(57)【要約】曲げ工程においては曲げに適した温度域で曲げ加工し、強化工程においては強化に適した温度域で強化加工しうるガラス板（Ｇ）の曲げ強化方法である。ガラス板（Ｇ）を歪み点以上軟化点以下に加熱し、曲げ工程を経て風冷強化する方法において、ガラス板（Ｇ）の厚みは３．１ｍｍ以下であり、曲げ工程開始時のガラス板（Ｇ）の粘度を、η＝１０１０．５〜１０１２［ｄＰａ・ｓ］の範囲とし、少なくとも曲げ工程を経た後、マイクロ波を照射してガラス板（Ｇ）を再度加熱して、風冷して強化する。
2004058653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス板（Ｇ）を歪み点以上軟化点以下に加熱し、曲げ工程を経て風冷強化する方法において、
前記ガラス板（Ｇ）の厚みは３．１ｍｍ以下であり、
前記曲げ工程開始時の前記ガラス板（Ｇ）の粘度を、η＝１０１０．５〜１０１２［ｄＰａ・ｓ］の範囲とし、
少なくとも前記曲げ工程を経た後、マイクロ波を照射して前記ガラス板（Ｇ）を再度加熱して、風冷して強化することを特徴とする曲げ強化ガラス板の製造方法。
【請求項２】
前記風冷工程開始時のガラス板（Ｇ）の粘度を、η＝１０１１．４［ｄＰａ・ｓ］より小さくしたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の曲げ強化ガラス板の製造方法。
【請求項３】
ガラス板（Ｇ）を歪み点以上軟化点以下に加熱し、曲げ工程を経て風冷強化する方法において、
前記ガラス板（Ｇ）の厚みは３．１ｍｍ以下であり、
前記曲げ工程開始時の前記ガラス板（Ｇ）の温度を、６０５〜６５０℃の範囲とし、
少なくとも前記曲げ工程を経た後、マイクロ波を照射して前記ガラス板（Ｇ）を再度加熱して、風冷して強化することを特徴とする曲げ強化ガラス板の製造方法。
【請求項４】
前記風冷工程開始時のガラス板（Ｇ）の温度を、少なくとも前記曲げ工程開始時の前記ガラス板（Ｇ）の温度より高く、かつ少なくとも６２０℃としたことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の曲げ強化ガラス板の製造方法。
【請求項５】
前記ガラス板（Ｇ）の表面圧縮応力を少なくとも９０ＭＰａとなるようにしたことを特徴とする請求の範囲第１項または第３項に記載の曲げ強化ガラス板の製造方法。
【請求項６】
さらに前記風冷工程にて、マイクロ波を照射して前記ガラス板（Ｇ）を発熱させながら風冷強化することを特徴とする請求の範囲第１項または第３項に記載の曲げ強化ガラス板の製造方法。
【請求項７】
前記マイクロ波の照射は、前記ガラス板（Ｇ）の中心層の温度が粘性流を起こす温度域以下に低下するまで行うことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の曲げ強化ガラス板の製造方法。
【請求項８】
さらに前記曲げ工程にて、マイクロ波を照射して前記ガラス板（Ｇ）を発熱させながら曲げ加工することを特徴とする請求の範囲第１項または第３項に記載の曲げ強化ガラス板の製造方法。
【請求項９】
前記マイクロ波を照射して、前記曲げ工程中の前記ガラス板（Ｇ）の粘度を、η＝１０１０．５〜１０１２［ｄＰａ・ｓ］の範囲に保持しながら曲げ加工することを特徴とする請求の範囲第８項に記載の曲げ強化ガラス板の製造方法。
【請求項１０】
前記マイクロ波を照射して、前記曲げ工程中の前記ガラス板（Ｇ）の温度を、６０５〜６５０℃の範囲に保持しながら曲げ加工することを特徴とする請求の範囲８項に記載の曲げ強化ガラス板の製造方法。
【請求項１１】
前記マイクロ波は、周波数で表して１８〜３００ＧＨｚの電磁波であることを特徴とする請求の範囲第１項または第３項に記載の曲げ強化ガラス板の製造方法。
【請求項１２】
前記ガラス板（Ｇ）の板厚が２．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求の範囲第１項または第３項に記載の曲げ強化ガラス板の製造方法。
【請求項１３】
前記風冷工程の冷却能を、少なくとも４６４．４［Ｊ／（ｍ２・ｓｅｃ・Ｋ）］としたことを特徴とする請求の範囲第１項または第３項に記載の曲げ強化ガラス板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、曲げ強化ガラス板の製造方法に関する。本発明は特に、薄いガラス板を用いた曲げ強化ガラス板や、深曲げや複雑な形状に曲げ成形される強化ガラス板に関する。
