专利名称：热增强平板玻璃的制作方法
技术领域：
本发明涉及用或不用吊钩的制法形成的，用于防火门与防火窗的热增强平板玻璃及其板边区的精抛光方法，具体涉及到其整个表面已接受热增强处理的热增强玻璃板及其边区的精抛光方法。
背景技术：
平板玻璃用于防火门和防火窗时，必须具备很高的板边强度以防平板玻璃开裂。(平板玻璃在加热时于其中心区发生的热膨胀会把张应力加到它受窗框等支承的板边区上，而当此张应力超过平板玻璃的板边强度时则会导致平板玻璃开裂)。
已知的用于防火的玻璃包括夹丝玻璃和具有由水化碱硅酸盐形成的中间层的夹层玻璃。夹丝玻璃由于安装于玻璃内的金属丝妨碍观察致透光性差。夹层玻璃则会因中间层在热变化下起泡成为不透光的而损害透明性。接受过热处理的钠钙玻璃则可以认为是不存在这类问题的玻璃。
热增强处理的方法是将平板玻璃在超过其软化点(720～730℃)的温度范围(约760℃)加热，并在950mmAq的很高背压下将冷风吹到一连续冷却部。但是平板玻璃这样热增强处理时，虽然可产生一预定的板边强度，但在高压下将冷风吹向在上述的超过玻璃软化点的高温范围加热的平板玻璃时，就可能损伤平面度，造成翘曲，不利于图像反射。
传统上，这种热增强的平板玻璃包括这样的玻璃板，它具有的弧形板边是沿平板玻璃平面的方向外突，逐渐弯向平板玻璃厚度方向的中间位置。
对于上述传统的热增强玻璃，为使其能用于防火门或防火窗中，必须进行前述的热增强处理，即把玻璃在远超过玻璃软化点(720～730℃)的温度范围(约760℃)内加热，并在950mmAq的很高背压下将冷风吹向一连续风冷部。这种热处理造成了上述的不利之处(即损失了玻璃表面的平面度并翘曲到有损于图像反射)。
为要消除这种缺点(表面的不平与弯曲)，可以通过降低传统热增强处理中所用的加热温度和吹冷风的背压来进行热增强处理(以后简称为低温热增强处理)。但这时，当暴露于火焰加热或在防火实验中，就不能保证有充分的板边强度，而热变形的应力则集中于板边区域，特别是平板玻璃的已抛光角隅区。尤其是当平板玻璃具有沿板面方向外突的弧形端面时，就会出现这样的新问题在由平板玻璃的自重而产生作用到其端面前沿(最外突的弧形部分)的工作应力影响下，平板玻璃常会在其装配时破裂。一般，平板玻璃是安装在铺放于距其下板边相对端两个1/4位置处的承重橡胶件(嵌件)上。但常把不燃的硬垫片用作防火的嵌件。这时就会引起因重力而致有工作应力作用于玻璃的端缘的问题。
为此，本发明的目的在于提供热增强平板玻璃及其板边区的精抛光方法，此方法能解决现有技术的前述问题，并且即使在降低了热增强处理程度时，也能确保预定的玻璃板边强度。
发明概述本发明的热增强玻璃的特征在于，使整个表面接受热增强处理的平板玻璃的端面形成平齐形式并精抛光成最大表面不平度≤0.05mm，同时使平板玻璃的端面与前和后表面间的边界精抛光成最大表面不平度≤0.007mm。
一般，平板玻璃中存在的内应力常集中于边缘部分。在本发明的上述结构下，热增强玻璃的应力则不易集中于板边处，而板边的端梢也较不会有在装配平板玻璃时因平板玻璃自重产生的工作应力。
这样，本发明的热增强平板玻璃尽管所用的热增强处理方法较现有技术的简便，但仍能保持其用作防火玻璃的性能。于是，现在便能提供质量提高了的平板玻璃，同时能降低热增强处理设备的运行费用，并减少装配平板玻璃时因平板玻璃自重造成的工作应力。
最好是使上述端面沿其纵向接受研磨处理。
通过实验发现，要是使端面沿其横向研磨，则会因较小的表面起伏产生裂纹，而沿纵向研磨则不会出现这种情形。
本发明的热增强平板玻璃边缘的精抛光方法的特征在于，进行研磨步骤，将平板玻璃的端面形成平齐的且使其最大表面不平度≤0.05mm；然后进行精抛光步骤，对平板玻璃的端面与前和后表面间的边界精抛光而使其最大表面不平度≤0.007mm。
根据上述方法，制得的热增强玻璃使应力不易集中于板边，而板边的端梢也较不会有在装配平板玻璃时因平板玻璃自重产生的工作应力。
