JPS5937451B2 - 化学強化ガラスの表面応力測定装置 - Google Patents
化学強化ガラスの表面応力測定装置Info
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- JPS5937451B2 JPS5937451B2 JP5150677A JP5150677A JPS5937451B2 JP S5937451 B2 JPS5937451 B2 JP S5937451B2 JP 5150677 A JP5150677 A JP 5150677A JP 5150677 A JP5150677 A JP 5150677A JP S5937451 B2 JPS5937451 B2 JP S5937451B2
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- chemically strengthened
- strengthened glass
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/21—Polarisation-affecting properties
- G01N21/23—Bi-refringence
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は化学強化ガラスの表面応力測定装置の改良に関
するものである。
するものである。
周知の如く、化学強化ガラスを製造するには、高温で溶
融されたカリ塩（たとえぱＫＮＯ３）にガラスを浸して
、ガラス表面付近のＮａ＋イオンをイオン径の大きいに
＋イオンで交換し、このイオン交換によりガラス表面に
圧縮応力を発生させて外力による破壊開始を防止する（
つまり強度を向上させる）、いわゆるイオン交換法が採
用されている。
融されたカリ塩（たとえぱＫＮＯ３）にガラスを浸して
、ガラス表面付近のＮａ＋イオンをイオン径の大きいに
＋イオンで交換し、このイオン交換によりガラス表面に
圧縮応力を発生させて外力による破壊開始を防止する（
つまり強度を向上させる）、いわゆるイオン交換法が採
用されている。
ところで、上述の方法により得た化学強化ガラスは表面
に発生した圧縮応力が大きく、かつ圧縮応力の発生層が
厚い程、その強度が大きいため、これらの圧縮応力量を
測定することは、品質管理上において重要である。
に発生した圧縮応力が大きく、かつ圧縮応力の発生層が
厚い程、その強度が大きいため、これらの圧縮応力量を
測定することは、品質管理上において重要である。
このようなことから、従来、化学強化ガラス表面の応力
を測定する方法として、該強化ガラスを切断して厚さ０
．１〜０．５ｍ７７１程度の薄片に磨き、その断面を顕
微鏡光弾性装置で観察することにより該強化ガラス表面
の応力及び応力が存在する層厚フを測定する方法が使用
されている。
を測定する方法として、該強化ガラスを切断して厚さ０
．１〜０．５ｍ７７１程度の薄片に磨き、その断面を顕
微鏡光弾性装置で観察することにより該強化ガラス表面
の応力及び応力が存在する層厚フを測定する方法が使用
されている。
しかしながら、上記方法にあつては次のような種々な問
題点があり実用性に乏しい。
題点があり実用性に乏しい。
すなわち、第１の問題点は破壊的測定手段であるため、
試験材としての薄片を製作するに際し、熟練した作業５
者を必要とし、かつその製作に多大な時間と労力を費や
す欠点があることである。第２の問題点は薄片を製作す
るに際して、表面応力がそのガラスのポアソン比に対応
する割合だけ緩和されてしまうため、真の値と得られた
測定値との間に相当な０ズレを生じることである。第３
の問題点は顕微鏡下でガラス表面における真の光弾性効
果を測ることは困難であるため、不可避的に個人的誤差
を生じる虞れがあることである。本発明は上記各種の問
題点を一挙に解消するた’５めになされたもので、化学
強化ガラスの表面層が光導波管作用を示すことを利用す
ることにより、化学強化ガラスの表面応力及び圧縮応力
層の厚さを非破壊的に迅速かク高精度で測定し得る装置
を提供しようとするものである。
試験材としての薄片を製作するに際し、熟練した作業５
者を必要とし、かつその製作に多大な時間と労力を費や
す欠点があることである。第２の問題点は薄片を製作す
るに際して、表面応力がそのガラスのポアソン比に対応
する割合だけ緩和されてしまうため、真の値と得られた
測定値との間に相当な０ズレを生じることである。第３
の問題点は顕微鏡下でガラス表面における真の光弾性効
果を測ることは困難であるため、不可避的に個人的誤差
を生じる虞れがあることである。本発明は上記各種の問
