強化玻璃和強化玻璃用的被處理玻璃的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種強化玻璃，其通過將被處理玻璃進行強化處理而得到，所述被處理玻璃以基于氧化物的摩爾百分率表示含有2～15％的Fe2O3或5～15％的TiO2、玻璃化轉變溫度為450～650℃、并且玻璃化轉變溫度與屈服點之間的熱膨脹系數的極大值αmax為430×10?7/℃以上。
【專利說明】
強化玻璃和強化玻璃用的被處理玻璃
技術領域
[0001] 本發明涉及強化玻璃和強化加工用的被處理玻璃，特別是涉及其特征在于具有黑 色色調的薄型強化玻璃。
【背景技術】
[0002] 強化玻璃改善了作為一般玻璃的問題的容易破裂的缺點，用在運輸設備、建筑等 中。作為運輸設備，可以列舉轎車、卡車、公共汽車、鐵路、船舶、飛機等，并且用于窗戶、前 燈、尾燈等。另外，作為建筑，可以列舉建筑物、住宅等，并且用于窗戶、門、隔斷等。此外，被 廣泛用在書架、陳列柜等家具、電氣化產品、辦公用品等中。
[0003] 另外，關于具有黑色色調的玻璃，對采用該玻璃作為運輸設備、例如車輛用的隱私 玻璃進行了研究；另外，對采用該玻璃作為建筑用途的壁材、隔斷等裝飾材料進行了研究； 另外，最近應用設計性、美觀性、耐損傷性等特征，對采用該玻璃作為智能手機、平板PC等的 殼體或觸控面板進行了研究。
[0004] 強化玻璃通過被稱為熱強化或化學強化的方法來制造。熱強化利用了冷卻時的玻 璃的熱收縮，將玻璃加熱至軟化點或屈服點附近的溫度后進行冷卻。此時，與內部的溫度下 降相比，表面的溫度下降快，因此，在厚度方向上產生溫度差而在表面產生拉應力以及在內 部產生壓應力，通過之后的基于應力松弛現象的反轉，在表面產生并殘留壓應力以及在內 部產生并殘留拉應力。由于在表面殘留有壓應力，因此，強度提高，而且抑制損傷的發展而 改善耐劃傷性。作為熱強化，可以列舉風冷強化作為代表例，所述風冷強化是:通過浮法等 制造板狀玻璃，將切割后的玻璃板加熱至軟化點或屈服點附近的溫度，然后對表面噴吹作 為冷卻介質的空氣進行驟冷。
[0005] 近年來，在運輸設備、建筑等各種用途中要求強化玻璃的輕量化。具有黑色色調的 強化玻璃也同樣期待輕量化，如果能夠輕量化則使用用途擴大。強化玻璃通過使其厚度變 薄的薄型化能夠實現輕量化，例如如果用于運輸設備、建筑，則要求將厚度設定為2.5mm以 下。但是，熱強化由于利用冷卻時的表面與內部的溫度差，因此，厚度薄時，不能增大表面與 內部的溫度差，難以進行本質上的強化。
[0006] 作為薄型強化玻璃的制造方法，例如，已知有使用具有規定的玻璃組成并且50~ 350°C下的平均線熱膨脹系數為80ΧΠΓ 7~110X1(T7/°C的玻璃組合物(例如參見專利文獻 1)。但是，根據這樣的制造方法，僅控制低溫側的平均線熱膨脹系數，因此，不一定能夠對厚 度為2.5_以下的薄型玻璃有效地賦予殘余應力。
[0007] 另外，作為薄型強化玻璃的制造方法，例如，已知有進行噴吹產生規定傳熱系數的 沖擊波的空氣、然后再噴吹規定的傳熱系數的空氣的兩階段冷卻的方法(例如參見專利文 獻2)。但是，根據這樣的制造方法，為了產生沖擊波，需要在通常的配管中設置開放及壓力 調節用結構等追加的結構，與通常的制造設備相比，制造成本顯著增加。
[0008] 現有技術文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1:日本特開號公報 [0011]專利文獻2:日本特公平6-23068號公報

【發明內容】

[0012]發明所要解決的問題
[0013] 如上所述，對于具有黑色色調的強化玻璃而言，從輕量化的觀點考慮，要求薄型 化。另外，從制造成本的觀點考慮，要求能夠在不大幅改變現有制造設備的情況下進行制 造。例如，在風冷強化中，通過噴吹產生沖擊波的空氣、或者提高噴吹的空氣的風壓，即使對 薄型玻璃也容易賦予殘余應力，但需要改變制造設備等，因此，制造成本容易增加。
