JP2018529611A - Heat tempered automotive glass - Google Patents
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Abstract
強化された自動車用ガラス系シートまたは自動車用ガラス積層体並びにその強化された自動車用ガラス系シートまたは自動車用積層体を製造するためのプロセスおよびシステムが提供される。このプロセスは、ガラスシートの表面圧縮および中央張力を固定するのに十分に長い間、非接触熱伝導によって、そのシートを冷却する工程を有してなる。そのプロセスにより、熱強化された自動車用ガラスシートおよび自動車用積層体が得られる。 Provided are a tempered automotive glass sheet or automotive glass laminate and a process and system for producing the reinforced automotive glass sheet or automotive laminate. This process comprises cooling the sheet by non-contact heat conduction for long enough to fix the surface compression and central tension of the glass sheet. The process provides a thermally reinforced automotive glass sheet and automotive laminate.
Description
本出願は、2015年10月2日に出願された米国仮特許出願第62/236296号および2016年1月22に出願された米国仮特許出願第62/281971号および2016年1月29日に出願された米国仮特許出願第62/288851号の米国法典第35編第119条の下での優先権の恩恵を主張するものであり、また2015年7月30日に出願された米国特許出願第14/814232号および2015年7月30日に出願された米国特許出願第14/814274号および2015年7月30日に出願された米国特許出願第14/814293号および2015年7月30日に出願された米国特許出願第14/814232号および2015年7月30日に出願された米国特許出願第14/814303号および2015年7月30日に出願された米国特許出願第14/814363号および2015年7月30日に出願された米国特許出願第14/814319号および2015年7月30日に出願された米国特許出願第14/814335号の一部継続出願であり、また米国法典第35編第120条の下での優先権の恩恵を主張するものであり、それらの内容の全てがここに依拠され、ここに引用される。 This application is filed on U.S. Provisional Patent Application No. 62/236296 filed on October 2, 2015 and U.S. Provisional Patent Application Nos. 62/281971 and January 29, 2016 filed on Jan. 22, 2016. US patent application filed July 30, 2015, claiming the benefit of priority under 35 USC § 119 of US Provisional Patent Application No. 62 / 288,851 No. 14/814232 and U.S. Patent Application No. 14/814274 filed on July 30, 2015 and U.S. Patent Application Nos. 14/814293 filed on July 30, 2015 and Jul. 30, 2015. U.S. Patent Application Nos. 14/814232 and 14/814303 and 2015 filed July 30, 2015. U.S. Patent Application No. 14/814363 filed on July 30, and U.S. Patent Application No. 14/814319 filed on July 30, 2015, and U.S. Patent Application No. 14/814319 filed on July 30, 2015. No. 14/814335, which is a continuation-in-part application and claims the benefit of priority under 35 USC 35, 120, the contents of which are all relied upon and cited herein. Is done.
本開示は、広く、熱強化された自動車用ガラスシートおよび物品(モノリスおよび積層体を含む)に関し、詳しくは、薄い熱強化された自動車用ガラスシートおよび物品、並びにそのような自動車用ガラスシートの熱強化のための関連方法およびシステムに関する。 The present disclosure relates generally to thermally tempered automotive glass sheets and articles (including monoliths and laminates), and in particular, to thin thermally reinforced automotive glass sheets and articles, and to such automotive glass sheets. It relates to related methods and systems for thermal enhancement.
自動車、全車両、機関車、ボート、船舶、および航空機を含む車両または輸送用途における、サイドウィンドウ、風防、リアウィンドウ、表示パネル(ヘッドアップ・ディスプレイ、インフォテイメント表示パネル、全地球位置測定システムパネルなどを含む)、バックミラー、ヘッドライトのカバー、テールランプのカバー、ドアトリム、シートバック、ピラー、ドアパネル、ダッシュボード、センターコンソール、およびサンルーフとして、ガラスを使用することができる。そのようなガラスは、車両または輸送用途の窓または風防に使用される場合、「板ガラス(glazing)」と呼ばれることがよくある。ガラスは、モノリス(すなわち、ガラスの1枚の、しばしば厚いシートとして)として、または積層体(ガラスの複数のシートおよびそれらガラスシートの間にある随意的な中間層を含む)として使用されることがある。ガラスは、透明、半透明(semi-transparent、translucent)、または不透明であることがある。車両または自動車用途に使用されるよくあるタイプの板ガラスには、透明なものと薄い色の付いたものがある。積層体構造には、低コスト、自動車および他の用途のための十分な耐衝撃性、並びにそれぞれの車両に関するより低い燃費を含むいくつかの利点がある。 Side windows, windshields, rear windows, display panels (head-up displays, infotainment display panels, global positioning system panels, etc.) in vehicles or transportation applications including automobiles, all vehicles, locomotives, boats, ships, and aircraft Glass) can be used as rearview mirrors, headlight covers, taillight covers, door trims, seat backs, pillars, door panels, dashboards, center consoles, and sunroofs. Such glass is often referred to as “glazing” when used in windows or windshields for vehicle or transportation applications. Glass is used as a monolith (ie, as a single, often thick sheet of glass) or as a laminate (including multiple sheets of glass and an optional intermediate layer between the glass sheets) There is. The glass may be transparent, semi-transparent, translucent, or opaque. Common types of glass panes used in vehicle or automotive applications are transparent and lightly colored. The laminate structure has several advantages including low cost, sufficient impact resistance for automobiles and other applications, and lower fuel consumption for each vehicle.
強度が重要である用途(上述した自動車用途など)において、従来のガラスの強度は、コーティング、熱強化、機械的強化および化学強化(例えば、イオン交換過程による)を含むいくつかの方法により向上させることができる。熱強化は、特にそのようなシートがモノリスとして使用される場合、厚いガラスシートでそのような用途に従来使用されており、ガラス表面を通じて厚い圧縮応力層を形成するという利点を持つ。しかしながら、その圧縮応力の大きさは、比較的低く、典型的に、100MPa未満である。従来の熱強化は、比較的薄いガラス、例えば、厚さが約2mm未満のガラスシートにとって次第に効果がなくなってきている。 In applications where strength is important (such as the automotive applications described above), the strength of conventional glasses is improved by several methods including coating, thermal strengthening, mechanical strengthening and chemical strengthening (eg, by an ion exchange process). be able to. Thermal strengthening has the advantage of forming a thick compressive stress layer through the glass surface, which is conventionally used for such applications with thick glass sheets, especially when such sheets are used as monoliths. However, the magnitude of the compressive stress is relatively low, typically less than 100 MPa. Conventional thermal strengthening is becoming less effective for relatively thin glasses, such as glass sheets having a thickness of less than about 2 mm.
ガラスシートの熱強化において、ガラスシートは、そのガラスのガラス転移温度より高い高温に加熱され、次いで、シートの表面が急激に冷却(「急冷」)される一方で、シートの内部領域はより遅い速度で冷める。その内側領域は、ガラスの厚さおよびかなり低い熱伝導率により断熱されているので、より遅く冷める。この異なる冷却により、ガラスの表面領域に残留圧縮応力が生じ、これは、ガラスの中央領域の残留引張応力によって釣り合わされる。 In the thermal strengthening of a glass sheet, the glass sheet is heated to a temperature higher than the glass transition temperature of the glass, and then the surface of the sheet is rapidly cooled (“quenched”) while the internal area of the sheet is slower. Cool at speed. Its inner region cools slower because it is insulated by the thickness of the glass and the rather low thermal conductivity. This different cooling creates a residual compressive stress in the surface area of the glass, which is balanced by the residual tensile stress in the central area of the glass.
ガラスの熱的強化は、イオン拡散などの過程による表面に近い領域でのガラスの化学組成の変化によって表面圧縮応力が生じる、ガラスの化学的強化とは区別される。イオン拡散に基づくいくつかの過程において、ガラス表面またはその近くに圧縮応力(負の引張応力とも呼ばれる)を与えるためにその表面の近くにあるより小さいイオンをより大きいイオンと交換することによって、ガラスの外部が強化されることがある。その圧縮応力は、亀裂の発生および/または伝搬を制限すると考えられる。 Thermal strengthening of glass is distinguished from chemical strengthening of glass, in which surface compressive stress is caused by changes in the chemical composition of the glass in a region close to the surface due to processes such as ion diffusion. In some processes based on ion diffusion, glass is replaced by exchanging smaller ions near its surface with larger ions to provide compressive stress (also called negative tensile stress) at or near the glass surface. The outside of may be strengthened. The compressive stress is believed to limit crack initiation and / or propagation.
ガラスの熱強化は、二種類のガラスを組み合わせることによってガラスの外部が強化されるまたは配置されるガラスの機械的強化とも区別される。そのような過程では、熱膨張係数が異なるガラス組成物の層が、熱いうちに互いに組み合わされるまたは積層される。例えば、熱膨張係数(CTE)がより高い溶融ガラスを、CTEがより低い溶融ガラスの層の間に挟むことによって、ガラスが冷めたときに、内部ガラスにおける正の張力が外層を圧縮し、この場合もやはり、その正の引張応力を釣り合わせるためにその表面に圧縮応力を形成する。この表面圧縮応力が強化をもたらす。 Thermal strengthening of glass is also distinguished from mechanical strengthening of glass where the exterior of the glass is strengthened or placed by combining two types of glass. In such a process, layers of glass compositions having different coefficients of thermal expansion are combined or laminated together while hot. For example, by sandwiching a molten glass with a higher coefficient of thermal expansion (CTE) between layers of molten glass with a lower CTE, when the glass cools, the positive tension in the inner glass compresses the outer layer. Again, a compressive stress is formed on the surface to balance the positive tensile stress. This surface compressive stress provides reinforcement.
強化されたガラスには、強化されていないガラスに対して利点がある。この強化されたガラスの表面圧縮(または圧縮応力)は、強化されていないガラスよりも大きい耐破壊性を与える。特に自動車用ガラスの破壊様式には、破壊者、道路沿いの岩屑との衝突、製造、出荷、取付け中と、使用中の曲げがある。強度の増加は、一般に、表面圧縮応力の量に比例する。強化されたガラスシートが、その厚さに対して十分なレベルの熱的強化を有する場合、そのガラスが割れると、一般に、そのガラスは、縁の鋭い大きいまたは細長い破片ではなくむしろ小さい破片に割れる。様々な確立された基準に定義されるように、十分に小さい破片、または「ダイス(dices)」に割れるガラスは、安全ガラス、または「十分に焼入れされた」ガラス、もしくは時々、単に「焼入れ」ガラスとしても知られているであろう。ここに用いたように、「十分に焼入れされた」とは、様々な確立された基準に定義されるように、そのようなダイスに割れる強化ガラスを称する。 Tempered glass has advantages over untempered glass. The surface compression (or compressive stress) of this tempered glass provides greater fracture resistance than untempered glass. In particular, automotive glass breaking modes include breakers, collisions with debris along the road, manufacturing, shipping, mounting and bending in use. The increase in strength is generally proportional to the amount of surface compressive stress. If a tempered glass sheet has a sufficient level of thermal strengthening for its thickness, when the glass breaks, the glass generally breaks into smaller pieces rather than large or elongated shards with sharp edges . As defined in various established standards, a sufficiently small piece or glass that breaks into “dices” is safety glass, or “fully quenched” glass, or sometimes simply “quenched” Also known as glass. As used herein, “fully tempered” refers to a tempered glass that breaks into such a die, as defined by various established standards.
強化の程度は、急冷中のガラスシートの表面と中央との間の温度差に依存するので、より薄いガラスには、所定の応力を達成するために、より速い冷却速度が必要である。また、より薄いガラスでは、一般に、破壊の際に小粒子にダイシング(dicing)するために、表面圧縮応力および中央引張応力の値がより高い必要がある。したがって、厚さが約3mm以下のガラスにおいて所望のレベルの強化を達成することは、不可能でなくとも、非常に困難である。 Since the degree of strengthening depends on the temperature difference between the surface and the center of the glass sheet being quenched, thinner glass requires a faster cooling rate to achieve a given stress. Also, thinner glass generally requires higher values of surface compressive stress and central tensile stress in order to dice into small particles upon failure. Therefore, it is very difficult, if not impossible, to achieve the desired level of strengthening in glass having a thickness of about 3 mm or less.
本開示の態様は、広く、応力プロファイルを示す薄い熱強化されたガラスシートにも関する。そのようなシートは、上述したように、自動車用途に使用することができる。 Aspects of the present disclosure also broadly relate to thin heat strengthened glass sheets that exhibit a stress profile. Such a sheet can be used for automotive applications as described above.
本開示は、一部には、高度に強化された薄い自動車用ガラスシートおよび物品、並びに過去に達成されていない厚さで自動車用ガラスシートの驚くほど高いレベルの熱強化を達成する方法、プロセス、およびシステムに関する。様々な実施の形態において、本開示のプロセスおよび方法は、その自動車用ガラスを液体または固体ヒートシンクと接触させる必要なく、従来の対流気体式熱強化プロセスによって与えられる自動車用ガラスの厚さの限界および熱伝達率を上回ると考えられる。そのようなシステムおよびプロセスにおいて、自動車用ガラスは、急冷中に、気体としか接触しない。開示されたシステムおよび方法は、厚さが少なくとも0.1mmほど薄くなった(少なくともいくつかの考えられる実施の形態において)自動車用ガラスシートにおいて、「十分な焼入れ」またはダイシング挙動までも含む、熱強化を可能にし;いくつかの実施の形態において、急冷中に液体または固体接触がないことにより生じる低い粗さおよび高度の平坦度も有する薄い自動車用ガラスシートにこの強化を与える。様々な実施の形態において、これらの有益な自動車用ガラスシート材料の特性は、従来の対流自動車用ガラス強化システムと比べて、急冷力の要件が実質的により低いシステムおよび方法によって与えられる。 The present disclosure relates, in part, to highly reinforced thin automotive glass sheets and articles, and methods, processes that achieve surprisingly high levels of thermal strengthening of automotive glass sheets at unachieved thicknesses in the past And system. In various embodiments, the processes and methods of the present disclosure provide for the automotive glass thickness limits provided by conventional convection gas thermal tempering processes and the need to contact the automotive glass with a liquid or solid heat sink and It is considered that the heat transfer rate is exceeded. In such systems and processes, automotive glass is only in contact with gas during quenching. The disclosed system and method includes heat up to “sufficient quenching” or dicing behavior in automotive glass sheets that are as thin as at least 0.1 mm thick (in at least some possible embodiments). Allows strengthening; in some embodiments, this strengthening is imparted to thin automotive glass sheets that also have low roughness and high flatness caused by the absence of liquid or solid contact during quenching. In various embodiments, the properties of these beneficial automotive glass sheet materials are provided by systems and methods that have substantially lower quenching power requirements compared to conventional convective automotive glass tempering systems.
本開示の1つの実施の形態は、自動車用ガラス材料を熱強化するプロセスに関する。そのプロセスは、ガラス材料から形成された物品を提供する工程を含む。そのプロセスは、その物品を、ガラス材料のガラス転移温度より高く加熱する工程を含む。そのプロセスは、加熱された物品を冷却ステーション中に移動させる工程を含む。その冷却ステーションは、その加熱された物品に面するヒートシンク表面およびそのヒートシンク表面が加熱された物品と接触しないようにヒートシンク表面を加熱された物品から隔てる気体間隙を有するヒートシンクを備える。そのプロセスは、加熱された物品内に表面圧縮応力および中央引張応力が生じるように、その物品を、ガラス材料のガラス転移温度より低い温度に冷却する工程を含む。その物品は、加熱された物品から出る熱エネルギーの20%超がその間隙を横断し、ヒートシンクに受け取られるように、間隙を渡る伝導によって、加熱された物品からヒートシンクに熱エネルギーを伝達することによって冷却される。 One embodiment of the present disclosure relates to a process for thermally strengthening an automotive glass material. The process includes providing an article formed from a glass material. The process includes heating the article above the glass transition temperature of the glass material. The process includes moving the heated article into a cooling station. The cooling station includes a heat sink having a heat sink surface facing the heated article and a gas gap separating the heat sink surface from the heated article such that the heat sink surface does not contact the heated article. The process includes cooling the article to a temperature below the glass transition temperature of the glass material so that surface compressive stress and median tensile stress occur in the heated article. The article is transferred by transferring heat energy from the heated article to the heat sink by conduction across the gap so that more than 20% of the thermal energy exiting the heated article traverses the gap and is received by the heat sink. To be cooled.
本開示の別の態様は、自動車用ガラスシートを熱強化するためのシステムに関する。そのシステムは、熱を自動車用ガラスシートに供給する加熱素子を含む加熱ステーションを備え、その自動車用ガラスシートは、第一の主面、第二の主面およびその第一と第二の主面の間の厚さを有する。そのシステムは、冷却中に自動車用ガラスシートが通路内に位置しているように、間に通路を画成する対向する第一と第二のヒートシンク表面を含む冷却ステーションを備える。そのシステムは、自動車用ガラスシートが、その第一と第二のヒートシンク表面に触れずに通路内に支持されるように、その通路に加圧気体を供給するガスベアリングを備え、そのガスベアリングは間隙区域を画成する。そのガスベアリングは、通路中への気体の総質量流量が、ゼロより大きく、かつ間隙区域の平方メートル当たり2k/gCp未満であるように、気体を通路に供給し、式中、kは熱伝導方向で評価される通路内の気体の熱伝導率であり、gは自動車用ガラスシートとヒートシンク表面との間の距離であり、Cpは通路内の気体の比熱容量である。 Another aspect of the present disclosure relates to a system for thermally strengthening an automotive glass sheet. The system includes a heating station that includes a heating element that supplies heat to the automotive glass sheet, the automotive glass sheet comprising a first major surface, a second major surface, and first and second major surfaces thereof. Having a thickness between. The system includes a cooling station that includes opposing first and second heat sink surfaces defining a passage therebetween such that an automotive glass sheet is located in the passage during cooling. The system includes a gas bearing that supplies pressurized gas to the passage so that the automotive glass sheet is supported within the passage without touching the first and second heat sink surfaces, the gas bearing comprising: Define the gap area. The gas bearing supplies gas to the passage so that the total mass flow rate of gas into the passage is greater than zero and less than 2 k / g C p per square meter of gap area, where k is the heat transfer The thermal conductivity of the gas in the passage evaluated in direction, g is the distance between the automotive glass sheet and the heat sink surface, and C p is the specific heat capacity of the gas in the passage.
本開示の別の実施の形態は、車両の開口内に配置される強化された自動車用ガラス系物品に関する。ここに用いたように、「ガラス系」という句は、全部または一部がガラスから作られたどの物体も含むように最も広い意味で使用される。ガラス系物品は、非晶質材料(例えば、ガラス)、および非晶質相と結晶相を含有する材料(例えば、ガラスセラミック)を含む。特に明記のない限り、そのような材料の全ての組成は、酸化物基準のモルパーセント(モル%)で表される。 Another embodiment of the present disclosure relates to a reinforced automotive glass-based article that is disposed within an opening of a vehicle. As used herein, the phrase “glass-based” is used in its broadest sense to include any object made entirely or partially of glass. Glass-based articles include amorphous materials (eg, glass) and materials that contain an amorphous phase and a crystalline phase (eg, glass ceramic). Unless otherwise stated, all compositions of such materials are expressed in mole percent (mol%) based on oxide.
1つ以上の実施の形態において、その物品は、第一の主面、その第一の主面と反対の第二の主面、および第一と第二の主面の間に位置する内部領域を有する。1つ以上の実施の形態において、その物品は、第一と第二の主面の間の平均厚さが2mm未満である。ここに用いたように、厚さという用語は平均厚さを称する。1つ以上の実施の形態において、第一の主面および第二の主面の両方の少なくとも一部のイオン含有量および化学成分は、内部領域の少なくとも一部のイオン含有量および化学成分と同じである。1つ以上の実施の形態において、第一の主面および第二の主面は圧縮応力下にあり、内部領域は引張応力下にあり、その圧縮応力は150MPa超である。1つ以上の実施の形態において、第一の主面の表面粗さは、約15マイクロメートル×15マイクロメートルの面積に亘り、0.2nmと2.0nmの間のRa粗さである。1つ以上の実施の形態において、その物品の第一の主面、第二の主面、または第一の主面と第二の主面の両方は、2500mm2超の面積を有する。1つ以上の実施の形態において、第一の主面、第二の主面、または第一の主面と第二の主面の両方は、約10nm/cm以下の応力複屈折を示す。 In one or more embodiments, the article comprises a first major surface, a second major surface opposite the first major surface, and an interior region located between the first and second major surfaces. Have In one or more embodiments, the article has an average thickness between the first and second major surfaces of less than 2 mm. As used herein, the term thickness refers to the average thickness. In one or more embodiments, at least some ion content and chemical composition of both the first major surface and the second major surface are the same as at least some ion content and chemical composition of the inner region. It is. In one or more embodiments, the first major surface and the second major surface are under compressive stress, the inner region is under tensile stress, and the compressive stress is greater than 150 MPa. In one or more embodiments, the surface roughness of the first major surface is a Ra roughness between 0.2 nm and 2.0 nm over an area of about 15 micrometers x 15 micrometers. In one or more embodiments, the first major surface, the second major surface, or both the first major surface and the second major surface of the article have an area greater than 2500 mm 2 . In one or more embodiments, the first major surface, the second major surface, or both the first major surface and the second major surface exhibit a stress birefringence of about 10 nm / cm or less.
本開示の別の実施の形態は、車両用の積層体に関する。1つ以上の実施の形態において、その積層体は、第一のガラス系層、第二のガラス系層、および少なくとも1つの中間層を備える。この第二のガラス系層は、第一の主面、その第一の主面の反対にあり、厚さtを規定する第二の主面、および第一と第二の主面の間に位置する内部領域を含む。1つ以上の実施の形態において、少なくとも1つの中間層が、第一のガラス系層と少なくとも部分的に同一の広がりを持ち、その第一のガラス系層の側に直接的または間接的に結合されている。1つ以上の実施の形態において、その第二のガラス系層は、その少なくとも1つの中間層と少なくとも部分的に同一の広がりを持ち、前記第一のガラス系層の反対でその中間層に直接的または間接的に結合されている。1つ以上の実施の形態において、その第二のガラス系層は、第一の主面と第二の主面との間に2mm未満の厚さを有する。1つ以上の実施の形態において、その第二のガラス系層では、第一の主面と第二の主面の両方の少なくとも一部のイオン含有量および化学成分は、その内部領域の少なくとも一部のイオン含有量および化学成分と同じである。1つ以上の実施の形態において、第一と第二の主面は圧縮応力下にあり、内部領域は引張応力下にあり、その圧縮応力は150MPa超である。1つ以上の実施の形態において、第一の主面の表面粗さは、約15マイクロメートル×15マイクロメートルの面積に亘り、0.2nmと2.0nmの間のRa粗さである。1つ以上の実施の形態において、その第二のガラス系層の第一の主面、第二の主面、または第一の主面と第二の主面の両方は、約10nm/cm以下の応力複屈折を示す。 Another embodiment of the present disclosure relates to a laminate for a vehicle. In one or more embodiments, the laminate includes a first glass-based layer, a second glass-based layer, and at least one intermediate layer. The second glass-based layer is opposite the first main surface, the second main surface defining the thickness t, and between the first and second main surfaces. Contains the located internal region. In one or more embodiments, at least one intermediate layer is at least partially coextensive with the first glass-based layer and is bonded directly or indirectly to the side of the first glass-based layer. Has been. In one or more embodiments, the second glass-based layer is at least partially coextensive with the at least one intermediate layer and is directly opposite to the intermediate layer opposite the first glass-based layer. Combined indirectly or indirectly. In one or more embodiments, the second glass-based layer has a thickness of less than 2 mm between the first major surface and the second major surface. In one or more embodiments, in the second glass-based layer, the ion content and chemical composition of at least a portion of both the first major surface and the second major surface is at least one of the inner region. Part ion content and chemical composition. In one or more embodiments, the first and second major surfaces are under compressive stress, the inner region is under tensile stress, and the compressive stress is greater than 150 MPa. In one or more embodiments, the surface roughness of the first major surface is a Ra roughness between 0.2 nm and 2.0 nm over an area of about 15 micrometers x 15 micrometers. In one or more embodiments, the first major surface, the second major surface, or both the first major surface and the second major surface of the second glass-based layer are about 10 nm / cm or less. The stress birefringence of is shown.
本開示の別の実施の形態は、積層体構造を含有する開口を有する車両に関する。1つ以上の実施の形態において、その積層体は、第一のガラス系層、第二のガラス系層、および少なくとも1つの中間層を備える。この第二のガラス系層は、第一の主面、その第一の主面の反対にあり、厚さにより隔てられた第二の主面、および第一と第二の主面の間に位置する内部領域を含む。1つ以上の実施の形態において、その少なくとも1つの中間層は、第一のガラス系層と少なくとも部分的に同一の広がりを持ち、その第一のガラス系層の側に直接的または間接的に結合されている。1つ以上の実施の形態において、その第二のガラス系層は、その少なくとも1つの中間層と少なくとも部分的に同一の広がりを持ち、前記第一のガラス系層の反対でその中間層に直接的または間接的に結合されている。1つ以上の実施の形態において、その第一の主面は、その第一の主面の任意の50mm以下のプロファイルに沿って、100μmの芯振れ精度(TIR(total indicator run-out))で平坦である。1つ以上の実施の形態において、その第二のガラス系層は、℃の単位で表されるT軟化の軟化温度、℃の単位で表されるT徐冷の徐冷温度、および℃の単位で表される場合、Tfsで示される、この第二のガラス系層の第一の主面上で測定される表面仮想温度を有するガラスを含む。1つ以上の実施の形態において、その第二のガラス系層は、(Tfs−T徐冷)/(T軟化−T徐冷)により与えられる無次元表面仮想温度パラメータθsを有する。1つ以上の実施の形態において、そのパラメータθsは0.20から0.9の範囲にある。 Another embodiment of the present disclosure relates to a vehicle having an opening containing a laminate structure. In one or more embodiments, the laminate includes a first glass-based layer, a second glass-based layer, and at least one intermediate layer. The second glass-based layer is opposite the first major surface, the second major surface separated by thickness, and between the first and second major surfaces. Contains the located internal region. In one or more embodiments, the at least one intermediate layer is at least partially coextensive with the first glass-based layer and is directly or indirectly on the side of the first glass-based layer. Are combined. In one or more embodiments, the second glass-based layer is at least partially coextensive with the at least one intermediate layer and is directly opposite to the intermediate layer opposite the first glass-based layer. Combined indirectly or indirectly. In one or more embodiments, the first major surface is 100 μm center runout accuracy (TIR (total indicator run-out)) along any 50 mm or less profile of the first major surface. It is flat. In one or more embodiments, the second glass-based layer has a softening temperature of T softening expressed in units of ° C, an annealing temperature of T slow cooling expressed in units of ° C, and a unit of ° C. Is included, which includes a glass having a fictive surface temperature measured on the first major surface of this second glass-based layer, denoted by T fs . In one or more embodiments, the second glass-based layer has a dimensionless surface virtual temperature parameter θs given by (T fs -T slow cooling ) / (T softening -T slow cooling ). In one or more embodiments, the parameter θs is in the range of 0.20 to 0.9.
本開示の別の実施の形態は、積層体構造を含有する開口を有する車両に関する。1つ以上の実施の形態において、その積層体は、第一のガラス系層、第二のガラス系層、およびその第一と第二のガラス系層の間にある少なくとも1つの中間層を備える。1つ以上の実施の形態において、この第二のガラス系層は、第一の主面、その第一の主面の反対にある第二の主面、および第一と第二の主面の間の厚さを有する。1つ以上の実施の形態において、その第一の主面は、その第一の主面の任意の50mm以下のプロファイルに沿って、100μmの芯振れ精度(TIR)で平坦である。1つ以上の実施の形態において、その第二のガラス系層は、1/℃で表されるαS CTEの低温線CTE、1/℃で表されるαL CTEの高温線CTE、GPaで表されるEの弾性率、℃の単位で表されるT歪みの歪み温度、および℃の単位で表されるT軟化の軟化温度を有するガラス材料から作られる。さらに別の実施の形態において、第二のガラス系層の第一の主面は、600MPa未満かつ、MPaの単位で表される、
Another embodiment of the present disclosure relates to a vehicle having an opening containing a laminate structure. In one or more embodiments, the laminate comprises a first glass-based layer, a second glass-based layer, and at least one intermediate layer between the first and second glass-based layers. . In one or more embodiments, the second glass-based layer includes a first major surface, a second major surface opposite to the first major surface, and first and second major surfaces. Having a thickness between. In one or more embodiments, the first major surface is flat with 100 μm runout accuracy (TIR) along any 50 mm or less profile of the first major surface. In one or more embodiments, the second glass-based layer is 1 / cold line CTE represented by alpha S CTE at ° C., 1 / hot line CTE represented by alpha L CTE at ° C., in GPa Made from a glass material having a modulus of elasticity of E, a strain temperature of T strain expressed in units of ° C, and a softening temperature of T softening expressed in units of ° C. In still another embodiment, the first main surface of the second glass-based layer is expressed in units of less than 600 MPa and MPa.
より大きい、熱的に誘起された表面圧縮応力を有し、式中、P1は、
Has a larger, thermally induced surface compressive stress, where P 1 is
により与えられ、P2は、
And P 2 is given by
により与えられ、hは、0.020cal/s・cm2・℃(約828W/m2K)以上である。 H is 0.020 cal / s · cm 2 · ° C. (about 828 W / m 2 K) or more.
追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者に容易に明白となるか、または記載された説明、その特許請求の範囲、並びに添付図面に記載されたように実施の形態を実施することによって認識されるであろう。 Additional features and advantages are set forth in the following detailed description, and in part will be readily apparent to those skilled in the art from the description, the written description, the claims, and the accompanying drawings. Will be appreciated by implementing the embodiments as described in.
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、例示に過ぎず、請求項の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供する目的であることが理解されよう。 It will be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary only, and are intended to provide an overview or skeleton for understanding the nature and characteristics of the claims.
添付図面は、さらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、1つ以上の実施の形態を示しており、説明と共に、様々な実施の形態の原理および作動を説明する働きをする。 The accompanying drawings are included to provide a further understanding and are incorporated in and constitute a part of this specification. The drawings illustrate one or more embodiments, and together with the description serve to explain the principles and operation of the various embodiments.
本出願人は、自動車用ガラスを熱強化するための方法およびシステム、並びに結果として得られる熱強化された自動車用ガラスシート自体の両方において、自動車用ガラスの熱処理の改善が必要とされていることを認識した。例えば、様々な乗り物(例えば、車両、自動車、列車、航空機など)における、窓、風防、リアウィンドウ、前方灯またはテールランプまたはミラー、ヘッドアップ・ディスプレイ、およびリアディスプレイを含む様々な用途にとって、より薄いが強い光学品質の自動車用ガラスシート材料およびそのようなガラスシートを備えた製品が有用である。ガラスは、圧縮において非常に強力であるが、表面での張力に対しては比較的弱い。露出表面がない中央での張力によって釣り合わされる圧縮をシートの表面に与えることによって、自動車用ガラスシートの有用強度が劇的に増す。しかしながら、自動車用ガラスの従来の熱強化は、代わりの強化方法(例えば、化学強化、積層に基づく強化)と比べて、一般に安く、速い一方で、自動車用ガラスの従来の熱強化は、薄い自動車用ガラス(例えば、2〜3mm以下の自動車用ガラスシート)の強化にとって有効ではないことが知られていない。従来のガラスを熱強化する方法は、典型的に、より厚いガラスシートに限定されると考えられる。何故ならば、強化のレベルは、急冷中のガラスシートの表面と中央との間に生じる温度差に依存するからである。また従来の強化方法の熱伝導率の制限のために、薄いガラスシート全体に典型的に生じる比較的均一な冷却の理由から、薄い自動車用ガラスシートの表面と中央との間に著しい温度差を達成することが難しい。 Applicants believe that there is a need for improved heat treatment of automotive glass, both in methods and systems for thermally strengthening automotive glass, and the resulting thermally strengthened automotive glass sheet itself. Recognized. Thinner for a variety of applications including, for example, windows, windshields, rear windows, front or tail lights or mirrors, head-up displays, and rear displays in various vehicles (eg, vehicles, automobiles, trains, aircraft, etc.) High optical quality automotive glass sheet materials and products comprising such glass sheets are useful. Glass is very strong in compression but is relatively weak against tension at the surface. By providing the sheet surface with a compression balanced by tension in the middle without an exposed surface, the useful strength of automotive glass sheets is dramatically increased. However, conventional thermal strengthening of automotive glass is generally cheaper and faster compared to alternative strengthening methods (eg, chemical strengthening, laminate based strengthening), while conventional thermal strengthening of automotive glass is a thinner vehicle. It is not known that it is not effective for strengthening industrial glass (for example, glass sheets for automobiles of 2 to 3 mm or less). Conventional methods of heat strengthening glass are typically considered to be limited to thicker glass sheets. This is because the level of strengthening depends on the temperature difference that occurs between the surface and the center of the rapidly cooling glass sheet. Also, due to the relatively uniform cooling that typically occurs throughout thin glass sheets due to thermal conductivity limitations of conventional tempering methods, there is a significant temperature difference between the surface and the center of the thin automotive glass sheet. Difficult to achieve.
他方で、イオン交換により薄い自動車用ガラスを強化することは、長期間に亘る自動車用ガラスの化学浴中の浸漬を必要とすることなど、煩わしく、時間がかかり得る。異なる種類のガラスを互いに直接積層することには、二重アイソパイプによるフュージョンドロー法を伴うことなど、複雑な製造プロセスが必要であろう。 On the other hand, strengthening thin automotive glass by ion exchange can be cumbersome and time consuming, such as requiring immersion of the automotive glass in a chemical bath for a long period of time. Laminating different types of glass directly on each other would require complex manufacturing processes, such as involving a fusion draw process with double isopipe.
したがって、従来のプロセスよりも資源集約的ではない、および/または煩わしくないプロセスによって製造される、窓、風防、ディスプレイなどにおける様々な使途のための自動車用ガラスの強化をもたらす応力プロファイルを有する自動車用ガラス系物品の必要性が存在する。特に、ここに述べられるプロセスおよびシステムは、自動車用ガラスの外部を強化する応力プロファイルを有する自動車用ガラス物品を形成し、その応力プロファイルは、次に、亀裂および損傷を軽減するように働くと同時に、様々な他の望ましい自動車用ガラスの品質(例えば、形状、表面品質、可視光の透過率、可撓性など)を可能にして、様々な自動車用ガラス用途における使用を促進することができる。 Thus, for automobiles having a stress profile that results in the strengthening of automotive glass for various uses in windows, windshields, displays, etc., manufactured by processes that are less resource intensive and / or less cumbersome than conventional processes There is a need for glass-based articles. In particular, the processes and systems described herein form an automotive glass article having a stress profile that reinforces the exterior of the automotive glass, which in turn acts to mitigate cracks and damage. A variety of other desirable automotive glass qualities (eg, shape, surface quality, visible light transmission, flexibility, etc.) can be enabled to facilitate use in a variety of automotive glass applications.
本記載は、高度に強化された自動車用ガラス材料、および特に高度に強化された薄い自動車用ガラスシートを製造するために熱強化を利用する改善された方法およびシステムを提供する。その方法およびシステムは、従来の自動車用ガラスの強化プロセスの様々な制限を解決し、厚さが約3mm未満、2mm未満、1.5mm未満、1.0mm未満、0.5mm未満、約0.25mm未満、および約0.1mm未満の自動車用ガラスシートにおいて高レベルの強化を可能にする。詳しくは、本出願人は、非常に薄い自動車用ガラスシートにおいてさえ(十分な焼入れレベルにまで)強化を行うために、非常に高い熱伝導率を与えて、自動車用ガラスシートの表面と中央との間に十分に大きい温度差を生じるシステムおよび方法を開発した。 The present description provides improved methods and systems that utilize thermal strengthening to produce highly reinforced automotive glass materials, and particularly highly reinforced thin automotive glass sheets. The method and system solve various limitations of the conventional automotive glass tempering process, with thicknesses of less than about 3 mm, less than 2 mm, less than 1.5 mm, less than 1.0 mm, less than 0.5 mm, less than about 0.0. Allows a high level of strengthening in automotive glass sheets less than 25 mm and less than about 0.1 mm. In particular, the Applicant has given a very high thermal conductivity to strengthen (even to a sufficient quenching level) even in very thin automotive glass sheets, and the surface and center of the automotive glass sheet. Have developed systems and methods that produce a sufficiently large temperature difference between the two.
従来の熱強化技術および制限の概要
ガラスを熱強化するための従来の工業プロセスは、ガラスシートを放射エネルギー炉または対流炉(もしくは両方の技術を使用した「複合モード」炉)内で所定の温度に加熱し、次いで、典型的に、ガラス表面に対してまたはそれに沿って大量の周囲空気を吹き付けることによる対流によって、気体冷却(「急冷」)する工程を有してなる。この気体冷却プロセスは、主に対流的であり、それによって、気体が高温ガラスシートから熱を運び去る時に、熱伝達は、拡散および移流を通じて、流体の大量運動(集団運動)による。
Overview of Conventional Thermal Strengthening Techniques and Limitations Traditional industrial processes for thermal strengthening of glass are as follows: a glass sheet at a given temperature in a radiant energy furnace or convection furnace (or a “combined mode” furnace using both techniques). And then gas cooling ("quenching"), typically by convection by blowing a large amount of ambient air against or along the glass surface. This gas cooling process is mainly convective so that when the gas carries heat away from the hot glass sheet, heat transfer is due to mass motion of the fluid (collective motion) through diffusion and advection.
従来の強化プロセスにおいて、特定の要因により、ガラスシート、特に薄いガラスシートにおいて可能であると典型的に考えられる強化の量が制限され得る。一部には、完成したシート上の圧縮応力の量は、急冷中に達成される、シートの表面と中央との間の温度差の大きさに直接関連するので、制限が存在する。しかしながら、急冷中の温度差が大きいほど、急冷中にガラスが破損し易くなる。所定の冷却速度について、急冷をより高い初期ガラス温度から開始することによって、破損を減少させることができる。また、より高い開始温度により、典型的に、強化されたガラスシートが、速い冷却速度により与えられる十分な強化可能性を達成することが可能になる。しかしながら、急冷の開始時でのシートの温度を上昇させることには、それ自体の潜在的な欠点もある。例えば、高い初期ガラス温度は、シートがより柔らかくなるので、シートの過剰な変形をもたらし得、この場合もやはり、実用的に達成できる温度差が制限される。 In conventional strengthening processes, certain factors can limit the amount of strengthening typically considered possible in glass sheets, particularly thin glass sheets. In part, there is a limitation because the amount of compressive stress on the finished sheet is directly related to the magnitude of the temperature difference between the surface and the center of the sheet that is achieved during quenching. However, the greater the temperature difference during quenching, the easier the glass breaks during quenching. By starting quenching at a higher initial glass temperature for a given cooling rate, breakage can be reduced. Also, higher onset temperatures typically allow tempered glass sheets to achieve sufficient temperability afforded by fast cooling rates. However, raising the temperature of the sheet at the start of quenching also has its own potential drawbacks. For example, a high initial glass temperature can lead to excessive deformation of the sheet as the sheet becomes softer, again limiting the temperature difference that can be achieved practically.
従来の強化プロセスにおいて、シートの厚さによっても、急冷中に達成できる温度差に重大な制限が課せられる。シートが薄いほど、急冷中の所定の冷却速度について、表面と中央との間の温度差が小さくなる。これは、その中央を表面から断熱するためのガラスの厚さがより小さいからである。したがって、薄いガラスの熱強化には、典型的に、より速い冷却速度(より厚いガラスの熱強化と比べて)が必要であり、それゆえ、ガラスの外面から熱をより速く除去するには、典型的に、ガラスシートの内側部分と外側部分との間に強化レベルの温度差を生じるために、著しい熱消費が必要である。 In conventional strengthening processes, the thickness of the sheet also imposes significant limitations on the temperature difference that can be achieved during quenching. The thinner the sheet, the smaller the temperature difference between the surface and the center for a given cooling rate during quenching. This is because the thickness of the glass for insulating the center from the surface is smaller. Therefore, thermal strengthening of thin glass typically requires a faster cooling rate (compared to that of thicker glass), and therefore to remove heat faster from the outer surface of the glass, Typically, significant heat consumption is required to produce a strengthening level of temperature difference between the inner and outer portions of the glass sheet.
一例として、図1は、35年前に開発された業界標準の熱強化プロセスに基づく、ミリメートルで表されたガラスの厚さの関数としての、ソーダ石灰ガラス(「SLG」)を「十分に焼入れ」するために十分な周囲空気を吹き付けるのに用いられる送風機が必要とする出力(ガラスシートの面積の平方メートル当たりのキロワット)を示す。必要とされる出力は、使用されるガラスが薄くなるにつれて、指数関数的に増加する。それゆえ、厚さが約3mmのガラスシートが、長年に亘り、利用できる最も薄い十分に熱的に焼入れされた市販ガラスであった。 As an example, FIG. 1 “fully quenches” soda-lime glass (“SLG”) as a function of glass thickness in millimeters, based on an industry standard thermal strengthening process developed 35 years ago. "The power (kilowatt per square meter of glass sheet area) required by the blower used to blow enough ambient air to". The required power increases exponentially as the glass used becomes thinner. Therefore, a glass sheet with a thickness of about 3 mm has been the thinnest fully thermally quenched commercial glass available for many years.
さらに、シートが薄いほど、ガラスの所定の柔らかさで(すなわち、所定の粘度で)の変形の傾向が大きくなる。したがって、厚さを減少させると、達成できる温度差が直接的に減少し、シートの変形する虞が増加するために、より高いシート温度を使用して、より速い冷却速度の十分な恩恵を達成し、またより速い冷却速度により生じるガラスの破損を防ぐ機会を減少させる傾向にもある。このように、従来の対流気体式ガラス強化プロセスにおいて、気流速度を増加させ、空気ノズル開口からガラスシート表面までの距離を減少させ、(冷却の開始時の)ガラスの温度を上昇させ、必要に応じて、冷却空気の温度を低下させることによって、より速い冷却速度が達成される。 In addition, the thinner the sheet, the greater the tendency of the glass to deform with a certain softness (ie with a certain viscosity). Therefore, reducing the thickness directly reduces the achievable temperature difference and increases the likelihood of sheet deformation, thus using the higher sheet temperature to achieve the full benefit of faster cooling rates However, it also tends to reduce the opportunity to prevent glass breakage caused by faster cooling rates. Thus, in the conventional convection gas glass tempering process, increase the air velocity, decrease the distance from the air nozzle opening to the glass sheet surface, increase the temperature of the glass (at the start of cooling), and Accordingly, faster cooling rates are achieved by reducing the temperature of the cooling air.
より最近の例として、最新のガラス熱強化設備を使用した、図2(従来技術)の性能曲線が公表された。この改善された設備は、ガラスを冷却するために従来の送風対流プロセスを使用し続けているが、加熱中にガラスを支持するために使用されるローラを、少なくとも加熱の最後の段階にガラスを支持するために空気を使用するシステムと置き換えている。ローラの接触がなくなると、ガラスは、急冷前により高温(およびより高い柔らかさ/より低い粘度)に加熱でき、報告によれば、2mmの厚さの十分に焼入れされたガラスを製造することができる。図2に示されるように、2mm厚のシートを強化するために必要な報告された送風機出力は、ローラの使用(曲線O)と比べて、ガラスを支持するために空気を使用する(曲線N)ことにより可能になったより高い温度で、1200kW/m2から400kW/m2まで減少している。 As a more recent example, the performance curve of Figure 2 (prior art) using the latest glass heat strengthening equipment was published. This improved equipment continues to use the traditional air convection process to cool the glass, but with the rollers used to support the glass during heating, at least the glass in the last stage of heating. It replaces a system that uses air to support it. With no roller contact, the glass can be heated to a higher temperature (and higher softness / lower viscosity) prior to quenching, and reportedly produces a 2 mm thick fully quenched glass. it can. As shown in FIG. 2, the reported blower output required to strengthen a 2 mm thick sheet uses air to support the glass (curve N) compared to the use of a roller (curve O). ) at a higher temperature becomes possible by, it has decreased from 1200 kW / m 2 to 400 kW / m 2.
十分に焼入れされた2mm厚のガラスを製造できる進歩を示しているが、図3(従来技術)に示されるように、図1の目盛りに一致させるために図2の以前の曲線Oと最新の曲線Nを調整すると、最新の対流式強化プロセスにより達成された性能の改善(図2に示されている)は、比較的小さく、ガラスシートの対流強化におけるエネルギー需要の以前の理解における単なる漸進的変化である。図3において、図2の以前の曲線Oと最新の曲線Nは、図1のグラフと一致するように調整され、その上に重ね合わされている(最新の曲線Nを見易くするために、以前の曲線Oは240kW/m2で上部が断ち切られている)。図3から、曲線Nにより示された技術は、ガラスの厚さが3mmから2mmに減少したときに、対流気体式急冷プロセスの性能曲線をわずかしか変化させていないことが明らかである。その高い動作点(2mmのガラスに関する400kW/m2の送風機出力)は、この方法でより薄いガラスを処理するのにまだ必要とされる出力の極度の増加を示す。気流の急な増加、およびそれゆえの必要とされる出力は、工学的実行および経済性の両方の問題として、従来の対流気体式強化方法を使用して十分に焼入れされたガラスを製造しつつ、2mm未満の厚さにすることの難点を示唆している。その上、必要とされる非常に大きい気流は、より薄いシートの形状を変形させ得る。したがって、2mm未満の厚さを有するガラスの十分な焼入れに到達するために、または熱強化を使用して、ソーダ石灰ガラスの熱膨張係数(「CTE」)より低いCTEを有するガラスにおいて2mmで十分な焼入れを達成するために、本出願人は、別の強化方法/システムが必要であることを突きとめた。 While showing the advancement to produce a fully tempered 2 mm thick glass, as shown in FIG. 3 (Prior Art), the previous curve O of FIG. 2 and the latest to match the scale of FIG. Adjusting curve N, the performance improvement achieved by the latest convection strengthening process (shown in FIG. 2) is relatively small and is merely a gradual in the previous understanding of energy demand in convection strengthening of glass sheets. It is a change. In FIG. 3, the previous curve O and the latest curve N of FIG. 2 have been adjusted to coincide with the graph of FIG. 1 and overlaid on it (for ease of viewing the latest curve N, the previous curve N Curve O is 240 kW / m 2 with the top cut off). From FIG. 3, it is clear that the technique represented by curve N changes only slightly the performance curve of the convection gas quench process when the glass thickness is reduced from 3 mm to 2 mm. Its high operating point (400 kW / m 2 blower power for 2 mm glass) shows the extreme increase in power still needed to process thinner glass in this way. The sudden increase in airflow, and hence the required power, is a matter of both engineering practice and economy, while producing fully tempered glass using conventional convection gas tempering methods. This suggests the difficulty of making the thickness less than 2 mm. Moreover, the very large airflow required can deform the shape of the thinner sheet. Thus, 2 mm is sufficient in a glass with a CTE lower than the coefficient of thermal expansion (“CTE”) of soda-lime glass to reach full quenching of a glass having a thickness of less than 2 mm or using thermal strengthening. In order to achieve a good quench, the Applicant has found that another strengthening method / system is required.
