(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-13
(45)【発行日】2022-10-21
(54)【発明の名称】ガラスシートの成形方法および装置
(51)【国際特許分類】
C03B 27/044 20060101AFI20221014BHJP
C03B 23/023 20060101ALI20221014BHJP
C03C 27/12 20060101ALI20221014BHJP
B60J 1/00 20060101ALN20221014BHJP
【FI】
C03B27/044
C03B23/023
C03C27/12 Z
B60J1/00 H
(21)【出願番号】P 2019566308
(86)(22)【出願日】2018-06-01
(86)【国際出願番号】 GB2018051501
(87)【国際公開番号】W WO2018220391
(87)【国際公開日】2018-12-06
【審査請求日】2021-05-13
(32)【優先日】2017-06-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(73)【特許権者】
【識別番号】591229107
【氏名又は名称】ピルキントン グループ リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100195556
【氏名又は名称】柿沼 公二
(72)【発明者】
【氏名】マイケル ハースト
(72)【発明者】
【氏名】ジョン ジョージ リー
(72)【発明者】
【氏名】ヨアヒム ピルツ
【審査官】和瀬田 芳正
(56)【参考文献】
【文献】特開平03-208824(JP,A)
【文献】実開平05-081237(JP,U)
【文献】国際公開第2015/129605(WO,A1)
【文献】特開平03-183628(JP,A)
【文献】特開2005-343720(JP,A)
【文献】特表2017-508693(JP,A)
【文献】特開昭58-213641(JP,A)
【文献】特開平03-177326(JP,A)
【文献】特公昭53-012931(JP,B2)
【文献】国際公開第2011/096447(WO,A1)
【文献】特開2005-343719(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C03B 23/023 - 23/035
C03B 27/044
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の主表面と第2の対向する主表面とを有するガラスシートを成形する方法であって、
(i)前記ガラスシートを支持するための成形支持体を提供する工程と、
(ii)前記ガラスシートを、成形用の温度に加熱する工程と、
(iii)前記ガラスシートの前記第1の主表面が前記成形支持体と接触するように、前記ガラスシートを前記成形支持体上に位置付ける工程と、
(iv)前記ガラスシートを前記成形支持体上で成形する工程と、を含み、
工程(iv)中に、前記ガラスシートの少なくとも第1の部分が
、少なくとも第1の流体の噴流を前記ガラスシートの前記第1の部分に向けることにより意図的に冷却さ
れ、
工程(iv)の前に成形部材が提供され、工程(iv)中に、前記ガラスシートが、前記ガラスシートを前記成形支持体と前記成形部材との間でプレスすることにより成形され、
前記成形部材は、工程(iv)中に、前記ガラスシートの前記第2の主表面に接触するための成形表面を有する全面成形部材であり、
さらに、
工程(iv)に続いて、前記ガラスシートの前記第1の部分に表面圧縮応力があり、前記第1の部分の表面圧縮応力が、工程(iv)中に意図的な冷却がないときの前記第1の部分の前記表面圧縮応力に比べて、5MPa~25MPaだけ増加する、方法。
【請求項2】
前記成形支持体が、前記ガラスシートの前記第1の主表面に接触するための少なくとも1つの成形レールを有する、および/または、前記成形支持体が、前記ガラスシートの周辺領域で前記ガラスシートと接触するように構成されている、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記成形支持体が、前記ガラスシートの周辺領域で前記ガラスシートに接触するようにリング金型として構成されている、請求項1または請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記ガラスシートの前記第1の部分が、前記ガラスシートの前記第1の主表面の一部である、および/または、前記第1の部分が、前記ガラスシートの周辺部分である、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
前記ガラスシートの前記第1の部分が、前記ガラスシートの前記第1の部分から熱を抽出するように構成された熱交換装置を提供することにより意図的に冷却される、請求項1~
4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記ガラスシートの前記第1の部分の前記意図的な冷却が、前記成形工程(iv)が開始するのと同時に開始する、または、前記ガラスシートの前記第1の部分の前記意図的な冷却が、前記成形工程(iv)が開始した後であるが、前記成形工程(iv)が終了する前に開始する、請求項1~
5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
前記ガラスシートの前記第1の部分の前記意図的な冷却の持続時間が、前記成形工程(iv)の持続時間と同じであり、かつ/または前記ガラスシートの前記第1の部分の前記意図的な冷却が、前記ガラスが成形された後も継続される、請求項1~
6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
工程(iv)中に、前記ガラスシートと前記成形支持体との間に相対運動がない、請求項1~
7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
前記成形工程(iv)中に、前記ガラスシートが前記成形支持体上にあるとき、前記ガラスシートの前記第2の主表面に流体の噴流が向けられない、
請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
工程(iv)に続いて、CS MPa以下の表面圧縮応力が前記第1の部分に存在し、CSが40である、請求項1~
9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
工程(iv)に続いて、接着性中間層材料の少なくとも1つのシートを含む中間層構造を使用して、
成形された前記ガラスシートが、少なくとも別のガラスシートに積層される、請求項1~
10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
成形された前記ガラスシートが、積層グレージングの外側プライであり、これにより、工程(iv)中に意図的に冷却された前記
外側プライの前記第1の部分が、前記積層グレージングの表面1の一部である、請求項
11に記載の方法。
【請求項13】
成形された前記ガラスシートが、ソーダ石灰シリカ組成を有し、前記少なくとも別のガラスシートが、
成形された前記ガラスシートに積層される前に化学強化されている、請求項
11または請求項
12に記載の方法。
【請求項14】
ガラスシートを成形するための装置であって、ガラスシートをその上に支持するための成形支持体と、成形部材であって、前記ガラスシートを、前記成形部材と前記成形支持体との間でプレスすることにより、前記ガラスシートを成形するための成形部材と、前記ガラスシートが前記成形部材と前記成形支持体との間でプレスされているときに、前記ガラスシートの主表面に対して流体を向けるための1つ以上のノズルのアセンブリと、請求項1~
13のいずれか一項に記載の方法を実行するために、前記1つ以上のノズルの少なくとも1つへの流体の流れを作動させる制御手段と、を備える、装置。
【請求項15】
前記ノズルのうちの少なくとも1つが、前記ガラスシートが前記成形支持体と前記成形部材との間にプレスされているときに、前記成形支持体と接触する前記ガラスシートの前記主表面に対して前記流体を向けるように配置される、請求項
14に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガラスシートを成形する方法およびガラスシートを成形する装置に関する。
【0002】
車両のフロントガラス用の積層グレージングは通常、ポリビニルブチラール(PVB)の少なくとも1つの接着層によって接合された、2つの曲げられたガラスシートを含むことが既知である。当該技術分野において、各ガラスシートを「プライ」と呼ぶことが慣例的である。多くの場合、接着層は「プライ」、すなわちPVBのプライと称される。積層グレージングが設置される車両の内側に面するように構成されたガラスシートはしばしば、「内側プライ」と称される一方で、合わせ板ガラスが設置される車両の外側に面するように構成されたガラスシートはしばしば、「外側プライ」と称される。
【0003】
車両の積層グレージングに使用される各ガラスシートは、通常、積層グレージングが湾曲するように1つまたは2つの相互に垂直な方向に曲げられ、最初の平らなガラスシートを所望の曲率に曲げるための多くの方法が知られている。
【0004】
例えば、1つの既知の方法は、一対のガラスシートを同時に曲げ、一方のガラスシートが他方のガラスシートの上になり、かつ炭酸カルシウムなどの好適な「離型粉末」によって分離されるようにすることである。内プライと外プライとは、重力によるたわみ曲げによって同時に曲げられる。
【0005】
別の方法は、内側プライおよび外側プライを異なる時間、通常順々に曲げ、それにより内側プライおよび外側プライを個々に成形することである。
【0006】
平坦なガラスシートを個々に曲げる1つのこのような方法は、加熱された平坦なガラスシートを一対の相補的な成形部材間に搬送し、各ガラスシートを別個にプレス曲げすることを伴う。その後、ガラスシートを冷却し、連結し、PVBなどの好適な接着性中間層を使用して積層することができる。このような方法は、EP0398759A2およびWO2004/085324A1に記載されている。
【0007】
先行技術で多くの注目を集めている要因は、モノリスとして使用される場合、または積層グレージングでプライとして使用される場合の個々のガラスシートの応力特性であり、最終ガラスシートの応力特性を変化させる方法は先行技術において既知である。車両用の積層窓では、積層窓の表面の1つが外側の要素に曝されているため、この表面の特性は特に重要である。例えば、窓は石からの十分な衝撃に耐えることができ、フロントガラスの場合はワイパーブレードに起因する可能性のある十分な耐擦傷性を備えている必要がある。
【0008】
先行技術の解決策では、ガラスシートが成形された後、曲げられたガラスシートの縁部応力を変化させた。WO97/05074A1は、曲げられたガラスシートの応力を制御するための冷却リングアセンブリおよび方法を記載している。冷却リングアセンブリには、ガラスシートの縁部を支持する冷却リング、冷却速度を下げるために冷却リングの内側に並置された絶縁体、およびガラスシート縁部の少なくとも1つの局所領域に対して冷却を高める冷却器を含む。
【0009】
US2005/0268661A1は、加熱されたガラスシートを上部金型と下部金型との間でプレスすることにより湾曲ガラスシートを製造する方法を記載しており、ここでは成形されたガラスシートは下部金型で冷却される。下部金型のガラスシートを冷却する工程の間、下部金型は加熱されるが、下部金型と接触して置かれたガラスシートの内側部分は強制的に冷却される。
【0010】
US6,321,570B1は、成形可能な状態に加熱されたガラスシートを曲げて強化する方法および装置を記載している。
【0011】
EP0431895A2は、ガラスシートを一段階で曲げて強化するためのシートガラス曲げ強化装置に関する。