[0014] 本發明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于不需要特別的制造設備而提供 薄型且具有黑色色調、通過一般的風冷強化能夠制造的強化玻璃、以及提供適合于制造該 強化玻璃的強化加工用的被處理玻璃。
[0015] 用于解決問題的手段
[0016] 本發明的強化玻璃是一種將被處理玻璃進行強化處理而得到的強化玻璃，所述被 處理玻璃以基于氧化物的摩爾百分率表示含有2~15%的Fe 2〇3或5~15%的Ti02、玻璃化轉 變溫度為450~650 °C、并且玻璃化轉變溫度與屈服點之間的熱膨脹系數的極大值amax為430 X10-7/°C 以上。
[0017]另外，本發明的被處理玻璃是一種強化玻璃用的被處理玻璃，其特征在于，以基于 氧化物的摩爾百分率表不，所述被處理玻璃含有55~80%的Si〇2、0~15%的Al2〇3、0.1~ 10% 的Mg0、0.1~10% 的 Ca0、0 ~8% 的Sr0、0 ~5% 的Ba0、8~25% 的Na20、0.1~4% 的K20， 還含有2~15%的Fe2〇3或5~15%的Ti02。
[0018] 發明效果
[0019] 根據本發明的強化玻璃，特別是使用以基于氧化物的摩爾百分率表示含有2~ 15%的Fe2〇3或5~15%的Ti0 2、玻璃化轉變溫度為450~650 °C、并且玻璃化轉變溫度與屈服 點之間的熱膨脹系數的極大值α為430X1(T7/°C以上的被處理玻璃。通過使用這樣的被處 理玻璃，能夠在不需要特別的制造設備的情況下通過一般的風冷強化制造具有黑色色調的 薄型強化玻璃。
【附圖說明】
[0020] 圖1是表示能夠應用于制造實施方式的強化玻璃的成形裝置的一例的立體圖。
[0021] 圖2是表示能夠應用于制造實施方式的強化玻璃的風冷強化裝置的一例的立體 圖。
[0022]圖3是表示實施例中的冷卻用噴嘴的配置的俯視圖。
【具體實施方式】
[0023]以下，對本發明的實施方式進行說明。需要說明的是，被處理玻璃是指進行強化處 理之前的玻璃。
[0024]實施方式的強化玻璃經過加熱工序和冷卻工序而得到。加熱工序中，被處理玻璃 進行加熱處理，所述被處理玻璃以基于氧化物的摩爾百分率表示含有2~15%的Fe2〇3或5~ 15%的Ti02、玻璃化轉變溫度為450~650°C、并且玻璃化轉變溫度與屈服點之間的熱膨脹 系數的極大值amax為430X1(TV°C以上。冷卻工序中，對被處理玻璃進行風冷處理。以下，將 玻璃化轉變溫度與屈服點之間的熱膨脹系數的極大值a max簡記為高溫熱膨脹系數(amax)。
[0025]對于實施方式的強化玻璃（即，強化玻璃板。以下同樣)而言，特別是作為實施風冷 強化加工的被處理玻璃（即，被處理玻璃板。以下同樣），使用玻璃化轉變溫度為450~650 °C、并且高溫熱膨脹系數(a max)為430X1(T7/°C以上的玻璃。
[0026] 根據這樣的被處理玻璃，例如即使厚度為2.5mm以下也能夠通過風壓30kPa以下的 風冷處理而有效地賦予殘余應力。在此，30kPa以下的風壓是在一般的風冷強化裝置中能夠 達到的風壓。即，根據實施方式的強化玻璃，使用一般的風冷強化裝置，能夠制造厚度為 2.5mm以下的薄型強化玻璃。
[0027]本發明的被處理玻璃以基于氧化物的摩爾百分率表示含有2~15%的Fe203或5~ 15%的1^02(^6含量以？6203換算計少于2%時，玻璃的黑色色調不充分。優選為2.5%以上、 更優選為3%以上、進一步優選為4%以上。Ti含量以Ti0 2換算計少于5%時，玻璃的黑色色 調不充分。優選為6%以上、更優選為7%以上、進一步優選為8%以上。Fe以Fe 2〇3換算計超過 15%時，玻璃發生結晶化的可能性高，因此，不適合面向各用途。優選為12.5%以下、更優選 為10%以下、進一步優選為8%以下。Ti以Ti0 2換算計超過15%時，玻璃發生結晶化的可能 性也高，因此，不適合面向各用途。優選為14%以下、更優選為13%以下、進一步優選為11% 以下。