現行の商業的対流気体式強化に変わる熱強化方法を同様に試したが、各々には、対流気体式強化に対する特定の欠点がある。特に、より速い冷却速度を達成する典型的な代わりの熱強化方法は、一般に、気体接触のみではなく、ガラス表面との少なくともある程度の液体または固体接触を必要とする。ガラスシートとのそのような接触は、ガラス表面の品質、ガラスの平坦度、および/または強化プロセスの均一性に悪影響を与え得る。これらの欠陥は、特に反射光で見たときに、人の目でも知覚されることがある。下記により詳しく記載されるように、少なくともいくつかの実施の形態において、本開示の伝導式熱強化システムは、そのような接触関連の欠陥を減少させるか、なくす。 Thermal intensification methods that replace current commercial convective gas fortification have also been tried, but each has certain drawbacks to convection gas fortification. In particular, typical alternative thermal intensification methods that achieve faster cooling rates generally require at least some liquid or solid contact with the glass surface, not just gas contact. Such contact with the glass sheet can adversely affect the quality of the glass surface, the flatness of the glass, and / or the uniformity of the strengthening process. These defects may be perceived by the human eye, especially when viewed in reflected light. As described in more detail below, in at least some embodiments, the conductive thermal enhancement system of the present disclosure reduces or eliminates such contact-related defects.
液体浴または流動液中の浸漬の形態、並びに噴霧の形態における液体接触強化が、対流気体式強化よりも速い冷却速度を達成するために使用されてきたが、それには、冷却プロセス中にシートに亘り過剰な熱的変動が生じるという欠陥がある。浸漬または浸漬様噴霧または液体の流動において、液体浴または液体流内に自発的に生じる対流のために、狭い面積に亘り大きい熱的変動が生じ得る。より微細な噴霧において、個別の噴霧液滴およびノズル噴霧パターンの効果によっても、著しい熱的変動が生じる。過剰な熱的変動は、液体接触による熱強化中にガラスの破損を生じる傾向にあり、その傾向は、冷却速度を制限することによって軽減できるが、冷却速度を制限すると、達成できる結果としての強度も低下してしまう。さらに、シートの必須の取扱い(液体浴または液体流または液体噴霧内にシートを位置決めするまたは保持するための)によっても、シートとの物理的接触から、物理的応力および過剰な熱的変動が生じ、強化中に破損を生じる傾向があり、冷却速度および結果としての強度を制限する。最後に、油浸漬および様々な噴霧技術による速い冷却速度の急冷などの、いくつかの液体冷却方法は、そのような冷却中にガラス表面を変え、満足な仕上げを生じるためにガラス表面からガラス材料を後に除去する必要が生じ得る。 Liquid contact enhancement in the form of immersion in a liquid bath or fluid, as well as in the form of sprays, has been used to achieve faster cooling rates than convective gas enhancement, which can be applied to the sheet during the cooling process. There is a defect that excessive thermal fluctuations occur. In immersion or immersion-like spraying or liquid flow, large thermal fluctuations over a small area can occur due to convection spontaneously occurring in the liquid bath or liquid flow. In finer sprays, significant thermal fluctuations also occur due to the effect of individual spray droplets and nozzle spray patterns. Excessive thermal fluctuations tend to cause glass breakage during thermal strengthening due to liquid contact, which can be mitigated by limiting the cooling rate, but limiting the cooling rate can result in the strength that can be achieved. Will also decline. In addition, the essential handling of the sheet (to position or hold the sheet in a liquid bath or liquid stream or liquid spray) also results in physical stress and excessive thermal fluctuations from physical contact with the sheet. Prone to breakage during strengthening, limiting cooling rate and resulting strength. Finally, some liquid cooling methods, such as oil immersion and quenching of fast cooling rates by various spraying techniques, change the glass surface during such cooling and produce glass material from the glass surface to produce a satisfactory finish. May need to be removed later.
固体接触熱強化は、高温ガラスの表面をより冷たい固体表面と接触させる工程を有してなる。液体接触強化に関するように、液体接触強化に見られるような過剰の熱的変動が、急冷プロセス中に容易に生じ得る。ガラスシートの表面仕上げ、急冷表面、またはシートの厚さの一貫性におけるどのような不完全度も、シートのある区域に亘り不完全な接触をもたらし、この不完全な接触により、処理中にガラスを破損させる傾向にある大きい熱的変動を生じることがあり、またシートが残存した場合も、望ましくない複屈折を生じることもある。その上、高温ガラスシートを固体物体と接触させると、欠け、ひび、亀裂、引掻き傷などの表面欠陥が形成され得る。ガラスシートの表面全体に亘り良好な物理的接触を達成すると、シートの寸法が増すにつれて、難点も増し得る。固体表面との物理的接触は、急冷中のシートに機械的応力を加え、そのプロセス中にシートが破損する可能性が増し得る。さらに、接触の開始時の極端に高い温度変化速度により、シート加工中に破損が生じ得、それゆえ、薄いガラス基板の接触冷却は、商業的に実行可能ではなかった。 Solid contact thermal strengthening comprises the step of contacting the surface of the hot glass with a cooler solid surface. As with liquid contact enhancement, excessive thermal fluctuations such as found in liquid contact enhancement can easily occur during the quenching process. Any imperfection in the surface finish, quenching surface, or sheet thickness consistency of the glass sheet will result in incomplete contact over a certain area of the sheet, and this incomplete contact will cause the glass to be processed during processing. May cause large thermal fluctuations that tend to damage the sheet and, if the sheet remains, may cause undesirable birefringence. Moreover, when the high temperature glass sheet is brought into contact with a solid object, surface defects such as chips, cracks, cracks and scratches can be formed. Achieving good physical contact over the entire surface of the glass sheet can increase difficulties as the size of the sheet increases. Physical contact with the solid surface can add mechanical stress to the rapidly cooling sheet and increase the likelihood that the sheet will break during the process. Furthermore, the extremely high rate of temperature change at the beginning of contact can cause breakage during sheet processing, and thus contact cooling of thin glass substrates has not been commercially viable.
出願人の熱強化されたガラスおよび関連する伝導式冷却プロセスと方法の概要
本開示は、従来のプロセスによく見られる様々な不具合を生じずに、例えば、自動車用ガラスの表面に損傷を与えずに、複屈折を誘起せずに、不均一に強化せずに、および/または許容できない破損を生じずになど、商業規模で薄い自動車用ガラスシートを効果的、効率的、そして均一に熱強化するために、上述した従来のプロセスを上回る。1つ以上の実施の形態において、得られる熱強化された薄い自動車用ガラスシートは、約10nm/cm以下(例えば、9.5nm/cm以下、9nm/cm以下、8.5nm/cm以下、8nm/cm以下、7.5nm/cm以下、または約7nm/cm以下)の応力複屈折を示す。以前に得られていない薄い(十分な焼入れレベルにまで)強化された自動車用ガラスシートが、ここに開示された実施の形態の1つ以上によって製造できる。ここに述べられたシステムおよびプロセスは、自動車用ガラスを良好に物理的に制御し、やさしく取り扱うことで、非常に高い熱伝達率を正確な様式で提供することによって、このことを達成する。特別な実施の形態において、ここに述べられたプロセスおよびシステムは、薄い自動車用ガラスシートを、冷却の開始時により高い相対温度で処理して、より高い熱強化レベルをもたらすことができると本出願人が特定した小間隙のガスベアリングを冷却/急冷区域において利用する。下記に記載されるように、この小間隙のガスベアリング冷却/急冷区域は、大気流に基づく対流冷却を使用するよりも、間隙に亘るヒートシンクへの伝導性熱伝達により、非常に高い熱伝達率を達成する。この高速の伝導性熱伝達は、その間隙内のガスベアリング上に自動車用ガラスを支持することによって、自動車用ガラスを液体または固体材料と接触させずに達成される。下記に記載するように、本出願人は、少なくともいくつかの実施の形態において、ここに述べられたプロセスおよびシステムは、1つ以上の特有の性質を有する熱強化された自動車用ガラス、特に熱強化された薄い自動車用ガラスを形成することも突きとめた。
Summary of Applicant's Heat-Toughened Glass and Associated Conductive Cooling Process and Method The present disclosure does not cause various deficiencies commonly found in conventional processes, for example, without damaging the surface of automotive glass Efficient, efficient and even thermal strengthening of thin automotive glass sheets on a commercial scale, such as without inducing birefringence, non-uniform strengthening and / or without unacceptable breakage In order to do so, it surpasses the conventional process described above. In one or more embodiments, the resulting thermally reinforced thin automotive glass sheet has a thickness of about 10 nm / cm or less (eg, 9.5 nm / cm or less, 9 nm / cm or less, 8.5 nm / cm or less, 8 nm Stress birefringence of less than / cm, 7.5 nm / cm or less, or about 7 nm / cm or less). Thin (to a sufficient quenching level) reinforced automotive glass sheet not previously obtained can be produced by one or more of the embodiments disclosed herein. The systems and processes described herein accomplish this by providing a very high heat transfer rate in a precise manner with good physical control and gentle handling of automotive glass. In a particular embodiment, the process and system described herein is capable of treating thin automotive glass sheets at higher relative temperatures at the beginning of cooling to provide higher levels of thermal strengthening. A human-specified small gap gas bearing is utilized in the cooling / quenching zone. As described below, this small gap gas bearing cooling / quenching zone has a much higher heat transfer rate due to conductive heat transfer to the heat sink across the gap than using convective cooling based on atmospheric flow. To achieve. This high speed conductive heat transfer is achieved without contacting the automotive glass with a liquid or solid material by supporting the automotive glass on a gas bearing in the gap. As described below, Applicants have determined that, in at least some embodiments, the processes and systems described herein are heat tempered automotive glass, particularly heat, having one or more unique properties. It has also been found to form reinforced thin automotive glass.
本開示による方法および/またはシステムにより処理された自動車用ガラスシートのいくつかの実施の形態は、以前に知られたよりも高いレベルの永久的な熱的に誘起された応力を有する。理論により束縛する意図はないが、達成されたレベルの熱的に誘起された応力は、複数の理由の組合せのために得られると考えられる。ここに詳述されるプロセスにおける熱伝達の高い均一性により、自動車用ガラスにおける物理的応力および望ましくない熱応力が減少し、またはなくなり、自動車用ガラスシートを、破壊せずに高い熱伝達率で強化することができる。さらに、本発明の方法は、より低いガラスシート粘度(急冷の開始時でのより高い初期温度)で行うことができ、それでもまだ、所望のガラスの平坦度および形状を維持し、これにより、冷却プロセスにおける温度変化がずっと大きくなり、それゆえ、達成される熱強化レベルが増す。 Some embodiments of automotive glass sheets processed by the methods and / or systems according to the present disclosure have a higher level of permanently thermally induced stress than previously known. While not intending to be bound by theory, it is believed that the level of thermally induced stress achieved is obtained for a combination of reasons. The high uniformity of heat transfer in the process detailed here reduces or eliminates the physical and undesirable thermal stresses in the automotive glass, resulting in a high heat transfer rate without breaking the automotive glass sheet. Can be strengthened. Furthermore, the method of the present invention can be performed at lower glass sheet viscosities (higher initial temperatures at the beginning of quenching), yet still maintain the desired glass flatness and shape, thereby reducing cooling The temperature change in the process is much greater and therefore the level of thermal enhancement achieved is increased.
熱強化された自動車用ガラスシート
上述したように、本出願人は、熱強化された自動車用ガラスシート、特に薄い自動車用ガラスシートを形成するためのシステムおよびプロセスを開発し、この項目に論じられるように、ここに述べられたように形成された熱強化された薄い自動車用ガラスシートは、従来の熱強化または他の強化方法によって以前は達成できなかった、1つ以上の特有の性質および/または性質の組合せを有する。
Heat strengthened automotive glass sheet As noted above, Applicants have developed systems and processes for forming heat strengthened automotive glass sheets, particularly thin automotive glass sheets, and are discussed in this section. As such, a heat strengthened thin automotive glass sheet formed as described herein may have one or more unique properties and / or that have not previously been achieved by conventional heat strengthening or other strengthening methods. Or have a combination of properties.
熱強化された自動車用ガラスシート構造および寸法
図4および図5を参照すると、例示の実施の形態による、高い表面圧縮応力および/または高い中央張力を有する熱強化された自動車用ガラスシートが示されている。図4は、熱強化された自動車用ガラス系物品またはシート500の斜視図を示しており、図5は、1つ以上の実施の形態による、熱強化された自動車用ガラスシート500の部分断面図である。自動車用ガラスシート500を車両(例えば、航空機、列車、自動車など)の開口に設けてもよい。
Thermally reinforced automotive glass sheet structure and dimensions Referring to FIGS. 4 and 5, there is shown a thermally reinforced automotive glass sheet having high surface compressive stress and / or high central tension, according to an exemplary embodiment. ing. FIG. 4 shows a perspective view of a thermally reinforced automotive glass-based article or
図4に示されるように、強化された自動車用ガラス系物品500(例えば、シート、梁、プレート)は、第一の主面510、第二の主面520(ここに開示されるように半透明であることがあり、シート500の背面に点線で示されている)、およびそれらの間に延在する本体522を備える。第二の主面520は、強化された自動車用ガラス系シート500の厚さtが第一と第二の主面510、520の間の距離として定義されるように第一の主面510から本体522の反対側にあり、その厚さtは深さの寸法でもある。強化された自動車用ガラス系シート500の幅wは、厚さtに対して垂直な、第一または第二の主面510、520の一方の第一の寸法として定義される。強化された自動車用ガラス系シート500の長さlは、厚さtおよび幅wの両方に対して垂直な、第一または第二の主面510、520の一方の第二の寸法として定義される。
As shown in FIG. 4, a reinforced automotive glass-based article 500 (eg, a sheet, beam, plate) has a first
例示の実施の形態において、自動車用ガラスシート500の厚さtは、自動車用ガラスシート500の長さlより小さい。他の例示の実施の形態において、自動車用ガラスシート500の厚さtは、自動車用ガラスシート500の幅wより小さい。さらに他の例示の実施の形態において、自動車用ガラスシート500の厚さtは、自動車用ガラスシート500の長さlおよび幅wの両方より小さい。図5に示されるように、自動車用ガラスシート500は、シートの中央部分にある永久的な熱的に誘起された中央引張応力(すなわち、張力)の領域550によって釣り合わされている、第一と第二の主面510、520にある、および/またはその近くにある永久的な熱的に誘起された圧縮応力の領域530および540をさらに有する。
In the illustrated embodiment, the thickness t of the
前記方法およびシステムは、幅広い厚さ範囲を有する強化された自動車用ガラスシートを形成するために使用できる。様々な実施の形態において、自動車用ガラスシート500の厚さtは、端点の値に加え、0.2mm、0.28mm、0.4mm、0.5mm、0.55mm、0.7mm、1mm、1.1mm、1.5mm、1.8mm、2mm、および3.2mmを含む、0.1mmから5.7または6.0mmに及ぶ。考えられる実施の形態は、0.1から20mm、0.1から16mm、0.1から12mm、0.1から8mm、0.1から6mm、0.1から4mm、0.1から3mm、0.1から2mm、0.1から2mm未満、0.1から1.5mm、0.1から1mm、0.1から0.7mm、0.1から0.5mm、および0.1から0.3mmの範囲の厚さtを有する熱強化された自動車用ガラスシート500を含む。
The methods and systems can be used to form reinforced automotive glass sheets having a wide thickness range. In various embodiments, the thickness t of the
いくつかの実施の形態において、厚さが3mm以下の自動車用ガラスシートが使用される。いくつかの実施の形態において、その自動車用ガラスの厚さは、約(例えば、プラスまたはマイナス1%)8mm以下、約6mm以下、約3mm以下、約2.5mm以下、約2mm以下、約1.8mm以下、約1.6mm以下、約1.4mm以下、約1.2mm以下、約1mm以下、約0.8mm以下、約0.7mm以下、約0.6mm以下、約0.5mm以下、約0.4mm以下、約0.3mm以下、または約0.28mm以下である。1つ以上の実施の形態において、自動車用ガラスシートは、0.1mmほど薄い。他の実施の形態において、自動車用ガラスシートの厚さは、2mm未満であり、約0.1mmから2mmまでの範囲にあるであろう。いくつかの実施の形態において、熱強化された自動車用ガラスシートのアスペクト比は高い−すなわち、厚さに対する長さおよび幅の比が大きい。ここに述べられた熱強化プロセスは、高圧または大容量の空気に依存しないので、ここに述べられたガスベアリングおよび高い熱伝達率のシステムの使用による強化後に、表面粗さおよび平坦度などの様々な自動車用ガラスシートの特性を維持することができる。同様に、ここに述べられた熱強化プロセスにより、高アスペクト比の自動車用ガラスシート(すなわち、長さ対厚さ、または幅対厚さの比、もしくはその両方の比が高い自動車用ガラスシート)を、所望のまたは必要な形状を維持しながら、熱強化することができる。詳しくは、長さ対厚さおよび/または幅対厚さの比(「アスペクト比」)がほぼ少なくとも10:1、少なくとも20:1、および1000:1までとそれを超えるシートを強化することができる。考えられる実施の形態において、アスペクト比が少なくとも200:1、少なくとも500:1、少なくとも1000:1、少なくとも2000:1、少なくとも4000:1のシートを強化することができる。 In some embodiments, automotive glass sheets with a thickness of 3 mm or less are used. In some embodiments, the automotive glass has a thickness of about (eg, plus or minus 1%) 8 mm or less, about 6 mm or less, about 3 mm or less, about 2.5 mm or less, about 2 mm or less, about 1 0.8 mm or less, about 1.6 mm or less, about 1.4 mm or less, about 1.2 mm or less, about 1 mm or less, about 0.8 mm or less, about 0.7 mm or less, about 0.6 mm or less, about 0.5 mm or less, It is about 0.4 mm or less, about 0.3 mm or less, or about 0.28 mm or less. In one or more embodiments, the automotive glass sheet is as thin as 0.1 mm. In other embodiments, the thickness of the automotive glass sheet is less than 2 mm and may range from about 0.1 mm to 2 mm. In some embodiments, the heat-strengthened automotive glass sheet has a high aspect ratio—ie, a large ratio of length and width to thickness. The thermal intensification process described here does not rely on high pressure or high volume air, so after intensification through the use of the gas bearing and high heat transfer system described herein, various factors such as surface roughness and flatness It is possible to maintain the characteristics of an automotive glass sheet. Similarly, the thermal tempering process described herein provides high aspect ratio automotive glass sheets (ie, automotive glass sheets with a high ratio of length to thickness and / or width to thickness). Can be heat strengthened while maintaining the desired or required shape. Specifically, strengthening sheets having a length to thickness and / or width to thickness ratio (“aspect ratio”) of approximately at least 10: 1, at least 20: 1, and up to 1000: 1 and beyond. it can. In possible embodiments, sheets having an aspect ratio of at least 200: 1, at least 500: 1, at least 1000: 1, at least 2000: 1, at least 4000: 1 can be reinforced.
例示の実施の形態によれば、強化された自動車用ガラス系シート500の長さlは、幅wの2倍超、幅wの5倍超などのように幅w以上、および/または幅wの50倍以下である。そのようないくつかの実施の形態において、強化された自動車用ガラス系シート500の幅wは、厚さtの2倍超、厚さtの5倍超などのように厚さt以上、および/または厚さtの50倍以下である。
According to an exemplary embodiment, the length l of the reinforced automotive glass-based
例えば、下記に述べられる図27〜30に関して開示された用途に関するものなどのいくつかの実施の形態において、自動車用ガラス系シート500の長さlは、少なくとも3cm、少なくとも5cm、少なくとも7.5cm、少なくとも20cm、少なくとも50cmなどの少なくとも1cm、および/または10m以下、7.5m以下、5m以下などの50m以下である。そのようないくつかの実施の形態において、自動車用ガラス系シート500の幅wは、少なくとも3cm、少なくとも5cm、少なくとも7.5cm、少なくとも20cm、少なくとも50cmなどの少なくとも1cm、および/または10m以下、7.5m以下、5m以下などの50m以下である。図4を参照すると、シート500の形態にある自動車用ガラス系物品の厚さtは、0.8mm以下などの、考えられる実施の形態において、2.5cm以下、1cm以下、5mm以下、2.5mm以下、2mm以下、1.7mm以下、1.5mm以下、1.2mm以下、またさらには1mm以下などの5cmより薄い、および/または厚さtは、少なくとも50μm、少なくとも100μm、少なくとも300μmなどの少なくとも10μmである。
For example, in some embodiments, such as for the applications disclosed with respect to FIGS. 27-30 described below, the length l of the automotive glass-based
他の考えられる実施の形態において、前記自動車用ガラス系物品は、ここに開示されたもの以外のサイズであってもよい。考えられる実施の形態において、その自動車用ガラス系物品の長さl、幅w、および/または厚さtは、より複雑な形状(概して、図30を参照のこと)などについて、様々であっよく、ここで、ここに開示された寸法は、少なくとも、互いに関する長さl、幅w、および厚さtの上述した定義を有する対応する自動車用ガラス系物品の態様に当てはまる。 In other possible embodiments, the automotive glass-based article may be of a size other than that disclosed herein. In possible embodiments, the length l, width w, and / or thickness t of the automotive glass-based article may vary, such as for more complex shapes (generally see FIG. 30). Here, the dimensions disclosed herein apply at least to the corresponding automotive glass-based article embodiments having the above-described definitions of length l, width w, and thickness t with respect to each other.
いくつかの実施の形態において、自動車用ガラスシート500の第一または第二の主面510、520の少なくとも一方は、比較的大きい表面積を有する。様々な実施の形態において、第一のおよび/または第二の主面510、520の面積は、少なくとも900mm2、少なくとも2500mm2、少なくとも5000mm2、少なくとも100cm2、少なくとも900cm2、少なくとも2500cm2、少なくとも5000cm2などの少なくとも100mm2、および/または100m2以下、5000cm2以下、2500cm2以下、1000cm2以下、500cm2以下、100cm2以下などの2500m2以下である。このように、自動車用ガラス系シート500は比較的大きい表面積を有することがある;これは、ここに開示された方法およびシステムによらない限り、特に、ここに述べられた自動車用ガラスシートの厚さ、表面品質、および/または歪みの均一性を有しながら、熱強化するのが難しいか、不可能であろう。さらに、ここに開示された方法およびシステムによらない限り、自動車用ガラスの種類の変更またはイオン交換に依存せずに、応力プロファイル、特に応力プロファイル(概して、図6を参照のこと)の負の引張応力部分を達成することが難しいかまたは不可能であろう。
In some embodiments, at least one of the first or second
熱強化された自動車用ガラスシートの圧縮応力および引張応力
上述したように、ここに述べられた熱強化されたシートは、例えば、図5に示された領域530、540において、意外に高い表面圧縮応力、例えば、図5に示された領域550において、意外に高い中央引張応力、および/または特有の応力プロファイル(図6参照)を有することがある。このことは、ここに述べられた自動車用ガラスシート500の小さい厚さおよび/または他の特有の物理的性質(例えば、非常に低い粗さ、高度の平坦度、様々な光学的性質、仮想温度特性など)を考えると、特に当てはまる。
Compressive and tensile stresses of thermally reinforced automotive glass sheets As noted above, the thermally reinforced sheets described herein may have unexpectedly high surface compression, for example, in
ここに開示されたプロセスおよびシステムにより形成された自動車用ガラスの圧縮応力(例えば、図5に示された領域530、540における)は、その自動車用ガラスの厚さtの関数として変動し得る。様々な実施の形態において、厚さ3mm以下の自動車用ガラス、例えば、ガラスシート500の圧縮応力(例えば、表面圧縮応力)は、少なくとも80MPa、少なくとも100MPa、少なくとも150MPa、少なくとも200MPa、少なくとも250MPa、少なくとも300MPa、少なくとも350MPa、少なくとも400MPa、および/または1GPa以下である。考えられる実施の形態において、厚さ2mm以下の自動車用ガラスの圧縮応力は、少なくとも80MPa、少なくとも100MPa、少なくとも150MPa、少なくとも175MPa、少なくとも200MPa、少なくとも250MPa、少なくとも300MPa、少なくとも350MPa、少なくとも400MPa、および/または1GPa以下である。考えられる実施の形態において、厚さ1.5mm以下の自動車用ガラスの圧縮応力は、少なくとも80MPa、少なくとも100MPa、少なくとも150MPa、少なくとも175MPa、少なくとも200MPa、少なくとも250MPa、少なくとも300MPa、少なくとも350MPa、および/または1GPa以下である。考えられる実施の形態において、厚さ1mm以下の自動車用ガラスの圧縮応力は、少なくとも80MPa、少なくとも100MPa、少なくとも150MPa、少なくとも175MPa、少なくとも200MPa、少なくとも250MPa、少なくとも300MPa、および/または1GPa以下である。考えられる実施の形態において、厚さ0.5mm以下の自動車用ガラスの圧縮応力は、少なくとも50MPa、少なくとも80MPa、少なくとも100MPa、少なくとも150MPa、少なくとも175MPa、少なくとも200MPa、少なくとも250MPa、および/または1GPa以下である。
The compressive stress (eg, in
いくつかの実施の形態において、ここに開示されたプロセスおよびシステムにより形成された自動車用ガラスにおける熱的に誘起された中央張力(例えば、図5に示された領域550における)は、40MPa超、50MPa超、75MPa超、100MPa超であることがある。他の実施の形態において、その熱的に誘起された中央張力は、300MPa未満、または400MPa未満であることがある。いくつかの実施の形態において、その熱的に誘起された中央張力は、約50MPaから約300MPa、約60MPaから約200MPa、約70MPaから約150MPa、または約80MPaから約140MPaであることがある。いくつかの実施の形態において、熱強化された自動車用ガラスシートは、高い薄さを有する、すなわち、特に薄い。ここに述べられたシステムおよび方法により、非常に高い熱伝達率を適用できるので、著しい熱的効果、例えば、少なくとも10またさらには少なくとも20MPaの中央張力を、厚さ0.3mm未満のSLGのシートに生じさせることができる。実際に、非常に薄いシート、少なくとも0.1mmほど薄いシートを熱強化することができる。厚さおよび他の変数の関数と考えられる、達成されたおよび達成できる熱応力の特定のレベルが、さらに詳しくここに記載されている。
In some embodiments, the thermally induced central tension (eg, in
図6を参照すると、図4の強化された自動車用ガラス系シート500の、25℃の室温および標準大気圧での概念応力プロファイル560は、正の引張応力下にある、強化された自動車用ガラス系シート500の内側部分550、および負の引張応力(例えば、正の圧縮応力)下にある、内側部分550の外部にあり、それに隣接した、強化された自動車用ガラス系シート500の部分530、540を示す。本出願人は、その負の引張応力は、少なくとも一部には、亀裂の開始および/またはその中の亀裂の伝搬を制限することによって、強化された自動車用ガラス系シート500を強化すると考えている。
Referring to FIG. 6, the
ここに開示されたような強化された自動車用ガラス系シート500の比較的大きい表面積および/または薄い厚さを考えると、内側部分550の正の引張応力およびその内側部分550の外部にあり、それに隣接した部分530、540の負の引張応力の間で、応力プロファイル560における引張応力が急に移行することは、本発明の技術にとって特有であると考えられる。この急な移行は、500μm、250μm、100μmの距離等の1mm以下の距離などの、変化が生じる厚さの距離(物品の厚さの一部であることがあり、必ずしも物品形状の寸法ではない、変化の割合を数量化するために使用される距離)で割った応力の大きさ(例えば、正と負の引張応力のピーク値+σ、−σにおける差である、100MPa、200MPa、250MPa、300MPa、400MPa)として表されることがある引張応力の変化率(すなわち、勾配)として理解されるであろう。そのようないくつかの実施の形態において、引張応力の変化率は、1mmで割った5000MPa以下などの1mmで割った7000MPaを超えない。考えられる実施の形態において、正と負の引張応力のピーク値の差は、少なくとも100MPa、少なくとも150MPa、少なくとも200MPa、少なくとも250MPa、少なくとも300MPa、少なくとも400MPa、少なくとも500MPaなどの少なくとも50MPa、および/または50GPa以下である。考えられる実施の形態において、自動車用ガラス系シート500のピークの負の引張応力の大きさは、少なくとも100MPa、少なくとも150MPa、少なくとも200MPa、少なくとも250MPa、少なくとも300MPa、少なくとも400MPa、少なくとも500MPaなどの少なくとも50MPaである。ここに述べられたシステムおよび方法により生じる急勾配の引張曲線の移行は、所定の厚さに関する自動車用ガラスシートの表面でのより大きい大きさの負の引張応力を達成する能力、および/またはここに開示されたダイシングの破砕可能性を達成するなどの、より薄い自動車用ガラス物品を高度の負の引張応力に製造する能力を示すと考えられる。従来の熱強化手法では、そのような急勾配の引張応力曲線を達成することはできないであろう。
Given the relatively large surface area and / or thin thickness of the reinforced automotive glass-based
例示の実施の形態によれば、引張応力の高い変化率は、自動車用ガラスシート500の厚さの少なくとも5%、厚さの少なくとも10%、厚さの少なくとも15%、または厚さの少なくとも25%などの厚さの少なくとも2%である応力プロファイル560の厚さ方向の広がりに亘り維持される上述した大きさ以上の内の少なくとも1つである。考えられる実施の形態において、その強化は、引張応力の変化率が高い厚さ方向の広がりが、第一の主面からの厚さ中の20%と80%の間の深さを中心とするように、強化された自動車用ガラス系シート500中に深く延在し、これにより、例えば、化学強化とはさらに区別されるであろう。詳しくは、1つ以上の実施の形態において、自動車用ガラスシート500は、第一の主面から測定した厚さの約10%以上(すなわち、第一の主面から約0.1t以上)の圧縮の深さ(DOC)(圧縮から張力への変化を示す)を含むことがある。例えば、自動車用ガラスシート500のDOC(第一の主面から測定して)は、約0.1t以上、0.11t以上、0.12t以上、0.13t以上、0.14t以上、0.15t以上、0.16t以上、0.17t以上、0.18t以上、0.19t以上、0.2t以上、または0.21t以上であることがある。
According to exemplary embodiments, the high rate of change in tensile stress is at least 5% of
少なくともいくつかの考えられる実施の形態において、強化された自動車用ガラス系物品は、図6に点線562として概念的に示される、イオン含有量に関するその組成の変化を含む。より詳しくは、そのような実施の形態における強化された自動車用ガラス系物品500の組成は、応力プロファイル560に影響する交換されたまたは注入されたイオンを含む。そのようないくつかの実施の形態において、負の引張応力は、ここに開示された熱強化の結果でもあるので、交換されたまたは注入されたイオンは、強化された自動車用ガラス系物品500の部分530、540中に完全には延在しない。
In at least some possible embodiments, the reinforced automotive glass-based article includes a change in its composition with respect to ionic content, conceptually shown as a
したがって、イオン交換強度が増強された引張応力プロファイル560の曲線は、不連続性または急変564を、その曲線の接線が不連続性または急変564の両側で互いから異なる方向に含む。急変564は、引張応力がその不連続性または急変564に直接隣接した両側で負であるように負の引張応力下にある部分530、540内に位置している。不連続性または急変564は、異なるイオン含有量の深さに対応することがある。しかしながら、そのようないくつかの実施の形態において、負の引張応力下にある部分530、540の他の部分はまだ、イオン含有量に関して、正の引張応力下にある部分550と同じ組成を有する。
Accordingly, the curves of the
言い換えると、少なくともいくつかの強化された自動車用ガラス系物品500に関して、イオン交換または注入の有無にかかわらず、負の引張応力下にあり、内側部分550の外部にあり、それに隣接する、強化された自動車用ガラス系シート500の部分530、540の少なくとも一部の組成は、正の引張応力下にある、内側部分550の少なくとも一部の組成と同じである。そのような実施の形態において、前記応力プロファイルの負の引張応力の少なくともいくらかは、強化された自動車用ガラス系シート500の組成(例えば、イオン組成)の変化とは関係ない。そのような構造は、化学強化を行わずに、および/またはそれほど行わずに、十分な強度を与えることによって、強化された自動車用ガラス系シート500の組成を少なくともある程度、単純化させるであろう。さらに、そのような構造は、組成の不連続性/変化のために強化された自動車用ガラス系シート500内の応力集中を減少させ、ことによると、その組成の不連続性での剥離および/または亀裂の機会を減少させるかもしれない。
In other words, with respect to at least some reinforced automotive glass-based
熱強化された自動車用ガラスシートの破損性能
引張応力の領域550に十分なエネルギーが貯蔵されている場合、そのガラスシートは、十分な打撃をうけたときに、安全ガラスのように破損する、または「ダイシングする(dice)」。ここに用いたように、自動車用ガラスシートは、25cm2の面積の自動車用ガラスシートが40以上の破片に割れたときに、ダイシングすると考えられる。いくつかの実施の形態において、ダイシングは、自動車用ガラスシートが「十分に焼入れされ」ている(すなわち、2mm以上のガラスについて、ガラスシートが少なくとも65MPaの圧縮応力または少なくとも67MPaのエッジ圧縮を有する場合)ことを示す定性的尺度として使用される。様々な実施の形態において、自動車用ガラスシート500は、自動車用ガラスシート500の25cm2片が40以上の破片に割れるような十分な引張応力を引張応力の領域550に有する。
Fracture performance of thermally strengthened automotive glass sheet If sufficient energy is stored in the
図7を参照すると、シート500などの前記ガラス系シートに関してここに開示されたような性質を有する自動車用ガラス系物品610は、プリックパンチまたは他の器具を使用して、および/または概して、米国規格協会(ANSI)Z97.1(衝撃試験)およびASTM 1048基準にしたがうなどのように破砕されている。例示の実施の形態によれば、ガラス系物品610は、破砕の際にダイシングが生じ、複数の小さい粒状塊616(例えば、かけら、破片)を形成する程度まで強化されている。いくつかの実施の形態において、自動車用ガラス系物品610は、その自動車用ガラスを粒状片にする亀裂を開始するためにハンマーまたはパンチによって衝撃が印加される破砕試験において自動車用ガラス系物品610の50×50mmの面積内で40以上の数の粒状塊616を生じるのに十分な熱的に誘起された応力を有する。金属ピンの長さ614が約1cmである標準的な事務用画鋲612が、参考のために示されている。
Referring to FIG. 7, an automotive glass-based
様々な考えられる実施の形態によれば、強化された自動車用ガラス系物品610の薄い厚さにかかわらず、その応力プロファイル(概して図6を参照のこと)は、強化された自動車用ガラス系物品610が、破砕されたときに、特に小さい粒状塊616、例えば、第一または第二の主面のいずれかの面積が50mm2未満、20mm2未満、10mm2未満、5mm2未満などの90mm2未満、および/または少なくとも10mm2のものに砕けるように、強化された自動車用ガラス系物品610の高い破砕可能性を与える。そのようないくつかの実施の形態において、強化された自動車用ガラス系物品610の破砕可能性は、その強化された自動車用ガラス系物品が砕けたときに、粒状塊616の少なくとも20%(例えば、少なくとも50%、少なくとも70%、少なくとも95%)で、その第一または第二の主面の少なくとも一方の面積が、上述した量の内の1つであるようなものである。
According to various possible embodiments, regardless of the thin thickness of the reinforced automotive glass-based
いくつかの実施の形態において、少なくとも一部には、本発明の技術を使用して、ここに開示されたように引張応力を備えて製造されることがある自動車用ガラス系物品610の特に薄い形状のために、その強化された自動車用ガラス系物品610の破砕可能性は、その強化された自動車用ガラス系物品610が、破砕されたときに、特に低容積の粒状塊、例えば、容積が40mm3未満、30mm3未満、25mm3未満などの50mm3未満、および/または少なくとも50μm3のものに砕けるようなものである。
In some embodiments, a particularly thin automotive glass-based
いくつかの実施の形態において、少なくとも一部には、本発明の技術を使用して、ここに開示されたように引張応力を備えて製造されることがある自動車用ガラス系物品610の特に大面積のために、その強化された自動車用ガラス系物品610の破砕可能性は、その強化された自動車用ガラス系物品610が、破砕されたときに、少なくとも50μm3の容積の少なくとも200、少なくとも400、少なくとも1000、少なくとも4000の粒状塊616などの少なくとも50μm3の容積の少なくとも100の粒状塊616に砕けるようなものである。
In some embodiments, at least in part, a particularly large portion of an automotive glass-based
ここで図8および図9を参照すると、少なくとも70質量%の二酸化ケイ素、および/または少なくとも10質量%の酸化ナトリウム、および/または少なくとも7質量%の酸化カルシウムを含むガラスからなり、ここに開示された設備およびプロセスを使用して強化された1.1mm厚のガラスシートに実験を行った。図8に示されるように、ガラスの平方センチメートル当たりの粒状塊616の数は、概して、それぞれの自動車用ガラス系物品610の中心での正の引張応力の大きさに関連することが分かった。同様に、図9に示されるように、それぞれのガラス系物品610の破砕可能性は、急冷中のガラスシートの表面とヒートシンク/ガスベアリングとの間の間隙のサイズおよびその間隙に使用される気体の熱伝導率に基づく、高温区域(例えば、図21、図22および図23を参照のこと)のガラスの温度、並びに急冷中にガラス表面に効果的に印加された、cal/cm2・s・℃の単位(SI単位はW/m2・K)の計算された予測の熱伝達係数(h)に関連することも分かった。
Referring now to FIGS. 8 and 9, a glass comprising at least 70% by weight silicon dioxide, and / or at least 10% by weight sodium oxide, and / or at least 7% by weight calcium oxide, disclosed herein. Experiments were performed on 1.1 mm thick glass sheets reinforced using the same equipment and processes. As shown in FIG. 8, it has been found that the number of
熱強化された自動車用ガラスシートの仮想温度
様々な実施の形態において、ここに述べられたシステムおよび方法によって形成された熱強化されたガラスシート(例えば、自動車用ガラスシート500)は、高い仮想温度を有する。様々な実施の形態において、ここに述べられた自動車用ガラス材料の高い仮想温度は、自動車用ガラスシート500の高レベルの強化、高い中央引張応力および/または高い圧縮表面応力に関連することが理解されよう。表面仮想温度は、示差走査熱量測定法、ブリルアン分光法、またはラマン分光法を含むどの適切な方法によって決定してもよい。
Virtual Temperature of Heat-Tempered Automotive Glass Sheet In various embodiments, a thermally strengthened glass sheet (eg, automotive glass sheet 500) formed by the systems and methods described herein has a high virtual temperature. Have In various embodiments, it is understood that the high fictive temperature of the automotive glass material described herein is related to the high level of reinforcement, high central tensile stress, and / or high compressive surface stress of the
例示の実施の形態によれば、自動車用ガラス系シート500は、いくつかの実施の形態において、ソーダ石灰ガラスに関するように、第一および/または第二の主面510、520での、またはその近くなどのその一部が、少なくとも500℃、少なくとも600℃、またさらには少なくとも700℃などの特に高い仮想温度を有する。例示の実施の形態によれば、自動車用ガラス系シート500は、第一および/または第二の主面510、520での、またはその近くなどのその一部が、少なくとも10℃高い、少なくとも30℃高い、少なくとも50℃高い、少なくとも70℃高い、またさらには少なくとも100℃高いなどの、同じ化学組成の徐冷された自動車用ガラスと比べて、特に高い仮想温度を有する。少なくとも一部には、強化システムにおける高温区域から冷却区域への急激な移行(例えば、図21、図22および図23を参照のこと)のために、高い仮想温度が、ここに開示された本発明の技術によって達成されることがある。本出願人は、高い仮想温度は、自動車用ガラスの増加した損傷抵抗に対応するまたは関連することがあると考えている。
According to an exemplary embodiment, the automotive glass-based
表面仮想温度を決定するいくつかの方法において、かなり正確に仮想温度を測定するために、自動車用ガラスを破壊して、熱強化プロセスにより誘起される応力を取り除く必要があることがある。ラマン分光法により測定される特徴的な構造バンドは、仮想温度およびケイ酸塩自動車用ガラスに印加された応力の両方に関して、制御された様式でシフトすることがよく知られている。応力が分かれば、このシフトを使用して、熱強化された自動車用ガラスシートの仮想温度を非破壊的に測定することができる。 In some methods of determining the surface fictive temperature, it may be necessary to break the automotive glass to remove the stress induced by the heat strengthening process in order to measure the fictive temperature fairly accurately. It is well known that the characteristic structural bands measured by Raman spectroscopy shift in a controlled manner with respect to both fictive temperature and stress applied to the silicate automotive glass. If the stress is known, this shift can be used to non-destructively measure the fictive temperature of the heat strengthened automotive glass sheet.
概して図10を参照すると、いくつかの例示の自動車用ガラス物品に関する仮想温度の決定が示されている。シリカガラスのラマンスペクトルへの応力効果が、D.R. Tallant, T.A. Michalske,およびW.L. Smithの「The effects of tensile stress on the Raman spectrum of silica glass」J. Non-Cryst. Solids, 106 380-383 (1988)に報告されている。65質量%以上のシリカを含む市販のガラスは、実質的に同じ反応を示す。報告された応力反応は一軸応力に関するものであるが、強化されたガラスに観察されるような単一二軸応力状態(σxx=σyy)の場合、ピークは、一軸応力に予測されるものの2倍シフトすると予測できる。ソーダ石灰ガラスおよびガラス2における1090cm-1付近のピークは、シリカガラスで観察される1050cm-1のピークに対応する。シリカにおける1050cm-1のピーク、並びにSLGおよび他のケイ酸塩ガラスにおける対応するピークに対する応力の影響は、MPaの単位での応力σの関数として、式a)ω(cm-1)=1054.93−0.00232・σで表すことができる。
Referring generally to FIG. 10, a hypothetical temperature determination for some example automotive glass articles is shown. The effect of stress on the Raman spectrum of silica glass is described by DR Tallant, TA Michalske, and WL Smith, "The effects of tensile stress on the Raman spectrum of silica glass" J. Non-Cryst. Solids, 106 380-383 (1988). Has been reported. Commercially available glasses containing 65% by weight or more of silica show substantially the same reaction. The reported stress response is related to uniaxial stress, but in the single biaxial stress state (σ xx = σ yy ) as observed in tempered glass, the peak is expected to be uniaxial stress. It can be predicted to shift 2 times. Peak around 1090 cm -1 in the soda-lime glass and
SLGおよび別のガラスのガラス2に関する仮想温度の関数としてのラマンバンド位置の較正曲線を作成した。ガラスサンプルは、τ=10×η/G(式中、ηは粘度であり、Gは剛性率である)によって計算される構造緩和時間よりも2〜3倍長い様々な時間で熱処理した。熱処理後、ガラスを水中で急冷して、その熱処理温度における仮想温度を固定した。次にガラス表面を、マイクロラマンによって、50倍の倍率および1〜2μmのスポットサイズにおいて、442nmレーザ、10〜30秒の露光時間、および100%出力を用いて、200〜1800cm-1の範囲に亘って測定した。1000〜1200cm-1におけるピーク位置を、コンピュータソフトウェア、この場合はRenishaw WiRE version 4.1を用いてフィッティングした。仮想温度Tf(℃)の関数として空気側でSLGに測定した1090cm-1のラマンピークの良好なフィッティングが、式b)ω(cm-1)=1110.66−0.0282・Tfにより得られる。ガラス2について、式c)ω(cm-1)=1102.00−0.0231・Tfにより良好なフィッティングが得られる。
Calibration curves for Raman band positions as a function of fictive temperature for SLG and another glass,
式a)、b)、およびc)で確立された関係を用い、表面圧縮応力のための補正係数を用いて、測定したラマンピーク位置の関数として自動車用ガラスの仮想温度を表すことができる。100MPaの圧縮応力σCによって、仮想温度の約15から20℃の低下に相当するラマンバンド位置のシフトが生じる。以下の式がSLGに適用可能である:
Using the relationships established in equations a), b), and c), a correction factor for surface compressive stress can be used to represent the fictive temperature of the automotive glass as a function of the measured Raman peak position. A
ガラス2に適用可能な式は:
The formulas applicable to
である。 It is.
これらの式中、ωは1090cm-1付近のピークの測定ピーク波数であり、σCは、任意の適切な技術によって測定された表面圧縮応力であり、℃の単位の仮想温度の応力補正した測定が行われる。決定された仮想温度に関連する損傷抵抗の増加の実証として、4つのガラスシート試料を調製し、その内の2つは、従来の強化方法により、約70および110MPaの表面圧縮応力(CS)に調製された6mmのソーダ石灰ガラス(SLG)シートであり、残りの2つはここに開示された方法およびシステムにより、ほぼ同じレベルのCSに調製された1.1mmのSLGである。各厚さの一方の2つの追加のシートを対照として使用した。各試験シートの表面に標準ビッカース押し込みを行った。様々なレベルの力をそれぞれ15秒間加え、24時間待機した後、それぞれの圧痕を調べた。表Iに示されるように、50%亀裂閾値(現れる亀裂の平均数が、亀裂が発生する傾向にある圧子の4点の内の2点となる荷重として定義される)を各試料について測定した。 In these equations, ω is the measured peak wavenumber of the peak near 1090 cm −1 , σ C is the surface compressive stress measured by any suitable technique, and stress corrected measurement of the fictive temperature in units of ° C. Is done. As a demonstration of the increased damage resistance associated with the determined fictive temperature, four glass sheet samples were prepared, two of which were subjected to surface compressive stress (CS) of about 70 and 110 MPa by conventional tempering methods. A prepared 6 mm soda lime glass (SLG) sheet, the remaining two being 1.1 mm SLGs prepared to approximately the same level of CS by the methods and systems disclosed herein. Two additional sheets of one of each thickness were used as controls. Standard Vickers indentation was performed on the surface of each test sheet. Various levels of force were applied for 15 seconds each, and after 24 hours, each indentation was examined. As shown in Table I, a 50% crack threshold (the average number of cracks that appear is defined as a load that is two of the four points of the indenter that tends to crack) was measured for each sample. .