【0012】
US4,749,399は、ガラスシートを成形および強化するためのリング金型ユニットを記載している。冷却リングは、ガラスシートが冷却媒体によって急冷され強化されている間に、曲げられたガラスシートを支持するために使用される。
【0013】
US4,826,522は、ガラスシートの強化、および任意にいわゆる接触プロセスによるそれらの曲げを記載している。
【0014】
WO2006/110145A1は、所定の温度に達することができる加熱部として定義されたセクションであって、加熱部が入口端部と出口端部とを有する加熱部として定義されたセクションと、冷却部として定義されるセクションであって、冷却部の入口端部から冷却部の出口端部までの温度勾配を有することができ、冷却部の入口端部が、加熱部の出口端部に固定された関係で取り付けられている冷却部として定義されるセクションと、加熱部の出口端部と冷却部の入口端部との間の縁部冷却部として定義されるセクションと、所定の領域に対して縁部冷却部内に位置付けられ、所定の領域の少なくとも選択された周辺部分を、所定の領域の中央部分よりも速い速度で冷却することができる縁部冷却装置と、を含む炉を記載している。ガラスシートが所望の曲率に達するとすぐに、成形されたガラスシートは縁部冷却部に移動される。
【0015】
「Glass Processing Days,13-15 Sept.´97,pages 385-389」から、積層プロセス自体により、表面および縁部の応力がフロントガラスに導入され得ることが知られている。この公開公報の
図5は、不均一な積層間隙を備えた積層グレージングを示している。積層力は、最終的な積層グレージングに表面張力を導入すると述べられている。
【0016】
通常、不均一な積層間隙に起因する問題は、内側プライおよび外側プライの各ガラスシートを上記のように適切に曲げることにより、例えば入れ子にされた対を使用するか、または個々のプライごとに適切に制御された曲げプロセスを使用することにより最小限に抑えられる。
【0017】
しかしながら、特定の積層品では、積層応力が重要にならないように、形状が十分に一致した2つのガラスプライを取得できない場合がある。例えば、2つの異なるプライを使用して積層グレージングを製造する場合、各プライを別々に曲げてもよく、異なる曲げプロセスを用いることが多い。そのような積層グレージングの例は、WO2015/092385A1に記載されており、そこでは外側プライがプレス曲げされ、内側プライがたわみ曲げされている。
【0018】
異なる曲げプロセスで曲げられたプライを積層する際に、積層間隙が均一にならないことがあり、その結果、上記および「Glass Processing Days,13-15 Sept.´97,pages 385-389」に記載される種類の積層応力が増加することが判明している。最終的な積層グレージングに存在する積層応力は望ましくなく、所望の特性を持たない最終的な積層グレージングをもたらす場合がある。
【0019】
したがって、本発明は、第1の態様から、第1の主表面と第2の対向する主表面とを有するガラスシートを成形する方法を提供し、この方法は、
(i)ガラスシートを支持するための成形支持体を提供する工程と、
(ii)ガラスシートを成形に適した温度に加熱するための加熱工程と、
(iii)ガラスシートの第1の主表面が成形支持体と接触するように、ガラスシートを成形支持体上に位置付けるための位置付け工程と、
(iv)ガラスシートを成形支持体上で成形するための成形工程と、を含み、
工程(iv)中に、ガラスシートの少なくとも1つの(第1の)部分が意図的に冷却される。
【0020】
ガラスシートを成形する先行技術の方法では、ガラスシートが成形支持体上で成形されるとき、ガラスシートが成形支持体と接触するため、自然冷却があり得る。成形工程中の本発明の意図的な冷却は、成形工程(iv)中の任意の固有または自然の冷却に追加される。成形工程(iv)中に開始される冷却工程は、成形工程と同時に終了してもよく、または成形工程(iv)が完了した後に継続してもよい。
【0021】
ガラスシートの第1の部分を意図的に冷却することにより、ガラスシートの第1の部分を意図的に冷却するために、工程(iv)中に冷却工程が開始される。上記で説明したように、工程(iv)中に開始される冷却工程は、成形工程(iv)中の任意の固有または自然冷却に追加される。冷却工程は、成形工程の開始と同時に開始してもよい。
【0022】
成形工程後ではなく、成形工程中にガラスシートの第1の部分を意図的に冷却することにより、ガラスシートの第1の部分の圧縮表面応力は、ガラスシートが成形された後に意図的に冷却することによって生じるものよりも増加し得ることが判明している。成形工程中の意図的な冷却によるガラスシートの第1の部分の圧縮表面応力の増加は、ガラスシートの第1の部分の意図的な冷却がない場合の表面圧縮応力の増加である。例えば、上記の工程(i)~(iv)を実行することがガラスシートの第1の部分にC1の表面圧縮応力を生成する場合、工程(iv)中にガラスシートの第1の部分を意図的に冷却することにより、C2の表面圧縮応力がガラスシートの第1の部分に生成され、ここで、C2>C1である。表面圧縮(または圧縮)応力測定は、例えば、Strainoptics Laser GASP-CS(http://www.strainoptics.com/files/Laser%20GASP-CS%20Quick-Start%20(English).pdf)を使用して、当業者に既知の技術を使用して行うことができる。このような機器は、Strainoptics,Inc.,108 W.Montgomery Avenue,North Wales,PA 19454 USAから入手可能である。
【0023】
冷却の程度は、意図的に冷却された第1の部分の温度を熱電対または光高温計で測定することで決定することができる。しかしながら、最終冷却された成形ガラスシートの表面圧縮応力を測定して、最終冷却された成形ガラスの第1の部分で所望の表面圧縮応力を達成するために必要な工程(iv)中の冷却条件を決定することが好ましい。
【0024】
成形支持体は、ガラスシートの第1の主表面に接触するための成形表面を有する。
【0025】
工程(iii)中、ガラスシートの第1の主表面の第1の接触部分は、成形支持体の成形表面の第1の部分と接触している。工程(iv)中、ガラスシートの第1の主表面の第1の接触部分は、成形支持体の成形表面の第1の部分に対して移動しないことが好ましい。
【0026】
好ましくは、成形支持体は、ガラスシートの第1の主表面に接触するための少なくとも1つの(第1の)成形レールを有する。第1の成形レールは、直線であっても、または曲線でもよい。第1の成形レール体は、ガラスシートの第1の主表面に接触するための成形表面を有する。第1の成形レールの成形表面は、連続していてもよく、または第1の成形レールの成形表面を画定する複数の突起を備えていてもよい。
【0027】
好ましくは、成形支持体は、ガラスシートの周辺領域でガラスシートと接触するように構成されている。
【0028】
好ましくは、成形支持体は、ガラスシートの周辺領域でガラスシートに接触するようにリング金型として構成されている。リング金型は、ガラスシートをその上に支持するための上部成形面を有する。リング金型の成形面の内側では、リング金型はガラスシートに接触していない。リング金型は、1つ以上の成形レールを備えている。
【0029】
好ましくは、ガラスシートの第1の部分が、ガラスシートの第1の主表面の一部である。
【0030】
好ましくは、ガラスシートの第1の部分は、ガラスシートの第1の主表面の一部であり、ガラスシートの第2の主表面の一部ではない。
【0031】
好ましくは、ガラスシートの第1の部分は、ガラスシートの周辺部分である。好ましくは、周辺部分は、ガラスシートの周辺端から距離DPまで延び、距離DPは、好ましくは100mm~400mmであり、例えば、距離は100mm、または150mm、または200mm、または250mm、または300mm、または350mm、または400mmであってもよい。
【0032】
好ましくは、ガラスシートの第1の部分は、ガラスシートの全周囲の周りに延びる。
【0033】
好ましくは、ガラスシートの第1の部分は、少なくとも1つの(第1の)流体の噴流をガラスシートの第1の部分に向けることにより意図的に冷却される。好ましくは、第1の流体の噴流は空気を含み、より好ましくは圧縮空気を含む。
【0034】
好ましくは、複数の流体の噴流が、ガラスシートの第1の部分に向けられる。
【0035】
好ましくは、ガラスシートの第1の部分は、ガラスシートの第1主表面の周辺部分であり、第1の部分は、流体の少なくとも1つの(第1の)噴流を、ガラスシートの第1主表面の周辺部分に向けることにより意図的に冷却される。このような実施形態では、好ましくは、第1の流体の噴流は空気を含み、より好ましくは圧縮空気を含む。
【0036】
流体、好ましくは空気の少なくとも1つの噴流をガラスシートの第1の部分に向けることによって意図的な冷却が達成される場合、好ましくは、流体の各噴流は、所望の量の冷却を達成するのに十分な温度および/または圧力にある。
【0037】
適切には、工程(iv)に続いて、本方法は、成形ガラスの温度を100℃未満、典型的には周囲温度、すなわち、室温まで下げるための工程(iv)の後の冷却工程を含む。この冷却工程は、熱強化工程および/または焼鈍し工程を含むことができる。好ましくは、この冷却工程は、成形ガラスシートを熱的に強化しない。こそのような冷却工程に続いて、表面圧縮応力測定が行われ得る。
【0038】
いくつかの実施形態では、工程(iv)の前に成形部材が提供され、工程(iv)中に、ガラスシートを成形支持体と成形部材との間でプレスすることによりガラスシートが成形される。適切には、成形部材は、成形支持体が提供されると同時に提供されるが、成形部材は、工程(i)の前または後に提供されてもよい。
【0039】
好ましくは、ガラスシートは、成形支持体と成形部材との間にガラスシートをプレスするために、成形支持体および成形部材のうちの少なくとも一方を他方に向かって動かすことにより、成形部材と成形支持体との間で成形される。
【0040】
成形部材が提供されると、工程(iii)中にガラスシートを成形支持体上に位置付けさせるために、成形部材が成形支持体から十分に離れていることは容易に明らかであろう。
【0041】
成形部材が提供され、工程(iv)中に、前記ガラスシートを前記成形支持体と成形部材との間でプレスすることにより前記ガラスシートが成形される実施形態では、成形部材は、工程(iv)中に、ガラスシートの前記第2の主表面に接触するための成形表面を有する全面成形部材であることが好ましい。全表面成形部材は、全表面成形部材が形状適合性成形部材ではないように成形支持体に対して固定された成形面を含む。多くの場合、先行技術では、全表面成形部材の成形面は剛性であり、すなわち凸状または凹形状に配置されているがそこから変更できないため、全表面成形部材は剛性金型または剛性全表面成形部材として知られている。
【0042】
工程(iv)中に全表面成形部材が使用される場合、ガラスシートの第1の主表面の第1の部分を意図的に冷却することが好ましい。容易に明らかなように、全面成形部材はガラスシートの第2の主表面と成形接触するため、このような部分は、接近不能であるため、成形工程中にガラスシートの第2の主表面の特定の部分を意図的に冷却することは困難である。しかしながら、その成形面に少なくとも1つの開口部を有する成形部材を提供することは、本発明の範囲内であり、必要な場合、成形工程(iv)中に、この開口部を通して冷却流体がガラスシートの第2の主表面の一部を意図的に冷却するように方向付けることができる。
【0043】
好ましくは、成形部材は、少なくとも2つの(第1および第2の)可動成形部材を備える。第1の可動成形部材は、第2の可動成形部材に対して移動可能である。少なくとも2つの可動成形部材を有する適切な成形部材は、US5,122,177、WO2012/166365A1およびUS2015/0007612A1に記載されている。