[0028]另外，Fe具有增大高溫熱膨脹系數(amax)的效果。此外，Fe是吸收熱射線的成分，因 此，具有促進熔融玻璃的熱對流而提高玻璃的均質性、并且通過防止熔融窯的底磚的高溫 化而延長窯壽命等效果。另外，Ti02也具有增大高溫熱膨脹系數(a max)的效果。只含有Fe和 Ti中某一者的情況下，Fe增大高溫熱膨脹系數(amax)的效果大，因此優選。
[0029] 被處理玻璃的玻璃化轉變溫度超過650°C時，在加熱工序中需要加熱至高溫，用于 保持被處理玻璃的周圍構件等暴露于高溫，因此，有可能它們的壽命顯著降低，為了延長壽 命需要使用耐熱性優異的價格昂貴的構件。另一方面，玻璃化轉變溫度低于450°C時，難以 通過加熱工序和冷卻工序對表面和內部賦予溫度差，從而不能有效地賦予殘余應力。被處 理玻璃的玻璃化轉變溫度為450~650°C、優選為450~645°C、450~640°C、進一步優選為 460~640 °C、更優選為480~620 °C、進一步優選為500~600 °C。
[0030] 被處理玻璃的屈服點不一定進行限制，但是優選超過500°C。屈服點為500°C以下 時，有可能加熱工序中的加熱溫度、即強化起始溫度降低，從而不能有效地賦予殘余應力。 屈服點優選為750°C以下。屈服點超過750°C時，在加熱工序中需要設定為高溫，用于保持被 處理玻璃的周圍構件等暴露于高溫下，因此，有可能它們的壽命顯著降低，為了延長壽命需 要使用耐熱性優異的價格昂貴的構件。被處理玻璃的屈服點更優選為740°C以下、730°C以 下、720°C以下。另外，優選為510°C以上、更優選為520°C以上。
[0031] 高溫熱膨脹系數(amax)低于430X1(T7/°C時，有可能不能通過風壓30kPa以下的風 冷處理對厚度為2.5mm以下的薄型被處理玻璃有效地賦予殘余應力。通常，風冷強化通過自 比玻璃化轉變溫度高約l〇〇°C的溫度驟冷來進行。通過將高溫熱膨脹系數(a max)設定為430 父10〃/°(：以上，能夠從該溫度開始通過風壓30奸&以下的風冷處理對厚度為2.5 111111以下的薄 型被處理玻璃有效地賦予殘余應力。高溫熱膨脹系數(amax)優選為500 X 1(TV°C以上、更優 選為600 X 10_7/°C以上、進一步優選為650 X 10_7/°C以上、特別優選為700 X 10_7/°C以上。 [0032]在此，高溫熱膨脹系數(amax)是指在如后所述通過熱膨脹計測定的被處理玻璃的 膨脹系數曲線中玻璃化轉變溫度與屈服點之間的熱膨脹系數的極大值。從賦予殘余應力的 觀點考慮，高溫熱膨脹系數(CW)越大越優選，但通常為1000X10_ 7/°C就足夠。另外，高溫熱 膨脹系數(amax)增大時，有可能因在冷卻工序的初期產生的暫時變形而產生玻璃的破裂使 得成品率變差，因此，高溫熱膨脹系數(a max)優選為1000 X1(TV°C以下、更優選為950X10 -7/ °C以下、進一步優選為900 X 10-V °C以下。
[0033]另外，被處理玻璃的高溫熱膨脹系數(amax)與50~350°C下的平均線膨脹系數(α) 的熱膨脹系數差（A α( =amax-a))優選為320 X 1(T7/°C以上。單純地增大從低溫到高溫的熱 膨脹系數、即高溫熱膨脹系數(amax)以及平均線膨脹系數(α)的情況下，加熱工序和冷卻工 序時，容易產生由熱沖擊引起的破裂、與其它構件的熱膨脹的不匹配、與現行工藝的不適合 等。
[0034]通過將熱膨脹系數差（Δα)設定為320X 1(T7/°C以上，即，通過在將平均線膨脹系 數α控制為恒定的狀態下相對地增大高溫熱膨脹系數(amax)，由此能夠通過風壓30kPa以下 的風冷處理對厚度為2.5mm以下的薄型被處理玻璃有效地賦予殘余應力，并且還能夠抑制 由熱沖擊引起的破裂等的產生。熱膨脹系數差（Αα)優選為360X1(T 7/°C以上、進一步優選 為370 X 10-7/ °C以上、更優選為400 X 10-7/ °C以上、進一步優選為450 X 10-7/ °C以上。熱膨脹 系數差（Δ α)基本上越大越優選，但通常為500 X 1 0-7/ °C就足夠。
