(57)【要約】【課題】たとえ超強度の熱強化であっても、また、板厚が厚くて比較的重いガラスを強化対象とする場合であっても、加熱炉内での搬送中における変形などを確実に抑制し得る熱強化ガラスの製造方法。【解決手段】強化対象ガラスＧを加熱炉１により歪み点以上で軟化点未満にまで加熱して出炉した後、ガラスＧの表面を冷却して、歪み点におけるガラス表面と中心部の温度差に基づいて熱強化する熱強化ガラスの製造方法で、ガラスＧの中心部をミリ波帯の電磁波で局部的に加熱することにより、歪み点におけるガラス表面と中心部の温度差を所定の温度差に確保し、それによって、加熱炉１のみによりガラスＧを加熱して出炉する際のガラス表面の出炉温度よりも低い表面出炉温度でガラスＧを加熱炉１から出炉する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化対象ガラスを加熱炉により歪み点以上で軟化点未満にまで加熱して出炉した後、そのガラスの表面を冷却して、前記歪み点におけるガラス表面と中心部の温度差に基づいて熱強化する熱強化ガラスの製造方法であって、
前記ガラスの中心部をミリ波帯の電磁波で局部的に加熱することにより、前記歪み点におけるガラス表面と中心部の温度差を所定の温度差に確保し、それによって、前記加熱炉のみによりガラスを加熱して出炉する際のガラス表面の出炉温度よりも低い表面出炉温度で前記ガラスを加熱炉から出炉する熱強化ガラスの製造方法。
【請求項２】
前記加熱炉から出炉した後のガラスに対して、前記ミリ波帯の電磁波でその中心部を局部的に加熱する請求項１に記載の熱強化ガラスの製造方法。
【請求項３】
前記加熱炉内にあるガラスに対して、前記ミリ波帯の電磁波でその中心部を局部的に加熱する請求項１に記載の熱強化ガラスの製造方法。
【請求項４】
前記強化対象ガラスが、板厚５ｍｍ以上の板ガラスである請求項１から３のいずれか１項に記載の熱強化ガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化対象ガラスを加熱炉により歪み点以上で軟化点未満にまで加熱して出炉した後、そのガラスの表面を冷却して、前記歪み点におけるガラス表面と中心部の温度差に基づいて熱強化する熱強化ガラスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなガラスの熱強化方法において、ガラスの熱強化度は、冷却時の歪み点におけるガラス表面と中心部の温度差に依存し、その温度差が大きいほど、熱強化度も大きくなる。
この歪み点におけるガラス表面と中心部の温度差を大きくするため、従来、冷却作用を有するクラッパーで板ガラスを挟んで冷却する際、板ガラスに高周波電力を印加して中心部を加熱するように構成した強化方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−２２７７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献に記載の強化方法は、きわめて一般的な強度の熱強化を意識した技術であるため、ガラス表面と中心部の温度差を大きくするとはいえ、そこには自ずと限界がある。したがって、例えば、表面圧縮応力が１６０ＭＰａ以上のいわゆる超強度の熱強化を実行しようとすると、どうしても加熱炉からの出炉温度を高くする必要がある。
ところが、加熱炉からの出炉温度を高くすると、加熱炉内における板ガラスの搬送中に板ガラスが変形する可能性が大となり、また、多数の搬送用ローラにより搬送する場合には、ガラス表面の平滑度にも悪影響を及ぼして商品価値が低下するという問題があり、特に、板厚が厚くて自重の重い板ガラスほど顕著となる。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、たとえ超強度の熱強化であっても、また、板厚が厚くて比較的重いガラスを強化対象とする場合であっても、加熱炉内での搬送中における変形などを確実に抑制し得る熱強化ガラスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴構成は、強化対象ガラスを加熱炉により歪み点以上で軟化点未満にまで加熱して出炉した後、そのガラスの表面を冷却して、前記歪み点におけるガラス表面と中心部の温度差に基づいて熱強化する熱強化ガラスの製造方法であって、前記ガラスの中心部をミリ波帯の電磁波で局部的に加熱することにより、前記歪み点におけるガラス表面と中心部の温度差を所定の温度差に確保し、それによって、前記加熱炉のみによりガラスを加熱して出炉する際のガラス表面の出炉温度よりも低い表面出炉温度で前記ガラスを加熱炉から出炉するところにある。