表Iは、従来の対流気体強化(6mmのシートに反映されている)によって処理したSLGのビッカース亀裂開始閾値が、徐冷後または供給されたままのSLGシートの場合と実質的に同じであり、0と1ニュートン(N)の間から、約1から2ニュートン未満まで上昇することを示している。これは、従来の強化によって与えられるガラス転移温度(SLGの場合のTg=550℃、η=1012-13.3ポアズとして定義される)に対して約25から35℃の表面仮想温度(TfsまたはTf表面)の比較的穏やかな上昇に相関している。対照的に、本発明の方法およびシステムを用いた強化によって、ビッカース亀裂開始閾値は10Nを超えるまで改善され、従来の強化によって与えられるビッカース損傷抵抗に対して10倍の増加であった。本発明が実施されたガラスでは、TfsからTsを引いた値は、少なくとも50℃、または少なくとも75℃、または少なくとも90℃、または約75℃から100℃の範囲内であった。低レベルの熱強化を含む1つ以上の実施の形態でさえも、本発明が実施されたガラスは、例えば、5Nなどのレベルにおいて増加した抵抗性を依然として与えることができる。特定の考えられる実施の形態では、15秒のビッカース亀裂開始試験後の50%亀裂閾値は、5N以上、10N以上、20N以上、または30N以上となり得る。 Table I shows that the Vickers crack initiation threshold for SLG processed by conventional convective gas fortification (reflected in 6 mm sheet) is substantially the same as for SLG sheet after slow cooling or as supplied. , From 0 and 1 Newton (N) to about 1 to less than 2 Newton. This is a surface fictive temperature (T fs ) of about 25 to 35 ° C. with respect to the glass transition temperature given by conventional strengthening (defined as T g = 550 ° C., η = 10 12-13.3 poise for SLG). Or a relatively mild increase in the Tf surface ). In contrast, with the reinforcement using the method and system of the present invention, the Vickers crack initiation threshold was improved to over 10N, a 10-fold increase over the Vickers damage resistance afforded by conventional reinforcement. For glasses in which the invention was implemented, the value of T fs minus T s was at least 50 ° C., or at least 75 ° C., or at least 90 ° C., or in the range of about 75 ° C. to 100 ° C. Even in one or more embodiments that include a low level of heat strengthening, the glass in which the present invention is implemented can still provide increased resistance at levels such as, for example, 5N. In certain possible embodiments, the 50% crack threshold after a 15 second Vickers crack initiation test can be 5N or higher, 10N or higher, 20N or higher, or 30N or higher.
得られた仮想温度に関して熱強化プロセスの相対性能を比較するために以下の無次元仮想温度パラメータθを使用することができる。この場合、表面仮想温度θsが下記に与えられる: The following dimensionless virtual temperature parameter θ can be used to compare the relative performance of the heat strengthening process with respect to the obtained virtual temperature. In this case, the surface fictive temperature θs is given by:
式中、Tfsは表面仮想温度であり、T徐冷(η=1013.2ポアズの粘度におけるガラスの温度)は徐冷点であり、T軟化(η=107.6ポアズの粘度におけるガラスの温度)はシートのガラスの軟化点である。図10は、2つの異なるガラスの熱強化中に適用した熱伝達率hの関数としての、測定した表面仮想温度に関するθsのプロットである。図10に示されるように、2つの異なるガラスの結果は、互いにかなり密接に重なっている。これは、パラメータθが、製造に必要な熱伝達率hに関して、直接比較される異なるガラスの仮想温度を比較するための手段となることを意味する。各hにおける結果の垂直範囲は、急冷開始時の初期温度TOのばらつきに対応している。1つ以上の実施の形態において、パラメータθsは、約(例えば、プラスまたはマイナス10%)0.2から約0.9、または0.21から0.09、または0.22から0.09、または0.23から0.09、または0.24から0.09、または0.25から0.09、または0.30から0.09、または0.40から0.09、または0.5から0.9、または0.51から0.9、または0.52から0.9、または0.53から0.9、または0.54から0.9、または0.54から0.9、または0.55から0.9、または0.6から0.9、またさらには0.65から0.9を含む。 Where T fs is the fictive temperature of the surface, T slow cooling (the glass temperature at a viscosity of η = 10 13.2 poise) is the slow cooling point, and T softening (the glass temperature at a viscosity of η = 10 7.6 poise) Is the softening point of the glass of the sheet. FIG. 10 is a plot of θs versus measured surface fictive temperature as a function of heat transfer coefficient h applied during thermal strengthening of two different glasses. As shown in FIG. 10, the results of the two different glasses overlap fairly closely with each other. This means that the parameter θ provides a means for comparing the fictive temperatures of different glasses that are directly compared with respect to the heat transfer coefficient h required for production. The vertical range of the results at each h corresponds to the variation in the initial temperature T O at the start of quenching. In one or more embodiments, the parameter θs is about (eg, plus or minus 10%) 0.2 to about 0.9, or 0.21 to 0.09, or 0.22 to 0.09, Or from 0.23 to 0.09, or from 0.24 to 0.09, or from 0.25 to 0.09, or from 0.30 to 0.09, or from 0.40 to 0.09, or from 0.5 0.9, or 0.51 to 0.9, or 0.52 to 0.9, or 0.53 to 0.9, or 0.54 to 0.9, or 0.54 to 0.9, or 0.55 to 0.9, or 0.6 to 0.9, and even 0.65 to 0.9.
熱強化された自動車用ガラスシートの焼入れ性パラメータ
しかしながら、より高い熱伝達率(例えば、約800W/m2K以上など)では、ガラスの高温または「液相線」CTEが強化性能に影響し始める。したがって、そのような条件下では、粘度曲線全体で変化するCTE値に亘る積分の近似に基づく焼入れ性パラメータΨが有用であることが分かった:
The hardenability parameters of thermally tempered automotive glass sheets, however, at higher heat transfer rates (eg, about 800 W / m 2 K and higher), high glass temperatures or “liquidus” CTEs begin to affect tempering performance. . Thus, under such conditions, a hardenability parameter Ψ based on an approximation of the integral over the CTE value that varies across the viscosity curve has proved useful:
式中、αS CTEは、1/℃(℃-1)で表される低温線CTE(ガラスについて0〜300℃の平均線膨張係数に相当する)であり、αL CTEは、1/℃(℃-1)で表される高温線CTE(ガラス転移点と軟化点との間のどこかで生じることが確認されている高温プラトー値に相当する)であり、EはGPa(MPaではない)で表されるガラスの弾性率であり(これによって(無次元)パラメータΨの値が一般に0と1の間の範囲となることができる)、T歪みは、℃で表されるガラスの歪み点温度(η=1014.7ポアズの粘度におけるガラスの温度)であり、T軟化は、℃で表されるガラスの軟化点(η=107.6ポアズの粘度におけるガラスの温度)である。 In the formula, α S CTE is a low-temperature line CTE represented by 1 / ° C. (° C. −1 ) (corresponding to an average linear expansion coefficient of 0 to 300 ° C. for glass), and α L CTE is 1 / ° C. a (° C. -1) represented by the high temperature line CTE (corresponding to a high temperature plateau value it has been confirmed that occurs somewhere between the softening point and glass transition point), E is not GPa (MPa ) (This allows the value of the (dimensionless) parameter Ψ to generally be in the range between 0 and 1), and the T strain is the strain of the glass expressed in degrees Celsius. It is the point temperature (η = 10 glass temperature at a viscosity of 14.7 poise), and T softening is the softening point of the glass expressed in ° C. (η = temperature of glass at a viscosity of 10 7.6 poise).
強化パラメータΨを決定するために、様々な性質を有するガラスについて、熱強化プロセスおよび結果として得られる表面圧縮応力のモデル化を行った。ガラスは、108.2ポアズの同じ出発粘度および様々な熱伝達係数においてモデル化した。様々なガラスの性質が、108.2ポアズにおける各ガラスの温度および各々の焼入れ性パラメータΨの計算値とともに、表IIに示されている。 In order to determine the strengthening parameter Ψ, a glass with various properties was modeled for the thermal strengthening process and the resulting surface compressive stress. Glasses were modeled in the same starting viscosity and different heat transfer coefficient of 10 8.2 poise. The various glass properties are shown in Table II, along with the calculated values for each glass temperature and each hardenability parameter Ψ at 10 8.2 poise.
表IIの結果は、Ψがガラスの熱的焼入れ性能に比例することを示している。この相関は、高熱伝達率(2093W/m2K(0.05cal/s・cm2・℃)の熱伝達係数)およびたった1mmのガラスシート厚に関する実施例を示す図11にさらに示されている。図から分かるように、7つの異なるガラスで生じた圧縮応力のばらつきは、提案される焼入れ性パラメータΨのばらつきと十分な相関がある。 The results in Table II show that ψ is proportional to the thermal quenching performance of the glass. This correlation is further illustrated in FIG. 11 which shows an example for a high heat transfer coefficient (2093 W / m 2 K (0.05 cal / s · cm 2 · ° C.) heat transfer coefficient) and a glass sheet thickness of only 1 mm. . As can be seen, the variation in compressive stress produced in the seven different glasses correlates well with the proposed variation in the hardenability parameter Ψ.
熱強化されたガラスシートの熱伝達係数、並びに表面圧縮応力および中央引張応力に対する関係
別の態様では、任意のガラスについて、熱伝達係数h(cal/cm2・s・℃で表される)の任意の所定の値で、表面圧縮応力(σCS、MPa)対厚さ(t、mm)の曲線は、(0から6mmのtの範囲に亘り)、双曲線にフィッティングさせることが可能なことが分かっており、ここで、P1およびP2は:
In another aspect, the heat transfer coefficient of the heat strengthened glass sheet and the relationship to surface compressive stress and central tensile stress, for any glass, the heat transfer coefficient h (expressed in cal / cm 2 · s · ° C.) At any given value, the surface compressive stress (σ CS , MPa) vs. thickness (t, mm) curve (over a range of t from 0 to 6 mm) can be fitted to a hyperbola. I know, where P 1 and P 2 are:
となるようなhの関数であるか、またはこれにΨを代入して表すと、圧縮応力σCS(ガラス、h、t)の曲線は: Or a curve of compressive stress σ CS (glass, h, t):
で表され、式中、上記(6)または(7)のいずれかの定数P1、P2のそれぞれは: In the formula, each of the constants P 1 and P 2 in the above (6) or (7) is:
および and
で表される熱伝達値hの連続関数である。定数P1、P2は、それぞれ図12および13にhの関数としてグラフで示されている。したがって、所定のhの場合のP1の値と、先の式(6)または(7)で同じhの場合に対応するP2の値を用いることによって、厚さtの関数として、そのhで得ることができる表面圧縮応力(CS)に対応する曲線が規定される。 It is a continuous function of the heat transfer value h expressed by The constants P 1 and P 2 are shown graphically as a function of h in FIGS. 12 and 13, respectively. Therefore, by using the value of P 1 for a given h and the value of P 2 corresponding to the same h in the previous equation (6) or (7), that h as a function of thickness t A curve corresponding to the surface compressive stress (CS) that can be obtained is defined.
いくつかの実施の形態では、同様の式を使用して、単に同じ伝導下で予想される圧縮応力を2で割ることによって、特に6mm以下の厚さ、および800W/m2K以上などの熱伝達係数における熱強化された自動車用ガラスシートの中央張力(CT)を予想することができる。したがって、予想中央張力は、 In some embodiments, a similar equation is used, simply by dividing the expected compressive stress under the same conduction by 2, especially for thicknesses of 6 mm or less, and heats such as 800 W / m 2 K or more. The median tension (CT) of the thermally reinforced automotive glass sheet in the transfer coefficient can be predicted. Therefore, the expected median tension is
から求めることができる。式中、P1CTおよびP2CTは: Can be obtained from In the formula, the P 1CT and P 2CT:
および and
のように求められる。いくつかの実施の形態において、hおよびhCTは、熱強化の所定の物理的状況で同じ値を有することがある。しかしながら、いくつかの実施の形態において、それらは変動することがあり、別個の変数が得られ、それらの間でばらつきが生じると、CS/CTの典型的な2:1の比が維持されない場合の説明の性能曲線中に取り込むことができる。 It is required as follows. In some embodiments, h and hCT may have the same value for a given physical situation of thermal enhancement. However, in some embodiments, they may fluctuate, resulting in separate variables, and when variation occurs between them, the typical 2: 1 ratio of CS / CT is not maintained Can be incorporated into the performance curve.
本開示のプロセスおよびシステムの1つ以上の実施の形態によって、表IIIに示される熱伝達率値(hおよびhCT)の全てにおいて熱強化SLGシートが製造される。 One or more embodiments of the disclosed processes and systems produce heat enhanced SLG sheets at all of the heat transfer coefficient values (h and h CT ) shown in Table III.
いくつかの実施の形態において、熱伝達値比率(hおよびhCT)は、約0.024から約0.15cal/s・cm2・℃(約1004から約6280W/m2K)、約0.026から約0.10cal/s・cm2・℃(約1089から約4187W/m2K)、または約0.026から約0.075cal/s・cm2・℃(約1089から3140W/m2K)となることがある。 In some embodiments, the heat transfer value ratio (h and h CT ) is about 0.024 to about 0.15 cal / s · cm 2 · ° C. (about 1004 to about 6280 W / m 2 K), about 0 .026 to about 0.10 cal / s · cm 2 · ° C. (about 1089 to about 4187 W / m 2 K), or about 0.026 to about 0.075 cal / s · cm 2 · ° C. (about 1089 to 3140 W / m 2 K).
図14は、先の式6〜9によるhの選択された値に対するC(h,t)・Ψ(SLG)のグラフによる、厚さt(mm)の関数としてのガラスシートの表面圧縮のMPaで表された新しく開けられた性能空間を示しており、Ψ(SLG)は、表II中のSLGのΨ値に対応する。GCで示された線は、0.02cal/s・cm2・℃(または840W/m2K)から0.03cal/s・cm2・℃(または1250W/m2K)の気体対流強化によって実現可能なSLGシートの厚さに対する最大応力の推定範囲を示しており、これらの熱伝達係数のレベルは、108.2ポアズの加熱ガラス粘度、または対流気体プロセスの能力よりも高い温度の約704℃においてそのプロセスで使用できるものとしている。 FIG. 14 shows the MPa of surface compression of a glass sheet as a function of thickness t (mm) according to the graph of C (h, t) · Ψ (SLG) against a selected value of h according to equations 6-9 above. Ψ (SLG) corresponds to the ψ value of SLG in Table II. Lines indicated by the GC, the gas convection enhancements 0.02cal / s · cm 2 · ℃ ( or 840W / m 2 K) from 0.03cal / s · cm 2 · ℃ ( or 1250W / m 2 K) The estimated range of maximum stress versus achievable SLG sheet thickness is shown, and these heat transfer coefficient levels are about 704 ° C. at a heated glass viscosity of 10 8.2 poise, or higher than the convective gas process capability. Can be used in the process.
気体対流強化プロセスに基づく最大の報告されたシートCS値の例が、凡例で気体対流と表示された△印によって示されている。値601は、市販の設備の公表された製品性能能力を示しており、一方で値602は、あるガラス加工会議における口頭による報告に基づいている。LCで示された線は、0.0625cal/s・cm2・℃(または約2600W/m2K)の熱伝達率hによって得られ、108.2ポアズの初期加熱ガラス粘度または約704℃における処理も仮定した、液体接触強化によって実現可能と判断されるSLGシートの厚さに対する最大応力の曲線を示す。液体接触強化プロセスに基づく最大の報告されたシートCS値の例は、凡例で液体接触と表示された○印によって示されている。厚さ2mmにおける2つの値のより大きい方は、ホウケイ酸自動車用ガラスシートの強化の報告に基づいており、達成された応力は、スケール変更で直接比較するために(ΨSLG)/(Ψホウケイ酸)によって図のスケールを変更している。
An example of the maximum reported sheet CS value based on the gas convection intensification process is indicated by the Δ symbol labeled gas convection in the legend. The value 601 indicates the published product performance capability of a commercial facility, while the
704で示された線は、0.20cal/s・cm2・℃(または約8370W/m2K)の熱伝達率および急冷直前の704℃の初期温度において本開示の方法およびシステムの1つ以上の実施の形態によって実現可能な応力を示している。このように実現可能な自動車用ガラスシート上の応力レベルは、液体強化が最新の気体対流強化に対して示しているものとほぼ同じ範囲の改善を液体強化強度レベルに対して示している。704で示された線は上限ではないが、さらに高い温度において(自動車用ガラスのより低い粘度において)小さい間隙のガスベアリングの熱強化で実現可能な形状および平坦度の良好な制御のために、実施の形態では、これより高い値が実現可能であることが示されている。730で示された線は、自動車用ガラスの軟化点に非常に近いまたはそれより高い730℃のSLGシートの開始温度において、0.20cal/s・cm2・℃(または約8370W/m2K)の熱伝達率によって実現されるさらなる強化性能の一部を示している。特に、狭いガスベアリングにおけるシートの平坦度および形状の良好な取扱いおよび制御によって可能となる高い熱伝達率と高い初期温度の使用との組合せによって、圧縮応力、したがって自動車用ガラスシート強度の顕著な改善がこのように実現され、厚さ2mm以下における改善が特に顕著になる。 The line shown at 704 represents one of the disclosed methods and systems at a heat transfer rate of 0.20 cal / s · cm 2 · ° C. (or about 8370 W / m 2 K) and an initial temperature of 704 ° C. just prior to quenching. The stress realizable by the above embodiment is shown. The stress levels on the automotive glass sheet that can be achieved in this way show almost the same range of improvements to the liquid fortified strength level that liquid fortification shows for modern gas convection fortification. The line shown at 704 is not an upper limit, but at higher temperatures (at the lower viscosity of automotive glass) for good control of the shape and flatness achievable with thermal strengthening of small gap gas bearings, In the embodiment, it is shown that a higher value can be realized. The line shown at 730 is 0.20 cal / s · cm 2 · ° C. (or about 8370 W / m 2 K) at the starting temperature of the SLG sheet at 730 ° C. which is very close to or higher than the softening point of automotive glass. ) Shows a part of the further enhanced performance realized by the heat transfer coefficient. In particular, the combination of high heat transfer rates and the use of high initial temperatures, enabled by good handling and control of sheet flatness and shape in narrow gas bearings, significantly improves compressive stress and thus automotive glass sheet strength. Is realized in this way, and the improvement at a thickness of 2 mm or less is particularly remarkable.
図15は、2mm以下であるが、本開示の1つ以上の実施の形態によって製造された強化ガラスシートの選択された例についてプロットされた厚さの関数としての圧縮応力で、先に説明した図14の線を示しており、本開示によって可能となった熱強化レベルおよび厚さの最良の組合せを示している。 FIG. 15 is described above with compressive stress as a function of thickness plotted for selected examples of tempered glass sheets that are 2 mm or less, but manufactured according to one or more embodiments of the present disclosure. FIG. 15 illustrates the line of FIG. 14 and illustrates the best combination of thermal enhancement level and thickness enabled by the present disclosure.
表面粗さが低く、平坦度が高い、熱強化された自動車用ガラスシート
様々な実施の形態において、シート500などの、ここに開示された熱強化された自動車用ガラスシートは、高い熱応力と、低い形成時表面粗さとの両方を有する。ここに開示されたプロセスおよび方法は、形成時の表面の表面粗さを増加させずに、自動車用ガラスのシートを熱強化することができる。例えば、入ってくるフロート自動車用ガラスの空気側表面、および入ってくるフュージョン形成された自動車用ガラスの表面を、処理の前後に原子間力顕微鏡法(AFM)によって特徴付けた。Ra表面粗さは、入ってくる1.1mm厚のソーダ石灰フロート自動車用ガラスについて1nm未満(0.6〜0.7nm)であり、そのRa表面粗さは、本発明のプロセスによる熱強化によって増加しなかった。同様に、フュージョン形成された自動車用ガラスの1.1mm厚のシートについての、0.3nm未満(0.2〜0.3nm)のRa表面粗さは、本開示による熱強化によって維持された。したがって、熱強化された自動車用ガラスシートは、少なくとも第一の主面上の表面粗さが、少なくとも10×10μmの面積に亘り、0.2から1.5nmのRa粗さ、0.2から0.7nm、0.2から0.4nm、またさらには0.2から0.3nmの範囲内にある。表面粗さは、例示の実施の形態において、10×10μm、またはいくつかの実施の形態において、15×15μmの面積に亘り測定されることがある。
Thermally reinforced automotive glass sheet with low surface roughness and high flatness In various embodiments , the thermally reinforced automotive glass sheet disclosed herein, such as
いくつかの考えられる実施の形態において、ここに開示された熱強化された自動車用ガラスシートは、高い熱応力と、低い形成時表面粗さおよび/または被覆表面との両方を有する。ここに開示されたプロセスおよび方法は、自動車用ガラスシートの滑らかな形成されたままのまたは供給されたままの表面の表面粗さを増加させずに、また同様に、敏感な低Eコーティングまたは反射防止コーティングまたは他のコーティングに損傷を与えずに、自動車用ガラスのシートを熱強化することができる。入ってくるフロート自動車用ガラスの空気側表面、および入ってくるフュージョン形成された自動車用ガラスの表面を、処理の前後に原子間力顕微鏡法(AFM)によって特徴付けた。Ra表面粗さは、入ってくる1.1mmのソーダ石灰フロート自動車用ガラスについて1nm未満(0.6から0.7nmなど)であり、本開示による熱強化によって増加しなかった。Ra表面粗さは、入ってくるフュージョン形成された自動車用ガラスの1.1mmのシートについての、0.3nm未満(0.2から0.3nmなど)であり、同様に、本開示による熱強化によって増加しなかった。したがって、考えられる実施の形態において、本開示による熱強化された自動車用ガラスシートは、少なくとも0.2nmおよび/または0.7nm以下、0.4nm以下、またさらには0.3nm以下などの1.5nm以下のRa粗さの範囲にある少なくとも第一の主面上の表面粗さを有する、もしくは強化前に施されることがある種類のコーティングをその上に有する熱強化シートを有する、もしくはこれらの低い粗さ値とコーティングの組合せを有し、出発材料として対応する自動車用ガラスシートに使用される本発明のプロセスから得られる。本出願人の理解によれば、表面品質および/または表面コーティングのそのような保存には、以前は、対流気体強化またはことによると低い熱伝達液体強化プロセスの使用が必要であったが、これにより、本発明のプロセスおよび方法により利用できる全範囲に対して熱強化効果が制限されてしまう。 In some possible embodiments, the heat-strengthened automotive glass sheet disclosed herein has both high thermal stress and low formation surface roughness and / or coating surface. The processes and methods disclosed herein do not increase the surface roughness of the smooth as-formed or as-supplied surface of an automotive glass sheet, and likewise are sensitive low E coatings or reflections. Automotive glass sheets can be heat strengthened without damaging the protective coating or other coatings. The air side surface of the incoming float automotive glass and the surface of the incoming fusion formed automotive glass were characterized by atomic force microscopy (AFM) before and after treatment. The Ra surface roughness was less than 1 nm (such as 0.6 to 0.7 nm) for incoming 1.1 mm soda lime float automotive glass and was not increased by thermal strengthening according to the present disclosure. The Ra surface roughness is less than 0.3 nm (such as 0.2 to 0.3 nm) for a 1.1 mm sheet of incoming fusion-formed automotive glass, as well as the heat according to the present disclosure. It did not increase with reinforcement. Accordingly, in contemplated embodiments, the heat-strengthened automotive glass sheet according to the present disclosure is at least 0.2 nm and / or 0.7 nm or less, 0.4 nm or less, or even 0.3 nm or less. Having a surface roughness on at least the first major surface in the range of R a roughness of 5 nm or less, or having a heat-strengthening sheet thereon having a type of coating that may be applied prior to strengthening, or These low roughness values and coating combinations are obtained from the process according to the invention used as starting material for the corresponding automotive glass sheets. According to Applicants' understanding, such preservation of surface quality and / or surface coatings previously required the use of convective gas fortification or possibly low heat transfer liquid fortification processes. This limits the heat strengthening effect over the full range that can be utilized by the process and method of the present invention.
別の実施の形態において、ここに記載された熱強化された自動車用ガラスシートは高い平坦度を有する。様々な実施の形態において、ここに述べられた強化システムでは、移送および加熱中に自動車用ガラス材料を支持するために制御されたガスベアリングを利用し、いくつかの実施の形態において、自動車用ガラスシートの平坦度の制御および/または改善を促進し、それによって、特に薄いおよび/または高度に強化された自動車用ガラスシートについて、以前に得られたよりも高い平坦度を得るために使用することができる。例えば、少なくとも0.6mmのシートは、改善された強化後平坦度を有するように強化することができる。本発明が実施された熱強化された自動車用ガラスシートの平坦度は、その第一または第二の主面の一方に沿った任意の50mmの長さに沿って100μm以下の芯振れ精度(TIR)、第一または第二の主面の一方の上の50mmの長さ内で300μm以下のTIR、第一または第二の主面の一方の上の50mmの長さ内で200μm以下のTIR、100μm以下のTIR、または70μm以下のTIRを有し得る。例示の実施の形態において、平坦度は、自動車用ガラスシートの任意の50mm以下のプロファイルに沿って測定される。考えられる実施の形態において、ここに開示された厚さを有するシートは、100μm以下のTIRの平坦度、70μm以下のTIRの平坦度、50μm以下のTIRの平坦度などの、第一または第二の主面の一方の上の20mmの長さ内で200μm以下のTIRの平坦度を有する。 In another embodiment, the heat strengthened automotive glass sheet described herein has a high flatness. In various embodiments, the tempering systems described herein utilize controlled gas bearings to support automotive glass material during transfer and heating, and in some embodiments, automotive glass Can be used to facilitate control and / or improvement of sheet flatness, thereby obtaining higher flatness than previously obtained, especially for thin and / or highly reinforced automotive glass sheets it can. For example, a sheet of at least 0.6 mm can be reinforced to have improved post-strengthening flatness. The flatness of the heat-strengthened automotive glass sheet embodying the present invention has a core runout accuracy (TIR of 100 μm or less along an arbitrary 50 mm length along one of the first or second main surfaces. ), A TIR of 300 μm or less within a length of 50 mm on one of the first or second major surfaces, a TIR of 200 μm or less within a length of 50 mm on one of the first or second major surfaces; It can have a TIR of 100 μm or less, or a TIR of 70 μm or less. In the illustrated embodiment, flatness is measured along any 50 mm or less profile of the automotive glass sheet. In contemplated embodiments, a sheet having the thickness disclosed herein may have a TIR flatness of 100 μm or less, a TIR flatness of 70 μm or less, a TIR flatness of 50 μm or less, etc. Having a TIR flatness of 200 μm or less within a length of 20 mm on one of the major surfaces.
考えられる実施の形態によれば、ここに述べられた強化された自動車用ガラス系物品(例えば、図4に示された自動車用ガラスシート500)は、本体522の1cmの長手方向の広がりに沿ってその厚さtが、10μm以下、5μm以下、2μm以下などの50μm以下しか変化しないような高度の寸法一貫性を有する。そのような寸法一貫性は、寸法を歪めることがある冷却板の位置合わせおよび/または表面の凸凹などの実施上の配慮点のために、ここに開示されたような、所定の厚さ、面積、および/または負の引張応力の大きさについて、固体急冷では達成できないであろう。
According to possible embodiments, the reinforced automotive glass-based article described herein (eg,
考えられる実施の形態によれば、ここに述べられた強化された自動車用ガラス系物品は、それに沿った1cmの長手方向のプロファイルが、直線の20μm以内、10μm以内、5μm以内、2μm以内などの50μm以内にある、および/またはそれに沿った1cmの幅方向のプロファイルが、直線の20μm以内、10μm以内、5μm以内、2μm以内などの50μm以内にあるように平坦な主面(例えば、図4の強化された自動車用ガラス系シート500の第一と第二の主面510、520)を少なくとも1つ有する。そのような高い平坦度は、液体の対流および関連する力が原因による、これらのプロセスにおいて強化された自動車用ガラスの反りまたは曲がりなどの実施上の配慮点のために、ここに開示されたような、所定の厚さ、面積、および/または負の引張応力の大きさについて、液体急冷では達成できないであろう。
According to possible embodiments, the reinforced automotive glass-based article described herein has a 1 cm longitudinal profile along the straight line within 20 μm, within 10 μm, within 5 μm, within 2 μm, etc. A flat major surface (eg, of FIG. 4) such that the 1 cm width profile within 50 μm and / or along it is within 50 μm such as within 20 μm, within 10 μm, within 5 μm, within 2 μm, etc. There are at least one first and second
熱強化された自動車用ガラスシートのCTE
別の態様は、熱強化された低熱膨張係数(CTE)のシートを含む。前述したように(例えば、式7および10参照)、熱強化の効果は、自動車用ガラスシートを構成する自動車用ガラスのCTEに大きく依存する。しかしながら、低CTE自動車用ガラスの熱強化によって、低アルカリ含有量のために、高い耐薬品性、または電子機器とのより良好な適合性などの有利な性質を有する強化された自動車用ガラス組成物が得られることがある。65、60、55、50、45、40、およびさらには35×10-6℃-1以下のCTEを有する自動車用ガラスシートは、4mm未満、3.5mm未満、3mm未満、およびさらには2mm以下の厚さで安全ガラスのような破壊パターン(「ダイシング」)が可能となる。40×10-6℃-1以下のCTE値を有する自動車用ガラスは、ここに記載のプロセスを用いて強化することができる。ここに述べられたシステムおよび方法により強化されたそのような低CTE自動車用ガラスは、同じ厚さにおいて従来の商業的(気体対流)プロセスで強化されたSLGシートと同様の表面圧縮を有することができる。いくつかの実施の形態において、低CTE自動車用ガラスの圧縮応力は、1cm以下、5mm以下、3mm以下、2mm以下、1.5mm以下、1mm以下、0.75mm以下、0.5mm以下、0.3mm以下、0.2mm以下、または0.1mm以下の厚さを有する自動車用ガラスシートについて、少なくとも50MPa、少なくとも100MPa、少なくとも125MPa、少なくとも150MPa、少なくとも200MPa、少なくとも250MPa、少なくとも300MPa、または少なくとも400MPaであり得る。
CTE of heat-strengthened automotive glass sheet
Another aspect includes a thermally enhanced low coefficient of thermal expansion (CTE) sheet. As described above (see, for example, Equations 7 and 10), the effect of thermal strengthening greatly depends on the CTE of the automotive glass constituting the automotive glass sheet. However, due to the thermal strengthening of low CTE automotive glass, reinforced automotive glass compositions having advantageous properties such as high chemical resistance or better compatibility with electronic devices due to low alkali content. May be obtained. Automotive glass sheets having a CTE of 65, 60, 55, 50, 45, 40, and even 35 × 10 −6 ° C. −1 or less are less than 4 mm, less than 3.5 mm, less than 3 mm, and even less than 2 mm With this thickness, a breaking pattern (“dicing”) like safety glass becomes possible. Automotive glass having a CTE value of 40 × 10 −6 ° C. −1 or less can be tempered using the process described herein. Such low CTE automotive glass reinforced by the systems and methods described herein may have similar surface compression to SLG sheets reinforced with conventional commercial (gas convection) processes at the same thickness. it can. In some embodiments, the compressive stress of the low CTE automotive glass is 1 cm or less, 5 mm or less, 3 mm or less, 2 mm or less, 1.5 mm or less, 1 mm or less, 0.75 mm or less, 0.5 mm or less, 0. For automotive glass sheets having a thickness of 3 mm or less, 0.2 mm or less, or 0.1 mm or less, at least 50 MPa, at least 100 MPa, at least 125 MPa, at least 150 MPa, at least 200 MPa, at least 250 MPa, at least 300 MPa, or at least 400 MPa obtain.
本開示により形成された自動車用ガラスシートには、自動車のガラス製のサイドウィンドウ、フロントガラス、窓、バックミラーに使用されるガラス・中間層・ガラス積層体などの積層体中の、例えば、電子ディスプレイにおいて、多数の用途がある。より強くより薄い積層体を製造することができ、その結果、質量および費用を低下させ、燃料効率を増加させることができる。熱強化された薄いシートは、冷間曲げ、および形成されたより厚い自動車用ガラスへの積層が可能であり、薄いシートのどのような加熱成形も必要としない、容易で信頼性の高い製造プロセスが与えられることが望ましい。 The glass sheet for automobiles formed according to the present disclosure includes, for example, electronic components in laminated bodies such as glass side windows, windshields, windows, and glass / interlayer / glass laminated bodies used for rearview mirrors. There are many uses in displays. Stronger and thinner laminates can be produced, resulting in reduced mass and cost and increased fuel efficiency. Heat-strengthened thin sheets can be cold bent and laminated to the thicker automotive glass formed, providing an easy and reliable manufacturing process that does not require any thermoforming of the thin sheet It is desirable to be given.
熱強化された自動車用ガラスシートのアルファ
下記の表IVには、本開示の方法により得られた結果(表に「方法の根源」Iと示されている)、および強化プロセス内で得られた熱交換係数の大雑把な尺度である性能指数のアルファが示されている。アルファは:
Alpha of thermally tempered automotive glass sheet Table IV below shows the results obtained by the method of the present disclosure (designated “Method Source” I in the table) and obtained within the tempering process. The figure of merit alpha, a rough measure of the heat exchange coefficient, is shown. Alpha is:
により与えられ、℃/mmの単位で表され、式中、CSは物理的な圧縮応力(MPa)であり、tはミリメートルの厚さであり、CTEは℃-1の熱交換係数であり、Eは(MPa)のガラスの弾性率である。 And expressed in units of ° C / mm, where CS is the physical compressive stress (MPa), t is the thickness in millimeters, CTE is the heat exchange coefficient in ° C -1 , E is the elastic modulus of the glass of (MPa).
試料1および3は、開示されたプロセスから得られた再現できる値であり、そのプロセスにおける気体として、試料1では空気を使用し、試料3ではヘリウムを使用している。試料2は、本発明のプロセス内で空気を使用した「チャンピオンの」値を示す、すなわち、今まで確実に再現できていない。本開示のプロセスにより処理された自動車用ガラス試料(試料1〜3)の全ては、117℃/mmでアルファを超えた。本出願人は、厚さによるアルファの勾配は、ガラス厚が小さくなると低下する固有の傾向があるであろうと考えている。こに開示されたガラスは、いくつかの実施の形態において、20t+77より大きいアルファを有し、式中、tはmmのガラスの厚さである。
熱強化システムおよびプロセス
様々な実施の形態において、自動車用ガラスシートを強化するためのプロセスは、自動車用ガラスシート500などの自動車用ガラスシートの少なくとも一部を、そのシートが急冷されて、ここに述べられた性質の1つ以上を有する強化された自動車用ガラスシートを作り出す冷却または急冷区域中に支持または案内する工程を有してなる。様々な実施の形態において、自動車用ガラスシートは、その自動車用ガラスシートの表面と1つ以上のヒートシングとの間の間隙に供給される気体の流れまたは圧力によって少なくとも一部が支持されている。一般に、自動車用ガラスシートの温度は、シートが冷却区域中に入れられたときにそのガラスの転移温度よりも高く、様々な実施の形態において、その自動車用ガラスシートは、対流よりも熱伝導により冷却区域内で冷却される。伝導は、隣接する分子間の相互作用によってエネルギーが伝えられる熱伝達過程であり、対流は、加熱された流体が熱源から離れていき、より低温の流体と置き換えられ場合などの、流体(例えば、空気、ヘリウムなど)の運動によってエネルギーが伝えられる熱伝達過程である。したがって、本発明のシステムは、自動車用ガラスシートの冷却中の熱伝達の主な形態が対流式である、従来の対流に基づくガラス強化システムとは著しく異なる。
Thermal Strengthening System and Process In various embodiments, a process for strengthening an automotive glass sheet includes at least a portion of an automotive glass sheet, such as an
いくつかの実施の形態において、自動車用ガラスシートを強化するための全体のプロセスは、高温区域中で自動車用ガラスシートを加熱する工程と、次に自動車用ガラスシートを冷却区域中で冷却する工程とを含む。自動車用ガラスシートは転移温度を有し、これは、自動車用ガラスの粘度がη=1012〜1013.3ポアズの値を有する温度である。自動車用ガラスは、自動車用ガラスシートを転移温度よりも高温にするのに十分に加熱され、次に冷却区域中に入れられる。必要に応じて、自動車用ガラスは、移行区域を介して高温区域から低温区域まで移行させることができる。冷却区域内では、自動車用ガラスシートの表面は、自動車用ガラスシートのどの側にも1つあるヒートシンクに隣接して位置しており、各々が、自動車用ガラスの表面の1つとそのヒートシンクの対向する表面との間に間隙を有する。ヒートシンク中の多数の開口を通じて間隙中に気体が供給され、いくつかの実施の形態において、その供給された気体は、自動車用ガラスの表面がヒートシンクと接触しないように自動車用ガラスをそれらヒートシンクの間に支持する空気ベアリングを形成する。冷却区域内で、自動車用ガラスシートは、対流よりも伝導によって冷却され、熱的に誘起される表面圧縮および熱的に誘起される中央張力がそのシートに固定または形成されるのに十分冷却され、ここに述べられたように増加した強度が与えられる。様々な実施の形態において、主に伝導による冷却は、自動車用ガラスシートが、ヒートシンクの対向する表面と近いが、接触しないように冷却区域内で、非常に小さい間隙サイズを有することによって達成される。 In some embodiments, the overall process for strengthening an automotive glass sheet includes heating the automotive glass sheet in a high temperature zone and then cooling the automotive glass sheet in a cooling zone. Including. An automotive glass sheet has a transition temperature, which is the temperature at which the automotive glass viscosity has a value of η = 10 12 to 10 13.3 poise. The automotive glass is heated sufficiently to bring the automotive glass sheet above the transition temperature and then placed in a cooling zone. If desired, automotive glass can be transferred from the hot zone to the cold zone via the transition zone. Within the cooling zone, the surface of the automotive glass sheet is located adjacent to one heat sink on either side of the automotive glass sheet, each facing one of the automotive glass surfaces and its heat sink. There is a gap between the surface and the surface. Gas is supplied into the gap through a number of openings in the heat sink, and in some embodiments, the supplied gas causes the automotive glass to move between the heat sinks so that the surface of the automotive glass does not contact the heat sink. To form an air bearing to be supported. Within the cooling zone, the automotive glass sheet is cooled by conduction rather than convection and is cooled sufficiently to allow thermally induced surface compression and thermally induced central tension to be fixed or formed on the sheet. , Given increased strength as described herein. In various embodiments, primarily cooling by conduction is accomplished by having a very small gap size in the cooling zone so that the automotive glass sheet is close to but not in contact with the opposing surface of the heat sink. .
記載されたプロセスを可能にする装置は、自動車用ガラスシートを転移温度よりも高温にを加熱するための加熱区域と、加熱した自動車用ガラスシートを冷却して強化された自動車用ガラスシートを提供するための冷却区域とを備えることができる。この装置は、加熱区域と冷却区域との間に随意的な移行区域を備えることができる。この冷却区域は、その中に加熱された自動車用ガラスシートが収容される間隙を画成する一対の対向面を有するヒートシンクを備えてもよい。その冷却区域は、間隙内に自動車用ガラスシートを支持するように働く間隙の対向面に配置される一対のガスベアリングを含むことができる。この間隙は、加熱された自動車用ガラスシートを対流よりも伝導によって冷却するように構成することができる。いくつかの実施の形態において、そのガスベアリングは、間隙に気体を供給するための複数の開口を含むことができ、そのガスベアリングの表面は、加熱された自動車用ガラスシートから対流よりも伝導によって熱を奪うことが可能なヒートシンクとして働く。 The apparatus enabling the described process provides a heating zone for heating the automotive glass sheet to a temperature above the transition temperature, and a tempered automotive glass sheet by cooling the heated automotive glass sheet. And a cooling area for performing. The apparatus can include an optional transition zone between the heating zone and the cooling zone. The cooling zone may include a heat sink having a pair of opposing surfaces that define a gap in which the heated automotive glass sheet is accommodated. The cooling zone can include a pair of gas bearings disposed on opposite surfaces of the gap that serve to support the automotive glass sheet within the gap. This gap can be configured to cool the heated automotive glass sheet by conduction rather than convection. In some embodiments, the gas bearing can include a plurality of openings for supplying gas to the gap, the surface of the gas bearing being more conductive than convection from a heated automotive glass sheet. Works as a heat sink that can take heat away.
ここに開示された強化プロセスおよび設備(概して、図21〜25を参照のこと)により、熱強化の本発明の形態によって、自動車用ガラス系物品(概して、図4〜7および27〜30を参照のこと)を強化することができる。そのプロセスは、引張応力対厚さ/深さの曲線(概して図6参照)が急勾配となる、特に、自動車用ガラス系物品の表面近くの勾配が急になり、これにより、イオン交換または異なる自動車用ガラスの積層による強化を必要とせずに、自動車用ガラス系物品を、それぞれの物品の表面近くの所定の厚さに関して特に高レベルの負の引張応力に強化することができる。しかしながら、いくつかの実施の形態において、ここに開示された熱強化プロセスは、イオン交換により増進させても、またはガラスとガラスの積層を行ってもよい。ここに開示された熱強化プロセスは、接触式急冷設備の位置合わせの限界、従来の対流システムの冷却速度の限界、および/または液体急冷強化に関連する反り損傷などのために、従来の熱強化方法による強化には大きすぎるであろう大面積物品(例えば、シート)において、特に高レベルの強化を可能にする。ここに開示されたプロセスは、強化プロセス中の薄い自動車用ガラス系物品の破損または破砕に対する感受性および固体または液体急冷に関連する接触力のため、および/または従来の対流式強化の冷却速度の限界のためなどで、従来の強化方法による強化には薄すぎるであろう特に薄いシートにおいて、高レベルの強化を特異的に機能にする。しかしながら、他の考えられる実施の形態において、ここに開示されたような自動車用ガラス系物品は、ここに開示された独特の強化プロセスとの組合せなどで、少なくともある程度の固体または液体急冷により、製造されることがある。 With the disclosed strengthening process and equipment (generally see FIGS. 21-25), automotive glass-based articles (generally see FIGS. 4-7 and 27-30) in accordance with the present form of heat strengthening. Can be strengthened. The process has a steep tensile stress vs. thickness / depth curve (see generally FIG. 6), in particular, a steep slope near the surface of an automotive glass-based article, thereby causing ion exchange or different Without the need for strengthening by lamination of automotive glass, automotive glass-based articles can be strengthened to a particularly high level of negative tensile stress for a given thickness near the surface of each article. However, in some embodiments, the thermal strengthening process disclosed herein may be enhanced by ion exchange or glass-to-glass lamination. The thermal strengthening process disclosed herein is limited to conventional thermal strengthening due to limitations in alignment of contact quench equipment, cooling speed limitations of conventional convection systems, and / or warpage damage associated with liquid quench strengthening. It enables particularly high levels of reinforcement in large area articles (eg, sheets) that would be too large for reinforcement by the method. The process disclosed herein is due to susceptibility to breakage or crushing of thin automotive glass-based articles and the contact forces associated with solid or liquid quenching during the tempering process and / or the limitation of the cooling rate of conventional convective tempering. For example, high levels of reinforcement are made specifically functional, especially in thin sheets that would be too thin for reinforcement by conventional reinforcement methods. However, in other possible embodiments, automotive glass-based articles such as those disclosed herein may be manufactured by at least some solid or liquid quenching, such as in combination with the unique tempering process disclosed herein. May be.
本開示による方法の一つの実施の形態が図16の流れ図に示されている。その方法またはプロセス100は、自動車用ガラスシートの転移温度より高い温度でその自動車用ガラスシートを提供する工程140を含む。方法またはプロセス100は、少なくとも部分的には気体によって(気体の流れおよび圧力によって)自動車用ガラスシートを支持する工程160も含む。工程160は、自動車用ガラスシートが気体により支持されながら、1)ヒートシンクへの気体による対流よりも伝導によって、および2)周囲温度において、熱的に誘起される表面圧縮応力および熱的に誘起される中央張力応力をシートに形成または固定するのに十分に、シートを冷却する工程を含む。
One embodiment of a method according to the present disclosure is shown in the flow diagram of FIG. The method or
図17の流れ図において方法100’として示された図16の実施の形態の変形形態によれば、この方法は、自動車用ガラスシートが自動車用ガラスの転移温度よりも高温になるようにガラスシートを十分に加熱する工程110を含むことができる。冷却工程160の一部として、またはその準備として、方法100’は、工程120において、各々が中に開口を有する第一と第二のヒートシンク表面(概して図21〜25を参照のこと)を有するヒートシンク(単体または別体のいずれかで)を提供する工程をさらに含む。工程130Aにおいて、この方法は、第一の間隙を渡り第一のヒートシンク表面に面するように第一のシート表面を配置する工程、および工程130Bにおいて、第二の間隙を渡り第二のヒートシンク表面に面するように第二のシート表面を配置する工程をさらに含む。そのヒートシンク表面は、開口を含むことができる、および/または多孔質であってよい。方法100’は、工程160において、それぞれのヒートシンク表面への気体による対流よりも伝導によって、自動車用ガラスを強化するのに十分に(例えば、熱的に誘起される表面圧縮応力および熱的に誘起される中央張力応力を板に形成または固定するのに十分に)シートを冷却する工程をさらに含むことができる。工程160は、開口または多孔質ヒートシンクを介して第一と第二の間隙に気体を供給する工程を含むこともでき、そのようないくつかの実施の形態において、その気体は、ヒートシンクに隣接して自動車用ガラスシートを支持する空気ベアリングを形成するように供給される。いくつかの実施の形態において、気体は、ヒートシンクの開口のみを介して、または多孔質ヒートシンクの細孔のみ、もしくは細孔と開口とを介して供給される。
According to a variation of the embodiment of FIG. 16 shown as
本開示のこれらと他の関連する方法は、冷却の主要方式として、対流の代わりに伝導を用いることによって、気体対流冷却の現在主流の技術に逆らっている。固体と気体(ガラスから空気への)の熱交換の代わりに、ここに記載された方法は、熱強化を行う冷却の開始および完了の両方を行うために、少量の気体(例えば、ガラス表面とヒートシングの間の物理的接触なく)によって小さな間隙を渡り媒介される固体と固体(ガラスからヒートシンクへの)の熱交換を使用する。気体(例えば、空気ベアリングの気体)が小さな間隙中に流入するときに、ある程度対流が存在するが、気体を介して間隙を渡るヒートシンクへの直接の伝導が、主な冷却態様である。出願人は、伝導性熱伝達の優勢のために、対流が主な冷却プロセスに対して熱伝達率が増加すると判断した。 These and other related methods of the present disclosure are opposed to the current mainstream technology of gas convection cooling by using conduction instead of convection as the primary mode of cooling. Instead of heat exchange between solid and gas (from glass to air), the method described herein uses a small amount of gas (e.g., a glass surface and the like) to both initiate and complete cooling to provide heat strengthening. Use solid-to-solid (glass to heat sink) heat exchange mediated across small gaps (without physical contact between heatsinks). There is some convection when gas (eg, air bearing gas) flows into a small gap, but direct conduction through the gas to the heat sink across the gap is the main cooling mode. Applicants have determined that due to the predominance of conductive heat transfer, convection increases the heat transfer rate over the main cooling process.