这就是说，平板玻璃的端面精抛光成光滑状态，使最大表面不平度≤0.05mm，而最好≤0.04mm，同时在端面上不形成脊部。这样就能避免应力集中于端面上。此外，平板玻璃的端面与前和后表面之间的边界则抛光成更为光滑的状态，使最大表面不平度≤0.007mm。于是，这种平板玻璃整体上就不包括易应力集中的脊部。至此便可避免应力集中于平板玻璃的边缘，而从结构上提高了板边的强度。板边强度提高了约4kgf/mm2。
当最大表面不平度＞0.05mm时，即使平齐和较不会有应力集中，但应力仍有可能集中于凹凸部分的槽与脊上。在平板玻璃的端面与前和后表面的边界上，当最大不平度＞0.007mm，应力倾向于集中到凹凸部的槽与脊上。
由于如上所述提高了边缘强度，通过在低于传统温度范围下加热和低于现有技术的压力下来吹风进行热增强处理后，便可以确保预定的板边强度。这样就能避免缺乏玻璃表面光滑度和因翘曲而造成图像反射中的缺陷。
根据本发明的热增强平板玻璃板边的精抛光方法，就易防止内应力集中于板边，这同现有技术相比，可以提高板边强度。结果是，通过较现有技术为简便的热增强方法来处理平板玻璃便可使其保持用作防火玻璃的性能。至此就能使此平板玻璃的质量提高和降低热增强处理设备的运行费用。
这样的热增强处理最好能提供17～25kgf/mm2的表面压应力。
当企图达到25kgf/mm2的表面压应力时，在增强玻璃制造过程的急冷步骤中，玻璃板中会变形过量而导致玻璃破裂。
当把通常的热增强平板玻璃用作根据日本建设省公告NO.1125的防火实验的甲级与乙级防火门时，就必须确保平板玻璃的板边强度至少有21kgf/mm2(这时的平板玻璃支承成图2所示形式，其中平板玻璃具有的与窗框结合的深度(称作相对范围)d约为10mm，而板边区则安装在导热性极佳的金属支承件9中)，不然玻璃就可能破裂。由于本发明的热增强处理能提供17～25kgf/mm2的表面压应力。结合如上所述的由于精抛光平板玻璃板边所增加的4kgf/mm2的板边强度，就能获得实际上是21～29kgf/mm2的板边强度。这样，平板玻璃就能无问题地用作甲级与乙级防火门(也就是根据ISO834所提供的标准火焰温度曲线加热时，分别保持30分钟与60分钟的防火能力)。当此热增强处理的表面压应力超过25kgf/mm2时，作用到平板玻璃上的表面压应力就会变得不匀而造成缺陷。
当把平板玻璃由调节到约15mm的相对范围支承时，就会使平板玻璃的板边与中心区之间的温差略为增加。这就要求表面压应力至少为18kgf/mm2。
当相对范围d约为15mm而不用金属支承件提供支承时(参看图3)，就需有至少为22kgf/mm2的表面压应力。
这就是说，此种平板玻璃不论是在上述哪一种支承状态下，都能无问题地用作甲级和乙级防火门。
当精抛光步骤是用布轮抛光时，则研磨表面上的不平度可以抛光到几个微米的量级。于是边界上就不会有研磨时造成的大的研磨槽，这样就能抑止应力集中到平板玻璃的研磨槽上，使平板玻璃的板边强度提高。
当精抛光步骤是基于热熔时，精抛光过的端面可与平板玻璃的表面相当，由此而提高了平板玻璃的板边强度。
当精抛光步骤是基于化学溶解时，此步骤本身可按简单的作业程序进行，以提高精抛光平板玻璃板边的作业效率。
最好是在至少一个表面的板边区中形成暗色层。
这就是说，为了在发生火灾时减小平板玻璃的板边与中央区之间发生的温度差，例如最好是在至少这样一个表面上于边缘区中形成暗色层。这样能改进平板玻璃的热吸收。结果发生在平板玻璃板边区中的热应力能减小到最大约3kgf/mm2。
上述暗色层例如可用陶瓷坯泥经印刷方法形成。最好是沿平板玻璃的四边形成距其边缘宽度约30～50mm的上述暗色层。此外，还最好是使这种暗色层的颜色越朝向板边上越浓。
当把这种平板玻璃用作复层窗玻璃时，它在作为防火玻璃时的性能还可得到进一步改进。
附图简述
图1(a)与1(b)示意地表明精抛光热增强平板玻璃的板边区的方法；图2是第一实施形式的防火门主要部分的剖面图；图3是第二实施形式的防火门的主要部分的剖面图；图4是示明另一实施形式中平板玻璃安装情况的剖面图；图5是示明又一实施形式中平板玻璃安装情况的剖面图；图6示意地表明具有暗颜色层的热增强平板玻璃；而图7示明地表明又一实施形式中精抛光热增强平板玻璃端面的方法。