題点を一挙に解消するた’５めになされたもので、化学
強化ガラスの表面層が光導波管作用を示すことを利用す
ることにより、化学強化ガラスの表面応力及び圧縮応力
層の厚さを非破壊的に迅速かク高精度で測定し得る装置
を提供しようとするものである。
１０以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する
。
。
図中１は化学強化ガラス２表面の一端に載設され、その
ガラス２の表面層内に単色光（可視光）を入射させる光
供給部材としての入射用ガラスプリズムであり、このプ
リズム１は上記ガラス２の屈折率よりも大きくしている
。
ガラス２の表面層内に単色光（可視光）を入射させる光
供給部材としての入射用ガラスプリズムであり、このプ
リズム１は上記ガラス２の屈折率よりも大きくしている
。
また、上記化学強化ガラス２表面の他端には、その表面
層内で伝播した光を該ガラス２外に射出させる光取り出
し部材としての射出用ガラスプリズム３が載設されてお
り、かつこのプリズム３は前記プリズム１と同様、化学
強化ガラス２の屈折率より大きくしている。そして、上
記伝播した光の射出方向に、その伝播光を前記化学強化
ガラス表面２と射出用ガラスプリズム３との間の境界面
つまり射出面４に対して平行及び垂直に振動する２種の
光成分に分離し、これら各光成分を夫々輝線列として変
換する光変換部材５を配設している。この光変換部材５
は、伝播光を後述する焦点面に集める凸レンズ６と、こ
の凸レンズ６から再射出された光を前記射出面４に対し
て平行及び垂直に振動する２種の光成分のうちの一方を
選択的に透過させる回転可能な偏光板７と、選択的に透
過した光成分を輝線列として現わす焦点面８を内蔵し、
焦点面８上の輝線列を観察するための接眼測微計９と、
から構成されている。このような構成によれば、今、入
射用ガラスプリズム１から化学強化ガラス２の表面層内
に単色光を入射させると、該表面層内ではＫ＋イオンが
＋表面に濃く、内部に薄く分布し、そのＫイオンはＮａ
＋イオンよりも光電界に応する分極率力伏きいことから
、その表面ほど屈折率が高くなつているため、前記単色
光は第２図に示す如く該化学強化ガラス２の表面層で蚕
気楼現像と全反射とを繰り返しながら経路Ｓ，，Ｓ２・
・・をとり、伝播進行して射出用プリズム３からガラス
２外に射出される。
層内で伝播した光を該ガラス２外に射出させる光取り出
し部材としての射出用ガラスプリズム３が載設されてお
り、かつこのプリズム３は前記プリズム１と同様、化学
強化ガラス２の屈折率より大きくしている。そして、上
記伝播した光の射出方向に、その伝播光を前記化学強化
ガラス表面２と射出用ガラスプリズム３との間の境界面
つまり射出面４に対して平行及び垂直に振動する２種の
光成分に分離し、これら各光成分を夫々輝線列として変
換する光変換部材５を配設している。この光変換部材５
は、伝播光を後述する焦点面に集める凸レンズ６と、こ
の凸レンズ６から再射出された光を前記射出面４に対し
て平行及び垂直に振動する２種の光成分のうちの一方を
選択的に透過させる回転可能な偏光板７と、選択的に透
過した光成分を輝線列として現わす焦点面８を内蔵し、
焦点面８上の輝線列を観察するための接眼測微計９と、
から構成されている。このような構成によれば、今、入
射用ガラスプリズム１から化学強化ガラス２の表面層内
に単色光を入射させると、該表面層内ではＫ＋イオンが
＋表面に濃く、内部に薄く分布し、そのＫイオンはＮａ
＋イオンよりも光電界に応する分極率力伏きいことから
、その表面ほど屈折率が高くなつているため、前記単色
光は第２図に示す如く該化学強化ガラス２の表面層で蚕
気楼現像と全反射とを繰り返しながら経路Ｓ，，Ｓ２・
・・をとり、伝播進行して射出用プリズム３からガラス
２外に射出される。
こうして、前記表面層内で単色光が伝播する過程におい
て、その単色光は表面層内の圧縮応力に応じた光弾性効
果による複屈折現象を受け、射出用プリズム３から射出
された光は射出面４に対して平行及垂直に振動する二種
の光成分をもつものとなる。しかるに、射出用ガラスプ
リズム３から射出された伝播光を光変換部材５に導き、
その部材５の偏光板７を回転させると、その伝播光のう
ちの一方の光成分（たとえば射出面４に対して垂直に振
動する光成分）のみが、該部材５の焦点面８に第３図Ａ
の如きＬ１・・・Ｌ，からなる輝線列として現われ、こ
の輝線列は接眼測微計９により観察できる。一方、上記
偏光板７をさらに９００回転させると、伝播光のうちの
他方の光成分（射出面４に対して平行に振動する光成分
）のみが、光変換部材５の焦点面８上に第３図Ｂの如き
Ｌ，′・・・Ｌ７′からなる輝線列として現われ、この