固体間の伝導(たとえ間隙を渡っても)によって、対流よりも速い熱流が可能となるので、より薄い自動車用ガラスシートに必要な冷却速度の増加が、気体の速度および体積に縛られることがない。様々な実施の形態によれば、対流システムにおける気体流および間隙サイズによって典型的に課せられる制約なく、気体流および間隙サイズは、間隙中の気体クッションの硬さを制御するため、シートを支持するため、板の平坦化または別の成形のため、熱伝導の最適化のため、熱強化中のシートの平坦度および/または形状を維持するため、および/または速い冷却速度でのシートの取扱いの容易さのバランスの取るためなどの他の目的のために、選択する、制御する、または最適化することができる。例えば、いくつかの実施の形態において、冷却は対流によらないので、ヘリウムは、ガスベアリングを支持する非常に小さいガス流量のために、本開示のシステムにおいて空気に代わる経済的に実施可能な代替物となり、そのような実施の形態において、ヘリウムは空気の約5倍の熱伝導率を与える。今日販売されている価格の数倍と仮定される価格のヘリウムでさえも、本開示のシステムの低流量での経済的に実施可能な代替物となる。 Because conduction between solids (even across gaps) allows for faster heat flow than convection, the increase in cooling rate required for thinner automotive glass sheets can be constrained by gas velocity and volume. Absent. According to various embodiments, the gas flow and gap size support the seat to control the stiffness of the gas cushion in the gap, without the constraints typically imposed by the gas flow and gap size in the convection system. In order to maintain the flatness and / or shape of the sheet during thermal strengthening and / or to handle the sheet at a fast cooling rate It can be selected, controlled, or optimized for other purposes such as balancing ease. For example, in some embodiments, cooling is not convective, so helium is an economically viable alternative to air in the disclosed system because of the very small gas flow rate that supports the gas bearing. In such embodiments, helium provides about five times the thermal conductivity of air. Even helium at a price assumed to be several times that sold today is an economically viable alternative to the disclosed system at low flow rates.
さらに、本開示のシステムにより冷却中の自動車用ガラスシートの上を流れる空気の体積が減少するので(対流システムと比べて)、ここに述べられたシステムおよび方法により、従来の対流に基づく強化システムに必要な高速の多量の気流によって典型的に生じる自動車用ガラスの高温の薄いシートが変形する潜在的危険性が減少する。これによっても、歪がないかまたは最小限で、より柔らかくより高温の自動車用ガラスシートを扱うことができ、実現可能な強化の程度がさらに改善される。多い空気流量が不要となることで、急冷室中にシートを移動させる(速い気流に対して移動させる)際、およびシートの加熱に使用される炉の隣接部分に高速のより低温の空気が流入してそれを冷却するのを回避する際に見られることがある問題も軽減される。 Furthermore, the system and method described herein provides a conventional convection-based reinforced system because the system of the present disclosure reduces the volume of air flowing over the automotive glass sheet being cooled (as compared to a convection system). The potential risk of deformation of the hot thin sheet of automotive glass typically caused by the high volume of high velocity airflow required is reduced. This also allows the softer and hotter automotive glass sheets to be handled with no or minimal distortion and further improves the degree of reinforcement that can be achieved. By eliminating the need for a large air flow, high-speed, cooler air flows into the quenching chamber (moving against a fast air stream) and into the adjacent part of the furnace used to heat the sheet Problems that may be seen in avoiding cooling it are also reduced.
さらに、気体を介する伝導の使用により、従来の液体接触または固体接触の急冷強化に関連する、接触損傷、反り、形削りなどが軽減されるであろう。中間伝導体として気体を使用すると、固体間の接触を回避することによって、処理される物品の表面品質が維持される。気体により高い伝導速度を媒介することによって、気体接触も回避される。いくつかの種類の液体急冷が、自動車用ガラス表面の望ましくない歪み、強化における空間的変動、および汚染を導入し得る。これらの実施の形態は、必然的に、非接触(気体による接触を除く)であるが、非常に高速の冷却を与える。他の実施の形態において、先に述べたように、固体または液体接触が含まれることがある。 In addition, the use of conduction through gas will reduce contact damage, warpage, shaping, etc., associated with conventional liquid or solid contact quench enhancements. Using a gas as an intermediate conductor maintains the surface quality of the article being processed by avoiding contact between solids. By mediating higher conduction velocities in the gas, gas contact is also avoided. Several types of liquid quenching can introduce undesirable distortions in automotive glass surfaces, spatial variations in reinforcement, and contamination. These embodiments are inevitably non-contact (excluding contact by gas) but provide very fast cooling. In other embodiments, as mentioned above, solid or liquid contact may be included.
熱強化システム/プロセスの消費電力
大きい空気流量を回避することの別の利点は、主な自動車用ガラス冷却機構として固体・気体・固体伝導を使用することで達成される電力およびエネルギーの節約にある。図18および19の点AおよびBは、比較的高流量での圧縮空気供給によって、自動車用ガラスシートの平方メートル当たりの空気ベアリングのピーク電力使用の上限の評価を示している。圧縮空気の実際の下限のピーク電力の使用は、示された値の1/16ほどの小ささとなり得る。点AおよびBは、ヒートシンクの能動冷却を含まないが、いくつかの実施の形態において、特に機械が連続、準連続、または高頻度運転である場合には能動冷却を含み得る。
Another advantage of avoiding power consumption large air flow rate of the heat enhancement system / process is in the power savings are achieved and energy by using a solid-gas-solid conduction as the primary Automotive cooling mechanism . Points A and B in FIGS. 18 and 19 show an evaluation of the upper limit of air bearing peak power usage per square meter of automotive glass sheet with a relatively high flow of compressed air supply. The actual lower peak power usage of the compressed air can be as small as 1/16 of the indicated value. Points A and B do not include active cooling of the heat sink, but in some embodiments may include active cooling, especially if the machine is in continuous, quasi-continuous, or high frequency operation.
再び図18および19を参照して、自動車用ガラスシートの温度の300℃の低下に相当する熱負荷が、点A’について2.1秒の時間制限内で、点B’について1秒の時間制限内で、熱と機械(または電気)との効率比が7.5対1となる能動冷却システムによって達成されると仮定すると、ヒートシンク表面の能動冷却が考慮される場合に、点AおよびBでの空気ベアリングの運転の控えめに推定したピーク電力レベルを点A’およびB’が示している(これらの点は、ここに記載された装置で実際に強化されるガラスシートにほぼ対応する)。 Referring again to FIGS. 18 and 19, the thermal load corresponding to a 300 ° C. decrease in the temperature of the automotive glass sheet is within the time limit of 2.1 seconds for point A ′ and 1 second for point B ′. Assuming that within the limits, the heat to mechanical (or electricity) efficiency ratio is achieved by an active cooling system of 7.5 to 1, points A and B when active cooling of the heat sink surface is considered. The points A ′ and B ′ show the conservatively estimated peak power levels for air bearing operation at L. (these points roughly correspond to the glass sheets actually strengthened with the apparatus described herein). .
図18および図19の領域R内の4つの点は、本開示の方法およびシステムによって得ることができる改善の重要性を(少なくともある程度)示しているが、電力需要が記載の量であるので、これらの図では十分な利点は著しく低評価されそうであることに留意されたい。例えば、曲線Nによって示されるように、送風機のピーク電力は、効率的にオンおよびオフが行われず、典型的に、空気が必要ではないときに、依然として(しかし、負荷は低い)回転する大型ファンを遮断するためのゲート付き通風路が必要となる。本開示によって容易に達成できる例として点A’およびB’に示される、冷却水プラントなどの流体冷却システムのピーク電力需要は、一般に、はるかにより効率的に受け入れることができ、完全連続運転に取り組む場合のみ、有効なピーク電力がはるかに小さくなり、A’およびB’に近づくであろう。それゆえ、全エネルギー需要の差は、図中に示されたピーク電力需要の差よりも大きくなる傾向にあるであろう。いくつかの実施の形態において、ここに記載されたプロセスは、2mm以下の厚さの自動車用ガラスシートの熱強化のために120kW/m2未満、100kW/m2未満、80kW/m2未満のピーク電力を有する。 The four points in region R of FIGS. 18 and 19 illustrate (at least to some extent) the importance of the improvement that can be obtained with the disclosed methods and systems, but since the power demand is the stated amount, Note that the full advantage is likely to be significantly underestimated in these figures. For example, as indicated by curve N, the blower peak power is not efficiently turned on and off, and typically a large fan that still rotates (but is less loaded) when no air is needed. It is necessary to have a ventilated passage with a gate to shut off. The peak power demand of a fluid cooling system, such as a cooling water plant, shown at points A ′ and B ′ as an example that can be easily achieved by the present disclosure, can generally be accommodated much more efficiently and addresses fully continuous operation. Only then will the effective peak power be much smaller and approach A ′ and B ′. Therefore, the total energy demand difference will tend to be larger than the peak power demand difference shown in the figure. In some embodiments, the process described herein is less than 120 kW / m 2 for the thermal toughening of automotive glass sheet thickness less than 2 mm, less than 100 kW / m 2, of less than 80 kW / m 2 Has peak power.
熱強化中の薄い自動車用ガラスシートからの熱伝達
一般に、本開示のシステムおよびプロセスにおける薄い自動車用ガラスシートからの熱伝達は、伝導部材、対流部材および放射部材を含む。上述し、ここに詳しく説明するように、本開示の熱強化システムは、薄い自動車用ガラスシートを急冷するための主要機構として伝導性熱伝達を利用することによって、薄い自動車用ガラスの強化を行う。
Heat Transfer from Thin Automotive Glass Sheet During Thermal Strengthening Generally, heat transfer from a thin automotive glass sheet in the disclosed systems and processes includes a conductive member, a convection member and a radiating member. As described above and described in detail herein, the thermal strengthening system of the present disclosure reinforces thin automotive glass by utilizing conductive heat transfer as the primary mechanism for quenching thin automotive glass sheets. .
以下は、基礎となる理論の本出願人の理解である。薄い自動車用ガラスシート(2ミリメートル以下など)の十分に速い冷却速度は、空気などの気体による伝導により実際に達成できるか否かを−そして、もしそうであれば、そのような速度が実際の間隙サイズで達成できるか否かを−尋ねることが、おそらく、ガラス強化(伝導効果は通常、対流および放射のみの分析を支持して、普通は無視されるほど小さい)の当業者の心に浮かぶであろう。 The following is the applicant's understanding of the underlying theory. Whether a sufficiently fast cooling rate for a thin automotive glass sheet (such as 2 millimeters or less) can actually be achieved by conduction by a gas such as air—and if so, such a rate is Asking whether it can be achieved with a gap size probably comes to the mind of one skilled in the art of glass strengthening (conduction effects are usually small enough to support convection and radiation-only analysis and are usually negligible) Will.
ここに記載のシステムを用いるプロセスに具体化される条件での熱伝導量は以下のように決定することができる。最初に、本開示におけるように伝導による熱強化に関して、間隙内の気体の熱伝導率を、熱勾配に沿った伝導の方向で評価しなければならない。冷却されているシートの表面またはその付近での高温の空気は、ヒートシンクの表面またはその付近の室温またはそれに近い温度の空気((乾燥)室温空気(25℃)の公称熱伝導率は約0.026W/m・Kである)などの、より低温の空気よりもはるかに高い熱伝導率を有する。冷却開始時に、間隙全体に亘る空気が、向かい合う2つの表面の平均温度にあると仮定する近似が使用される。自動車用ガラスシートは、冷却の開始時に、例えば670℃の温度であってよく、一方、ヒートシンク表面は、例えば30℃で開始することができる。したがって、間隙中の空気の平均温度は350℃であろう。そのときの乾燥空気は約0.047W/m・Kの熱伝導率を有し、室温におけるその熱伝導率よりも75%を超えて高く、シートが、かなり高度の表面および厚さ一貫性に仕上げられていると仮定して、後述のように、本開示のシステム内のサイズの間隙を介して多量の熱エネルギーを伝導させるのに十分に高い。 The amount of heat conduction under conditions embodied in the process using the system described herein can be determined as follows. First, for thermal enhancement by conduction as in the present disclosure, the thermal conductivity of the gas in the gap must be evaluated in the direction of conduction along the thermal gradient. The hot air at or near the surface of the sheet being cooled is at or near room temperature at or near the surface of the heat sink ((dry) room temperature air (25 ° C.) has a nominal thermal conductivity of about 0. Has a much higher thermal conductivity than cooler air (such as 026 W / m · K). At the start of cooling, an approximation is used that assumes that the air across the gap is at the average temperature of the two opposite surfaces. The automotive glass sheet may be at a temperature of, for example, 670 ° C. at the start of cooling, while the heat sink surface may be initiated at, for example, 30 ° C. Therefore, the average temperature of the air in the gap will be 350 ° C. The dry air then has a thermal conductivity of about 0.047 W / m · K, more than 75% higher than its thermal conductivity at room temperature, and the sheet has a fairly high surface and thickness consistency. Assuming that it is finished, it is high enough to conduct a large amount of thermal energy through a sized gap in the system of the present disclosure, as described below.
説明のため、間隙が面積Ag(間隙距離gの方向に対して垂直となるあらゆる方向)を有する距離gの間隙を介した熱伝達率の伝導成分のQ伝導は: For illustration purposes, the Q conduction of the conduction component of the heat transfer rate through the gap of distance g, where the gap has an area A g (any direction perpendicular to the direction of the gap distance g) is:
で表されることがあり、式中、kは熱伝導の方向(またはその反対)で評価される間隙中の材料(気体)の熱伝導率であり、Tsは自動車用ガラス表面の温度であり、THSはヒートシンク表面(または他の実施の形態について、熱源表面)の温度である。前述したように、気体の熱伝導率は温度とともに変化するので、kを厳密に評価するためには、伝導熱流の方向に沿った(または逆らった)気体の熱伝導率の積分が必要となるであろう−しかし、良好な近似として、kは、2つの表面の温度TsおよびTHSの平均における間隙中の気体のkの値と解釈してもよい。 Where k is the thermal conductivity of the material (gas) in the gap, evaluated in the direction of heat conduction (or vice versa), and T s is the temperature of the automotive glass surface. Yes, T HS is the temperature of the heat sink surface (or heat source surface for other embodiments). As described above, since the thermal conductivity of gas changes with temperature, in order to accurately evaluate k, it is necessary to integrate the thermal conductivity of the gas along (or against) the direction of the conduction heat flow. However, as a good approximation, k may be interpreted as the value of k for the gas in the gap at the average of the temperatures T s and T HS of the two surfaces.
熱伝達係数の単位(平方メートル当たりK当たりの熱流出力の単位)で式(14)を再構成すると: Reconstructing equation (14) in units of heat transfer coefficient (unit of heat flow output per K per square meter):
が得られ、このため間隙を渡る伝導の有効熱伝達係数は、間隙中の媒体(この場合は空気)の熱伝導率(W/mKの単位)を、間隙の長さ(メートル)で割ったものであり、1平方メートル当たり温度差1度当たりのワット数の値が得られる。表Vは、それぞれ10μm刻みで10μmから200μmまでの間隙サイズの、空気およびヘリウムが満たされた間隙に関する伝導単独による熱伝達係数(k/g)を示している。 Thus, the effective heat transfer coefficient for conduction across the gap is the thermal conductivity (in W / mK) of the medium (in this case air) in the gap divided by the length of the gap (meters). And the value of wattage per degree of temperature difference per square meter is obtained. Table V shows the heat transfer coefficient (k / g) due to conduction alone for a gap filled with air and helium, each with a gap size from 10 μm to 200 μm in 10 μm increments.
図20(従来技術)は、特定の仮定の条件下でmmの厚さの関数としての十分に焼入れされたガラスシートを得るのに必要な熱伝達係数を示す、約35年前からの業界基準の曲線を示している(2mmにおいて基準線を加えている)。表Vを図20と比較すると分かるように、空気が満たされた約40μmの間隙によって、伝導による厚さ2mmの自動車用ガラスの完全な焼入れが可能となる。40マイクロメートルわずかに下回るのは、かなり小さい間隙であるが、コンベヤ用途の平面の多孔質空気ベアリングは、概して、20マイクロメートルほど小さい間隙で確実に運転されるであろう。それゆえ、ヒートシンク表面の細孔により供給される空気間隙に、37マイクロメートルが達成できる。ヘリウム(または同様の熱伝導率を有する水素)を気体として使用すると、約200μmの間隙を用いて厚さ2mmの自動車用ガラスを十分に焼入れすることができる。ヘリウムまたは水素を気体として使用すると、同じ熱伝達係数で約5倍大きい間隙サイズが可能となる。言い換えると、間隙中の気体としてヘリウムまたは水素を使用すると、同じ間隙サイズで急冷に使用される熱伝達係数が約5倍に増加する。よって、空気でさえ、間隔は非現実的ではなく、高い伝導率の気体により、2ミリメートルより小さいシート厚でさえ、間隙間隔は、比較的容易に達成される。 FIG. 20 (prior art) is an industry standard from about 35 years ago showing the heat transfer coefficient required to obtain a fully quenched glass sheet as a function of mm thickness under certain hypothetical conditions. (A reference line is added at 2 mm). As can be seen by comparing Table V with FIG. 20, a gap of about 40 μm filled with air allows complete quenching of 2 mm thick automotive glass by conduction. Slightly below 40 micrometers is a fairly small gap, but planar porous air bearings for conveyor applications will generally operate reliably with gaps as small as 20 micrometers. Therefore, 37 micrometers can be achieved in the air gap supplied by the pores of the heat sink surface. When helium (or hydrogen with similar thermal conductivity) is used as a gas, a 2 mm thick automotive glass can be sufficiently quenched with a gap of about 200 μm. Using helium or hydrogen as the gas allows gap sizes about 5 times larger with the same heat transfer coefficient. In other words, using helium or hydrogen as the gas in the gap increases the heat transfer coefficient used for quenching with the same gap size by a factor of about five. Thus, even with air, the spacing is not unrealistic, and with high conductivity gases, gap spacing is relatively easily achieved even with sheet thicknesses less than 2 millimeters.
対流よりも伝導による気体を介した冷却に加えて、別の実施の形態は、対流よりも伝導による気体を介した加熱(または加熱および/または冷却)を含む。伝導および対流の相対的寄与に関して、加熱または冷却のいずれの場合でも、間隙(または複数の間隙)を渡る熱伝達率の対流のQconv成分は: In addition to cooling through a gas by conduction rather than convection, another embodiment includes heating (or heating and / or cooling) through a gas by conduction rather than convection. With regard to the relative contribution of conduction and convection, the Q conv component of the convection of the heat transfer coefficient across the gap (or gaps), whether heating or cooling, is:
で表すことができ、式中、
In the formula,
は気体の質量流量であり、Cpは気体の比熱容量であり、Tiは間隙中に流入する時の気体の入口温度であり、eは、間隙に流入する気体と、シート表面およびヒートシンク/熱源の表面(間隙の「壁」)との間の熱交換の効率である。eの値は、0(表面と気体の熱交換がゼロであることを示す)から1(気体が表面温度に十分到達することを示す)まで変動する。eの値は、例えばe−NTU方法を用いて熱伝達の当業者によって計算することができる。 Is the mass flow rate of the gas, Cp is the specific heat capacity of the gas, T i is the inlet temperature of the gas when flowing into the gap, e is, a gas that flows into the gap, the sheet surface and the heat sink / heat source Efficiency of heat exchange with the surface (the “wall” of the gap). The value of e varies from 0 (indicating zero heat exchange between the surface and the gas) to 1 (indicating that the gas has sufficiently reached the surface temperature). The value of e can be calculated by those skilled in the art of heat transfer, for example using the e-NTU method.
しかしながら、典型的には、シートの表面とヒートシンク/熱源の表面との間の間隙が小さい場合、eの値は1に非常に近づき、これは、気体が、間隙を離れる前に平均で、両側の2つの表面の温度の平均にほぼ完全に等しくなるように加熱されることを意味する。e=1(対流の熱伝達率をわずかに過大評価している)であり、気体がヒートシンク/熱源の表面を通って間隙に供給されると仮定すると、間隙中の気体の初期温度がヒートシンク/熱源の表面の温度と同じである(Ti=THS)と仮定することができる。次に、対流による熱伝達率は: However, typically, if the gap between the surface of the sheet and the surface of the heat sink / heat source is small, the value of e will be very close to 1, which means that the gas will average on both sides before leaving the gap. It is heated to be almost completely equal to the average temperature of the two surfaces. Assuming e = 1 (slightly overestimating the convective heat transfer coefficient) and assuming that gas is supplied to the gap through the surface of the heat sink / heat source, the initial temperature of the gas in the gap is the heat sink / It can be assumed that the surface temperature of the heat source is the same (T i = T HS ). Next, the heat transfer coefficient by convection is:
と簡略化することができる。 And can be simplified.
自動車用ガラスおよび類似の材料の熱強化または熱処理に典型的に有用な温度では、処理されているシートからの放射熱伝達は比較的小さい。したがって、間隙(例えば、図21に示された間隙204a、204b)の領域内で主に伝導によってシート(例えば、図21に示されたシート200)を冷却(または、加熱が強すぎない場合、熱源からの放射量を仮定して、加熱)するためには:
At temperatures typically useful for thermal strengthening or heat treatment of automotive glass and similar materials, radiant heat transfer from the sheet being processed is relatively small. Thus, if the sheet (eg,
しか必要ない。(18)を式(14)および(17)と組み合わせると、以下の条件: Only necessary. Combining (18) with equations (14) and (17), the following conditions:
が得られ、これが維持されると、対象の間隙の領域内にあるシートが、主に伝導によって冷却(または加熱)されることが実質的に確実になる。したがって、気体の質量流量
Is maintained and this substantially ensures that the sheets in the region of the subject gap are cooled (or heated) primarily by conduction. Therefore, the mass flow rate of gas
は、2kAg/gCp未満、すなわち間隙面積1平方メートル当たり2k/gCp未満となるべきである。ある実施の形態において、
Is, 2 kA g / gC less than p, i.e. it should be a gap area per square meter 2k / gC less than p. In some embodiments,
であり、式中、Bは対流冷却対伝導冷却の比である。ここに用いたように、Bは1未満かつ0超の正の定数であり、具体的には、2/3以下、またさらには4/5または9/10以下の値を有する。一般に、
Where B is the ratio of convection cooling to conduction cooling. As used herein, B is a positive constant less than 1 and greater than 0, and specifically has a value of 2/3 or less, or even 4/5 or 9/10 or less. In general,
は、自動車用ガラスシート(例えば、ヒートシンク表面(例えば、図21に示されたヒートシンク表面201b、202b)に対して、図21に示されたシート200)の位置または熱交換表面自体の位置を制御するために気体流をする必要性と一致して、できるだけ低く維持すべきである。この対流冷却対伝導冷却の比は、1未満から1×10-8までの任意の値であってよい。いくつかの実施の形態において、Bは、0.9未満、0.8未満、0.7未満、0.6未満、0.5未満、0.4未満、0.1未満、5×10-2未満、1×10-2未満、5×10-3未満、1×10-3未満、5×10-4未満、1×10-4未満、5×10-5未満、1×10-5未満、5×10-6未満、1×10-6未満、5×10-7未満、1×10-7未満、5×10-8未満、または1×10-8未満である。ある実施形態では、
Controls the position of an automotive glass sheet (eg, the
は最小となり、ヒートシンク表面に対してシートの位置を支持し制御するために気体流の使用の必要性と一致する。他の実施の形態において、
Is minimal and is consistent with the need to use gas flow to support and control the position of the sheet relative to the heat sink surface. In other embodiments,
は、シートに対する熱交換表面自体の位置を制御するために選択すべきである。 Should be selected to control the position of the heat exchange surface itself relative to the sheet.
様々な実施の形態において、本開示の伝導に基づく冷却システム内の気体の質量流量
In various embodiments, the mass flow rate of a gas in the conduction-based cooling system of the present disclosure
は、従来の対流に基づく強化システムと比べて実質的に低い。この実質的により低い気体流量により、この伝導システムを、ここに述べられたように、実質的に低下した電力使用で運転することができる。さらに、少なくともいくつかの実施の形態において、低下した気体流量は、従来の対流冷却システムと比べて、実質的により静かな冷却システムももたらす。そのような実施の形態において、ノイズが減少すると、聴覚損傷の可能性を低下させ、さらには運転者が聴覚保護器具を使用する必要性が低下するかまたはなくなることによって、運転者の安全性が増すであろう。 Is substantially lower than conventional convection-based enhancement systems. This substantially lower gas flow allows the conduction system to operate with substantially reduced power usage, as described herein. Further, in at least some embodiments, the reduced gas flow rate also provides a substantially quieter cooling system compared to conventional convective cooling systems. In such embodiments, reducing noise reduces the likelihood of hearing damage and further reduces driver safety by reducing or eliminating the need for the driver to use hearing protection equipment. It will increase.
当然のことながら、自動車用ガラス材料のシートが、対向するヒートシンク表面の間で空気ベアリング上で支持される1つ以上の実施の形態において、自動車用ガラスシートの両面から両方のヒートシンク表面に伝導性熱伝達が起きる。それゆえ、そのような実施の形態において、自動車用ガラスシートは第一と第二のシート表面を有し、第一の間隙が第一のシート表面と第一のヒートシンク表面との間に位置するように第一のシート表面(例えば、自動車用ガラスシートの下面)を第一のヒートシンク表面(例えば、下側のヒートシンクの表面)に隣接して配置し、第二の間隙が第二のシート表面と第二のヒートシンク表面との間に位置するように第二のシート表面(例えば、自動車用ガラスシートの上面)を第二のヒートシンク表面(例えば、上側のヒートシンクの表面)に隣接して配置することにより、自動車用ガラスシートの冷却が行われる。そのような実施の形態において、第一のシート表面から第一のヒートシンク表面へと、第二のシート表面から第二のヒートシンク表面への熱伝導が起こることが可能になる。そのような実施の形態において、第一の間隙は、g1の第一の間隙に亘る長さおよびAg1の第一の間隙の面積を有し、第二の間隙は、g2の第二の間隙に亘る長さおよびAg2の第二の間隙の面積を有する。そのような実施の形態において、第一の間隙に第一の気体の第一の流れが供給され、第二の間隙に第二の気体の第二の流れが供給される。当然のことながら、先の議論と同様に、第一の気体は、熱容量Cp1および熱伝導率k1を有し、第一の流れは質量流量
Of course, in one or more embodiments in which a sheet of automotive glass material is supported on an air bearing between opposing heat sink surfaces, both surfaces of the automotive glass sheet are conductive to both heat sink surfaces. Heat transfer occurs. Therefore, in such an embodiment, the automotive glass sheet has first and second sheet surfaces, and the first gap is located between the first sheet surface and the first heat sink surface. The first sheet surface (eg, the lower surface of an automotive glass sheet) is positioned adjacent to the first heat sink surface (eg, the lower heat sink surface), and the second gap is the second sheet surface A second sheet surface (e.g., the top surface of an automotive glass sheet) is positioned adjacent to the second heat sink surface (e.g., the upper heat sink surface) so as to be positioned between the first and second heat sink surfaces Thus, the automotive glass sheet is cooled. In such an embodiment, heat conduction can occur from the first sheet surface to the first heat sink surface and from the second sheet surface to the second heat sink surface. In such an embodiment, the first gap has a length across the first gap of g 1 and the area of the first gap of A g1 , and the second gap is the second gap of g 2 . the length spanning the gap and a second gap area of the a g2. In such an embodiment, a first flow of a first gas is supplied to the first gap and a second flow of the second gas is supplied to the second gap. Of course, as in the previous discussion, the first gas has a heat capacity C p1 and a thermal conductivity k 1 and the first flow is the mass flow rate.
で供給される。そのような実施の形態において、
Supplied in. In such an embodiment,
は、ゼロより大きく、(2k1Ag1)/(g1Cp1)未満である。さらに、第二の気体は、熱容量Cp2および熱伝導率k2を有し、第二の流れは質量流量
Is greater than zero and less than (2k 1 A g1 ) / (g 1 C p1 ). Furthermore, the second gas has a heat capacity C p2 and a thermal conductivity k 2 and the second flow is a mass flow rate.
で供給される。そのような実施の形態において、
Supplied in. In such an embodiment,
は、ゼロより大きく、(2k2Ag2)/(g2Cp2)未満である。そのような実施の形態において、第一と第二の流れは、自動車用ガラスシートが、ヒートシンク表面と触れずに支持されるように自動車用ガラスシートと接触する。このようにして、そのシートは、シートに表面圧縮応力および中央張力が生じるような様式で、対流よりも伝導により冷却される。 Is greater than zero and less than (2k 2 Ag 2 ) / (g 2 C p2 ). In such an embodiment, the first and second streams contact the automotive glass sheet such that the automotive glass sheet is supported without touching the heat sink surface. In this way, the sheet is cooled by conduction rather than convection in such a way that surface compressive stress and median tension are created in the sheet.
高伝導冷却区域を備えた自動車用ガラス強化システム
図21を参照すると、高伝導ガラス冷却/急冷ステーションと、対流よりも伝導によって冷却されているガラスシートの概略断面図が示されている。高温のガラスシート200は、その第一と第二の(主)表面200a、200bを有し、その各々が、それぞれの間隙204aおよび204bを渡りそれぞれの第一と第二のヒートシンク201a、202aのそれぞれの第一と第二の表面201b、202bに面している。気体230は、矢印で示されるように第一と第二の表面201b、202bを通して供給されて、間隙204a、204bに供給され、ヒートシンク201a、202aの間の中央または他の適切な位置に自動車用ガラスシートを維持するのを支援する。空気または別の気体は、矢印240で示されるように、ヒートシンク201a、202aのエッジを通過して離れることができる。ここでの議論にしたがって間隙204a、204bのサイズ、並びに気体230の気体および流量を選択することによって、自動車用ガラスシート200は対流よりも伝導によってより冷却される。特定の実施の形態において、自動車用ガラスシート200は、自動車用ガラスシート200などの加熱された物品から出る熱エネルギーの20%超、具体的に50%超、さらに具体的に80%超が、間隙204aおよび204bなどの間隙を渡り、ヒートシンク201aおよび202aにより受け取られるように、ヒートシンク201aおよび202aにより冷却される。
Automotive glass tempering system with a high conductivity cooling zone Referring to FIG. 21, there is shown a schematic cross-sectional view of a high conductivity glass cooling / quenching station and a glass sheet being cooled by conduction rather than convection. The
いくつかの実施の形態において、間隙204a、204bは、加熱された自動車用ガラスシートが対流よりも伝導によって冷却されるような十分な厚さまたは間隙間距離を有するように構成される。当然のことながら、間隙204aおよび204bのサイズは、概して、自動車用ガラスの主面と、対向するヒートシンク表面との間の距離である。 In some embodiments, the gaps 204a, 204b are configured to have a sufficient thickness or interstitial distance such that the heated automotive glass sheet is cooled by conduction rather than convection. Of course, the size of the gaps 204a and 204b is generally the distance between the major surface of the automotive glass and the opposing heat sink surface.
いくつかの実施の形態において、間隙204aおよび204bは、約(例えば、プラスまたはマイナス1%)100μm以上(例えば、約100μmから約200μm、約100μmから約190μm、約100μmから約180μm、約100μmから約170μm、約100μmから約160μm、約100μmから約150μm、約110μmから約200μm、約120μmから約200μm、約130μmから約200μm、または約140μmから約200μmの範囲内)の厚さを有することがある。他の実施の形態において、間隙204aおよび204bは約(例えば、プラスまたはマイナス1%)100μm以下(例えば、約10μmから約100μm、約20μmから約100μm、約30μmから約100μm、約40μmから約100μm、約10μmから約90μm、約10μmから約80μm、約10μmから約70μm、約10μmから約60μm,または約10μmから約50μmの範囲内)の厚さを有することがある。 In some embodiments, the gaps 204a and 204b are about (eg, plus or minus 1%) 100 μm or more (eg, about 100 μm to about 200 μm, about 100 μm to about 190 μm, about 100 μm to about 180 μm, about 100 μm to about 100 μm A thickness of about 170 μm, about 100 μm to about 160 μm, about 100 μm to about 150 μm, about 110 μm to about 200 μm, about 120 μm to about 200 μm, about 130 μm to about 200 μm, or about 140 μm to about 200 μm). is there. In other embodiments, the gaps 204a and 204b are about (eg, plus or minus 1%) 100 μm or less (eg, about 10 μm to about 100 μm, about 20 μm to about 100 μm, about 30 μm to about 100 μm, about 40 μm to about 100 μm). , About 10 μm to about 90 μm, about 10 μm to about 80 μm, about 10 μm to about 70 μm, about 10 μm to about 60 μm, or about 10 μm to about 50 μm.
ヒートシンク201a、202aは、中実または多孔質の構成であってよい。適切な材料としては、以下に限られないが、アルミニウム、青銅、炭素または黒鉛、ステンレス鋼などが挙げられる。ヒートシンクの寸法は、ガラスシートのサイズに対処するのに十分であり、ヒートシンク温度を大きく変化させずに効率的および効果的に熱を伝達するように設計することができる。ヒートシンク201aおよび/または202aが多孔質である場合、これらは気体が流れるための追加の開口または孔をさらに含むことができ、または流動性を与えるために多孔質構造を使用することができる、もしくはその両方であってよい。いくつかの実施の形態において、ヒートシンクは、ヒートシンクの温度制御用に流体を流すことができる通路をさらに含み、図23〜25および以下により詳細に記載されている。 The heat sinks 201a, 202a may be solid or porous. Suitable materials include, but are not limited to, aluminum, bronze, carbon or graphite, stainless steel, and the like. The size of the heat sink is sufficient to accommodate the size of the glass sheet and can be designed to transfer heat efficiently and effectively without significantly changing the heat sink temperature. If the heat sinks 201a and / or 202a are porous, they can further include additional openings or holes for the gas to flow, or a porous structure can be used to provide fluidity, or It can be both. In some embodiments, the heat sink further includes a passage through which fluid can flow for temperature control of the heat sink and is described in more detail in FIGS. 23-25 and below.
従来技術の高気体流量をなくすことで、間隙中に気体を供給するためのヒートシンク面の、図21に示されるような、非常に小さい開口または細孔206の使用が可能となるであろう。いくつかの実施の形態において、開口は、最小方向(例えば、円形開口の場合の直径)で測定した場合に、2mm未満、1.5mm未満、1mm未満、0.5mm未満、0.25mm未満、もしくは200μm以下、150μm以下、100μm以下、50μm以下、30μm以下、20μm以下、または10μmであってよい。いくつかの実施の形態において、開口は約(例えば、プラスまたはマイナス1%)10μmから約1mm、約20μmから約1mm、または約50μmから約1mmである。
Eliminating the high gas flow rates of the prior art would allow the use of very small openings or
隣接する開口206の間の間隔は、開口のエッジ間で測定して、約(例えば、プラスまたはマイナス1%)10μmから約3mm、約20μmから約2mm、または約50μmから約1mmであり得る。小さな開口または細孔は、個別の流量制限器として機能して、高性能ガスベアリング型の動力学、例えば、シートを位置付け、間隙サイズを制御するための高レベルの剛性およびシートの支持の一貫性を得ることができ、それによって、応力複屈折を回避または軽減するための熱強化効果の高い均一性を得ることができ。さらに、非常に小さい細孔または開口を使用できるので、間隙を渡ってシート表面に面するヒートシンク表面における固体物質の相対量を最大化することができ、それによって伝導熱流を増加させることができる。
The spacing between
様々な実施の形態によれば、間隙204a、204bに気体を供給するための唯一の通路としてそのような開口206を使用すると、望ましくはヒートシンク表面201b、202bに対して垂直に近い方向にある開口206を使用すると、空気ベアリングタイプの動力学が、最適化され、より大きい開口から、またはシート200に隣接するヒートシンク表面201b、202bを通る以外の供給源からの気体流により、もしくは他の過剰な側方流動により、損なわれないことが確実になる。他の実施の形態において、気体は、開口206または細孔などに加えて、他の供給源を通じて間隙204a、204bに供給されることがある。したがって、本開示の態様により、従来の対流強化プロセスなどに対して、低気体流および固体・気体・固体の伝導の使用により、電力およびエネルギーを節約することができる。
According to various embodiments, the use of such an
図22〜25は、本開示による自動車用ガラス強化システム300の例示の実施の形態を示している。図22は、伝導ヒートシンク中への気流によって自動車用ガラスシートからの熱の伝導により自動車用ガラスシートを冷却できるシステム300の概略断面図を示している。この装置は、高温区域310と、低温区域330と、移送ガスベアリング320とを備える。この移送ガスベアリング320は、自動車用ガラスとそのベアリングとの間が非接触または実質的に非接触であるように自動車用ガラス物品(例えば、自動車用ガラスシート400a)を高温区域310から低温区域330まで移動させるまたは向かわせる。高温区域310は、高温空気プレナム318からそれぞれ供給されるガスベアリング312を有し、そのベアリング312は、ベアリング312を通る孔に挿入されたカートリッジヒーター314を有し、これは、高温区域のガスベアリング312を所望の開始プロセス温度に加熱する機能を果たす。自動車用ガラスシート(高温区域)400aは、所望の予冷温度(例えば、転移温度より高い温度)にするのに十分に長い期間に亘り高温区域のガスベアリング312の間に維持される。
22-25 illustrate an exemplary embodiment of an automotive
いくつかの実施の形態において、高温区域中のシートの加熱は、主に薄い気体障壁を介したヒートシンクからの熱の伝導によって行われることがある。高温区域に使用される伝導加熱プロセスは、ここに記載された冷却プロセスと似ているが逆となり得る(例えば、ガラスシート中に熱を加える)。 In some embodiments, heating of the sheet in the hot zone may be performed primarily by conduction of heat from the heat sink through a thin gas barrier. The conductive heating process used in the hot zone is similar to the cooling process described herein, but can be reversed (eg, applying heat into the glass sheet).
いくつかの実施の形態において、高温区域ガスベアリング312と自動車用ガラスシート400aとの間の間隙316は、比較的大きく、約0.05インチ(1.27mm)から約0.125インチ(3.175mm)以上であってよく、それは、自動車用ガラスシート400aは比較的ゆっくり加熱することができ、高温ガスベアリング312から自動車用ガラスシート400a中への熱放射はこの目的に適しているからである。他の実施の形態において、高温区域の間隙サイズは、側面当たり150マイクロメートル、または側面当たり500マイクロメートルほど小さいことがある。いくつかの実施の形態において、より小さい間隙が有利となることがあり、その理由は、それによってベアリングが、より良好な「剛性」、すなわち自動車用ガラスを中央に配置し、したがって自動車用ガラスが軟化状態にある間に自動車用ガラスを平らにする能力を有することができるからである。いくつかの実施の形態において、このプロセスは、例えば、ガスベアリング312により供給される圧力によって、初期加熱工程で自動車用ガラスシートを再成形(自動車用ガラスシートを平坦化)することがある。いくつかの実施の形態において、上部および底部の高温区域ガスベアリングは、アクチュエータ上に存在することができ、それによって間隙の幅を連続的に変化させることができ、あるいは、間隙が大きいときに自動車用ガラスを高温区域中に運び、次に間隙を縮めて、依然として柔らかい状態にあるときに自動車用ガラスを平坦化することができる。
In some embodiments, the
プロセス温度は、自動車用ガラスの組成、自動車用ガラスの厚さ、自動車用ガラスの性質(CTEなど)、および所望の強化レベルを含む多数の要因に依存する。一般に、開始プロセス温度は、自動車用ガラス転移温度とリトルトン軟化点との間のどの値であってもよく、またはいくつかの実施の形態において、さらに高くてもよい。SLGの場合、例えば、システム300は自動車用ガラスシート400aを約(例えば、プラスまたはマイナス1%)640から約730℃の間または約690から約730℃の間に加熱する。いくつかの実施の形態において、システム300は自動車用ガラスシート400aを約(例えば、プラスまたはマイナス1%)620から約800℃、約640から約770℃、約660から約750℃、約680から約750℃、約690から約740℃、または約690から約730℃の温度に加熱する。
The process temperature depends on a number of factors including the composition of the automotive glass, the thickness of the automotive glass, the nature of the automotive glass (such as CTE), and the desired level of strengthening. In general, the starting process temperature can be any value between the automotive glass transition temperature and the Littleton softening point, or in some embodiments, can be even higher. In the case of SLG, for example, the
自動車用ガラスシート400aは、その所望の開始プロセス温度(例えば、自動車用ガラス転移温度より高い温度)に加熱され、次にあらゆる適切な手段を用いて高温区域310から低温区域330まで移動させられる。いくつかの実施の形態において、自動車用ガラスシート400aの高温区域310から低温区域330への移動は、例えば(1)自動車用ガラスシートに作用する重力によって自動車用ガラスシートが低温区域に移動するようにアセンブリ全体を傾斜させること、(2)高温区域310の一番左の出口からの気体流を遮断し(この実施の形態では側面が封鎖される)、それによってガスベアリングの全て放出される気体の全てが低温区域の一番右の出口から押し出され、自動車用ガラスシート400a上に流体力を作用させ、それを低温区域330まで移動させること、または(3)(1)および(2)の組合せによって行うことができる。
The automotive glass sheet 400a is heated to its desired starting process temperature (eg, higher than the automotive glass transition temperature) and then moved from the
移送ガスベアリングプレナム328によって移送ガスベアリング320に気体を供給することができる。移送ガスベアリング320の表面の後ろの固体材料の厚さは、薄く、低熱質量および/または低熱伝導率のものであることがあり、高温区域310から低温区域330への熱伝導を減少させることができる。移送ガスベアリング320は、2つの区域310および330の間の断熱層または熱移動層として機能することができ、高温区域のより大きい間隙316から低温区域330の小さい間隙336への移行部分として機能することができる。さらに、移送ガスベアリング320の低熱質量および/または低熱伝導率により、熱伝達の量、したがって、移送ガスベアリング320を通過する間に自動車用ガラスシート400aが経験する冷却が制限される。
Gas may be supplied to the
自動車用ガラスシート(低温区域)400bが低温区域330中および通路330a中に一旦移動したら、停止ゲート341として示されている機械的停止手段または他の適切な遮断機構によって右側出口から出ないように停止される。自動車用ガラスシート400bが、その中央が自動車用ガラス転移を通過するのに十分に(例えば、厚さ1mmのSLGの場合、この例では表面において約325℃に相当する、約490℃未満に)冷却されたら、停止ゲート341を移動させ、低温区域通路330aの障害物を取り除き、次に、自動車用ガラスシート400bをシステム300から取り出すことができる。所望であれば、自動車用ガラスシート400bは、取り出す前に室温付近のある温度まで、低温区域330内に残してもよい。
Once the automotive glass sheet (cold zone) 400b has moved into the
上述したように、高温区域310内で、自動車用ガラスシート400は、その自動車用ガラスシートの自動車用ガラス転移温度より高い温度に加熱される。図22に示された実施の形態において、低温区域330は、開口330bを通じて加熱された自動車用ガラスシート400bを受け取り、自動車用ガラスシート400bを移送し、自動車用ガラスシート400bを低温区域で冷却するための通路330aを含む。1つ以上の実施の形態において、通路330aは、ガスベアリング、ローラホイール、コンベヤベルト、または自動車用ガラスシートを低温区域に物理的に移送するための他の手段を含むことができる搬送システムを含む。図22に示されるように、低温区域330は、高温区域プレナム318および移送プレナム328とは別の供給プレナム338であるガスベアリング332を含む。
As described above, in the
図22に示されるように、低温区域330は、通路330aに隣接して配置された1つ以上のヒートシンク331を含む。2つのヒートシンクが使用される場合、そのようなヒートシンクは、通路間隙330aを渡り互いに向かい合う、通路330aの互いに反対側に配置することができる。いくつかの実施の形態において、そのヒートシンクは、ガスベアリング332の一部を形成する複数の開口331aを含み、低温区域330の低温ガスベアリング332の表面は2つのヒートシンク表面として機能する。通路330a内の低気体流量および通路間隙330aの小さいサイズのために、自動車用ガラスシート400bは、自動車用ガラスシート400bがヒートシンク表面に触れずに、主に、間隙を渡り固体ヒートシンク331中への自動車用ガラスシートからの熱の伝導によって、低温区域330内で冷却される。
As shown in FIG. 22, the
いくつかの実施の形態において、前記ヒートシンクおよび/またはその表面はセグメント化されてよい。上述したように、いくつかの実施の形態において、そのヒートシンクは多孔質であってよく、そのような実施の形態において、ガスベアリング332の気体が供給されるのに通る開口は、その多孔質ヒートシンクの細孔である。複数の開口332b、気体源、および通路間隙330aは、流体連通することができる。いくつかの実施の形態において、気体が開口331aを通って、通路間隙330a中に気体クッション、総またはベアリングを形成する。いくつかの実施の形態の気体クッションは、自動車用ガラスシート400bがヒートシンク331の表面に接触するのを防ぐ。その気体は、対流よりも伝導によって自動車用ガラスシート400bを冷却する気体としても機能する。
In some embodiments, the heat sink and / or its surface may be segmented. As described above, in some embodiments, the heat sink may be porous, and in such embodiments, the opening through which the gas in the
冷却が、間隙を渡って実質的に固体間の熱伝導により起こるので、対流が優位な冷却では存在しない問題に対処する必要があるであろう。例えば、大きく薄いシートの強化について、シートは、(1)必要に応じて、対流に基づく急冷に典型的に使用される速度よりも高速で、低温区域中に迅速に導入することができる、および/または(2)間にわずかな間隔しかない連続流で次々に多数のシートの加熱および冷却を行い、大きいシートの前縁および後縁が同様の熱履歴を有するような熱平衡に到達するようにヒートシンクが能動冷却される、準連続方式でプロセスを操作することができる。 Since cooling occurs substantially by heat conduction between the solids across the gap, it may be necessary to address the problem that convection does not exist with dominant cooling. For example, for large thin sheet reinforcement, the sheet can be (1) optionally introduced quickly into the cold zone at a speed higher than that typically used for convection-based quenching, and (2) Heat and cool a number of sheets one after another in a continuous flow with only a slight spacing between (2) so that a thermal equilibrium is reached such that the leading and trailing edges of a large sheet have a similar thermal history The process can be operated in a quasi-continuous manner where the heat sink is actively cooled.