【０００７】
本発明の第１の特徴構成によれば、強化対象ガラスの中心部をミリ波帯の電磁波で局部的に加熱することにより、ガラス表面を冷却して熱強化する際の歪み点におけるガラス表面と中心部の温度差を所定の温度差に確保し、それによって、加熱炉のみによりガラスを加熱して出炉する際のガラス表面の出炉温度よりも低い表面出炉温度でガラスを加熱炉から出炉するので、加熱炉内におけるガラスの表面温度は、従来方法による場合よりも低くてすむ。
したがって、たとえガラス表面と中心部の温度差を大きくして、表面圧縮応力が１６０ＭＰａ以上の超強度の熱強化処理を行う場合であっても、さらに、自重の重い板厚の厚い板ガラスを熱強化処理の対象とする場合であっても、加熱炉内での搬送中におけるガラスの変形や平滑度への悪影響を抑制して、商品価値の高い熱強化ガラスを製造することができる。
【０００８】
本発明の第２の特徴構成は、前記加熱炉から出炉した後のガラスに対して、前記ミリ波帯の電磁波でその中心部を局部的に加熱するところにある。
【０００９】
本発明の第２の特徴構成によれば、加熱炉から出炉した後のガラスに対して、ミリ波帯の電磁波でその中心部を局部的に加熱するので、例えば、加熱炉に電磁波照射用の装置を組み付ける場合のように、電磁波照射装置に対する耐熱対策などを施す必要が無く、空冷式の冷却装置やクラッパーを使用するクラッピング式冷却装置を採用することにより、それら冷却装置に対して電磁波照射装置を簡単に組み付けて、ガラスの中心部を所望どおりに局部加熱することができる。
【００１０】
本発明の第３の特徴構成は、前記加熱炉内にあるガラスに対して、前記ミリ波帯の電磁波でその中心部を局部的に加熱するところにある。
【００１１】
本発明の第３の特徴構成によれば、加熱炉内にあるガラスに対して、ミリ波帯の電磁波でその中心部を局部的に加熱するので、冷却装置に対して電磁波照射装置を組み付ける必要がなく、ガラスの中心部を所望どおりに局部加熱することができ、したがって、冷却液中に浸漬して冷却する液冷装置を含め、あらゆる種類の冷却装置を使用して熱強化することができる。
【００１２】
本発明の第４の特徴構成は、前記強化対象ガラスが、板厚５ｍｍ以上の板ガラスであるところにある。
【００１３】
本発明の第４の特徴構成によれば、強化対象ガラスが、板厚５ｍｍ以上の板ガラス、つまり、比較的板厚の厚い板ガラスであるから、例えば、ビルや一般住宅の窓用として、また、電車やバスなどの窓用として使用可能な熱強化ガラスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明による熱強化ガラスの製造方法につき、その実施の形態を図面に基づいて説明する。
この製造方法における強化対象ガラスは、例えば、板厚が５ｍｍ以上の板ガラスＧで、図１に示すように、加熱炉１、冷却装置２、発振装置３などを備えた熱強化装置によって強化処理される。
加熱炉１は、その内部が図外のヒータまたはバーナにより加熱されるように構成され、加熱炉１内には、多数本の加熱炉用ローラ４が配設されて、板ガラスＧが加熱炉用ローラ４により矢印方向に搬送されるように構成されている。
【００１５】
冷却装置２は、内部に空気室を有する上下一対の冷却ユニット５，６を備え、上方冷却ユニット５に上方ブロワー７が、下方冷却ユニット６に下方ブロワー８がそれぞれ連通接続されている。
上方冷却ユニット５には、多数の上方ノズル９が設けられ、下方冷却ユニット６には、多数の下方ノズル１０が設けられて、両冷却ユニット５，６の間には、多数本の冷却装置用ローラ１１が配設され、加熱炉用ローラ４により搬送されて加熱炉１から出炉された板ガラスＧが、冷却装置用ローラ１１により搬送されて上下のノズル９，１０間を通過し、その後、別のローラ１２により次の工程へと搬送されるように構成されている。
【００１６】
発振装置３は、例えば、従来公知のジャイロトロン、つまり、電子サイクロトロン共鳴メーザー（ＣＲＭ）を発振原理として電磁波を高効率で発振する電子管により構成され、大電力のミリ波帯の電磁波を発振するように構成されている。
発振装置３からの電磁波は、例えば、周波数で表して少なくとも１８ＧＨｚ以上のミリ波帯の電磁波で、導波管１３を介して冷却装置２へ導かれ、加熱炉１から出炉した板ガラスＧを照射するように構成されている。
そのため、冷却装置２全体が金属製のチャンバー１４で覆われて、チャンバー１４と発振装置３が導波管１３により接続されている。また、図示されていないが、ノズル９，１０から排出された冷却用空気は、速やかにチャンバー１４から排気される。
【００１７】
つぎに、板ガラスＧが上述の装置により熱強化処理されるプロセスについて説明する。