輝線列は接眼測微計９により観察できる。しかして、前
記化学強化ガラス２の表面層内を伝播した光のうちで、
最も表面に近い経路（第２τ図中のＳ１ ）を通つた二
種の光成分をもつ光に対する強化ガラスの表面屈折率の
差（Δｎ）は、本発明装置により得られた垂直に振動す
る光成分の輝線列中の下方の輝線（第３図Ａ中のＬ，）
と、平行に振動する光成分の輝線列中の下方の輝線′）
（第３図Ｂ中のＬ１′）と、の差（ΔＬ）として換算で
き、同時に上記表面屈折率の差（Δｎ）は化学強化ガラ
スの表面応力に応じた光弾性による複屈折の大きさに相
関するため、上記各輝線Ｌ，，Ｌｌ′ の差（ΔＬ）を
求めることにより、化学強）化ガラスの表面応力を測定
できる。また、化学強化ガラスにおける圧縮応力層の厚
さは、得られた輝線列の輝線数から容易に測定できる。
て、その単色光は表面層内の圧縮応力に応じた光弾性効
果による複屈折現象を受け、射出用プリズム３から射出
された光は射出面４に対して平行及垂直に振動する二種
の光成分をもつものとなる。しかるに、射出用ガラスプ
リズム３から射出された伝播光を光変換部材５に導き、
その部材５の偏光板７を回転させると、その伝播光のう
ちの一方の光成分（たとえば射出面４に対して垂直に振
動する光成分）のみが、該部材５の焦点面８に第３図Ａ
の如きＬ１・・・Ｌ，からなる輝線列として現われ、こ
の輝線列は接眼測微計９により観察できる。一方、上記
偏光板７をさらに９００回転させると、伝播光のうちの
他方の光成分（射出面４に対して平行に振動する光成分
）のみが、光変換部材５の焦点面８上に第３図Ｂの如き
Ｌ，′・・・Ｌ７′からなる輝線列として現われ、この
輝線列は接眼測微計９により観察できる。しかして、前
記化学強化ガラス２の表面層内を伝播した光のうちで、
最も表面に近い経路（第２τ図中のＳ１ ）を通つた二
種の光成分をもつ光に対する強化ガラスの表面屈折率の
差（Δｎ）は、本発明装置により得られた垂直に振動す
る光成分の輝線列中の下方の輝線（第３図Ａ中のＬ，）
と、平行に振動する光成分の輝線列中の下方の輝線′）
（第３図Ｂ中のＬ１′）と、の差（ΔＬ）として換算で
き、同時に上記表面屈折率の差（Δｎ）は化学強化ガラ
スの表面応力に応じた光弾性による複屈折の大きさに相
関するため、上記各輝線Ｌ，，Ｌｌ′ の差（ΔＬ）を
求めることにより、化学強）化ガラスの表面応力を測定
できる。また、化学強化ガラスにおける圧縮応力層の厚
さは、得られた輝線列の輝線数から容易に測定できる。
なぜならば応力層が厚い程、その中を通過しうる光の経
路の種類が多くなるからである．なお、本発明装置に用
いる光供給部材及び光取り出し部材は上記実施例に限定
されず、たとえば化学強化ガラス表面上を囲む枠体と、
この枠体内に該ガラス表面と接触するよう収容されたヨ
ウ化メチレン、プロモホルの液体と、から構成しても：
よい。また、本発明装置に用いる光供給部材と光取り出
し部材との位置関係は上記実施例に限定されず、たとえ
ば各部材を隣り合せに配設してもよい。
路の種類が多くなるからである．なお、本発明装置に用
いる光供給部材及び光取り出し部材は上記実施例に限定
されず、たとえば化学強化ガラス表面上を囲む枠体と、
この枠体内に該ガラス表面と接触するよう収容されたヨ
ウ化メチレン、プロモホルの液体と、から構成しても：
よい。また、本発明装置に用いる光供給部材と光取り出
し部材との位置関係は上記実施例に限定されず、たとえ
ば各部材を隣り合せに配設してもよい。
以上詳述した如く、本発明によれば化学強化ガ・ラスの
表面層が光導管作用を示すことを利用し、該ガラスの表
面応力及び圧縮応力層の厚さを、該表面層を伝播した光
のもつ二種の光成分から得た夫々の輝線列中における最
下方の輝線間の差（ΔＬ）及び輝線列の輝線数より容易
に測定できるため、次に挙げるような種々の効果を発揮
できる。（１）化学強化ガラスの表面応力、圧縮応力層
の厚さを、非破壊的に測定できるため、従来法の如く熟
練した作業者を必要とするばかりか多大な時間と労力を
費やす該ガラスの薄片の製作が不用となり、したがつて
測定作業の簡素化及び測定の著しい迅速化を図ることが
できる。
表面層が光導管作用を示すことを利用し、該ガラスの表
面応力及び圧縮応力層の厚さを、該表面層を伝播した光
のもつ二種の光成分から得た夫々の輝線列中における最
下方の輝線間の差（ΔＬ）及び輝線列の輝線数より容易
に測定できるため、次に挙げるような種々の効果を発揮
できる。（１）化学強化ガラスの表面応力、圧縮応力層
の厚さを、非破壊的に測定できるため、従来法の如く熟
練した作業者を必要とするばかりか多大な時間と労力を
費やす該ガラスの薄片の製作が不用となり、したがつて
