【課題を解決するための手段】
【0007】
上述の目的を達成するためには、少なくとも、冷却が始まる時点で開口部の縁の支持体が連続的(または、米国特許5974834号明細書に記載の「切り欠きのある」形とは対照的な線形)で、グレージングの縁部に平行であるのが有利であることがわかった。これは、先行技術の「切り欠きのある」フレームの場合とは異なって、開口部の支持体の縁のいずれの点においても、支持体の接線が前記支持体に入り込まないということである。また、開口部の支持体は、比較的細長く、支持の終わりに支持体が支持するグレージングの開口部の縁部から、数mm、通常は少なくとも2mm、さらには少なくとも3mm離れて位置決めされなければならない。このタイプの支持体は、用語「スケルトン」としても知られている。スケルトンは、その縁部面の1つが上方に面してガラスを支持し、前記縁部面の厚さが通常1から5mm、さらには、2から3.5mmの金属細長片である。曲げ加工の終わりに、(特有のスケルトンに関与する曲げステップで)スケルトンは縁部面上でガラスと連続接触する。スケルトンは、当業者に知られているように、フェルト状の繊維材料もしくは金属ウェブおよび/または耐火セラミック繊維で被覆されるのが好ましい。これらのフェルトは、ガラスの跡を低減する。この繊維材料は、一般に、0.3から1mmの厚さを有する。
【0008】
開口部の縁と同じように、グレージングの外縁(または外側縁)も、ガラス板の周囲のいずれの点においても、少なくとも4MPa、好ましくは少なくとも6MPa、好ましくは少なくとも8MPa、さらに好ましくは少なくとも9MPaの圧縮リングを有するのが好ましい。これらの値を得るためには、すでに開口部に関して説明したように、少なくとも冷却の開始時にガラス板の周囲がスケルトンで支持される。これらの値は、まず、自動車の外部環境と接触するガラス板(つまりは、スケルトンと直接接触するガラス板)に関係し、また好ましくは、積層グレージングに含まれる他のガラス板(複数可)にも関係し、ひいては、グレージングのガラス板全ての応力値の算術平均値に関係する。
【0009】
本発明の方法は、曲げ加工の後に冷却を伴う。曲げ加工は、開口部の縁とグレージングの外縁の両方において曲げスケルトン上で、全体でないにしても、少なくとも一部で行われる。本発明によれば、曲げ加工は、少なくとも部分的には、ガラス板の周囲および開口部の周囲を支持する曲げスケルトンにかかる重力下で行われる。
【0010】
冷却は、少なくとも、スケルトン上で開口部の縁およびグレージングの外縁の両方から行われる。冷却の開始時にガラスを支持するスケルトンは、「最終スケルトン」として知られており、この最終スケルトンは曲げスケルトン、複数のスケルトンが使用される場合には、特に、ガラスと接触する最後の曲げスケルトンとしてもよいことは理解できる。したがって、曲げおよび冷却の操作全体は、同じスケルトンで行われてもよい。
【0011】
したがって、本発明は、まず、曲げ加工後に冷却を伴う開口部を備える曲面ガラス板の製造方法であって、少なくとも冷却の開始時にスケルトン(「最終」スケルトンとして知られている)によってガラス板の周囲と開口部の周囲とが支持される製造方法に関する。
【0012】
有利には、最終スケルトンは、少なくとも冷却の開始時に、すなわち、最終形態のガラス板について、スケルトンが接触するガラス板の開口部の縁部から、少なくとも2mm、さらに一般的には少なくとも3mm、例えば、少なくとも5mm離れて位置する。最終スケルトンは、少なくとも冷却の開始時に、その縁部面に沿ってガラスと連続接触する。
【0013】
本発明の方法は、全てのサイズのグレージング、さらには自動車のルーフに使用される大型のグレージングにも適している。大型のグレージングとは、1つの面が0.8m