【背景技術】  まず、ガラスを強化する方法について述べる。
ガラスの強化方法としては、大きく分けて物理的方法と化学的方法がある。物理的な強化方法としては、冷却方法の違いによって、風冷法、液冷法、ミスト冷却法や固体接触冷却法などがある。このうち、風冷法が最も広く行われている。
典型的な冷却方法である風冷強化方法は、ガラス板を加熱炉にてガラスの軟化点付近にまで加熱した後、ガラス板の表面に空気を吹き付け急冷し、強化するものである。このようにして強化されたガラス板は、未強化のガラス板に比べて３倍以上の強度を有しており、車両用窓ガラスや安全ガラスとして広く用いられている。
自動車用窓ガラス板の用途においては、軽量化のために、板厚の薄い強化ガラス板が求められている。なお多くの自動車用窓ガラス板には、曲げ加工が施されている。
しかしながら、ガラス板の厚みが薄くなると、風冷強化しようとしても、ガラス板表面層と中心層の間の温度勾配を大きくすることができなくなる。このため、十分な強化度が得られなくなってしまう、という不具合がある。
そこで冷却能力を上げて、ガラス板表面層と中心層に大きな温度勾配をつけようとすると、冷却時にガラス板が破損する確率が大きくなってしまい、工業的生産の大きな妨げとなってしまう。また冷却能力を上げるにしても、自ずと限界が存在する。
またガラス板表面層と中心層に大きな温度勾配をつけようとして、加熱温度を上げると、熱による変形を起こしやすくなるために、例えばガラス板としての反射歪みや透視歪みなどの光学特性を損なうことになってしまう。特に板厚の薄いガラス板では、その傾向が顕著である。
次に、曲げ強化加工における問題点について述べる。
従来の曲げ強化ガラス板の製造方法は、ガラス板を加熱炉内にて軟化点付近まで加熱した後、プレス成形等により所望の形状に成形し、その後強化工程にて風冷強化する。
加熱炉から出炉するときのガラス板の温度は、出炉後の搬送、成形での温度降下を考慮して、最終の風冷強化工程において、十分な強化がなされるように設定される。
一般的な炉外成形設備における搬送・成形による温度降下は、およそ２０℃から５０℃と考えられる。したがって従来の技術では、ガラス板の温度は風冷強化工程において必要とされる温度を基準にして、出炉温度が決定される。このため薄いガラス板の場合には、出炉温度を高くする必要があり、このため炉内においてロール歪やインプレッション等の欠点が出てしまう。
また成形に時間を要する場合には、成形による温度降下が大きく、その温度分さらに出炉温度を上げると、上述した炉内で発生する欠点を増やしてしまう。また成形初期のガラス板温度が高いと、成形中のガラス板の「だれ」やプレス歪等の欠点が発生してしまう。したがって、現行技術では薄いガラス板を曲げ強化する場合は、比較的成形の容易な形状、すなわち成形時間が短くてよい形状に限定されてしまっていた。
以上をまとめると、薄いガラス板、特に厚みが２．５ｍｍ以下のガラス板の強化は困難であった。これは、風冷時において、熱伝導のためにガラス板の表面層と中心層の温度差をつけることが困難だからである。
さらに薄いガラス板の場合、深曲げ、複雑形状の成形が困難であった。これは特に、炉外成形の場合に顕著である。その理由は、成形時間が長くなるため、成形時の温度降下が大きく、強化度が落ちてしまうためである。この温度降下を見越して出炉温度を上げると、炉内のガラス欠点（ロール歪やインプレッション）や、成形時の不具合（プレス表面の転写、ガラス板の「だれ」、光学性能の劣化）を生じてしまうからである。
ところで、米国特許第５６５６０５３号（＝ＥＰ０７６１６１３Ｂ１）には、ガラス板にマイクロ波を照射して加熱・成形する方法、さらには強化ガラスとする方法が開示されている。
また上述の米国特許第５６５６０５３号の発明者によって、同様の技術が米国特許第５７８２９４７号（＝ＥＰ０７６１６１２Ｂ１）、および米国特許第５８２７３４５号（＝ＥＰ０７６１６１４Ｂ１）に開示されている。
さらに米国特許第６４０８６４９号には、ガラス板にマイクロ波を照射して、成形、曲げ、強化、焼鈍する方法などが開示されている。