測定作業の簡素化及び測定の著しい迅速化を図ることが
できる。
（２）化学強化ガラスを切断したり、磨いたりする必要
がなく、外部から変形を受けない化学強化ガラスそのも
のを測定できるため、真の値に近い測定値を得ることが
できる。
がなく、外部から変形を受けない化学強化ガラスそのも
のを測定できるため、真の値に近い測定値を得ることが
できる。
（３）化学強化ガラスの表面応力を、明瞭かつ容易に観
察し得る輝線列から測定できるため、測定結果に個人的
誤差が生じる余地がなく、極めて精度よく応力を測定で
きる。
察し得る輝線列から測定できるため、測定結果に個人的
誤差が生じる余地がなく、極めて精度よく応力を測定で
きる。
第１図は本発明における化学強化ガラスの表面応力測定
装置の一実施例を示す概略図、第２図は化学強化ガラス
の表面層内に人射された単色光の伝播経路を示す概略図
、第３図Ａ，Ｂは化学強化ガラスの外に射出された光の
もつ二種の光成分を、光変換部材で夫々変換された輝線
列であり、第３図Ａは射出面に対して垂直に振動する光
成分の輝線列特性図、第３図Ｂは射出面に対して平行に
振動する光成分の輝線列特性図である。 １・・・入射用ガラスプリズム、２・・・化学強化ガラ
ス、３・・・射出用ガラスプリズム、５・・・光変換部
材、７・・・偏光板、９・・・接眼測微計。
装置の一実施例を示す概略図、第２図は化学強化ガラス
の表面層内に人射された単色光の伝播経路を示す概略図
、第３図Ａ，Ｂは化学強化ガラスの外に射出された光の
もつ二種の光成分を、光変換部材で夫々変換された輝線
列であり、第３図Ａは射出面に対して垂直に振動する光
成分の輝線列特性図、第３図Ｂは射出面に対して平行に
振動する光成分の輝線列特性図である。 １・・・入射用ガラスプリズム、２・・・化学強化ガラ
ス、３・・・射出用ガラスプリズム、５・・・光変換部
材、７・・・偏光板、９・・・接眼測微計。
Claims (1)
- １ 化学強化ガラスの表面層内に単色光を入射させる光
供給部材と、上記ガラスの表面層内を伝播した光をガラ
ス外へ射出させる光取出し部材と、この光取出し部材か
ら射出された光を、上記ガラスと該光取出し部材との境
界面に対して平行及び垂直に振動する二種の光成分に分
離しこれら光成分を夫々輝線列として変換する光変換部
材とを具備したことを特徴とする化学強化ガラスの表面
応力測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5150677A JPS5937451B2 (ja) | 1977-05-04 | 1977-05-04 | 化学強化ガラスの表面応力測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5150677A JPS5937451B2 (ja) | 1977-05-04 | 1977-05-04 | 化学強化ガラスの表面応力測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53136886A JPS53136886A (en) | 1978-11-29 |
| JPS5937451B2 true JPS5937451B2 (ja) | 1984-09-10 |
Family
ID=12888871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5150677A Expired JPS5937451B2 (ja) | 1977-05-04 | 1977-05-04 | 化学強化ガラスの表面応力測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5937451B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9125298B2 (en) | 2012-01-25 | 2015-09-01 | Apple Inc. | Fused glass device housings |
| US12006252B2 (en) | 2020-09-09 | 2024-06-11 | AGC Inc. | Chemically strengthened glass with a film and method for measuring surface stress of chemically strengthened glass |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6190025A (ja) * | 1984-10-11 | 1986-05-08 | Toshiba Glass Co Ltd | 表面応力測定装置 |
