DE102017008610A1

DE102017008610A1 - Verfahren zur Herstellung eines gebogenen Glasgegenstands und gebogener Glasgegenstand

Info

Publication number: DE102017008610A1
Application number: DE102017008610.9A
Authority: DE
Inventors: Makoto Fujii; Satoshi KANASUGI; Naofumi Aoyama
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2016-09-14
Filing date: 2017-09-13
Publication date: 2018-03-15
Also published as: US20180072607A1; CN107814478B; CN107814478A; US10766803B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines gebogenen Glases bereitgestellt, das eine Verformung eines Glases durch Tempern verhindern kann und eine Restbeanspruchung oder eine Restspannung von einem gebildeten gebogenen Glasgegenstand beseitigen kann. Ein Verfahren zur Herstellung eines gebogenen Glasgegenstands umfasst einen Wärmebehandlungsschritt des Wärmebehandelns eines gebogenen Glases. Das gebogene Glas umfasst eine erste Hauptoberfläche, eine zweite Hauptoberfläche und eine Endfläche. In dem Wärmebehandlungsschritt wird das gebogene Glas durch eine Stützvorrichtung gestützt, wobei eine der Hauptoberflächen nach unten gerichtet ist. Die Stützvorrichtung stützt mindestens einen Teil von einer der Hauptoberflächen oder der Endfläche in einer höheren Position als die niedrigste Position von einer der Hauptoberflächen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gebogenen Glasgegenstands und einen gebogenen Glasgegenstand.
Stand der Technik
Das Patentdokument 1 offenbart eine Technik, bei der eine Glasplatte bei einer hohen Temperatur zu einer Form ausgebildet wird, die einen gebogenen Teil aufweist, um in der Glasplatte einen Krümmungsteil bereitzustellen. Das Patentdokument 1 offenbart ein Verfahren, in dem die erwärmte Glasplatte durch deren Eigengewicht in einem Erwärmungsschritt während des Glasformens gebogen wird, so dass ein Abdeckglas für eine Flachbildschirmanzeige erhalten wird, in dem der Krümmungsteil ausgebildet worden ist.
Im Allgemeinen verbleibt in dem Formschritt des Glases eine Beanspruchung oder Spannung in dem Glas, nachdem es zu einer gewünschten Form ausgebildet worden ist. Daher wurde das gebildete Glas getempert, um dadurch die Restbeanspruchung oder die Restspannung zu entfernen.
Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 5605176
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Zum zufriedenstellenden Relaxieren der Restbeanspruchung oder der Restspannung in dem gebildeten Glas durch Tempern ist es erforderlich, das Glas zu erwärmen, bis dessen Gleichgewichtsviskosität 10¹⁷ Pa·s oder weniger erreicht. In diesem Fall wird das Glas während des Temperns jedoch erweicht, so dass das Glas leicht durch dessen Eigengewicht verformt werden kann. Folglich besteht ein Problem dahingehend, dass die einmal gebildete Form des Glases nicht beibehalten werden kann, ohne verformt zu werden und von deren Gestaltungsabmessungen abzuweichen. Insbesondere kann anders als bei einem Element mit einer großen Dicke, wie z. B. einer optischen Linse, in einem großen geformten Glas mit einer geringen Dicke oder einem geformten Glas mit einer komplizierten Form mit einer großen Biegetiefe und mit einem verdrehten Teil eine Abmessungsgenauigkeit nicht beibehalten werden. Darüber hinaus besteht bei einem gebogenen Glas mit einem Krümmungsteil ein Problem dahingehend, dass das gebogene Glas beträchtlich verzogen werden kann, wenn das gebogene Glas erweicht wird. Selbst wenn ein Tempern mit einem gebogenen Glas durchgeführt wird, das so auf einer Montagebasis montiert worden ist, dass nur eine Endfläche des gebogenen Glases, die sich in der untersten Position befindet, die Montagebasis kontaktieren kann, wurde gefunden, dass ein Problem dahingehend vorliegt, dass eine Belastung, die durch das Eigengewicht des gebogenen Glases verursacht wird, auf den kontaktierenden Teil ausgeübt wird, so dass die Form des gebogenen Glases verzogen werden kann. Darüber hinaus wurde, wenn ein Tempern mit dem gebogenen Glas durchgeführt wird, das so auf der Montagebasis montiert worden ist, dass nur die Endfläche des gebogenen Glases, die sich in der untersten Position befindet, die Montagebasis kontaktieren kann, gefunden, dass die folgenden Probleme vorliegen: Eine Differenz bei der Belastung tritt zwischen dem kontaktierenden Teil und einem Teil des gebogenen Glases, der von dem kontaktierenden Teil verschieden ist, aufgrund einer Belastung auf den kontaktierenden Teil und eines Wärmetauschs zwischen der Montagebasis und dem gebogenen Glas in dem kontaktierenden Teil auf, und als Ergebnis kann die Restbeanspruchung oder die Restspannung nicht perfekt von einem Teil des gebogenen Glases beseitigt werden; und eine Verteilung einer Spannung, die durch ein chemisches Härten in einem anschließenden Schritt verstärkt worden ist, kann auftreten, was zu einer partiellen Verminderung der Härte bzw. Festigkeit in der Endfläche des gebogenen Glases führt.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines gebogenen Glasgegenstands und einen gebogenen Glasgegenstand bereitzustellen, die verhindern können, das ein Glas durch Tempern verformt wird, und bei denen eine Restbeanspruchung oder Restspannung von dem gebildeten gebogenen Glas beseitigt wird oder ist.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die folgenden Ausführungsformen.

(1) Verfahren zur Herstellung eines gebogenen Glasgegenstands, umfassend: einen Wärmebehandlungsschritt des Wärmebehandelns eines gebogenen Glases, das eine erste Hauptoberfläche, eine zweite Hauptoberfläche und eine Endfläche umfasst, wobei: in dem Wärmebehandlungsschritt das gebogene Glas durch eine Stützvorrichtung gestützt wird, wobei eine der Hauptoberflächen nach unten gerichtet ist; und die Stützvorrichtung mindestens einen Teil von einer der Hauptoberflächen oder der Endfläche in einer höheren Position stützt als die niedrigste Position von einer der Hauptoberflächen.
(2) Gebogener Glasgegenstand, umfassend: eine erste Hauptoberfläche; eine zweite Hauptoberfläche; eine Endfläche; und einen Krümmungsteil, der mindestens teilweise bereitgestellt ist, wobei: der gebogene Glasgegenstand ein chemisch gehärtetes Glas umfasst; und in der ersten Hauptoberfläche oder der zweiten Hauptoberfläche ein Fluktuationsverhältnis, das als Verhältnis einer durchschnittlichen Abweichung einer Tiefe einer Druckspannungsschicht DOL innerhalb der Oberfläche zu einem Durchschnittswert der DOL innerhalb der Oberfläche erhalten wird, 3% oder weniger beträgt.
(3) Gebogener Glasgegenstand, umfassend: eine erste Hauptoberfläche; eine zweite Hauptoberfläche; eine Endfläche; und einen Krümmungsteil, der mindestens teilweise bereitgestellt ist, wobei eine Hauptspannungsdifferenz in der Nähe der Endfläche in einer der Hauptoberflächen 5 MPa oder weniger beträgt.