[0035] 從賦予殘余應力的觀點考慮，平均線膨脹系數(α)越大越優選，但過大時，有可能 與現行的其它構件的膨脹不匹配成為問題、或者不耐受熱沖擊。因此，平均線膨脹系數α優 選為80 X 10-7~120 X 10-7/°C、更優選為85 X 10-7~115 X 10-7/°C、進一步優選為85 X 10-7~ 113 X 10-7/°C、進一步優選為85 X 10-7~110 X 10-7/°C。進一步優選為88 X 10-7~110 X 10-V Γ。
[0036] 在此，玻璃化轉變溫度、屈服點、熱膨脹系數(amax、a)按以下要點進行測定。即，制 作直徑5mm、長度20mm的圓柱形樣品，并使用熱膨脹計在5°C/分鐘的升溫速度、10g的載荷條 件下測定熱膨脹，從而求出玻璃化轉變溫度、屈服點、熱膨脹系數(a max、a)。
[0037] 被處理玻璃優選以基于氧化物的摩爾百分率表示含有55~80%的Si02、0~15% 的Α1 2〇3、0·1 ~10% 的Mg0、0.1~10% 的Ca0、0~8% 的Sr0、0~5% 的Ba0、8~25% 的Na20、 0.1~4%的K20,含有2~15%的Fe2〇 3或5~15%的Ti02。以下，將基于氧化物的摩爾百分率 簡記為％或摩爾％。
[0038] 根據這樣的組成，一般用于制造強化玻璃的鈉鈣玻璃的構成成分(構成組成的成 分的項目）和基本的構成成分(基本的成分的項目）相同，因此生產率良好。
[0039]另外，根據這樣的組成，可以得到玻璃化轉變溫度為450~650°C、并且高溫熱膨脹 系數(amax)為430X1(T7/°C以上的玻璃。以下，對各成分的組成的范圍進行說明。
[0040] Si〇2的含量優選為55~80 %。低于55 %時，有可能產生玻璃的密度增大、熱膨脹系 數增大、耐劃傷性變差等不良情況。Si〇2的含量優選為57%以上、更優選為60%以上。另外， Si02的含量超過80%時，有可能粘性升高、玻璃難以熔化。Si02的含量優選為75%以下、更優 選為72 %以下、進一步優選為71 %以下、特別優選為70 %以下。
[0041] Al2〇3可以根據需要含有，其含量優選為15%以下。Al2〇3的含量超過15%時，有可 能玻璃化轉變溫度以上的熱膨脹系數難以增大、并難以增大殘余應力。Al2〇3的含量優選為 13%以下、更優選為11%以下、進一步優選為10%以下、特別優選為9%以下。另外，通過含 有Al2〇3，能夠提高玻璃的耐候性。優選為0.1 %以上、更優選為0.5%以上、進一步優選為 0.9%以上。
[0042] MgO的含量優選為0.1 %以上。為了適當地保持熱膨脹系數，需要MgO,并且MgO能夠 提高耐劃傷性。MgO的含量優選為2%以上、更優選為3%以上。另外，MgO的含量優選為10% 以下。MgO的含量超過10%時，有可能玻璃的失透傾向增強、生產率變差。MgO的含量優選為 8%以下、更優選為7%以下、進一步優選為6%以下。
[0043] CaO的含量優選為0.1 %以上。為了適當地保持玻璃的熱膨脹系數，需要CaO。CaO的 含量優選為2%以上、更優選為3%以上。CaO的含量優選為10%以下。CaO的含量超過10% 時，有可能玻璃的失透傾向增強、生產率變差。CaO的含量優選為8%以下、更優選為7%以 下、進一步優選為6%以下。
