JP6300100B2 - ガラス板収容治具及び化学強化ガラス板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、化学強化液に浸漬するために、複数枚のガラス板を縦姿勢で厚み方向に間隔を置いて配列した状態で収容するガラス板収容治具及び化学強化ガラス板の製造方法の改良技術に関する。

ガラス板の機械的強度を向上させる方法として、従来から化学強化と呼ばれる手法が使用されている。この化学強化では、ガラス板を化学強化液に浸漬することによって、ガラス表面のイオンと化学強化液中のイオンとが置き換わり、ガラス表面に圧縮応力が発生して機械的強度が向上する。

化学強化の工程は、予熱、強化、徐冷の順に行なわれることが一般的である。化学強化の工程を詳述すると、まずは、予熱工程で常温のガラス板を約４００℃まで１〜２時間程度空気加熱する。その後、強化工程でガラス板を約４００℃の化学強化液に２〜４時間浸漬する。最後に徐冷工程でガラス板を３〜４時間かけて常温まで冷却する。

ところで、化学強化の工程の中では、化学強化槽内の化学強化液にガラス板を浸漬する際に、ガラス板収容治具が使用される。

このガラス板収容治具では、ガラス板の搬送時の振動や徐冷工程で冷却風によってガラス板が揺れ、ガラス板を支持する支持部にガラス板が繰り返し接触することによって、ガラス板にカケや傷が形成する可能性がある。

このような事態を回避すべく、例えば、特許文献１のガラス板収容治具では、ガラス板を支持する支持部の表面がステンレス製の織布で被覆されている。

特開２００３−４８７３３号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているガラス板収容治具では、化学強化液からガラス板を引き上げる際、ステンレス製織布が化学強化液を含み、ガラス板の端部に化学強化液が垂れて付着してしまい、汚れ不良となる可能性がある。更には、固化した化学強化液（強化塩）によって、ステンレス製織布とガラス板が固着してしまうために、それを剥がす際にガラス板に割れや傷が発生する可能性がある。また、化学強化液を含む織布とガラス板が、徐冷工程において、長時間接触し続けることで、イオン交換が局所的に促進され、化学強化のムラを誘発する可能性もあった。

本発明は、上記事情に鑑み、ガラス板の割れや欠けを防止しつつ、化学強化液によってガラス板が汚れたり、化学強化のムラが生じるのを抑制することを技術的課題とする。

前記課題を解決するために創案された本発明に係るガラス板収容治具は、複数枚のガラス板を縦姿勢で厚み方向に間隔を置いて配列した状態で収容するガラス板収容治具であって、少なくとも１本の金属繊維で構成された紐状体を備え、一対の紐状体の交差で形成されるＶ字状凹部によって、ガラス板の端部が支持されることに特徴づけられる。ここで、紐状体は、複数の金属繊維を撚って紐状としたもの以外にも、１本の長い金属繊維（線）、複数の金属繊維を撚らずに単に束ねたものや撚らずに束ねた状態で相互に結合したもの等を含むが、織布、不織布等の金属繊維を布状としたものを除く（以下、同様）。

この構成では、紐状体によってガラス板の端部が支持される。そして、この紐状体は、布状ではないので、ガラス板の端部との接触面積が小さく、また、化学強化液から引き上げた後に、化学強化液を含む量も少ない。従って、ガラス板を化学強化液から引き上げた後に、紐状体から垂れる化学強化液の量も少なく、ガラス板が化学強化液の垂れによって汚れるのを抑制できる。また、固化した化学強化液（強化塩）によるガラス板と紐状体との固着も最小限に抑えられるので、ガラス板の割れや欠けも防止できる。さらに、化学強化液から引き上げた後に、ガラス板の端部と化学強化液が過剰に接触し続けるという事態も回避できるので、化学強化ムラの発生も抑制できる。また、Ｖ字状凹部でガラス板の端部を支持するので、ガラス板の移動が規制され、ガラス板をより確実に支持することができる。

上記の構成において、前記紐状体が、複数の金属繊維を撚り合わせてものであることが好ましい。

この構成であれば、紐状体の切断強度を向上させることができる。

上記の構成において、一対の紐状体が、互いに交差しながらジグザグ形状で厚み方向に延び、Ｖ字状凹部が厚み方向に複数形成されていることが好ましい。

この構成であれば、容易に、Ｖ字状凹部をガラス板の厚み方向に複数形成することができる。また、一対の紐状体が延びて複数のＶ字状凹部を形成しているので、それぞれのＶ字状凹部を別個の一対の紐状体で形成する場合に比較して、それぞれのＶ字状凹部の張力を均一にすることが容易である。これによって、それぞれのＶ字状凹部によるガラス板の端部の支持力を均一にすることが可能となる。