【0044】
成形部材が提供され、工程(iv)中にガラスシートが成形支持体と成形部材との間でガラスシートをプレスすることにより成形される実施形態では、他の好ましい特徴がある。
【0045】
好適には、ガラスシートは、成形支持体と成形部材との間で巻かれていない。
【0046】
好ましくは、成形支持体および/または成形部材は、形状適合性のあるプレス要素ではない。形状適合性のあるプレス要素は、それとのガラス接触のための少なくとも1つの表面を有し、それは、加圧表面、例えば加圧可撓性膜である。
【0047】
好ましくは、成形部材および成形支持体はそれぞれ、剛性の成形面を有する。
【0048】
好ましくは、成形部材は、成形支持体に対して垂直に配設される。
【0049】
好ましくは、成形部材および成形支持体は、曲げのための軸に沿って位置し、工程(iv)の前に、成形部材は成形支持体から離間し、成形部材および成形支持体のうちの少なくとも一方を軸に沿って移動させる際に、その分離が減少するように他方に向かって曲げるために、成形支持体に支持されたガラスシートは、成形支持体と成形部材との間で所望の曲率にプレス曲げされる。成形部材は、曲げ軸に対して平行または実質的に平行な方向に、成形支持体に対して移動することが好ましい。特に、成形支持体上に支持されたガラスシートは、成形部材に対して巻かれていない。
【0050】
好ましくは、成形支持体は凹状の成形面を有し、成形部材は成形支持体の凹状の成形面と相補的な凸状の成形面を有する。
【0051】
好ましくは、成形部材は、成形支持体上に支持されたときにガラスシートの第2の主表面に接触するための凸状成形表面を有する。
【0052】
好ましくは、成形部材は、1つ以上の開口部を中に有する成形面を有する。成形部材の成形面の1つ以上の開口部のうちの少なくとも1つは、真空源などの低圧源と流体連通していてもよい。
【0053】
好ましくは、成形部材には、保護カバーが設けられており、これにより、成形部材の保護カバーは、工程(iv)中にガラスシートに接触する。成形部材が保護カバーを備える場合、成形部材のガラスシートとの成形接触は、保護カバーを介して行われる。好ましくは、成形部材の保護カバーは、例えば、ステンレス鋼、ガラス繊維、ポリフェニレンテレフタルアミド繊維(例えば、Kevlar(商標))、Kevlar(商標)をブレンドした材料、グラファイトを含有するポリベンゾオキサール(PBO)繊維(例えば、Zylon(商標))、またはこれらの繊維の様々な織物で作製された布を含む。
【0054】
成形部材が提供され、工程(iv)中に、ガラスシートを前記成形支持体と成形部材との間でプレスすることによりガラスシートが成形される他の実施形態では、成形支持体は、ガラスシートの第1の主表面に接触する成形面を有する全面成形支持体であり、成形部材は、ガラスシートの第2の主表面に接触する成形レールを有する少なくとも1つの成形レールを備えることが好ましい。
【0055】
いくつかの実施形態では、工程(iv)中に、重力の影響下で熱軟化したガラスシートをたわませることにより、ガラスシートが成形される。
【0056】
本発明の第1の態様のいくつかの実施形態では、ガラスシートの第1の部分から熱を抽出するように構成された熱交換装置によって意図的な冷却が提供される。
【0057】
好ましくは、熱交換装置は、ガラスシートの部分とは直接接触しない。
【0058】
好ましくは、熱交換装置は、冷却流体を運ぶための少なくとも1つの(第1の)パイプを含む冷却回路を備える。
【0059】
好ましくは、熱交換装置はカバーを含む。好ましくは、熱交換装置用のカバーは、例えば、ステンレス鋼、ガラス繊維、ポリフェニレンテレフタルアミド繊維(例えば、Kevlar(商標))、Kevlar(商標)をブレンドした材料、グラファイトを含有するポリベンゾオキサール(PBO)繊維(例えば、Zylon(商標))、またはこれらの繊維の様々な織物で作製された布を含む。
【0060】
いくつかの実施形態では、ガラスシートの第2の部分は、工程(iv)中に意図的に冷却される。
【0061】
ガラスシートの第2の部分は、ガラスシートの第1の主表面または第2の主表面の一部であってもよい。
【0062】
ガラスシートの第2の部分は、ガラスシートの第1の主表面の周辺部分であってもよい。
【0063】
好ましくは、第1の部分は、ガラスシートの第1の主表面の一部であり、第2の部分は、ガラスシートの第1の主表面の一部である。
【0064】
好ましくは、ガラスシートの第1の部分およびガラスシートの第2の部分は、ガラスシートの離隔された領域である。ガラスシートの領域は、工程(iv)中に意図的に冷却されていないガラスシートの第1の部分と第2の部分との間に、ガラスシートの少なくとも一部があるときに離隔される。
【0065】
好ましくは、ガラスシートの第2の部分は、ガラスシートの第1の部分が意図的に冷却されているときに、意図的に冷却される。
【0066】
好ましくは、ガラスシートの第2の部分は、ガラスシートの第1の部分を意図的に冷却するために使用されるのと同じ冷却手段を使用して、意図的に冷却される。好適には、ガラスシートの第2の部分は、少なくとも1つの(第1の)流体の噴流をガラスシートの第2の部分に向けることにより意図的に冷却され、好ましくは、ガラスシートの第2の部分に向かう方向にある第1の流体の噴流は、空気、特に圧縮空気を含む。
【0067】
誤解を避けるために、本発明の第1の態様の好ましい実施形態では、第1の主表面と第2の対向する主表面とを有するガラスシートを成形する方法が提供され、本方法は、(i)成形部材を提供し、かつ前記ガラスシートをその上に支持するための成形支持体を提供する工程と、(ii)ガラスシートを、成形に好適な温度に加熱する工程と、(iii)ガラスシートの第1の主表面が成形支持体と接触するように、ガラスシートを前記成形支持体上に位置付けるための位置付ける工程と、(iv)成形部材とガラスシートの第2の主表面との間の成形接触を行うことにより、成形支持体上でガラスシートを成形し、それにより成形支持体と成形部材との間でガラスシートを成形する成形工程と、を含み、工程(iv)中に、ガラスシートの第1の主表面の少なくとも一部が、流体、好ましくは空気の少なくとも1つの噴流を第1の主表面の第1の部分に向けることにより意図的に冷却され、さらに、成形工程(iv)中に、ガラスシートが前記成形支持体上にあるとき、ガラスシートの前記第2の主表面に流体、好ましくは空気の噴流が向けられない。
【0068】
本発明の第1の態様の他の実施形態は、他の好ましい特徴を有する。
【0069】
第1の部分がガラスシートの周辺部分、特にガラスシートの第1の主表面の周辺部分である実施形態では、工程(iv)に続いて、本方法は、成形ガラスの温度を100℃未満、典型的には周囲温度、すなわち室温まで下げるための焼鈍し工程または冷却工程を含み、好ましくは焼鈍し工程または冷却工程に続いて、周辺部にCS MPa以下の表面圧縮応力があり、CSは、40、または30、または25、または20、または15であり、すなわち、周辺部分の表面圧縮応力は40MPa以下、または周辺部分の表面圧縮応力は30MPa以下、または周辺部分の表面圧縮応力は25MPa以下、または周辺部の表面圧縮応力は20MPa以下、または周辺部の表面圧縮応力は15MPa以下である。
【0070】
第1の部分がガラスシートの周辺部分、特にガラスシートの第1の主表面の周辺部分である実施形態では、工程(iv)に続いて、本方法は、成形ガラスの温度を100℃未満、典型的には周囲温度、すなわち室温まで下げるための焼鈍し工程または冷却工程を含み、好ましくは焼鈍し工程または冷却工程に続いて、周辺部分の表面圧縮応力を、工程(iv)中に意図的な冷却がない場合の周辺部の表面圧縮応力と比較して、5MPa~25MPa、好ましくは5MPa~20MPa、より好ましくは5MPa~15MPa増加する。例えば、このような実施形態では、意図的な冷却は、少なくとも1つの空気噴流をガラスシートの周辺部分に向けることを含むことができ、空気が周辺部分に向けられない場合、周辺部分の表面圧縮応力はベースラインレベルであり、工程(iv)中に空気が周辺部分に向けられると、周辺部分の表面圧縮応力は、ベースラインレベルと比較して5MPa~25MPaだけ増加する。
【0071】
第1の部分がガラスシートの周辺部分、特にガラスシートの第1の主表面の周辺部分である実施形態では、工程(iv)に続いて、本方法は、成形ガラスの温度を100℃未満、典型的には周囲温度、すなわち室温まで下げるための熱強化を含むことが好ましく、これにより、熱強化工程に続いて、周辺部分に少なくとも50MPa、または少なくとも55MPa、または少なくとも60MPa、または少なくとも65MPa、または少なくとも70MPa、または少なくとも75MPa、または少なくとも80MPa、または少なくとも85MPa、または少なくとも90MPaの表面圧縮応力(CS3)があるようになる。好ましくは、CS3は200MPa未満である。
【0072】
本発明の第1の態様の他の実施形態は、他の好ましい特徴を有する。
【0073】
好ましくは、成形支持体は、成形支持体を加熱するための加熱手段を含む。加熱手段を有することにより、成形支持体を曲げに適した温度に設定することができる。
【0074】
好ましくは、工程(iv)に続いて、成形ガラスシートを適切に熱処理または冷却して、温度を周囲温度、典型的には50℃未満かつ0℃を超える温度まで低下させる。
【0075】
好ましくは、工程(iv)に続いて、CS MPa以下の表面圧縮応力が第1の部分に存在し、CSは40、または30、または25、または20、または15である。
【0076】
好ましくは、工程(iv)に続いて、CS1が0、または0.5、または1、または2、または3、または4、または5であるCS1 MPa以下の表面圧縮応力が第1の部分に存在する。
【0077】
好ましくは、工程(iv)に続いて、第1の部分に表面圧縮応力があり、第1の部分の表面圧縮応力が、工程(iv)中に意図的な冷却がないときの第1の部分の表面圧縮応力に比べて、5MPa~25MPa、好ましくは、5MPa~20MPa、より好ましくは、5MPa~15MPaだけ増加する。誤解を避けるために、本発明の第1の態様による方法を実施し、かつ工程(iv)中に、ガラスシートの第1の部分の意図的な冷却がない、すなわち空気がガラスシートの第1の主表面の第1の部分に向けられない場合、ガラスシートの第1の部分は、ベースラインの表面圧縮応力を有している。本発明の第1の態様に従って別の同一のガラスシートが成形される場合、ガラスシートの第1の部分の表面圧縮応力はベースラインの表面圧縮応力よりも大きく、増加が、5MPa~25MPa、好ましくは5MPa~20MPa、より好ましくは5MPa~15MPaであることが好ましい。
【0078】
好ましくは、工程(iv)に続いて、成形されたガラスシートは、熱強化(thermally toughened or thermally tempered)されない。
【0079】
好ましくは、工程(iv)に続いて、少なくとも50MPa、または少なくとも55MPa、または少なくとも60MPa、または少なくとも65MPa、または少なくとも70MPa、または少なくとも75MPa、または少なくとも80MPa、または少なくとも85MPa、または少なくとも90MPaの第1の部分における表面圧縮応力(CS2)があり、さらに好ましくは、CS2は200MPa未満である。
【0080】
成形工程(iv)は、t1~t2の持続時間を有し、ガラスシートの第1の部分の意図的な冷却は、t3~t4の持続時間を有する。
【0081】
好ましくは、ガラスシートの第1の部分の意図的な冷却の持続時間は、成形工程(iv)の持続時間と同じである。すなわち、t2-t1=t4-t3が好ましい。
【0082】
好ましくは、ガラスシートの第1の部分の意図的な冷却は、成形工程(iv)が始まると同時に開始する。すなわち、t1=t3が好ましい。
【0083】
好ましくは、成形工程が開始した後、成形工程が終了する前に、意図的な冷却が開始される。すなわち、t3>t1およびt3<t4であることが好ましい。