しかし、上述した米国特許第５６５６０５３号などでは、ガラス板にマイクロ波を照射して加熱・成形する方法、さらには強化ガラス板とする方法の基本的な考えが開示されているだけで、具体的な諸条件は示されていなかった。
そこで本発明は、以上の問題点を鑑みてなされたもので、ガラス板を曲げ強化する方法において、曲げ工程においては曲げに適した温度域で曲げ加工し、強化工程においては強化に適した温度域で強化加工しうるガラス板の曲げ強化方法の提供を目的とする。
【発明の開示】
本発明は曲げ強化ガラス板の製造方法に関するものであり、その第１の特徴構成は、
ガラス板を歪み点以上軟化点以下に加熱し、曲げ工程を経て風冷強化する方法において、
前記ガラス板の厚みは３．１ｍｍ以下であり、
前記曲げ工程開始時の前記ガラス板の粘度を、η＝１０１０．５〜１０１２［ｄＰａ・ｓ］の範囲とし、
少なくとも前記曲げ工程を経た後、マイクロ波を照射して前記ガラス板を再度加熱して、風冷して強化する点にある。
本発明の第２の特徴構成は、前記風冷工程開始時のガラス板の粘度をη＝１０１１．４［ｄＰａ・ｓ］より小さくした点にある。
本発明の第３の特徴構成は、
ガラス板を歪み点以上軟化点以下に加熱し、曲げ工程を経て風冷強化する方法において、
前記ガラス板の厚みは３．１ｍｍ以下であり、
前記曲げ工程開始時の前記ガラス板の温度を６０５〜６５０℃の範囲とし、
少なくとも前記曲げ工程を経た後、マイクロ波を照射して前記ガラス板を再度加熱して、風冷して強化する点にある。
本発明の第４の特徴構成は、前記風冷工程開始時のガラス板の温度を、少なくとも前記曲げ工程開始時の前記ガラス板の温度より高く、かつ少なくとも６２０℃とした点にある。
本発明の第５の特徴構成は、前記ガラス板の表面圧縮応力を少なくとも９０ＭＰａとなるようにした点にある。
本発明の第６の特徴構成は、さらに前記風冷工程にて、マイクロ波を照射して前記ガラス板を発熱させながら風冷強化する点にある。
本発明の第７の特徴構成は、前記マイクロ波の照射を、前記ガラス板の中心層の温度が粘性流を起こす温度域以下に低下するまで行う点にある。
本発明の第８の特徴構成は、さらに前記曲げ工程にて、マイクロ波を照射して前記ガラス板を発熱させながら曲げ加工することを特徴とする点にある。
本発明の第９の特徴構成は、前記マイクロ波を照射して、前記曲げ工程中の前記ガラス板の粘度を、η＝１０１０．５〜１０１２［ｄＰａ・ｓ］の範囲に保持しながら曲げ加工する点にある。
本発明の第１０の特徴構成は、前記マイクロ波を照射して、前記曲げ工程中の前記ガラス板の温度を、６０５〜６５０℃の範囲に保持しながら曲げ加工する点にある。
本発明の第１１の特徴構成は、前記マイクロ波は、周波数で表して１８〜３００ＧＨｚの電磁波である点にある。
本発明の第１２の特徴構成は、前記ガラス板の板厚が２．５ｍｍ以下である点にある。
本発明の第１３の特徴構成は、前記風冷工程の冷却能を、少なくとも４６４．４［Ｊ／（ｍ２・ｓｅｃ・Ｋ）］とした点にある。
本発明の特徴の一つは、プレス成形されたガラス板にマイクロ波を照射して再加熱し、その後風冷強化することである。さらに、プレス成形中や風冷強化中、ガラス板にマイクロ波を照射してもよい。
これにより、所定の強化度を得るために必要なプレス成形後のガラス板温度、すなわち風冷強化開始時のガラス板温度に制約されずに、成形に適した温度域でプレス成形が可能になる。成形温度としては、粘度ηがおよそ１０１０．５〜１０１２［ｄＰａ・ｓ］（＝ｐｏｉｓｅ）に相当する温度域が好ましく、ソーダライムシリカ組成を有するガラスにおける成型温度としては、約６０５〜６５０℃の範囲が相当する。
したがって、加熱炉内におけるガラス板の加熱温度は、ロール歪やインプレッションの発生しない温度以下に抑えることができる。このような加熱温度は、例えば、ソーダライムシリカ組成を有するガラスでは６７０℃程度であり、これはη＝１０１０［ｄＰａ・ｓ］に相当する。
また深曲げや複雑な造形が必要な場合は、ガラス板を成形温度域に保持しながら成形できるため、成形時間に制限がなくなる。このため、プレス成形に十分な時間をかけることができ、精度がよく、複雑な成形加工が可能となる。
例えば、加熱炉でガラス板を加熱した後、成形工程においてマイクロ波を照射し、ガラスの粘度をη＝１０１０．５〜１０１２［ｄＰａ・ｓ］の範囲に保持しながら成形を行うとよい。
