JPH0624995B2 - 強化ガラスの製造法 - Google Patents

強化ガラスの製造法

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JPH0624995B2
JPH0624995B2 JP2068762A JP6876290A JPH0624995B2 JP H0624995 B2 JPH0624995 B2 JP H0624995B2 JP 2068762 A JP2068762 A JP 2068762A JP 6876290 A JP6876290 A JP 6876290A JP H0624995 B2 JPH0624995 B2 JP H0624995B2
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B27/00Tempering or quenching glass products
    • C03B27/04Tempering or quenching glass products using gas
    • C03B27/0404Nozzles, blow heads, blowing units or their arrangements, specially adapted for flat or bent glass sheets
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、板ガラス、特に薄板ガラス、ことに1.5〜3.0
mm厚程度の複雑型状の板ガラスをより安定して効率的に
風冷強化する方法に関する。自動車用窓ガラスに採用し
得るような満足すべき強化度等が得られる強化ガラスの
製造方法に関するものであり、さらに鉄道車輛用窓ガラ
スをはじめ、建築用、家具用、一般産業用あるいは電子
部品用ガラス等にも広く採用し得るものである。
〔従来の技術〕
最近ことに自動車の軽量化に伴い、用いられる強化ガラ
スの薄板化と従来に比して複雑で大型化が求められるな
かで、割れた際、大小片や細長片となり、運転者や同乗
者に負傷を与える危険性があるため、安全面から例えば
破壊開始点付近の半径7.5cm の円形区域および端縁の付
近の3cm幅の帯域を除き任意の5×5cm2の区域内にお
けるガラス破片数が60〜400 個の範囲内であり、破片の
面積が3cm2を越えず、細長い破片(シャープエッジと
いう)も例えば75mm以上の長さを越えるものが存在しな
い等の条件を満たす必要があり、これらの性能を満足し
なければ、強化薄板ガラスを自動車用窓ガラスとして使
用できないようになっている。
一方板厚が3.5mm以下、ことに3.0mm以下で複雑な型状の
薄板ガラスにおいては、加熱した薄板ガラスに風冷エア
を吹付けて急冷するだけでは、板厚が薄すぎ型状が複雑
なために、板厚方向の温度差を充分得ることならびに安
定した冷却作業等が困難であり、なかなか上述の条件を
満す強化薄板ガラスが製造し難いものであった。
従来、薄板ガラスの強化方法としては、ミストスプレー
法、浸漬法、固体接触法、イオン交換法あるいは結晶晶
出法等があって、それぞれ問題があるものであり、なか
でも風冷強化法では薄板化されれば増々困難であるとさ
れており、板厚が2.5 〜3.0 mmのガラス板に対する風冷
強化方法としては、冷えばガラスの少なくとも1表面に
ノズルで噴流を吹き付けるガラス強化方法において、ノ
ズル出口で少なくとも音速を許容する圧力で気体をノズ
ルに供給し、かつ前記噴流が該気体と噴霧状液体の混合
からなる強化方法およびその装置(特開昭60-103043号公
報)、さらに、ガラスシートの両表面にノズルで気体を
吹き付けてガラスシートを強化する方法において、気体
の最大の圧力降下がノズルの自由末端で起きるようにし
たガラス強化方法およびその装置(特開昭60-145921 号
公報)が知られ、さらにまた冷却エア圧力を1.5 〜8kg
/cm2のゲージ圧から急激に0.01〜0.2 kg/cm2のゲージ
圧に減じてエアチャンバーに送り込み、該エアチャンバ