【0084】
好ましくは、ガラスシートの第1の部分の意図的な冷却は、ガラスが成形された後も継続する。すなわち、t4>t2が好ましい。
【0085】
好ましくは、ガラスシートはソーダ石灰シリカガラス組成である。典型的なソーダ石灰シリカガラス組成(重量での)は、SiO2 69~74%;Al2O3 0~3%;Na2O 10~16%;K2O 0~5%;MgO 0~6%;CaO 5~14%;SO3 0~2%、およびFe2O3 0.005~2%である。ガラス組成はまた、他の添加物、例えば精製補助剤を含有することもでき、これは、通常、最高2%の量で存在するであろう。透過したガラスの色は、BSEN410などの認められた標準に関して測定することができる。
【0086】
好ましくは、ガラスシートは、1mm~10mm、より好ましくは1.2mm~4mm、さらにより好ましくは1.2mm~2.4mmの厚さを有する。
【0087】
好ましくは、ガラスシートは1.5mm~2.5mm、より好ましくは1.6mm~2.3mmの厚さを有する。
【0088】
好ましくは、工程(iv)に続いて、成形ガラスシートは、車両、特に自動車の窓ガラスの一部として使用される。適切には、車両の窓ガラスは、フロントガラス、サンルーフ、リアウィンドウ、またはサイドウィンドウである。
【0089】
好ましくは、工程(ii)中に、ガラスは580℃~680℃の温度に加熱される。
【0090】
好ましくは、工程(ii)中に、ガラスシートは均一に加熱される。
【0091】
好ましくは、成形支持体は、工程(iii)において成形支持体の保護カバーがガラスシートに接触するように保護カバーが設けられている。成形支持体が保護カバーを含む場合、成形支持体のガラスシートとの成形接触は、成形支持体の保護カバーを介して行われる。好ましくは、成形支持体の保護カバーは、例えば、ステンレス鋼、ガラス繊維、ポリフェニレンテレフタルアミド繊維(例えば、Kevlar(商標))、Kevlar(商標)をブレンドした材料、グラファイトを含有するポリベンゾオキサール(PBO)繊維(例えば、Zylon(商標))、またはこれらの繊維の様々な織物で作製された布を含む。
【0092】
いくつかの実施形態では、工程(iv)に続いて、成形ガラスシートは、積層グレージングの第1ガラスプライとして使用され、積層グレージングは、少なくとも1つの接着性中間層材料のシートによって第2のガラスプライに接合された第1のガラスプライを備える。
【0093】
好ましくは、第2のガラスプライは、第1のガラスプライを成形するために使用される成形プロセスとは異なる成形プロセスで成形される。
【0094】
好ましくは、工程(iv)中に意図的に冷却された第1のガラスプライの第1の部分が積層グレージングの表面1の一部であるように、第1のガラスプライは積層グレージングの外側プライである。好ましくは、積層グレージングの表面1は凸面を有する。
【0095】
好ましくは、第1のガラスプライはソーダ石灰シリカ組成を有し、第2のガラスプライは、第1のガラスプライに接合される前に化学的に強化されている。
【0096】
好ましくは、第2のガラスプライは、66~72mol%のSiO2、1~4mol%のAl2O3、8~15mol%のMgO、1~8mol%のCaO、12~16mol%のNa2O、好ましくはMgO+CaOは12~17Mol%であり、CaO(MgO+CaO)は0.1~0.4の範囲である。
【0097】
好ましくは、第2のガラスプライは、(重量で)58%~70%のSiO2、5%~15%のAl2O3、12%~18%のNa2O、0.1%~5%のK2O、4%~10%のMgO、および0%~1%のCaOを含み、但しAl2O3とMgOとの合計が13%を超え、Al2O3の量とMgOの量との合計をK2Oの量で割ったものが3を超え、かつNa2OとK2OとMgOとの合計が、22%を超える組成を有する。
【0098】
好ましくは、第2のガラスプライが、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成を有し、好ましくはこのアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成が、少なくとも約6重量%の酸化アルミニウムを含む。
【0099】
好ましくは、第2のガラスプライは、第1のガラスプライよりも薄い。
【0100】
好ましくは、第2のガラスプライは、0.5mm~2.1mmの厚さを有する。
【0101】
好ましくは、意図的に冷却された第1のガラスプライの第1の部分が積層グレージングの表面1の一部であるように、第1のガラスプライは積層グレージングの外側プライである。従来の命名法を使用すると、積層グレージングの表面1は積層グレージングの最も外側の表面であり、積層グレージングが設置場所にあるとき、例えば車両にフロントガラスとして設置されているときに、太陽光線が当たる最初の表面である。
【0102】
好ましくは、接着性中間層材料の少なくとも1つのプライは、ポリビニルブチラール(PVB)を含む。
【0103】
好ましくは、接着性中間層材料の少なくとも1つのプライは、音響変性PVBを含む。
【0104】
好ましくは、接着性中間層材料の少なくとも1つのプライは、エチレン酢酸ビニル(EVA)などのエチレンのコポリマーを含む。
【0105】
好ましくは、接着性中間層材料の少なくとも1つのプライは、ポリウレタン、特に熱可塑性ポリウレタン(TPU)を含む。
【0106】
工程(iv)に続いて、成形ガラスシートが続いて積層グレージングの第1のガラスプライとして使用される実施形態では、接着性中間層材料の少なくとも1つのシートによって第2のガラスプライに接合された第1のガラスプライを含む積層グレージングは、誤解を避けるために、このような実施形態では、工程(iv)に続いて、接着性中間層材料の少なくとも1つのシートを含む中間層構造を使用して、少なくとも別のガラスシートに積層される。
【0107】
好ましくは、中間層材料は、ポリビニルブチラール、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、またはエチレンとメタクリル酸とのコポリマーである。
【0108】
好ましくは、少なくとも別のガラスシートは、成形ガラスシートを成形するために使用される成形プロセスとは異なる成形プロセスで成形される。
【0109】
好ましくは、工程(iv)中に意図的に冷却された成形ガラスプライの第1の部分が積層グレージングの表面1の一部であるように、成形ガラスシートは積層グレージングの外側プライである。
【0110】
好ましくは、少なくとも別のガラスシートは、積層グレージングの外側プライである。
【0111】
好ましくは、成形ガラスシートおよび/または少なくとも別のガラスシートは、ソーダ石灰シリカ組成を有する。
【0112】
好ましくは、少なくとも別のガラスシートは、成形ガラスシートに積層される前に、すなわち、中間層構造を介して成形ガラスシートに接合される前に化学的に強化されている。
【0113】
好ましくは、成形ガラスシートは、ソーダ石灰シリカ組成を有し、少なくとも別のガラスシートは、成形ガラスシートに積層される前に化学強化されている。好ましくは、少なくとも別のガラスシートは、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成を有し、より好ましくはアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成は、少なくとも約6重量%の酸化アルミニウムを含む。
【0114】
好ましくは、少なくとも別のガラスシートは、成形ガラスシートよりも薄い。
【0115】
好ましくは、ガラスシートは0.5mm~2.1mm、より好ましくは0.5mm~1.0mmの厚さを有する。
【0116】
第2の態様から、本発明は、ガラスシートを成形するための装置を提供し、本装置は、ガラスシートをその上に支持するための成形支持体と、成形部材であって、ガラスシートを、成形部材と成形支持体との間でプレスすることにより、ガラスシートを成形するための成形部材と、ガラスシートが成形部材と成形支持体との間でプレスされているときに、ガラスシートの主表面に対して流体を向けるための1つ以上のノズルのアセンブリと、を備える。
【0117】
好ましくは、装置は、本発明の第1の態様による方法を実行するために、1つ以上のノズルのうちの少なくとも1つへの流体の流れを作動させる制御手段を備える。
【0118】
好ましくは、少なくとも1つのノズルはスロットノズルである。
【0119】
好ましくは、少なくとも1つのノズルは管状部分を含む。
【0120】
好ましくは、アセンブリは、入口、出口、および壁を有する管状部分を含み、この壁に少なくとも1つの穴があり、これにより流体が入口と出口との間を通過するとき、流体が、アセンブリの管状部分の壁の穴から放出される。
【0121】
好ましくは、ノズルの少なくとも1つは、ガラスシートが成形支持体と成形部材との間でプレスされると、成形支持体と接触するガラスシートの主表面に対して流体を向けるように配置されている。
【0122】
好ましくは、アセンブリは、ガラスシートが成形支持体と成形部材との間にプレスされているときに、成形支持体と接触するガラスシートの主表面に対して流体を向けるように構成され、アセンブリは、ガラスシートが成形支持体と成形部材との間でプレスされたときに、成形支持体と接触していないガラスシートの主表面に対して流体を向けないように構成されている。誤解を避けるために、この好ましい実施形態では、成形されるガラスシートは、第1の主表面と第2の対向する主表面とを有する。ガラスシートが成形支持体と成形部材との間でプレスされると、ガラスシートの第1の主表面は成形支持体と接触し、ガラスシートの第2の主表面は成形部材と接触する。アセンブリは、該プレス中に、流体がガラスシートの第1の主表面にのみに向けられるように構成されている。
【0123】
本発明の第2の態様の他の実施形態は、他の好ましい特徴を有する。
【0124】
好ましくは、成形支持体はリング金型である。
【0125】
好ましくは、成形部材は全表面金型である。
【0126】
好ましくは、成形部材は、少なくとも2つの金型部材を含み、その各々は互いに対して移動可能である。
【0127】
好ましくは、成形支持体は凹状の成形面を有し、成形部材は凸状の成形面を有する。好ましくは、成形支持体の凹状成形面は、成形部材の凸状成形面と相補的である。
【0128】
好ましくは、成形部材および/または成形支持体には、保護カバーが設けられており、これにより、ガラスシートが成形部材と成形支持体との間でプレスされているときに、それぞれの保護カバーがガラスシートと成形接触する。好ましくは、カバーは、例えば、ステンレス鋼、ガラス繊維、ポリフェニレンテレフタルアミド繊維(例えば、Kevlar(商標))、Kevlar(商標)をブレンドした材料、グラファイトを含有するポリベンゾオキサール(PBO)繊維(例えば、Zylon(商標))、またはこれらの繊維の様々な織物で作製された布を含む。
【0129】
第3の態様から、本発明は、少なくとも1つの(第1の)プライの接着性中間層材料を間に挟んだ第1のガラスプライと第2のガラスプライを含む積層グレージングの製造方法を提供し、本方法は、本発明の第1の態様による方法を使用して、第1および第2のガラスプライのうちの少なくとも一方を成形することを含む。
【0130】
第1のガラスプライは、接着性中間層材料の少なくとも第1のプライによって、第2のガラスプライに接合される。接着性中間層材料の少なくとも第1のプライによって第1のガラスプライを第2のガラスプライに接合するために、任意の適切な積層プロセスを使用することができる。
【0131】
好ましくは、第1のガラスプライは、本発明の第1の態様に従って成形され、第2のガラスプライは、異なる成形プロセスで成形される。
【0132】
好ましくは、接着性中間層材料の少なくとも1つのプライは、ポリビニルブチラール(PVB)を含む。
【0133】
好ましくは、接着性中間層材料の少なくとも1つのプライは、音響変性PVBを含む。
【0134】