ガラス板をプレス成形した後、風冷を行う前に、ガラス板にマイクロ波を照射して加熱し、ガラス板表面層と中心層との温度差が、可能な限り大きくなるようにして強化するとよい。
さらにガラス板を風冷しているときにも、マイクロ波を照射して加熱し、ガラス板表面層と中心層との温度差が、可能な限り大きくなるようにするとよい。
本発明の方法によれば、特に厚みの薄いガラス板（３．１ｍｍ以下）において、光学歪がなく、曲げ成形された強化ガラス板を製造することができる。本発明は特に、深曲げや複雑な形状に成形される強化ガラス板の製造に有効である。
本発明の方法によって得られる曲げ強化ガラス板において、その表面圧縮応力を少なくとも９０ＭＰａとなるようにすることが好ましい。
例えば３．１ｍｍ厚のガラス板では、その表面圧縮応力が１１０ＭＰａ以上であれば、ガラス板が割れたときに、クラックが自発的に網目状に広がって、小さな破片となる。したがって、大きな破片となりにくく、割れたときに安全なガラス板とすることができる。
ちなみに、２．０ｍｍ厚のガラス板では、その表面圧縮応力が１２０ＭＰａ以上であればよい。
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明による製造方法は、プレス成形されたガラス板にマイクロ波を照射して再加熱し、その後風冷強化している。このため、所定の強化度を得るために必要なプレス成形後のガラス板温度、すなわち風冷強化開始時のガラス板温度に制約されずに、成形に適した温度域でプレス成形が可能になる。したがって、加熱炉内におけるガラス板の加熱温度は、ロール歪やインプレッションの発生しない温度以下に抑えることができる。
また本発明による製造方法は、プレス成形中や風冷強化中に、マイクロ波を照射している。この結果、ガラス板を成形温度域に保持しながら成形できるため、成形時間に制限がなくなる。このため、プレス成形に十分な時間をかけることができ、深曲げや複雑な造形を精度よくプレス成形することができる。
さらに本発明による製造方法は、ガラス板をプレス成形した後、風冷強化工程において、ガラス板にマイクロ波を照射して加熱しながら、風冷強化している。このため、ガラス板表面層と中心層との温度差を大きくすることができるので、これまで風冷強化が実質上できなかった板厚のガラス板を曲げ強化することができる。またさらに従来法に比べて、曲げ強化ガラス板の強化度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】  第１図は、強化ガラスとして必要な表面圧縮応力を得るためのガラス板の初期温度を、板厚毎に計算した結果を示した図であり、
第２図は、本発明に用いる曲げ強化ガラス板の製造装置の一例を説明する概略構成図であり、
第３図は、本発明に用いる成型用リングモールドの構造を説明する図であり、
第４図は、図２のＡ−Ａ線における断面図であり、
第５図は、本発明に用いる曲げ強化ガラス板の製造装置の側面図であり、
第６図は、図２のＢ−Ｂ線における断面図であり、
第７図は、本発明に用いる冷却ユニットの斜視図であり、
第８図は、図２のＣ部の拡大図である。
【発明を実施するための最良の形態】  図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。
（予備検討）
まず風冷強化によって、１２０ＭＰａの表面圧縮応力を得るために必要なガラス板の初期温度を、シミュレーションによって板厚（１．５〜３．０ｍｍ）毎に計算し、その結果を図１に示した。
図１において、横軸はガラスの板厚であり、左縦軸はガラス板の初期温度、右縦軸はガラスの粘度である。このとき冷却能を、４６４．４（＝４００）〜８１２．７（＝７００）［Ｊ／（ｍ２・ｓｅｃ・Ｋ）］（＝ｋｃａｌ／（ｍ２・ｈｒ・℃）まで変化させた。プロット［○］は４６４．４（＝４００）であり、プロット［□］は５８０．５（＝５００）であり、プロット［△］は６９６．６（＝６００）であり、プロット［●］は８１２．７（＝７００）［Ｊ／（ｍ２・ｓｅｃ・Ｋ）］（＝ｋｃａｌ／（ｍ２・ｈｒ・℃）である。
まず成形可能なガラスの粘度範囲はη＝１０１０．５〜１０１２［ｄＰａ・ｓ］（＝ｐｏｉｓｅ）であり、図１に示した結果より、ソーダライムシリカ組成のガラスにおいて、その粘度に対応する成形可能なガラス板の温度範囲は６０５〜６５０℃であることがわかった。