In der vorliegenden Erfindung kann verhindert werden, dass ein Glas durch Tempern verformt wird, und die Restbeanspruchung oder Restspannung eines gebildeten gebogenen Glasgegenstands kann beseitigt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Flussdiagramm eines schematischen Verfahrens, das ein Beispiel für ein Herstellungsverfahren eines gebogenen Glasgegenstands zeigt.
2 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Beispiel eines Erwärmungsschemas in einem Temperschritt zeigt.
3 ist eine perspektivische Ansicht der ersten Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung zum Stützen eines gebogenen Glases.
4A und 4B sind Schnittansichten entlang der Linie A-A in der 3.
5 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Schritt des Schneidens des gebogenen Glases zeigt.
6 ist eine perspektivische Ansicht der zweiten Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung zum Stützen des gebogenen Glases.
7 ist eine perspektivische Ansicht der dritten Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung zum Stützen des gebogenen Glases.
8 ist eine perspektivische Ansicht der vierten Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung zum Stützen des gebogenen Glases.
9 ist eine perspektivische Ansicht der fünften Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung zum Stützen des gebogenen Glases.
10A und 10B sind eine Vorderansicht (10A) und eine Seitenansicht (10B) der sechsten Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung zum Stützen des gebogenen Glases.
11A und 11B sind eine Vorderansicht (11A) und eine Seitenansicht (11B) der siebten Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung zum Stützen des gebogenen Glases.
12 zeigt Messergebnisse der Hauptspannungsdifferenz von Glasproben.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben.
In einem Verfahren zur Herstellung eines gebogenen Glasgegenstands in der Ausführungsform wird eine Glasplatte als zu formender Körper mindestens auf den Erweichungspunkt der Glasplatte erwärmt. Die so erweichte Glasplatte wird durch ein Formwerkzeug geformt, so dass in der Glasplatte ein Krümmungsteil gebildet wird. Danach wird eine Wärmebehandlung, wie z. B. ein Tempern, mit dem gebildeten gebogenen Glas durchgeführt, während das gebogene Glas durch eine Stützvorrichtung gestützt wird. Aufgrund des Temperns wird verhindert, dass sich das gebogene Glas ausgehend von der gebildeten Form verformt, und eine Restbeanspruchung oder Restspannung wird von dem gebogenen Glas beseitigt.
Das Glas, das den Krümmungsteil darin aufweist, steht hier für eine Glasplatte, die einen Teil aufweist, bei dem die Glasplatte teilweise gebogen worden ist, oder für eine Glasplatte, in der ein gekrümmter Teil in dem gesamten Glas oder einem Teil des Glases gebildet worden ist. Darüber hinaus ist die Glasplatte nicht auf ein flaches Glas beschränkt, sondern es kann ein Glas sein, das einige gekrümmte Teile aufweist. Dabei steht der Krümmungsteil für einen Teil, dessen Krümmungsradius 10000 mm oder weniger beträgt, und ein flacher Teil steht für einen Teil, dessen Krümmungsradius 10000 mm übersteigt. In der folgenden Beschreibung wird ein zu formender Körper, der noch nicht geformt worden ist, als Glasplatte bezeichnet; ein geformter Körper, der geformt worden ist, wird als gebogenes Glas bezeichnet; und ein gebogenes Glas, das einem Wärmebehandlungsschritt unterzogen worden ist, wird als gebogener Glasgegenstand bezeichnet.
Die 1 ist ein Flussdiagramm eines schematischen Verfahrens, das ein Beispiel für ein Herstellungsverfahren eines gebogenen Glasgegenstands zeigt.
In einem Formschritt eines gebogenen Glases wird zuerst eine Glasplatte als zu formender Körper hergestellt und durch eine geeignete Stützeinrichtung, wie z. B. einen Stützständer, ein unteres Formwerkzeug und einen Arm, gestützt (S1). Als nächstes wird die gestützte Glasplatte auf eine Temperatur erwärmt, die nicht speziell beschränkt ist, jedoch 300 bis 600°C beträgt, wie z. B. etwa 500°C (S2). Es ist bevorzugt, dass die Glasplatte so erwärmt wird, dass sie eine Gleichgewichtsviskosität von 10^12,5 Pa·s oder mehr und 10¹⁷ Pa·s oder weniger aufweist (S2). Diese Erwärmungsbehandlung dient als Vorerwärmungsschritt der Glasplatte.
Die Gleichgewichtsviskosität wird abhängig von dem zu messenden Viskositätsbereich z. B. durch ein Trägerbiegeverfahren (ISO 7884-4: 1987), ein Faserdehnungsviskosimeterverfahren (ISO 7884-3: 1987), ein Parallelplattenviskosimeter (ASTM C338-93: 2003) oder ein Sinkstabviskosimeter (ISO 7884-5: 1987) gemessen. In der Ausführungsform wird die Gleichgewichtsviskosität durch ein Trägerbiegeverfahren (ISO 7884-4: 1987) gemessen.
Die Glasplatte, die dem Vorerwärmungsschritt unterzogen worden ist, wird auf ein Formwerkzeug bewegt und auf eine Temperatur nicht unter dem Erweichungspunkt von 700 bis 750°C erwärmt.
Die durch das Erwärmen erweichte Glasplatte wird durch ihr Eigengewicht nach und nach abwärts gekrümmt. Eine Oberfläche (erste Hauptoberfläche) der Glasplatte kontaktiert eine Formoberfläche des Formwerkzeugs, so dass die Form der Formoberfläche auf die Glasplatte übertragen werden kann. Folglich wird ein gebogenes Glas gebildet, bei dem ein Krümmungsteil zumindest teilweise ausgebildet worden ist (S3).
Als nächstes wird das gebogene Glas, das durch den vorstehend genannten Formschritt erhalten worden ist, mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von vorzugsweise 5°C/min oder mehr in einem Bereich abgekühlt, bei dem die Gleichgewichtsviskosität des gebogenen Glases 10^12,5 Pa·s oder mehr und 10²⁰ Pa·s oder weniger beträgt (S4). Die Abkühlungsgeschwindigkeit beträgt vorzugsweise 15°C/min oder mehr. Wenn die Abkühlungsgeschwindigkeit innerhalb dieses Bereichs liegt, kann die Zeit des Kontakts des Formwerkzeugs mit der Glasplatte verkürzt werden und ein Defekt des Aussehens, der durch eine Übertragung von dem Formwerkzeug verursacht wird, kann verhindert werden, und die Taktzeit kann verkürzt werden. Die Abkühlungsgeschwindigkeit beträgt vorzugsweise 200°C/min oder weniger und mehr bevorzugt 150°C/min oder weniger. Wenn die Abkühlungsgeschwindigkeit innerhalb dieses Bereichs liegt, kann eine Rissbildung bzw. ein Brechen des Glases während des Abkühlens verhindert werden.
Es ist bevorzugt, dass das gebildete gebogene Glas mit einer möglichst niedrigen Abkühlungsgeschwindigkeit abgekühlt wird, um eine Restbeanspruchung oder Restspannung zu relaxieren. Die Abkühlungsgeschwindigkeit muss jedoch erhöht werden, um die Taktzeit des Schritts zu verkürzen. Folglich wird das gebildete gebogene Glas mit einer hohen Abkühlungsgeschwindigkeit abgekühlt. Als Ergebnis können eine Restbeanspruchung oder Restspannung in dem abgekühlten gebogenen Glas erzeugt werden.
Daher wird die erzeugte Restbeanspruchung oder Restspannung durch einen Wärmebehandlungsschritt, wie z. B. einen Temperschritt zum Tempern des abgekühlten gebogenen Glases, relaxiert (S5).
Die 2 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Beispiel eines Erwärmungsschemas in dem Temperschritt zeigt. Der Temperschritt umfasst einen Erwärmungsschritt des Erwärmens des gebogenen Glases auf eine vorgegebene Tempertemperatur, einen Halteschritt des Haltens des gebogenen Glases bei der Tempertemperatur für einen vorgegebenen Zeitraum und einen Schritt des allmählichen Abkühlens des gebogenen Glases mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als die Erwärmungsgeschwindigkeit.
In dem Erwärmungsschritt ist es bevorzugt, dass das gebogene Glas z. B. auf etwa 550°C erwärmt wird (S1), bis die Gleichgewichtsviskosität des gebogenen Glases 10^12,5 Pa·s bis 10¹⁷ Pa·s erreicht.
In dem Halteschritt ist es bevorzugt, dass das gebogene Glas, das auf die Tempertemperatur erwärmt worden ist, so dass die Gleichgewichtsviskosität etwa 10^12,5 Pa·s bis 10¹⁷ Pa·s erreicht, z. B. für 10 bis 180 Minuten gehalten wird. Folglich kann die Spannung des gebogenen Glases relaxiert werden, so dass dessen Verzug durch Erwärmen beseitigt wird, wodurch eine einheitliche Spannungsverteilung bereitgestellt werden kann. Aufgrund der einheitlichen Spannungsverteilung kann ein erhaltener gebogener Glasgegenstand eine einheitliche Federkraft aufweisen. Wenn der gebogene Glasgegenstand beispielsweise mit einem Haftmittel an einem Anzeigefeld angebracht wird, wird auf das Haftmittel keine Belastung ausgeübt, so dass ein Ablösen oder dergleichen unterdrückt werden kann. In manchen Fällen kann der Halteschritt mit einer Haltetemperatur durchgeführt werden, die niedriger eingestellt ist als die Erwärmungstemperatur in dem Erwärmungsschritt.
In dem Schritt des allmählichen Abkühlens ist es bevorzugt, dass das gebogene Glas langsam abgekühlt wird, z. B. bei einer Temperaturabsenkungsgeschwindigkeit von 0,3 bis 10°C/min, bis die Gleichgewichtsviskosität 10^17,8 Pa·s oder mehr erreicht. Die Temperaturabsenkungsgeschwindigkeit beträgt mehr bevorzugt 0,3 bis 5°C/min. Auf diese Weise kann das Auftreten einer neuen Temperaturverteilung in dem erhaltenen gebogenen Glasgegenstand verhindert werden, so dass das Auftreten einer Restspannung aufgrund der Temperaturverteilung verhindert werden kann. Als Ergebnis kann ein guter Effekt erhalten werden.
Durch den vorstehend genannten Temperschritt wird die Restbeanspruchung oder die Restspannung innerhalb des gebogenen Glases relaxiert. Das gebogene Glas wird jedoch auf eine Temperatur erwärmt, bei der eine Kriechverformung auftreten kann. Folglich wird die Form des gebildeten gebogenen Glases kaum beibehalten. Daher tritt zwischen den Endabmessungen des erhaltenen gebogenen Glasgegenstands und dessen Gestaltungsabmessungen eine Differenz bei der Abmessung auf. Die „Kriechverformung” steht für das Phänomen, dass ein Glas, das erwärmt und z. B. so gehalten worden ist, dass dessen Gleichgewichtsviskosität 10^12,5 Pa·s bis 10¹⁷ Pa·s erreicht, im Laufe der Zeit verformt wird.
Daher wird in der Ausführungsform das gebogene Glas, das während des Temperschritts erweicht worden ist, durch eine Stützvorrichtung gestützt, die das gebogene Glas stützen kann, während sie die Form des gebogenen Glases aufrechthält. Durch die Stützvorrichtung wird das gebogene Glas, das in dem Temperschritt erweicht worden ist, gestützt, ohne die Form zu verändern. Folglich kann selbst dann, wenn das gebogene Glas getempert wird, die äußere Form des gebogenen Glases so beibehalten werden, dass sie den Gestaltungsabmessungen entspricht. Darüber hinaus kann die Restbeanspruchung oder die Restspannung innerhalb des erhaltenen gebogenen Glases relaxiert werden und ferner kann die Restspannung an einem Teil, der die Umgebungen von Endflächen des gebogenen Glases umfasst, einheitlich gemacht werden. In herkömmlichen Fällen werden viele defekte Gegenstände erzeugt, da die gewünschte Verarbeitung in einem nachfolgenden Schritt, wie z. B. einem Anfasschritt oder einem Schneidschritt, aufgrund der Verteilung einer Restbeanspruchung oder einer Restspannung in einem gebogenen Glas nicht durchgeführt werden kann. In der Ausführungsform können die vorstehend genannten Probleme gelöst werden. Ferner wird dann, wenn das erhaltene gebogene Glas chemisch gehärtet wird, das gebogene Glas einheitlich innerhalb dessen Oberfläche gehärtet, so dass das gebogene Glas eine einheitliche Härte bzw. Festigkeit aufweisen kann.
Erste Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung
Die 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung zum Stützen eines gebogenen Glases. Ein gebogenes Glas 100 ist in der Ausführungsform in der Draufsicht rechteckig. Das gebogene Glas 100 ist so ausgebildet, dass es entlang dessen langen Seiten gekrümmt ist. Das gebogene Glas 100 wird in einem Zustand getempert, bei dem eine erste Hauptoberfläche 101, die eine untere konkave Oberfläche ist, durch eine Stützvorrichtung 10 gestützt wird. Die erste Hauptoberfläche, die eine Oberfläche ist, die mit der Formoberfläche des Formwerkzeugs in Kontakt gebracht worden ist, muss nicht durch die Stützvorrichtung 10 gestützt werden, wie es vorstehend beschrieben ist. In manchen Situationen kann eine zweite Hauptoberfläche gestützt werden.
Die Stützvorrichtung 10 in der Ausführungsform umfasst ein Paar von Stützplatten 11A und 11B, die parallel zueinander angeordnet sind, eine Verbindungsplatte 13, die das Paar von Stützplatten 11A und 11B miteinander verbindet, und eine Basisplatte 14, welche die Stützplatten 11A und 11B und die Verbindungsplatte 13 fixiert. Die Verbindungsplatte 13 oder die Basisplatte 14 ist nicht immer erforderlich. Es ist jedoch bevorzugt, dass mindestens eine der Verbindungsplatte 13 und der Basisplatte 14 verwendet wird.
Bei den Stützplatten 11A und 11B sind Montageoberflächen 15 in deren oberen Endteilen zu Bogenformen ausgebildet, die sich entlang der langen Seiten des gebogenen Glases 100 erstrecken. Die Stützplatten 11A und 11B sind so bereitgestellt, dass sie senkrecht zur Basisplatte 14 stehen. Die Montageoberflächen 15 sind Stützoberflächen, durch welche die erste Hauptoberfläche 101 des gebogenen Glases 100 an beiden Endteilen auf der Seite der langen Seite des gebogenen Glases 100 von unten gestützt wird. Jede Montageoberfläche 15 weist dieselbe gekrümmte Form wie die erste Hauptoberfläche 101 des gebogenen Glases 100 auf. Die Montageoberfläche 15 wird abhängig von der Gestaltungsform des gebogenen Glases 100 gebildet. Die Montageoberfläche 15 muss nicht vollkommen identisch mit der ersten Hauptoberfläche 101 des gebogenen Glases 100 sein. Beispielsweise kann die Montageoberfläche 15 eine Form aufweisen, die näherungsweise der Gestaltungsform entspricht.
Jede Stützplatte 11A und 11B stützt die erste Hauptoberfläche 101 in einer höheren Position als die niedrigste Position in einem Endteil in der Richtung der langen Seite der ersten Hauptoberfläche 101, die als untere Oberfläche des gebogenen Glases 100 dient.
Eine Beschreibung wurde in Bezug auf die erste Hauptoberfläche durchgeführt, die eine Oberfläche ist, die mit der Formoberfläche des Formwerkzeugs in Kontakt gebracht worden ist. Dasselbe kann jedoch auf den Fall angewandt werden, bei dem die zweite Hauptoberfläche verwendet wird.
Wenn die Montageoberfläche 15 jeder Stützplatte 11A, 11B zu einer glatten Oberfläche mit einer arithmetischen Mittenrauheit Ra von 1 μm oder weniger und einer arithmetischen Mittenwelligkeit Wa von 0,7 μm oder weniger ausgebildet ist, kann verhindert werden, dass eine feine konkav-konvexe Form auf das gebogene Glas 100 übertragen wird. Wenn in der Bogenoberfläche der Montageoberfläche 15 eine Welligkeit bereitgestellt wird, kann die Kontaktfläche zwischen dem gebogenen Glas 100 und der Montageoberfläche 15 vermindert werden, so dass die Fläche, mit der die Montageoberfläche 15 das gebogene Glas 100 beeinflusst, vermindert werden kann. Die arithmetische Mittenrauheit Ra und die arithmetische Mittenwelligkeit Wa werden gemäß JIS B0601: 2001 gemessen.
Die Verbindungsplatte 13 ist nicht speziell beschränkt, solange sie das Paar von Stützplatten 11A und 11B mechanisch miteinander verbinden kann. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Höhe einer oberen Oberfläche 17 der Verbindungsplatte 13 nicht größer ist als die Höhe der Montageoberflächen 15 des Paars von Stützplatten 11A und 11B. Es ist bevorzugt, dass die Höhe der oberen Oberfläche 17 geringer ist als die Höhe der Montageoberflächen 15 des Paars von Stützplatten 11A und 11B, so dass die Kontaktfläche zwischen dem gebogenen Glas 100 und der Stützvorrichtung 10 vermindert werden kann, so dass eine Verletzung oder Beschädigung des gebogenen Glases 100 unterdrückt wird.
Zum Minimieren des Einflusses auf das gebogene Glas 100 ist es bevorzugt, dass die Stützvorrichtung 10 aus einem wärmebeständigen und oxidationsbeständigen Material ausgebildet ist, wie z. B. aus einem rostfreiem Stahlmaterial, einem Kohlenstoffstahlmaterial für eine allgemeine Struktur, einem aus Kohlenstoff hergestellten Rohmaterial mit einer niedrigen Dichte, SiC, Quarz, Glas oder Keramik, usw. Darüber hinaus kann eine Vorrichtung, auf der eine Lage, die aus Glas oder rostfreiem Stahl hergestellt ist, gewunden worden ist, als Stützvorrichtung 10 verwendet werden.
Die 4A und 4B sind Schnittansichten entlang der Linie A-A in der 3. Das gebildete gebogene Glas 100 wird vor dem Tempern zu der Position oberhalb der Stützvorrichtung 10 transportiert, wie es in der 4A gezeigt ist, und auf den Montageoberflächen 15 der Stützvorrichtung 10 angeordnet, wie es in der 4B gezeigt ist.
Beispielsweise wird der vorstehend genannte, in der 2 gezeigte Temperschritt mit dem gebogenen Glas 100 durchgeführt, das durch die Stützvorrichtung 10 gestützt wird. Das gebogene Glas 100 ist nicht auf das vorstehend genannte gebogene Glas beschränkt, das dem Vorerwärmungsschritt, dem Formschritt und dem Abkühlungsschritt unterzogen worden ist. Ein separat hergestellter Formkörper kann verwendet werden, wie es im Schritt S5 von 1 gezeigt ist.
Das gebogene Glas 100 wird in dem Temperschritt erwärmt, bis dessen Gleichgewichtsviskosität etwa 10^12,5 Pa·s bis 10¹⁷ Pa·s erreicht. Folglich wird das gebogene Glas 100 erweicht und in einen Zustand gebracht, in dem das gebogene Glas 100 leicht durch dessen Eigengewicht verformt werden kann. Aufgrund der Stützvorrichtung 10 in der Ausführungsform werden jedoch beide Endteile auf der Seite der langen Seite der ersten Hauptoberfläche 101 des gebogenen Glases 100 durch die Montageoberflächen 15 der Stützvorrichtung 10 gestützt. Folglich kann eine Verformung verhindert werden und das gebogene Glas 100 mit einem geringen Verzug und einer hohen Formgenauigkeit kann erhalten werden.
Das Tempern unter Verwendung der vorstehend genannten Stützvorrichtung ist insbesondere in einer Ausführungsform einer Wärmebehandlungsvorrichtung in einem kontinuierlichen Ofensystem geeignet, in dem hochqualitative gebogene Glasgegenstände kontinuierlich in einer kurzen Taktzeit hergestellt werden können. Als Ergebnis kann die Herstellungseffizienz verbessert werden. Darüber hinaus kann gemäß dem vorstehend genannten Verfahren zur Herstellung eines gebogenen Glasgegenstands ein gebogener Glasgegenstand mit einem geringen Verzug und einer hohen Formgenauigkeit erhalten werden. Darüber hinaus kann ein gebogener Glasgegenstand mit einer geringeren Beschädigung und einem hervorragenden Aussehen erhalten werden.
Nach dem Ende des vorstehend genannten Temperschritts wird das gebogene Glas 100 von der Stützvorrichtung 10 entfernt und zu einem nachfolgenden Schritt bewegt.
Aufgrund der Stützvorrichtung 10 in der vorstehend genannten Ausführungsform sind Kontaktteile zwischen dem gebogenen Glas 100 und der Stützvorrichtung 10 während des Temperns auf beide Endteile in der Richtung der kurzen Seite in der ersten Hauptoberfläche 101 des gebogenen Glases 100 beschränkt. Demgemäß sind selbst dann, wenn Beschädigungen, Kontaktmarkierungen, usw., auf dem gebogenen Glas 100 durch die Stützvorrichtung 10 verursacht werden, die Kontaktteile auf extreme kleine Bereiche des gebogenen Glases 100 beschränkt. Die Endteile des gebogenen Glasgegenstands nach dem Tempern können durch Schneiden entfernt werden. Darüber hinaus können Schnittflächen der Endteile des gebogenen Glasgegenstands nach dem Schneiden durch Anfasen geglättet werden.
Als nächstes wird die mechanische Verarbeitung bzw. Bearbeitung des gebogenen Glases 100 nach dem Temperschritt beschrieben.
Schneidschritt
Die 5 zeigt eine erläuternde Schrittansicht, die einen Schritt des Schneidens des gebogenen Glases zeigt.
In dem Schneidschritt wird ein Teil eines Umfangs- bzw. Randteils 103, der als Produkt unnötig ist, von dem gebildeten geformten Glas 100 oder dem gebogenen Glasgegenstand (nachstehend zusammen als zu verarbeitendes Material bezeichnet) abgeschnitten, so dass dessen Aussehen und Abmessungen eingestellt werden. Beispielsweise wenn die vorstehend genannte Kontaktposition mit der Stützvorrichtung 10 entfernt wird, befindet sich die Schneidposition vorzugsweise in einem Abstand von 10 mm oder weniger von einer Endfläche des zu verarbeitenden Materials und mehr bevorzugt in einem Abstand von 5 mm oder weniger davon.
Das zu verarbeitende Material kontaktiert das Formwerkzeug bei einer hohen Temperatur, die nicht niedriger ist als der Erweichungspunkt in dem Formschritt zum Bereitstellen eines gewünschten Krümmungsteils. Darüber hinaus kontaktieren in dem Temperschritt Endteile des zu verarbeitenden Materials die Stützvorrichtung 10 derart, dass das zu verarbeitende Material durch die Stützvorrichtung 10 gestützt wird. Daher ist es wahrscheinlich, dass in der Glasoberfläche des zu verarbeitenden Materials Beschädigungen, Kontaktmarkierungen, usw., in Teilen erzeugt werden können, die mit einem anderen Element in Kontakt gekommen sind.
Demgemäß wird der Formschritt mit einer Glasplatte durchgeführt, die größer ist als die Form eines Endprodukts und Teile, die mit der Stützvorrichtung 10 in Kontakt gebracht worden sind, werden mit einer bekannten Schneidvorrichtung oder dergleichen weggeschnitten und entfernt. Folglich können die Teile, die durch den Kontakt mit der Stützvorrichtung 10 beeinträchtigt worden sind, entfernt werden, und ein gebogener Glasgegenstand mit einer Glasoberfläche ohne irgendwelche Beschädigungen, irgendwelche Kontaktmarkierungen, usw., kann erhalten werden.
Anfasschritt
Beim Anfasen durch Schleifen wird, obwohl dies nicht gezeigt ist, mindestens ein Teil von Endflächen des zu verarbeitenden Materials, dessen Aussehen und Abmessungen eingestellt worden sind, angefast. Das Anfasen wird zuerst mit einem grobkörnigen Schleifstein durchgeführt und wird dann nach und nach mit einem feinkörnigen Schleifstein durchgeführt. Folglich werden Eckenteile von jeder Endfläche 105, die durch Schneiden gebildet worden sind, angefast. Als Material für den grobkörnigen Schleifstein können Aluminiumoxid, cBN (kubisches Bornitrid), Diamant, usw., verwendet werden. Bezüglich des Schleifvermögens und der Härte ist es bevorzugt, dass das Material Diamant ist. Die Körnung des grobkörnigen Schleifsteins beträgt vorzugsweise #80 bis #500 und mehr bevorzugt #200 bis #400. Aluminiumoxid, cBN, Diamant, usw., können als das Material für den feinkörnigen Schleifstein verwendet werden. Bezüglich des Schleifvermögens und der Härte ist es bevorzugt, dass das Material Diamant ist. Die Körnung des feinkörnigen Schleifsteins beträgt vorzugsweise #300 bis #3000 und mehr bevorzugt #400 bis #1200.
Wenn das zu verarbeitende Material angefast wird, wird ein zu verarbeitender Teil verarbeitet, während diesem ein Kühlmittel (wasserlösliche Schleifflüssigkeit) zugeführt wird. Als Kühlmittel kann ein handelsübliches Produkt zweckmäßig ausgewählt und verwendet werden.
Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann in dem zu verarbeitenden Material ein Öffnungsloch ausgebildet sein. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass ein Kantenteil des Öffnungslochs ebenfalls in der gleichen Weise wie die Endfläche 105 angefast wird.
Darüber hinaus kann das vorstehend genannte Anfasen nicht nur auf den Flächen durchgeführt werden, die in dem Schneidschritt geschnitten worden sind, sondern auch auf jedweden anderen Endflächen, die von den Schnittflächen verschieden sind. In diesem Fall kann die Produktform mit feineren Fertigbearbeitungsabmessungen fertigbearbeitet werden.
Es ist bevorzugt, dass sowohl der vorstehend genannte Schneidschritt als auch der vorstehend genannte Anfasschritt mit dem gebogenen Glasgegenstand durchgeführt werden, der dem Temperschritt unterzogen worden ist. Aufgrund des Temperschritts können Beschädigungen, Kontaktmarkierungen, usw., in Teilen der Oberfläche des erhaltenen gebogenen Glasgegenstands auftreten, die mit einem anderen Element in Kontakt gebracht worden sind. Wenn der Schneidschritt und der Anfasschritt durchgeführt werden, können die Kontaktmarkierungen entfernt werden, so dass der gebogene Glasgegenstand mit einem hervorragenden Aussehen erhalten werden kann.
Das Verfahren zur Herstellung des gebogenen Glasgegenstands kann ferner einen Druckschritt des Bildens einer gedruckten Schicht auf der Glasoberfläche, die dem Schneiden und dem Anfasen unterzogen worden ist, oder einen Glashärtungsschritt vor dem Temperschritt umfassen.
Als nächstes wird ein Glasmaterial beschrieben, das in dem vorstehend genannten Herstellungsverfahren des gebogenen Glasgegenstands, dem Glashärtungsschritt und dem Druckschritt eingesetzt werden soll.
Glasmaterial des zu formenden Körpers
Die Glasplatte, die ein zu formender Körper zur Verwendung in der Ausführungsform ist, weist eine Dicke von vorzugsweise 0,5 mm oder mehr und mehr bevorzugt 0,7 mm oder mehr auf. Die Dicke der Glasplatte beträgt vorzugsweise 5 mm oder weniger, mehr bevorzugt 3 mm oder weniger und mehr bevorzugt 2 mm oder weniger. In diesem Bereich kann in einem Endprodukt eine ausreichende Härte bzw. Festigkeit erhalten werden, so dass eine Rissbildung bzw. ein Brechen verhindert wird.
Als Glaszusammensetzung zur Bildung der Glasplatte kann z. B. Natronkalkglas, Aluminosilikatglas, Aluminoborosilikatglas, Lithiumdisilikatglas, usw., verwendet werden. Von diesen ist es in dieser Ausführungsform besonders hervorragend, wenn Aluminosilikat oder Aluminoborosilikat für die Glasplatte verwendet wird. Eine solche Glasplatte weist einen hohen Young'schen Modul und einen hohen Ausdehnungskoeffizienten auf, so dass beim Erwärmen der Glasplatte eine hohe thermische Spannung erzeugt werden kann. Als Ergebnis weist die Glasplatte eine hohe Abweichung von der gewünschten gebogenen Form auf. Ferner kann dann, wenn die Glasplatte gehärtet wird, eine Variation bei der Druckspannung auftreten. Wenn die Glasplatte eine solche Glaszusammensetzung in der Ausführungsform aufweist, kann die Formabweichung trotz der gebogenen Form vermindert werden, so dass die Variation der Druckspannung unterdrückt werden kann.
Spezifische Beispiele für die Glaszusammensetzung umfassen ein Glas, das als Zusammensetzung, die durch mol-% auf der Oxidbasis dargestellt ist, von 50% bis 80% SiO₂, von 0,1% bis 25% Al₂O₃, von 3% bis 30% Li₂O + Na₂O + K₂O, von 0% bis 25% MgO, von 0% bis 25% CaO und von 0% bis 5% ZrO₂ enthält, wobei die Glaszusammensetzung jedoch nicht darauf beschränkt ist. Insbesondere umfassen Beispiele für die Glaszusammensetzung die folgenden Glaszusammensetzungen. Dabei bedeutet z. B. der Ausdruck „enthält von 0% bis 25% MgO”, dass MgO nicht essentiell ist, jedoch bis 25% enthalten sein können. Das Glas (i) ist ein Natronkalksilikatglas und die Gläser (ii) und (iii) sind ein Aluminosilikatglas.