好ましくは、接着性中間層材料の少なくとも1つのプライは、エチレン酢酸ビニル(EVA)などのエチレンのコポリマーを含む。
【0135】
好ましくは、接着性中間層材料の少なくとも1つのプライは、ポリウレタン、特に熱可塑性ポリウレタン(TPU)を含む。
【0136】
好ましくは、第1のガラスプライは、ソーダ石灰シリカガラスである。
【0137】
好ましくは、第2のガラスプライは、66~72mol%のSiO2、1~4mol%のAl2O3、8~15mol%のMgO、1~8mol%のCaO、12~16mol%のNa2O、好ましくはMgO+CaOは12~17Mol%であり、CaO(MgO+CaO)は0.1~0.4の範囲である。
【0138】
好ましくは、第2のガラスプライは、(重量で)58%~70%のSiO2、5%~15%のAl2O3、12%~18%のNa2O、0.1%~5%のK2O、4%~10%のMgO、および0%~1%のCaOを含み、但しAl2O3とMgOとの合計が13%を超え、Al2O3の量とMgOの量との合計をK2Oの量で割ったものが3を超え、かつNa2OとK2OとMgOとの合計が、22%を超える組成を有する。
【0139】
好ましくは、第2のガラスプライが、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成を有し、好ましくはこのアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成が、少なくとも約6重量%の酸化アルミニウムを含む。
【0140】
好ましくは、第1のガラスプライは、第1のガラスプライを、成形面を有する成形支持体、特にリング金型と、成形部材、特に、成形支持体の成形面と相補的な凸状成形面を有するダイ部材との間でプレスすることにより曲げられる。
【0141】
好ましくは、第2のガラスプライは、重力たわみ曲げプロセスを使用して曲げられる。
【0142】
好ましくは、第2のガラスプライは成形され、その後、第2のガラスプライは化学的に強化される。
【0143】
好ましくは、第2のガラスプライは、第1のガラスプライよりも薄い。
【0144】
好ましくは、第2のガラスプライは、0.5mm~2.1mmの厚さを有する。
【0145】
好ましくは、意図的に冷却された第1のガラスプライの第1の部分が積層グレージングの表面1の一部であるように、第1のガラスプライは積層グレージングの外側プライである。従来の命名法を使用すると、積層グレージングの表面1は積層グレージングの最も外側の表面であり、積層グレージングが設置場所にあるとき、例えば車両にフロントガラスとして設置されているときに、太陽光線が当たる最初の表面である。
【0146】
本発明の実施形態を、ここで、添付の図面を参照して、ほんの一例として記載する。
【図面の簡単な説明】
【0147】
【
図1】既知のプレス曲げステーションの概略断面図を示す。
【
図2】本発明による方法を実施するためのプレス曲げステーションの概略断面図を示しており、プレス曲げステーションは第1の構成にある。
【
図3】ノズルのアレイが成形リングの成形面の下にある状態で、ガラスシートを支持するための成形リングの概略平面図を示す。
【
図5】
図3とは異なるノズルのアレイでガラスシートを支持するための成形リングの概略平面図を示す。
【
図6】
図3とは異なるノズルのアレイでガラスシートを支持するための成形リングの概略平面図を示す。
【
図7】
図7a~eは、異なるノズル配置の概略等角図を示す。
【
図8】ガラスシートをプレス曲げする第2の構成にある
図2のプレス曲げステーションを示す。
【
図9】成形シーケンスおよび様々な空気吹込みシーケンスを示すグラフである。
【
図10】本発明による方法を実施するための別のプレス曲げステーションの概略断面図を示す。
【
図11】本発明による方法を実施するための重力曲げガラス金型の概略断面図を示す。
【
図12】ノズルのアレイの代わりに熱交換装置が成形リングの成形面の内側および下に提供されていることを除いては、
図3に示される種類の成形リングの等角図を示す。
【
図13】
図2に示す種類のプレス曲げステーションを組み込んだガラス曲げ線の一部の概略断面図を示す。
【0148】
図1は、自動車の窓などの車両用のガラスシートをプレス曲げするために使用される種類の既知のプレス曲げステーションの概略断面図を示している。このようなプレス曲げステーションは、単一のガラスプライ、または入れ子にされた対としての2つのガラスプライをプレス曲げするために使用されてもよい。
【0149】
プレス曲げステーション1は、下部3と上部5とを有する。
【0150】
下部3は、第1および第2の上部支持体11、13を有するリング金型9を含む。第1の上部支持体11は、上部成形面15を有し、第2の上部支持体13は、上部成形面17を有する。ガラスシート(この図には示されていない)は、上部成形面15、17上で支持されてもよい。誤解を避けるために、ガラスシートは、第1の主表面と対向する第2の主表面とを有する。ガラスシートが上部成形面15、17上に支持されるとき、第1(または第2)の主表面は成形面15、17に接触する。
【0151】
第1および第2の上部支持体11、13は、ガラスシートをその上に支持するための連続成形レールの一部であることが好ましい。したがって、成形面15、17は、連続成形レールの成形面の一部である。
【0152】
第1の上部支持体11は、第1の支持部材19に取り付けられ、第2の上部支持体13は、第2の支持部材21に取り付けられている。第1の支持部材19は、第1の線形アクチュエータ機構23に連結され、第2の支持部材21は、第2の線形アクチュエータ機構25に連結されている。各線形アクチュエータ機構23、25は、基部部材27に取り付けられている。第1および第2の線形アクチュエータ機構23、25を作動させて、第1および第2の支持部材19、21を移動させることができ、したがってそれぞれの第1および第2の上部支持体11、13を矢印29の方向に垂直に移動させることができる。
【0153】
第1および第2の上部支持体11、13の位置は、要素11´および13´として仮想線で示されている。要素11´、13´の位置において、第1および第2の上部支持体は、以下に説明するように成形位置にある。
【0154】
上部5は、下部成形面33を有するダイ部材31を備えている。下部成形面33は凸状であり、下部リング金型9の上部成形面11、13と相補的であるように構成されている。
【0155】
ダイ部材31は、第1および第2のダイ支持部材35、37に取り付けられている。第1のダイ支持部材35は、線形アクチュエータ39に連結され、第2のダイ支持部材37は、線形アクチュエータ41に連結されている。線形アクチュエータ39、41は、上部ガントリ43に取り付けられている。上部ガントリは、基部部材27と固定された空間関係にある。
【0156】
線形アクチュエータ39、41の作動時に、ダイ部材31は、矢印45の方向にリング金型9に向かって(またはこれから離れて)垂直に移動可能である。
【0157】
成形位置にあるダイ部材31の位置は仮想線で示されており、下部成形面は線33´の位置に示されている。
【0158】
図1では、下部リング金型9とダイ部材31の両方が、それぞれの線形アクチュエータ23、25および39、41によって互いに向かって移動可能である。
【0159】
通常、線形アクチュエータ23、25は、リング金型9の両側が同じ速度で上方(または下方)に移動するように同期されている。通常、線形アクチュエータ39、41は、ダイ部材31の両側が同じ速度で下方(または上方)に移動するように同期されている。
【0160】
図1に示す例の代替では、リング金型9は静止しており、ダイ部材31のみがリング金型に対して移動可能である。このような実施形態では、支持部材19、21は、それぞれの線形アクチュエータ23、25に連結されるのではなく、基部27に直接取り付けられている。
【0161】
図1に示す例の別の代替では、ダイ金型31は静止しており、リング金型9のみがリダイ部材31に対して移動可能である。このような実施形態では、ダイ支持部材35、37は、それぞれの線形アクチュエータ39、41に連結されるのではなく、上部ガントリ42に直接取り付けられている。
【0162】
リング金型およびダイ部材の移動のこのような代替構成は、当技術分野において周知である。
【0163】
第1および第2の上部支持体が要素11´および13´で示される位置にあり、ダイ部材31がリング金型9に向かって下方に移動することで、ダイ部材31の成形面が線33´で示される位置にあるとき、下部支持体上に支持されたガラスシートは、下部リング金型9と上部ダイ部材31との間で最終的な所望の形状に曲げることができる。
【0164】
当技術分野において既知であるように、上部ダイ部材31は、例えばWO2005/033026A1に記載されているように、その成形面に真空をかけるための少なくとも1つの開口部を有してもよい。
【0165】
図2は、本発明を実施するのに使用される種類のプレス曲げステーション51の概略断面図を示している。
【0166】
プレス曲げステーション51は、リング金型9に関連付けられたノズルのアレイ53の追加を除いて、プレス曲げステーション1と同様である(および同じ部品をラベル付けするために同じラベルが使用されている)。この例では、以下でより詳細に説明するように、ノズルのアレイ53は、リング金型9と機械的に連通している。
【0167】
ノズルのアレイ53は、それぞれの細長い部材55、57によって支持部材19、21に取り付けられている。各細長い部材55、57は、ノズルのアレイ53とそれぞれの支持部材19、21との間に強固な接続を提供する鋼ストリップである。
【0168】
図2、3および4をさらに参照すると、ノズルのアレイ53は、それと流体連通する複数のノズル61を有する管状部59を備える。2つのこのようなノズル61および61´が
図2に示されており、2つのこのようなノズル61*および61**が
図4に示される(
図4は
図3のセクションAを示す)。
【0169】
各ノズル61、61´は、それぞれの円錐部分63、63´と、出口オリフィスを有するそれぞれの円筒部分65、65´とを備える。この例におけるノズル61は、管状部59の長さに沿って均一に間隔を空けられているが、そうでなくてもよい。流体、すなわち空気、特に圧縮空気を管状部59に矢印60の方向に向けると、流体の噴流が各ノズル61からそれぞれのオリフィス67を介して矢印69の方向に放出される。
図4には、2つのノズル61*、61**が示されているため、それぞれの出口オリフィス67から直接放出される流体の2つの噴流69がある。
【0170】
図3に関連して、ノズルのアレイ53は、下部リング金型9の内周部に従い、リング金型9の開口部の内側に間隔を空けて、一方の側で細長い部材55、55´によって、および他方の側で細長い部材57、57´によってそれに接続されている。
【0171】
図3には、
図4を参照して説明した種類の複数のノズルがある。管状部59は、入力部71を有する連続リングの形態である。入力部71は、可撓性パイプ73を介してバルブ75に接続され、バルブは、ファンまたは圧縮ガス(すなわち、空気)シリンダーなどの流体源77と流体連通している。バルブ75は、入口部71を介してノズル53のアレイへの流体の流れを制御するために、コンピュータなどの制御手段(図示せず)を介して制御可能である。
【0172】
図2によく示されているように、ノズル61の場合、円筒部分65の出口端は上部成形面15の下にあり、ノズル61´の場合、円筒部分65´の出口端もまた、上部成形面17の下にある。
【0173】
ガラスのシートがリング金型9上に支持されるとき、流体の噴流は、成形面15、17と接触するガラスのシートの表面に対して向けられ得る。
【0174】
図5は、この例では異なるノズルのアレイ153が設けられていることを除いて、リング金型9の平面図を示している。ノズルのアレイは、4つの細長いスロットノズル154、155、156、および157を含む。各スロットノズルは、上記のように流体源に適切に接続されてもよい。ノズルのアレイ159は、リング金型9の壁の内側に位置し、その形状に従う。