いくつかの実施の形態において、開口331aを通って流れる気体がヒートシンクを冷却する。いくつかの実施の形態において、その開口を通って流れる気体が、間隙を渡る、ヒートシンク中への自動車用ガラスからの熱伝導を促進させ、かつヒートシンク331を冷却もする。ある場合には、ヒートシンク331の冷却には、別の気体または流体を使用してもよい。例えば、ヒートシンク331は、図23に関してより十分に記載されているよにう、ヒートシンク331を冷却するための冷却流体が流される通路334を含むことができる。通路334は封鎖することができる。
In some embodiments, the gas flowing through opening 331a cools the heat sink. In some embodiments, the gas flowing through the opening facilitates heat conduction from the automotive glass into the heat sink across the gap and also cools the
2つのヒートシンクが使用される場合(すなわち、第一のヒートシンクおよび第二のヒートシンク)、通路間隙330aに気体を供給するために1つ以上の気体源を使用することができる。これらの気体源は、互いに同じ気体または異なる気体を含むことができる。したがって、通路間隙330aは、一種類の気体、異なる気体源からの気体の混合物、または同じ気体源を含むことができる。例示の気体としては、空気、窒素、二酸化炭素、ヘリウムまたは他の希ガス、水素、およびそれらの様々な組合せが挙げられる。その気体は、自動車用ガラスシート400bの伝導冷却を開始する直前に通路330aに入るときの熱伝導率によって記載されることがある。ある場合には、気体は、約(例えば、プラスまたはマイナス1%)0.02W/(m・K)以上、約0.025W/(m・K)以上、約0.03W/(m・K)以上、約0.035W/(m・K)以上、約0.04W/(m・K)以上約0.045W/(m・K)以上、約0.05W/(m・K)以上、約0.06W/(m・K)以上、約0.07W/(m・K)以上、約0.08W/(m・K)以上、約0.09W/(m・K)以上、約0.1W/(m・K)以上、約0.15W/(m・K)以上、または約0.2W/(m・K)以上)の熱伝導率を有することがある。
If two heat sinks are used (ie, a first heat sink and a second heat sink), one or more gas sources can be used to supply gas to the passage gap 330a. These gas sources can include the same gas or different gases. Thus, the passage gap 330a can include one type of gas, a mixture of gases from different gas sources, or the same gas source. Exemplary gases include air, nitrogen, carbon dioxide, helium or other noble gases, hydrogen, and various combinations thereof. The gas may be described by the thermal conductivity when entering the passage 330a just before starting the conductive cooling of the
ここに記載された本発明のプロセスおよびシステムでは、高い熱伝達率が可能となり、これにより、先に述べたように、非常に薄い自動車用ガラスシート内でさえも、強化する程度の温度差を生じることができる。自動車用ガラスシートとヒートシンクとの間にある間隙に、気体として空気を使用すると、350、450、550、650、750、1000、および1200kW/m2またはそれを超える高さの熱伝達率が、伝導のみで可能となる。ヘリウムまたは水素を使用すると、5000kW/m2以上の熱伝達率を達成できる。 The process and system of the present invention described herein allows for a high heat transfer rate, which, as mentioned above, provides a temperature difference that is toughening, even in very thin automotive glass sheets. Can occur. Using air as a gas in the gap between the automotive glass sheet and the heat sink, heat transfer rates of 350, 450, 550, 650, 750, 1000, and 1200 kW / m 2 or higher can be achieved. Only possible with conduction. When helium or hydrogen is used, a heat transfer coefficient of 5000 kW / m 2 or more can be achieved.
1つ以上の実施の形態のヒートシンク331は、固定されても、通路間隙330aの厚さを変更するために可動であってもよい。自動車用ガラスシート400bの厚さは、ヒートシンク331の対向する表面間の距離として定義される通路間隙300aの厚さの約0.4倍から約0.6倍の範囲内にあることがある(例えば、図22の配置におけるヒートシンク331の上面と下面)。ある場合には、通路間隙は、加熱された自動車用ガラスシートが対流よりも伝導によって冷却されるのに十分な厚さを有するように構成される。
The
いくつかの実施の形態において、自動車用ガラスシート400bが通路330aを通して運ばれているか、またはその中に位置しているときに、自動車用ガラスシート400bの主面とヒートシンク表面との間の距離(例えば、先に述べた間隙サイズ)が、約(例えば、プラスまたはマイナス1%)100μm以上(例えば、約100μmから約200μm、約100μmから約190μm、約100μmから約180μm、約100μmから約170μm、約100μmから約160μm、約100μmから約150μm、約110μmから約200μm、約120μmから約200μm、約130μmから約200μm、または約140μmから約200μmの範囲内)となるような厚さを通路間隙が有することがある。いくつかの実施の形態において、自動車用ガラスシート400bが通路を通して運ばれるているときに、自動車用ガラスシートとヒートシンク表面との間の距離(1つ以上の間隙336)が、約(例えば、プラスまたはマイナス1%)100μm以下(例えば、約10μmから約100μm、約20μmから約100μm、約30μmから約100μm、約40μmから約100μm、約10μmから約90μm、約10μmから約80μm、約10μmから約70μm、約10μmから約60μm,または約10μmから約50μmの厚さ)となるような厚さを通路間隙が有することがある。通路間隙330aの全厚は、自動車用ガラスシート400bの厚さに依存するが、ヒートシンク表面と自動車用ガラスシートとの間の距離の2倍に、自動車用ガラスシートの厚さを加えたものとして一般に特徴付けることができる。いくつかの実施の形態において、自動車用ガラスシートとヒートシンクとの間の距離または間隙336は等しくなくてもよい。そのような実施の形態において、通路間隙330aの全厚は、自動車用ガラスシートと各ヒートシンク表面との間の距離に、自動車用ガラスシートの厚さを加えた合計として特徴付けることができる。
In some embodiments, the distance between the major surface of the
ある場合には、通路間隙の全厚は、約(例えば、プラスまたはマイナス1%)2500μm未満(例えば、約120μmから約2500μm、約150μmから約2500μm、約200μmから約2500μm、約300μmから約2500μm、約400μmから約2500μm、約500μmから約2500μm、約600μmから約2500μm、約700μmから約2500μm、約800μmから約2500μm、約900μmから約2500μm、約1000μmから約2500μm、約120μmから約2250μm、約120μmから約2000μm、約120μmから約1800μm、約120μmから約1600μm、約120μmから約1500μm、約120μmから約1400μm、約120μmから約1300μm、約120μmから約1200μm、または約120μmから約1000μmの範囲内)にあることがある。ある場合には、通路間隙の全厚は、約2500μm以上(例えば、約2500μmから約10,000μm、約2500μmから約9,000μm、約2500μmから約8,000μm、約2500μmから約7,000μm、約2500μmから約6,000μm、約2500μmから約5,000μm、約2500μmから約4,000μm、約2750μmから約10,000μm、約3000μmから約10,000μm、約3500μmから約10,000μm、約4000μmから約10,000μm、約4500μmから約10,000μm、または約5000μmから約10,000μmの範囲内)にあることがある。 In some cases, the total thickness of the passage gap is less than about (eg, plus or minus 1%) 2500 μm (eg, about 120 μm to about 2500 μm, about 150 μm to about 2500 μm, about 200 μm to about 2500 μm, about 300 μm to about 2500 μm. About 400 μm to about 2500 μm, about 500 μm to about 2500 μm, about 600 μm to about 2500 μm, about 700 μm to about 2500 μm, about 800 μm to about 2500 μm, about 900 μm to about 2500 μm, about 1000 μm to about 2500 μm, about 120 μm to about 2250 μm, about 120 μm to about 2000 μm, about 120 μm to about 1800 μm, about 120 μm to about 1600 μm, about 120 μm to about 1500 μm, about 120 μm to about 1400 μm, about 120 μm to about 1300 μm, about 120 μm to about 1200 μm, or in the range of about 120 μm to about 1000 μm). In some cases, the total thickness of the passage gap is about 2500 μm or more (eg, about 2500 μm to about 10,000 μm, about 2500 μm to about 9,000 μm, about 2500 μm to about 8,000 μm, about 2500 μm to about 7,000 μm, About 2500 μm to about 6,000 μm, about 2500 μm to about 5,000 μm, about 2500 μm to about 4,000 μm, about 2750 μm to about 10,000 μm, about 3000 μm to about 10,000 μm, about 3500 μm to about 10,000 μm, about 4000 μm To about 10,000 μm, about 4500 μm to about 10,000 μm, or about 5000 μm to about 10,000 μm).
ヒートシンク331中の開口331aは、ヒートシンク表面に対して垂直に配置することができ、またはヒートシンク表面に対して垂直から20度以下(例えば、約(例えば、プラスまたはマイナス1%)15度以下、約10度以下または約5度以下)の角度で配置することができる。
The opening 331a in the
いくつかの実施の形態おいて、ヒートシンク(低温ベアリング332)表面の後ろの材料は、金属(例えば、ステンレス鋼、銅、アルミニウム)、セラミック、炭素を含む高熱伝達率を有するどの適切な材料であっても差し支えない。この材料は、ヒートシングが比較的多量の熱エネルギーを容易に受け入れることができるように、図22に示されるような移送ベアリング320の表面の後ろの材料よりも比較的厚くすることができる。例示の実施の形態において、ヒートシンク331の材料はステンレス鋼である。
In some embodiments, the material behind the heat sink (cold bearing 332) surface is any suitable material having a high heat transfer rate including metals (eg, stainless steel, copper, aluminum), ceramics, and carbon. There is no problem. This material can be relatively thicker than the material behind the surface of the transfer bearing 320 as shown in FIG. 22 so that the heat sink can readily accept a relatively large amount of thermal energy. In the illustrated embodiment, the material of the
図23は、図22のものと類似の装置の切り欠き斜視断面図であるが、右から左に逆向きになっており、自動車用ガラスシート400cが上に配置される搭載/取出しガスベアリング342を含む搭載/取出し区域340が装置300の低温区域330の隣にさらに含まれている。また、図23の装置は、高温区域310、移送ベアリング320、および低温区域330に狭い通路間隙(図には示していない)を使用している。
FIG. 23 is a cut-away perspective view of an apparatus similar to that of FIG. 22, but reversed from right to left and mounted / removed gas bearing 342 with the automotive glass sheet 400c disposed thereon. Is further included next to the
図23中の挿入図は、低温区域ガスベアリング332aの代わりの実施の形態を示しており、このガスベアリング332aは、ガスベアリング供給孔333の間の冷却剤通路334によって能動冷却され、その供給孔は、ベアリング332aの表面にある開口に供給する。冷却剤通路334は、互いに組み合わされてヒートシンク331を形成するヒートシンクセグメント333bと、自動車用ガラスシート400bに面する表面との間で画定される。
The inset in FIG. 23 shows an alternative embodiment of the cold zone gas bearing 332a, which is actively cooled by a
冷却剤通路334は、ガスベアリング332の固体材料中のヒートシンク331の表面の非常に近くに配置することができ、ヒートシンク/ガスベアリング表面と冷却剤通路334の最も表面に近いエッジとの間の固体ベアリング材料の領域は、冷却剤通路334の最も表面に近いエッジと同じ幅を有する。したがって、いくつかの実施の形態において、冷却剤通路334と、自動車用ガラスシート400bに面する表面との間のヒートシンク331/ガスベアリング332aの固体材料中に縮小断面領域が存在しない。これは典型的な対流気体冷却設備とは異なり、その理由は、高気体流量では、気体の流れを逃すために気体ノズルのアレイの中央に大きな空間を設けることが要求されるからである。能動冷却が使用される場合、ヒートシンク331/ガスベアリング332aは、自動車用ガラスの表面に最も近い固体材料に対して、気体ノズル設計の固体材料中に縮小断面領域を有する。シートから戻る加熱された多量の気体の高容量の通路を形成するために、この縮小断面領域は、一般に、能動冷却流体と処理中の自動車用ガラスシートとの間に配置される。
The
図24は、図23の挿入図と同様の低温区域ガスベアリング332のさらに別の実施の形態を示している。この実施の形態において、冷却剤通路334は、ガスベアリング供給孔333を含むガスベアリング供給部材335と、ガスベアリング332の表面に面するように自動車用ガラスシート400bを供給するガスベアリング面部材337aとの間に形成されている。図25は、図24の実施の形態と類似の構造を有するが、ベアリング板部材337bと自動車用ガラスシート400bとの間に多孔質部材339を有し、よって多孔質部材339が自動車用ガラスシート400bに面する表面を形成する、さらに別の代わりの低温区域ガスベアリング332cを示している。
FIG. 24 shows yet another embodiment of a cold zone gas bearing 332 similar to the inset of FIG. In this embodiment, the
様々な実施の形態において、図16〜26に関してここに記載された自動車用ガラス強化プロセスおよびシステムは、ここに述べられた自動車用ガラス物品の実施の形態のいずれの特性、特徴、寸法、物理的性質などの任意の組合せを有する自動車用ガラス系物品(自動車用ガラスシート500など)も形成するために使用できるまたは作動できることを理解すべきである。 In various embodiments, the automotive glass tempering process and system described herein with respect to FIGS. 16-26 can be used to produce any of the characteristics, features, dimensions, physical properties of the automotive glass article embodiments described herein. It should be understood that automotive glass-based articles (such as automotive glass sheet 500) having any combination of properties and the like can also be used or actuated to form.
ここに記載された熱強化プロセスが行われた自動車用ガラスシートは、イオン交換を行うことでさらに処理して、それらの強度をさらに向上させることができる。ここに記載されたように熱強化した自動車用ガラスの表面をイオン交換すると、そのようないくつかの考えられる実施の形態において、前述の圧縮応力を少なくとも20MPa、例えば少なくとも50MPa、例えば少なくとも70MPa、例えば少なくとも80MPa、例えば少なくとも100MPa、例えば少なくとも150MPa、例えば少なくとも200MPa、例えば少なくとも300MPa、例えば少なくとも400MPa、例えば少なくとも500MPa、例えば少なくとも600MPa、および/または1GPa以下だけ増加させることができる。 The automotive glass sheets that have been subjected to the heat strengthening process described herein can be further processed by ion exchange to further improve their strength. Upon ion exchange of the surface of a heat strengthened automotive glass as described herein, in some such possible embodiments, the aforementioned compressive stress is at least 20 MPa, such as at least 50 MPa, such as at least 70 MPa, such as It can be increased by at least 80 MPa, such as at least 100 MPa, such as at least 150 MPa, such as at least 200 MPa, such as at least 300 MPa, such as at least 400 MPa, such as at least 500 MPa, such as at least 600 MPa, and / or 1 GPa or less.
自動車用ガラスシートを熱的状態調節および/または加熱するためのシステムおよびプロセス
ここに記載されたプロセスおよびシステムは、薄い自動車用ガラスシートを熱強化することに加え、同様に、さらなる熱的状態調節プロセスのために使用できる。冷却が具体的にここに述べられているが、そのシステムおよびプロセスは、伝導方法によって自動車用ガラスシートに熱を伝達させるために使用できる。したがって、本開示のプロセスの追加の実施の形態は、対流よりも伝導による気体を通じる加熱を含む。そのようなプロセスまたは方法700が、図26の流れ図に示されている。
Systems and Processes for Thermal Conditioning and / or Heating of Automotive Glass Sheets The processes and systems described herein are in addition to thermally strengthening thin automotive glass sheets, as well as further thermal conditioning. Can be used for process. Although cooling is specifically described herein, the system and process can be used to transfer heat to an automotive glass sheet by a conductive method. Thus, additional embodiments of the disclosed process include heating through a gas by conduction rather than convection. Such a process or
方法700は2つの主要な工程を含む。第一工程の工程710は、少なくとも1つの表面を有する、自動車用ガラスシートなどの物品を提供する工程を含む。第二工程の工程720は、その物品の表面の一部から、その物品の全表面までの加熱または冷却を行う工程を含む。工程720は、副工程720aに示されるように、熱源またはヒートシンク源を出入りする気体により、対流よりも伝導によって行われ、副工程720bにおいて物品または物品の表面の一部の熱的状態調節を完了するのに十分に行われ、工程720の冷却/加熱の伝導は、副工程720bにおいて上記一部の面積で少なくとも450kW/m2の高熱伝達率で行われる。
例えば、物品は、対流よりも伝導によって、物品の表面の一部から物品の全表面まで(上記一部は面積を有する)を冷却または加熱することによって、熱的に状態調節することができる、すなわち加熱または冷却のいずれかを行うことができ、その伝導は、ヒートシンクまたは熱源に出入りする気体が媒介し、固体間の接触によらず、物品または物品の表面の一部の熱的状態調節の完了に十分であり、その伝導は、少なくとも450、550、650、750、800、900、1000、1100、1200、1500、2000、3000、4000、またさらには5000kW/平方メートル以上の率で加熱または冷却の少なくともある時間の間行われる。 For example, an article can be thermally conditioned by cooling or heating from a portion of the surface of the article to the entire surface of the article (the portion having an area) by conduction rather than convection. That is, it can be either heated or cooled, and its conduction is mediated by a gas entering or exiting the heat sink or heat source, and is used to regulate the thermal conditioning of the article or part of the article surface, regardless of contact between solids. It is sufficient for completion and its conduction is heated or cooled at a rate of at least 450, 550, 650, 750, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1500, 2000, 3000, 4000, or even 5000 kW / square meter or more For at least some time.
強化に加えて、ここに述べられたシステムおよび方法により提供される高い熱出力伝達率によって、強化、自動車用ガラスのエッジ強化、セラミック、ガラス、または他の材料の焼成または焼結などの間の加熱および冷却を含むあらゆる種類の熱処理または状態調節が可能となる。さらに、主に伝導によって熱が取り出されるかまたは供給されるので、処理される物品の熱履歴および熱分布を厳密に制御しながら、表面の平滑性および品質が維持される。したがって、本開示のさらに別の態様において、主に伝導によって熱が取り出されるかまたは供給され、それでも、表面の平滑性および品質が維持されるので、処理される物品の熱履歴および熱分布の厳密な制御が与えられる。したがって、本開示のシステムおよび方法を用いて、間隙の変更、ヒートシンク/熱源材料の変更、ヒートシンク/熱源温度の変更、気体混合物の変更(これらの全ては、シートが動かされるときのシートの通路に沿った、またはシートの通路に渡る、位置により、もしくは位置のみではなく、潜在的に時間によっても変えることができる(変数のほとんどについて))によって、厚さ方向およびシートの面がある方向の両方で、強化プロセスで得られる応力プロファイルを意図的に変化させることが可能である。 In addition to strengthening, the high heat output transfer rates provided by the systems and methods described herein allow for during strengthening, edge strengthening of automotive glass, firing or sintering of ceramic, glass, or other materials, etc. Any kind of heat treatment or conditioning including heating and cooling is possible. Furthermore, since heat is extracted or supplied primarily by conduction, surface smoothness and quality are maintained while tightly controlling the thermal history and distribution of the article being processed. Thus, in yet another aspect of the present disclosure, heat is extracted or supplied primarily by conduction, yet the smoothness and quality of the surface is maintained, so that the thermal history and heat distribution of the article being processed is tight. Control is given. Thus, using the systems and methods of the present disclosure, changing the gap, changing the heat sink / heat source material, changing the heat sink / heat source temperature, changing the gas mixture (all of these in the path of the sheet as it is moved) Both in the thickness direction and in the direction in which the surface of the sheet is, depending on the position, along or across the path of the sheet, or not only the position but can also potentially change with time (for most of the variables)) Thus, it is possible to intentionally change the stress profile obtained in the strengthening process.
強化されたガラスシートを含むデバイス、製品および構造
ここに述べられた強化されたガラス系物品およびシートには、幅広い物品、デバイス、製品、構造などに幅広い用途がある。
Devices, products and structures comprising tempered glass sheets The tempered glass-based articles and sheets described herein have a wide range of applications in a wide range of articles, devices, products, structures and the like.
図27を参照すると、ビル、家、車両などの構造物1010は、窓、壁の一部(例えば、表面)、仕切板などの形態にあるガラス系物品1012を備える。考えられる実施の形態において、ガラス系物品1012は、ここに開示されたように、ガラス系物品1012が、その内部の正の引張応力と釣り合わされている、その表面またはその近くで負の引張応力を有するように強化することができる。さらに、ガラス系物品1012は、少なくとも75質量%などの少なくとも70質量%の二酸化ケイ素のような比較的高い含有量で二酸化ケイ素を有することによって屋外環境に存在するであろう、化学物質および/または腐食に抵抗する組成を有することができる。 Referring to FIG. 27, a structure 1010 such as a building, a house, or a vehicle includes a glass-based article 1012 in the form of a window, a part of a wall (for example, a surface), a partition plate, or the like. In a possible embodiment, the glass-based article 1012 has a negative tensile stress at or near its surface where the glass-based article 1012 is balanced with a positive tensile stress therein, as disclosed herein. Can be strengthened to have Furthermore, the glass-based article 1012 may be present in the outdoor environment by having silicon dioxide at a relatively high content, such as at least 70% by weight silicon dioxide, such as at least 75% by weight, and / or It can have a composition that resists corrosion.
例示の実施の形態によれば、ガラス系物品1012は、その厚さに対して垂直な主面を有し(概して、図4に示されるようなシート500を参照のこと)、その主面は、他の用途(例えば、レンズ、電池部材など)に使用されるガラス系物品と比べて大きい面積(例えば、少なくとも5cm2、少なくとも9cm2、少なくとも15cm2、少なくとも50cm2、少なくとも250cm2)を有する。考えられる実施の形態において、ガラス系物品1012を通る全光透過率は、そのガラス系物品1012が、5cm未満、3cm未満、2cm未満、1.75cm未満、1.5cm未満、1cm未満、5mm未満、3mm未満、2mm未満、1.75mm未満、1.5mm未満、1mm未満、0.8mm未満、0.6mm未満、0.5mm未満、0.4mm未満、0.2mm未満、および/または少なくとも50マイクロメートルなどの少なくとも10マイクロメートルの厚さなどの、ここに開示されたような厚さを有するときに、約300nmから約800nmの波長で少なくとも50%(例えば、少なくとも65%、少なくとも75%)である。
According to an exemplary embodiment, the glass-based article 1012 has a major surface that is perpendicular to its thickness (see generally
自動車用ガラス系物品1012の薄い厚さは、ここに開示された本発明のプロセスにより与えられるガラス系物品1012の高レベルの強度のために、従来の物品と比べて、建築、自動車、または他の用途におけるガラス系物品1012の機能に悪影響を与えないであろう。薄いガラス系物品1012は、そのような建築、自動車、または他の用途において特に有用であろう。何故ならば、ガラス系物品1012は、従来のそのような物品より軽く、対応する構造全体の質量を減少させるであろうからである。自動車について、燃料効率がより高まる結果となるであろう。建物について、構造がより頑丈になる、またはそれほど資源集約的ではなくなる結果となるであろう。他の考えられる実施の形態において、ここに開示されたガラス系物品は、大きさがより小さく、厚さがより大きく、それほど光を透過させない区域を有してもよい、および/または例えば、図27〜32に関して開示されたものなどの様々な用途に使用できる。 The thin thickness of the automotive glass-based article 1012 is less than that of a conventional article because of the high level of strength of the glass-based article 1012 provided by the inventive process disclosed herein. Will not adversely affect the function of the glass-based article 1012 in this application. Thin glass-based article 1012 may be particularly useful in such construction, automotive, or other applications. This is because glass-based articles 1012 will be lighter than conventional such articles and will reduce the mass of the corresponding overall structure. For automobiles, this will result in higher fuel efficiency. For buildings, the structure will be more robust or less resource intensive. In other possible embodiments, the glass-based articles disclosed herein may have areas that are smaller in size, thicker, and less light transmissive and / or, for example, FIG. It can be used for various applications such as those disclosed with respect to 27-32.
図28を参照すると、表面1110は、カウンターおよび/またはディスプレイの一部として機能する、ここに開示されたように製造された、および/またはここに述べられた応力プロファイル、構造および/または物理的性質の任意の組合せを有する、ガラス系物品1112を備える。いくつかの実施の形態において、ガラス系物品1112を透過する全透過率は、約800nmから約1500nmの赤外線波長で少なくとも約30%(例えば、少なくとも50%)であり、流し台上面としての表面1110の使用が促進される。いくつかの実施の形態において、ガラス系物品1112の熱膨張係数(CTE)は、約10×10-7/℃から約140×10-7/℃、約20×10-7/℃から約120×10-7/℃、約30×10-7/℃から約100×10-7/℃、約40×10-7/℃から約100×10-7/℃、約50×10-7/℃から約100×10-7/℃、または約60×10-7/℃から約120×10-7/℃である。様々な実施の形態において、前記プロセスは、CTEが中程度から高いガラス組成物に理想的に適している。ここに記載されたプロセスにうまく機能するガラスの例に、Corning(登録商標)Gorilla(登録商標)Glassなどのアルカリアルミノケイ酸塩ガラス、アルミノホウケイ酸塩ガラス、およびソーダ石灰ガラスがある。いくつかの実施の形態において、使用されるガラスのCTEは、40×10-7/℃超、50×10-7/℃超、60×10-7/℃超、70×10-7/℃超、80×10-7/℃超、または90×10-7/℃超である。そのようないくつかのCTEは、ここに開示されているような熱強化にとって特に低いことがあり、負の引張応力の程度は、50MPa以下、および/または少なくとも10MPaである。
Referring to FIG. 28, the surface 1110 may function as part of a counter and / or display, manufactured as disclosed herein, and / or described herein as a stress profile, structure and / or physical. It comprises a glass-based
図29を参照すると、デバイス1210(例えば、携帯型コンピュータ、タブレット、携帯用コンピュータ、携帯電話、テレビ、ディスプレイ掲示板など)は、ここに開示されたように製造された、および/またはここに開示されたような応力プロファイル、構造および/または物理的性質の任意の組合せを有する、1つ以上のガラス系物品1212、1214、1216を備え、電子部品1218および筐体1220をさらに備える。考えられる実施の形態において、筐体1220は、ここに開示されたようなガラス系物品であっても、それを含んでもよい。考えられる実施の形態において、電気部品1218の基板1222は、ここに開示されたガラス系物品であってもよい。
Referring to FIG. 29, a device 1210 (eg, a portable computer, tablet, portable computer, mobile phone, television, display bulletin board, etc.) is manufactured and / or disclosed herein. One or more glass-based
いくつかの実施の形態において、ガラス系物品1212、1214は、フロントプレーンおよびバックプレーン基板として機能することがあり、ガラス系物品1216は、デバイス1210におけるカバーガラスとして機能することがある。例示の実施の形態によれば、デバイス1210のガラス系物品1216は、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスである。そのような組成物により、ガラス系物品1216を、ここに開示されたように、熱強化によって強化することが可能になることがあり、イオン交換によってさらに強化して、その表面またはその近くに特に高度の負の引張応力(例えば、少なくとも200MPa、少なくと250MPa)を与えることがある。他の実施の形態において、ガラス系物品1216は、炭酸ナトリウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウムマグネシウム、二酸化ケイ素(例えば、少なくとも70質量%)、酸化アルミニウム、および/または他の成分を含むことがあり、ここに開示された本発明のプロセスによって強化されることがある。ガラス系物品1216は、ここに開示されたような寸法のいずれかを有するなど、特に薄いまたは他に構造化されることがある。
In some embodiments, the glass-based
ここで図30を参照すると、ここに開示されたプロセスにしたがって製造された、および/またはここに開示されたような応力プロファイル、構造および/または物理的性質の任意の組合せを有する、自動車用ガラス系物品1310は、曲率および/または可変断面寸法Dを有する。そのような物品は、寸法Dの平均として、または寸法Dの最大値として、ここに開示された厚さを有することがある。自動車用ガラス系物品1310は湾曲シートとして示されているが、より複雑な形状などの他の形状を、ここに開示されたプロセスによって強化してもよい。考えられる実施の形態において、自動車用ガラス系物品1310は、自動車の窓(例えば、サンルーフ、フロントガラス、リアウィンドウなど)として、レンズとして、容器として、または他の用途に使用されてもよい。
Referring now to FIG. 30, automotive glass manufactured according to the process disclosed herein and / or having any combination of stress profile, structure and / or physical properties as disclosed herein.
様々な実施の形態において、ここに開示されたプロセスにしたがって製造された、および/またはここに開示されたような応力プロファイル、構造および/または物理的性質の任意の組合せを有する、ガラス材料は、多くの自動車用途に使用されているような、ガラス・高分子・中間層・ガラス積層体の少なくとも1つのシートを形成するのに有用である。より強くより薄い積層体を製造することができ、その結果、質量と費用の節約、および燃料効率の増加をもたらす。熱強化された薄いシートを、ここに記載されたように、冷間成形(概して、図32参照のこと)できる(すなわち、加熱成形/造形を行わずに成形できる)ことが望ましい。ここに開示されたプロセスにしたがって製造され、および/またはここに開示されたような応力プロファイル、構造および/または物理的性質の任意の組合せを有し、車両または自動車に取り付けられた自動車用ガラス系物品1310は、質量および費用の節約、防音の利点、および燃料効率の増加をもたらすであろう。
In various embodiments, a glass material manufactured according to the process disclosed herein and / or having any combination of stress profiles, structures and / or physical properties as disclosed herein is: It is useful for forming at least one sheet of glass, polymer, interlayer, and glass laminate as used in many automotive applications. Stronger and thinner laminates can be produced, resulting in mass and cost savings and increased fuel efficiency. It is desirable that a heat-strengthened thin sheet can be cold formed (see generally FIG. 32) (ie, can be formed without hot forming / shaping) as described herein. Automotive glass systems manufactured according to the processes disclosed herein and / or having any combination of stress profiles, structures and / or physical properties as disclosed herein and attached to a vehicle or
ここで図31を参照すると、例示の自動車用積層体1410の断面図が与えられている。自動車用積層体1410は、どの車両または自動推進乗り物(例えば、航空機、列車、自動車など)に取り付けられる。例えば、自動車用積層体1410は、車両または自動車の内開口または外開口に取り付けられる。その開口は、風防、リアウィンドウ、サンルーフまたはムーンルーフ、サイドまたはドアウィンドウ、サイドウィンドウ、内部表示パネル、ディスプレイカバー、インタラクティブ・タッチスクリーン、ダッシュボードの表面のためであってよい。1つ以上の実施の形態において、積層体1410は、車両または自動車の開口に関して可動式であってもよい。他の実施の形態において、積層体1410は、自動車内のディスプレイに隣接して配置される。自動車用積層体1410には、本開示の熱強化されたガラス系物品を1つも備えていない他の従来のモノリスおよび積層体を上回る利点がある。これらの利点には、より高い耐衝撃性、燃料効率を改善するより軽い質量、改善された遮音(防音)特性などがある。
Referring now to FIG. 31, a cross-sectional view of an exemplary
1つ以上の実施の形態において、自動車用積層体1410は、第一のガラス系層1412、第二のガラス系層1416、およびそれらの間にある少なくとも1つの中間層1414を備える。第一と第二のガラス系層1412、1416の各々は、それぞれ、第二の主面1415、1419と反対にある第一の主面1413、1417を有する。積層体1410のガラス系層1412、1416のどの主面も、ユーザの触覚フィードバックのための特徴を有してもよい。例えば、隆起突出部、突起部、等高線、または段差が、触覚フィードバックのための非限定的表面特徴である。1つ以上の実施の形態において、中間層1414は、第一のガラス系層1412および/または第二のガラス系層1416と少なくと部分的に同一の広がりを持つ。1つ以上の実施の形態において、中間層1414は、第一と第二のガラス系層1412、1416の各々の主面の一方と直接的および/または間接的に結合されて、積層体構造1410を形成する。1つ以上の実施の形態において、中間層1414は、高分子材料を含むことがある。その高分子材料は、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリカーボネート、防音PVB、エチレン酢酸ビニル(EVA)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、イオノマー、熱可塑性材料、およびそれらの組合せを含んでよい。
In one or more embodiments, the
第一と第二のガラス系層1412、1416の少なくとも一方または両方は、ここに開示されたシステムおよび方法にしたがって製造された、および/またはここに開示されたような応力プロファイル、構造および/または物理的性質の任意の組合せを有する、熱強化されたガラス系シートである。1つ以上の実施の形態において、第二のガラス系層1416は本開示による熱強化されたガラス系層(例えば、図4)であり、一方で、第一のガラス系層1412は、熱強化されたガラス層、化学強化されたガラス層、機械的に強化されたガラス層、熱的および化学的に強化されたガラス層、熱的および機械的に強化されたガラス層、または化学的および機械的に強化されたガラス層である。積層体1410の例において、第一と第二のガラス系層1412、1416の両方とも、本開示による熱強化されたソーダ石灰ガラスシートを含む。1つ以上の実施の形態において、第一と第二のガラス系層1412、1416の一方のみがここに記載されたように強化されている場合、その第一と第二のガラス系層の他方は強化されていなくてもよい。ここに用いたように、強化されていないガラス系層は、徐冷されていてもよい。
At least one or both of the first and second glass-based
1つの実施の形態において、第一のガラス系層および第二のガラス系層の内の一方は、ここに記載された自動車用ガラスシート500とは異なってもよく、250MPa以上、300MPa以上、例えば、400MPa以上、450MPa以上、500MPa以上、550MPa以上、600MPa以上、650MPa以上、700MPa以上、750MPa以上、または800MPa以上の表面CSを示すように強化されていてもよい。1つの実施の形態において、そのような強化されたガラス系層(すなわち、自動車用ガラスシート500とは異なる、第一のガラス系層および第二のガラス系層の内の一方)は、そのガラス系層(ここに記載されたような)の厚さの約10%(0.1t)以上、またはその厚さの約17%以上(0.17t)のDOCを有することがある。例えば、DOCは、約0.1t以上、0.11t以上、0.12t以上、0.13t以上、0.14t以上、0.15t以上、0.16t以上、0.17t以上、0.18t以上、0.19t以上、0.2t以上、または約0.21t以上であることがある。自動車用ガラスシート500とは異なる強化されたガラス系層は、10MPa以上、20MPa以上、30MPa以上、40MPa以上(例えば、42MPa、45MPa、または50MPaもしくはそれより大きい)であるが、200MPa未満(例えば、175MPa以下、150MPa以下、125MPa以下、100MPa以下、95MPa以下、90MPa以下、85MPa以下、80MPa以下、75MPa以下、70MPa以下、65MPa以下、60MPa以下、55MPa以下)のCTを示すことがある。
In one embodiment, one of the first glass-based layer and the second glass-based layer may be different from the
自動車用積層体1410の1つ以上の実施の形態において、第一と第二のガラス系層1412、1416の一方または両方は、ソーダ石灰ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、アルカリ含有ホウケイ酸ガラス、アルカリアルミノリンケイ酸塩ガラス、またはアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラスを含む材料から作られていることがある。1つ以上の実施の形態において、第一と第二のガラス系層1412、1416の一方または両方は、本開示の様々な実施の形態による同じまたは異なるガラス組成および/または特性を有してよい。第一と第二のガラス系層1412、1416の厚さは、同じでも異なってもよい。
In one or more embodiments of the
1つ以上の実施の形態において、自動車用積層体1410は、6.85mm以下、または5.85mm以下の厚さを有することがあり、自動車用積層体1410の厚さは、第一のガラス系層1412、第二のガラス系層1416、および中間層1414の厚さの合計である。様々な実施の形態において、自動車用積層体1410の厚さは、約1.8mmから約6.85mmの範囲、または約1.8mmから約5.85mmの範囲、または約1.8mmから約5.0mmの範囲、または約2.1mmから約6.85mmの範囲、または約2.1mmから約5.85mmの範囲、または約2.1mmから約5.0mmの範囲、または約2.4mmから約6.85mmの範囲、または約2.4mmから約5.85mmの範囲、または約2.4mmから約5.0mmの範囲、または約3.4mmから約6.85mmの範囲、または約3.4mmから約5.85mmの範囲、または約3.4mmから約5.0mmの範囲にあることがある。
In one or more embodiments, the
1つ以上の実施の形態において、自動車用積層体1410は、1000mm未満、または750mm未満、または500mm未満、または300mm未満の曲率半径を示す。その積層体、第一のガラス系層および/または第二のガラス系層には、皺が実質的にない。
In one or more embodiments, the
1つ以上の実施の形態において、第二のガラス系層1416は、第一のガラス系層1412と比べて相対的に薄い。言い換えると、第一のガラス系層1412は、第二のガラス系層1416より厚い。1つ以上の実施の形態において、第一のガラス系層1412の厚さは、第二のガラス系層1416の厚さの2倍超であることがある。1つ以上の実施の形態において、第一のガラス系層1412の厚さは、第二のガラス系層1416の厚さの約1.5倍から約2.5倍の範囲にあることがある。
In one or more embodiments, the second glass-based
1つ以上の実施の形態において、第一のガラス系層1412および第二のガラス系層1416は、厚さが同じであることがあり、この第一のガラス系層は、この第二のガラス系層に比べて、より剛性であり、またはより大きい剛性を有し、非常に特別な実施の形態において、第一のガラス系層1412および第二のガラス系層1416の両方の厚さが、0.2mmと1.6mmの範囲にある。
In one or more embodiments, the first glass-based
様々な実施の形態において、第一のガラス系層1412および第二のガラス系層1416のいずれか一方または両方の厚さは、約0.1mmから約2mmまでの範囲、または約0.2mmから約2mmまでの範囲、または約0.3mmから約2mmまでの範囲、または約0.4mmから約2mmまでの範囲、または約0.5mmから約2mmまでの範囲、または約0.6mmから約2mmまでの範囲、または約0.7mmから約2mmまでの範囲、または約0.8mmから約2mmまでの範囲、または約0.9mmから約2mmまでの範囲、または約1mmから約2mmまでの範囲、または約1.1mmから約2mmまでの範囲、または約1.2mmから約2mmまでの範囲、または約1.3mmから約2mmまでの範囲、または約1.4mmから約2mmまでの範囲、または約1.5mmから約2mmまでの範囲、または約0.1mmから約1.9mmまでの範囲、または約0.1mmから約1.8mmまでの範囲、または約0.1mmから約1.7mmまでの範囲、または約0.1mmから約1.6mmまでの範囲、または約0.1mmから約1.5mmまでの範囲、または約0.1mmから約1.4mmまでの範囲、または約0.1mmから約1.3mmまでの範囲、または約0.1mmから約1.2mmまでの範囲、または約0.1mmから約1.2mmまでの範囲、または約0.1mmから約1mmまでの範囲、または約0.2mmから約1mmまでの範囲、または約0.1mmから約0.7mmまでの範囲、または約0.2mmから約0.7mmまでの範囲、または約0.3mmから約0.7mmまでの範囲、または約0.4mmから約0.7mmまでの範囲、または約0.2mmから約0.6mmまでの範囲、または約0.3mmから約0.6mmまでの範囲、または約0.4mmから約0.6mmまでの範囲、または約0.2mmから約0.5mmまでの範囲、または約0.3mmから約0.5mmまでの範囲、または約0.2mmから約0.4mmまでの範囲にあることがある。
In various embodiments, the thickness of one or both of the first glass-based
1つ以上の実施の形態において、第一のガラス系層1412の厚さは第二のガラス系層1416の厚さより大きいことがある。1つ以上の実施の形態において、第一のガラス系層の厚さは、4.0mm以下、または3.85mm以下である。様々な実施の形態において、第一のガラス系層の厚さは、約1.4mmから約3.85mmの範囲、または約1.4mmから約3.5mmの範囲、または約1.4mmから約3.0mmの範囲、または約1.4mmから約2.8mmの範囲、または約1.4mmから約2.5mmの範囲、または約1.4mmから約2.0mmの範囲、または約1.5mmから約3.85mmの範囲、または約1.5mmから約3.5mmの範囲、または約1.5mmから約3.0mmの範囲、または約1.5mmから約2.8mmの範囲、または約1.5mmから約2.5mmの範囲、または約1.5mmから約2.0mmの範囲、または約1.6mmから約3.85mmの範囲、または約1.6mmから約3.5mmの範囲、または約1.6mmから約3.0mmの範囲、または約1.6mmから約2.8mmの範囲、または約1.6mmから約2.5mmの範囲、または約1.6mmから約2.0mmの範囲、または約1.8mmから約3.5mmの範囲、または約2.0mmから約3.0mmの範囲の範囲にあることがある。
In one or more embodiments, the thickness of the first glass-based
第一と第二のガラス系層1412、1416は、ここに開示されたようなどの主面寸法および/または物理的性質を有してもよい。例示の実施の形態において、自動車用積層体1410は、ここに開示されたシステムおよび方法によら製造された熱強化ソーダ石灰ガラスシートである第一と第二のガラス系層1412、1416、並びにPVBまたは防音PVBを含む中間層1414を備えることがある。
The first and second glass-based
1つ以上の実施の形態において、第一のガラス系層1412または第二のガラス系層1416の一方が冷間成形されることがある(介在する中間層1414と共に)。図32に示された例示の冷間成形積層体において、第二のガラス系層1516が、相対的により厚く湾曲した第一のガラス系層1512に積層されている。第一のガラス系層1512、第二のガラス系層1516またはその第一のガラス系層と第二のガラス系層の両方が、ここに記載された自動車用ガラスシート500を含んでもよい。図32において、第一のガラス系層1512は、第一面1513および中間層1514と接触した第二面1515を有し、第二のガラス系層1516は、中間層1514と接触した第三面1517および第四面1519を有する。冷間成形された積層体の指標は、第四面1519が第三面1517よりも大きい表面CSを有することである。したがって、冷間成形された積層体は、第四面1519で高い圧縮応力レベルを有し得、摩耗による破砕に対してこの表面をより耐性にする。
In one or more embodiments, one of the first glass-based
1つ以上の実施の形態において、冷間成形プロセスの前に、第三面1517および第四面1519におけるそれぞれの圧縮応力は実質的に等しい。第二のガラス系層1516が(ここに定義されたように)強化されていない1つ以上の実施の形態において、第三面1517および第四面1519は、冷間成形前に、感知できるほどの圧縮応力を示さない。第二のガラス系層1516が(ここに定義されたように)強化されている1つ以上の実施の形態において、第三面1517および第四面1519は、冷間成形前に、互いに関して実質的に等しい圧縮応力を示す。1つ以上の実施の形態において、冷間成形後、第四面1519上の圧縮応力が増す(すなわち、第四面1519上の圧縮応力が、冷間成形前よりも、冷間成形後に大きくなる)。理論で束縛されないが、この冷間成形プロセスは、成形されているガラス系層(すなわち、第二のガラス系層)の圧縮応力を増加させて、曲げおよび/または成形操作中に与えられる引張応力を相殺する。1つ以上の実施の形態において、冷間成形プロセスにより、そのガラス系層の第三面(すなわち、第三面1517)が引張応力を経験し、一方で、そのガラス系層の第四面(すなわち、第四面1519)は圧縮応力を経験する。
In one or more embodiments, the respective compressive stresses on the
強化された第二のガラス系層1516を使用する場合、第三面と第四面(1517、1519)は既に圧縮応力下にあり、それゆえ、第三面1517がより大きい引張応力を経験する。これにより、強化された第二のガラス系層1516がよりきつく湾曲した面に従うことができる。
When using a reinforced second glass-based
1つ以上の実施の形態において、第二のガラス系層1516の厚さは第一のガラス系層1512の厚さより薄い。この厚さの差は、第二のガラス系層1516が、より小さい力しか与えないであろうし、第一のガラス系層1512の形状に従うようにより柔軟であることを意味する。さらに、より薄い第二のガラス系層1516は、第一のガラス系層1512の形状により生じる形状の不一致および間隙を補うように、より容易に変形するであろう。1つ以上の実施の形態において、薄い強化された第二のガラス系層1516は、特に冷間成形中に、より大きい柔軟性を示す。1つ以上の実施の形態において、第二のガラス系層1516は第一のガラス系層1512に従って、第二面1515と第三面1517との間に実質的に均一な距離を与え、これが中間層により満たされる。
In one or more embodiments, the thickness of the second glass-based
いくつかの非限定的実施の形態において、冷間成形された積層体1510は、中間層材料(例えば、1414、1514)の軟化温度と同じかまたはそれより少し高い(例えば、約100℃から約120℃)温度、すなわち、それぞれのガラス層の軟化温度より低い温度で行われる例示の冷間成形プロセスを使用して成形されることがある。1つの実施の形態において、その冷間成形された積層体は:第一のガラス系層(湾曲されている)および第二のガラス系層(平らであってよい)の間に中間層を配置して、積重体を形成し;その積重体に圧力を印加して、第二のガラス系層を中間層に対して押し付け、中間層が第一のガラス系層に対して押し付けられ;積重体を400℃未満の温度に加熱して、第二のガラス系層の形状が第一のガラス系層に従う冷間成形された積層体を形成することによって、形成されることがある。そのようなプロセスは、オートクレーブまたは別の適切な装置内に真空バッグまたはリングを使用して行うことができる。その内容の全てがここに引用される、国際公開第2015/031594号に記載され、その中の図8A〜8Bに示されるように、例示の内側ガラス層(例えば、層1516)の断面応力プロファイルは、本開示のいくつかの実施の形態にしたがって、実質的に対称から非対称へと変化するであろう。
In some non-limiting embodiments, the cold-formed
1つ以上の実施の形態において、第一のガラス系層、第二のガラス系層、その積層体または組合せは、複雑に湾曲した形状を有することがあり、必要に応じて、冷間成形してもよい。図32に示されるように、第一のガラス系層1512は、複雑に湾曲し、間に厚さがある、積層体の第一面を与える少なくとも1つの凹面(例えば、面1515)および第一面と反対の積層体の第二面を与える少なくとも1つの凸面(例えば、面1513)を有することがある。冷間成形の実施の形態において、第二のガラス系層1516は、複雑に湾曲し、間に厚さがある、少なくとも1つの凹面(例えば、第四面1519)および少なくとも1つの凸面(例えば、第三面1517)を有することがある。
In one or more embodiments, the first glass-based layer, the second glass-based layer, the laminate or combination thereof may have a complex curved shape, and may be cold formed as necessary. May be. As shown in FIG. 32, the first glass-based
ここに用いたように、「複雑に湾曲した」という句は、互いに異なる2つの直交軸に沿って曲率を有する非平面形状を意味する。複雑に湾曲した形状の例としては、単純曲線、または非可展形状とも称される複合曲線を有するものが挙げられるが、それには、以下に限られないが、球面、非球面、およびトロイダル面が挙げられる。ここに開示された実施の形態による複雑に湾曲した積層体またはシートは、そのような面のセグメントまたは部分も含んでよい、もしくはそのような曲線および面の組合せからなってもよい。1つ以上の実施の形態において、複雑に湾曲した積層体またはシートは、主半径(major radius)および交差曲率(cross curvature)を含む複合曲線を有することがある。1つ以上の実施の形態による複雑に湾曲した積層体またはシートは、2つの独立した方向に別個の曲率半径を有することがある。1つ以上の実施の形態によれば、複雑に湾曲した積層体またはシートは、それゆえ、「交差曲率」を有すると特徴付けられることがあり、その場合、その積層体またはシートが、所定の寸法に対して平行な軸(すなわち、第一軸)に沿って湾曲しており、その同じ寸法に対して垂直な軸(すなわち、第二軸)に沿っても湾曲している。その積層体またはシートの曲率は、有意な最小半径が有意な交差曲率、および/または曲げ深さと組み合わされた場合、さらにより複雑になり得る。いくつかの積層体またはシートは、互いに垂直ではない軸に沿った曲げを含むこともある。非限定例として、その複雑に湾曲した積層体またはシートは、0.5m×1.0mの長さと幅の寸法、および短軸に沿った2から2.5mの曲率半径、並びに主軸に沿った4から5mの曲率半径を有することがある。1つ以上の実施の形態において、その複雑に湾曲した積層体またはシートは、少なくとも1つの軸に沿って5m以下の曲率半径を有することがある。1つ以上の実施の形態において、その複雑に湾曲した積層体またはシートは、少なくとも第一軸に沿って、かつ第一軸に対して垂直な第二軸に沿って、5m以下の曲率半径を有することがある。1つ以上の実施の形態において、その複雑に湾曲した積層体またはシートは、少なくとも第一軸に沿って、かつ第一軸に対して垂直ではない第二軸に沿って、5m以下の曲率半径を有することがある。 As used herein, the phrase “complexly curved” refers to a non-planar shape having curvature along two different orthogonal axes. Examples of intricately curved shapes include those with simple curves or compound curves, also called non-developable shapes, including but not limited to spherical, aspheric, and toroidal surfaces Is mentioned. Complexly curved laminates or sheets according to embodiments disclosed herein may also include such surface segments or portions, or may consist of a combination of such curves and surfaces. In one or more embodiments, a complex curved laminate or sheet may have a compound curve that includes a major radius and a cross curvature. A complex curved laminate or sheet according to one or more embodiments may have separate radii of curvature in two independent directions. According to one or more embodiments, a complex curved laminate or sheet may therefore be characterized as having a “cross curvature”, in which case the laminate or sheet is a predetermined It is curved along an axis that is parallel to the dimension (ie, the first axis) and is also curved along an axis that is perpendicular to the same dimension (ie, the second axis). The curvature of the laminate or sheet can be even more complex when a significant minimum radius is combined with a significant cross curvature and / or bending depth. Some laminates or sheets may include bends along axes that are not perpendicular to each other. As a non-limiting example, the complex curved laminate or sheet has a length and width dimension of 0.5 m × 1.0 m, a radius of curvature of 2 to 2.5 m along the minor axis, and along the major axis. May have a radius of curvature of 4 to 5 meters. In one or more embodiments, the complex curved laminate or sheet may have a radius of curvature of 5 m or less along at least one axis. In one or more embodiments, the complex curved laminate or sheet has a radius of curvature of 5 m or less along at least a first axis and a second axis perpendicular to the first axis. May have. In one or more embodiments, the complex curved laminate or sheet has a radius of curvature no greater than 5 meters along at least a first axis and a second axis that is not perpendicular to the first axis. May have.