また、炉内における加熱温度が６５０℃を越えると、炉内搬送時に透視歪の悪化がみられる。またこの条件でプレス成形すると、成形時に変形などが発生してしまうことがわかった。
さらに、板厚２ｍｍ以下のガラス板を風冷強化する場合、ガラス板の冷却開始温度は、６５０℃以上必要であることがわかった。
またさらに、ガラス板の冷却開始温度が６２０℃以下では、冷却開始直後に発生する表面引張り応力が大きくなり、冷却割れの虞が大きくなることがわかった。
以上の検討結果より、板厚２ｍｍ以下のガラス板をプレス成形し、１２０ＭＰａ程度の強化度を得ることは、これまでのやり方では不可能であることがわかった。
そこで、本発明では、プレス成形されたガラス板にマイクロ波を照射して再加熱しその後風冷強化したり、またプレス成形中や風冷中にも、ガラス板にマイクロ波を照射して発熱させることを特徴としている。
図２は、本発明を実施する曲げ強化ガラス板の製造装置の一例である。製造装置１００は、少なくとも加熱機構３０、成形機構４０、冷却機構６０、発振機構（図示せず）および取り上げ機構３５を備えている。さらに、製造装置１００は、ガラス板を搬送する搬送機構を備えている。
加熱機構３０におけるガラス板Ｇ１の加熱は、ヒータによる電気加熱でも、バーナによるガス加熱でもよい（いずれも図示せず）。また発振機構による加熱であってもよい。つまり、ガラス板を歪み点以上で軟化点付近にまで加熱しうる能力がある加熱方法であればよい。
本発明の曲げ強化ガラス板の製造装置における搬送機構には、ローラ搬送装置と、シャトル式のリングモールドが好ましく用いられる。図２におけるローラ搬送装置としては、図示しない駆動装置に接続された加熱炉用ローラ群３３と、取り上げ機構用ローラ群３７である。ローラ群３３、３７は、その周囲を耐熱性スリーブで被覆されているとよい。またこれに限られることなく、吊り金具でガラス板を吊り下げ、駆動装置で搬送するようにしてもよい。
本発明の曲げ強化ガラス板の製造装置に用いられるシャトル式のリングモールドには、以下の２種類がある。
すなわち、加熱炉内の吸引機構３２の下方から、曲げ成形型４７の下方まで移動する成形リングモールド１０と、曲げ成形型４７の下方から取り上げ機構３５まで移動する冷却リングモールド２５である。それぞれの移動範囲は、図中のＲ１０とＲ２５に示された範囲である。
なお、後述する発振機構が備えられた成形機構および冷却機構における搬送機構は、マイクロ波の照射によって加熱されない材質で構成されていることが好ましい。例えば、シャトル式のリングモールドの材料としては、金属製が好ましい。金属製であればマイクロ波の照射によって加熱されることがなく、好ましい。また、目的のガラス板だけを効率的に加熱することにもつながる。
冷却機構６０には、図示しないブロワから送られてくる冷却空気を、ガラス板Ｇ３の表面に吹き付けるための上冷却ユニットと下冷却ユニットが設けられている。各冷却ユニットには、それぞれ空気室とノズル群が設けられている。これにより、加熱されたガラス板を強制的に冷却することができる。なお、ガラス板に吹き付けられた空気を強制的に排気する機構を有していることが好ましい。
なお、冷却空気に水分が含まれていると、マイクロ波の照射によって、この空気が吹き付けられたガラス板の表面が優先的に発熱してしまう。このため、風冷強化がうまく行われなくなる虞がある。これを防ぐため、冷却空気には、乾燥空気を用いることが好ましい。
発振機構は、マイクロ波を照射する発振器（ジャイロトロン）を備えている。ガラス板にマイクロ波帯の電磁波を照射すると、誘電体であるガラス内部で分子振動が起こり、振動摩擦によってガラスが発熱する。このような発振機構としては、ジャイロトロンを適用することができる。なお、発振されるマイクロ波帯の電磁波の影響が周囲へ及ばないように、図２に示した例では、成形機構４０の下部および冷却機構６０の上下には、金属製のチャンバが設けられている。発振器から発振されたマイクロ波は、ダクトにてそれぞれのチャンバ内に導かれている。
取り上げ機構３５では、シャトル式の冷却リングモールド２５からローラ搬送装置３７に、曲げ強化されたガラス板Ｇ４を載せ替え、その後徐冷して完成した曲げ強化ガラス板Ｇ４を取り上げている。