図5に示すように、スロットノズル154および156は、リング金型9の曲率に一致するように湾曲し、スロットノズル155、157は、これらの領域のリング金型9の周辺部に一致するように真っ直ぐである。加熱されたリング金型9を提供するために、リング金型9の外周に隣接して線形ヒーター素子12、14も示されている。線形ヒーター素子122、124は、リング金型9の上部湾曲部分の外周付近に示されている。仮想線で示されているのは、リング金型9の上部成形面の下に位置付けられた線形ヒーター素子122´であり、このような線形ヒーター素子122´は、線形ヒーター素子122の代わりに、またはそれに加えてよい。ヒーター素子12、14および124の同様の位置決めも採用され得る。
【0175】
図6は、この例では異なるノズルアレイ253が使用されるリング金型9の平面図を示す。ノズルアレイ253は、ノズル61の代わりに、複数の穴261が管状部の壁に直接設けられていることを除いて、上述のような管状リング部を備える。これは、管状部259の一部を示す
図7aにさらに示されている。この例では、線形加熱素子12、14と湾曲した加熱素子222、223の両方を使用して、リング金型9を加熱する。上述のように、加熱素子は、リング金型9の上部成形面の下にあるように位置付けられてもよい。
【0176】
一例では、
図7aに示すように、管状部259の穴261は、管状部の長さに沿って直線的に配置される。
図7aは、管状部259の一部を示している。管状部259は、その長さに沿って円形断面を有する。線X-X´は、管状部259の中心に沿っている。管状部259の壁には7つの円形の穴261a、261b、261c、261d、261e、261f、261g、および261hがあり、各穴261a~hの中心は線X-X´と整列している。流体が管状部259を通過すると(例えば、線X→X´の方向に)、流体は穴261a~hから放出される。
【0177】
あるいは、
図7bに示されるように、穴は管状部の長さに沿って互い違いに配置されてもよい。
図7bは、管状部259の一部を示している。管状部259は、その長さに沿って円形断面を有する。線X-X´は、管状部259の中心に沿って並んでいる。管状部259の壁には、7つの円形穴261a´、261b´、261c´、261d´、261e´、261f´、261g´および261h´がある。穴261a´の中心は線X-X´の一方の側にあり、穴261b´の中心は線X-X´の他方の側にあり、以下同様である。
【0178】
別の例では、管状部の壁の複数の穴261は、
図7cに示されるように「ドミノファイブ」パターンで配置される。
【0179】
図7dに示される別の例では、管状部259は、上記の複数の穴の代わりに、その長さに沿ってスロット271を有する。流体が管状部259の長さに沿って通過すると、流体、例えば圧縮空気がスロットから流出することができる。
【0180】
さらに別の例では、管状部259は、その表面から延びる複数の管状ノズル281を有し、その一部が
図7eに示されている。
図7eでは、管状部259の表面から延びる7つの管状ノズル281a、281b、281c、281d、281e、281f、281gおよび281hがある。すべてのノズル281は、管状部259の長さに沿って円筒軸に対して同じ方向に配置されるが、各ノズルは、例えば
図7bに示されるように互い違いに整列されてもよい。各ノズル281は、一端に出口オリフィス282を有し、各ノズル281の他端は、管状部259の壁の穴に接続され、すなわち本質的に
図7aに示すように、管状ノズル281a~hがそれぞれの穴261a~hから延びるように接続される。流体が管状部259の長さに沿って通過すると、流体はノズル281から放出され得る。ノズル281aを参照すると、オリフィス282からの流体の噴流は、方向269に放出され、この方向は、管状部259の円筒軸に垂直であり得る。
【0181】
これらの例では、管状部は円形断面を有するが、異なる断面、例えば長方形または正方形断面を有する管状部が使用されてもよい。
【0182】
ノズル配置の選択は、成形段階中に必要な冷却の程度に基づいて行われる。例えば、
図7aを参照すると、管状部259は、15mm~30mmの内径を有し得る。各穴261a~hは、1mm~10mm、特に1mm~5mmの直径を有し得る。隣接する穴261a~h間の間隔は、5mm~20mmであってもよく、その間隔は均一であり得る。
図7a~7eに示されているノズル配置のいずれも、ノズルのアレイ53の代わりに使用することができる。そのようなノズル配置に供給される典型的な空気圧は、100psi未満、例えば10psi~80psiであり得る。
【0183】
ノズルのアレイで使用されるノズルの種類に関係なく、ノズルのアレイは、後述するように、プレス曲げプロセス中に熱軟化ガラスシートの下面に直接衝突するために、空気、特に圧縮空気などの冷却流体を上向きに(すなわち、
図2を参照すると、ダイ部材31に向かう矢印69、69´の方向に)向けるように構成されている。
【0184】
図8は、第2の構成(成形構成_上部成形ダイ部材31と下部リング金型9が互いに向かって移動し、リング金型9の上部成形面15、17に支持されたガラス100の熱軟化シートをプレスしている)のプレス曲げステーション51を示している。この構成では、リング金型9およびダイ部材31は、しばしば閉位置にあると称される。
【0185】
ガラスのシート100は、ソーダ石灰シリカガラス組成を有している。典型的なソーダ石灰シリカガラス組成(重量での)は、SiO2 69~74%;Al2O3 0~3%;Na2O 10~16%;K2O 0~5%;MgO 0~6%;CaO 5~14%;SO3 0~2%、およびFe2O3 0.005~2%である。ガラス組成はまた、他の添加物、例えば精製補助剤および他の着色料を含有することもでき、これらは、通常、最高2%の量で存在するであろう。透過したガラスの色は、BS EN410などの認められた標準に関して測定することができる当該技術分野においては、ソーダ石灰シリカガラスは、ソーダ石灰ケイ酸塩ガラスと称されることもある。
【0186】
好ましくは、ガラスシート100は、1mm~10mm、より好ましくは1.5mm~4mm、さらにより好ましくは1.5mm~2.5mm、さらにより好ましくは1.6mm~2.3mmの厚さを有する。
【0187】
上部ダイ部材31は、線形アクチュエータ39、41を作動させることによりリング金型9に向かって下方に移動した位置で示され、ダイ部材は、それぞれの線形アクチュエータ39、41に連結された第1および第2のダイ支持部材35、37に取り付けられている。
【0188】
ノズルのアレイ53は、それぞれの細長い部材55、57を介して支持体19、21に連結されているため、線形アクチュエータ23、25を作動させて第1および第2の支持部材を動かし、それによってリング金型9を動かし、また、ノズルのアレイ53も同時に動かす。示された実施形態の代替案では、ノズルのアレイ53は、基部部材27に固定されてもよい。別の代替案では、ノズルのアレイ53に別個のアクチュエータ機構を設けて、リング金型9の上下運動とは無関係にノズルのアレイを上下に(すなわち、矢印29の方向に)動かすことができる。
【0189】
ガラスシート100は、リング金型9と上部ダイ部材31との間でプレス曲げされると、ガラスシート100は、ガラスシート100に所望の曲率を獲得させるプレス動作に固有のいずれかの動き以外の成形支持体上のガラスシート100の動きがないように、下部支持体11、13の成形面15、17上にそのまま残る。例えば、
図2に示す構成で、リング金型9上のガラスシート、すなわち下部支持体11、13の成形面15、17と接触する状態で開始する場合、リング金型9を上部ダイ部材31に向かって分離することが、
図8に示す構成に到達するために削減される。
図8を参照すると、リング金型は矢印29の方向にダイ部材31に向かって移動し、ダイ部材は矢印45の方向に(方向29、45は垂直に対して平行である)リング金型9に向かって移動して、ガラスシート100をプレス曲げする。。
【0190】
数秒間、すなわち最長で10秒間続く
図8に示す第2の構成の間、バルブ75は、流体源77からの冷却空気が、可撓性パイプ73を介してノズルのアレイ53に提供されるように、制御手段(図示せず)によって作動される。
【0191】
図8には2つのノズル61、61´が示されており、バルブ75が作動すると、ガラスシートがリング金型9とダイ部材31との間でプレス曲げされている間、冷却空気がガラスシート100の下面に向けられる。ガラスシート100の下面は、リング金型9の成形面と接触するガラスシート100の主表面である。ガラスシート100は、ガラスシートの上面と呼ばれることがある対向する主表面を有する。ガラスシート100の上面は、プレス曲げ工程中に、成形ダイ31の成形面33と接触している。
【0192】
図示のように、ノズルはガラスシートの下面から十分に間隔を空けて配置されているため、ノズルはガラスシートの下面に接触しない。ノズル61、61´の出口端は、プレス曲げ工程中にガラスシートの下面から10mm~100mmにあってもよい。ノズルが熱で軟化したガラスシートの下面に接触する場合、光学的歪みは、成形ガラスシートをもたらすことができる。
【0193】
プレス曲げ工程中にガラスシートの下面のみに冷却空気を吹き付けることにより、ガラスシートを室温まで冷却すると、プレス曲げ工程中にガラスシートの下面に冷却空気を吹き付けない同じ曲げプロセスと比べて、ガラスシートの下面の圧縮応力が増加することがわかった。表面圧縮(または圧縮)応力測定は、Strainoptics Laser GASP-CSを用いて行うことができる(http://www.strainoptics.com/files/Laser%20GASP-CS%20Quick-Start%20(English).pdf)。このような機器は、Strainoptics,Inc.,108 W.Montgomery Avenue,North Wales,PA 19454 USAから入手可能である。
【0194】
例えば、プレス曲げ工程中にガラスシートの下面に冷却空気を吹き付けないと、ガラスを室温まで冷却するアニール工程の後、曲げられたガラスシートの縁部の75mm内側の周辺領域の表面圧縮応力が、10MPa以下、すなわち5MPa~9MPaであることが分かった。
【0195】
同じ曲げプロセスを使用する際に、プレス曲げ工程中にガラスシートの下面のみに冷却空気を向けることにより、曲げられたガラスシートの縁部の75mm内側の周辺領域の表面圧縮応力を増加させることが可能であることが分かった。ガラスを室温まで冷却するための同じアニーリング工程に続いて、曲げられたガラスシートの縁部の75mm内側の周辺領域の表面圧縮応力は、最大約25MPa、例えば、5MPa~25MPaだけ増加することが分かった。
【0196】
曲げられたガラスシートの縁部の75mm内側の周辺領域における表面圧縮応力を、5MPa~25MPaだけ、好ましくは5MPa~15MPaだけ、より好ましくは7MPa~15MPaだけ増加させることが好ましい。
【0197】
曲げられたガラスシートの例の縁部の75mm内側の周辺領域の表面圧縮応力は、ガラスシートを成形するために使用される成形プロセスの種類によって影響を受ける可能性がある。例えば、
図2および8に示されているものと同様の構成のプレス曲げステーションを使用すると、曲げられたガラスシートの縁部の75mm内側の周辺領域の表面圧縮応力は、最大20MPa、例えば、2MPa~20MPaであり得る。この特定のプレス曲げステーションで本発明を使用することにより、曲げられたガラスシートの縁部の75mm内側の周辺領域の表面圧縮応力を、例えば約25MPaだけ増加させる、すなわち5MPa~25MPaだけ増加させることが予想されるであろう。
【0198】
曲げられたガラスシートの縁部の75mm内側の周辺領域の表面圧縮応力の増加は、ノズルのアレイに供給される空気圧によっても影響を受ける可能性がある。例えば、プレス曲げ工程中に一定時間ノズルアレイ53に冷却空気を供給すると、ノズルアレイ53に供給される高い空気圧を使用することが、曲げられたガラスシートの縁部の75mm内側の周辺領域におけるより高い表面圧縮応力をもたらすことが分かった。