2を超える、または1m
2を超える、さらには2m
2を超える(当然、ガラスの表面積と開口部の表面積とを足した主要面の総面積)グレージングのことである。大型グレージングは、特に重く、支持体の跡がつくとも考えられる。積層グレージングの場合には、2枚のガラス板が同時に曲げられ、曲げ支持体に重ねられるので、その懸念は一層大きくなる。したがって、グレージングのサイズが大きくなるのに伴って即重量も増加し、跡がつく危険性が増大する傾向がある。グレージングに開口部を有することで、曲げ加工の点でおよび最終グレージングの機械的強度を低減する点では製造上の問題が生じることになるが、矛盾しているようではあるが、曲げ加工時および冷却の開始時に開口部の周囲を支持することを考えると、開口部が大きいほど利点がある。具体的には、a)開口部が大きいほど、グレージングの重量は低減され、このことはグレージング跡を低減し、また、b)開口部が大きいほど、開口部の周囲は長くなり、ひいては周囲の支持面が長くなり、このことでグレージングはより大きい支持表面積に広がり、グレージング跡を低減する。したがって、好ましくは、開口部は、0.03m
2を超える面積、さらには0.05m
2を超える面積、さらには0.08m
2を超える面積、さらには0.1m
2を超える面積、さらには0.2m
2を超える面積、一般には0.3m
2を超える面積を有する。一般に、開口部は、1m
2未満の面積を有する。好ましくは、開口部は、グレージングの総面積(当然、ガラスの表面積と開口部の表面積とを足した一主要面の総面積)の5%さらには10%を超える面積を有する。一般に、開口部は、グレージングの総面積の80%さらには50%未満の面積を有する。
【0014】
開口部のサイズが小さすぎると(0.03m
2未満)、開口部の縁の冷却にとって有利でない、つまり、所望の縁部の応力が達成できないことを実証することができた。具体的には、開口部が小さすぎると、開口部の周囲のガラスの質量が大きいために、効果的な冷却にとって不利な質量の影響を引き起こすと思われる。開口部が大きいほど、グレージングの外縁に施される冷却と同じようにより十分な冷却が行われる。これは、冷却の開始時に、実際に、スケルトンタイプの支持体を使用して、縁部の応力を損なうことなく、開口部の縁の最後の支持が達成されるということである。
【0015】
冷却は、重ね合わされたガラス板で行われ、この場合、冷却は比較的緩慢である。この場合、ガラスの温度は、通常、1秒当たり3℃未満、1秒当たり0.2℃を超える制御されたレートで、自重曲げ温度以下の480℃まで下げられる。480℃以下では、ガラスに風を吹き付けて、冷却を早めることもできる。ガラス板を重ね合わせることで、個々に必要なガラス板の所望の縁部応力を得ることが妨げられることはない。冷却は、半強化状態の点までより急速に行われ、この場合、この冷却は、ガラス板が重ね合わされた状態ではなく、ガラス板ごとに個々に行われる。この場合、ガラスの温度は、通常、1秒当たり10℃を超え、1秒当たり150℃未満のレートで、自重曲げ温度以下の480℃まで下げられる。いずれの場合も、ガラスがまだ最終スケルトンと接触している間に冷却が始まり、この冷却は、少なくともスケルトンと直接接触するガラス板の場合、好ましくはそのガラス板に近接して置かれる他のガラス板(複数可)にとって、所望の圧縮応力値(少なくとも4MPa)の圧縮リングを得ることができるように十分に急速に行われる。冷却が急速に行われるほど、圧縮リングの圧縮応力が増大する範囲が大きくなる。このことは、開口部の縁部およびグレージングの外縁部にも言える。
【0016】
本発明によれば、本発明の方法は、曲げ加工および冷却時に重ね合わされた2枚のガラス板、さらには3枚以上のガラス板にも適用できる。