ー内から前記冷却用ノズルの先端までの間を衝撃波管的
に用いる薄板ガラスの強化方法(特開昭62-158128号公
報)、ならびに前記に加えて、ガラス物品の中央部より
周辺部を逐次遅らせて冷却するガラス物品の熱処理法
(特開昭64-3029 号公報)等を本出願人が既に提案して
いる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前述の特開昭60-103043 号公報に記載された方法および
その装置では、気体噴流よりも大きい比熱を有する混合
物をほぼ音速でぶつけて微細化させ、その微細化された
液体とエアとの混合物を吹き付けることによりガラス表
面から迅速に熱を除去しようとするものであるが、結局
前記混合物の2相噴流でなければ充分な強化度が得られ
ず、空気噴流では目標の強化が得られないものであり、
しかも吹付手段として公知のLaval ノズルを採用して液
体の小滴をきわめて微細に霧化し、気体と霧化液体の混
合物を衝撃波発生地点とノズル出口の間で均一になる時
間があるようにする必要があるものであり、さらに2相
混合物の音速の噴出を許容するために、ノズルに少なく
とも10.91バール(約0.93kg/cm2)のゲージ圧力で気体を
供給する必要があるものであり、設備上も精密仕上げを
必要として経費もかかり、場合によっては小滴の液体が
ガラス面に接触して破壊を起すことがあるものである。
さらに特開昭60-145921 号公報に記載の方法およびその
装置では、ノズル先端を挟めてオリフイス状とするた
め、ノズルに少なくとも0.9 バールのゲージ圧でエアを
供給する必要があり、エア圧力の変動がつたわりやす
く、薄板ガラスになるにつれて、変形しやすくなり、エ
アノズルの配置をも変更する必要があるものであり、さ
らにまた特開昭62-158128 号公報に記載の方法では、設
備上必ずしもまだまだ充分効率よく製造できるものであ
ると言いきれるまでには至らないものであり、また、特
開昭64-3029 号公報に記載の方法では、板厚が3〜5mm
のガラス物品を通常の強化ガラスの強化度までにはいた
らない程度の強化にたいして有用な方法であって、薄板
強化ガラスの通常程度の強化に対しては設備上あるいは
作業上等から必ずしも効率的なものとは言い難いもので
あった。
ことに1.5〜3.0mm厚の複雑な型状である強化板ガラスに
おいて、破砕時のシャープエッジの発生もほとんどな
く、充分な強化度となって自動車用窓ガラス等として有
用となるとともに、強化加工する際強化する板ガラスの
ぶれあるいはゆれを解消して、板の変形等の発生を阻止
し、破損等も激減するものとなる方法であって、かつ強
化する板ガラスの大きさあるいは厚み等の諸条件に適宜
コントロールできる方法が望まれるものであった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、前述のかかる問題点に鑑みて成したものであ
って、高圧の冷却エアを急激に開放しながらエアチャン
バーへ送りこんで冷却ノズルから噴流し、初期冷却能を
高めるコンプレスドエアとブロアによるエアとを特異な
圧力差でもって併用し、ことに複雑な型状の薄板ガラス
を急冷することによって、急冷強化時のバタツキ等をほ
ぼ解消してより安定確実な強化加工操業ができて生産性
が向上し、かつ自動車用窓ガラスにも採用し得るような
強化度となる強化ガラスの製造法を提供するものであ
る。
すなわち、本発明は歪点以上に加熱した板ガラスの表面
を一対のエアチャンバーに配置した冷却用ノズルから冷
却エアを吹き付けて強化する板ガラスの強化方法におい
て、コンプレッサーに繋がるノズルNCとブロワに繋がる
ノズルNBとを併用し、前記ノズルNCから強化する板ガラ
スに吹き付ける冷却エアは、衝撃波を発現したエアを伴
い、かつ該ノズルNBの圧力PBと該ノズルNCの圧力とPC
が0<(PB−PC)≦500mmAqであることを特徴とする強化
ガラスの製造法を提供するものである。
ここで、コンプレッサーに繋がるノズルNCとブロワに繋
がるノズルNBとを併用するようにしたのは、コンプレッ