(i) Ein Glas, das als Zusammensetzung, die durch mol-% auf der Oxidbasis dargestellt ist, von 63% bis 73% SiO₂, von 0,1% bis 5,2% Al₂O₃, von 10% bis 16% Na₂O, von 0% bis 1,5% K₂O, von 0% bis 5% Li₂O, von 5% bis 13% MgO und von 4% bis 10% CaO enthält.
(ii Ein Glas, das als Zusammensetzung, die durch mol-% auf der Oxidbasis dargestellt ist, von 50% bis 74% SiO₂, von 1% bis 10% Al₂O₃, von 6% bis 14% Na₂O, von 3% bis 11% K₂O, von 0% bis 5% Li₂O, von 2% bis 15% MgO, von 0% bis 6% CaO und von 0% bis 5% ZrO₂ enthält, wobei die Gesamtmenge der Gehalte von SiO₂ und Al₂O₃ 75% oder weniger beträgt, die Gesamtmenge der Gehalte von Na₂O und K₂O von 12% bis 25% beträgt und die Gesamtmenge der Gehalte von MgO und CaO von 7% bis 15% beträgt.
(iii) Ein Glas, das als Zusammensetzung, die durch mol-% auf der Oxidbasis dargestellt ist, von 68% bis 80% SiO₂, von 4% bis 10% Al₂O₃, von 5% bis 15% Na₂O, von 0% bis 1% K₂O, von 0% bis 5% Li₂O, von 4% bis 15% MgO und von 0% bis 1% ZrO₂ enthält.
(iv) Ein Glas, das als Zusammensetzung, die durch mol-% auf der Oxidbasis dargestellt ist, von 67% bis 75% SiO₂, von 0% bis 4% Al₂O₃, von 7% bis 15% Na₂O, von 1% bis 9% K₂O, von 0% bis 5% Li₂O, von 6% bis 14% MgO und von 0% bis 1,5% of ZrO₂ enthält, wobei die Gesamtmenge der Gehalte von SiO₂ und Al₂O₃ von 71% bis 75% beträgt, die Gesamtmenge der Gehalte von Na₂O und K₂O von 12% bis 20% beträgt, und in dem Fall, bei dem CaO enthalten ist, dessen Gehalt weniger als 1% beträgt.