【0199】
さらに、ノズルのアレイを備える装置をプレス曲げステーションに組み込むことにより、必要な場合にのみプレス曲げ中に冷却を作動させることが可能であり、すなわち、プレス曲げステーション1の代わりに同じプレス曲げステーション51を使用することができる。
【0200】
本発明の一実施形態によれば、ガラスシートが成形されているとき、冷却空気はガラスシートの下面のみに向けられる。
【0201】
冷却空気は、成形中のガラスシートの選択領域、特にその周辺領域を冷却するように向けられる。冷却空気は、ガラスシートが成形されるときに発生し得るいかなる自然冷却にも追加の冷却を提供する。
【0202】
一旦冷却されると、曲げられたガラスシート100は、モノリスとして使用され得るか、または例えば車両のフロントガラスまたはサイドウィンドウを作製するために別のガラスシートに積層され得る。本発明に従って曲げられたガラスシートは、このような積層体の外側プライであることが好ましい。本発明に従って曲げられたガラスシートが、積層グレージング、特に車両のフロントガラスの外側プライである場合、従来の命名法を使用して、冷却空気が、積層グレージングの表面1となるガラス表面に向けられることが好ましい。
【0203】
積層グレージングのもう一方の(第2の)ガラスシートは、異なる組成を有し、かつ/または異なる曲げプロセス、例えば重力たわみ曲げプロセスを使用して曲げられていてもよい。
【0204】
周辺領域の表面圧縮応力を増加させることにより、積層グレージングの外側プライとして一度積層された曲げガラスシートは、積層応力により変更された表面圧縮応力を有する場合があり、すなわち積層前に内側プライと外側プライが入れ子になった対を形成しない。表面圧縮応力の増加は、積層応力のバランスをとり、適切な応力特性を備えた積層グレージングを提供する。
【0205】
図9は、成形シーケンスと成形シーケンス中の様々な空気吹込みシーケンスを示すグラフである。軸500は秒単位の時間を表し、この軸の各主要単位は1秒である。この例では、成形シーケンスは、前の図を参照して説明したプレス曲げ操作である。
【0206】
線502は、その間にガラスシートを成形するときの一対の相補的なプレス曲げ部材の位置の時間変化を示す。プレス曲げ部材は、
図8を参照して説明したようなもの、例えば、上部ダイ部材31および下部リング金型9であり得る。
【0207】
時間t=t1で、プレス曲げ部材が閉じられ、成形構成に到達する(
図8を参照)。各プレス曲げ部材は、熱軟化ガラスシートが2つのプレス曲げ部材の間でプレス曲げされるように成形位置にある。
【0208】
時間t=t4において、プレス曲げ部材は、ガラスシートがプレス曲げ部材間でもはやプレスされないように離れる(すなわち、開く)ように移動される。例えば、リング金型9および成形ダイ31は、
図2に示される位置に移動されてもよい。プレス曲げ工程に続いて上部ダイ部材31がリング金型9から離れるとき、成形面33の開口部を通して真空を提供することにより、曲げられたガラスをダイ部材31の成形面33上に支持することができる。
【0209】
したがって、成形工程、すなわち、プレス曲げ工程の持続時間は、(t4-t1)秒である。
【0210】
線504は、一実施形態において、成形またはプレス工程の全持続時間中にノズルのアレイを使用して冷却空気を下部ガラス表面に向ける方法を示している。すなわち、
図8を参照すると、バルブ75は、バルブ75の適切な作動により空気供給がオフに切り替えられると、ノズルのアレイがガラス表面に冷却空気を向けることを、時間t=t1で始まり、時間t=t4で終わるように作動される。この例では、冷却空気がガラス表面に向けられている持続時間、すなわち、時間t1~t4の間に、ノズルのアレイへの空気圧は一定に保たれた。
【0211】
線506は、別の実施形態において、冷却空気がガラス表面に向けられることが時間t=t2(t2> t1)で始まるように、ノズルのアレイが適切に切り替えられる方法を示している。冷却空気は、次いで、バルブ75の適切な作動により、時間t=t4でオフに切り替えられる。そのため、プレス曲げ部材が成形位置に達した後、冷却空気をオンに切り替えるのに遅れが生じる。この例でも、空気圧は、空気パルスの持続時間、すなわち、t2~t4の間、一定であった。冷却空気は、(t4-t2)秒の持続時間、ガラス表面に向けられた。
【0212】
線508は、別の実施形態において、冷却空気が、時刻t=t1でオンに切り替えられ、次いで時刻t=t3(t3<t4)でオフに切り替えられる方法を示している。したがって、冷却空気パルスは、プレス曲げ工程が終了する前にオフに切り替えられる。冷却空気は、冷却空気がガラス表面に向けられている間、すなわちt1~t3の間、同じ圧力に保たれた。冷却空気は、(t3-t1)秒の持続時間中に、ガラス表面上に向けられた。
【0213】
線510は、別の実施形態において、冷却空気が、時間t=t2(t2>t1)でオンに切り替えられ、次いで、時刻t=t3(t3<t4)でオフに切り替えられる方法を示している。そのため、成形部材が成形位置に達した後、冷却空気をオンに切り替えるのに遅れが生じ、成形工程の終了前に冷却空気がオフに切り替えられる。この例でも、冷却空気がガラス表面に向けられている持続時間、すなわちt2~t3の間、空気圧は一定に保たれた。冷却空気は、(t3-t2)秒の持続時間、ガラス表面に向けられた。
【0214】
線512は、別の実施形態において、冷却空気が、時間t=t2(t2>t1でオンに切り替えられる方法を示している。冷却空気は、次いで、時間t=t5(t5>t4)でオフに切り替えられる。したがって、冷却空気は、プレス曲げ工程の完了後もガラス表面に向けられたままである。ここでも、冷却空気がガラス表面に向けられている持続時間、すなわちt2~t5の間、空気圧は同一に保たれた。冷却空気は、(t5-t2)秒の持続時間中に、ガラス表面上に向けられた。例えば、線512で表される冷却シーケンスを使用すると、曲げられたガラスシートの縁部の75mm内側の周辺領域で、表面圧縮応力を冷却なしのベース線レベルから最大15MPa、例えば7MPa~12MPaだけ増加させることができる。対照的に、同じ成形条件を使用するが、線504で示される冷却シーケンスを使用すると、表面圧縮応力を、冷却なしのベース線から最大25MPa、例えば、10MPa~20MPaだけ増加させることができる。
【0215】
空気圧が、冷却空気パルスのオンに切り替える時間とオフに切り替える時間の間で変化し得ることもまた、本発明の範囲内である。例えば、線504を参照すると、冷却空気は、時間t=t4に比べて時間t=t1において異なる圧力を有してもよい(冷却空気は、時間=t4に比べて時間t=t1においてより高い圧力またはより低い圧力のいずれかでノズルのアレイに提供される)。
【0216】
図10は、ガラスシート200をプレス曲げするための別のプレス曲げステーション151を示している。
【0217】
この例では、下部成形支持体179は、凸状成形表面を有する。熱軟化されたガラスシート200は、凸状成形面上でたわむようにされ、上部プレスリング181によって凸状成形面にプレスされている。上部プレスリング181は、例えば、ガントリに固定されているそれぞれの線形アクチュエータ189、191に連結された適切な支持体185、187にプレスリングを取り付けることにより、上部プレスリングがガントリに対して移動できるように、固定上部ガントリ183と機械的に連通している。この例では、下部成形支持体179はガントリに対して固定位置にあるが、ガントリに対して移動可能であってもよい。上部成形リング181は、ガントリに対して移動可能である。上部プレスリング181は、
図1を参照して説明した下部リング金型9と同様である。
【0218】
ノズル53のアレイは、上部成形リングと共に移動するために支持体185、187に取り付けられている。ノズル53のアレイは、
図2を参照して説明した通りであるが、冷却空気の噴流を上方に向ける代わりに、冷却空気の噴流は下方に向けられる。この実施形態では、プレス曲げ工程中に、冷却空気は、下部成形支持体179と接触していないガラスシート200の主表面、すなわちノズル53のアレイに面する主表面にのみ向けられる。
【0219】
図10には示されていないが、ノズルのアレイは、
図2を参照して前述した方法で適切なバルブおよび流体供給部と流体連通している。
【0220】
図11は、重力の影響下でガラスシートを曲げるための装置351を示し、しばしば「たわみ曲げ」、「重力たわみ曲げ」または「重力曲げ」と称される。本発明のこの実施形態では、平坦なガラスシートがリング金型上に位置付けられ、軟化温度に加熱され、重力の影響下でその上にたわませることができる。
【0221】
リング金型309は、ガラス成形中にガラスシートの主表面に接触するための上部成形面を有するという点で、
図1に関連して説明したリング金型9と同様である。しかし、この例では、リング金型309は基部307に直接固定されており、基部307に対して移動可能ではない。通常、リング金型309はコンベヤシステム上の位置にあり、その上に平坦なガラスシートを備えたリング金型309を適切な加熱炉に通して、リング金型上での重力たわみ曲げを可能にするのに十分なレベルまでガラスの温度を上昇させる。
【0222】
リング金型は、関節部分を有することも知られており、これは、それぞれの関節部分が初期位置から最終位置に移動すると、ガラスの特定の部分に追加の曲率を付与するためのものである。
【0223】
ガラスシートは、熱の影響下で軟化し、リング金型309にぴったりと一致するようにたわむ。重力曲げを支援するために、追加の上部ダイ(図示せず)を使用してもよい。
図2で使用されたものと同じノズルのアレイ53、可撓性パイプ73、バルブ75、および流体供給部77も、この実施形態で使用される。曲げられたガラスシート300が、図に示されている。
【0224】
プレス曲げ部材が「閉じた」とき、すなわち、成形位置にあるときに始まるものとしてプレス曲げ工程を定義することが可能であるプレス工程中とは異なり、重力曲げ工程では、成形工程の実際の開始を定義することはより困難である。しかし、本発明の目的のために、たわみ曲げプロセスは、ソーダ石灰シリカガラス組成について、ガラスシートが550℃の温度に達したときに開始したと定義される。
【0225】
前の例は、曲げ工程中にガラス表面の一部に冷却流体を供給するためのノズルのアレイに関して説明されたが、ガラス成形中に熱軟化ガラスシートから熱を抽出するために熱交換装置が使用されてもよい。
【0226】
このような熱交換装置の例として、
図12は、このような熱交換装置を組み込んだ成形リング609を示している。成形リング609は、
図1を参照して説明したリング金型9に類似している。
【0227】
成形リング609は、4つの壁611、612、613、および614を有し、平面図において、成形リング609が、
図3に示されるリング金型9と同じ構成を有するように配置される。成形リング609は、ガラスシートをその上に支持するための上部成形面617を有する。成形リング609は、プレス曲げ操作で使用されてもよく、その場合、相補的な成形面を有する上部雄型ダイ部材も提供される。
【0228】
成形リングの4つの壁611、612、613、614は、熱交換装置653が位置している開口部を画定する。熱交換装置653は、入口660および出口661を有する環状構成に管659を含む。入口660は入口管662と流体連通しており、出口661は出口管663と流体連通している。管に適した材料には、ステンレス鋼が挙げられる。
【0229】
熱交換装置の管659は、8つのマウントによって成形リングの壁の内面に取り付けられるが、わかりやすくするために、そのうちの4つだけ654、655、656、および657のラベル付けされている。管659の表面は、ガラスシートが成形リング上で曲げられたときにガラスシートが管659に接触しないように、成形リングの成形面617より下にある。成形プロセス中にガラスシートに接触する他の適切に構成された熱交換装置を使用してもよい。