上記の構成において、一対の前記紐状体が、前記ジグザグ形状の頂点で固定部材に固定されていることが好ましい。

この構成であれば、容易に、紐状体をジグザグ形状にすることができる。また、ある頂点間で紐状体が切断しても、他の頂点間の紐状体が緩むことを防止できる。

上記何れかの構成において、前記ガラス板における少なくとも上端部と両方の側端部が、前記紐状体で支持されることが好ましい。

すなわち、何ら手段を講じなければ、ガラス板における上端部と両方の側端部では、化学強化液から引き上げた後に、ガラス板の支持部からガラス板の側に化学強化液が垂れやすい。従って、上記の構成であれば、ガラス支持部からガラス板の側に化学強化液が垂れることを効果的に抑制できる。

前記課題を解決するために創案された本発明に係る化学強化ガラス板の製造方法は、複数枚のガラス板を縦姿勢で厚み方向に間隔を置いて配列した状態で化学強化液に浸漬する浸漬工程を備えた化学強化ガラス板の製造方法であって、浸漬工程で、少なくとも１本の金属繊維で構成された紐状体の一対の交差で形成されるＶ字状凹部によって、ガラス板の端部が支持されることに特徴づけられる。

この構成では、冒頭の発明で説明した作用及び効果と実質的に同様の作用及び効果を得ることができる。

以上のように本発明によれば、ガラス板の割れや欠けを防止しつつ、化学強化液によってガラス板が汚れたり、化学強化のムラが生じるのを抑制することができる。

本発明の実施形態に係るガラス板収容治具を示す斜視図である。 上側支持部と側方支持部がガラス板の端部を支持した状態を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面に基づき説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るガラス板収容治具１を示す斜視図である。このガラス板収容治具１は、化学強化液に浸漬するために、複数枚のガラス板２を縦姿勢で厚み方向に間隔を置いて配列した状態で収容する。

本実施形態では、ガラス板２は矩形状であり、ガラス板２の大きさは、例えば、１ｍ×１ｍ以上であるが、勿論、これ未満の大きさであってもよい。また、ガラス板２の板厚は、例えば、０．０５ｍｍ〜２．００ｍｍであるが、これに限定されるものでは無い。

なお、説明の便宜上、本実施形態では、図１のガラス板２の厚み方向を前後方向とし、図１の手前側を前側、奥側を後側とする。そして、縦方向と横方向はガラス板２の縦方向と横方向とする。

ガラス板収容治具１は、本実施形態では、枠状であり、配列された複数枚のガラス板２の周囲を取り囲み、これらのガラス板２を収容する空間を形成する。

ガラス板収容治具１は、本実施形態では、平面視で矩形の隅に配置されて上下方向に延びる柱部３と、柱部３の間を前後方向に延びて柱部３を連結する複数の梁部４と、柱部３の間を横方向に延びて連結する複数の桁部５とを備える。

本実施形態では、桁部５は、柱部３の上下方向の中間部を相互に連結する一対の上側桁部５ａと、上側桁部５ａの下側に配設される一対の中間桁部５ｂと、柱部３の上下方向の下端部を相互に連結する一対の下側桁部５ｃとで構成される。一対の上側桁部５ａ、一対の中間桁部５ｂ、一対の下側桁部５ｃは、それぞれ、ガラス板収容治具１の前後に同じ高さで配設される。

そして、ガラス板収容治具１は、ガラス板２を支持する支持部を備える。この支持部は、ガラス板２の上端部を上側から支持する一対の上側支持部６ａと、ガラス板２の両側の側端部を側方から支持する二対の側方支持部６ｂと、ガラス板２の下端部を下側から支持する一対の下側支持部６ｃとで構成される。なお、上側支持部６ａ及び側方支持部６ｂの数は、特に限定されるものではなく、ガラス板２のサイズ等によって適宜変更できる。

上側支持部６ａは、その前後方向の両端が、不図示のボルト等の締結部材によって着脱自在に一対の上側桁部５ａの上面に取り付けられる。

二対の側方支持部６ｂのうち一対は、その前後方向の両端が、不図示のボルト等の締結部材によって一対の上側桁部５ａの上面に固定される。二対の側方支持部６ｂのうちの残りの一対は、その前後方向の両端が、不図示のボルト等の締結部材によって一対の中間桁部５ｂの上面に固定される。

下側支持部６ｃは、その前後方向の両端が、不図示のボルト等の締結部材によって一対の下側桁部５ｃの上面に固定される。

図２に示すように、上側支持部６ａと側方支持部６ｂは、ガラス板２の端部２ａを支持する紐状体７と、紐状体７を固定する固定部材８を主要な構成要素とする。固定部材８は、前後方向に所定の間隔で形成されたＶ字状の溝部８ａを有する。