1つ以上の実施の形態において、中間層1414、第一のガラス系層1412および第二のガラス系層1416の1つ以上は、第一の厚さを持つ第一のエッジおよび第一の厚さより厚い第二の厚さを持つ、第一のエッジと反対の第二のエッジを有する。
In one or more embodiments, one or more of the
1つ以上の実施の形態において、ここに記載された自動車用ガラス系物品が車両内に配置されることがある。例えば、図33は、車体1610、少なくとも1つの開口1620、およびその開口内に配置されたここに記載された1つ以上の実施の形態による、ガラス系物品1630を含む車両1600を示す。1つ以上の実施の形態において、その車両は内部表面(図示せず)を含むことがあり、その内部表面にガラス系層が配置される。1つ以上の実施の形態において、その内部表面はディスプレイを含み、そのディスプレイ上にガラス系層が配置される。
In one or more embodiments, the automotive glass article described herein may be placed in a vehicle. For example, FIG. 33 illustrates a
ここに開示されたシステムおよび方法にしたがって製造された、および/またはここに開示されたような応力プロファイル、構造および/または物理的性質の任意の組合せを有する、熱強化されたガラス系シートを、国際公開第2014/022663号(MULTI-LAYER TRANSPARENT LIGHT-WEIGHT SAFETY GLAZINGS)、国際公開第2014/176059号(LAMINATED GLASS STRUCTURES HAVING HIGH GLASS TO POLYMER INTERLAYER ADHESION)、国際公開第2015/031594号(THIN GLASS LAMINATE STRUCTURES)、国際公開第2015/054112号(GLASS LAMINATE STRUCTURES HAVING IMPROVED EDGE STRENGTH)、国際公開第2015/088866号(NON-YELLOWING GLASS LAMINATE STRUCTURE)、国際公開第2013/063207号(GLASS ARTICLES WITH INFRARED REFLECTIVITY AND METHODS FOR MAKING THE SAME)、国際公開第2015/171883号(LAMINATED GLASS ARTICLE AND METHOD FOR FORMING THE SAME)、および米国特許出願第14/638224号(GLASS LAMINATE STRUCTURES FOR HEAD-UP DISPLAY SYSTEM)、米国仮特許出願第61/970972号(GLASS ARTICLE)、同第62/011305号(LAMINATING THIN GLASS STRUCTURES)、同第62/121076号(THIN LAMINATE STRUCTURES WITH ENHANCED ACOUSTIC PERFORMANCE)、同第62/159477号(SURFACE DISPLAY UNITS WITH OPAQUE SCREEN)、米国特許出願第14/699263号(STRENGTHENED GLASS AND COMPOSITIONS THEREOF)の各明細書に開示されたように、自動車用積層体(例えば、図31)およびその積層体を形成する方法における、1つ以上のガラス層の代わりに用いても、それに適用してもよい。これらのそれぞれの全開示が、ここに引用される。 Thermally tempered glass-based sheets manufactured according to the systems and methods disclosed herein and / or having any combination of stress profiles, structures and / or physical properties as disclosed herein, International Publication No. 2014/022663 (MULTI-LAYER TRANSPARENT LIGHT-WEIGHT SAFETY GLAZINGS), International Publication No. 2014/176059 (LAMINATED GLASS STRUCTURES HAVING HIGH GLASS TO POLYMER INTERLAYER ADHESION), International Publication No. 2015/031594 (THIN GLASS LAMINATE STRUCTURES), International Publication No. 2015/054112 (GLASS LAMINATE STRUCTURES HAVING IMPROVED EDGE STRENGTH), International Publication No. 2015/088886 (NON-YELLOWING GLASS LAMINATE STRUCTURE), International Publication No. 2013/063207 (GLASS ARTICLES WITH INFRARED REFLECTIV METHODS FOR MAKING THE SAME), International Publication No. 201 No. 178173 (LAMINATED GLASS ARTICLE AND METHOD FOR FORMING THE SAME), US Patent Application No. 14/638224 (GLASS LAMINATE STRUCTURES FOR HEAD-UP DISPLAY SYSTEM), US Provisional Patent Application No. 61/970972 (GLASS ARTICLE), No. 62/011305 (LAMINATING THIN GLASS STRUCTURES), No. 62/121076 (THIN LAMINATE STRUCTURES WITH ENHANCED ACOUSTIC PERFORMANCE), No. 62/159477 (SURFACE DISPLAY UNITS WITH OPAQUE SCREEN), US Patent Application No. 14 / As disclosed in each specification of 699263 (STRENGTHENED GLASS AND COMPOSITIONS THEREOF), instead of one or more glass layers in an automotive laminate (eg, FIG. 31) and a method of forming the laminate. Or it may be applied to it. The entire disclosure of each of these is hereby incorporated by reference.
自動車用ガラス系物品1310および自動車用積層体1410、1510は、実質的に光学的に透明な、透き通った、および光散乱がない、ガラス材料を含むことがある。そのような実施の形態において、そのガラス材料は、約85%以上、約86%以上、約87%以上、約88%以上、約89%以上、約90%以上、約91%以上、または約92%以上の、約400nmから約780nmの波長範囲に亘る平均光透過率を示すことがある。1つ以上の代わりの実施の形態において、そのガラス材料は、不透明である、または約10%未満、約9%未満、約8%未満、約7%未満、約6%未満、約5%未満、約4%未満、約3%未満、約2%未満、約1%未満、または約0%未満の約400nmから約780nmの波長範囲に亘る平均光透過率を示すことがある。いくつかの実施の形態において、これらの光反射率および透過率値は、全反射率または全透過率(ガラス材料の両方の主面での反射率または透過率を考慮した)であってもよい。そのガラス材料は、必要に応じて、白色、黒色、赤色、青色、緑色、黄色、オレンジ色などの色を示してもよい。
The automotive glass-based
熱強化された自動車用ガラスシートのためのガラス系材料
述べられたシステムおよび方法は、様々な自動車用ガラス系材料を熱強化するために使用することができる。
Glass-based materials for heat-strengthened automotive glass sheets The described systems and methods can be used to heat strengthen various automotive glass-based materials.
ここに記載されたプロセスおよびシステムは、概して、ほぼどのようなガラス組成物にも使用してよく、いくつかの実施の形態は、ガラス積層体、ガラスセラミック、および/またはセラミックにも使用できる。下記に列挙されたガラスの組成および性質も、ここに記載された前記ガラス積層体構造(例えば、図31の1410、図32の1510)におけるガラス系層の1つ以上に適用できる。様々な実施の形態において、そのプロセスは、高いCTEを有するガラス組成物に使用できる。1つ以上の実施の形態において、ここに述べられたプロセスおよびシステムにより強化された自動車用ガラスに、「Corning」「Gorilla」Glass、SLG、無ソーダまたはアルカリガラスなどのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスがある。いくつかの実施の形態において、ここに述べられたプロセスおよびシステムにより強化された自動車用ガラスのCTEは、40×10-7/℃超、50×10-7/℃超、60×10-7/℃超、70×10-7/℃超、80×10-7/℃超、または90×10-7/℃超である。適切なガラスが、「ION EXCHANGEABLE GLASS WITH HIGH CRACK INITIATION THRESHOLD」と題する米国特許第8759238号、「ION EXCHANGEABLE GLASS WITH HIGH CRACK INITIATION THRESHOLD」と題する米国特許第9156724号、「ION EXCHANGEABLE GLASS WITH HIGH CRACK INITIATION THRESHOLD」と題する米国特許第8765262号、「ZIRCON COMPATIBLE, ION EXCHANGEABLE GLASS WITH HIGH DAMAGE RESISTANCE」と題する米国特許第8951927号、「ZIRCON COMPATIBLE, ION EXCHANGEABLE GLASS WITH HIGH DAMAGE RESISTANCE」と題する米国特許第8946103号、「ZIRCON COMPATIBLE GLASSES FOR DOWN DRAW」と題する米国特許第8802581号、および「ION EXCHANGEABLE GLASS WITH HIGH DAMAGE RESISTANCE」と題する米国特許出願公開第2014/0106172号の各明細書に記載されており、そのそれぞれの全開示が、ここに引用される。 The processes and systems described herein may generally be used with almost any glass composition, and some embodiments can be used with glass laminates, glass ceramics, and / or ceramics. The glass compositions and properties listed below are also applicable to one or more of the glass-based layers in the glass laminate structure described herein (eg, 1410 in FIG. 31, 1510 in FIG. 32). In various embodiments, the process can be used for glass compositions having a high CTE. In one or more embodiments, automotive glass tempered by the processes and systems described herein includes alkali aluminosilicate glass such as “Corning”, “Gorilla” Glass, SLG, no soda or alkali glass. . In some embodiments, the CTE of automotive glass tempered by the processes and systems described herein is greater than 40 × 10 −7 / ° C., greater than 50 × 10 −7 / ° C., and 60 × 10 −7. / ° C., 70 × 10 −7 / ° C., 80 × 10 −7 / ° C., or 90 × 10 −7 / ° C. Suitable glasses are US Pat. No. 8759238 entitled “ION EXCHANGEABLE GLASS WITH HIGH CRACK INITIATION THRESHOLD”, US Pat. No. 9156724 entitled “ION EXCHANGEABLE GLASS WITH HIGH CRACK INITIATION THRESHOLD”, “ION EXCHANGEABLE GLASS WITH HIGH CRACK INITIATION THRESHOLD” U.S. Patent No. 8765262 entitled "ZIRCON COMPATIBLE, ION EXCHANGEABLE GLASS WITH HIGH DAMAGE RESISTANCE", U.S. Patent No. 89951927, "ZIRCON COMPATIBLE, ION EXCHANGEABLE GLASS WITH HIGH DAMAGE RESISTANCE", U.S. Patent No. 8946103, " U.S. Pat. No. 8,802,581 entitled “ZIRCON COMPATIBLE GLASSES FOR DOWN DRAW” and U.S. Patent Application Publication No. 2014/0106172 entitled “ION EXCHANGEABLE GLASS WITH HIGH DAMAGE RESISTANCE”. The disclosure is cited here.
いくつかの用途および実施の形態において、ここに述べられたプロセスおよびシステムにより強化された自動車用ガラス(自動車用ガラスシート500など)は、化学的耐久性のために構成された組成を有することがある。そのようないくつかの実施の形態において、その組成は、少なくとも70質量%の二酸化ケイ素、および/または少なくとも10質量%の酸化ナトリウム、および/または少なくとも7質量%の酸化カルシウムを含む。そのような組成の従来物品は、深い深さまで化学強化することが難しいことがある、および/または不可能ではなくとも、従来のプロセスの脆弱性および力などのために、薄い厚さのために十分な大きさの負の表面引張応力まで従来のプロセスによって熱強化することが難しいことがある。しかしながら、考えられる実施の形態において、ここに開示された本発明のプロセスで、そのような組成により、負の引張応力が、第一と第二の主面(例えば、自動車用ガラスシート500の主面510、520)の少なくとも一方からの、強化された自動車用ガラス系シートの厚さの少なくとも10%の距離まで、例えば、厚さの少なくとも12%、厚さの少なくとも15%、厚さの少なくとも16%、厚さの少なくとも17%、厚さの少なくとも18%、厚さの少なくとも19%、厚さの少なくとも20%、または厚さの少なくとも21%の距離までそれぞれの強化された自動車用ガラス系シート中に延在する、自動車用ガラスシート500などの強化された自動車用ガラス系物品またはシートが可能になる。
In some applications and embodiments, an automotive glass (such as an automotive glass sheet 500) reinforced by the processes and systems described herein may have a composition configured for chemical durability. is there. In some such embodiments, the composition comprises at least 70% by weight silicon dioxide, and / or at least 10% by weight sodium oxide, and / or at least 7% by weight calcium oxide. Conventional articles of such composition may be difficult to chemically strengthen to deep depths and / or because of their low thickness, if not impossible, due to fragility and power of conventional processes, etc. It may be difficult to heat strengthen by conventional processes to a sufficiently large negative surface tensile stress. However, in contemplated embodiments, in the inventive process disclosed herein, such a composition causes negative tensile stresses to occur on the first and second major surfaces (e.g., the major surfaces of an automotive glass sheet 500). Up to a distance of at least 10% of the thickness of the reinforced automotive glass-based sheet from at least one of the
いくつかの実施の形態において、ここに述べられたように強化された自動車用ガラス系シートおよび物品は、その自動車用ガラスシートの熱強化の前に、ガラス上に配置された1つ以上のコーティングを有する。ここに述べられたプロセスを使用して、1つ以上のコーティングを有する強化された自動車用ガラスシートを製造することができ、そのようないくつかの実施の形態において、そのコーティングは、熱強化の前に自動車用ガラス上に配置され、熱強化プロセスの影響を受けない。本開示の自動車用ガラスシート上に都合よく維持される特別なコーティングとしては、低Eコーティング、反射コーティング、反射防止コーティング、耐指紋性コーティング、カットオフフィルタ、熱分解コーティングなどが挙げられる。 In some embodiments, an automotive glass-based sheet and article reinforced as described herein may include one or more coatings disposed on the glass prior to thermal strengthening of the automotive glass sheet. Have The process described herein can be used to produce a tempered automotive glass sheet having one or more coatings, and in some such embodiments, the coating is thermally enhanced. Previously placed on automotive glass and unaffected by heat strengthening process. Special coatings that are conveniently maintained on the automotive glass sheet of the present disclosure include low E coatings, reflective coatings, antireflective coatings, anti-fingerprint coatings, cut-off filters, pyrolytic coatings, and the like.
例示の実施の形態によれば、ここに述べられた自動車用ガラス系シートまたは物品、例えば、図29に示されたデバイス1210の物品1212、1214は、アルミノホウケイ酸塩ガラスである。いくつかの実施の形態において、ここに述べられた自動車用ガラス系シートまたは物品、例えば、図29に示されたデバイス1210の物品1212、1214は、概して、非アルカリガラスであり、それでもまだ、ここに開示されたような応力プロファイルおよび構造を有する。そのような組成物は、ガラスの緩和の程度を減少させ、それに対するトランジスタの結合を促進させるであろう。いくつかの実施の形態において、ここに述べられた自動車用ガラスシート/物品は、可撓性自動車用ガラスシートである。他の実施の形態において、ここに述べられた自動車用ガラスシート/物品は、2つ以上のガラスシートの積層体を備える。
According to an exemplary embodiment, the automotive glass-based sheet or article described herein, eg,
いくつかの考えられる実施の形態において、ここに述べられたプロセスおよびシステムにより強化された自動車用ガラス(自動車用ガラスシート500など)は、非晶質材料、結晶質材料またはその組合せ(ガラスセラミック材料など)を含むことがある。ここに述べられたプロセスおよびシステムにより強化された自動車用ガラス(自動車用ガラスシート500など)は、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、アルカリ含有ホウケイ酸ガラス、アルカリアルミノリンケイ酸塩ガラスまたはアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラスを含むことがある。1つ以上の実施の形態において、ここに述べられたプロセスおよびシステムにより強化された自動車用ガラス(自動車用ガラスシート500など)は、そのイオン交換されていない部分において、モルパーセント(モル%)で表して、約(プラスまたはマイナス1%)40から約80モル%の範囲のSiO2、約10から約30モル%の範囲のAl2O3、約0から約10モル%の範囲のB2O3、約0モル%から約20モル%の範囲のR2O、および/または約0から約15モル%の範囲のROを含む組成を有するガラスを含むことがある。いくつかの考えられる実施の形態において、その組成は、約0から約5モル%の範囲のZrO2および約0から約15モル%の範囲のP2O5のいずれか一方または両方を含むことがある。いくつかの考えられる実施の形態において、TiO2は約0から約2モル%で存在し得る。 In some possible embodiments, the automotive glass (such as automotive glass sheet 500) reinforced by the processes and systems described herein is an amorphous material, a crystalline material, or a combination thereof (glass ceramic material). Etc.). Automotive glass (such as automotive glass sheet 500) reinforced by the processes and systems described herein may be an alkali aluminosilicate glass, an alkali-containing borosilicate glass, an alkali aluminosilicate glass, or an alkali aluminoborosilicate glass. May be included. In one or more embodiments, automotive glass (such as automotive glass sheet 500) reinforced by the processes and systems described herein is in mole percent (mol%) in its non-ion-exchanged portion. In terms of SiO 2 in the range of about (plus or minus 1%) 40 to about 80 mol%, Al 2 O 3 in the range of about 10 to about 30 mol%, B 2 in the range of about 0 to about 10 mol%. May include a glass having a composition comprising O 3 , R 2 O in the range of about 0 mol% to about 20 mol%, and / or RO in the range of about 0 to about 15 mol%. In some possible embodiments, the composition comprises either or both of ZrO 2 in the range of about 0 to about 5 mol% and P 2 O 5 in the range of about 0 to about 15 mol%. There is. In some possible embodiments, TiO 2 may be present from about 0 to about 2 mole percent.
いくつかの考えられる実施の形態において、ここに述べられた強化された自動車用ガラス系シートまたは物品に使用される組成物には、0モル%から2モル%の、Na2SO4、NaCl、NaF、NaBr、K2SO4、KCl、KF、KBr、およびSnO2を含む群から選択される少なくとも1種類の清澄剤がバッチ配合されることがある。1つ以上の実施の形態による自動車用ガラス組成物は、約0から約2モル%、約0から約1モル%、約0.1から約2モル%、約0.1から約1モル%、または約1から約2モル%の範囲のSnO2をさらに含むことがある。強化された自動車用ガラス系シート500のためのここに開示された自動車用ガラス組成物は、いくつかの実施の形態において、As2O3および/またはSb2O3を実質的に含まないことがある。
In some possible embodiments, the composition used in the reinforced automotive glass-based sheet or article described herein includes 0 to 2 mole percent Na 2 SO 4 , NaCl, At least one clarifier selected from the group comprising NaF, NaBr, K 2 SO 4 , KCl, KF, KBr, and SnO 2 may be batch formulated. The automotive glass composition according to one or more embodiments has from about 0 to about 2 mole percent, from about 0 to about 1 mole percent, from about 0.1 to about 2 mole percent, from about 0.1 to about 1 mole percent. Or SnO 2 in the range of about 1 to about 2 mol%. The disclosed automotive glass composition for reinforced automotive glass-based
考えられる実施の形態において、ここに述べられた強化された自動車用ガラス系シートまたは物品は、イオン交換過程によりさらに強化されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物またはアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラス組成物を含むことがある。一例の自動車用ガラス組成物は、SiO2、B2O3、およびNa2Oを含み、ここで、(SiO2+B2O3)≧66モル%、および/またはNa2O≧9モル%である。ある実施の形態において、その自動車用ガラス組成物は、少なくとも6質量%の酸化アルミニウムを含む。さらなる実施の形態において、ここに述べられた強化された自動車用ガラス系シートまたは物品は、アルカリ土類酸化物の含有量が少なくとも5質量%であるように、1種類以上のアルカリ土類酸化物を有する自動車用ガラス組成物を含むことがある。適切な自動車用ガラス組成物は、いくつかの実施の形態において、K2O、MgO、およびCaOの内の少なくとも1つをさらに含む。特別な実施の形態において、ここに述べられた強化されたガラス系シートまたは物品に使用される自動車用ガラス組成物は、61〜75モル%のSiO2、7〜15モル%のAl2O3、0〜12モル%のB2O3、9〜21モル%のNa2O、0〜4モル%のK2O、0〜7モル%のMgO、および/または0〜3モル%のCaOを含み得る。 In possible embodiments, the reinforced automotive glass-based sheet or article described herein comprises an alkali aluminosilicate glass composition or an alkali aluminoborosilicate glass composition that is further reinforced by an ion exchange process. Sometimes. An example automotive glass composition includes SiO 2 , B 2 O 3 , and Na 2 O, where (SiO 2 + B 2 O 3 ) ≧ 66 mol% and / or Na 2 O ≧ 9 mol%. It is. In certain embodiments, the automotive glass composition comprises at least 6% by weight aluminum oxide. In a further embodiment, the reinforced automotive glass-based sheet or article described herein has one or more alkaline earth oxides such that the alkaline earth oxide content is at least 5% by weight. It may contain the glass composition for motor vehicles which has this. Suitable automotive glass compositions further comprise at least one of K 2 O, MgO, and CaO in some embodiments. In a special embodiment, the automotive glass composition used in the reinforced glass-based sheet or article described herein is 61-75 mol% SiO 2 , 7-15 mol% Al 2 O 3. , 0-12 mol% of B 2 O 3, 9 to 21 mol% of Na 2 O, 0 to 4 mol% of K 2 O, 0 to 7 mol% of MgO, and / or 0-3 mol% of CaO Can be included.
ここに述べられた強化された自動車用ガラス系シートまたは物品に適したさらなる例示のガラス組成物は、60〜70モル%のSiO2、6〜14モル%のAl2O3、0〜15モル%のB2O3、0〜15モル%のLi2O、0〜20モル%のNa2O、0〜10モル%のK2O、0〜8モル%のMgO、0〜10モル%のCaO、0〜5モル%のZrO2、0〜1モル%のSnO2、0〜1モル%のCeO2、50ppm未満のAs2O3、および50ppm未満のSb2O3を含み、12モル%≦(Li2O+Na2O+K2O)≦20モル%、および/または0モル%≦(MgO+CaO)≦10モル%。ここに述べられた強化された自動車用ガラス系シートまたは物品に適したさらに別の例示のガラス組成物は、63.5〜66.5モル%のSiO2、8〜12モル%のAl2O3、0〜3モル%のB2O3、0〜5モル%のLi2O、8〜18モル%のNa2O、0〜5モル%のK2O、1〜7モル%のMgO、0〜2.5モル%のCaO、0〜3モル%のZrO2、0.05〜0.25モル%のSnO2、0.05〜0.5モル%のCeO2、50ppm未満のAs2O3、および50ppm未満のSb2O3を含み、14モル%≦(Li2O+Na2O+K2O)≦18モル%、および/または2モル%≦(MgO+CaO)≦7モル%。
The glass composition of a further exemplary suitable strengthened glass-based sheet or article for a motor vehicle set forth herein, 60-70 mol% of SiO 2, having 6 to 14 mol% of Al 2 O 3, 0 to 15 mol % of B 2 O 3, 0~15 mol% of Li 2 O, 0 to 20 mol% of Na 2 O, 0 mol% of K 2 O, 0 to 8 mol% of MgO, 0 mol% Of CaO, 0-5 mol% ZrO 2 , 0-1 mol% SnO 2 , 0-1 mol% CeO 2 , less than 50 ppm As 2 O 3 , and less than 50 ppm Sb 2 O 3 , Mol% ≦ (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) ≦ 20 mol%, and / or 0 mol% ≦ (MgO + CaO) ≦ 10 mol%. Yet another exemplary glass compositions suitable for enhanced glass-based sheet or article for a motor vehicle set forth herein, from 63.5 to 66.5 mol% of
特別な考えられる実施の形態において、ここに述べられた強化された自動車用ガラス系シートまたは物品に適したアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物は、アルミナ、少なくとも1種類のアルカリ金属、およびいくつかの実施の形態において、50モル%超のSiO2、他の実施の形態において、少なくとも58モル%のSiO2、さらに他の実施の形態において、少なくとも60モル%のSiO2を含み、比(Al2O3+B2O3)/Σ改質剤(すなわち、改質剤の合計)は1より大きく、ここで、この比において、成分はモル%で表され、改質剤はアルカリ金属酸化物である。この自動車用ガラス組成物は、特別な実施の形態において、58〜72モル%のSiO2、9〜17モル%のAl2O3、2〜12モル%のB2O3、8〜16モル%のNa2O、および/または0〜4モル%のK2Oを含み、比(Al2O3+B2O3)/Σ改質剤(すなわち、改質剤の合計)は1より大きい。さらに別の実施の形態において、強化された自動車用ガラス系シート500は、64〜68モル%のSiO2、12〜16モル%のNa2O、8〜12モル%のAl2O3、0〜3モル%のB2O3、2〜5モル%のK2O、4〜6モル%のMgO、および0〜5モル%のCaOを含み、66モル%≦SiO2+B2O3+CaO≦69モル%、Na2O+K2O+B2O3+MgO+CaO+SrO>10モル%、5モル%≦MgO+CaO+SrO≦8モル%、(Na2O+B2O3)−Al2O3≦2モル%、2モル%≦Na2O−Al2O3≦6モル%、および4モル%≦(Na2O+K2O)−Al2O3≦10モル%である、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物を含むことがある。代わりの実施の形態において、ここに述べられた強化された自動車用ガラス系シートまたは物品は、2モル%以上のAl2O3および/またはZrO2、または4モル%以上のAl2O3および/またはZrO2を含むアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物を含むことがある。
In particular contemplated embodiments, the alkali aluminosilicate glass composition suitable for the reinforced automotive glass-based sheet or article described herein includes alumina, at least one alkali metal, and some implementations. In an embodiment, comprising more than 50 mol% SiO 2 , in other embodiments at least 58 mol% SiO 2 , and in still other embodiments at least 60 mol% SiO 2 , in a ratio (Al 2 O 3 + B 2 O 3 ) / Σ modifier (ie, the sum of modifiers) is greater than 1, where in this ratio, the components are expressed in mole% and the modifier is an alkali metal oxide. . This automotive glass composition comprises, in a special embodiment, 58-72 mol% SiO 2 , 9-17 mol% Al 2 O 3 , 2-12 mol% B 2 O 3 , 8-16 mol. % Na 2 O and / or 0-4 mol% K 2 O, the ratio (Al 2 O 3 + B 2 O 3 ) / Σ modifier (ie the sum of modifiers) is greater than 1. . In yet another embodiment, automotive glass based
考えられる実施の形態において、ここに述べられた強化された自動車用ガラス系シートまたは物品のための適切なガラスセラミックの例としては、Li2O・Al2O3・SiO2系(すなわち、LAS系)ガラスセラミック、MgO・Al2O3・SiO2系(すなわち、MAS系)ガラスセラミック、および/またはβ−石英固溶体、β−スポジュメン固溶体、コージエライト、および二ケイ酸リチウムを含む主結晶相を含むガラスセラミックが挙げられるであろう。 In possible embodiments, examples of suitable glass ceramics for the reinforced automotive glass-based sheets or articles described herein include the Li 2 O.Al 2 O 3 .SiO 2 system (ie, LAS). Main crystal phase containing glass ceramic, MgO.Al 2 O 3 .SiO 2 (ie MAS) glass ceramic, and / or β-quartz solid solution, β-spodumene solid solution, cordierite, and lithium disilicate. A glass ceramic containing may be mentioned.
ここに述べられた強化された自動車用ガラス系シートまたは物品は、それが形成される態様によって特徴付けてもよい。例えば、ここに述べられた強化された自動車用ガラス系シートまたは物品は、フロート成形可能(すなわち、フロート法により成形される)、ダウンドロー可能、および特にフュージョン成形可能またはスロットドロー可能(すなわち、フュージョンドロー法またはスロットドロー法などのダウンドロー法により成形される)と特徴付けてもよい。 The reinforced automotive glass-based sheet or article described herein may be characterized by the manner in which it is formed. For example, the reinforced automotive glass-based sheets or articles described herein are float moldable (ie, formed by a float process), downdrawable, and particularly fusion moldable or slot drawable (ie, fusion) And may be characterized by a downdraw method such as a draw method or a slot draw method).
フロート成形可能な強化された自動車用ガラス系シートまたは物品は、滑らかな表面および一貫した厚さにより特徴付けられることがあり、溶融金属、典型的にスズの床の上に溶融したガラスを浮かせることによって製造される。例示の過程において、溶融スズ床の表面上に供給される溶融したガラス系が、浮遊するガラス系リボンを形成する。そのガラス系リボンがスズ浴に沿って流れるにつれて、ガラス系リボンが、スズからローラに持ち上げられる固体の自動車用ガラス系物品に固化するまで、温度が徐々に低下する。自動車用ガラス系物品は、浴から一旦離れると、さらに冷却し、徐冷して、内部応力を減少させることができる。その自動車用ガラス系物品がガラスセラミックである場合、フロート法から形成された自動車用ガラス系物品に、1つ以上の結晶相が生成されるセラミック化過程を施すことができる。 Floatable toughened automotive glass-based sheets or articles may be characterized by a smooth surface and consistent thickness, and float molten glass over a molten metal, typically a tin floor Manufactured by. In the illustrated process, the molten glass system fed onto the surface of the molten tin bed forms a floating glass ribbon. As the glass-based ribbon flows along the tin bath, the temperature gradually decreases until the glass-based ribbon solidifies into a solid automotive glass-based article that is lifted from tin to the roller. Once the automotive glass article is removed from the bath, it can be further cooled and annealed to reduce internal stress. When the automotive glass-based article is a glass ceramic, the automotive glass-based article formed from the float process can be subjected to a ceramization process in which one or more crystal phases are generated.
ダウンドロー法により、比較的無垢な表面を持つ、一貫した厚さを有する自動車用ガラス系物品が製造される。その自動車用ガラス系物品の平均曲げ強度は、表面傷の量およびサイズにより制御されるので、接触が最小であった無垢な表面は、より高い初期強度を有する。この高強度の自動車用ガラス系物品を次にさらに強化(例えば、化学的に)する場合、得られる強度は、ラップ仕上げされ、研磨された表面を有する自動車用ガラス系物品の強度よりも高くあり得る。ダウンドローされた自動車用ガラス系物品は、約2mm未満の厚さまで延伸されるであろう。その上、ダウンドローされた自動車用ガラス系物品は、費用のかかる研削および研磨を行わずに最終用途に使用できる非常に平らで滑らかな表面を有する。その自動車用ガラス系物品がガラスセラミックである場合、ダウンドロー法により形成された自動車用ガラス系物品に、1つ以上の結晶相が生成されるセラミック化過程を施すことができる。 The downdraw process produces automotive glass-based articles having a consistent thickness and a consistent thickness. Since the average bending strength of the automotive glass-based article is controlled by the amount and size of surface flaws, the solid surface with minimal contact has a higher initial strength. If this high-strength automotive glass-based article is then further reinforced (eg chemically), the resulting strength is higher than the strength of the automotive glass-based article having a lapped and polished surface. obtain. The downdrawn automotive glass-based article will be stretched to a thickness of less than about 2 mm. Moreover, down-drawn automotive glass-based articles have a very flat and smooth surface that can be used for end use without costly grinding and polishing. When the automotive glass-based article is a glass ceramic, the automotive glass-based article formed by the downdraw method can be subjected to a ceramization process in which one or more crystal phases are generated.
フュージョンドロー法は、例えば、溶融したガラス原材料を受け入れるための通路を有する延伸槽を使用する。その通路は、通路の両側に通路の長手方向に沿って上部が開いた堰を有する。その通路が溶融材料で満たされると、溶融ガラスは堰を越えて溢れる。その溶融ガラスは、重力のために、延伸槽の外面を2つの流れるガラス膜として流下する。延伸槽のこれらの外面は、それらが延伸槽の下のエッジで接合するように下方かつ内側に延在する。その2つの流れるガラス膜はこのエッジで接合して融合し、1つの流動する自動車用ガラス物品を形成する。このフュージョンドロー法は、通路を越えて流れる2つのガラス膜が互いに融合するので、得られる自動車用ガラス物品の外面のいずれも、その装置のどの部分とも接触しないという利点を与える。それゆえ、フュージョンドロー法により形成された自動車用ガラス物品の表面特性は、そのような接触の影響を受けない。その自動車用ガラス系物品がガラスセラミックである場合、フュージョン法により形成された自動車用ガラス系物品に、1つ以上の結晶相が生成されるセラミック化過程を施すことができる。 The fusion draw method uses, for example, a drawing tank having a passage for receiving molten glass raw material. The passage has weirs that are open at the top along the longitudinal direction of the passage on both sides of the passage. When the passage is filled with molten material, the molten glass overflows over the weir. The molten glass flows down as two flowing glass films on the outer surface of the drawing tank due to gravity. These outer surfaces of the drawing tank extend downward and inward so that they join at the lower edge of the drawing tank. The two flowing glass films are joined and fused at this edge to form one flowing automotive glass article. This fusion draw method provides the advantage that none of the outer surfaces of the resulting automotive glass article is in contact with any part of the device, because the two glass films flowing across the passage are fused together. Therefore, the surface properties of glass articles for automobiles formed by the fusion draw method are not affected by such contact. When the automotive glass-based article is a glass ceramic, the automotive glass-based article formed by the fusion method can be subjected to a ceramization process in which one or more crystal phases are generated.
スロットドロー法はフュージョンドロー法とは異なる。スロットドロー法において、溶融原材料ガラスが延伸槽に提供される。この延伸槽の底部には開いたスロットがあり、このスロットは、その長さに亘り延在するノズルを有する。溶融ガラスは、スロット/ノズルを通って流動し、連続自動車用ガラス物品として徐冷領域へと下方に延伸される。その自動車用ガラス系物品がガラスセラミックである場合、スロットドロー法により形成された自動車用ガラス物品に、1つ以上の結晶相が生成されるセラミック化過程を施すことができる。 The slot draw method is different from the fusion draw method. In the slot draw method, molten raw material glass is provided to a drawing vessel. There is an open slot at the bottom of the draw tank, which has a nozzle that extends over its length. The molten glass flows through the slots / nozzles and is drawn downward into a slow cooling region as a continuous automotive glass article. If the automotive glass article is a glass ceramic, the automotive glass article formed by the slot draw method can be subjected to a ceramization process in which one or more crystalline phases are produced.
いくつかの実施の形態において、前記自動車用ガラス物品は、その内容が全てここに引用される、米国特許第8713972号明細書、米国特許第9003835号明細書、米国特許出願公開第2015/0027169号明細書、および米国特許出願公開第2005/0099618号明細書に記載されているような、薄型圧延法を使用して形成されることがある。より詳しくは、その自動車用ガラス系物品は、溶融ガラスの垂直流を供給し、溶融ガラス系の供給された流れを、約500℃以上または約600℃以上の表面温度に維持された一対の成形ロールで成形して、成形厚を有する成形ガラスリボンを成形し、成形ガラスリボンを、約400℃以下の表面温度に維持された一対の寸法仕上げロールで寸法仕上げして、成形厚より小さい所望の厚さおよび所望の厚さ一貫性を有する寸法仕上げガラスリボンを生成することによって、形成されることがある。そのガラスリボンを成形するために使用した装置は、溶融ガラスの供給流を供給するためのガラス供給装置;約500℃以上の表面温度に維持される一対の成形ロールであって、成形ロールの間のガラス成形間隙を画成する互いに密接に隣接して間隔が開けられており、そのガラス形成間隙が、溶融ガラスの供給流を受け入れ、成形ロールの間で溶融ガラスの供給流を薄くして、成形厚を有する形成ガラスリボンを成形するために、ガラス供給装置の垂直下方に位置している成形ロール;および約400℃以下の表面温度に維持された一対の寸法仕上げロールであって、寸法仕上げロールの間にガラス寸法仕上げ間隙を画成する互いに密接に隣接して間隔が開けられており、そのガラス寸法仕上げ間隙が、成形ガラスリボンを受け取り、成形ガラスリボンを薄くして、所望の厚さおよび所望の厚さ一貫性を有する寸法仕上げされたガラスリボンを生成するために、成形ロールの垂直下方に位置している寸法仕上げロールを備えることがある。 In some embodiments, the automotive glass article includes U.S. Pat. No. 8,713,972, U.S. Pat. No. 9,0038,35, U.S. Patent Application Publication No. 2015/0027169, all of which are incorporated herein by reference. It may be formed using a thin rolling process, such as described in the specification and US Patent Application Publication No. 2005/0099618. More specifically, the automotive glass-based article provides a vertical flow of molten glass and a pair of moldings in which the supplied flow of molten glass is maintained at a surface temperature of about 500 ° C or higher or about 600 ° C or higher. Forming a molded glass ribbon having a molding thickness by molding with a roll, and dimensionally finishing the molded glass ribbon with a pair of dimension finishing rolls maintained at a surface temperature of about 400 ° C. or less to obtain a desired thickness smaller than the molding thickness. It may be formed by producing a dimensionally finished glass ribbon having a thickness and a desired thickness consistency. The apparatus used to form the glass ribbon is a glass supply apparatus for supplying a molten glass supply stream; a pair of forming rolls maintained at a surface temperature of about 500 ° C. or more, between the forming rolls. Are spaced closely adjacent to each other to define a glass forming gap, the glass forming gap accepts a molten glass feed stream and thins the molten glass feed stream between the forming rolls, A forming roll positioned vertically below the glass feeder to form a formed glass ribbon having a forming thickness; and a pair of dimension finishing rolls maintained at a surface temperature of about 400 ° C. or less, wherein the dimension finishing The glass dimension finish gaps are spaced closely adjacent to each other to define a glass dimension finish gap between the rolls, which receives the molded glass ribbon and forms By reducing the Rasuribon, to produce a glass ribbon which is dimensioned finish having a desired thickness and a desired thickness consistency, which may comprise a dimension finishing rolls are positioned vertically below the forming roll.
ある場合には、自動車用ガラスの粘度のために、フュージョン法やスロットドロー法が使用できない場合、薄型圧延法が利用されることがある。例えば、自動車用ガラスが100kP未満の液相粘度を示すときに、自動車用ガラス系物品を形成するために薄型圧延法を利用できる。その自動車用ガラス系物品は、表面傷の影響をなくすかまたは低下させるために、酸磨きまたは他の様式で処理してもよい。 In some cases, the thin rolling method may be used when the fusion method or slot draw method cannot be used due to the viscosity of automotive glass. For example, when automotive glass exhibits a liquidus viscosity of less than 100 kP, a thin rolling method can be used to form automotive glass-based articles. The automotive glass-based article may be acid polished or otherwise treated to eliminate or reduce the effects of surface flaws.
考えられる実施の形態において、ここに述べられた自動車用ガラス系シートまたは物品は、側面で異なる組成を有する。自動車用ガラス系シート500の一方の面において、例示の組成は、69〜75質量%のSiO2、0〜1.5質量%のAl2O3、8〜12質量%のCaO、0〜0.1質量%のCl、0〜500ppmのFe、0〜500ppmのK、0.0〜4.5質量%のMgO、12〜15質量%のNa2O、0〜0.5質量%のSO3、0〜0.5質量%のSnO2、0〜0.1質量%のSrO、0〜0.1質量%のTiO2、0〜0.1質量%のZnO、および/または0〜0.1質量%のZrO2である。ここに述べられた自動車用ガラス系シートまたは物品の他方の面において、例示の組成は、73.16質量%のSiO2、0.076質量%のAl2O3、9.91質量%のCaO、0.014質量%のCl、0.1質量%のFe2O3、0.029質量%のK2O、2.792質量%のMgO、13.054質量%のNa2O、0.174質量%のSO3、0.001質量%のSnO2、0.01質量%のSrO、0.01質量%のTiO2、0.002質量%のZnO、および/または0.005質量%のZrO2である。
In possible embodiments, the automotive glass-based sheets or articles described herein have different compositions on the sides. In one surface of the automobile glass-based
他の考えられる実施の形態において、ここに述べられた自動車用ガラス系シートまたは物品の組成は、55〜85質量%のSiO2、0〜30質量%のAl2O3、0〜20質量%のB2O3、0〜25質量%のNa2O、0〜20質量%のCaO、0〜20質量%のK2O、0〜15質量%のMgO、5〜20質量%のBaO、0.002〜0.06質量%のFe2O3、および/または0.0001〜0.06質量%のCr2O3を含む。他の考えられる実施の形態において、ここに述べられた自動車用ガラス系シートまたは物品の組成は、60〜72モル%のSiO2、3.4〜8モル%のAl2O3、13〜16モル%のNa2O、0〜1モル%のK2O、3.3〜6モル%のMgO、0〜0.2モル%のTiO2、0.01〜0.15モル%のFe2O3、6.5〜9モル%のCaO、および/または0.02〜0.4モル%のSO3を含む。 In the embodiments other possible, the composition of the automotive glass-based sheets or articles mentioned herein, SiO 2 of 55 to 85 wt%, 0-30 wt% of Al 2 O 3, 0 to 20 wt% B 2 O 3 , 0 to 25 mass% Na 2 O, 0 to 20 mass% CaO, 0 to 20 mass% K 2 O, 0 to 15 mass% MgO, 5 to 20 mass% BaO, It contains 0.002 to 0.06 mass% Fe 2 O 3 and / or 0.0001 to 0.06 mass% Cr 2 O 3 . In the embodiments other possible, the composition of the automotive glass-based sheet or article described herein is 60 to 72 mol% of SiO 2, from 3.4 to 8 mol% of Al 2 O 3, 13 to 16 mol% of Na 2 O, 0 to 1 mol% of K 2 O, from 3.3 to 6 mol% of MgO, 0 to 0.2 mol% of TiO 2, 0.01 to 0.15 mol% of Fe 2 O 3 , 6.5-9 mol% CaO, and / or 0.02-0.4 mol% SO 3 .