このような構成により、プレス成形された加熱されたガラス板に、マイクロ波を照射してガラス板を発熱させ、再加熱することができる。また、マイクロ波を照射することにより、プレス成形中のガラス板や、風冷強化中のガラス板も発熱させることができる。
ガラス板の加熱に用いるマイクロ波帯の電磁波は、周波数で表して少なくとも１８ＧＨｚ以上の電磁波を用いることが好ましい。このような周波数の電磁波であると、ガラスにエネルギーがよく吸収されるため、ガラス板を効率的に加熱でき、またマイクロ波が照射される範囲内にある金属部分で、放電を起こすことがないので、好ましい。
マイクロ波帯の電磁波は、プレス成形されたガラス板が、風冷強化に必要な温度域まで加熱されるまで照射するとよい。またプレス成形中に、ガラス板を成形可能温度域に保つために照射するとよい。さらには、風冷強化中にガラス板中心層の温度が粘性流を起こす温度域より低下するまで、照射するとよい。
本発明に適用されるジャイロトロンとは、電子サイクロトロン共鳴メーザ（ＣＲＭ）を発振原理とし、大電力のマイクロ波帯の電磁波を高効率で発振可能な電子管のことである。
ジャイロトロンは、電磁波を発振する空洞の共振器（キャビティ）をその中心に持ち、電子銃やコレクタからなるジャイロトロン本体と、共振器部に強力な磁場を発生させるための主磁石とから構成されている。また、電子銃の周りには、電子銃用電磁石が備えられている。これらの磁石は必要な磁場を発生できれば、強力な永久磁石でもよいし、通常の電磁石や超伝導電磁石でもよい。
マグネトロン入射型電子銃から生成された電子ビームは、ジャイロ運動しながらビームトンネルを経て、空洞の共振器（キャビティ）に入射する。そのジャイロ運動エネルギーは、強磁場が印加された円筒型の共振器（キャビティ）において、非常に限られた空間でＣＲＭ原理により強磁場と相互作用させて、電磁波のエネルギーに変換される。
さらに、相互作用を終えた電子ビームはコレクタで回収され、変換された電磁波は出力窓から照射される。
本発明では、プレス成形されたガラス板にマイクロ波帯の電磁波を照射して、風冷強化に必要な温度域まで加熱するので、プレス成形に供されるガラス板の温度は、風冷強化を考慮せずにプレス成形に適した温度とすることができる。
また本発明では、プレス成形中のガラス板にマイクロ波帯の電磁波を照射して、成形可能温度域に保つことができるので、プレス成形をより好ましい条件で行うことが可能である。
さらに本発明では、風冷強化中のガラス板にマイクロ波帯の電磁波の照射して、ガラス板の表面層と中心層に大きな温度差を導入することができるので、より強化度を上げることができる。
図２の製造装置による曲げ強化ガラス板の製造例を、以下に詳しく説明する。
まず加熱機構３０では、加熱炉３１において、図示しないバーナにより、ガラス板Ｇ１は、歪み点以上で軟化点付近にまで加熱されながら、図示しない駆動装置に接続された加熱炉用ローラ群３３によって、加熱炉３１の出口付近にまで搬送される。
加熱炉３１の出口付近にまでガラス板Ｇ１が搬送されると、ローラ群３３の上方に設けられた吸引機構３２が下降してきて、ガラス板Ｇ１は吸引機構３２に吸い付けられる。この吸引機構３２は、平坦な下面を有しており、図示しない排気ポンプ等に接続されて、その内部を減圧することによって、下方にあるガラス板Ｇ１を吸い付けることができる。
吸引機構３２は、ガラス板Ｇ１を吸い付けた後、上昇して元の位置に戻る。ガラス板Ｇ１が吸引機構３２によって保持されているときに、炉外から成形用リングモールド１０が、吸引機構３２とローラ群３３の間に移動してきて、ガラス板Ｇ１の直下に位置する。
ここで成形用リングモールド１０について、図３を参照しながら説明する。成形用リングモールド１０は、所定の曲面に倣った形状を有するリング１１と、このリングを囲う枠１２と、この枠１２とリング１１をつなぐ複数のブリッジ１３・・・を主たる構成要素とする。なお図３に示されたガラス板Ｇは、自動車用のドアガラスの例である。
さらに、シャトルのように往復移動を可能とするために、枠１２から延びた複数のアーム１４・・・と、その先端部に回転自在に設けられたローラ１５を有している。
ガラス板Ｇを搬送するには、この成形用リングモールド１０を、図示しない駆動装置よって、敷設されたレール１６，１６上を移動させればよい。後述する冷却用リングモールドの場合でも同様である。