Wenn ein gefärbtes Glas verwendet wird, kann ein Farbmittel (Farbgebungskomponente) zugesetzt werden, solange dieses nicht das Erreichen der gewünschten chemischen Härtungseigenschaften hemmt. Geeignete Beispiele für das Farbmittel umfassen Co₃O₄, MnO, MnO₂, Fe₂O₃, NiO, CuO, Cu₂O, Cr₂O₃, V₂O₅, Bi₂O₃, SeO₂, TiO₂, CeO₂, Er₂O₃, Nd₂O₃, die eine Absorption im sichtbaren Bereich aufweisen und Oxide von Co, Mn, Fe, Ni, Cu, Cr, V, Bi, Se, Ti, Ce, Er bzw. Nd sind.
Wenn das gefärbte Glas als Glasbasismaterial verwendet wird, kann das Glas, angegeben als Molprozentsatz auf der Oxidbasis, 7% oder weniger einer Farbgebungskomponente enthalten (mindestens eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Oxiden von Co, Mn, Fe, Ni, Cu, Cr, V, Bi, Se, Ti, Ce, Er und Nd). Wenn der Gehalt der Farbgebungskomponente 7% übersteigt, ist es wahrscheinlich, dass das Glas in einer nachteiligen Weise entglast wird. Der Gehalt der Farbgebungskomponente beträgt vorzugsweise 5% oder weniger, mehr bevorzugt 3% oder weniger, noch mehr bevorzugt 1% oder weniger. Wenn die Durchlässigkeit des Glases für sichtbares Licht Priorität hat, sollte das Glas die vorstehend beschriebenen Komponenten nicht enthalten. Das Glasbasismaterial kann in einer geeigneten Weise SO₃, Chlorid, Fluorid, usw., als Feinungsmittel während des Schmelzens enthalten.
Härtungsschritt
Ferner kann ein physikalisches Härtungsverfahren oder ein chemisches Härtungsverfahren als Härtungsverfahren zur Bildung einer Oberflächendruckspannungsschicht in einer solche Glasplatte verwendet werden (vor oder nach dem Formen zu einer gebogenen Form). Ein Glas mit einer hohen mechanischen Festigkeit kann als Glasplatte erhalten werden, deren Glashauptoberfläche gehärtet worden ist. In der Ausführungsform kann jedwedes dieser Härtungsverfahren verwendet werden, jedoch ist es bevorzugt, dass das Härten durch ein chemisches Härtungsverfahren durchgeführt wird, um ein Glas mit einer geringen Dicke und einer großen Oberflächendruckspannung (CS) zu erhalten.
Das chemische Härtungsverfahren ist eine Behandlung, in der in einem geschmolzenen Salz unmittelbar unter 450°C Alkalimetallionen (typischerweise Li-Ionen oder Na-Ionen), die in der Hauptoberfläche der Glasplatte vorliegen und jeweils einen kleinen Ionenradius aufweisen, durch Alkalionen (typischerweise Na-Ionen oder K-Ionen für die Li-Ionen oder K-Ionen für die Na-Ionen), die jeweils einen größeren Ionenradius aufweisen, ausgetauscht werden, so dass in der Glasoberfläche eine Druckspannungsschicht gebildet werden kann. Das chemische Härten kann durch das herkömmliche Verfahren durchgeführt werden. Typischerweise wird das Glas in geschmolzenes Kaliumnitratsalz eingetaucht. Dem geschmolzenen Salz können bis zu 10 Massen-% Kaliumcarbonat zugesetzt werden. Auf diese Weise können gebildete Risse von der Oberflächenschicht des Glases entfernt werden, so dass ein Glas mit einer großen Härte bzw. einer hohen Festigkeit erhalten werden kann. Wenn eine Silberkomponente, wie z. B. Silbernitrat, in das Kaliumnitrat während des chemischen Härtens eingemischt wird, kann das Glas aufgrund eines Ionenaustauschs Silberionen in dessen Oberfläche aufweisen, so dass antibakterielle Eigenschaften bereitgestellt werden können. Darüber hinaus ist die Anzahl der chemischen Härtungsvorgänge nicht auf eins beschränkt, sondern beispielsweise können diese zweimal oder häufiger bei verschiedenen Bedingungen durchgeführt werden.
Die Härtungseigenschaften (Härtungsprofil) eines chemisch gehärteten Glases werden allgemein durch eine Oberflächendruckspannungschicht (CS: Druckspannung), die in der Oberfläche ausgebildet ist, die Tiefe der Oberflächendruckspannungsschicht (DOL: Tiefe der Schicht) und die innerhalb des Glases vorliegende Zugspannung (CT: Zentrale Spannung) ausgedrückt. Eine Beschreibung wird anhand eines Beispiels durchgeführt, bei dem die Glasplatte ein chemisch gehärtetes Glas ist.
Die Oberflächendruckspannung (CS) der Druckspannungsschicht beträgt vorzugsweise 500 MPa oder mehr, mehr bevorzugt 550 MPa oder mehr, noch mehr bevorzugt 600 MPa oder mehr und insbesondere 700 MPa oder mehr. Wenn die Oberflächendruckspannung (CS) höher ist, ist die mechanische Festigkeit des gehärteten Glases höher. Wenn andererseits die Oberflächendruckspannung (CS) zu hoch ist, besteht die Befürchtung, dass die Zugspannung innerhalb des Glases extrem hoch sein kann. Daher beträgt die Oberflächendruckspannung (CS) vorzugsweise 1800 MPa oder weniger, mehr bevorzugt 1500 MPa oder weniger und noch mehr bevorzugt 1200 MPa oder weniger.
Beim chemischen Härten wird mit fortschreitendem Ionenaustausch die Spannung, die in dem Glas verbleibt, aufgrund des Erwärmens während des chemischen Härtens vermindert. Folglich besteht eine Tendenz dahingehend, dass die Härtung ungleichmäßig stattfindet. Wenn darüber hinaus die Restspannung unregelmäßig relaxiert wird, findet auch das Härten ungleichmäßig statt. Ein Tempern ist dahingehend effektiv, eine solche Ungleichmäßigkeit des chemischen Härtens zu beseitigen. Es besteht jedoch eine Tendenz dahingehend, dass die Form des gebogenen Glases in der vorstehend beschriebenen Weise verändert wird. Andererseits kann beim Tempern unter Verwendung der Stützvorrichtung in der Ausführungsform eine Verformung des gebogenen Glases unterdrückt werden und ein ausreichender Effekt durch das chemische Härten kann auf der Glasoberfläche erhalten werden. Ferner kann durch das Tempern eine Variation der DOL innerhalb der Oberfläche vermindert werden. Unter der Annahme, dass das Verhältnis der durchschnittlichen Abweichung der DOL innerhalb der Oberfläche zu einem Durchschnittswert der DOL innerhalb der Oberfläche in einem gebogenen Glasgegenstand als Fluktuationsverhältnis festgelegt ist, beträgt das Fluktuationsverhältnis 3% oder weniger. Auf diese Weise kann eine gleichmäßig chemisch gehärtete Schicht erhalten werden und ein gebogener Glasgegenstand mit einer homogenen Festigkeit kann erhalten werden. Das Flukutationsverhältnis beträgt mehr bevorzugt 2,5% oder weniger.
Darüber hinaus gibt es eine Differenz beim Young'schen Modul zwischen einem gebogenen Glasgegenstand, der getempert worden ist, und einem gebogenen Glas, das nicht getempert worden ist (nicht getempertes Glas). Es besteht eine Tendenz dahingehend, dass das Verformungsausmaß in Bezug auf eine Belastung in dem gebogenen Glasgegenstand kleiner ist als in dem nicht getemperten gebogenen Glas. Es wird davon ausgegangen, dass dies durch eine Zunahme des Young'schen Moduls verursacht wird. Der Young'sche Modul beträgt vorzugsweise 45 GPa oder mehr und mehr bevorzugt 50 GPa oder mehr. Wenn der gebogene Glasgegenstand als Abdeckglas auf ein Anzeigefeld mit einer gekrümmten Oberfläche aufgebracht wird, kann eine Verformung selbst dann unterdrückt werden, wenn eine Belastung auf das Glas durch Pressen bzw. Drücken oder dergleichen ausgeübt wird. Folglich kann die Formgenauigkeit des Glases beibehalten werden. Ferner kann der gebogene Glasgegenstand als Endprodukt, wie z. B. eine Anzeigevorrichtung, verwendet werden. Selbst wenn das Glas in einem solchen Fall aufgrund des Betriebs auf einem Berührungsbildschirm gedrückt wird, kann eine Verformung des Glases vermindert werden, da der Young'sche Modul höher ist. Folglich wird davon ausgegangen, dass eine unbeabsichtigte Glasverformung vermindert werden kann und das Berührungsgefühl hervorragend ist. Der Young'sche Modul beträgt vorzugsweise 90 GPa oder weniger und mehr bevorzugt 85 GPa oder weniger. Wenn der Young'sche Modul eine solche Obergrenze überschreitet, kann das Glas selbst leicht brechen. Der Young'sche Modul wird durch ein Verfahren gemessen, das in JIS R1659: 2003 angegeben ist.
Die Tiefe der Oberflächendruckspannungsschicht (DOL), die in der Hauptoberfläche des Glases ausgebildet ist, beträgt vorzugsweise 5 μm oder mehr, mehr bevorzugt 8 μm oder mehr und noch mehr bevorzugt 10 μm oder mehr. Wenn andererseits die DOL zu groß ist, besteht die Befürchtung, dass die Zugspannung innerhalb des Glases extrem erhöht werden kann. Folglich beträgt die Tiefe der Druckspannungsschicht (DOL) vorzugsweise 150 μm oder weniger, mehr bevorzugt 100 μm oder weniger, noch mehr bevorzugt 80 μm oder weniger und typischerweise 50 μm oder weniger.
Die Oberflächendruckspannung (CS), die in der Hauptoberfläche des Glases vorliegt, und die Tiefe der Druckspannungsschicht (DOL) können aus der Anzahl der Interferenzstreifen und deren Abständen erhalten werden, die durch ein Oberflächenspannungsmessgerät (FSM-6000, hergestellt von ORIHARA Industrial Co., Ltd.) festgestellt werden. Beispielsweise kann eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 589 nm oder 790 nm als Messlichtquelle für das FSM-6000 verwendet werden. Die Oberflächendruckspannung kann mittels Doppelbrechung gemessen werden. Wenn eine optische Bewertung schwierig ist, kann eine Abschätzung mittels der Bewertung der mechanischen Festigkeit eines Dreipunkt-Biegens oder dergleichen durchgeführt werden. Die innerhalb des Glases ausgebildete Zugspannung (CT: Einheit MPa) kann mit dem folgenden Ausdruck unter Verwendung der vorstehend genannten gemessenen Oberflächendruckspannung (CS: Einheit MPa) und der vorstehend genannten gemessenen Tiefe der Oberflächendruckspannungsschicht (DOL: Einheit μm) berechnet werden. CT = {CS × (DOL × 10^–3)}/{t – 2 × (DOL × 10^–3)}
Hier bezeichnet t (Einheit: mm) die Plattendicke des Glases.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das chemisch gehärtete Glas in der Ausführungsform in dessen Oberfläche mindestens eine Art enthält, die aus der Gruppe, bestehend aus Natriumionen, Silberionen, Kaliumionen, Cäsiumionen und Rubidiumionen, ausgewählt ist. Auf diese Weise kann in der Oberfläche eine Druckspannung induziert werden, so dass das Glas stark gehärtet wird. Wenn darüber hinaus während des chemischen Härtens Silbernitrat in Kaliumnitrat eingemischt wird, kann der gebildete Körper des Glases aufgrund eines Ionenaustauschs Silberionen in dessen Oberfläche aufweisen, so dass eine antibakterielle Eigenschaft bereitgestellt werden kann.
Nach der Durchführung des Härtungsschritts kann ein Schritt des Reinigens des gebogenen Glasgegenstands durchgeführt werden. Als Reinigungsschritt kann z. B. eine Säurebehandlung, eine Alkalibehandlung oder ein Alkalibürstenwaschen zusätzlich zu einem Waschen mit Wasser durchgeführt werden. Darüber hinaus kann der Härtungsschritt nicht einmal, sondern zweimal oder häufiger durchgeführt werden.
Gedruckte Schicht
Eine gedruckte Schicht kann durch verschiedene Arten von Druckverfahren und Druckfarben (Druckmaterial) abhängig von deren Anwendungen gebildet werden. Beispiele für das Druckverfahren umfassen ein Sprühdrucken, ein Tintenstrahldrucken und ein Siebdrucken.
Durch diese Verfahren kann ein gutes Drucken selbst auf einem Glas durchgeführt werden, das eine große Fläche aufweist. Insbesondere durch die Verwendung des Sprühdruckens wird ein Drucken leicht auf einem gebogenen Glasgegenstand durchgeführt, der einen Krümmungsteil aufweist, und die Oberflächenrauheit einer gedruckten Oberfläche kann leicht eingestellt werden. Andererseits wird durch die Verwendung des Siebdruckens ein gewünschtes Druckmuster leicht gebildet, so dass es eine einheitliche durchschnittliche Dicke in einem gebogenen Glasgegenstand aufweist, der einen großen flachen Teil aufweist. Darüber hinaus kann eine Mehrzahl von Druckfarben verwendet werden. Im Hinblick auf das Haftvermögen einer gedruckten Schicht ist es bevorzugt, dass eine Art von Druckfarbe verwendet wird.
Die Druckfarbe zur Bildung der gedruckten Schicht kann anorganisch oder organisch sein. Beispiele für Zusammensetzungen der anorganischen Druckfarbe umfassen eine Zusammensetzung, die mindestens eine Art, ausgewählt aus SiO₂, ZnO, B₂O₃, Bi₂O₃, Li₂O, Na₂O und K₂O, umfasst, eine Zusammensetzung, die mindestens eine Art, ausgewählt aus CuO, Al₂O₃, ZrO₂, SnO₂ und CeO₂, umfasst, eine Zusammensetzung, die Fe₂O₃ umfasst, und eine Zusammensetzung, die TiO₂ umfasst.
Als organische Druckfarbe können verschiedene Druckmaterialien verwendet werden, in denen ein Harz in einem Lösungsmittel gelöst worden ist. Beispielsweise kann mindestens eine Art, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Acrylharz, Urethanharz, Epoxyharz, Polyesterharz, Polyamidharz, Vinylacetatharz, Phenolharz, Olefinharz, Ethylen-Polyvinylacetat-Copolymerharz, Polyvinylacetalharz, Naturkautschuk, Styrol-Butadien-Copolymer, Acrylnitril-Butadien-Copolymer, Polyesterpolyol, Polyetherpolyurethanpolyol, usw., als Harz verwendet werden. Darüber hinaus können Wasser, Alkohole, Ester, Ketone, Lösungsmittel auf der Basis von aromatischem Kohlenwasserstoff oder Lösungsmittel auf der Basis von aliphatischem Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel verwendet werden. Beispiele für die Alkohole umfassen Isopropylalkohol, Methanol, Ethanol, usw. Beispiele für die Ester umfassen Ethylacetat. Beispiele für die Ketone umfassen Methylethylketon. Beispiele für die Lösungsmittel auf der Basis von aromatischem Kohlenwasserstoff umfassen Toluol, Xylol, Solvesso 100 und Solvesso 150, die von ExxonMobil Corporation hergestellt werden, usw. Beispiele für die Lösungsmittel auf der Basis von aliphatischem Kohlenwasserstoff umfassen Hexan. Diese Beispiele sind nur exemplarisch angegeben. Andere verschiedene Druckmaterialien können verwendet werden. Die vorstehend genannten organischen Druckmaterialien werden auf eine transparente Lage oder Platte aufgebracht und das Lösungsmittel wird dann verdampft, und eine gedruckte Schicht wird aus einer Schicht des so gebildeten Harzes erhalten.