一方、図示は省略するが、本実施形態では、下側支持部６ｃは、平板状部材と、これに固定された金属製織布とで構成されている。下側支持部６ｃは、この金属製織布でガラス板２の端部２ａを支持する。金属製織布は、例えば、平板状部材に載置された状態で紐状体７が巻き付けられることによって平板状部材に固定されている。

本実施形態では、紐状体７は、複数の金属繊維を撚ることで構成されている。紐状体７の径は、例えば、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍが好ましく、０．３ｍｍ〜０．９ｍｍがより好ましく、０．４ｍｍ〜０．８ｍｍが最も好ましい。紐状体７の径が、０．２ｍｍ未満の場合には、紐状体７の強度が不足する可能性がある。紐状体７の径が、１．０ｍｍを超える場合には、柔軟性が不足する可能性がある。

紐状体７を構成する金属繊維の径は、例えば、８μｍ〜１６μｍが好ましく、９μｍ〜１５μｍが更に好ましく、１０μｍ〜１４μｍが最も好ましい。金属繊維の径が８μｍ未満の場合には、強度が不足する可能性がある。金属繊維の径が１６μｍを超える場合には、柔軟性が不足する可能性がある。

紐状体７を構成する金属繊維の材料は、耐熱性に優れ、化学強化液に対して、耐食性を有し、不純物が溶出しない材料であれば、特に限定されないが、このような材料としては、例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のステンレスが挙げられる。下側支持部６ｃの金属製織布を構成する金属繊維も同様である。なお、これらの紐状体７や金属製織布以外のガラス板収容治具１の各部の材料も、同様である。

本実施形態では、一対の紐状体７ａ，７ｂが、それぞれ、ジグザグ形状で蛇行しながら前後方向に延びている。一対の紐状体７ａ，７ｂは、前後方向の複数個所で相互に交差している。そして、一対の紐状体７ａ，７ｂは、このジグザグ形状の頂点で固定部材８に、例えばボルト８ｂ、ワッシャ等の締結部材によって固定されている。本実施形態では、一対の紐状体７ａ，７ｂは、その一端でつながっており、１本の長い紐状体７の一部となっている。

本実施形態では、紐状体７ａのジグザグ形状の屈曲角度と直線部分の寸法は一定であり、紐状体７ｂのジグザグ形状の屈曲角度と直線部分の寸法は一定である。また、紐状体７ａのジグザグ形状の屈曲角度と、紐状体７ｂのジグザグ形状の屈曲角度は同一であり、紐状体７ａのジグザグ形状の直線部分の寸法と、紐状体７ｂのジグザグ形状の直線部分の寸法は同一である。

紐状体７ａ，７ｂは、それぞれのジグザグ形状の幅方向の中心線（前後方向に沿った直線）が重なるように配設されている。そして、紐状体７ａ，７ｂは、それぞれのジグザグ形状がこの重なった中心線を対称軸とした対称形状となるように配設されている。

ガラス板２の端部２ａは、一対の前記紐状体７ａ，７ｂの交差した部位の周辺部で形成されるＶ字状凹部７ｃによって支持される。なお、本実施形態では、一対の前記紐状体７ａ，７ｂは、交差した箇所で相互に接触しているが、Ｖ字状凹部７ｃでガラス板２の端部２ａを支持できるならば、接触しなくてもよい。また、図示例では、ガラス板２の端部２ａは、丸められた状態であるが、これに限定されること無く、例えば、角ばった状態、面取りされた状態等であってもよい。

Ｖ字状凹部７ｃにおけるＶ字の角度αは、好ましくは１２０°以下、更に好ましくは９０°以下である。角度αが１２０°を超えると、ガラス板２の端部２ａの移動を規制できず、ガラス板２の端部２ａを確実に支持できない可能性がある。また、Ｖ字状凹部７ｃにおけるＶ字の角度αは、溝部８ａにおけるＶ字の角度βより大きくなるように設定されている。

本実施形態では、Ｖ字状凹部７ｃと固定部材８の溝部８ａとは、前後方向位置が同一である。図示例のように、ガラス板２の端部２ａが、Ｖ字状凹部７ｃに支持された状態では、ガラス板２の端部２ａと溝部８ａとの間には隙間があり、少しの振動等でガラス板２が少し前後方向に移動しても、ガラス板２の端部２ａは、溝部８ａと接触することは無く、ガラス板２の端部２ａが損傷することは無い。一方、大きな振動等でガラス板２が大きく前後方向に移動しようとした場合、あるいは、紐状体７が切断した場合に、固定部材８の溝部８ａによって、ガラス板２の端部２ａの前後方向位置が規制され、隣接するガラス板２に接触する事態を回避することができる。