この成形用リングモールド１０をガラス板Ｇ１の直下へ移動させ、吸引機構３２の減圧を大気圧に戻して、ガラス板Ｇ１を成形用リングモールド１０上に落下させる。そして、ガラス板Ｇ１を載せた成形用リングモールド１０を、成形機構４０へと移動させる。
この成形用リングモールド１０におけるリング１１の上部形状は、所定の曲面形状を有している。このリング１１上に載せられ、軟化点付近にまで加熱された平坦なガラス板Ｇ１は、自重によってこの曲面形状に倣うように変形し始め、予備成形されたガラス板Ｇ２となる。
成形機構４０の上方には、吸引式の曲げ成形型４７が設けられている。この曲げ成形型４７を下降させて、成形用リングモールド１０に載せられているガラス板Ｇ２に押し付ける。図４は、図２のＡ−Ａ線断面図である。曲げ成形型４７は中空構造であり、下部の型面には中空部と連通する孔４８が多数設けられている。曲げ成形型４７は、排気ポンプ４９に接続され減圧状態にして、ガラス板Ｇ２を曲げ成形型４７に吸引して、所定の曲面形状を有するガラス板Ｇ３に成形する（図５も参照のこと）。
図４及び図５に示した例では、曲げ成形型４７の下方にドーム状のチャンバ４２が設けられている。図４および５に示したように、図示しない発振装置から発生されたマイクロ波は、ダクト４４を通じてチャンバ４２内に導入されている。チャンバ４２の内面は、マイクロ波を反射しやすいように、金属製の反射面４１とするとよい。
さらにダクト４４の開口前方には、マイクロ波を散乱させてガラス板に均一にマイクロ波が照射されるように、マイクロ波の散乱反射体４３が設けられている。散乱反射体４３は、多面体構造とするのが好ましく、さらに回転装置４５によって回転可能とすると、マイクロ波をより散乱させられるので好ましい。
なお図５において、成形機構４０の前方は仕切り壁５１で，加熱機構３０と仕切るようにしている。同様に成形機構４０の後方は仕切り壁５２で、冷却機構６０と仕切るようにしている。特に冷却機構６０からは、冷却空気の流入があり、ガラス板の曲げ成形に影響を及ぼす虞がある。そこで、冷却用リングモールド２５が通過するとき以外は、ゲート５３を閉じておき、冷却機構６０と遮断することが好ましい。
このようにして導入したマイクロ波を、成形中のガラス板に照射して内部発熱させて、ガラス板の成形可能な温度域に保ちながら、成形を行うとよい。
所定の曲面形状に成形されたガラス板に、さらにマイクロ波を照射して、ガラス板が風冷強化に適した温度となるようにするとよい。
ガラス板を成形している間に、冷却用リングモールド２５を曲げ成形型４７の下方に移動させておく。そして、減圧していた曲げ成形型４７を大気圧に戻して、曲げ成形されたガラス板Ｇ３を冷却用リングモールド２５上に落下させる。つづいて、ガラス板Ｇ３を載せた冷却用リングモールド２５を、つぎの冷却機構６０へと移動させる。
冷却機構６０では、冷却用リングモールドで支持されたガラス板Ｇ３に、上下に設けた冷却ユニット６１，６２より冷却空気を吹き付けて、風冷強化する。図６は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。なお、冷却用リングモールドおよびガラス板Ｇ３は、省略してある。
このとき、ガラス板の厚みが薄く、通常の冷却能力では風冷強化が困難な場合には、風冷中のガラス板にもマイクロ波を照射して、ガラス板の表面と中心部の温度差ができるだけ大きくなるようにするとよい。
図６の例では、冷却機構６０の上下にはドーム状のチャンバ６３，６４が設けられている。図示しない発振装置から発生されたマイクロ波は、ダクト７３，７４を通じて、それぞれのチャンバ６３，６４内に導入されている。チャンバの内面は、マイクロ波を反射しやすいように、金属製の反射面６５とするとよい。
さらにそれぞれのダクト開口前方には、マイクロ波を散乱させてガラス板に均一にマイクロ波が照射されるように、マイクロ波の散乱反射体６７，６８が設けられている。散乱反射体６７，６８は、多面体構造とするのが好ましく、さらにそれぞれ回転装置７１，７２によって回転可能とすると、マイクロ波をより散乱させられるので好ましい。