Ein Farbmittel kann in der für die gedruckte Schicht verwendeten Druckfarbe enthalten sein. Beispielsweise wenn die gedruckte Schicht schwarz gefärbt ist, kann als Farbmittel ein schwarzes Farbmittel, wie z. B. Ruß, verwendet werden. Andere geeignete Farbmittel können abhängig von den gewünschten Farben verwendet werden.
In der Ausführungsform kann die gedruckte Schicht in einer Kontaktposition zwischen dem gebogenen Glas 100 und der Stützvorrichtung 10 ausgebildet sein. In diesem Fall ist selbst dann, wenn Beschädigungen, Kontaktmarkierungen, usw., in der Oberfläche des gebogenen Glases 100 auftreten, die gedruckte Schicht in dem Teil ausgebildet, wo die Beschädigungen, Kontaktmarkierungen, usw., auftreten. Folglich können die Beschädigungen, Kontaktmarkierungen, usw., selbst wenn sie auftreten, visuell nicht erkannt werden.
Als nächstes werden weitere Konfigurationsausführungsformen von Stützvorrichtungen zum Stützen eines gebogenen Glases in dem Temperschritt beschrieben.
Zweite Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung
Die 6 ist eine perspektivische Ansicht der zweiten Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung zum Stützen eines gebogenen Glases. In der folgenden Beschreibung werden Elemente oder Teile, die gemeinsam vorliegen können, jeweils entsprechend bezeichnet, und eine Beschreibung davon wird weggelassen oder vereinfacht.
Eine Stützvorrichtung 20 in der Ausführungsform umfasst ein Paar von Stützplatten 21A und 21B, die parallel zueinander angeordnet sind, eine Verbindungsplatte 23, die das Paar von Stützplatten 21A und 21B miteinander verbindet, und eine Basisplatte 14, welche die Stützplatten 21A und 21B und die Verbindungsplatte 23 fixiert.
Bei den Stützplatten 21A und 21B sind Montageoberflächen 25 in deren oberen Endteilen zu Bogenformen ausgebildet. Die Stützplatten 21A und 21B sind so bereitgestellt, dass sie senkrecht zur Basisplatte 14 stehen. Durch die Montageoberflächen 25 wird die erste Hauptoberfläche 101 des gebogenen Glases 100 an beiden Endteilen auf der Seite der langen Seite des gebogenen Glases 100 von unten gestützt. Jede Montageoberfläche 25 weist dieselbe gekrümmte Form auf wie die erste Hauptoberfläche 101 des gebogenen Glases 100. Die Montageoberfläche 25 wird abhängig von der Gestaltungsform des gebogenen Glases 100 ausgebildet. Die Montageoberfläche 15 kann eine Form aufweisen, die näherungsweise die Gestaltungsform ist.
Jede Stützplatte 21A, 21B stützt die erste Hauptoberfläche 101 in einer höheren Position als die niedrigste Position in einem Endteil in der Richtung der langen Seite der ersten Hauptoberfläche 101, die als eine erste Hauptoberfläche des gebogenen Glases 100 dient, in der gleichen Weise wie in der ersten Konfigurationsausführungsform.
Jede des Paars von Stützplatten 21A und 21B in der Ausführungsform ist zu einer kammartigen Form ausgebildet, in der eine Mehrzahl von Schlitzen 27 vertikal von der Seite der Montageoberfläche 25 her ausgebildet ist, und eine Mehrzahl von Stützteilen 28 aufrecht ausgebildet ist. Demgemäß ist die Montageoberfläche 25 der Stützplatte 21A, 21B durch die Stützteile 28 in eine Mehrzahl von Bereichen aufgeteilt, so dass der Kontaktbereich mit dem gebogenen Glas 100 entsprechend der Fläche der Schlitze 27 vermindert wird. Folglich ist die Kontaktfläche zwischen dem gebogenen Glas 100 und der Stützplatten 21A, 21B kleiner als in der Stützvorrichtung 10 in der ersten Konfigurationsausführungsform. Als Ergebnis kann der Einfluss der Montageoberfläche 25 auf das gebogene Glas 100 weiter vermindert werden. Wenn darüber hinaus die Höhen der Stützteile 28 in einer geeigneten Weise eingestellt werden, können verschiedene Formen des gebogenen Glases 100 mit niedrigen Kosten flexibel berücksichtigt werden. Ferner können die Stützplatten 21A, 21B durch eine Kombination von Stützteilen 28 gebildet werden, die im Vorhinein bezüglich ihrer Höhen oder dergleichen eingestellt worden sind. Die weitere Konfiguration und der Betrieb sind mit denjenigen der Stützvorrichtung 10 in der ersten Konfigurationsausführungsform identisch.
Dritte Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung
Die 7 ist eine perspektivische Ansicht der dritten Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung zum Stützen eines gebogenen Glases.
Eine Stützvorrichtung 30 in der Konfigurationsausführungsform umfasst eine Verbindungsplatte 33, die ein Paar von Stützstiften 31A und 31B zum Stützen der Hauptoberfläche 101 des gebogenen Glases 100 von unten umfasst, und eine Basisplatte 14, welche die Verbindungsplatte 33 fixiert. Die Basisplatte 14 kann verkürzt oder weggelassen werden, solange die Verbindungsplatte 33 aufrecht fixiert werden kann.
Durch die Stützstifte 31A und 31B ist ein Zwischenteil des gebogenen Glases 100 in dessen Richtung der langen Seite an beiden Endteilen in dessen Richtung der kurzen Seite gestützt. D. h., jedes Paar von Stützstiften 31A und 31B stützt das gebogene Glas 100 in einer höheren Position als ein Endteil in der Richtung der langen Seite, welcher der niedrigsten Position der ersten Hauptoberfläche 101 des gebogenen Glases 100 entspricht.
Wenn die Höhen der Stützstifte 31A und 31B eingestellt werden, kann die Stützvorrichtung 30 in der Ausführungsform das gebogene Glas 100 so stützen, dass sie dessen gebogener Form folgt.
Die Endteile in der Richtung der langen Seite des gebogenen Glases 100 sind in einem losen Kontakt mit der Basisplatte 14 oder einem anderen Element angeordnet. Wenn die Endteile in der Richtung der langen Seite mit der Basisplatte 14 in Kontakt gebracht werden, kann die Stellung, in der das gebogene Glas 100 gestützt wird, stabil aufrechterhalten werden.
Gemäß der Stützvorrichtung 30, die so durch die Zweipunktstützung konfiguriert ist, kann das gebogene Glas 100 durch eine einfache Konfiguration gestützt werden, selbst wenn das gebogene Glas 100 vergleichsweise groß ist, solange das gebogene Glas 100 eine einfache Form, wie z. B. eine zylindrische Form, aufweist. Darüber hinaus ist gemäß der Stützvorrichtung 30 die Kontaktfläche mit der ersten Hauptoberfläche 101 des gebogenen Glases 100 noch kleiner als in der ersten oder der zweiten Konfigurationsausführungsform, so dass das Auftreten von Beschädigungen, Kontaktmarkierungen, usw., in der Glasoberfläche vermindert werden kann. Darüber hinaus kann die Konfiguration der Stützvorrichtung 30 vereinfacht werden und der Kostensenkungseffekt kann verbessert werden. Die weitere Konfiguration und der Betrieb sind mit denjenigen der Stützvorrichtung 10 in der ersten Konfigurationsausführungsform identisch.
Vierte Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung
Die 8 ist eine perspektivische Ansicht der vierten Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung zum Stützen eines gebogenen Glases.
Eine Stützvorrichtung 40 in der Konfigurationsausführungsform umfasst eine Basisplatte 14 und eine Mehrzahl von Stiften 43, die aufrecht auf der Basisplatte 14 bereitgestellt sind. Die Längen der Stifte 43 sind auf verschiedene Längen eingestellt, so dass sie jeweils der Form der ersten Hauptoberfläche 101 des gebogenen Glases 100 entsprechen. D. h., die Höhen der Stifte 43 sind so eingestellt, dass sie die gekrümmte Oberflächenform des gebogenen Glases 100 jeweils in unterschiedlichen Positionen stützen.
In der Stützvorrichtung 40 in der Ausführungsform können dann, wenn die Längen der Mehrzahl von Stiften 43 eingestellt werden, die vorderen Enden der Stifte 43 der dreidimensional gekrümmten Form des gebogenen Glases 100 leicht folgen. Selbst wenn die gebogene Form des gebogenen Glases 100 eine komplizierte Form ist, wie z. B. eine doppelt gekrümmte Form, die in einer Mehrzahl von verschiedenen Richtungen gekrümmt ist, oder eine Form mit konkav-konvexen Strukturen, kann die gebildete Form des gebogenen Glases 100, so wie sie ist, stabil gestützt werden, solange die Längen der Stifte 43 einfach eingestellt werden.
Fünfte Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung
Die 9 ist eine perspektivische Ansicht der fünften Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung zum Stützen eines gebogenen Glases.
Eine Stützvorrichtung 50 in der Konfigurationsausführungsform umfasst eine Montageoberfläche 51 mit einer Form, die der Form der ersten Hauptoberfläche 101 des gebogenen Glases 100 entspricht. Die Montageoberfläche 51 des gebogenen Glases 100 ist eine konkav-konvexe Oberfläche, in der sehr kleine punktförmige oder lineare konvexe Teile gebildet worden sind. Das gebogene Glas 100 wird durch den Punktkontakt oder den Linienkontakt auf der Montageoberfläche 51, die als die konkav-konvexe Oberfläche ausgebildet ist, gestützt.
Die konkav-konvexe Oberflächenform der Montageoberfläche 51 ist nicht auf den vorstehend genannten Aspekt beschränkt. Sehr kleine punktförmige konvexe Teile und sehr kleine lineare konvexe Teile können in der konkav-konvexen Oberflächenform gemischt sein. Darüber hinaus beträgt der maximale Abstand zwischen den sehr kleinen konvexen Teilen, die aneinander angrenzen, vorzugsweise 2 bis 50 mm und mehr bevorzugt 5 bis 15 mm. Wenn der maximale Abstand kleiner ist, kann das gebogene Glas 100 stabiler gestützt werden. Wenn jedoch der maximale Abstand zu gering ist, besteht die Befürchtung, dass die Kontaktfläche zunimmt und Beschädigungen oder Markierungen erzeugt werden. Darüber hinaus kann, wenn der maximale Abstand größer ist, das Auftreten von Beschädigungen oder Markierungen unterdrückt werden. Wenn der maximale Abstand jedoch zu groß ist, ist es schwierig, das gebogene Glas 100 zu stützen, während dessen Form beibehalten wird. Es ist daher bevorzugt, dass der maximale Abstand in dem vorstehend genannten Bereich eingestellt wird.
In der Stützvorrichtung 50 in der Ausführungsform ist die gesamte Oberfläche der ersten Hauptoberfläche 101 des gebogenen Glases 100 durch einen Punktkontakt oder Linienkontakt mit der Montageoberfläche 51 gestützt. Es ist daher möglich, die Anordnungsdichte von Stützpunkten des gebogenen Glases 100 zu erhöhen, während eine Zunahme der Kontaktfläche unterdrückt wird. Folglich kann selbst dann, wenn das gebogene Glas 100 erweicht wird, das gebogene Glas 100 durch die Stützvorrichtung 50 immer stabil gestützt werden, ohne durch dessen Eigengewicht verformt zu werden. Darüber hinaus können in der Stützvorrichtung 50 in der Ausführungsform Rillen, auf denen das gebogene Glas 100 montiert werden kann, in der Montageoberfläche 51 ausgebildet sein, oder Anschlagteile, die Endflächen des gebogenen Glases 100 stützen können, können ausgebildet sein.
Sechste Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung
Die 10A und 10B sind eine Vorderansicht (10A) und eine Seitenansicht (10B) der sechsten Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung zum Stützen eines gebogenen Glases.
Eine Stützvorrichtung 60 in der Konfigurationsausführungsform stützt das gebogene Glas 100, das geneigt ist und auf der Stützvorrichtung 60 aufliegt. Die Stützvorrichtung 60 umfasst eine Basisplatte 61, einen Stützstift 63, der aufrecht auf der Basisplatte 61 bereitgestellt ist, einen Stützabschnitt 65, der an dem vorderen Ende des Stützstifts 63 bereitgestellt ist und eine Stützoberfläche zum Stützen des gebogenen Glases 100 aufweist, und ein Fixierelement 67. Das Fixierelement 67 ist derart an der Basisplatte 61 fixiert, dass ein unteres Ende 100a des gebogenen Glases 100 an dem Fixierelement 67 verriegelt ist. Das gebogene Glas 100 ist nicht auf die vorstehend genannte Form mit den gekrümmten langen Seiten beschränkt. Das gebogene Glas 100 kann eine Form mit gekrümmten kurzen Seiten aufweisen, wie es in der 10 gezeigt ist.
Das gebogene Glas 100 wird so auf der Basisplatte 61 angeordnet, dass die konkav geformte erste Hauptoberfläche 101 nach unten gerichtet ist. Ein Zwischenteil in der Höhenrichtung, der höher ist als die niedrigste Position P1 der ersten Hauptoberfläche 101, ist mit dem Stützabschnitt 65 in Kontakt. Durch das Fixierelement 67 wird verhindert, dass das untere Ende 100a des gebogenen Glases 100 herabfällt. Auf diese Weise wird das gebogene Glas 100 durch die Stützvorrichtung 60 in einem Zustand gestützt, bei dem das gebogene Glas 100 mit dem Fixierelement 67 und dem Trägerabschnitt 65 in Kontakt ist.
In der Stützvorrichtung 60 in der Ausführungsform wird das gebogene Glas 100, das auf der Stützvorrichtung 60 aufliegt, gestützt. Folglich kann die Fläche des gebogenen Glases 100, die eine horizontale Ebene einnimmt, vermindert werden. Folglich kann dann, wenn eine große Zahl von gebogenen Gläsern auf einmal getempert wird, die Raumeffizienz verbessert werden, so dass eine Anlage, einschließlich eine Erwärmungsvorrichtung, usw., verkleinert werden kann.
Siebte Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung
Die 11A und 11B sind eine Vorderansicht (11A) und eine Seitenansicht (11B) der siebten Konfigurationsausführungsform einer Stützvorrichtung zum Stützen eines gebogenen Glases.
Eine Stützvorrichtung 70 in der Konfigurationsausführungsform stützt das gebogene Glas 100, das geneigt ist und auf der Stützvorrichtung 70 aufliegt, in der gleichen Weise wie die Stützvorrichtung 60 in der sechsten Konfigurationsausführungsform. Die Stützvorrichtung 70 umfasst eine Basisplatte 71, einen Stützstift 73, der aufrecht auf der Basisplatte 71 bereitgestellt ist, ein Armelement 75, das an dem vorderen Ende des Stützstifts 73 bereitgestellt ist und sich horizontal erstreckt, und ein Paar von Stützabschnitten 77A und 77B, die an beiden Enden des Armelements 75 bereitgestellt sind und Stützoberflächen zum Stützen des gebogenen Glases 100 aufweisen.