[0044] SrO可以根據需要含有，其含量優選為8%以下。通過含有SrO,能夠調節玻璃在高 溫下的熔化性和熱膨脹系數。SrO的含量超過8 %時，有可能玻璃的密度增大、玻璃的重量增 大。含有SrO的情況下，優選為0.1 %以上、更優選為0.9%以上、進一步優選為1 %以上、進一 步為1.5%以上。SrO的含量更優選為7%以下、進一步優選為6%以下、進一步為5%以下。 [0045] BaO可以根據需要含有，其含量優選為5%以下。通過含有BaO,能夠調節玻璃在高 溫下的熔化性和熱膨脹系數。含有BaO的情況下，優選為0.1%以上、更優選為0.5%以上、進 一步優選為0.9%以上。另一方面，含有BaO時，玻璃的密度增大，因此，玻璃的重量容易增 大。另外，含有BaO時，玻璃變脆，因此，裂紋起裂負載降低，容易損傷。因此，BaO的含量優選 為5%以下、優選為3%以下、更優選為2%以下、進一步為1%以下。
[0046] Na20的含量優選為8%以上。Na20是即使玻璃的密度低熱膨脹系數也增大的成分， 因此，出于調節熱膨脹系數的目的而在玻璃組成中含有。Na20的含量優選為9%以上、更優 選為10%以上、進一步優選為11 %以上、特別優選為12%以上。Na2〇的含量優選為25%以 下。Na20的含量超過25%時，有可能由于應變點與屈服點的溫度差減小而使強化應力減小、 并且熱膨脹系數過度增大。Na 20的含量優選為23%以下、更優選為21%以下、進一步優選為 18%以下、特別優選為15%以下。
[0047] K20可以根據需要含有，其含量優選為0.1 %以上。K20的含量為0.1 %以上時，能夠 保持玻璃在高溫下的熔化性和適當的熱膨脹系數。Κ20的含量更優選為0.5%以上、特別優 選為1 %以上。Κ20的含量優選為4%以下。Κ20的含量超過4%時，有可能玻璃的密度增大、玻 璃的重量增大。Κ 20的含量優選為3.5%以下、更優選為3%以下。
[0048]被處理玻璃優選基本上包含上述成分，也可以根據需要并且在不違反本發明的宗 旨的限度內含有合計10%以下的其它成分。優選為8%以下、更優選為5%以下、進一步優選 為3%以下。作為其它成分，可以列舉例如2" 2、￥2〇3、〇6〇2、111〇、(：〇0等。另外，也可以含有 B203、Pb0、Li20等，但優選基本上不含有它們。基本上不含有是指除不可避免的雜質以外不 含有。以下相同。
[0049]例如，對于含有B2〇3的組成，也可以在某一程度上增大高溫熱膨脹系數(amax)。但 是，從除雜質（除害)容易耗費大量成本、加熱時成分揮發而組成容易變得不穩定、原料成本 尚等考慮，優選B2O3基本上不含有。
[0050]此外，作為玻璃熔融時的澄清劑，可以適當含有S〇3、氯化物、氟化物、鹵素、Sn〇2、 Sb2〇3、As2〇3等。優選為0 · 01 %以上、優選為0 · 1 %以上、進一步優選為0 · 2 %以上。另外，優選 為3%以下、優選為2.5%以下、進一步優選為2%以下。此外，為了調節色調，可以含有Ni、 0、￥、36^11)8、0(1等。優選為0.1%以上、優選為0.2%以上、進一步優選為0.5%以上。另外 優選為3%以下、優選為2.5%以下、進一步優選為2%以下。被處理玻璃優選基本上不含有 八8、513、？13。這些物質具有毒性，因此，為了防止對環境的影響，優選玻璃中不含有。這些物質 優選含量的值顯示小于〇. 01 %。
[0051]根據本發明，可以將被處理玻璃的厚度設定為2.5mm以下。通過將厚度設定為 2.5mm以下，可以得到輕量化的強化玻璃。另外，根據實施方式的強化玻璃，即使厚度為 2.5mm以下，也能夠通過風壓30kPa以下的風冷處理有效地賦予殘余應力。被處理玻璃的厚 度如果為2.5mm以下則不一定被限制，從輕量化的觀點考慮，優選為2.4mm以下、更優選為 2.3mm以下、進一步優選為2.2mm以下、特別優選為2.1mm以下。另外，從通過利用風冷強化的 強化處理有效地賦予殘余應力的觀點考慮，被處理玻璃的厚度優選為1.3mm以上。被處理玻 璃的厚度更優選為1.6mm以上、進一步優選為1.7mm以上。需要說明的是，本發明通過對板厚 超過2.5mm的被處理玻璃也同樣地實施強化處理，可以得到期望的強化玻璃。
[0052]另一方面，考慮到將本發明的被處理玻璃通過熱處理進行強化，但通過化學強化 處理也能夠強化被處理玻璃，也可以得到具有充分的強度的玻璃。