【0230】
入口管662において、冷却流体、すなわち水または油などの液体が導入され、矢印667の方向に流れる。液体は熱交換チューブの周りを流れ、次いでに出口管663から矢印669の方向に流出する。冷却液により、成形工程中にガラスシートから熱を抽出させることができる。熱交換装置は、前述のノズルのアレイの代わりに、またはそれに加えて使用することができる。
【0231】
図13は、
図2に示す種類のプレス曲げステーション51を組み込んだガラス曲げ線701の一部の概略断面図を示している。
【0232】
ガラス曲げ線701は、加熱炉702、プレス曲げ炉704、および焼鈍炉706を含む。
【0233】
ローラーコンベアベッド708は、加熱炉702、プレス曲げ炉704、および焼鈍炉706を通って延び、ガラスシート700の搬送経路を画定する。ローラーコンベアベッドは、ガラスシート700を矢印712の方向に搬送するように構成された複数のローラー710を備える。この例では、ガラスシート700はローラー71と接触しているように示されているが、ガラスシート700は可動台上に位置付けられてもよく、可動台はローラー710と接触している。ローラー710の代替として、またはローラー710に加えて、空気浮上装置を使用して、ガラスシートを矢印712の方向に搬送することができる。
【0234】
加熱炉702では、ガラスシート700は、成形または曲げに適切な温度に加熱される。この炉には、必要に応じて電気/ガス加熱および対流加熱を組み込むことができる。
【0235】
プレス曲げ炉704の内部には、前述のようにプレス曲げステーション51がある。ガラスシート700が下部リング金型9とダイ部材31との間に搬送されると、ガラスシートは、その後のプレス曲げのためにリング金型9上に位置付けられる。ガラスシートをコンベヤーローラー710からリング金型9に移すための方法は先行技術において既知であり、例えば、コンベヤーローラーのいくつかはドロップローラーとして構成されてもよく、または好適に構成されたリング金型9に堆積させるために、真空プラテンを使用してコンベヤーローラーから熱軟化ガラスを持ち上げてもよい。
【0236】
上部ダイ部材31および/または線形アクチュエータ39、41は、線形アクチュエータ39、41の適切な作動によりダイ部材31の動きを制御するために、コンピュータなどの制御手段714と電気通信している。制御手段714は、ガラスの曲げ線701の他の部品、例えば、ローラーの速度を制御するためのコンベヤーローラーベッド708と電気通信していてもよい。
【0237】
ガラスシート700がリング金型9上に位置付けられた状態で、ガラスシート700をプレス曲げするために、リング金型9と上部ダイ31が互いに向かって(矢印45の方向に)移動する。
【0238】
ダイ部材31および下部リング金型9が成形位置にあるとき(
図8を参照)、制御手段714は信号をバルブ75に送る。次いで、バルブ75が開き、流体供給源77からの空気が、バルブ75および可撓性パイプ73と流体連通している連結パイプ73´を通過する。次いで、冷却空気は、前述のように、成形操作(プレス曲げ工程)中に、曲げられたガラスシートの下面のみに向かってノズルを通って流れることができる。
【0239】
バルブ75は、適切なケーブル78を介して制御手段714と電気通信している。流体源77は、適切なケーブル76を介して制御手段714と電気通信することができる。
【0240】
ガラスシートがリング金型9上にあり、プレス曲げされている場合、ガラスシートは、リング金型およびダイ部材の成形面にぴったり一致する以外は、リング金型に対して移動しないことが好ましい。例えば、プレス曲げ部材が「閉じる」プレス曲げプロセスの開始時において、リング金型9に面するガラス表面上の点p1は、リング金型9上の点p2と一致する。プレス曲げ工程全体(すなわち、
図9のt1~t2の間)において、点p1とp2とは一致し、それらの間には相対運動がないことが好ましい。
【0241】
担体リング718は、プレス曲げ炉704と焼鈍炉706との間に示されており、適切なアクチュエータ(図示せず)によって
図13に示す位置からダイ部材31とリング金型9との間の位置まで移動可能である(すなわち、矢印720の方向に移動することによる)。担体リング718の動きを制御するアクチュエータは、制御手段714によって制御されてもよい。
【0242】
ガラスシートがダイ部材31とリング金型9との間で成形されると、真空がダイ部材31の成形面の開口部に提供され、ガラスシートをダイ部材31の凸状成形面に対して保持することができる。次いで、リング金型9を矢印29の方向に下げ、ダイ部材を矢印45の方向に上げることができる。担体リング718は、ダイ部材31の成形面33に支持されたガラスシートとリング金型9との間に移動する。次いで、ダイ部材31の成形面の開口部にもたされた真空を除去し、おそらくダイ部材の成形面の同じ開口部に空気の後続の噴流を適用して、そこから曲げられたガラスシートを押し出す。次いで、曲げられたガラスシートは、適切に位置付けられた担体リング718上に落下して支持され、担体リングは
図13に示す位置に戻り、曲げられたガラスシートをコンベア部708´に置き、その後矢印712の方向に搬送して、焼鈍炉706に入れる。
【0243】
前の図では、リング金型9とダイ部材31とはそれぞれ露出した成形面15、15、33を有するように示されているが、好ましい実施形態では、リング金型9とダイ部材31のいずれかまたは両方に保護カバーを設けて、各金金型部材(複数可)の成形面を覆って、損傷および摩耗から保護することができる。好ましくは、カバーは、例えば、ステンレス鋼、ガラス繊維、ポリフェニレンテレフタルアミド繊維(例えば、Kevlar(商標))、Kevlar(商標)をブレンドした材料、グラファイトを含有するポリベンゾオキサール(PBO)繊維(例えば、Zylon(商標))、またはこれらの繊維の様々な織物で作製された布を含む。
【0244】
プレス曲げステーション51は、例えば車両のフロントガラスまたはサイドウィンドウなどの車両用の積層グレージングの外側プライを曲げるために使用されてもよい。外側プライは、ソーダ石灰シリカガラス組成を有してもよく、1mm~10mm、特に1.5mm~2.5mmの厚さを有してもよい。
図8および13から明らかなように、車両用の積層グレージングの外側プライ、例えば、車両のフロントガラスが、従来の命名法を使用してガラス曲げ線701を使用して作製されると、積層グレージングの表面1はプレス曲げ工程中に冷却空気を該表面に向けることによって冷却されている。
【0245】
このような積層グレージングの内側プライは、以下のように製造され得る。
【0246】
化学的に強化可能なガラスのシートが提供され、積層グレージングの内側プライ、すなわち、車両のフロントガラスに使用されるであろう。適切な化学強化可能なガラス組成としては、US7,666,511B2に記載されているようなアルカリアルミノケイ酸塩組成が挙げられる。他の適切な化学強化可能なガラス組成は、WO2014/148020A1およびWO99/48824A1に記載されている。
【0247】
内側プライのための具体的な組成は、68mol%のSiO2、2.5mol%のAl2O3、11モル%のMgO、3.7mol%のCaO、14.2mol%のNa2O、0.6mol%のK2Oである。この組成の場合、MgO+CaOは14.7mol%であり、Na2O+K2Oは14.8mol%である。これは、公開されているWO2014/148020A1の20ページの表2の組成番号13である。
【0248】
化学強化可能なガラスのシートは、1mmの厚さであり、曲げられていない外側プライと同じ周辺部を有するように切断されている(但し、これが内側プライであることを考慮して、寸法がわずかに小さい場合がある)。化学強化可能なガラスのシートは、0.4mm~1.2mm、または0.5mm~1mmの厚さを有することができる。
【0249】
化学的に強化可能なガラスのシートは、曲げられる前に適切に縁加工し、洗浄してもよい。
【0250】
化学強化可能なガラスのシートを適切なリング金型の上に置き、化学強化可能なガラスのシートをその周辺部近くで支持する。化学的に強化可能なガラスのシートは、化学的強化可能なガラスシートを重力の影響下で軟化させかつたわませるのに十分な温度まで加熱され、これは通常、たわみ曲げと呼ばれる。ガラスは、本発明の第1の態様による方法を使用して製造された成形外側プライの形状のものに近い形状にたわみ曲がる。しかしながら、内側プライの曲率は外側プライと同じでなくてもよい。
【0251】
次いで、化学的に強化可能なガラスの曲げられた内側プライは、室温まで温度を下げるために制御された冷却を使用して焼鈍しされる。
【0252】
化学的に強化可能なガラスの曲げられた内側プライは、イオン交換プロセスを使用して化学的に強化される。通常、ナトリウムイオンは、カリウムイオンに化学的に交換される。化学的に強化可能なガラスの平坦なシートも化学的に強化され得る。
【0253】
上記の特定の組成では、内側プライを化学的に強化して、400MPaを超える、通常は450MPa~675MPaの表面圧縮応力を有するようにすることが可能である。化学的に強化されたガラスプライの層の厚さ(DOL)は、10μm~60μmである。
【0254】
また、1mm以下の厚さを有するガラスのプライを熱的に強化することは難しいが、曲げられた内側プライは熱的に強化されることが想定される。
【0255】
一実施形態では、積層グレージングスを製造するために、ソーダ石灰シリカガラス組成を有する曲げられた外側プライと、上述のように曲げられ、かつ化学的に強化されたガラス組成を有する曲げられた内側プライが提供される。
【0256】
一対の曲げられた内側プライおよび外側プライが洗浄され、0.3mm~1.5mmの厚さを有する中間層材料のプライが内側プライと外側プライと間に位置付けられる。この特定の例では、中間層材料はPVBの厚さ0.76mmのプライであったが、他の適切な接着性中間層材料、例えば、エチレン酢酸ビニル(EVA)または音響変性PVBが使用されてもよい。
【0257】
内側プライと外側プライとの間にPVB層を有するアセンブリは、PVB層を介して内側プライを外側プライに接合するために適切な積層条件を使用して積層される。
【0258】
このように製造された積層グレージングは、成形工程中に外側プライの選択された領域の意図的冷却を提供することなく外側プライを曲げることと比較して、修正された応力特性を有する。積層後に積層グレージングに導入されるいかなる積層応力も、外側プライが本発明に従って成形されるときに外側プライに生じる修正された圧縮応力によって補償される。
【0259】
ガラスシートを成形する方法が記載されており、本方法が、(i)ガラスシートを支持するための成形支持体を提供する工程と、(ii)ガラスシートを成形用の温度まで加熱する工程と、(iii)ガラスシートを成形支持体上に位置付ける工程と、(iv)ガラスシートを成形支持体上でガラスシートを成形する工程とを含み、工程(iv)中にガラスシートの少なくとも一部が、意図的に冷却される。好ましい実施形態では、成形工程(iv)は、下部成形支持体と上部成形部材との間で熱軟化ガラスシートをプレス曲げすることを含み、工程(iv)中に、下部成形支持体に面するガラスシートの主表面の一部のみが、空気の1つ以上の噴流を該部分に向けることにより冷却される。成形ガラスシートは、積層グレージングで特定の用途を見出す。成形方法を実施するのに有用な装置も記載されている。
【0260】
本発明は、内側ガラスプライが外側プライと同じ精度で曲げられていない場合に、積層グレージングの外側プライの応力を制御するための特定の利点を提供する。本発明を使用することにより、本発明を使用せずに製造された同じ積層グレージングと比較して、結果として得られる積層グレージングの外側プライは、外側プライの周囲に広がる周辺領域において改善された衝撃性能および耐擦傷性を有し得る。