Das gebogene Glas 100 wird so auf der Stützvorrichtung 70 gestützt, dass eine zweite Hauptoberfläche 107 nach unten gerichtet ist. Die zweite Hauptoberfläche 107 befindet sich auf der Rückseite der konkav geformten ersten Hauptoberfläche 101. Das Paar von Stützabschnitten 77A und 77B ist mit einem Zwischenteil in der Höhenrichtung in Kontakt, der höher ist als die niedrigste Position P1 der zweiten Hauptoberfläche 107. Auf diese Weise ist das gebogene Glas 100 in einem Zustand gestützt, bei dem das gebogene Glas 100 auf der Stützvorrichtung 70 aufliegt.
In der Stützvorrichtung 70 in der Ausführungsform ist die konvexe zweite Hauptoberfläche 107 derart durch das Paar von Stützabschnitten 77A und 77B gestützt, dass das gebogene Glas 100 stabil auf der Stützvorrichtung 70 aufliegen kann.
Wie es vorstehend beschrieben ist, können die Stützvorrichtungen, die in der jeweiligen Konfigurationsausführungsform gezeigt sind, auf das Tempern von gebogenen Gläsern mit komplizierten Formen oder gebogenen Gläsern angewandt werden, die präzise Formen aufweisen müssen, die Gestaltungsabmessungen entsprechen.
In dem in der vorliegenden Erfindung erhaltenen gebogenen Glas kann eine Restbeanspruchung oder eine Restspannung innerhalb des gebogenen Glases relaxiert werden und ferner kann die Restspannung in dem gebogenen Glas, einschließlich die Umgebungen von Endflächen des gebogenen Glases, einheitlich gemacht werden. Wenn das gebogene Glas schließlich als Abdeckglas einer in einem Fahrzeug befindlichen Anzeigevorrichtung oder dergleichen verwendet wird, werden die Umgebungen der Endflächen des gebogenen Glases an einem Gehäuse oder dergleichen unter Verwendung eines Haftmittels oder dergleichen fixiert. In einer Temperaturumgebung in einem Fahrzeug, in der die in einem Fahrzeug befindliche Anzeigevorrichtung angeordnet wird, kann sich das Haftmittel ausdehnen oder kontrahieren, oder das gebogene Glas selbst kann sich ausdehnen oder kontrahieren. Folglich kann auf eine Endfläche des gebogenen Glases eine ungleichmäßige äußere Kraft ausgeübt werden. Es wird davon ausgegangen, dass die Endfläche des gebogenen Glases durch die ungleichmäßige äußere Kraft beschädigt werden kann. In dem in der vorliegenden Erfindung erhaltenen Glas wird eine Restspannung selbst in den Umgebungen der Endflächen des Glases relaxiert und auch einheitlich gemacht. Folglich kann ein hochqualitatives gebogenes Glas mit einer hohen Festigkeit und einer Homogenität erhalten werden.
Darüber hinaus werden in herkömmlichen Fällen viele defekte Gegenstände erzeugt, da eine gewünschte Verarbeitung in einem nachfolgenden Schritt, wie z. B. einem Anfasschritt oder einem Schneidschritt, nicht durchgeführt werden kann, da ein gebogenes Glas aufgrund einer Verteilung einer Restspannung oder einer Restbeanspruchung in dem gebogenen Glas leicht beschädigt wird. Mit dem gebogenen Glas der Ausführungsformen können die vorstehend genannten Probleme gelöst werden. Darüber hinaus lagen die folgenden Probleme vor: In einem Glas, das eine Restspannung aufweist, wird die Restspannung durch eine Druckspannung beeinflusst, die während des chemischen Härtens erzeugt wird, so dass das chemische Härten nicht einfach angewandt werden kann, oder die Form des gebogenen Glases wird verformt. Wenn jedoch das gebogene Glas, das in der vorliegenden Erfindung erhalten wird, chemisch gehärtet wird, kann die Verformung der Form unterdrückt werden, und das gebogene Glas kann einheitlich in dessen Oberfläche gehärtet werden, so dass die Härte bzw. Festigkeit des gebogenen Glases homogen gemacht werden kann.
Die Restspannung eines gebogenen Glases kann durch den Index „Hauptspannungsdifferenz Σ” bewertet werden. An jedwedem Punkt innerhalb der Oberfläche des gebogenen Glases beträgt die Hauptspannungsdifferenz Σ vorzugsweise 7 MPa oder weniger, mehr bevorzugt 5 MPa oder weniger und noch mehr bevorzugt 3 MPa oder weniger. Die Hauptspannungsdifferenz Σ kann niedrig gemacht werden und sowohl in den Umgebungen der Endflächen des gebogenen Glases als auch den anderen Teilen des gebogenen Glases auf dasselbe Niveau eingestellt werden. Folglich kann durch den Schneidschritt, den Anfasschritt, den chemischen Härtungsschritt, usw., ein hochqualitatives gebogenes Glas mit einer hohen Effizienz erhalten werden. Die Untergrenze der Hauptspannungsdifferenz Σ des gebogenen Glases ist nicht speziell beschränkt. Der Ausdruck „Umgebungen der Endflächen des gebogenen Glases” bezeichnet endlose bandartige Bereiche, die sich in einem gewissen Maß von den jeweiligen Endflächen erstrecken. Beispielsweise sind die Bereiche als Bereiche eingestellt, die jeweils eine Breite von 10 mm oder weniger aufweisen.
Darüber hinaus wird, wenn die Hauptspannungsdifferenz Σ gleich der Obergrenze oder niedriger als diese ist oder auf dem gleichen Niveau in den Umgebungen der Endflächen und dem gebogenen Teil vorliegt, der Verzug der Form vermindert, so dass ein gebogenes Glas mit einer homogeneren Härte bzw. Festigkeit durch die chemische Härtungsbehandlung des im Nachhinein durchgeführten Verfahrens erhalten wird.
Die „Hauptspannungsdifferenz Σ” kann wie folgt erhalten werden. Eine Phasendifferenz ϕ wird an beliebigen Punkten in einer Hauptoberfläche eines zu messenden Materials, wie z. B. eines gebogenen Glases, gemessen. Die Phasendifferenz ϕ wird durch einen photoelastischen Koeffizienten E des zu messenden Materials dividiert. Auf diese Weise kann die Hauptspannungsdifferenz Σ erhalten werden. Die erhaltene Hauptspannungsdifferenz Σ steht für einen Absolutwert einer Differenz zwischen einem Integralwert ∫σ_maxdt einer maximalen Hauptspannung σ_max an den Messpunkten in der Richtung der Dicke t des zu messenden Materials und entsprechend für einen Integralwert ∫σ_mindt einer minimalen Hauptspannung. Die Hauptspannungsdifferenz Σ gibt eine Spannungsverteilung an den beliebigen Punkten an. Die Phasendifferenz ϕ kann z. B. durch ein Weitbereichsdoppelbrechungsanalysesystem (Modell Nummer WPA-100) gemessen werden, das von Photonic Lattice, Inc., hergestellt wird, und kann mittels des Softwarepakets WPA-view berechnet werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend genannten Ausführungsformen beschränkt. Es sollte beachtet werden, dass Kombinationen von Bestandteilen der Ausführungsformen miteinander oder Modifizierungen und Anwendungen, die von einem Fachmann auf der Basis der Offenbarung der vorliegenden Beschreibung und bekannten Technologien vorgenommen werden, ebenfalls in der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind und von dem hier erforderlichen Schutzumfang umfasst sind.
In dem gebogenen Glas in jeder gezeigten Ausführungsform weist die Plattenoberfläche eine gekrümmte Form mit einem einzelnen Krümmungsradius als Ganzes auf. Das gebogene Glas ist nicht darauf beschränkt und kann eine Form aufweisen, in der ein Krümmungsteil mindestens teilweise vorliegt.
Der Krümmungsradius des Krümmungsteils beträgt vorzugsweise 5000 mm oder weniger, mehr bevorzugt 4000 mm oder weniger, noch mehr bevorzugt 2000 mm oder weniger und besonders bevorzugt 1000 mm oder weniger. Das gebogene Glas in der oder den Ausführungsform(en) ist für ein gebogenes Glas mit einem Krümmungsteil mit einem kleinen Krümmungsradius geeignet, das eine höhere Abmessungsgenauigkeit erfordert. Der Krümmungsradius des Krümmungsteils beträgt vorzugsweise 1 mm oder mehr, mehr bevorzugt 5 mm oder mehr und noch mehr bevorzugt 10 mm oder mehr. Wenn der Krümmungsradius gleich der Untergrenze oder größer als diese ist, ist die Vorwölbung der Krümmung des gebogenen Glases, das an einem Endprodukt, wie z. B. einer in einem Fahrzeug befindlichen Anzeigevorrichtung, angebracht ist, so gering, dass eine Schlagfestigkeit sichergestellt werden kann. Darüber hinaus kann dann, wenn der Krümmungsradius gleich der Obergrenze oder kleiner als diese ist, die Sichtbarkeit einer Anzeige sichergestellt werden.
Die Biegungstiefe des Krümmungsteils beträgt vorzugsweise 5 mm oder mehr, mehr bevorzugt 10 mm oder mehr, noch mehr bevorzugt 20 mm oder mehr und insbesondere 30 mm oder mehr. Das gebogene Glas in der oder den Ausführungsform(en) ist für ein gebogenes Glas mit einem Krümmungsteil geeignet, der eine große Biegungstiefe aufweist und eine höhere Abmessungsgenauigkeit erfordert. Die Biegungstiefe des Krümmungsteils beträgt vorzugsweise 1000 mm oder weniger, mehr bevorzugt 800 mm oder weniger, noch mehr bevorzugt 500 mm oder weniger und besonders bevorzugt 200 mm oder weniger. Wenn die Biegungstiefe gleich der Obergrenze oder größer als diese ist, ist die Vorwölbung der Krümmung des gebogenen Glases, das an einem Endprodukt, wie z. B. einer in einem Fahrzeug befindlichen Anzeigevorrichtung, angebracht ist, so gering, dass eine Schlagfestigkeit sichergestellt werden kann. Darüber hinaus kann dann, wenn die Biegungstiefe gleich der Obergrenze oder kleiner als diese ist, die Sichtbarkeit einer Anzeige sichergestellt werden.
Hier gibt die Biegungstiefe in einer Schnittansicht in einer Dickenrichtung eines Basismaterials, einschließlich der Krümmungsteil, einen Abstand zwischen einem Liniensegment, das zwei untere Endabschnitte verbindet, und einer Tangentiallinie in Kontakt mit dem Krümmungsteil von Geraden parallel zu dem Liniensegment an.
Unter der Annahme, dass ein Winkel, der durch Tangentiallinien in den jeweiligen zwei Endabschnitten, die den Krümmungsteil bilden, und einem Schnittpunkt gebildet wird, der durch die Tangentiallinien in der Schnittansicht in der Dickenrichtung des gebogenen Glases gebildet wird, als „Öffnungswinkel” festgelegt ist, beträgt der Öffnungswinkel vorzugsweise 45° oder mehr und 315° oder weniger und mehr bevorzugt 90° oder mehr und 270° oder weniger.
Das gebogene Glas kann eine „verdrehte Struktur” aufweisen. Das Wort „verdreht” steht für eine Form, die unter den Bedingungen erhalten wird, bei denen der Krümmungsradius in dem Krümmungsteil nicht festgelegt werden muss und der Öffnungswinkel nicht festgelegt werden muss. In der vorliegenden Erfindung kann, selbst wenn ein gebogenes Glas eine komplizierte Form, wie z. B. eine verdrehte Struktur, aufweist, das gebogene Glas mit einer guten Abmessungsgenauigkeit getempert werden. Folglich kann die Restspannung oder dergleichen beseitigt werden. Daher kann ein gebogenes Glas mit einer komplizierten Form mit einer hohen Abmessungsgenauigkeit erhalten werden, das einfach chemisch zu härten ist.
Beispiele für Formverfahren, die in dem Formschritt des Formens einer Glasplatte als zu formender Körper verwendet werden können, um dadurch ein gebogenes Glas zu erhalten, umfassen ein Druckdifferenzformverfahren, wie z. B. ein Vakuumformverfahren oder ein Druckluftformverfahren, ein Schwerkraftformverfahren, ein Formpressverfahren, usw. Das gewünschte Formverfahren kann abhängig von der zu formenden Glasform ausgewählt werden. Darüber hinaus kann ein Verfahren zum Biegen eines Glases durch lokales Erwärmen gemäß dem vorstehend genannten Verfahren ausgewählt werden.
Das Druckdifferenzformverfahren ist ein Verfahren, bei dem eine Druckdifferenz auf die Vorder- und Rückfläche einer Glasplatte, die erweicht worden ist, ausgeübt wird, und die Glasplatte entsprechend einem Formwerkzeug gebogen wird und zu einer vorgegebenen Form ausgebildet wird.
In dem Vakuumformverfahren wird eine Glasplatte auf einem vorgegebenen Formwerkzeug angeordnet, das der Form eines gebogenen Glases entspricht, das nach dem Formen erhalten werden soll, und ein Klammerformwerkzeug wird auf die Glasplatte gelegt und der Randbereich der Glasplatte wird abgedichtet. Danach wird ein Raum zwischen dem Formwerkzeug und der Glasplatte durch eine Pumpe evakuiert, so dass eine Druckdifferenz auf die Vorder- und Rückfläche der Glasplatte ausgeübt wird, wodurch die Glasplatte zu der vorgegebenen Form geformt wird.
In dem Druckluftformverfahren wird eine Glasplatte auf einem vorgegebenen Formwerkzeug angeordnet, das der Form eines gebogenen Glases entspricht, das nach dem Formen erhalten werden soll, und ein Klammerformwerkzeug wird auf die Glasplatte gelegt und der Randbereich der Glasplatte wird abgedichtet. Danach wird mittels Druckluft Druck auf die obere Oberfläche der Glasplatte ausgeübt, so dass eine Druckdifferenz auf die Vorder- und Rückfläche der Glasplatte ausgeübt wird, wodurch die Glasplatte zu der vorgegebenen Form geformt wird.
Das Vakuumformverfahren und das Druckluftformverfahren können miteinander kombiniert werden.
Das Schwerkraftformverfahren ist ein Verfahren, bei dem eine Glasplatte auf einem vorgegebenen Formwerkzeug angeordnet wird, das der Form eines gebogenen Glases entspricht, das nach dem Formen erhalten werden soll, die Glasplatte dann erwärmt und erweicht wird und die Glasplatte durch die Schwerkraft gebogen wird, so dass sie sich an das Formwerkzeug anpasst, wodurch sie zu einer vorgegebenen Form ausgebildet wird.
In dem Formpressverfahren wird eine Glasplatte zwischen vorgegebenen Formwerkzeugen (einem oberen Formwerkzeug und einem unteren Formwerkzeug) angeordnet, die der Form eines gebogenen Glases entsprechen, das nach dem Formen erhalten werden soll, und die Glasplatte wird erweicht. In diesem Zustand wird auf das obere und das untere Formwerkzeug eine Pressbelastung ausgeübt, so dass die Glasplatte unter Anpassung an die Formwerkzeuge geformt werden kann, so dass sie zu einer vorgegebenen Form geformt wird.
Von den vorstehend genannten Formverfahren sind das Druckdifferenzformverfahren und das Schwerkraftformverfahren als Verfahren zum Erhalten eines gebogenen Glases besonders bevorzugt. Gemäß dem Druckdifferenzformverfahren kann das gebogene Glas geformt werden, ohne die zweite Hauptoberfläche der ersten und der zweiten Hauptoberfläche des gebogenen Glases mit dem Formwerkzeug in Kontakt zu bringen. Es ist daher möglich, konkav/konvexe Defekte, wie z. B. Beschädigungen oder Vertiefungen, zu vermindern. Demgemäß ist es in Bezug auf die Verbesserung der Sichtbarkeit bevorzugt, dass die zweite Hauptoberfläche als Außenoberfläche einer Anordnung verwendet wird, d. h., als Oberfläche, die durch einen Anwender in einem normalen Gebrauchszustand berührt werden soll.