まず、板ガラスＧは、加熱炉用ローラ４により加熱炉１内を搬送されて所定の温度、つまり、歪み点以上で軟化点未満の温度にまで加熱される。
例えば、板ガラスＧが厚さ６ｍｍのフロートガラスの場合、図２を参照して、約５００℃の歪み点より高く、約６８０℃の軟化点未満である６２０℃程度にまで加熱されて、加熱炉１から出炉される。
この出炉時において、板ガラスＧの表面における表面温度ａと板ガラスＧの中心部における中心温度ｂ，ｃ（この中心温度ｂ，ｃについては後述する）はほぼ同じ温度である。
【００１８】
その後、板ガラスＧは、冷却装置用ローラ１１で搬送され、その間に上下のノズル９，１０から勢い良く噴出される乾燥した冷却用空気により急速に冷却されるので、表面温度ａは、時間の経過に伴って急激に低下し、中心温度もｂで示すように、表面温度ａより多少遅れて低下する。
ただし、ｂで示す中心温度は、従来の方法による場合であり、本発明方法では、この冷却工程において、出炉後の板ガラスＧに対し発振装置３からのミリ波帯の電磁波が照射されて板ガラスＧの中心部が局部的に加熱されるので、板ガラスＧの中心温度はｃで示すように、従来方法による中心温度ｂよりも高く維持される。
【００１９】
そして、本発明方法による場合にも、表面温度ａの温度低下に伴って、中心温度ｃが徐々に低下するのであるが、表面温度ａが約５００℃の歪み点温度にまで低下した時点で、表面温度ａと中心温度ｃとの間には、所定の温度差Ｔが確保される。
この温度差Ｔは、従来方法による場合の温度差Ｔ１よりもＴ２だけ高い温度差となり、したがって、従来方法よりも高い強化度を有する熱強化ガラスを得ることができる。
言い換えると、従来と同じ強化度を得る場合、加熱炉１から出炉するときの板ガラスＧの表面温度ａについては、従来方法による場合の表面温度よりもＴ２だけ低い温度で出炉することが可能となる。
【００２０】
すなわち、従来の方法で、例えば、表面圧縮応力２００ＭＰａ程度の超強化板ガラスを製造する場合、出炉時における板ガラスＧの表面温度は、板厚６ｍｍまたは８ｍｍで６５５〜６６０℃、板厚１０ｍｍで６４５〜６５０℃、板厚１２ｍｍで６３５〜６４０℃程度であるが、本発明方法によれば、いずれの板厚においても概ね３０℃程度低くすることができる。
このように従来よりも低い表面温度ａでの出炉が可能となるので、たとえ板厚が比較的厚く、そのために自重の重い板ガラスＧであっても、加熱炉１内での搬送中に変形するおそれはなく、また、加熱炉用ローラ４との接触で平滑度が阻害されることもなく、１６０ＭＰａ以上の超強化板ガラスＧを製造することができる。
【００２１】
〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、冷却装置２に対して発振装置３を組み付けて、加熱炉１から出炉した板ガラスＧに対してミリ波帯の電磁波を照射して局部加熱する方法を示したが、加熱炉１に対して発振装置３を組み付けて、加熱炉１内で加熱されている板ガラスＧに対してミリ波帯の電磁波を照射し、板ガラスＧの中心部を局部的に加熱することもできる。
この別の実施形態による装置については、特に図示はしないが、その熱強化プロセスを図３に示す。なお、図中における各符号は、図２において記した符号と同じものを示す。
この図３から明らかなように、別の実施形態においても、板ガラスＧの表面温度ａが約５００℃の歪み点温度にまで低下した時点で、表面温度ａと中心温度ｃとの間には、従来の温度差Ｔ１よりもＴ２だけ高い温度差Ｔが確保される。
【００２２】
（２）先の実施形態では、冷却装置２として空冷式の冷却装置を使用し、加熱後の強化対象ガラスＧを冷却用空気により急冷する空冷強化方法を示したが、例えば、クラッパーを使用するクラッピング強化方法に適用することも、また、冷却液中に浸漬する液冷強化方法に適用することもでき、さらに、強化対象ガラスＧの一例として板ガラスを示したが、強化対象となるガラスも、特に板ガラスに限るものではなく、例えば、眼鏡や光学機器用のレンズなど、種々のガラスについても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】熱強化ガラスの製造装置の概略構成図
【図２】ガラスの表面温度と中心温度の変化を示す図表
【図３】別の実施形態によるガラスの表面温度と中心温度の変化を示す図表
【符号の説明】
【００２４】
１      加熱炉
Ｇ      強化対象ガラスとしての板ガラス
ａ      ガラスの表面温度
ｃ      ガラスの中心温度
Ｔ      ガラスの表面温度と中心温度の温度差
【図１】
2005162561.tif 000003
【図２】
2005162561.tif 000004
【図３】
2005162561.tif 000005