[0053]被處理玻璃可以通過浮法、熔融法、下拉法和輥壓法等玻璃板成形方法中的任一 種方法來制造。根據浮法，容易生產大面積的玻璃板，并且容易減小厚度偏差，因此優選。 [0054] 冷卻工序進行風冷處理。例如，對進行加熱處理后的被處理玻璃的兩面噴吹風壓 30kPa以下的冷卻風進行驟冷由此得到強化玻璃。風壓優選為27kPa以下、更優選為25kPa以 下。即使是這樣的風壓，根據實施方式的強化玻璃的制造方法也能夠有效地賦予殘余應力。 另外，根據這樣的風壓，可以使用更廣泛的風冷強化裝置。從有效地賦予殘余應力的觀點考 慮，風壓優選為15kPa以上、更優選為20kPa以上。
[0055] 另外，通過將強化后的強化玻璃所具有的殘余應力設定為120MPa以上，可以充分 地提高強化玻璃的強度。殘余應力優選為130MPa以上、更優選為150MPa以上、進一步優選為 170MPa以上。
[0056] 作為風冷強化裝置，可以使用以往以來在這種風冷強化中使用的風冷強化裝置， 可以列舉例如以隔著規定間隔夾在上下風冷強化的鼓風口（吹口）構件之間的方式配置被 處理玻璃、并通過冷卻空氣進行驟冷的風冷強化裝置。以下，列舉一個實施方式進行說明。
[0057] 圖1是表示能夠應用于制造實施方式的強化玻璃的包含風冷強化裝置的玻璃板成 形裝置的整體結構的一例的立體圖。需要說明的是，該玻璃板成形裝置是汽車用后玻璃的 彎曲成形裝置。
[0058]玻璃板成形裝置12是將作為被處理玻璃的玻璃板G在加熱部14的內側進行彎曲成 形的爐內彎曲成形裝置，也能夠應用于將玻璃板G在加熱部14的外側進行彎曲成形的爐外 彎曲成形裝置中。另外，被彎曲成形的玻璃板G并不限于汽車用后玻璃，也可以是前玻璃、側 玻璃，另外，并不限于汽車用。
[0059] 在加熱部14中配設有輥式輸送機16。將要彎曲成形的玻璃板G通過輥式輸送機16 沿圖上箭頭A方向在加熱部14內運送，同時在該加熱部14內運送的過程中加熱至規定的彎 曲成形溫度。在加熱部14的出口設置有成形爐20,該成形爐20的內部與加熱部14連通而保 持高溫狀態。在加熱部14中加熱至彎曲成形溫度后的玻璃板G通過輥式輸送機22送入成形 爐20內。實施方式的強化玻璃的制造方法中的加熱工序例如通過這些加熱部14、成形爐20 進行。
[0060] 在成形爐20內設置有成形模具24。該成形模具24被四根吊桿(未圖示)從成形爐20 的頂棚側懸吊而設置在成形爐20內。在該成形模具24的下表面形成與將要成形的玻璃板G 的彎曲形狀大概一致的形狀的成形面。
[0061] 另外，成形模具24通過未圖示的升降裝置沿垂直方向上下移動。此外，在成形模具 24的上部連結有抽吸管(吸引パYフ°)25。該抽吸管25與抽吸裝置(未圖示)連結。在此，該成 形模具24在其成形面形成有大量抽吸孔(未圖示），通過從這些抽吸孔抽吸空氣，由此玻璃 板G吸附保持在成形面。
[0062] 另外，在成形模具24的下方位置，在輥式輸送機22的下面設置有升力噴射機(lift jet)(未圖示）。該升力噴射機通過輥式輸送機22向在其上方位置運送的玻璃板G噴出熱風。 玻璃板G因受到該熱風而從輥式輸送機22上浮起，并且，該浮起的玻璃板G被抽吸而吸附于 成形模具24的成形面，同時在與彎曲環26之間被加壓而彎曲成形為規定的彎曲形狀。
[0063]該彎曲環26具有與將要成形的玻璃板G的彎曲形狀大致一致的周緣形狀，并設置 在彎曲環支撐框架27上。彎曲環支撐框架27設置在彎曲梭(bending shuttle)28上，彎曲梭 28被驅動結構(未圖示)驅動而在軌道29上往復行進。并且，通過該彎曲梭28往復行進，彎曲 環26往復行進于成形爐20內的成形位置與成形爐外的待機位置之間。
[0064] 另一方面，在風冷強化裝置10中具備淬火梭(quench shuttle)60。淬火梭60隔著 成形爐20設置在與彎曲梭28相反側的位置，并被驅動結構（未圖示)驅動而在軌道62上往復 行進。在該淬火梭60上，經由淬火環支撐框架64設置有淬火環66。