サーによる冷却エアの圧力PCを2〜8kg/cm2の圧力から
急激に1000〜4000 mmAq好ましくは2000〜3500mmAqの圧
力に減圧して、エアチャンバーから冷却用ノズルNC先端
までの間を衝撃波管的に用いて急冷却するようにし、加
熱した薄板ガラス表面に生じている熱移動を抑制するよ
うな境膜を破壊することあるいは薄めることによって熱
の空気中への放散を促進し、初期の奪熱硬化を高らしめ
て冷却能を大幅に増加するとともに、ブロワによる冷却
エアの圧力PBでもって急冷時における薄板ガラスのブ
レ、バタツキなどによる変形等を抑制するようにするた
めである。
また前記ノズルNBの圧力PBと前記ノズルNCの圧力PCとが
(0<(PB−PC)≦500mmAqであるようにしたのは、コン
プレスドエアの初期の奪熱硬化を高めれば高めるほど脈
動現象すなわちブラストヘッド内でのエアの息つぎ現象
が発現し薄板ガラスのバタツキが生じやすくなり、粘弾
性域にある薄板ガラスが例えばふれ止め具に常時単に当
接しているのではなく、バタツキによって衝打されるよ
うなこととなって変形することとなるのを防ぐために必
要であり、PC>PBになると前述のバタツキが大きくなっ
て変形も大きくなり光学的特性の低下あるいはクラック
の発生等を起しやすいものであり、(PB−PC)>500mmAq
であれば、コンプレスドエアの硬化が小さくなって前述
のことから薄板ガラスの強化度が小さくなり充分強化さ
れた強化ガラスとは言えないものとなるものである。
また本発明を実施するに当って凹凸ブラストヘッドに突
出する前記両ノズルNCとNBについては、二重構造状にし
て、NCとNBのどちらかをなか側にしてもよいが、NCをな
か側にした法が板ガラスの安定度ならびに強化度は良好
のようであるものであり、またNCとNBを別々に配設して
もよいものである。さらに凸ブラストヘッド側のエア圧
力の方が50〜200mmAq高いとより好ましいものであり、
板ガラス表面と前記のノズル間の距離は5〜30mm程度が
よいものである。
なお、本発明は垂直、水平両状態で強化処理するものの
両方に採用できることは言うまでもない。
さらにまた、本発明を実施するに際し、前段である加熱
処理時の条件によって、あるいは板ガラスの形状、板
厚、曲率等によっても、本発明の実施条件を必要に応じ
て改変できることは言うまでもない。
〔作 用〕
前述したとおり、本発明の強化ガラスの製造法によっ
て、コンプレッサーによって衝撃波を発生しているエア
とブロワによるエアとそのエア圧力に特異な差をもたせ
て巧みに組み合わせて用い、かつ冷却とすることによ
り、加熱した薄板ガラス表面に生じている熱移動を抑制
するような境膜を破壊すること、あるいは薄めることに
よって熱の空気中への放散を促進し、初期の奪熱効果を
高らしめて冷却能を大幅に増加するとともに、強化する
板ガラスのバタツキを低減せしめて成形性に優れ、しか
も一端発現した中心部と表面部の温度差を保持し、すな
わち応力緩和の発生を出来るだけおさえることとなり、
ことに従来より成形性に優れ、安定した品位の強化ガラ
スとなるものであり、薄板ガラス、特に1.5〜3.0mm厚の
複雑な型状である薄板ガラスにおいても、破砕時のシャ
ープエッジの発生もほとんどなく、充分な強化度とな
り、自動車用窓ガラスをはじめ車輛用窓ガラス、建築用
窓、電子部品等の広い分野でも使用され得るものとなる
ものであり、加えて、強化する板ガラスのブレあるいは
バタツキがほぼ解消して、板ガラスの変形量あるいは急
冷時の破損数を激減することができるものである。特に
薄板ガラスにおいて薄板化していく際、一般には板ガラ
スの板厚の2乗に近似して、板ガラスが変形しやすくな
るものであるが、上述の種々の作用とともにそれが阻止
できるという極めて大きい作用効果を奏するものであ
る。さらに設備の過大化を防止できより効率的な実施が
できるものである。
〔実施例〕
次に本発明を実施例および比較例により更に具体的に説
明する。ただし、本発明は係る実施例に限定されるもの
ではない。