次に、本発明の実施形態に係る化学強化ガラス板の製造方法について説明する。

本実施形態では、化学強化ガラス板の製造方法は、予熱工程、強化工程（浸漬工程）、徐冷工程を備える。

最初に、常温で、上側支持部６ａを取り外した状態のガラス板収容治具１内に、複数枚のガラス板２を縦姿勢で厚み方向に間隔を置いて配列した状態で設置し、上側支持部６ａをガラス板収容治具１に取り付ける。これで、ガラス板２の上端部及び両方の側端部が、紐状体７によって支持された状態となる。

そして、このガラス板２を収容したガラス板収容治具１を、予熱工程で、約４００℃まで１〜２時間程度空気加熱し、常温のガラス板２を約４００℃まで加熱する。

予熱工程後に、強化工程で、ガラス板２を収容したガラス板収容治具１を、約４００℃の化学強化液に２〜４時間浸漬し、ガラス板２を化学強化する。

強化工程後（化学強化液から引き上げた後）に、徐冷工程で、ガラス板２を収容したガラス板収容治具１を、ガラス板を３〜４時間かけて常温まで冷却し、ガラス板２を常温まで冷却する。

徐冷工程後に、常温で、ガラス板収容治具１から上側支持部６ａを取り外し、ガラス板収容治具１内から、ガラス板２を取り出す。これで、化学強化されたガラス板２が得られ、本実施形態の化学強化ガラス板の製造方法が完了する。

以上のように構成されたガラス板収容治具１では、紐状体７によってガラス板２の端部２ａが支持される。そして、この紐状体７は、ガラス板２の端部２ａとの接触面積が小さく、また、化学強化液から引き上げた後に、化学強化液を含む量が少ない。従って、ガラス板２を化学強化液から引き上げた後に、紐状体７から垂れる化学強化液の量も少なく、ガラス板２が化学強化液の垂れによって汚れるのを抑制できる。また、固化した化学強化液（強化塩）によるガラス板２と紐状体７との固着も最小限に抑えられるので、ガラス板２の割れや欠けも防止できる。さらに、化学強化液から引き上げた後に、ガラス板２の端部２ａと化学強化液が過剰に接触し続けるという事態も回避できるので、化学強化ムラの発生も抑制できる。加えて、紐状体７は、金属繊維で構成されているので、所定の柔軟性を有する。従って、紐状体７にガラス板２が繰り返し接触しても、ガラス板２にカケや傷が生じる可能性は低くなる。このように、本実施形態のガラス板収容治具１によれば、ガラス板２の割れや欠けを防止しつつ、化学強化液によってガラス板２が汚れたり、化学強化のムラが生じるのを抑制することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲で様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、下側支持部６ｃが、金属製織布で、ガラス板２の下端部を支持していたが、下側支持部６ｃも、紐状体７で、ガラス板２の下端部を支持してもよい。

１ ガラス板収容治具
２ ガラス板
２ａ 端部
７，７ａ，７ｂ 紐状体
７ｃ Ｖ字状凹部
８ 固定部材

Claims (6)

1. 複数枚のガラス板を縦姿勢で厚み方向に間隔を置いて配列した状態で収容するガラス板収容治具であって、
   少なくとも１本の金属繊維で構成された紐状体を備え、
   一対の前記紐状体の交差で形成されるＶ字状凹部によって、前記ガラス板の端部が支持されることを特徴とするガラス板収容治具。
2. 前記紐状体が、複数の金属繊維を撚り合わせたものであることを特徴とする請求項１に記載のガラス板収容治具。
3. 一対の前記紐状体が、互いに交差しながらジグザグ形状で前記厚み方向に延び、
   前記Ｖ字状凹部が前記厚み方向に複数形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板収容治具。
4. 一対の前記紐状体が、前記ジグザグ形状の頂点で固定部材に固定されていることを特徴とする請求項３に記載のガラス板収容治具。
5. 前記ガラス板における少なくとも上端部と両方の側端部が、前記紐状体で支持されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のガラス板収容治具。
6. 複数枚のガラス板を縦姿勢で厚み方向に間隔を置いて配列した状態で化学強化液に浸漬する浸漬工程を備えた化学強化ガラス板の製造方法であって、
   前記浸漬工程で、少なくとも１本の金属繊維で構成された紐状体の一対の交差で形成されるＶ字状凹部によって、前記ガラス板の端部が支持されることを特徴とする化学強化ガラス板の製造方法。

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