Von den vorstehend genannten Formverfahren können abhängig von der Form eines gebogenen Glases, das nach dem Formen erhalten werden soll, zwei oder mehr Arten von Formverfahren zusammen verwendet werden.
Die Glasplatte oder das gebogene Glas als zu formender Körper oder der gebogene Glasgegenstand (nachstehend als zu verarbeitendes Material bezeichnet) kann den folgenden Schritten/Behandlungen unterzogen werden.
Schleif/Polierschritt
Mindestens eine Hauptoberfläche des zu verarbeitenden Materials kann einem Schleif/Polierverfahren unterzogen werden. Es ist bevorzugt, dass die erste Hauptoberfläche, die mit einem Formwerkzeug in Kontakt ist, das zum Formen verwendet wird, poliert wird.
Oberflächenbehandlungsschritt
Gegebenenfalls kann mit dem zu verarbeitenden Material ein Schritt des Bildens verschiedener Oberflächenbehandlungsschichten durchgeführt werden. Beispiele für die Oberflächenbehandlungsschichten umfassen eine Blendschutzbehandlungsschicht, eine Antireflexionsbehandlungsschicht, eine Antiverschmutzungsbehandlungsschicht, usw., und diese können kombiniert verwendet werden. Die Oberflächenbehandlung kann entweder auf der ersten Hauptoberfläche oder der zweiten Hauptoberfläche des zu verarbeitenden Materials durchgeführt werden. Die Schichten werden vorzugsweise nach dem Formschritt oder dem Temperschritt gebildet, jedoch kann die Blendschutzbehandlungsschicht vor dem Formschritt gebildet werden.
Blendschutzbehandlungsschicht
Die Blendschutzbehandlungsschicht ist eine Schicht, die einen Effekt des Streuens von vorwiegend reflektiertem Licht erzeugt und dadurch das Blenden durch reflektiertes Licht vermindert, das durch die Reflexion einer Lichtquelle verursacht wird. Die Blendschutzbehandlungsschicht kann durch Verarbeiten der Oberfläche des zu verarbeitenden Materials gebildet werden oder sie kann separat abgeschieden werden. Als Verfahren zur Bildung der Blendschutzbehandlungsschicht kann z. B. ein Verfahren verwendet werden, bei dem eine Oberflächenbehandlung auf mindestens einem Teil des zu verarbeitenden Materials durch ein chemisches (z. B. Ätzen) oder physikalisches (z. B. Sandstrahlen) Verfahren durchgeführt wird, so dass dadurch ein konkav-konvexes Profil mit einer gewünschten Oberflächenrauheit gebildet wird. Darüber hinaus kann als das Bildungsverfahren eine Verarbeitungslösung auf mindestens einen Teil des zu verarbeitenden Materials aufgebracht oder aufgesprüht werden, so dass dadurch ein konkav-konvexes Profil auf der Platte gebildet wird.
Ferner kann ein konkav-konvexes Profil auf mindestens einem Teil des zu verarbeitenden Materials durch ein thermisches Verfahren gebildet werden.
Antireflexionsbehandlungsschicht
Die Antireflexionsbehandlungsschicht ist eine Schicht, die einen Effekt des Verminderns der Reflexion erzeugt, wodurch eine Verminderung der Blendung bewirkt wird, die durch eine Lichtreflexion verursacht wird, und in dem Fall, bei dem sie für eine Anzeigevorrichtung verwendet wird, kann die Antireflexionsbehandlungsschicht den Durchlass von Licht von der Anzeigevorrichtung erhöhen und die Sichtbarkeit der Anzeigevorrichtung verbessern.
In dem Fall, bei dem die Antireflexionsbehandlungsschicht ein Antireflexionsfilm ist, wird der Film vorzugsweise auf der ersten Hauptoberfläche oder der zweiten Hauptoberfläche des zu verarbeitenden Materials gebildet, jedoch gibt es bezüglich dieses Punkts keine Beschränkung. Der Aufbau des Antireflexionsfilms ist nicht beschränkt, solange die Reflexion von Licht gehemmt werden kann, und der Film kann z. B. einen Aufbau, der ein Laminat aus einer Schicht mit hohem Brechungsindex mit einem Brechungsindex von 1,9 oder mehr bei einer Wellenlänge von 550 nm und einer Schicht mit niedrigem Brechungsindex mit einem Brechungsindex von 1,6 oder weniger bei derselben Wellenlänge umfasst, oder einen Aufbau aufweisen, der eine Schicht mit einem Brechungsindex von 1,2 bis 1,4 bei einer Wellenlänge von 550 nm umfasst und eine Filmmatrix umfasst, in der hohle Teilchen oder Poren gemischt worden sind.
Antiverschmutzungsbehandlungsschicht
Die Antiverschmutzungsbehandlungsschicht ist eine Schicht zum Hemmen des Haftens einer organischen Substanz oder einer anorganischen Substanz an der Oberfläche oder eine Schicht zum Erleichtern des Entfernens der haftenden Substanz durch Reinigen wie z. B. Abwischen, selbst wenn eine organische Substanz oder eine anorganische Substanz an der Oberfläche haftet.
In dem Fall, bei dem die Antiverschmutzungsbehandlungsschicht als Antiverschmutzungsfilm ausgebildet ist, wird der Film vorzugsweise auf einer der Hauptoberflächen des zu verarbeitenden Materials oder auf einer anderen Oberflächenbehandlungsschicht ausgebildet. Die Antiverschmutzungsbehandlung ist nicht beschränkt, solange eine Antiverschmutzungseigenschaft verliehen werden kann. Insbesondere ist der Film vorzugsweise aus einer Fluor-enthaltenden organischen Siliziumverbindungsbeschichtung zusammengesetzt, die durch eine Hydrolyse- und Kondensationsreaktion einer Fluor-enthaltenden organischen Siliziumverbindung erhalten werden kann.
Beispiele
Als nächstes werden nachstehend Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt. Das Beispiel 1 ist ein Beispiel der Erfindung und das Beispiel 2 ist ein Vergleichsbeispiel.
Jede gebogene Glasplatte wurde in dem folgenden Verfahren unter Verwendung einer Glasplatte (Dragontrail (eingetragene Marke), hergestellt von Asahi Glass Co., Ltd.) mit einer rechteckigen Hauptoberfläche mit einer Größe von 610 mm × 294 mm × 2 mm (Dicke) erhalten. In der folgenden Beschreibung wird eine der Hauptoberflächen der Glasplatte als eine erste Hauptoberfläche bezeichnet und die andere Hauptoberfläche wird als eine zweite Hauptoberfläche bezeichnet.
Beispiel 1
(1) Vorerwärmungs- und Formschritte, (2) ein Temperschritt und (3) ein chemischer Härtungsschritt wurden mit der Glasplatte in dieser Reihenfolge wie folgt durchgeführt.
(1) Vorerwärmungs- und Formschritte
Die Glasplatte wurde in dem folgenden Verfahren gebildet und ein gebogenes Glas wurde erhalten.
Als erstes wurde die Glasplatte auf einem Förderarm angeordnet und in diesem Zustand wurde die Glasplatte zu einem Vorerwärmungsofen gefördert. In dem Vorerwärmungsofen wurde die Glasplatte erwärmt, bis deren Gleichgewichtsviskosität etwa 10^12,5 Pa·s erreichte (Vorerwärmungsschritt). Anschließend wurde die vorerwärmte Glasplatte durch den Förderarm auf einem unteren Formwerkzeug mit einer Oberflächenform angeordnet, durch die ein gewünschtes gebogenes Glas erhalten werden können. In diesem Zustand wurde die Glasplatte zu einem Erweichungsofen gefördert. In dem Erweichungsofen wurde die Glasplatte erwärmt, bis deren Gleichgewichtsviskosität etwa 10^7,7 Pa·s erreichte. Nachdem die Glasplatte in diesem Zustand stabilisiert worden ist, wurde die Glasplatte durch deren Eigengewicht entsprechend der Oberflächenform des unteren Formwerkzeugs geformt (Formschritt). Die Temperatur der geformten Glasplatte wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 5°C/min vermindert (Abkühlungsschritt). Folglich wurde ein gebogenes Glas mit einer gewünschten Form erhalten. Das gebogene Glas wies einen Krümmungsteil auf, der als Ganzes gebogen war, und wies einen Krümmungsradius von 1000 mm auf. Die Krümmungsrichtung des Krümmungsteils ist als X-Achsenrichtung festgelegt, die Richtung senkrecht zur X-Achsenrichtung und parallel zur Dickenrichtung ist als Z-Achsenrichtung festgelegt, und die Richtung senkrecht zur X-Achsen- und Z-Achsenrichtung ist als Y-Achsenrichtung festgelegt.
(2) Temperschritt
Anschließend wurde das erhaltene gebogene Glas in der folgenden Weise getempert. Das erhaltene gebogene Glas wurde auf der in der 7 gezeigten Stützvorrichtung angeordnet und in einen Temperofen gefördert. Danach wurde das Erwärmen begonnen, so dass die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von etwa 10°C/min erhöht wurde, bis die Gleichgewichtsviskosität etwa 10¹⁴ Pa·s erreichte (Erwärmungsschritt im Temperschritt). Nachdem das Innere des Temperofens bei einer gewünschten Temperatur stabilisiert worden ist, wurde das gebogene Glas für 15 Minuten bei dieser Temperatur gehalten (Halteschritt im Temperschritt) und dann wurde die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von etwa 10°C/min vermindert (Schritt des langsamen Abkühlens). Folglich wurde ein getemperter gebogener Glasgegenstand erhalten.
(3) Chemischer Härtungsschritt
Der getemperte gebogene Glasgegenstand wurde für zwei Stunden in ein auf 450°C erwärmtes geschmolzenes Kaliumnitratsalz eingetaucht, wodurch eine Ionenaustauschbehandlung durchgeführt wurde. Danach wurde die Glasplatte aus dem geschmolzenen Salz entnommen und langsam für eine Stunde auf Raumtemperatur abgekühlt, wodurch eine chemische Härtungsbehandlung durchgeführt wurde.
Ferner wurde der gebogene Glasgegenstand für 4 Stunden in eine Alkalilösung (Handelsbezeichnung: SUNWASH TL-75, hergestellt von Lion Corporation) eingetaucht. Auf diese Weise wurde eine Alkalibehandlung durchgeführt.
Auf diese Weise wurden fünf gebogene Glasgegenstände unter denselben Bedingungen erhalten (Glasproben A).
Beispiel 2
Die (1) Vorerwärmungs- und Formschritte und der (3) chemische Härtungsschritt wurden mit einer Glasplatte mit dem gleichen Verfahren wie im Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass (2) der Temperschritt nicht durchgeführt wurde. Auf diese Weise wurden fünf gebogene Glasgegenstände unter denselben Bedingungen erhalten (Glasproben B).
Bewertungsverfahren
Verschiedene Bewertungen wurden durch die folgenden Analyseverfahren durchgeführt.
Bewertung eines Glases: Oberflächendruckspannung (CS) und Tiefe der Oberflächendruckspannungsschicht (DOL)
Die Oberflächendruckspannung (CS) und die Tiefe der Oberflächendruckspannungsschicht (DOL) (nachstehend als Spannungsverteilung bezeichnet) jeder Glasprobe wurden mit einem Glasoberflächenspannungsmessgerät (FSM-6000LE) gemessen, das von ORIHARA Industrial Co., Ltd. hergestellt worden ist.
Die CS und die DOL wurden an insgesamt drei Punkten gemessen, d. h., in der Nähe der Mitte und in der Nähe des linken und des rechten Endes innerhalb der Glasprobenoberfläche. Bezüglich der DOL wurden auch eine Durchschnittsabweichung σ innerhalb der Oberfläche, die eine Variation innerhalb der Oberfläche zeigt, und ein Fluktuationsverhältnis berechnet, das als Verhältnis der Durchschnittsabweichung σ innerhalb der Oberfläche zu einem Durchschnittswert der DOL innerhalb der Oberfläche erhalten wird.
Die Tabelle 1 zeigt die erhaltenen Ergebnisse. Eine Mehrzahl von Glasproben, die unter denselben Bedingungen erzeugt worden sind, ist wie folgt angegeben. D. h., beispielsweise werden die erste und die zweite der Glasproben A als A-1 bzw. A-2 angegeben.
Bewertung des Glases: Hauptspannungsdifferenz
Die Hauptspannungsdifferenz jeder Glasprobe wurde mit einem Weitbereichsdoppelbrechungsanalysesystem (Modell Nummer WPA-100) gemessen, das von Photonic Lattice, Inc., hergestellt wird.
Innerhalb der Glasprobenoberfläche der Hauptoberflächen der Glasprobe wurde die Oberfläche, die nicht mit dem unteren Formwerkzeug in Kontakt ist, zur Messung der Hauptspannung verwendet. Die Messung wurde bezüglich der Hauptspannungsdifferenzen in der X-Achsenrichtung und in der Y-Achsenrichtung durchgeführt, wobei jede davon mit einer Messlänge von 100 mm gemessen worden ist. Für die Messung der Hauptspannung wurde die Probe A-1 von den Glasproben A verwendet und die Probe B-1 wurde von den Glasproben B verwendet. Die 12 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
In den Glasproben A, die getempert worden sind, betrugen, wie es in der 12 gezeigt ist, die Hauptspannungsdifferenzen 5 MPa oder weniger sowohl in der X-Achsenrichtung als auch in der Y-Achsenrichtung. Andererseits waren in den Glasproben B, die nicht getempert worden sind, die Hauptspannungsdifferenzen hoch und hatten einen Wert von etwa 10 MPa sowohl in der X-Achsenrichtung als auch in der Y-Achsenrichtung, und zwischen den Messstellen lag eine breite Variation vor. Folglich wurde gefunden, dass die Restspannung innerhalb der Oberfläche durch Tempern von der gesamten Oberfläche beseitigt werden konnte.
In den Glasproben A konnte die Variation der Tiefe der Druckspannungsschicht (DOL) innerhalb der Oberfläche vermindert werden. Dies war darauf zurückzuführen, dass die Restspannung innerhalb der Oberfläche einheitlich beseitigt werden konnte.
Darüber hinaus war in den Glasproben A, wie es in der Tabelle 1 gezeigt ist, die Oberflächendruckspannung CS höher als diejenige in den Glasproben B. Es wird davon ausgegangen, dass die Restspannung in jeder Glasprobe B trotz einer Ionenaustauschbehandlung, die mit der Glasprobe B in dem chemischen Härtungsschritt durchgeführt worden ist, relaxiert wurde, wobei das Ergebnis erhalten wurde, dass auch die Restspannung in der chemisch gehärteten Schicht relaxiert wurde, so dass die Oberflächendruckspannung CS vermindert wurde. Jedwede der erhaltenen Glasproben A wies einen hohen Young'schen Modul von 50 GPa oder mehr auf.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, konnte die Restspannung, die in einem gebogenen Glas verblieben ist, das einer Wärmebehandlung bei einer hohen Temperatur unterzogen worden ist, durch Tempern beseitigt werden, und ein gebogener Glasgegenstand mit einer chemisch gehärteten Schicht, die kaum relaxiert werden kann und die homogen ist, konnte erhalten werden.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, werden in der vorliegenden Beschreibung die folgenden Aspekte beschrieben.