実施例 第1図に示すように、前記NCとNBの冷却ノズル5を交互
にブラストヘッド凹凸型3、4に散在して配置したエア
チャンバー7とコンプレッサー9およびブロワ8とをそ
れぞれ配管で接続し、前記エアチャンバー7前の配管に
開放ならびに圧力調節用機構を設けた設備を用いて、吊
具2で支持している650 〜700 ℃の温度に加熱した700
〜650×500mm2の板ガラス1を、板厚2.8,2.5mmと変更
し、元圧を6.8,7.0kg/cm2等から例えばノズル内圧力PC
を2200〜2700mmAqに設定した衝撃波を発生しているエア
と圧力PB 2500〜2800mmAqのブロワによるエアとを同時
にあるいはほぼ同時でもって、しかも0<(PB−PC)≦500
mmAqである両エアでフレ止め具6に当接して安定した状
態において冷却強化処理を実施した。
第2図はブラストヘッド3、4におけるノズルNCとNB
配置関係を示す部分拡大概略側面図であって、(a)図は
二重ノズル型とした場合、(b)図は単独型ノズルとした
場合を示す。
第1表中の実施例1〜5のその一例を示すものである。
比較例 本発明と比較のため、従来備えているブロワー等からな
る強化処理装置を用いて風冷強化処理した場合、コンプ
レッサーを備えているが、(PB−PC)の数値が本発明の範
囲外の場合を、前記板ガラスを用いて実施した。
第1表中の比較例1〜4はその一例を示すものである。
第1図中の板ガラスの強化度は板ガラスを欧州規格(ECE
R43)に記載している強化板ガラスの破砕試験に従って
行い、破砕した際の破砕数については破砕数が60〜 400
個/5×5cm2にあるものを○印、それ以外のものを×印
で表わし、またシャープエッジ数は破砕片の長さが75mm
以上、長さと幅の比が4以上のものとした。
なお表中の破砕数とシャープエッジ数は板ガラスの周辺
から20mmおよび衝撃点から半径75mm以内を除いた任意の
位置における個数である。
また、成形法については、強化された板ガラスの凸面で
ある外側部と設計値との差が±1.5mm以内を○印と
し、それ以外のものを×印とした。
なお、本成形性は反射像の歪みの状態も考慮に入れて
○、×印の判断を行った。
〔発明の効果〕 以上前述したことから明らかな如く本発明によれば、ブ
ロワを用いて風冷強化処理した場合あるいは本発明の範
囲外での実施では、薄板ガラスが、強化ガラスとして特
に自動車窓ガラス等に採用しがたいものしか得られない
ものであるが、本発明によれば薄板ガラス、特に 3.0mm
厚以下、ことに1.5〜3.0mm厚の複雑な型状である板ガラ
スを極めて簡易な手段により、板ガラスのバラツキをほ
ぼ解消して板の変形等の発生を阻止し得るようにすると
共に破損等も激減して安定した品質の薄板強化ガラス製
品が効率よく得られるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明の一実施例を示し、第1図は本発明の実
施に使用する強化処理装置の概略側面図であり、第2図
は冷却ノズルNCとNBの配置関係を示す部分拡大概略側面
図であって、(a)図は二重型ノズル、(b)図は単独型ノズ
ルをそれぞれ示す。 1……板ガラス、5……冷却エアノズル 8……ブロワ、9……コンプレッサー 11……ノズルNC、12……ノズルNB

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】歪点以上に加熱した板ガラスの表面を一対
    のエアチャンバーに配置した冷却用ノズルから冷却エア
    を吹き付けて強化する板ガラスの強化方法において、コ
    ンプレッサーに繋がるノズルNCとブロワに繋がるノズル
    NBとを併用し、前記ノズルNCから強化する板ガラスに吹
    き付ける冷却エアが衝撃波を発現したエアを伴い、かつ
    該ノズルNBの圧力PBと該ノズルNCの圧力PCとが0<(PB
    −PC)≦500mmAqであることを特徴とする強化ガラスの製
    造法。
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