装置の設定 − 詳細に前述したように、本発明の装置は、高温区域、移行区域、および冷却または急冷区域の3つの区域を含む。高温区域および急冷区域の中の上部および底部の熱ベアリング(ヒートシンク)の間の間隙は、所望の間隔に設定される。高温区域、移行区域、および急冷区域の中の気体流量は、空気ベアリング上で自動車用ガラス材料、シートまたは部品が確実に中央に位置するように設定する。高温区域は所望のT0まで予熱され、次いで、その温度から自動車用ガラス物品が急冷される。均一な加熱を確実にするために、自動車用ガラス物品は、バッチ炉または連続炉などの別個の予熱装置中で予熱される。一般に、自動車用ガラスシートは、高温区域中に入れられる前に5分超に亘り予熱される。ソーダ石灰ガラスの場合、予熱は約450℃で行われる。予熱段階の後、ガラス物品は高温区域中に入れられて、平衡化され、この平衡化はガラスがT0で均一となる場合である。T0は、所望の強化のレベルによって決定できるが、一般に軟化点とガラス転移温度との間の範囲内に維持される。平衡化の時間は、少なくともガラスの厚さに依存する。例えば、約1.1mm以下の自動車用ガラスシートの場合、平衡化は約10秒で行われる。3mmの自動車用ガラスシートの場合、平衡化は約10秒から30秒で行われる。約6mmまでのより厚いシートの場合、平衡化時間は約60秒であることがある。自動車用ガラスがT0に一旦平衡化されたら、その自動車用ガラスは空気ベアリング上で移行区域を通って冷却または急冷区域まで迅速に移送される。自動車用ガラス物品は、急冷区域中でガラス転移温度Tgよりも低い温度まで迅速に急却される。所望の急冷の程度および/または取出し時の自動車用ガラスの所望の温度に応じて、自動車用ガラスシートは、1秒、10秒、または数分以上までの任意の期間に亘り、急冷区域中に維持することができる。取り出す際に、自動車用ガラスは、必要に応じて、取扱いの前に冷却させることができる。 Device Setup-As previously described in detail, the device of the present invention includes three zones: a hot zone, a transition zone, and a cooling or quench zone. The gap between the top and bottom thermal bearings (heat sinks) in the hot zone and quench zone is set to the desired spacing. The gas flow rates in the hot zone, transition zone, and quench zone are set to ensure that the automotive glass material, sheet or component is centered on the air bearing. The hot zone is preheated to the desired T 0 and then the automotive glass article is quenched from that temperature. To ensure uniform heating, the automotive glass article is preheated in a separate preheating device such as a batch furnace or a continuous furnace. In general, automotive glass sheets are preheated for more than 5 minutes before being placed in the hot zone. In the case of soda-lime glass, preheating is performed at about 450 ° C. After the preheating phase, the glass article is placed in a hot zone and allowed to equilibrate, where equilibration is when the glass is uniform at T 0 . T 0 can be determined by the desired level of strengthening, but is generally maintained within a range between the softening point and the glass transition temperature. The time for equilibration depends at least on the glass thickness. For example, in the case of an automotive glass sheet of about 1.1 mm or less, equilibration takes place in about 10 seconds. In the case of a 3 mm automotive glass sheet, equilibration takes place in about 10 to 30 seconds. For thicker sheets up to about 6 mm, the equilibration time may be about 60 seconds. Once the automotive glass is equilibrated to T 0 , the automotive glass is quickly transferred over the air bearing through the transition zone to the cooling or quenching zone. The automotive glass article is quickly struck to a temperature below the glass transition temperature Tg in the quench zone. Depending on the desired degree of quenching and / or the desired temperature of the automotive glass upon removal, the automotive glass sheet can be placed in the quenching zone for any period up to 1 second, 10 seconds, or several minutes or longer. Can be maintained. Upon removal, the automotive glass can be cooled before handling, if desired.
以下の実施例が表VIに纏められている。 The following examples are summarized in Table VI.
実施例1 − 厚さ5.7mmのソーダ石灰ケイ酸塩ガラスプレート(例えば、少なくとも70質量%の二酸化ケイ素、および/または少なくとも10質量%の酸化ナトリウム、および/または少なくとも7質量%の酸化カルシウムを含むガラス)を450℃で10分間予熱した後、高温区域に移送し、そこで690℃のT0で60秒間維持する。T0に平衡化した後、91μmの間隙を有する、ヘリウムが充填された急冷区域に迅速に移送し(この間隙はガラスシートの表面と、最も近いヒートシンクとの間の距離である)、そこで10秒間維持する。得られた物品は、表面圧縮が−312MPaであり、中央張力が127MPaであり、平坦度が83μmである。 Example 1-A 5.7 mm thick soda lime silicate glass plate (e.g. at least 70 wt% silicon dioxide and / or at least 10 wt% sodium oxide and / or at least 7 wt% calcium oxide) Glass) is preheated at 450 ° C. for 10 minutes and then transferred to the hot zone where it is maintained at T 0 of 690 ° C. for 60 seconds. After equilibration at T 0 , it is quickly transferred to a quench zone filled with helium with a 91 μm gap (this gap is the distance between the surface of the glass sheet and the nearest heat sink), where 10 Hold for seconds. The resulting article has a surface compression of −312 MPa, a median tension of 127 MPa, and a flatness of 83 μm.
実施例2 − 厚さ5.7mmのソーダ石灰ケイ酸塩ガラスプレートを450℃で10分間予熱した後、高温区域に移送し、そこで690℃のT0で60秒間維持する。平衡化した後、91μmの間隙を有する急冷区域に迅速に移送し、そこで10秒間維持する。得られた物品は、表面圧縮が−317MPaであり、中央張力が133MPaであり、平坦度が89.7マイクロメートルである。 Example 2-A 5.7 mm thick soda lime silicate glass plate is preheated at 450 ° C. for 10 minutes and then transferred to the hot zone where it is maintained at T 0 of 690 ° C. for 60 seconds. After equilibration, it is quickly transferred to a quench zone with a 91 μm gap where it is maintained for 10 seconds. The resulting article has a surface compression of −317 MPa, a median tension of 133 MPa, and a flatness of 89.7 micrometers.
実施例3 − 厚さ1.1mmソーダ石灰ケイ酸塩ガラスプレートを450℃で10分間予熱した後、高温区域に移送し、そこで700℃のT0で10秒間維持する。平衡化した後、56μmの間隙を有する、ヘリウムが充填された急冷区域に迅速に移送し、そこで10秒間維持する。得られた物品は、測定表面仮想温度が661℃であり、表面圧縮が−176MPaであり、中央張力が89MPaであり、平坦度が190μmであり、ビッカース亀裂閾値が10〜20Nである。 Example 3-A 1.1 mm thick soda lime silicate glass plate is preheated at 450 ° C. for 10 minutes and then transferred to a hot zone where it is maintained at a T 0 of 700 ° C. for 10 seconds. After equilibration, it is quickly transferred to a quench zone filled with helium with a gap of 56 μm, where it is maintained for 10 seconds. The obtained article has a measured surface fictive temperature of 661 ° C., a surface compression of −176 MPa, a median tension of 89 MPa, a flatness of 190 μm, and a Vickers crack threshold of 10 to 20 N.
実施例4 − 厚さ0.55mmのソーダ石灰ケイ酸塩ガラスプレートを450℃で10分間予熱した後、高温区域に移送し、そこで720℃のT0で10秒間維持する。平衡化した後、25μmの間隙を有する急冷区域に迅速に移送し、そこで10秒維持すると、0.184cal/(cm2・s・℃)(7704W/m0K)の有効熱伝達率が得られる。得られた物品は、表面圧縮が−176MPaであり、中央張力が63MPaである。また、得られた強化物品の平坦度は、約168マイクロメートル(初期温度が710℃の試料について)および125マイクロメートル(初期温度が720℃の試料について)であった。 Example 4-A 0.55 mm thick soda lime silicate glass plate is preheated at 450 ° C for 10 minutes and then transferred to a hot zone where it is maintained at T 0 at 720 ° C for 10 seconds. After equilibration, if it is quickly transferred to a quench zone with a 25 μm gap and maintained there for 10 seconds, an effective heat transfer coefficient of 0.184 cal / (cm 2 · s · ° C.) (7704 W / m 0 K) is obtained. It is done. The resulting article has a surface compression of -176 MPa and a median tension of 63 MPa. Also, the flatness of the resulting reinforced article was about 168 micrometers (for a sample with an initial temperature of 710 ° C.) and 125 micrometers (for a sample with an initial temperature of 720 ° C.).
実施例5 − 厚さ1.5mmの「CORNING」「GORILLA」Glassプレートを550℃で10分間予熱した後、高温区域に移送し、そこで790℃のT0で30秒間維持する。平衡化した後、226μmの間隙を有する急冷区域に迅速に移送し、そこで10秒間維持する。このガラス物品は、平坦度が処理前に113μmおよび処理後に58μmと測定され、改善が示された。 Example 5-A 1.5 mm thick "CORNING""GORILLA" Glass plate is preheated at 550 ° C. for 10 minutes and then transferred to a hot zone where it is maintained at T 0 of 790 ° C. for 30 seconds. After equilibration, it is quickly transferred to a quench zone with a gap of 226 μm where it is maintained for 10 seconds. This glass article was measured to have a flatness of 113 μm before processing and 58 μm after processing, indicating an improvement.
実施例6 − 厚さ0.7mmのソーダ石灰ケイ酸塩ガラスプレートを450℃で10分間予熱した後、高温区域に移送し、そこで730℃のT0で10秒間維持する。平衡化した後、31μmの間隙を有する、ヘリウムが充填された急冷区域に迅速に移送し、そこで10秒間維持すると、0.149cal/(cm2・s・℃)(6238W/m2K)の有効熱伝達率が得られる。得られた物品は、表面圧縮が−206MPaであり、中央張力が100MPaであり、平坦度が82μmである。破砕されると、このガラスプレートは「ダイシングする」(厚さが2mm以上のシートのダイシングの場合の標準用語を使用しており、すなわち、5×5cmの正方形のガラスシートが40以上の破片に破壊される)ことが観察され、これはシートが十分に焼入れされたことを示唆している。 Example 6-A 0.7 mm thick soda lime silicate glass plate is preheated at 450 ° C for 10 minutes and then transferred to a hot zone where it is maintained at T 0 at 730 ° C for 10 seconds. After equilibration, it is quickly transferred to a quenching zone filled with helium, having a gap of 31 μm, and maintained there for 10 seconds, 0.149 cal / (cm 2 · s · ° C.) (6238 W / m 2 K) An effective heat transfer coefficient is obtained. The resulting article has a surface compression of −206 MPa, a median tension of 100 MPa, and a flatness of 82 μm. When crushed, this glass plate “dices” (using the standard terminology for dicing sheets with a thickness of 2 mm or more, ie a 5 × 5 cm square glass sheet into 40 or more pieces. Is observed), suggesting that the sheet has been fully quenched.
実施例7 − 厚さ3.3mmのBorofloat−33ガラスプレートを550℃で10分間予熱した後、高温区域に移送し、そこで800℃のT0で30秒間維持する。平衡化した後、119μmの間隙を有する急冷区域に迅速に移送し、そこで10秒間維持する。得られた物品は120μmの平坦度を有する。一部が破砕されると、このガラスプレートは「ダイシングする」(厚さ2mm以上のシートのダイシングの場合の標準用語を使用しており、すなわち、5×5cmの正方形のガラスプレートが40以上の破片に破壊される)ことが観察され、これはシートが十分に焼入れされたことを示している。 Example 7 - was preheated for 10 minutes Borofloat-33 glass plate having a thickness of 3.3mm at 550 ° C., then transferred to a hot zone, where maintained at T 0 of 800 ° C. 30 seconds. After equilibration, it is quickly transferred to a quench zone with a gap of 119 μm where it is maintained for 10 seconds. The resulting article has a flatness of 120 μm. When partly crushed, this glass plate “dices” (using the standard terminology for dicing sheets with a thickness of 2 mm or more, ie a square glass plate of 5 × 5 cm has more than 40 It is observed that the sheet has been fully quenched.
実施例8 − 厚さ3.2mmのソーダ石灰ケイ酸塩ガラスプレートを450℃で10分間予熱した後、高温区域に移送し、そこで690℃のT0で30秒間維持する。平衡化した後、84μmの間隙を有する急冷区域に迅速に移送し、そこで10秒間維持する。得られた物品は、表面圧縮が−218MPaであり、中央張力が105MPaであり、平坦度が84μmである。 Example 8-A 3.2 mm thick soda lime silicate glass plate is preheated at 450 ° C. for 10 minutes and then transferred to a hot zone where it is maintained at T 0 of 690 ° C. for 30 seconds. After equilibration, it is quickly transferred to a quench zone with a 84 μm gap where it is maintained for 10 seconds. The resulting article has a surface compression of −218 MPa, a median tension of 105 MPa, and a flatness of 84 μm.
実施例9 − 厚さ0.3mmのソーダ石灰ケイ酸塩ガラスプレートを450℃で10分間予熱した後、高温区域に移送し、そこで630℃のT0で10秒間維持する。平衡化した後、159μmの間隙を有する急冷区域に迅速に移送し、そこで10秒間維持する。得られた物品は、グレイフィールド偏光測定(gray field polarimetry)により観察可能な膜応力を有し、これはガラスが熱応力を含むことを示唆している。 Example 9-A 0.3 mm thick soda lime silicate glass plate is preheated at 450 ° C for 10 minutes and then transferred to a hot zone where it is maintained at T 0 at 630 ° C for 10 seconds. After equilibration, it is quickly transferred to a quench zone with a gap of 159 μm where it is maintained for 10 seconds. The resulting article has a film stress that can be observed by gray field polarimetry, suggesting that the glass contains thermal stress.
実施例10 − 厚さ0.1mmの「CORNING」「GORILLA」Glassプレートを550℃で10分間予熱した後、高温区域に移送し、そこで820℃のT0で10秒間維持する。平衡化した後、141μmの間隙を有する急冷区域に迅速に移送し、そこで10秒間維持すると、0.033cal/(cm2・s・℃)(1382W/m2K)の有効熱伝達率が得られる。破砕されると、得られた物品は残留応力を有するガラスに一致する挙動を示す。 Example 10-A 0.1 mm thick "CORNING""GORILLA" Glass plate is preheated at 550 ° C for 10 minutes and then transferred to a hot zone where it is maintained at a T 0 of 820 ° C for 10 seconds. After equilibration, if it is quickly transferred to a quench zone with a gap of 141 μm and maintained there for 10 seconds, an effective heat transfer coefficient of 0.033 cal / (cm 2 · s · ° C.) (1382 W / m 2 K) is obtained. It is done. When crushed, the resulting article exhibits behavior consistent with glass with residual stress.
実施例11 − 厚さ1.1mmのソーダ石灰ケイ酸塩ガラスプレートを450℃で10分間予熱した後、高温区域に移送し、そこで700℃のT0で10秒間維持する。平衡化した後、65μmの間隙を有する急冷区域に迅速に移送し、そこで10秒間維持すると、0.07cal/(cm2・s・℃)(2931W/m2K)の有効熱伝達率が得られる。得られた物品は、測定表面仮想温度が657℃であり、表面圧縮が−201MPaであり、中央張力が98MPaであり、平坦度が158μmであり、ビッカース亀裂閾値が10〜20Nである。 Example 11-A 1.1 mm thick soda lime silicate glass plate is preheated at 450 ° C. for 10 minutes and then transferred to a hot zone where it is maintained at 700 ° C. T 0 for 10 seconds. After equilibration, if transferred quickly to a quench zone with a gap of 65 μm and maintained there for 10 seconds, an effective heat transfer coefficient of 0.07 cal / (cm 2 · s · ° C.) (2931 W / m 2 K) is obtained. It is done. The obtained article has a measured surface fictive temperature of 657 ° C., a surface compression of −201 MPa, a central tension of 98 MPa, a flatness of 158 μm, and a Vickers crack threshold of 10 to 20 N.
実施例12 − 厚さ1.1mmの「CORNING」「GORILLA」Glassプレートを550℃で10分間予熱した後、高温区域に移送し、そこで810℃のT0で10秒間維持する。平衡化した後、86μmの間隙を有する急冷区域に迅速に移送し、そこで10秒間維持すると、0.058cal/(cm2・s・℃)(2428W/m2K)の有効熱伝達率が得られる。得られた物品は、測定表面仮想温度が711℃であり、表面圧縮が−201MPaであり、中央張力が67MPaであり、ビッカース亀裂閾値が20〜30Nである。 Example 12-A 1.1 mm thick "CORNING""GORILLA" Glass plate is preheated at 550 ° C for 10 minutes and then transferred to a hot zone where it is maintained at a T 0 of 810 ° C for 10 seconds. After equilibration, if transferred quickly to a quench zone with a gap of 86 μm and maintained there for 10 seconds, an effective heat transfer coefficient of 0.058 cal / (cm 2 · s · ° C.) (2428 W / m 2 K) is obtained. It is done. The obtained article has a measured surface fictive temperature of 711 ° C., a surface compression of −201 MPa, a median tension of 67 MPa, and a Vickers crack threshold of 20 to 30 N.
実施例13 − 厚さ1.1mmの「CORNING」「GORILLA」Glassプレートを550℃で10分間予熱した後、高温区域に移送し、そこで800℃のT0で10秒間維持する。平衡化した後、91μmの間隙を有する急冷区域に迅速に移送し、そこで10秒間維持する。得られた物品は、測定表面仮想温度が747℃であり、表面圧縮が−138MPaであり、中央張力が53MPaであり、平坦度が66μmであり、ビッカース亀裂閾値が20〜30Nである。 Example 13-A 1.1 mm thick "CORNING""GORILLA" Glass plate is preheated at 550 ° C for 10 minutes and then transferred to a hot zone where it is maintained at a T 0 of 800 ° C for 10 seconds. After equilibration, it is quickly transferred to a quench zone with a 91 μm gap where it is maintained for 10 seconds. The obtained article has a measured surface fictive temperature of 747 ° C., a surface compression of −138 MPa, a median tension of 53 MPa, a flatness of 66 μm, and a Vickers crack threshold of 20 to 30 N.
追加の実施例 − 少なくとも70質量%の二酸化ケイ素、および/または少なくとも10質量%の酸化ナトリウム、および/または少なくとも7質量%の酸化カルシウムを含むガラスの厚さ5.7mmのシートに、ヘリウムガスおよび約90マイクロメートルの間隙204a、204b(図21)で実験を行った。このガラスを約690℃の初期温度に加熱し、急激に冷却した。得られた強化物品は、その表面上で約300Paの負の引張応力を、中心で約121MPaの正の引張応力を有した。また、得られた強化物品の平坦度は約106.9マイクロメートルであった。 Additional Examples-Helium gas and a 5.7 mm thick sheet of glass containing at least 70% by weight silicon dioxide and / or at least 10% by weight sodium oxide and / or at least 7% by weight calcium oxide. Experiments were performed with gaps 204a, 204b (FIG. 21) of about 90 micrometers. The glass was heated to an initial temperature of about 690 ° C. and cooled rapidly. The resulting reinforced article had a negative tensile stress of about 300 Pa on its surface and a positive tensile stress of about 121 MPa at the center. Further, the flatness of the obtained reinforced article was about 106.9 micrometers.
追加の実施例 − ここに開示された本発明の技術を使用した1つの実験において、少なくとも70質量%の二酸化ケイ素、および/または少なくとも10質量%の酸化ナトリウム、および/または少なくとも7質量%の酸化カルシウムを含むガラスの厚さ1.1mmのシートに、ヘリウムガスおよび約160マイクロメートルの間隙204a、204b(図21)で実験を行った。ガラスを約680℃の初期温度に加熱し、急激に冷却した。得られた強化物品は、その表面上で約112Paの負の引張応力を、中心で約54MPaの正の引張応力を有した。強化前に、そのガラスのシートの平坦度は約96マイクロメートルであったが、得られた強化物品の平坦度は約60マイクロメートルであった。したがって、この強化プロセスは、強化されたガラス系物品を平坦にもした。 Additional Examples-In one experiment using the inventive technique disclosed herein, at least 70 wt% silicon dioxide, and / or at least 10 wt% sodium oxide, and / or at least 7 wt% oxidation Experiments were conducted on a 1.1 mm thick sheet of glass containing calcium with helium gas and gaps 204a, 204b (FIG. 21) of approximately 160 micrometers. The glass was heated to an initial temperature of about 680 ° C. and cooled rapidly. The resulting reinforced article had a negative tensile stress of about 112 Pa on its surface and a positive tensile stress of about 54 MPa at the center. Prior to tempering, the flatness of the sheet of glass was about 96 micrometers, while the flatness of the resulting reinforced article was about 60 micrometers. Therefore, this tempering process also made the tempered glass-based article flat.
本開示の態様(1)は、車両用積層体において、該積層体は、第一のガラス系層と;前記第一のガラス系層と少なくとも部分的に同一の広がりを持ち、該第一のガラス系層の側に直接的または間接的に結合されている少なくとも1つの中間層と;第一の主面、該第一の主面の反対にあり、厚さtを規定する第二の主面、および前記第一と第二の主面の間に位置する内部領域を含む第二のガラス系層とを備え;前記第二のガラス系層は、前記少なくとも1つの中間層と少なくとも部分的に同一の広がりを持ち、前記第一のガラス系層の反対で該中間層に直接的または間接的に結合されており;前記第二のガラス系層の第一の主面および第二の主面の一方または両方は、約10nm/cm以下の応力複屈折を有し;前記第二のガラス系層の第一の主面と第二の主面の両方の少なくとも一部のイオン含有量および化学成分は、該第二のガラス系層の内部領域の少なくとも一部のイオン含有量および化学成分と同じであり;前記第二のガラス系層の第一と第二の主面のいずれか一方または両方は、150MPa超の表面圧縮応力を有し;前記第二のガラス系層の第一または第二の主面の表面粗さは、約15マイクロメートル×15マイクロメートルの面積に亘り、0.2nmと2.0nmの間のRa粗さである、積層体に関する。 Aspect (1) of the present disclosure is the vehicle laminate, wherein the laminate has a first glass-based layer; and has the same extent as the first glass-based layer. At least one intermediate layer bonded directly or indirectly to the side of the glass-based layer; a first main surface, a second main surface opposite the first main surface and defining a thickness t And a second glass-based layer including an inner region located between the first and second major surfaces; the second glass-based layer being at least partially with the at least one intermediate layer And is bonded directly or indirectly to the intermediate layer opposite the first glass-based layer; the first main surface and the second main surface of the second glass-based layer One or both of the surfaces has a stress birefringence of about 10 nm / cm or less; the first glass-based layer first The ionic content and chemical composition of at least a portion of both the surface and the second major surface are the same as the ionic content and chemical composition of at least a portion of the internal region of the second glass-based layer; One or both of the first and second main surfaces of the second glass-based layer have a surface compressive stress of more than 150 MPa; the surface of the first or second main surface of the second glass-based layer Roughness refers to a laminate that is an R a roughness between 0.2 nm and 2.0 nm over an area of about 15 micrometers × 15 micrometers.
本開示の態様(2)は、前記第二のガラス系層の厚さが2mm未満である、態様(1)の積層体に関する。 Aspect (2) of the present disclosure relates to the laminate of aspect (1), wherein the thickness of the second glass-based layer is less than 2 mm.
本開示の態様(3)は、前記第二のガラス系層の厚さが約0.3mmから約2mmまでの範囲にある、態様(1)または態様(2)の積層体に関する。 Aspect (3) of the present disclosure relates to the laminate of aspect (1) or aspect (2), wherein the thickness of the second glass-based layer is in the range from about 0.3 mm to about 2 mm.
本開示の態様(4)は、前記表面圧縮応力が、前記第一の主面および前記第二の主面の一方または両方から、前記厚さの約17%以上の圧縮の深さ(DOC)まで延在する、態様(1)から態様(3)いずれか1つの積層体に関する。 According to the aspect (4) of the present disclosure, a compression depth (DOC) in which the surface compressive stress is about 17% or more of the thickness from one or both of the first main surface and the second main surface. The present invention relates to any one of the laminates extending from (1) to (3).
本開示の態様(5)は、前記表面粗さが前記面積に亘り0.2nmから1.5nmのRa粗さである、態様(1)から態様(4)いずれか1つの積層体に関する。 Aspect (5) of the present disclosure relates to a laminate according to any one of Aspects (1) to (4), wherein the surface roughness is a Ra roughness of 0.2 nm to 1.5 nm over the area.
本開示の態様(6)は、前記第二のガラス系層の第一と第二の主面が、該第二のガラス系層の第一と第二の主面の50mmのプロファイルに沿って少なくとも50μmの芯振れ精度で平坦である、態様(1)から態様(5)いずれか1つの積層体に関する。 In the aspect (6) of the present disclosure, the first and second main surfaces of the second glass-based layer are along a 50 mm profile of the first and second main surfaces of the second glass-based layer. The present invention relates to a laminate according to any one of modes (1) to (5), which is flat with a core runout accuracy of at least 50 μm.
本開示の態様(7)は、前記中間層の材料が、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリカーボネート、防音PVB、エチレン酢酸ビニル(EVA)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、イオノマー、熱可塑性材料、およびそれらの組合せからなる群より選択される材料を含む、態様(1)から態様(6)いずれか1つの積層体に関する。 In the aspect (7) of the present disclosure, the material of the intermediate layer is polyvinyl butyral (PVB), polycarbonate, soundproof PVB, ethylene vinyl acetate (EVA), thermoplastic polyurethane (TPU), ionomer, thermoplastic material, and their It is related with the laminated body in any one of aspect (1) to aspect (6) containing the material selected from the group which consists of a combination.
本開示の態様(8)は、前記第一のガラス系層がソーダ石灰ガラスである、態様(1)から態様(7)いずれか1つの積層体に関する。 Aspect (8) of the present disclosure relates to any one of the laminates of Aspects (1) to (7), wherein the first glass-based layer is soda-lime glass.
本開示の態様(9)は、前記第二のガラス系層が前記第一のガラス系層と同じガラス材料を含む、態様(1)から態様(8)いずれか1つの積層体に関する。 Aspect (9) of the present disclosure relates to a laminate according to any one of Aspects (1) to (8), wherein the second glass-based layer includes the same glass material as the first glass-based layer.
本開示の態様(10)は、前記第一のガラス系層が、熱強化されたガラス層、化学強化されたガラス層、機械的に強化されたガラス層、熱的および化学的に強化されたガラス層、熱的および機械的に強化されたガラス層、または化学的および機械的に強化されたガラス層を含む、態様(1)から態様(9)いずれか1つの積層体に関する。 Aspect (10) of the present disclosure provides that the first glass-based layer is a thermally strengthened glass layer, a chemically strengthened glass layer, a mechanically strengthened glass layer, a thermally and chemically strengthened The present invention relates to a laminate according to any one of aspects (1) to (9), comprising a glass layer, a thermally and mechanically reinforced glass layer, or a chemically and mechanically reinforced glass layer.
本開示の態様(11)は、前記第二のガラス系層が、熱強化されたガラス層、化学強化されたガラス層、機械的に強化されたガラス層、熱的および化学的に強化されたガラス層、熱的および機械的に強化されたガラス層、または化学的および機械的に強化されたガラス層を含む、態様(1)から態様(10)いずれか1つの積層体に関する。 Aspect (11) of the present disclosure is such that the second glass-based layer is a thermally strengthened glass layer, a chemically strengthened glass layer, a mechanically strengthened glass layer, a thermally and chemically strengthened layer. The present invention relates to a laminate according to any one of aspects (1) to (10), comprising a glass layer, a thermally and mechanically reinforced glass layer, or a chemically and mechanically reinforced glass layer.
本開示の態様(12)は、前記第二のガラス系層の平均厚さが約0.1mmから約1.5mmである、態様(1)から態様(11)いずれか1つの積層体に関する。 Aspect (12) of the present disclosure relates to a laminate according to any one of aspects (1) to (11), wherein the average thickness of the second glass-based layer is from about 0.1 mm to about 1.5 mm.
本開示の態様(13)は、前記第一のガラス系層の平均厚さが約6mm以下である、態様(1)から態様(12)いずれか1つの積層体に関する。 Aspect (13) of the present disclosure relates to any one of the laminates of Aspects (1) to (12), wherein the average thickness of the first glass-based layer is about 6 mm or less.
本開示の態様(14)は、前記第一と第二のガラス系層の平均厚さが異なる、態様(1)から態様(13)いずれか1つの積層体に関する。 Aspect (14) of the present disclosure relates to a laminate according to any one of Aspects (1) to (13), in which the average thicknesses of the first and second glass-based layers are different.
本開示の態様(15)は、前記第一のガラス系層および前記第二のガラス系層の一方が冷間成形されている、態様(1)から態様(13)いずれか1つの積層体に関する。 Aspect (15) of the present disclosure relates to a laminate according to any one of aspects (1) to (13), wherein one of the first glass-based layer and the second glass-based layer is cold-formed. .
本開示の態様(16)は、前記第一のガラス系層が、複雑に湾曲しており、間に厚さがある、前記積層体の第一面を与える少なくとも1つの凹面および該第一面と反対の該積層体の第二面を与える少なくとも1つの凸面を有し、前記第二のガラス系層が、複雑に湾曲しており、間に厚さがある、前記積層体の第三面を与える少なくとも1つの凹面および該第三面と反対の該積層体の第四面を与える少なくとも1つの凸面を有し;前記第四面が前記第三面の圧縮応力値より大きい圧縮応力値を有するように、該第三面と第四面がそれぞれ圧縮応力値を有する、態様(15)の積層体に関する。 Aspect (16) of the present disclosure is characterized in that the first glass-based layer is complicatedly curved and has a thickness therebetween, at least one concave surface providing the first surface of the laminate, and the first surface A third surface of the laminate having at least one convex surface that provides a second surface of the laminate opposite to the first, and wherein the second glass-based layer is complicatedly curved and has a thickness therebetween At least one concave surface for providing a fourth surface of the laminate opposite to the third surface; and the fourth surface has a compressive stress value greater than the compressive stress value of the third surface. It has to the laminated body of aspect (15) in which this 3rd surface and 4th surface have a compressive stress value so that it may have.
本開示の態様(17)は、前記積層体が車両の開口内にある、態様(1)から態様(16)いずれか1つの積層体に関する。 Aspect (17) of the present disclosure relates to any one of the laminates according to aspects (1) to (16), wherein the laminate is in an opening of a vehicle.
本開示の態様(18)は、前記車両の開口が、窓を形成する、またはディスプレイ用の開口である、態様(17)の積層体に関する。 Aspect (18) of the present disclosure relates to the stacked body according to aspect (17), wherein the opening of the vehicle forms a window or is an opening for a display.
本開示の態様(19)は、本体、該本体内の開口、および該開口内に配置された構造を備えた車両において、該構造が、第一の主面、該第一の主面の反対にあり、厚さを規定する第二の主面、および該第一と第二の主面の間に位置する内部領域を含む第一のガラス系層を有し;前記厚さが2mm未満であり;前記第一の主面と前記第二の主面の両方の少なくとも一部のイオン含有量および化学成分は、前記内部領域の少なくとも一部のイオン含有量および化学成分と同じであり;前記第一の主面および前記第二の主面が圧縮応力下にあり、前記内部領域が引張応力下にあり;前記圧縮応力が150MPa超であり;前記第一の主面の表面粗さが、約15マイクロメートル×15マイクロメートルの面積に亘り、0.2nmと1.5nmの間のRa粗さであり、前記第一の主面と前記第二の主面の一方または両方が2500mm2超の面積を有する、車両に関する。 According to an aspect (19) of the present disclosure, in a vehicle including a main body, an opening in the main body, and a structure disposed in the opening, the structure has a first main surface, opposite to the first main surface. A first glass-based layer comprising a second major surface defining a thickness and an internal region located between the first and second major surfaces; wherein the thickness is less than 2 mm The ion content and chemical composition of at least a portion of both the first main surface and the second main surface are the same as the ion content and chemical component of at least a portion of the internal region; The first main surface and the second main surface are under compressive stress, the internal region is under tensile stress; the compressive stress is greater than 150 MPa; and the surface roughness of the first main surface is Over an area of about 15 micrometers x 15 micrometers, between 0.2 nm and 1.5 nm a a roughness, one or both of said first major surface said second major surface has an area of 2500 mm 2, more than a vehicle.
本開示の態様(20)は、前記表面圧縮応力が、前記第一の主面と前記第二の主面の一方または両方から、前記厚さの17%以上の深さまで延在する、態様(19)の車両に関する。 Aspect (20) of the present disclosure is an aspect in which the surface compressive stress extends from one or both of the first main surface and the second main surface to a depth of 17% or more of the thickness ( The vehicle of 19).
本開示の態様(21)は、前記表面粗さが前記面積に亘り0.2nmから1.5nmのRa粗さである、態様(19)または態様(20)の車両に関する。 Aspect (21) of the present disclosure relates to the vehicle according to aspect (19) or aspect (20), wherein the surface roughness is a Ra roughness of 0.2 nm to 1.5 nm over the area.
本開示の態様(22)は、前記第一と第二の主面が、該第一と第二の主面の50mmのプロファイルに沿って少なくとも50μmの芯振れ精度で平坦である、態様(19)から態様(21)いずれか1つの車両に関する。 Aspect (22) of the present disclosure is the aspect (19) in which the first and second main surfaces are flat with a core runout accuracy of at least 50 μm along the 50 mm profile of the first and second main surfaces. ) To aspect (21).
本開示の態様(23)は、第二のガラス系層、および前記第一のガラス系層と該第二のガラス系層との間の少なくとも1つの中間層をさらに有する、態様(19)から態様(22)いずれか1つの車両に関する。 Aspect (23) of the present disclosure further includes a second glass-based layer and at least one intermediate layer between the first glass-based layer and the second glass-based layer. Aspect (22) relates to any one vehicle.
本開示の態様(24)は、前記中間層が、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリカーボネート、防音PVB、エチレン酢酸ビニル(EVA)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、イオノマー、熱可塑性材料、およびそれらの組合せからなる群より選択される材料から作られている、態様(23)の車両に関する。 Aspect (24) of the present disclosure provides that the intermediate layer comprises polyvinyl butyral (PVB), polycarbonate, soundproof PVB, ethylene vinyl acetate (EVA), thermoplastic polyurethane (TPU), ionomers, thermoplastic materials, and combinations thereof. The vehicle according to aspect (23) is made of a material selected from the group consisting of:
本開示の態様(25)は、前記第二のガラス系層がソーダ石灰ガラスである、態様(23)または態様(24)の車両に関する。 Aspect (25) of the present disclosure relates to the vehicle according to aspect (23) or aspect (24), wherein the second glass-based layer is soda-lime glass.
本開示の態様(26)は、前記第二のガラス系層が、熱強化されたガラス層、化学強化されたガラス層、機械的に強化されたガラス層、熱的および化学的に強化されたガラス層、熱的および機械的に強化されたガラス層、または化学的および機械的に強化されたガラス層を含む、態様(23)から態様(25)いずれか1つの車両に関する。 Aspect (26) of the present disclosure is such that the second glass-based layer is a thermally strengthened glass layer, a chemically strengthened glass layer, a mechanically strengthened glass layer, a thermally and chemically strengthened The invention relates to a vehicle according to any one of aspects (23) to (25), comprising a glass layer, a thermally and mechanically tempered glass layer, or a chemically and mechanically tempered glass layer.
本開示の態様(27)は、前記第一と第二のガラス系層の平均厚が、1.5mm以下の平均厚さ、1.0mm以下の平均厚さ、0.7mm以下の平均厚さ、0.5mm以下の平均厚さ、約0.5mmから約1.0mmの範囲の平均厚さ、および約0.5mmから約0.7mmの平均厚さからなる群より選択される、態様(23)から態様(26)いずれか1つの車両に関する。 In the aspect (27) of the present disclosure, the average thickness of the first and second glass-based layers is 1.5 mm or less, 1.0 mm or less, and 0.7 mm or less. An average thickness of 0.5 mm or less, an average thickness in the range of about 0.5 mm to about 1.0 mm, and an average thickness of about 0.5 mm to about 0.7 mm. 23) to aspect (26) any one of the vehicles.
本開示の態様(28)は、前記第二のガラス系層の厚さが前記第一のガラス系層の厚さと異なる、態様(23)から態様(26)いずれか1つの車両に関する。 Aspect (28) of the present disclosure relates to a vehicle according to any one of aspects (23) to (26), wherein the thickness of the second glass-based layer is different from the thickness of the first glass-based layer.
本開示の態様(29)は、前記構造が、自動車の窓、サンルーフ、またはディスプレイカバーである、態様(19)から態様(28)いずれか1つの車両に関する。 Aspect (29) of the present disclosure relates to the vehicle according to any one of aspects (19) to (28), wherein the structure is an automobile window, a sunroof, or a display cover.
本開示の態様(30)は、前記第一の主面または前記第二の主面が触覚フィードバックのための特徴を有する、態様(19)から態様(29)いずれか1つの車両に関する。 Aspect (30) of the present disclosure relates to a vehicle according to any one of aspects (19) to (29), wherein the first main surface or the second main surface has a feature for tactile feedback.
本開示の態様(31)は、積層体構造を含む開口を有する車両において、該積層体構造が、第一のガラス系層;第二のガラス系層;および該第一のガラス系層と該第二のガラス系層との間にある少なくとも1つの中間層を備え;前記第二のガラス系層は、第一の主面および第二の主面を備えて厚さを規定し、該第二のガラス系層の第一の主面は、該第一の主面の任意の50mm以下のプロファイルに沿って、100μmの芯振れ精度(TIR)で平坦であり;前記第二のガラス系層は、1/℃で表されるαS CTEの低温線CTE、1/℃で表されるαL CTEの高温線CTE、GPaで表されるEの弾性率、℃の単位で表されるT歪みの歪み温度、および℃の単位で表されるT軟化の軟化温度を有するガラス材料から作られ;前記第二のガラス系層の第一の主面は、600MPa未満かつ、MPaの単位で表される、
Aspect (31) of the present disclosure provides a vehicle having an opening including a laminate structure, in which the laminate structure includes a first glass-based layer; a second glass-based layer; and the first glass-based layer and the first glass-based layer. At least one intermediate layer between the second glass-based layer; the second glass-based layer having a first main surface and a second main surface to define a thickness; The first main surface of the second glass-based layer is flat with a core runout accuracy (TIR) of 100 μm along an arbitrary profile of 50 mm or less of the first main surface; Is the low temperature line CTE of α S CTE expressed in 1 / ° C, the high temperature line CTE of α L CTE expressed in 1 / ° C, the elastic modulus of E expressed in GPa, and T expressed in units of ° C. made of glass material having a softening temperature of T softening expressed in units of strain temperature, and ℃ distortion; of the second glass-based layer One major surface is less than 600MPa and is expressed in units of MPa,
より大きい、熱的に誘起された表面圧縮応力を有し、式中、P1は、
Has a larger, thermally induced surface compressive stress, where P 1 is
により与えられ、P2は、
And P 2 is given by
により与えられ、hは、0.020cal/s・cm2・℃(約828W/m2K)以上である、車両に関する。 And h is related to a vehicle that is 0.020 cal / s · cm 2 · ° C. (about 828 W / m 2 K) or more.
本開示の態様(32)は、前記積層体構造が前記車両の開口に対して可動性である、態様(31)の車両に関する。 Aspect (32) of the present disclosure relates to the vehicle of aspect (31), wherein the laminate structure is movable with respect to the opening of the vehicle.
本開示の態様(33)は、ディスプレイをさらに備え、前記積層体構造が該ディスプレイに隣接して配置されている、態様(31)の車両に関する。 Aspect (33) of the present disclosure relates to the vehicle of aspect (31), further comprising a display, wherein the laminate structure is disposed adjacent to the display.
本開示の態様(34)は、前記第一のガラス系層が、熱強化されたガラス層、化学強化されたガラス層、機械的に強化されたガラス層、熱的および化学的に強化されたガラス層、熱的および機械的に強化されたガラス層、または化学的および機械的に強化されたガラス層を含む、態様(31)から態様(33)いずれか1つの車両に関する。 Aspect (34) of the present disclosure is that the first glass-based layer is a thermally tempered glass layer, a chemically tempered glass layer, a mechanically tempered glass layer, a thermally and chemically tempered layer. The invention relates to any one of aspects (31) to (33), comprising a glass layer, a thermally and mechanically tempered glass layer, or a chemically and mechanically tempered glass layer.
本開示の態様(35)は、前記第一のガラス系層が、化学強化されたガラス層、熱的および化学的に強化されたガラス層、または化学的および機械的に強化されたガラス層を含み、前記第二のガラス系層が、約200MPa以上の表面圧縮応力を有する、態様(31)から態様(33)いずれか1つの車両に関する。 Aspect (35) of the present disclosure is such that the first glass-based layer comprises a chemically tempered glass layer, a thermally and chemically tempered glass layer, or a chemically and mechanically tempered glass layer. In addition, the present invention relates to any one of the modes (31) to (33), wherein the second glass-based layer has a surface compressive stress of about 200 MPa or more.
本開示の態様(36)は、前記第一のガラス系層が約10マイクロメートル以上の圧縮の深さ(DOC)を有する、態様(31)から態様(35)いずれか1つの車両に関する。 Aspect (36) of the present disclosure relates to a vehicle according to any one of aspects (31) to (35), wherein the first glass-based layer has a compression depth (DOC) of about 10 micrometers or greater.
本開示の態様(37)は、積層体構造を含む開口を有する車両において、該積層体構造が、第一のガラス系層と;前記第一のガラス系層と少なくとも部分的に同一の広がりを持ち、該第一のガラス系層の側に直接的または間接的に結合されている少なくとも1つの中間層と;第一の主面、厚さtだけ隔てられて該第一の主面の反対にある第二の主面、および該第一と第二の主面の間に位置する内部領域を含む第二のガラス系層とを備え;前記第二のガラス系層は、前記少なくとも1つの中間層と少なくとも部分的に同一の広がりを持ち、前記第一のガラス系層の反対で該中間層に直接的または間接的に結合されており;前記第二のガラス系層の第一の主面が、該第二のガラス系層の第一の主面の任意の50mm以下のプロファイルに沿って、100μmの芯振れ精度(TIR)で平坦であり;該第二のガラス系層は、℃の単位で表されるT軟化の軟化温度、℃の単位で表されるT徐冷の徐冷温度、および℃の単位で表される場合、Tfsで示される、該第二のガラス系層の第一の主面上で測定される表面仮想温度を有するガラスから作られ、該第二のガラス系層は、(Tfs−T徐冷)/(T軟化−T徐冷)により与えられる無次元表面仮想温度パラメータθsを有し、該パラメータθsは0.20から0.9の範囲にある、車両に関する。 According to an aspect (37) of the present disclosure, in a vehicle having an opening including a laminate structure, the laminate structure is at least partially coextensive with the first glass-based layer; and the first glass-based layer. And having at least one intermediate layer directly or indirectly bonded to the side of the first glass-based layer; a first major surface, separated by a thickness t, opposite the first major surface And a second glass-based layer including an internal region located between the first and second main surfaces; wherein the second glass-based layer comprises the at least one Is at least partially coextensive with the intermediate layer and is directly or indirectly bonded to the intermediate layer opposite the first glass-based layer; the first main of the second glass-based layer A surface is along any 50 mm or less profile of the first major surface of the second glass-based layer, Is flat at 00μm the runout accuracy (TIR); wherein the second glass-based layer has a softening temperature of T softening expressed in units of ° C., cooling temperature of T annealing, expressed in units of ° C., And made from glass having a fictive surface temperature measured on the first major surface of the second glass-based layer, expressed as T fs , when expressed in units of and ° C. The layer has a dimensionless surface virtual temperature parameter θs given by (T fs −T slow cooling ) / (T softening− T slow cooling ), which parameter θs is in the range of 0.20 to 0.9. Regarding vehicles.
本開示の態様(38)は、前記第一のガラス系層がソーダ石灰ガラスである、態様(37)の車両に関する。 Aspect (38) of the present disclosure relates to the vehicle according to aspect (37), wherein the first glass-based layer is soda-lime glass.
本開示の態様(39)は、前記第二のガラス系層が前記第一のガラス系層と同じガラス材料を含む、態様(37)または態様(38)の車両に関する。 Aspect (39) of the present disclosure relates to the vehicle according to aspect (37) or aspect (38), wherein the second glass-based layer includes the same glass material as the first glass-based layer.
本開示の態様(40)は、前記第一のガラス系層および前記第二のガラス系層の一方が冷間成形されている、態様(37)から態様(39)いずれか1つの車両に関する。 Aspect (40) of the present disclosure relates to a vehicle according to any one of aspects (37) to (39), wherein one of the first glass-based layer and the second glass-based layer is cold-formed.
本開示の態様(41)は、前記中間層の材料が、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリカーボネート、防音PVB、エチレン酢酸ビニル(EVA)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、イオノマー、熱可塑性材料、およびそれらの組合せからなる群より選択される材料を含む、態様(37)から態様(40)いずれか1つの車両に関する。 Aspect (41) of the present disclosure is such that the material of the intermediate layer is polyvinyl butyral (PVB), polycarbonate, soundproof PVB, ethylene vinyl acetate (EVA), thermoplastic polyurethane (TPU), ionomer, thermoplastic material, and their The present invention relates to a vehicle according to any one of aspects (37) to (40), including a material selected from the group consisting of combinations.
本開示の態様(42)は、前記中間層、前記第一のガラス系層および前記第二のガラス系層のいずれか1つ以上が、第一の厚さを持つ第一のエッジおよび該第一の厚さより厚い第二の厚さを持つ、該第一のエッジと反対の第二のエッジを有する、態様(37)から態様(41)いずれか1つの車両に関する。 In the aspect (42) of the present disclosure, any one or more of the intermediate layer, the first glass-based layer, and the second glass-based layer includes a first edge having a first thickness and the first glass layer. The present invention relates to the vehicle according to any one of aspects (37) to (41), wherein the vehicle has a second edge that is opposite to the first edge and has a second thickness that is greater than one thickness.
本開示の態様(43)は、前記第一のガラス系層が、熱強化されたガラス層、化学強化されたガラス層、機械的に強化されたガラス層、熱的および化学的に強化されたガラス層、熱的および機械的に強化されたガラス層、または化学的および機械的に強化されたガラス層を含む、態様(37)から態様(42)いずれか1つの車両に関する。 Aspect (43) of the present disclosure is such that the first glass-based layer is a thermally strengthened glass layer, a chemically strengthened glass layer, a mechanically strengthened glass layer, a thermally and chemically strengthened The invention relates to a vehicle according to any one of aspects (37) to (42), comprising a glass layer, a thermally and mechanically tempered glass layer, or a chemically and mechanically tempered glass layer.
本開示の態様(44)は、前記第一のガラス系層が、化学強化されたガラス層、熱的および化学的に強化されたガラス層、または化学的および機械的に強化されたガラス層を含み、前記第二のガラス系層が、約200MPa以上の表面圧縮応力を有する、態様(37)から態様(43)いずれか1つの車両に関する。 Aspect (44) of the present disclosure provides that the first glass-based layer comprises a chemically tempered glass layer, a thermally and chemically tempered glass layer, or a chemically and mechanically tempered glass layer. In addition, the present invention relates to the vehicle according to any one of aspects (37) to (43), wherein the second glass-based layer has a surface compressive stress of about 200 MPa or more.