[0065]淬火環66接受在成形爐20中彎曲成形后的玻璃板G，具有與將要成形的彎曲玻璃 板的彎曲形狀大致一致的玻璃板的周緣形狀。該淬火環66通過淬火梭60行進而往復行進于 成形爐20內的接受位置與成形爐外的風冷強化位置之間。即，彎曲環26返回到側面的待機 位置時，成形爐20的相反側的側面的門打開，淬火梭60從爐外移動至成形模具24的下方。然 后，通過解除由成形模具24引起的玻璃板G的吸附，利用成形模具24成形后的玻璃板G被轉 移至淬火環66，該玻璃板G通過淬火梭60運送至風冷強化裝置10。需要說明的是，在風冷強 化裝置10中風冷強化后的玻璃板G通過淬火梭60運送至下一工序。
[0066] 彎曲成形結束后的玻璃板G通過淬火環66被運送至風冷強化裝置10。如圖2所示， 該風冷強化裝置10夾著風冷強化區域31在上方具備上部鼓風口構件30并在下方具備下部 鼓風口構件32。在圖2中，省略了在上部鼓風口構件30與下部鼓風口構件32之間隔著規定間 隔夾著的玻璃板G。
[0067]在上部鼓風口構件30和下部鼓風口構件32分別連結有管道34，這些管道34連結有 未圖示的風機。因此，風機被驅動時，通過風機產生的空氣經由管道34供給至上部鼓風口構 件30和下部鼓風口構件32。然后，如圖2所示，空氣從構成上部鼓風口構件30的多個葉片狀 構件（即噴嘴腔)36、36…的前端面（圖2中下表面)上形成的多個冷卻用噴嘴、以及構成下部 鼓風口構件32的多個葉片狀構件(噴嘴腔)38、38…的前端面（圖2中上表面)上形成的未圖 示的多個冷卻用噴嘴向圖2所示的風冷強化區域31吹出。
[0068] 由此，對于被淬火環66支撐的玻璃板G而言，其兩面被冷卻而進行風冷強化。實施 方式的強化玻璃的制造方法中的冷卻工序例如通過這樣的風冷強化裝置1 〇來進行。根據實 施方式的強化玻璃的制造方法，噴吹空氣時的風壓低至30kPa以下，因此可以使用一般的風 冷強化裝置。
[0069] 通過風冷強化裝置10進行了風冷強化的玻璃板G通過淬火梭60的移動向未圖示的 檢查工序運送。在此，對玻璃板G檢查裂紋等缺陷，分別將沒有缺陷的玻璃板向合格品工序 運送并且將發現了缺陷的玻璃板向不合格品工序運送。
[0070] 實施例
[0071 ]以下，通過實施例進一步詳細地說明本發明。
[0072]需要說明的是，本發明不限于這些實施例。
[0073]適當選擇氧化物等通常使用的玻璃原料以形成如表1和表2所示的玻璃組成，并進 行稱量及混合以達到以玻璃計300g。然后，將混合物加入鉑坩堝中，并放入1600°C的電阻加 熱式電爐中，進行3小時熔融，并進行脫泡、均質化，然后流入模具材料中，在比玻璃化轉變 溫度高約30 °C的溫度下保持1小時以上，然后以每分鐘1°C的冷卻速度緩冷至室溫，從而制 作了例1~15的板狀被處理玻璃。在此，例1~14為本發明的實施例、例15為比較例。
[0074] 然后，基于JIS R 3103-3:2001的標準，由被處理玻璃制作直徑5mm、長度20mm的圓 柱形樣品，使用熱膨脹計(布魯克AXS公司制造、TMA4000SA)以5 °C /分鐘的升溫速度、10g的 載荷測定了熱膨脹，并求出了玻璃化轉變溫度(Tg)。另外，根據相同的測定數據求出了屈服 點(Ts)。需要說明的是，將JIS R 3103-3:2001的內容作為參照引入本文。
[0075]另外，基于JIS R 1618:2002的標準，與玻璃化轉變溫度的測定同樣地對被處理玻 璃使用熱膨脹計(布魯克AXS公司制造、TMA4000SA)以5°C/分鐘的升溫速度進行了熱膨脹測 定，并求出了 50~350°C下的平均線膨脹系數α以及玻璃化轉變溫度與屈服點之間的熱膨脹 系數的極大值amax。需要說明的是，將JIS R 1618:2002的內容作為參照引入本文。