【0017】
1枚の同じ重ねられたグレージングに組み立てられるガラス板の場合、曲げ加工自体は、前記重ね合わされたガラス板で同時に行われる。また、この曲げ加工は、曲げ加工の最終ステップが中実の型に押し付けられることで行われる場合は、ガラス板ごと(個々のガラス板は重ね合わされない)に行われてもよい。しかし、いずれの場合も、少なくとも冷却は、これらの組み立てられるガラス板が重ね合わされる時に最終スケルトン上で開始されるのが好ましい。
【0018】
好ましくは、開口部の周囲の曲率半径は、15mm未満でなく、好ましくは、60mm未満でなく、例えば、80mm未満でない。したがって、開口部の周囲は、全ての点において、少なくとも15mm、好ましくは少なくとも60mm、例えば、少なくとも80mmの曲率半径を有する。例えば、開口部は、円形か、または上述したようなR加工の隅部を有する四角形の開口部としてよい。曲率半径に関するこの特徴は、特に、隅部にねじれや引張応力を受けた時のグレージングの一体性にとって有利である。
【0019】
また、本発明は、開口部を含み(1枚の同じグレージングに複数の開口部を含んでもよい)、その開口部の周囲が曲げスケルトンによって曲げられる際に支持されるガラス板(重ね合わされる複数のガラス板、特に2枚のガラス板を含んでもよい)の自重曲げ方法に関する。
【0020】
曲げスケルトンは、グレージングの周囲(または「外部」もしくは「外側」周囲)を支持する部分と、開口部の周囲を支持する部分とを備える。最終スケルトンも同じである。
【0021】
開口部を支持するスケルトンの部分は、固定式または間接連結式または複合式にすることができる。好ましくは、この部分は、曲げ加工時に、その凹面が上から見た場合に曲げ過程で大きくなるように修正される。この形状の修正により、この部分は曲げ過程における曲率変化に追従することができ、ガラスの重量がより大きな支持表面積にわたってより長い間分散されるようになる。このことは、跡がつきやすい傾向を低減し、逆に曲がる(所望の湾曲と反対方向の湾曲が部分的に形成される)危険性を低減する。スケルトンの凹部は、関節連結式または複合式スケルトンを使用して大きくできる。関節連結式スケルトンは互いに関節連結される複数の部分を備え、スケルトンの形状は曲げ過程で修正される。曲げ過程で(急にではなく)徐々に関節連結されるのが好ましい。
【0022】
複合式スケルトンは、異なる凹部を有する複数のスケルトン(一般には2つ)を備え、順々に(上から見た場合、小さい凹部の次に大きい凹部)ほぼ同じ支持線(または非常に近接し、並置位置にある支持線)を支持する。最初にガラスを支持することになる曲げスケルトンは、「粗曲げ」スケルトンとして周知であり、最後にガラスを支持する曲げスケルトンは、「仕上げ曲げ」スケルトンとして知られている。
【0023】
ガラス板の外縁を支持する曲げスケルトンの部分は、開口部の縁を支持するのに使用されるのと同じ形態のスケルトンにしてもよいし、異なる形態のスケルトンにしてもよい。いずれの場合も、単式、関節連結式、複合式である。スケルトンの形態は、ガラス板の形状の複雑さに応じて、また寸法の許容差に応じて選択されるべきである。
【0024】
ガラス板の形状が(あらゆる方向に曲率が大きい形状および/または厳しい公差の形状を)実現しにくい場合、外縁および開口部の縁を支持するスケルトンとして複合式の2つの部品からなるスケルトンが使用されるのが有利である。複合式の二重のスケルトン部品の場合、これらの部品(1つはガラスの外縁部用、1つは開口部の縁部用)はそれぞれ、順々にグレージングを支持する異なる曲率の2つの単純なスケルトンを備え、曲率が小さい方のスケルトンが最初にグレージングを支持する。
【0025】