(1) Verfahren zur Herstellung eines gebogenen Glasgegenstands, umfassend: einen Wärmebehandlungsschritt des Wärmebehandelns eines gebogenen Glases, das eine erste Hauptoberfläche, eine zweite Hauptoberfläche und eine Endfläche umfasst, wobei: in dem Wärmebehandlungsschritt das gebogene Glas durch eine Stützvorrichtung gestützt wird, wobei eine der Hauptoberflächen nach unten gerichtet ist; und die Stützvorrichtung mindestens einen Teil von einer der Hauptoberflächen oder der Endfläche in einer höheren Position stützt als die niedrigste Position von einer der Hauptoberflächen.

Gemäß dem Herstellungsverfahren des gebogenen Glasgegenstands kann eine Wärmebehandlung durchgeführt werden, während eine Verformung des gebogenen Glasgegenstands unterdrückt wird.

(2) Verfahren nach (1), bei dem die Wärmebehandlung ein Temperschritt ist.

Gemäß dem Herstellungsverfahren des gebogenen Glasgegenstands kann eine Restbeanspruchung oder eine Restspannung innerhalb des gebogenen Glases durch Tempern beseitigt werden und ein Verformen des gebogenen Glases während des Temperns kann verhindert werden.

(3) Verfahren nach (1) oder (2), ferner umfassend: einen Formschritt des Inkontaktbringens einer Glasplatte mit einem Formwerkzeug zum Bilden des gebogenen Glases, wobei in dem Wärmebehandlungsschritt die Oberfläche des gebogenen Glases, die mit dem Formwerkzeug in Kontakt war, durch die Stützvorrichtung gestützt wird.

Gemäß dem Herstellungsverfahren des gebogenen Glasgegenstands kann dann, wenn (eine) Hauptoberfläche(n) in einem nachfolgenden Schritt poliert oder geschliffen wird oder werden, eine erste Oberfläche selektiv poliert werden. Auf diese Weise kann eine Belastung in dem nachfolgenden Schritt vermindert werden.

(4) Verfahren nach (3), bei dem der Wärmebehandlungsschritt durchgeführt wird, nachdem das in dem Formschritt erhaltene gebogene Glas mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 5°C/min oder mehr in einem Bereich abgekühlt worden ist, bei dem die Gleichgewichtsviskosität des gebogenen Glases von 10^12,5 Pa·s bis 10²⁰ Pa·s beträgt.

Gemäß dem Herstellungsverfahren des gebogenen Glasgegenstands wird das gebogene Glas mit einer hohen Abkühlungsgeschwindigkeit von 5°C/min oder mehr vor dem Wärmebehandlungsschritt abgekühlt und selbst wenn innerhalb des gebogenen Glases eine Restbeanspruchung oder Restspannung auftritt, kann die Restbeanspruchung oder die Restspannung einfach beseitigt werden.

(5) Verfahren nach einem von (1) bis (4), bei dem in dem Wärmebehandlungsschritt das gebogene Glas erwärmt wird, bis die Gleichgewichtsviskosität des gebogenen Glases einen Bereich von 10^12,5 Pa·s bis 10¹⁷ Pa·s erreicht.

Gemäß dem Herstellungsverfahren des gebogenen Glasgegenstands kann die Restbeanspruchung oder die Restspannung innerhalb des gebogenen Glases mit einer größeren Sicherheit beseitigt werden.

(6) Verfahren nach einem von (1) bis (5), bei dem der Wärmebehandlungsschritt einen Erwärmungsschritt des Erwärmens des gebogenen Glases auf eine vorgegebene Temperatur und einen Schritt des langsamen Abkühlens umfasst.

Gemäß dem Herstellungsverfahren des gebogenen Glasgegenstands wird das gebogene Glas auf eine Tempertemperatur erwärmt und dann langsam abgekühlt, so dass das Auftreten einer Restbeanspruchung oder einer Restspannung innerhalb des gebogenen Glases unterdrückt werden kann.

(7) Verfahren nach (6), ferner umfassend: einen Anfasschritt des Anfasens mindestens eines Teils des gebogenen Glases nach dem Schritt des langsamen Abkühlens.

Gemäß dem Herstellungsverfahren des gebogenen Glasgegenstands kann ein Kantenabschnitt des gebogenen Glases durch Anfasen geglättet werden. Darüber hinaus können feine Beschädigungen von dem Kantenabschnitt entfernt werden.

(8) Verfahren nach (7), bei dem in dem Anfasschritt die Endfläche des gebogenen Glases angefast wird.

Gemäß dem Herstellungsverfahren des gebogenen Glasgegenstands wird die Endfläche so geglättet, dass die Abmessungsgenauigkeit des gebogenen Glases verbessert werden kann. Darüber hinaus kann die Handhabbarkeit durch einen Bediener verbessert werden. Folglich kann der kommerzielle Wert des gebogenen Glases verbessert werden.

(9) Verfahren nach einem von (6) bis (8), ferner umfassend: einen Schneidschritt des Schneidens von mindestens einem Teil des gebogenen Glases nach dem Schritt des langsamen Abkühlens.

Gemäß dem Herstellungsverfahren des gebogenen Glasgegenstands kann das Aussehen oder können die Abmessungen des gebogenen Glases abhängig von dessen Gestaltungsform eingestellt werden.

(10) Verfahren nach (9), bei dem in dem Schneidschritt ein Randteil, der die Endfläche in dem gebogenen Glas umfasst, abgeschnitten wird.

Gemäß dem Herstellungsverfahren des gebogenen Glasgegenstands kann selbst dann, wenn z. B. während des Temperns Beschädigungen, Kontaktmarkierungen, usw., in der Oberfläche des gebogenen Glases erzeugt werden, das durch die Stützvorrichtung gehalten wird, ein Randbereich, bei dem die Beschädigungen, die Kontaktmarkierungen, usw., erzeugt worden sind, entfernt werden.

(11) Gebogener Glasgegenstand, umfassend: eine erste Hauptoberfläche; eine zweite Hauptoberfläche; eine Endfläche; und einen Krümmungsteil, der mindestens teilweise bereitgestellt ist, wobei: der gebogene Glasgegenstand ein chemisch gehärtetes Glas umfasst; und in der ersten Hauptoberfläche oder der zweiten Hauptoberfläche ein Fluktuationsverhältnis, das als Verhältnis einer durchschnittlichen Abweichung einer Tiefe einer Druckspannungsschicht DOL innerhalb der Oberfläche zu einem Durchschnittswert der DOL innerhalb der Oberfläche erhalten wird, 3% oder weniger beträgt.

Der gebogene Glasgegenstand weist eine geringe Abweichung der Druckspannung innerhalb dessen Oberfläche auf. Folglich kann eine homogene Härte bzw. Festigkeit erhalten werden.

(12) Gebogener Glasgegenstand nach (11), bei dem eine Hauptspannungsdifferenz in einer der Hauptoberflächen 5 MPa oder weniger beträgt.

Der gebogene Glasgegenstand weist eine geringere Bildverzerrung und eine gute Bildanzeige auf und ein Brechen desselben kann für einen langen Zeitraum verhindert werden.

(13) Gebogener Glasgegenstand, umfassend: eine erste Hauptoberfläche; eine zweite Hauptoberfläche; eine Endfläche; und einen Krümmungsteil, der mindestens teilweise bereitgestellt ist, wobei eine Hauptspannungsdifferenz in der Nähe der Endfläche in einer der Hauptoberflächen 5 MPa oder weniger beträgt.

Durch einen Schneidschritt, einen Anfasschritt, einen chemischen Härtungsschritt, usw., können Beschädigungen oder dergleichen in dem gebogenen Glasgegenstand unterdrückt werden. Folglich weist der gebogene Glasgegenstand eine hohe Effizienz und eine hohe Qualität auf.

(14) Gebogener Glasgegenstand nach (13), bei dem eine Hauptspannungsdifferenz in dem Krümmungsteil in einer der Hauptoberflächen 5 MPa oder weniger beträgt.

Der gebogene Glasgegenstand weist eine geringe Hauptspannungsdifferenz auf und ist sowohl in dem Krümmungsteil als auch in den Umgebungen von Endflächen bezüglich der Hauptspannungsdifferenz einheitlich. Folglich kann ein Verzug vermindert werden.

(15) Gebogener Glasgegenstand nach (13) oder (14), der ein chemisch gehärtetes Glas umfasst.

Es kann ein gebogener Glasgegenstand mit einer hohen mechanischen Härte bzw. Festigkeit als gebogener Glasgegenstand erhalten werden.

(16) Gebogener Glasgegenstand nach einem von (11) bis (15), der einen Young'schen Modul von 45 GPa oder mehr aufweist.

Bei dem gebogenen Glasgegenstand kann eine homogene Festigkeit erhalten werden und eine Form, die einer Gestaltung entspricht, kann erhalten werden.

(17) Gebogener Glasgegenstand nach einem von (11) bis (16), der einen Young'schen Modul von 90 GPa oder weniger aufweist.

Bei dem gebogenen Glasgegenstand kann eine Verformung selbst dann unterdrückt werden, wenn aufgrund eines Drucks oder dergleichen eine Belastung auf das Glas ausgeübt wird. Folglich kann die Formgenauigkeit des Glases beibehalten werden.

(18) Gebogener Glasgegenstand nach einem von (11) bis (17), bei dem der Krümmungsteil einen Krümmungsradius von 5000 mm oder weniger aufweist.

Obwohl der gebogene Glasgegenstand den Krümmungsteil mit einem kleinen Krümmungsradius aufweist, kann eine Restspannung oder dergleichen durch Tempern beseitigt werden. Folglich kann der Zustand einer hohen Abmessungsgenauigkeit so beibehalten werden, dass eine einheitliche chemische Härtung leicht durchgeführt werden kann.

(19) Gebogener Glasgegenstand nach einem von (11) bis (18), bei dem der Krümmungsteil eine verdrehte Struktur umfasst.

Obwohl der gebogene Glasgegenstand eine komplizierte Form, wie z. B. eine verdrehte Struktur aufweist, kann eine Restspannung oder dergleichen durch Tempern beseitigt werden. Folglich kann der Zustand einer hohen Abmessungsgenauigkeit so beibehalten werden, dass eine einheitliche chemische Härtung leicht durchgeführt werden kann.
Bezugszeichenliste

10, 20, 30, 40, 50, 60, 70: Stützvorrichtung
15, 51: Montageoberfläche (Stützabschnitt)
65, 77A, 77B: Stützabschnitt
100: Gebogenes Glas
101: Erste Hauptoberfläche
103: Rand- bzw. Umfangsabschnitt
105: Endfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5605176 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 7884-4: 1987 [0025]
ISO 7884-3: 1987 [0025]
ASTM C338-93: 2003 [0025]
ISO 7884-5: 1987 [0025]
ISO 7884-4: 1987 [0025]
JIS B0601: 2001 [0042]
JIS R1659: 2003 [0073]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines gebogenen Glasgegenstands, umfassend: einen Wärmebehandlungsschritt des Wärmebehandens eines gebogenen Glases, das eine erste Hauptoberfläche, eine zweite Hauptoberfläche und eine Endfläche umfasst, wobei: in dem Wärmebehandlungsschritt das gebogene Glas durch eine Stützvorrichtung gestützt wird, wobei eine der Hauptoberflächen nach unten gerichtet ist; und die Stützvorrichtung mindestens einen Teil von einer der Hauptoberflächen oder der Endfläche in einer höheren Position stützt als die niedrigste Position von einer der Hauptoberflächen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Wärmebehandlung ein Temperschritt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: einen Formschritt des Inkontaktbringens einer Glasplatte mit einem Formwerkzeug zum Bilden des gebogenen Glases, wobei in dem Wärmebehandlungsschritt die Oberfläche des gebogenen Glases, die mit dem Formwerkzeug in Kontakt war, durch die Stützvorrichtung gestützt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Wärmebehandlungsschritt durchgeführt wird, nachdem das in dem Formschritt erhaltene gebogene Glas mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 5°C/min oder mehr in einem Bereich abgekühlt worden ist, bei dem die Gleichgewichtsviskosität des gebogenen Glases von 10^12,5 Pa·s bis 10²⁰ Pa·s beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem in dem Wärmebehandlungsschritt das gebogene Glas erwärmt wird, bis die Gleichgewichtsviskosität des gebogenen Glases einen Bereich von 10^12,5 Pa·s bis 10¹⁷ Pa·s erreicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Wärmebehandlungsschritt einen Erwärmungsschritt des Erwärmens des gebogenen Glases auf eine vorgegebene Temperatur und einen Schritt des langsamen Abkühlens umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend: einen Anfasschritt des Anfasens mindestens eines Teils des gebogenen Glases nach dem Schritt des langsamen Abkühlens.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem in dem Anfasschritt die Endfläche des gebogenen Glases angefast wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, ferner umfassend: einen Schneidschritt des Schneidens von mindestens einem Teil des gebogenen Glases nach dem Schritt des langsamen Abkühlens.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem in dem Schneidschritt ein Randteil, der die Endfläche in dem gebogenen Glas umfasst, abgeschnitten wird.
Gebogener Glasgegenstand, umfassend: eine erste Hauptoberfläche; eine zweite Hauptoberfläche; eine Endfläche; und einen Krümmungsteil, der mindestens teilweise bereitgestellt ist, wobei: der gebogene Glasgegenstand ein chemisch gehärtetes Glas umfasst; und in der ersten Hauptoberfläche oder der zweiten Hauptoberfläche ein Fluktuationsverhältnis, das als Verhältnis einer durchschnittlichen Abweichung einer Tiefe einer Druckspannungsschicht DOL innerhalb der Oberfläche zu einem Durchschnittswert der DOL innerhalb der Oberfläche erhalten wird, 3% oder weniger beträgt.
Gebogener Glasgegenstand nach Anspruch 11, bei dem eine Hauptspannungsdifferenz in einer der Hauptoberflächen 5 MPa oder weniger beträgt.
Gebogener Glasgegenstand, umfassend: eine erste Hauptoberfläche; eine zweite Hauptoberfläche; eine Endfläche; und einen Krümmungsteil, der mindestens teilweise bereitgestellt ist, wobei eine Hauptspannungsdifferenz in der Nähe der Endfläche in einer der Hauptoberflächen 5 MPa oder weniger beträgt.
Gebogener Glasgegenstand nach Anspruch 13, bei dem eine Hauptspannungsdifferenz in dem Krümmungsteil in einer der Hauptoberflächen 5 MPa oder weniger beträgt.
Gebogener Glasgegenstand nach Anspruch 13 oder 14, der ein chemisch gehärtetes Glas umfasst.
Gebogener Glasgegenstand nach einem der Ansprüche 11 bis 15, der einen Young'schen Modul von 45 GPa oder mehr aufweist.
Gebogener Glasgegenstand nach einem der Ansprüche 11 bis 16, der einen Young'schen Modul von 90 GPa oder weniger aufweist.
Gebogener Glasgegenstand nach einem der Ansprüche 11 bis 17, bei dem der Krümmungsteil einen Krümmungsradius von 5000 mm oder weniger aufweist.
Gebogener Glasgegenstand nach einem der Ansprüche 11 bis 18, bei dem der Krümmungsteil eine verdrehte Struktur umfasst.