| TW201245690A (en) * | 2011-03-18 | 2012-11-16 | Asahi Glass Co Ltd | Device for measuring surface stress of glass and method for measuring surface stress of glass |
| US10156488B2 (en) * | 2013-08-29 | 2018-12-18 | Corning Incorporated | Prism-coupling systems and methods for characterizing curved parts |
| US9983064B2 (en) | 2013-10-30 | 2018-05-29 | Corning Incorporated | Apparatus and methods for measuring mode spectra for ion-exchanged glasses having steep index region |
| US9919958B2 (en) | 2014-07-17 | 2018-03-20 | Corning Incorporated | Glass sheet and system and method for making glass sheet |
| JP6419595B2 (ja) * | 2015-01-30 | 2018-11-07 | 有限会社折原製作所 | 表面応力測定方法、表面応力測定装置 |
| JP6694448B2 (ja) | 2015-06-04 | 2020-05-13 | コーニング インコーポレイテッド | イオン交換により化学強化されたリチウム含有ガラスを特徴付ける方法 |
| TWI762083B (zh) | 2015-09-17 | 2022-04-21 | 美商康寧公司 | 特性量測經離子交換之含鋰化學強化玻璃的方法 |
| WO2017115811A1 (ja) | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 有限会社折原製作所 | 表面屈折率測定方法、及び、それを利用した表面応力測定方法 |
| JP6642246B2 (ja) | 2016-04-27 | 2020-02-05 | Ａｇｃ株式会社 | 強化ガラス板 |
| KR102345803B1 (ko) | 2016-09-26 | 2022-01-03 | 오리하라 인더스트리얼 컴퍼니 리미티드 | 강화 유리의 응력 측정 장치, 강화 유리의 응력 측정 방법, 강화 유리의 제조 방법, 강화 유리 |
| JP6995324B2 (ja) | 2018-02-26 | 2022-01-14 | Ａｇｃ株式会社 | 強化ガラスの評価装置、強化ガラスの評価方法、強化ガラスの製造方法、強化ガラス |
| CN111521311A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-08-11 | 洛阳兰迪玻璃机器股份有限公司 | 一种钢化玻璃的应力在线检测方法及在线检测*** |
| KR20220027761A (ko) | 2020-08-27 | 2022-03-08 | 에이지씨 가부시키가이샤 | 강화 유리의 응력 측정 장치, 강화 유리의 응력 측정 방법, 강화 유리 |
-
1977
- 1977-05-04 JP JP5150677A patent/JPS5937451B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9125298B2 (en) | 2012-01-25 | 2015-09-01 | Apple Inc. | Fused glass device housings |
| US12006252B2 (en) | 2020-09-09 | 2024-06-11 | AGC Inc. | Chemically strengthened glass with a film and method for measuring surface stress of chemically strengthened glass |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53136886A (en) | 1978-11-29 |
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