いずれの場合も、曲げスケルトンの最終形状は、開口部の周囲およびガラス板の周囲の両方でガラスの形状に完全に一致する。冷却の開始時のガラスと接触する最終スケルトンも同じである。
【0026】
開口部の縁部を支持する最終スケルトンは、接触するガラス板の開口部とほぼ同じ形状であるが、同時に、冷却開始時には、すなわち、ガラス板が冷却によって最終の形で固定される時に(したがって、
図2のaには図示されていないが、ガラス板はその際に曲げられる)、数mm、通常は少なくとも2mm、さらには少なくとも3mmのセットバック(
図2のaの「d」)がある。したがって、開口部の縁部を支持するスケルトンは、開口部とほぼ同じ形状で、開口部の全周囲の周りのセットバック「d」だけ大きい。スケルトンは、開口部の全周囲にわたって、開口部の縁部からほぼ同じ距離で後退した位置を保ちながら開口部の形状に沿う。
【0027】
ガラスの開口部は、特に、取扱作業時に、グレージングを過度に弱化させる可能性があるのでグレージングの外縁に接近しすぎることはない。したがって、開口部は、グレージングの外縁から、少なくとも50mm、好ましくは、少なくとも100mm、さらには少なくとも150mm離間される。
【0028】
開口部は、一般に、個々のガラス板が曲げられる前に、すなわち、ガラス板が平坦な状態の時にガラス板に形成される。開口部は、一般に、加圧水ジェットによって切り抜かれる。切り口(開口部の縁部と同様の外縁部)は、切り抜きステップと曲げステップとの間で適切に成形される。
【0029】
積層グレージングを形成するための1つまたは複数のガラス板は、積層グレージングに組み立てられる前に、エナメルで被覆されてもよい。ポリビニルブチラ―ル(PVB)のようなポリマー層で隔てられた2枚のガラス板を組み合わせた自動車のキャノピーの場合、エナメルは、特に、2枚のガラス板の一方または他方のガラス板の凹面(したがって、車内に面する面)に塗布されてもよい。このエナメルは、ガラスが曲げられる前にガラスに塗布される。
【0030】
曲げ加工は、個々のガラス板で行われてもよいし、または重ね合わされた状態のガラス板で行われてもよい。いずれも場合も、自重曲げは、600から700℃の温度で、好ましくは、550から650℃の温度のガラスで行われる。
【0031】
スケルトンでの自重曲げは、凹形または凸形の中実の型に押圧するプレス曲げステップの前の予備曲げステップとすることができる。この圧縮曲げは、通常、600から620℃で行われる。この場合、圧縮曲げ後に縁部の所望の圧縮値(少なくとも4MPa)に戻すために、ガラスの縁(外縁部および開口部の縁部)は、高温状態(ガラス温度:600から700℃、好ましくは、550から650℃)で「最終スケルトン」上に置かれ、ガラスがこの最終スケルトン上にある間に冷却が開始される。実際に、冷却の開始時に、ガラスの縁と最終スケルトンとが接触し、このことが優れた縁部の圧縮をもたらす。冷却は、上述した方法で、ガラスが半強化ガラスにする必要があるかないかに応じて行われる。
【0032】
自重曲げが2枚のガラス板が重ね合わされた状態で行われる場合、上部のガラス板は下部のガラス板の開口部よりわずかに大きい開口部を有することができる。これは、上部のガラス板の縁が下部のガラス板の縁に対してどこもわずかに後退した状態であり、このセットバック(
図7の「x」)は、好ましくは、0から15mm、特に、3から10mmである。この2枚のガラス板の開口部のずれにより、下部のガラス板の方をわずかにより効果的に冷却することができ、このことでガラス板の縁部応力が増大することになる。この曲げ加工時の下部のガラス板は、自動車のキャノピーの上部のガラス板になり、このガラス板が特に高い縁部応力を有するのが望ましい。
【0033】
本発明のガラス板は、通常、1から4mmの厚さを有する。