なお、チャンバ６３，６４内には、上冷却ユニット６１，下冷却ユニット６２より多量の冷却空気が吹き込むため、ガラス板を冷却した後の空気を排出する必要がある。そこで、排気管７５，７６を設けて、空気を排出できるようにした。このとき、排気管７５，７６を通じて、マイクロ波が漏れる虞があるので、その出口に金属製の安全カバー７７，７８を設けておく。
図７は、冷却ユニットを説明する斜視図である。上冷却ユニット６１は、冷却空気の供給パイプ８１と、供給パイプ８１から枝分かれした分配部８２と、これを延長させ対をなすサイドダクト部８３，８３と、このサイドダクト部８３，８３を掛け渡す複数のエアダクト８４・・・と、このエアダクト８４に設けられた多数のノズル（８５，８６，８７）とからなる。分配部８２とサイドダクト部８３，８３は、Ｕ字形をなしている。下冷却ユニット６２も同様の構造である。
上冷却ユニット６１には、冷却空気の供給パイプ８１から、冷却空気が供給される。供給された冷却空気は、供給パイプ８１から分配部８２、サイドダクト部８３，８３、さらにエアダクト８４を通じて、このエアダクト８４に設けられた多数のノズル（８５，８６，８７）から、ガラス板に吹き付けられる。なお、分配部８２とサイドダクト部８３，８３は、その断面積を大きくするため矩形のパイプ構造としている。このため、分配部８２とサイドダクト部８３，８３は、空気室として機能する。
図８は、図２のＣ部の拡大図であって、冷却ユニットにおけるノズル部を示している。エアダクト８４には、ノズル８５，８６，８７の３本を１組として、多数組が設けられている。なお、ガラス板Ｇの表面では、ノズル中心のピッチがＰ１と一定になるように、ノズルを配置するとよい。これは、冷却空気が均等に当たるようにして、均一な冷却を得るためである。
なお図８は断面図であり、理解を容易にするため、ノズル８５，８６，８７を同一平面で描いている。しかし、ガラス板Ｇの表面において、２次元的にノズル中心のピッチがＰ１と一定になるように、ノズルを千鳥配列にするとよい。
エアダクト８４の内圧は、少なくとも３０ｋＰａ、好ましくは５０ｋＰａの高圧とすることが好ましい。このような高圧とするのは、つぎの２つの理由からである。
１つ目の理由は、高圧にすることによって、エアダクト８４の内法を、ひいては外法をできるだけ小さくするためである。
２つ目の理由は、高圧にすることによって、ノズルからの冷却空気の吹き出し速度を大きくして、冷却能力を高めるためである。
さらに、１つのエアダクトは３本のノズルを有しているので、図の左右方向において、１つのエアダクトで３×Ｐ１の長さをカバーしている。したがって、エアダクト８４・・・の配列ピッチは、３×Ｐ１となる。エアダクト８４の幅ＷをＰ１とすれば、エアダクト８４、８４の間隔８８を２×Ｐ１とすることができる。
通常の冷却ユニットにおいては、ノズルの取り付けは、ガラス板に対して、その角度が垂直となるようにしている。
しかし、本発明においては、組をなす３本のノズルのうち、２本が垂直方向から傾けて取り付けられている。これは、マイクロ波の照射を考慮して、エアダクト８４とエアダクト８４の間隔８８を、できるだけ広くするためである。なお、ガラス板の表面で、略等間隔に空気が当たるようにするために、組をなす３本のノズルのうち、２本が垂直方向から傾けて取り付けられているのである。
さらに、風冷強化されたガラス板を載せた冷却用リングモールド２５を、取り上げ部３５に移動させる。取り上げ部入り口に移動させたガラス板Ｇ４は、下方より浮上用空気を吹き付けて、冷却用リングモールド２５より浮上させる。このとき、その上方には抑えローラ３６を設けている。
ガラス板Ｇ４を浮上させている間に、冷却用リングモールド２５を元に戻しておく。そして、浮上用空気を弱めて、曲げ強化されたガラス板Ｇ４を取り上げ用ローラ群に載せて排出し、完成した曲げ強化ガラス板を取り上げる。
【産業上の利用可能性】  以上のように、本発明による曲げ強化ガラス板の製造方法は、プレス成形に十分な時間をかけることができ、深曲げや複雑な造形を精度よくプレス成形することに適している。また、これまで風冷強化が実質上できなかった板厚の薄いガラス板を曲げ強化するのに適している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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