本開示の態様(45)は、前記第一のガラス系層が約10マイクロメートル以上の圧縮応力層の深さ(DOL)を有する、態様(37)から態様(44)いずれか1つの車両に関する。 Aspect (45) of the present disclosure relates to a vehicle according to any one of aspects (37) to (44), wherein the first glass-based layer has a compressive stress layer depth (DOL) of about 10 micrometers or more. .
本開示の態様(46)は、前記積層体構造が、自動車の窓、サンルーフ、またはディスプレイカバーである、態様(37)から態様(45)いずれか1つの車両に関する。 Aspect (46) of the present disclosure relates to the vehicle according to any one of aspects (37) to (45), wherein the laminate structure is an automobile window, a sunroof, or a display cover.
本開示の態様(47)は、前記積層体構造が前記車両の開口に対して可動性である、態様(37)から態様(46)いずれか1つの車両に関する。 Aspect (47) of the present disclosure relates to a vehicle according to any one of aspects (37) to (46), wherein the laminate structure is movable with respect to an opening of the vehicle.
本開示の態様(48)は、車両において、内部表面と;前記内部表面上に配置されたガラス系層であって、第一の主面および該第一の主面と反対に第二の主面を有して、厚さtを規定するガラス系層とを備え;前記ガラス系層が、1/℃で表されるαS CTEの低温線CTE、1/℃で表されるαL CTEの高温線CTE、GPaで表されるEの弾性率、℃の単位で表されるT歪みの歪み温度、および℃の単位で表されるT軟化の軟化温度を有するガラス材料から作られ;前記ガラス系層の第一の主面は、600MPa未満かつ、MPaの単位で表される、
Aspect (48) of the present disclosure is an automobile having an inner surface; a glass-based layer disposed on the inner surface, wherein the second main surface is opposite to the first main surface and the first main surface. A glass-based layer having a surface and defining a thickness t; the glass-based layer is a low temperature line CTE of α S CTE represented by 1 / ° C., α L CTE represented by 1 / ° C. A high temperature line CTE, an elastic modulus of E expressed in GPa, a strain temperature of T strain expressed in ° C and a softening temperature of T softening expressed in ° C; The first main surface of the glass-based layer is expressed in units of less than 600 MPa and MPa.
より大きい、熱的に誘起された表面圧縮応力を有し、式中、P1は、
Has a larger, thermally induced surface compressive stress, where P 1 is
により与えられ、P2は、
And P 2 is given by
により与えられ、hは、0.020cal/s・cm2・℃(約828W/m2K)以上である、車両に関する。 And h is related to a vehicle that is 0.020 cal / s · cm 2 · ° C. (about 828 W / m 2 K) or more.
本開示の態様(49)は、前記表面圧縮応力が、約0.17×t以上の圧縮の深さまで延在する、態様(48)の車両に関する。 Aspect (49) of the present disclosure relates to the vehicle of aspect (48), wherein the surface compressive stress extends to a compression depth of about 0.17 × t or greater.
本開示の態様(50)は、前記ガラス系層が約10マイクロメートル以上の圧縮応力層の深さ(DOL)を有する、態様(48)または態様(49)の車両に関する。 Aspect (50) of the present disclosure relates to the vehicle of aspect (48) or aspect (49), wherein the glass-based layer has a compressive stress layer depth (DOL) of about 10 micrometers or greater.
本開示の態様(51)は、前記内部表面がディスプレイを備え、前記ガラス系層が該ディスプレイ上に配置されている、態様(48)から態様(50)いずれか1つの車両に関する。 Aspect (51) of the present disclosure relates to a vehicle according to any one of aspects (48) to (50), wherein the internal surface includes a display, and the glass-based layer is disposed on the display.
本開示の態様(52)は、前記ガラス系層の第一の主面が、該第一の主面の任意の50nm以下のプロファイルに沿って、100μmの芯振れ精度(TIR)で平坦である、態様(48)から態様(51)いずれか1つの車両に関する。 In the aspect (52) of the present disclosure, the first main surface of the glass-based layer is flat with a center runout accuracy (TIR) of 100 μm along an arbitrary profile of 50 nm or less of the first main surface. , Aspect (48) to Aspect (51).
本開示の態様(53)は、前記ガラス系層が、℃の単位で表されるT軟化の軟化温度、℃の単位で表されるT徐冷の徐冷温度、および℃の単位で表される場合、Tfsで示される、該ガラス系層の第一の主面上で測定される表面仮想温度を有するガラスから作られ、該ガラス系層は、(Tfs−T徐冷)/(T軟化−T徐冷)により与えられる無次元表面仮想温度パラメータθsを有し、該パラメータθsは0.20から0.9の範囲にある、態様(48)から態様(52)いずれか1つの車両に関する。 In the aspect (53) of the present disclosure, the glass-based layer is represented by a softening temperature of T softening expressed in units of ° C, a slow cooling temperature of T slow cooling expressed in units of ° C, and a unit of ° C. The glass-based layer has a surface fictive temperature measured on the first major surface of the glass-based layer, denoted by T fs , and the glass-based layer is (T fs -T slow cooling ) / ( A dimensionless surface fictive temperature parameter θs given by (T softening− T slow cooling ), the parameter θs being in the range of 0.20 to 0.9, any one of aspects (48) to (52) Regarding vehicles.
本開示の態様(54)は、前記ガラス系層がソーダ石灰ガラスである、態様(48)から態様(53)いずれか1つの車両に関する。 Aspect (54) of the present disclosure relates to a vehicle according to any one of aspects (48) to (53), wherein the glass-based layer is soda-lime glass.
他の態様および利点は、全体としての本明細書および付随の特許請求の範囲を検討することで明らかになるであろう。 Other aspects and advantages will become apparent from a review of the specification as a whole and the appended claims.
様々な例示の実施の形態に示されたような、自動車用ガラス系シートおよび積層体の構造および構成は、説明に過ぎない。いくつかの実施の形態しか本開示に詳しく記載していないが、ここに記載された主題の新規の教示および利点から実質的に逸脱せずに、多くの改変(例えば、サイズ、寸法、構造、形状、および様々な要素の比率、パラメータの値、取付配置、材料の使用、色、配向の変更)が可能である。一体成形されたように図示されたいくつかの要素は、多数の部品または要素から作られてもよく、それらの要素の位置は、逆にされても、または他に変えられてもよく、別個の要素または位置の性質または数は、変えても、異ならせてもよい。どのプロセス、論理アルゴリズム、または方法の工程の順序または順番は、代わりの実施の形態にしたがって、変えられても、または並べ直されてもよい。本発明の技術の範囲から逸脱せずに、様々な例示の実施の形態の設計、作動条件および配置において、他の置換、改変、変更および省略も行ってよい。 The structure and configuration of automotive glass-based sheets and laminates, as shown in the various exemplary embodiments, are merely illustrative. Although only some embodiments have been described in detail in this disclosure, many modifications (eg, size, dimensions, structure, etc.) have been made without substantially departing from the novel teachings and advantages of the subject matter described herein. The shape and ratio of various elements, parameter values, mounting arrangements, material use, color, orientation changes) are possible. Some elements illustrated as being integrally molded may be made up of a number of parts or elements, and the position of those elements may be reversed or otherwise changed and separated. The nature or number of elements or positions of can be varied or different. The order or order of the steps of any process, logic algorithm, or method may be varied or rearranged according to alternative embodiments. Other substitutions, modifications, changes and omissions may be made in the design, operating conditions and arrangement of the various exemplary embodiments without departing from the scope of the present technology.
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。 Hereinafter, preferable embodiments of the present invention will be described in terms of items.
実施形態1
車両用積層体において、該積層体は、
第一のガラス系層と、
前記第一のガラス系層と少なくとも部分的に同一の広がりを持ち、該第一のガラス系層の側に直接的または間接的に結合されている少なくとも1つの中間層と、
第一の主面、該第一の主面の反対にあり、厚さtを規定する第二の主面、および前記第一と第二の主面の間に位置する内部領域を含む第二のガラス系層と、
を備え、
前記第二のガラス系層は、前記少なくとも1つの中間層と少なくとも部分的に同一の広がりを持ち、前記第一のガラス系層の反対で該中間層に直接的または間接的に結合されており、
前記第二のガラス系層の第一の主面および第二の主面の一方または両方は、約10nm/cm以下の応力複屈折を有し、該第二のガラス系層の第一の主面と第二の主面の両方の少なくとも一部のイオン含有量および化学成分は、該第二のガラス系層の内部領域の少なくとも一部のイオン含有量および化学成分と同じであり、
前記第二のガラス系層の第一と第二の主面のいずれか一方または両方は、150MPa超の表面圧縮応力を有し、
前記第二のガラス系層の第一または第二の主面の表面粗さは、約15マイクロメートル×15マイクロメートルの面積に亘り、0.2nmと2.0nmの間のRa粗さである、積層体。
Embodiment 1
In the vehicle laminate, the laminate is:
A first glass-based layer;
At least one intermediate layer that is at least partially coextensive with the first glass-based layer and is bonded directly or indirectly to the side of the first glass-based layer;
A first main surface, a second main surface opposite the first main surface and defining a thickness t, and a second including an internal region located between the first and second main surfaces A glass-based layer of
With
The second glass-based layer is at least partially coextensive with the at least one intermediate layer and is directly or indirectly bonded to the intermediate layer opposite the first glass-based layer. ,
One or both of the first main surface and the second main surface of the second glass-based layer have a stress birefringence of about 10 nm / cm or less, and the first main surface of the second glass-based layer The ion content and chemical composition of at least a portion of both the surface and the second major surface is the same as the ion content and chemical composition of at least a portion of the internal region of the second glass-based layer;
Either one or both of the first and second main surfaces of the second glass-based layer have a surface compressive stress of more than 150 MPa,
The surface roughness of the first or second major surface of the second glass-based layer is an Ra roughness between 0.2 nm and 2.0 nm over an area of about 15 micrometers x 15 micrometers. There is a laminate.
実施形態2
前記第二のガラス系層の厚さが2mm未満である、実施形態1に記載の積層体。
The laminate according to embodiment 1, wherein the thickness of the second glass-based layer is less than 2 mm.
実施形態3
前記第二のガラス系層の厚さが約0.3mmから約2mmまでの範囲にある、実施形態1または2に記載の積層体。
The laminate according to
実施形態4
前記表面圧縮応力が、前記第一の主面および前記第二の主面の一方または両方から、前記厚さの約17%以上の圧縮の深さ(DOC)まで延在する、実施形態1から3いずれか1つに記載の積層体。
Embodiment 4
From Embodiment 1, wherein the surface compressive stress extends from one or both of the first major surface and the second major surface to a compression depth (DOC) of about 17% or more of the thickness. 3. Laminated body as described in any one of 3.
実施形態5
前記表面粗さが前記面積に亘り0.2nmから1.5nmのRa粗さである、実施形態1から4いずれか1つに記載の積層体。
The laminate according to any one of Embodiments 1 to 4, wherein the surface roughness is a Ra roughness of 0.2 nm to 1.5 nm over the area.
実施形態6
前記第二のガラス系層の第一と第二の主面が、該第二のガラス系層の第一と第二の主面の50mmのプロファイルに沿って少なくとも50μmの芯振れ精度で平坦である、実施形態1から5いずれか1つに記載の積層体。
Embodiment 6
The first and second main surfaces of the second glass-based layer are flat with a core runout accuracy of at least 50 μm along the 50 mm profile of the first and second main surfaces of the second glass-based layer. The laminated body according to any one of Embodiments 1 to 5.
実施形態7
前記中間層の材料が、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリカーボネート、防音PVB、エチレン酢酸ビニル(EVA)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、イオノマー、熱可塑性材料、およびそれらの組合せからなる群より選択される材料を含む、実施形態1から6いずれか1つに記載の積層体。
Embodiment 7
The intermediate layer material is selected from the group consisting of polyvinyl butyral (PVB), polycarbonate, soundproof PVB, ethylene vinyl acetate (EVA), thermoplastic polyurethane (TPU), ionomers, thermoplastic materials, and combinations thereof. The laminated body as described in any one of Embodiment 1 to 6 containing this.
実施形態8
前記第一のガラス系層がソーダ石灰ガラスである、実施形態1から7いずれか1つに記載の積層体。
The laminated body according to any one of Embodiments 1 to 7, wherein the first glass-based layer is soda-lime glass.
実施形態9
前記第二のガラス系層が前記第一のガラス系層と同じガラス材料を含む、実施形態1から8いずれか1つに記載の積層体。
Embodiment 9
The laminated body according to any one of Embodiments 1 to 8, wherein the second glass-based layer contains the same glass material as the first glass-based layer.
実施形態10
前記第一のガラス系層が、熱強化されたガラス層、化学強化されたガラス層、機械的に強化されたガラス層、熱的および化学的に強化されたガラス層、熱的および機械的に強化されたガラス層、または化学的および機械的に強化されたガラス層を含む、実施形態1から9いずれか1つに記載の積層体。
The first glass-based layer is a thermally tempered glass layer, a chemically tempered glass layer, a mechanically tempered glass layer, a thermally and chemically tempered glass layer, thermally and mechanically
実施形態11
前記第二のガラス系層が、熱強化されたガラス層、化学強化されたガラス層、機械的に強化されたガラス層、熱的および化学的に強化されたガラス層、熱的および機械的に強化されたガラス層、または化学的および機械的に強化されたガラス層を含む、実施形態1から10いずれか1つに記載の積層体。
Embodiment 11
The second glass-based layer is a thermally tempered glass layer, a chemically tempered glass layer, a mechanically tempered glass layer, a thermally and chemically tempered glass layer, thermally and mechanically Embodiment 11. A laminate according to any one of embodiments 1 to 10, comprising a tempered glass layer or a chemically and mechanically tempered glass layer.
実施形態12
前記第二のガラス系層の平均厚さが約0.1mmから約1.5mmである、実施形態1から11いずれか1つに記載の積層体。
The laminate of any one of embodiments 1 to 11, wherein the average thickness of the second glass-based layer is from about 0.1 mm to about 1.5 mm.
実施形態13
前記第一のガラス系層の平均厚さが約6mm以下である、実施形態1から12いずれか1つに記載の積層体。
Embodiment 13
The laminated body according to any one of Embodiments 1 to 12, wherein the average thickness of the first glass-based layer is about 6 mm or less.
実施形態14
前記第一と第二のガラス系層の平均厚さが異なる、実施形態1から13いずれか1つに記載の積層体。
The laminated body according to any one of Embodiments 1 to 13, wherein the average thicknesses of the first and second glass-based layers are different.
実施形態15
前記第一のガラス系層および前記第二のガラス系層の一方が冷間成形されている、実施形態1から14いずれか1つに記載の積層体。
The laminated body according to any one of Embodiments 1 to 14, wherein one of the first glass-based layer and the second glass-based layer is cold-formed.
実施形態16
前記第一のガラス系層が、複雑に湾曲しており、間に厚さがある、前記積層体の第一面を与える少なくとも1つの凹面および該第一面と反対の該積層体の第二面を与える少なくとも1つの凸面を有し、
前記第二のガラス系層が、複雑に湾曲しており、間に厚さがある、前記積層体の第三面を与える少なくとも1つの凹面および該第三面と反対の該積層体の第四面を与える少なくとも1つの凸面を有し;
前記第四面が前記第三面の圧縮応力値より大きい圧縮応力値を有するように、該第三面と第四面がそれぞれ圧縮応力値を有する、実施形態15に記載の積層体。
At least one concave surface providing a first surface of the laminate and a second of the laminate opposite the first surface, the first glass-based layer being intricately curved and having a thickness therebetween Having at least one convex surface providing a surface;
The second glass-based layer is intricately curved and has a thickness therebetween, at least one concave surface providing a third surface of the laminate, and a fourth of the laminate opposite the third surface. Having at least one convex surface providing a surface;
The laminate according to
実施形態17
前記積層体が車両の開口内にある、実施形態1から16いずれか1つに記載の積層体。
Embodiment 17
Embodiment 17. The laminate according to any one of Embodiments 1 to 16, wherein the laminate is in a vehicle opening.
実施形態18
前記車両の開口が、窓を形成する、またはディスプレイ用の開口である、実施形態17に記載の積層体。
The laminate according to embodiment 17, wherein the opening of the vehicle forms a window or is an opening for a display.
実施形態19
本体、該本体内の開口、および該開口内に配置された構造を備えた車両において、該構造が、
第一の主面、該第一の主面の反対にあり、厚さを規定する第二の主面、および該第一と第二の主面の間に位置する内部領域を含む第一のガラス系層、
を有し、
前記厚さが2mm未満であり、
前記第一の主面と前記第二の主面の両方の少なくとも一部のイオン含有量および化学成分は、前記内部領域の少なくとも一部のイオン含有量および化学成分と同じであり、
前記第一の主面および前記第二の主面が圧縮応力下にあり、前記内部領域が引張応力下にあり、
前記圧縮応力が150MPa超であり、
前記第一の主面の表面粗さが、約15マイクロメートル×15マイクロメートルの面積に亘り、0.2nmと1.5nmの間のRa粗さであり、
前記第一の主面と前記第二の主面の一方または両方が2500mm2超の面積を有する、車両。
Embodiment 19
In a vehicle having a main body, an opening in the main body, and a structure disposed in the opening, the structure includes:
A first main surface, a second main surface opposite the first main surface and defining a thickness, and a first region comprising an interior region located between the first and second main surfaces Glass-based layer,
Have
The thickness is less than 2 mm;
The ion content and chemical composition of at least a portion of both the first main surface and the second main surface are the same as the ion content and chemical component of at least a portion of the internal region,
The first main surface and the second main surface are under compressive stress, and the inner region is under tensile stress;
The compressive stress is greater than 150 MPa;
The surface roughness of the first major surface is Ra roughness between 0.2 nm and 1.5 nm over an area of approximately 15 micrometers x 15 micrometers;
The vehicle, wherein one or both of the first main surface and the second main surface has an area greater than 2500 mm 2 .
実施形態20
前記表面圧縮応力が、前記第一の主面と前記第二の主面の一方または両方から、前記厚さの17%以上の深さまで延在する、実施形態19に記載の車両。
The vehicle according to embodiment 19, wherein the surface compressive stress extends from one or both of the first main surface and the second main surface to a depth of 17% or more of the thickness.
実施形態21
前記表面粗さが前記面積に亘り0.2nmから1.5nmのRa粗さである、実施形態19または20に記載の車両。
Embodiment 21.
The vehicle according to
実施形態22
前記第一と第二の主面が、該第一と第二の主面の50mmのプロファイルに沿って少なくとも50μmの芯振れ精度で平坦である、実施形態19から21いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 22
The first and second major surfaces according to any one of embodiments 19 to 21, wherein the first and second major surfaces are flat with a runout accuracy of at least 50 μm along the 50 mm profile of the first and second major surfaces. vehicle.
実施形態23
第二のガラス系層、および前記第一のガラス系層と該第二のガラス系層との間の少なくとも1つの中間層をさらに有する、実施形態19から22いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 23
Embodiment 23. The vehicle according to any one of embodiments 19 to 22, further comprising a second glass-based layer and at least one intermediate layer between the first glass-based layer and the second glass-based layer.
実施形態24
前記中間層が、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリカーボネート、防音PVB、エチレン酢酸ビニル(EVA)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、イオノマー、熱可塑性材料、およびそれらの組合せからなる群より選択される材料から作られている、実施形態23に記載の車両。
Embodiment 24.
The intermediate layer is made from a material selected from the group consisting of polyvinyl butyral (PVB), polycarbonate, soundproof PVB, ethylene vinyl acetate (EVA), thermoplastic polyurethane (TPU), ionomers, thermoplastic materials, and combinations thereof. Embodiment 24. The vehicle according to embodiment 23.
実施形態25
前記第二のガラス系層がソーダ石灰ガラスである、実施形態23または24に記載の車両。
The vehicle according to embodiment 23 or 24, wherein the second glass-based layer is soda-lime glass.
実施形態26
前記第二のガラス系層が、熱強化されたガラス層、化学強化されたガラス層、機械的に強化されたガラス層、熱的および化学的に強化されたガラス層、熱的および機械的に強化されたガラス層、または化学的および機械的に強化されたガラス層を含む、実施形態23から25いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 26.
The second glass-based layer is a thermally tempered glass layer, a chemically tempered glass layer, a mechanically tempered glass layer, a thermally and chemically tempered glass layer, thermally and mechanically Embodiment 26. The vehicle according to any one of embodiments 23 to 25, comprising a tempered glass layer or a chemically and mechanically tempered glass layer.
実施形態27
前記第一と第二のガラス系層の平均厚が、1.5mm以下の平均厚さ、1.0mm以下の平均厚さ、0.7mm以下の平均厚さ、0.5mm以下の平均厚さ、約0.5mmから約1.0mmの範囲の平均厚さ、および約0.5mmから約0.7mmの平均厚さからなる群より選択される、実施形態23から26いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 27.
The average thickness of the first and second glass-based layers is 1.5 mm or less, 1.0 mm or less, 0.7 mm or less, 0.5 mm or less. Embodiment 23. Any one of Embodiments 23 to 26 selected from the group consisting of: an average thickness in the range of about 0.5 mm to about 1.0 mm; and an average thickness of about 0.5 mm to about 0.7 mm. Vehicle.
実施形態28
前記第二のガラス系層の厚さが前記第一のガラス系層の厚さと異なる、実施形態23から27いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 28.
28. The vehicle according to any one of embodiments 23 to 27, wherein the thickness of the second glass-based layer is different from the thickness of the first glass-based layer.
実施形態29
前記構造が、自動車の窓、サンルーフ、またはディスプレイカバーである、実施形態19から28いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 29.
29. A vehicle according to any one of embodiments 19 to 28, wherein the structure is a car window, sunroof, or display cover.
実施形態30
前記第一の主面または前記第二の主面が触覚フィードバックのための特徴を有する、実施形態19から29いずれか1つに記載の車両。
実施形態31
積層体構造を含む開口を有する車両において、該積層体構造が、
第一のガラス系層、
第二のガラス系層、および
該第一のガラス系層と該第二のガラス系層との間にある少なくとも1つの中間層、
を備え、
前記第二のガラス系層は、第一の主面および第二の主面を備えて厚さを規定し、該第二のガラス系層の第一の主面は、該第一の主面の任意の50mm以下のプロファイルに沿って、100μmの芯振れ精度(TIR)で平坦であり、
前記第二のガラス系層は、1/℃で表されるαS CTEの低温線CTE、1/℃で表されるαL CTEの高温線CTE、GPaで表されるEの弾性率、℃の単位で表されるT歪みの歪み温度、および℃の単位で表されるT軟化の軟化温度を有するガラス材料から作られ、
前記第二のガラス系層の第一の主面は、600MPa未満かつ、MPaの単位で表される、
In a vehicle having an opening including a laminate structure, the laminate structure is:
The first glass-based layer,
A second glass-based layer, and at least one intermediate layer between the first glass-based layer and the second glass-based layer;
With
The second glass-based layer includes a first main surface and a second main surface to define a thickness, and the first main surface of the second glass-based layer is the first main surface. Along with any 50 mm or less profile of 100 μm with a runout accuracy (TIR) of 100 μm,
The second glass-based layer is composed of α S CTE low-temperature line CTE expressed in 1 / ° C., α L CTE high-temperature line CTE expressed in 1 / ° C., E elastic modulus expressed in GPa, Made of a glass material having a strain temperature of T strain expressed in units of T, and a softening temperature of T softening expressed in units of ° C.
The first main surface of the second glass-based layer is expressed in units of less than 600 MPa and MPa.
より大きい、熱的に誘起された表面圧縮応力を有し、式中、P1は、
Has a larger, thermally induced surface compressive stress, where P 1 is
により与えられ、P2は、
And P 2 is given by
により与えられ、hは、0.020cal/s・cm2・℃(約828W/m2K)以上である、車両。 And h is 0.020 cal / s · cm 2 · ° C. (about 828 W / m 2 K) or more.
実施形態32
前記積層体構造が前記車両の開口に対して可動性である、実施形態31に記載の車両。
Embodiment 32.
Embodiment 32. The vehicle of
実施形態33
ディスプレイをさらに備え、前記積層体構造が該ディスプレイに隣接して配置されている、実施形態31に記載の車両。
Embodiment 33.
The vehicle of
実施形態34
前記第一のガラス系層が、熱強化されたガラス層、化学強化されたガラス層、機械的に強化されたガラス層、熱的および化学的に強化されたガラス層、熱的および機械的に強化されたガラス層、または化学的および機械的に強化されたガラス層を含む、実施形態31から33いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 34.
The first glass-based layer is a thermally tempered glass layer, a chemically tempered glass layer, a mechanically tempered glass layer, a thermally and chemically tempered glass layer, thermally and mechanically Embodiment 34. The vehicle according to any one of
実施形態35
前記第一のガラス系層が、化学強化されたガラス層、熱的および化学的に強化されたガラス層、または化学的および機械的に強化されたガラス層を含み、前記第二のガラス系層が、約200MPa以上の表面圧縮応力を有する、実施形態31から33いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 35.
The first glass-based layer comprises a chemically tempered glass layer, a thermally and chemically tempered glass layer, or a chemically and mechanically tempered glass layer, and the second glass-based layer 34. The vehicle according to any one of
実施形態36
前記第一のガラス系層が約10マイクロメートル以上の圧縮の深さ(DOC)を有する、実施形態31から35いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 36.
36. The vehicle according to any one of embodiments 31-35, wherein the first glass-based layer has a depth of compression (DOC) of about 10 micrometers or greater.
実施形態37
積層体構造を含む開口を有する車両において、該積層体構造が、
第一のガラス系層と、
前記第一のガラス系層と少なくとも部分的に同一の広がりを持ち、該第一のガラス系層の側に直接的または間接的に結合されている少なくとも1つの中間層と、
第一の主面、厚さtだけ隔てられて該第一の主面の反対にある第二の主面、および該第一と第二の主面の間に位置する内部領域を含む第二のガラス系層と、
を備え、
前記第二のガラス系層は、前記少なくとも1つの中間層と少なくとも部分的に同一の広がりを持ち、前記第一のガラス系層の反対で該中間層に直接的または間接的に結合されており、
前記第二のガラス系層の第一の主面が、該第二のガラス系層の第一の主面の任意の50mm以下のプロファイルに沿って、100μmの芯振れ精度(TIR)で平坦であり、
該第二のガラス系層は、℃の単位で表されるT軟化の軟化温度、℃の単位で表されるT徐冷の徐冷温度、および℃の単位で表される場合、Tfsで示される、該第二のガラス系層の第一の主面上で測定される表面仮想温度を有するガラスから作られ、
該第二のガラス系層は、(Tfs−T徐冷)/(T軟化−T徐冷)により与えられる無次元表面仮想温度パラメータθsを有し、
該パラメータθsは0.20から0.9の範囲にある、車両。
In a vehicle having an opening including a laminate structure, the laminate structure is:
A first glass-based layer;
At least one intermediate layer that is at least partially coextensive with the first glass-based layer and is bonded directly or indirectly to the side of the first glass-based layer;
A first main surface, a second main surface separated by a thickness t and opposite the first main surface, and a second including an interior region located between the first and second main surfaces A glass-based layer of
With
The second glass-based layer is at least partially coextensive with the at least one intermediate layer and is directly or indirectly bonded to the intermediate layer opposite the first glass-based layer. ,
The first main surface of the second glass-based layer is flat with a center deflection accuracy (TIR) of 100 μm along an arbitrary profile of 50 mm or less of the first main surface of the second glass-based layer. Yes,
The second glass-based layer has a softening temperature of T softening expressed in units of ° C, an annealing temperature of T slow cooling expressed in units of ° C, and, when expressed in units of ° C, Tfs . Made of glass having a surface fictive temperature measured on the first major surface of the second glass-based layer shown,
The second glass-based layer has a dimensionless surface virtual temperature parameter θs given by (T fs −T slow cooling ) / (T softening− T slow cooling ),
The vehicle wherein the parameter θs is in the range of 0.20 to 0.9.
実施形態38
前記第一のガラス系層がソーダ石灰ガラスである、実施形態37に記載の車両。
Embodiment 38.
The vehicle according to
実施形態39
前記第二のガラス系層が前記第一のガラス系層と同じガラス材料を含む、実施形態37または38に記載の車両。
Embodiment 39.
The vehicle according to
実施形態40
前記第一のガラス系層および前記第二のガラス系層の一方が冷間成形されている、実施形態37から39いずれか1つに記載の車両。
The vehicle according to any one of
実施形態41
前記中間層の材料が、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリカーボネート、防音PVB、エチレン酢酸ビニル(EVA)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、イオノマー、熱可塑性材料、およびそれらの組合せからなる群より選択される材料を含む、実施形態37から40いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 41.
The intermediate layer material is selected from the group consisting of polyvinyl butyral (PVB), polycarbonate, soundproof PVB, ethylene vinyl acetate (EVA), thermoplastic polyurethane (TPU), ionomers, thermoplastic materials, and combinations thereof. 41. The vehicle according to any one of embodiments 37-40, comprising:
実施形態42
前記中間層、前記第一のガラス系層および前記第二のガラス系層のいずれか1つ以上が、第一の厚さを持つ第一のエッジおよび該第一の厚さより厚い第二の厚さを持つ、該第一のエッジと反対の第二のエッジを有する、実施形態37から41いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 42.
Any one or more of the intermediate layer, the first glass-based layer, and the second glass-based layer have a first edge having a first thickness and a second thickness that is thicker than the first thickness. 42. A vehicle according to any one of
実施形態43
前記第一のガラス系層が、熱強化されたガラス層、化学強化されたガラス層、機械的に強化されたガラス層、熱的および化学的に強化されたガラス層、熱的および機械的に強化されたガラス層、または化学的および機械的に強化されたガラス層を含む、実施形態37から42いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 43.
The first glass-based layer is a thermally tempered glass layer, a chemically tempered glass layer, a mechanically tempered glass layer, a thermally and chemically tempered glass layer, thermally and mechanically 43. A vehicle according to any one of
実施形態44
前記第一のガラス系層が、化学強化されたガラス層、熱的および化学的に強化されたガラス層、または化学的および機械的に強化されたガラス層を含み、前記第二のガラス系層が、約200MPa以上の表面圧縮応力を有する、実施形態37から43いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 44.
The first glass-based layer comprises a chemically tempered glass layer, a thermally and chemically tempered glass layer, or a chemically and mechanically tempered glass layer, and the second glass-based layer Embodiment 44. The vehicle according to any one of
実施形態45
前記第一のガラス系層が約10マイクロメートル以上の圧縮応力層の深さ(DOL)を有する、実施形態37から44いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 45.
45. The vehicle of any one of
実施形態46
前記積層体構造が、自動車の窓、サンルーフ、またはディスプレイカバーである、実施形態37から45いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 46.
46. The vehicle according to any one of
実施形態47
前記積層体構造が前記車両の開口に対して可動性である、実施形態37から46いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 47.
47. A vehicle according to any one of
実施形態48
車両において、
内部表面と、
前記内部表面上に配置されたガラス系層であって、第一の主面および該第一の主面と反対に第二の主面を有して、厚さtを規定するガラス系層と、
を備え、
前記ガラス系層が、1/℃で表されるαS CTEの低温線CTE、1/℃で表されるαL CTEの高温線CTE、GPaで表されるEの弾性率、℃の単位で表されるT歪みの歪み温度、および℃の単位で表されるT軟化の軟化温度を有するガラス材料から作られ、
前記ガラス系層の第一の主面は、600MPa未満かつ、MPaの単位で表される、
Embodiment 48.
In the vehicle,
An internal surface,
A glass-based layer disposed on the inner surface, wherein the glass-based layer has a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and defines a thickness t; ,
With
The glass-based layer has an α S CTE low-temperature line CTE represented by 1 / ° C., an α L CTE high-temperature line CTE represented by 1 / ° C., an elastic modulus of E represented by GPa, and in units of ° C. Made from a glass material having a strain temperature of T strain expressed, and a softening temperature of T softening expressed in units of ° C;
The first main surface of the glass-based layer is expressed in units of less than 600 MPa and MPa.
より大きい、熱的に誘起された表面圧縮応力を有し、式中、P1は、
Has a larger, thermally induced surface compressive stress, where P 1 is
により与えられ、P2は、
And P 2 is given by
により与えられ、hは、0.020cal/s・cm2・℃(約828W/m2K)以上である、車両。 And h is 0.020 cal / s · cm 2 · ° C. (about 828 W / m 2 K) or more.
実施形態49
前記表面圧縮応力が、約0.17×t以上の圧縮の深さまで延在する、実施形態48に記載の車両。
Embodiment 49.
49. The vehicle of embodiment 48, wherein the surface compressive stress extends to a compression depth of about 0.17 × t or greater.
実施形態50
前記ガラス系層が約10マイクロメートル以上の圧縮応力層の深さ(DOL)を有する、実施形態48に記載の車両。
49. The vehicle of embodiment 48, wherein the glass-based layer has a compressive stress layer depth (DOL) of about 10 micrometers or greater.
実施形態51
前記内部表面がディスプレイを備え、前記ガラス系層が該ディスプレイ上に配置されている、実施形態48または50に記載の車両。
Embodiment 51.
51. A vehicle according to
実施形態52
前記ガラス系層の第一の主面が、該第一の主面の任意の50nm以下のプロファイルに沿って、100μmの芯振れ精度(TIR)で平坦である、実施形態48から51いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 52.
Any one of embodiments 48 to 51, wherein the first principal surface of the glass-based layer is flat with a core runout accuracy (TIR) of 100 μm along any 50 nm or less profile of the first principal surface. Vehicle described in one.
実施形態53
前記ガラス系層が、℃の単位で表されるT軟化の軟化温度、℃の単位で表されるT徐冷の徐冷温度、および℃の単位で表される場合、Tfsで示される、該ガラス系層の第一の主面上で測定される表面仮想温度を有するガラスから作られ、
該ガラス系層は、(Tfs−T徐冷)/(T軟化−T徐冷)により与えられる無次元表面仮想温度パラメータθsを有し、
該パラメータθsは0.20から0.9の範囲にある、実施形態48から52いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 53.
When the glass-based layer is represented by a softening temperature of T softening expressed in units of ° C, an annealing temperature of T slow cooling expressed in units of ° C, and a unit of ° C, it is represented by Tfs . Made of glass having a fictive surface temperature measured on the first major surface of the glass-based layer;
The glass-based layer has a dimensionless surface virtual temperature parameter θs given by (T fs −T slow cooling ) / (T softening− T slow cooling ),
53. The vehicle according to any one of embodiments 48 to 52, wherein the parameter θs is in the range of 0.20 to 0.9.
実施形態54
前記ガラス系層がソーダ石灰ガラスである、実施形態48から53いずれか1つに記載の車両。
Embodiment 54.
54. The vehicle according to any one of embodiments 48-53, wherein the glass-based layer is soda lime glass.
200 高温のガラスシート
200a、510 第一の主面
200b、520 第二の主面
201a、201b ヒートシンク
204a、204b 間隙
206 開口、細孔
230 気体
300 自動車用ガラス強化システム
310 高温区域
312、332 ガスベアリング
314 カートリッジヒーター
318 高温空気プレナム
320 移送ガスベアリング
328 移送ガスベアリングプレナム
330 低温区域
331 固体ヒートシンク
334 通路
400a、400b 自動車用ガラスシート
500、610、1212、1214、1216、1310 自動車用ガラス系物品またはシート
522 本体
530、540 圧縮応力の領域、部分
550 引張応力の領域、部分
612 事務用画鋲
614 金属ピンの長さ
616 粒状塊
1010 構造物
1012、1112 ガラス系物品
1110 表面
1210 デバイス
1218 電気部品、電子部品
1220 筐体
1222 基板
1410 自動車用積層体
1412、1512 第一のガラス系層
1414、1514 中間層
1416、1516 第二のガラス系層
1510 冷間成形された積層体
1600 車両
1610 車体
1620 開口
1630 ガラス系物品
200 High-
Claims (15)
第一のガラス系層と、
前記第一のガラス系層と少なくとも部分的に同一の広がりを持ち、該第一のガラス系層の側に直接的または間接的に結合されている少なくとも1つの中間層と、
第一の主面、該第一の主面の反対にあり、厚さtを規定する第二の主面、および前記第一と第二の主面の間に位置する内部領域を含む第二のガラス系層と、
を備え、
前記第二のガラス系層は、前記少なくとも1つの中間層と少なくとも部分的に同一の広がりを持ち、前記第一のガラス系層の反対で該中間層に直接的または間接的に結合されており、
前記第二のガラス系層の第一の主面および第二の主面の一方または両方は、約10nm/cm以下の応力複屈折を有し、該第二のガラス系層の第一の主面と第二の主面の両方の少なくとも一部のイオン含有量および化学成分は、該第二のガラス系層の内部領域の少なくとも一部のイオン含有量および化学成分と同じであり、
前記第二のガラス系層の第一と第二の主面のいずれか一方または両方は、150MPa超の表面圧縮応力を有し、
前記第二のガラス系層の第一または第二の主面の表面粗さは、約15マイクロメートル×15マイクロメートルの面積に亘り、0.2nmと2.0nmの間のRa粗さである、積層体。 In the vehicle laminate, the laminate is:
A first glass-based layer;
At least one intermediate layer that is at least partially coextensive with the first glass-based layer and is bonded directly or indirectly to the side of the first glass-based layer;
A first main surface, a second main surface opposite the first main surface and defining a thickness t, and a second including an internal region located between the first and second main surfaces A glass-based layer of
With
The second glass-based layer is at least partially coextensive with the at least one intermediate layer and is directly or indirectly bonded to the intermediate layer opposite the first glass-based layer. ,
One or both of the first main surface and the second main surface of the second glass-based layer have a stress birefringence of about 10 nm / cm or less, and the first main surface of the second glass-based layer The ion content and chemical composition of at least a portion of both the surface and the second major surface is the same as the ion content and chemical composition of at least a portion of the internal region of the second glass-based layer;
Either one or both of the first and second main surfaces of the second glass-based layer have a surface compressive stress of more than 150 MPa,
The surface roughness of the first or second major surface of the second glass-based layer is an Ra roughness between 0.2 nm and 2.0 nm over an area of about 15 micrometers x 15 micrometers. There is a laminate.
前記第二のガラス系層が、複雑に湾曲しており、間に厚さがある、前記積層体の第三面を与える少なくとも1つの凹面および該第三面と反対の該積層体の第四面を与える少なくとも1つの凸面を有し;
前記第四面が前記第三面の圧縮応力値より大きい圧縮応力値を有するように、該第三面と第四面がそれぞれ圧縮応力値を有する、請求項1または2記載の積層体。 At least one concave surface providing a first surface of the laminate and a second of the laminate opposite the first surface, the first glass-based layer being intricately curved and having a thickness therebetween Having at least one convex surface providing a surface;
The second glass-based layer is intricately curved and has a thickness therebetween, at least one concave surface providing a third surface of the laminate, and a fourth of the laminate opposite the third surface. Having at least one convex surface providing a surface;
The laminate according to claim 1 or 2, wherein each of the third surface and the fourth surface has a compressive stress value such that the fourth surface has a compressive stress value larger than that of the third surface.
第一の主面、該第一の主面の反対にあり、厚さを規定する第二の主面、および該第一と第二の主面の間に位置する内部領域を含む第一のガラス系層、
を有し、
前記厚さが2mm未満であり、
前記第一の主面と前記第二の主面の両方の少なくとも一部のイオン含有量および化学成分は、前記内部領域の少なくとも一部のイオン含有量および化学成分と同じであり、
前記第一の主面および前記第二の主面が圧縮応力下にあり、前記内部領域が引張応力下にあり、
前記圧縮応力が150MPa超であり、
前記第一の主面の表面粗さが、約15マイクロメートル×15マイクロメートルの面積に亘り、0.2nmと1.5nmの間のRa粗さであり、
前記第一の主面と前記第二の主面の一方または両方が2500mm2超の面積を有する、車両。 In a vehicle having a main body, an opening in the main body, and a structure disposed in the opening, the structure includes:
A first main surface, a second main surface opposite the first main surface and defining a thickness, and a first region comprising an interior region located between the first and second main surfaces Glass-based layer,
Have
The thickness is less than 2 mm;
The ion content and chemical composition of at least a portion of both the first main surface and the second main surface are the same as the ion content and chemical component of at least a portion of the internal region,
The first main surface and the second main surface are under compressive stress, and the inner region is under tensile stress;
The compressive stress is greater than 150 MPa;
The surface roughness of the first major surface is Ra roughness between 0.2 nm and 1.5 nm over an area of approximately 15 micrometers x 15 micrometers;
The vehicle, wherein one or both of the first main surface and the second main surface has an area greater than 2500 mm 2 .
第一のガラス系層、
第二のガラス系層、および
該第一のガラス系層と該第二のガラス系層との間にある少なくとも1つの中間層、
を備え、
前記第二のガラス系層は、第一の主面および第二の主面を備えて厚さを規定し、該第二のガラス系層の第一の主面は、該第一の主面の任意の50mm以下のプロファイルに沿って、100μmの芯振れ精度(TIR)で平坦であり、
前記第二のガラス系層は、1/℃で表されるαS CTEの低温線CTE、1/℃で表されるαL CTEの高温線CTE、GPaで表されるEの弾性率、℃の単位で表されるT歪みの歪み温度、および℃の単位で表されるT軟化の軟化温度を有するガラス材料から作られ、
前記第二のガラス系層の第一の主面は、600MPa未満かつ、MPaの単位で表される、
より大きい、熱的に誘起された表面圧縮応力を有し、式中、P1は、
により与えられ、P2は、
により与えられ、hは、0.020cal/s・cm2・℃(約828W/m2K)以上である、車両。 In a vehicle having an opening including a laminate structure, the laminate structure is:
The first glass-based layer,
A second glass-based layer, and at least one intermediate layer between the first glass-based layer and the second glass-based layer;
With
The second glass-based layer includes a first main surface and a second main surface to define a thickness, and the first main surface of the second glass-based layer is the first main surface. Along with any 50 mm or less profile of 100 μm with a runout accuracy (TIR) of 100 μm,
The second glass-based layer is composed of α S CTE low-temperature line CTE expressed in 1 / ° C., α L CTE high-temperature line CTE expressed in 1 / ° C., E elastic modulus expressed in GPa, Made of a glass material having a strain temperature of T strain expressed in units of T, and a softening temperature of T softening expressed in units of ° C.
The first main surface of the second glass-based layer is expressed in units of less than 600 MPa and MPa.
Has a larger, thermally induced surface compressive stress, where P 1 is
And P 2 is given by
And h is 0.020 cal / s · cm 2 · ° C. (about 828 W / m 2 K) or more.
第一のガラス系層と、
前記第一のガラス系層と少なくとも部分的に同一の広がりを持ち、該第一のガラス系層の側に直接的または間接的に結合されている少なくとも1つの中間層と、
第一の主面、厚さtだけ隔てられて該第一の主面の反対にある第二の主面、および該第一と第二の主面の間に位置する内部領域を含む第二のガラス系層と、
を備え、
前記第二のガラス系層は、前記少なくとも1つの中間層と少なくとも部分的に同一の広がりを持ち、前記第一のガラス系層の反対で該中間層に直接的または間接的に結合されており、
前記第二のガラス系層の第一の主面が、該第二のガラス系層の第一の主面の任意の50mm以下のプロファイルに沿って、100μmの芯振れ精度(TIR)で平坦であり、
該第二のガラス系層は、℃の単位で表されるT軟化の軟化温度、℃の単位で表されるT徐冷の徐冷温度、および℃の単位で表される場合、Tfsで示される、該第二のガラス系層の第一の主面上で測定される表面仮想温度を有するガラスから作られ、
該第二のガラス系層は、(Tfs−T徐冷)/(T軟化−T徐冷)により与えられる無次元表面仮想温度パラメータθsを有し、
該パラメータθsは0.20から0.9の範囲にある、車両。 In a vehicle having an opening including a laminate structure, the laminate structure is:
A first glass-based layer;
At least one intermediate layer that is at least partially coextensive with the first glass-based layer and is bonded directly or indirectly to the side of the first glass-based layer;
A first main surface, a second main surface separated by a thickness t and opposite the first main surface, and a second including an interior region located between the first and second main surfaces A glass-based layer of
With
The second glass-based layer is at least partially coextensive with the at least one intermediate layer and is directly or indirectly bonded to the intermediate layer opposite the first glass-based layer. ,
The first main surface of the second glass-based layer is flat with a center deflection accuracy (TIR) of 100 μm along an arbitrary profile of 50 mm or less of the first main surface of the second glass-based layer. Yes,
The second glass-based layer has a softening temperature of T softening expressed in units of ° C, an annealing temperature of T slow cooling expressed in units of ° C, and, when expressed in units of ° C, Tfs . Made of glass having a surface fictive temperature measured on the first major surface of the second glass-based layer shown,
The second glass-based layer has a dimensionless surface virtual temperature parameter θs given by (T fs −T slow cooling ) / (T softening− T slow cooling ),
The vehicle wherein the parameter θs is in the range of 0.20 to 0.9.
内部表面と、
前記内部表面上に配置されたガラス系層であって、第一の主面および該第一の主面と反対に第二の主面を有して、厚さtを規定するガラス系層と、
を備え、
前記ガラス系層が、1/℃で表されるαS CTEの低温線CTE、1/℃で表されるαL CTEの高温線CTE、GPaで表されるEの弾性率、℃の単位で表されるT歪みの歪み温度、および℃の単位で表されるT軟化の軟化温度を有するガラス材料から作られ、
前記ガラス系層の第一の主面は、600MPa未満かつ、MPaの単位で表される、
より大きい、熱的に誘起された表面圧縮応力を有し、式中、P1は、
により与えられ、P2は、
により与えられ、hは、0.020cal/s・cm2・℃(約828W/m2K)以上である、車両。 In the vehicle,
An internal surface,
A glass-based layer disposed on the inner surface, wherein the glass-based layer has a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and defines a thickness t; ,
With
The glass-based layer has an α S CTE low-temperature line CTE represented by 1 / ° C., an α L CTE high-temperature line CTE represented by 1 / ° C., an elastic modulus of E represented by GPa, and in units of ° C. Made from a glass material having a strain temperature of T strain expressed, and a softening temperature of T softening expressed in units of ° C;
The first main surface of the glass-based layer is expressed in units of less than 600 MPa and MPa.
Has a larger, thermally induced surface compressive stress, where P 1 is
And P 2 is given by
And h is 0.020 cal / s · cm 2 · ° C. (about 828 W / m 2 K) or more.
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