[0076] 另外，為了評價例1~15的玻璃的風冷強化容易性，通過計算來估算由風冷強化而 在玻璃表面產生的殘余應力。需要說明的是，作為風冷強化的假定條件，將玻璃的板厚設定 為2.3mm，將加熱溫度（強化起始溫度）設定為各被處理玻璃的粘度η從109.3dPa · s變為 109.5dPa · s時的溫度。另外，如圖3所示，多個冷卻用噴嘴39高度不同地設置，各個冷卻用 噴嘴的直徑設定為6.8_，水平方向的冷卻用噴嘴的中心間的間隔設定為25_，垂直方向的 冷卻用噴嘴的中心間的間隔（水平方向的位置相同的冷卻用噴嘴的中心間的間隔）設定為 54mm，冷卻用噴嘴的前端與被處理玻璃的表面的距離設定為30mm，空氣的溫度設定為20 °C， 風壓(鼓風口風壓)設定為25kPa。
[0077] 表 1
[0081 ]根據例1~14,本發明的強化玻璃在表面具有較大的殘余應力(大于150MPa)，顯示 出即使板厚薄也容易強化。
[0082] 產業實用性
[0083]根據本發明的強化玻璃，通過使用以基于氧化物的摩爾百分率表示含有2~15% 的Fe2〇3或5~15%的Ti02、玻璃化轉變溫度為450~650 °C、并且玻璃化轉變溫度與屈服點之 間的熱膨脹系數的極大值amaxS430 X 1(TV°C以上的被處理玻璃，能夠在不需要特別的制造 設備的情況下通過一般的風冷強化制造板厚為2.5mm以下的具有黑色色調的強化玻璃，該 板厚為薄型的強化玻璃作為運輸設備用、建筑用、并且作為電子設備用是有用的。
[0084]參照特定的實施方式對本發明進行了詳細說明，但對于本領域技術人員而言顯而 易見的是，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下可以施加各種變更、修正。
[0085] 本申請基于2014年2月14日提出的日本專利申請,其內容作為參照引 入本文。
[0086] 附圖標記
[0087] G…玻璃板(被處理玻璃板）、10…風冷強化裝置、12···玻璃板成形裝置、14···加熱 部、16···輯式輸送機、20···成形爐、22···輯式輸送機、24···成形模具、25···抽吸管、26···彎曲 環、27···彎曲環支撐框架、28···彎曲梭、29···軌道、30···上部鼓風口構件、31···風冷強化區 域、32···下部鼓風口構件、34···管道、36···葉片狀構件、38···葉片狀構件、39···冷卻用噴嘴、 60…泮火梭、62···軌道、64···泮火環支撐框架、66…泮火環。
【主權項】
1. 一種強化玻璃，其通過將被處理玻璃進行強化處理而得到，所述被處理玻璃以基于 氧化物的摩爾百分率表示含有2~15%的Fe 2〇3或5~15%的Ti02、玻璃化轉變溫度為450~ 650°C、并且玻璃化轉變溫度與屈服點之間的熱膨脹系數的極大值a max為430 X 1(TV°C以上。2. 如權利要求1所述的強化玻璃，其中，所述被處理玻璃以基于氧化物的摩爾百分率表 示含有 55 ~80% 的Si〇2、0~15% 的Α12〇3、0·1~10% 的 Mg0、0.1~10% 的 Ca0、0~8% 的SrO、 0~5% 的 Ba0、8~25% 的 Na20、0.1 ~4% 的 K20。3. 如權利要求1或2所述的強化玻璃，其中，所述被處理玻璃基本上不含有B2〇3和Li20。4. 一種強化玻璃用的被處理玻璃，其中，以基于氧化物的摩爾百分率表示，所述被處理 玻璃含有55~80% 的Si〇2、0~15% 的Α12〇3、0· 1~10% 的Mg0、0.1 ~10% 的Ca0、0~8% 的 5『0、0~5%的8&0、8~25%的他2〇、0.1~4%的1(2〇，還含有2~15%的？62〇3或5~15%的 Ti02〇
【文檔編號】C03C3/078GK105980321SQ201580008501
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年2月5日
【發明人】安間伸, 安間伸一, 小野圓佳
【申請人】旭硝子株式會社