实施本发明的最佳方式下面参看附图描述本发明实施形式。
第一实施形式图2示明一防火门4，它具有以板边2安装于框架1中的本发明一实施形式的热增强平板玻璃3。
框架1包括形成门框部分的环形主框体5。主框体5有能以可分离方式装于其内边框上用来将平板玻璃3保持于主框体5上的保持件6。
考虑到火灾时也能将平板玻璃3支承于原来位置，主框体5与保持件6都是由金属形成。保持件6由一对角状件装附到主框体5上构成，其间界定出一保持平板玻璃3板边2的空间7。
空间7中安装着嵌件8(它们是在空间7中设于框架1的下侧)，这种嵌件由氯丁橡胶制成，具有保护平板玻璃3板边的功能；还安装着金属支承件9，其间夹置着板边2并将其固定到保持件6上。
金属支承件9由薄金属板形成，用来在平板玻璃3位于空间7中时弹性地保持并固定板边2具体地说，支承件9的长度基本上延伸到板边2的全长。如图所示，当从板边2的长度方向看过去时支承件9具有弯“U”字剖面(除掉了上边的六边形)。“U”形的相对端分别与平板玻璃3的前面和后面作线接触。而其外侧尺寸则大于空间7的宽度。当它装配到空间7中时，支承着板边2，并于支承方向接受保持件6的压制力，牢靠地夹持住平板玻璃3。这样在着火时可防板边因热变形而脱落。
由例如铁、不锈钢、钢、铜、铝或铝合金等形成的金属支承件9，能迅速地适应环境温度。例如在火灾时，易将热传导给被支承的平板玻璃3的板边，抑制此板边与中央区的温差，由此而减小破裂的几率。由板边产生的应力来表述的抗破裂强度是在正常支承状态下产生22kgf/mm2的应力，此时相对范围d是平板玻璃3与保持件6相对约15mm，如附图所示。当相对范围d浅到约10mm时，就会在玻璃板3的中央区与板边间发生小的温差。结果所产生的应力便减少约1kgf/mm2而成为21kgf/mm2。
下面说明平板玻璃3。
使钠钙玻璃经过后述的板边精抛光过程，然后根据不使用吊钩的制造方法进行热增强处理，从而形成平板玻璃3。
平板玻璃3经研磨处理使端面3a平滑化，达到≤0.05mm而最好是≤0.04mm的最大表面不平度，然后进行精抛光处理，使平板玻璃3的端面3a与前和后表面平面3b间的边界3c比起在上述研磨处理中要更进一步平滑化，使最大表面不平度≤0.007mm。
具体如图1(a)所示，研磨处理是根据平面转动的管形砂轮式研磨方法进行，研磨时应用绕轴转动的管形砂轮12的外周面。管形砂轮10的外周表面这样形成，使其在轴向上的外径尺寸于中间位置与相对侧位置都相同，而将平板玻璃3的端面3a磨成平坦面。管形砂轮10的外周面则形成为比#200细的，而最好是比#220细的研磨部。
按上述研磨方法研磨成的端面3a是平齐的，具有的表面不平度约为0.05mm，而最好是约为0.03mm。由于这是非常细微的不平度，就易避免平板玻璃3内应力的集中。此外，在装配此玻璃板时也不易产生因玻璃自重形成的工作应力。
上述研磨过程的研磨方向设定为平板玻璃3端面3a的纵向。这样就在端面3a的纵向中形成了纹理(凹痕)。它有助于避免热破坏力的集中与其沿平板玻璃3的板面起作用。
如图1(b)所示，精抛光处理是用根据布轮研磨的方法进行。研磨中利用在两个转动轴上转动的磨带11的外周面进行。布轮研磨也称作高质量精抛光，其中用到羊皮形成的磨带11。进行研磨时，将氧化铈(极细粒度的磨粉)的水溶液涂布到拟研磨的部分上，结果可以获得细至3～7μm的表面不平度(这几乎是平板玻璃前与后表面的不平度)，可以产生光泽表面和避免边界3c上着内应力集中。按强度计，约为4kgf/mm2。
在上述研磨和精抛光处理中，能够避免内应力集中于平板玻璃3的板边2上，特别是易于避免内应力集中作用于平板玻璃的板面。结果平板玻璃就不易在火焰的加热下破裂。业已证明，据算为热增强处理所施加的应力时，约能松释4kgf/mm2的应力。
为将玻璃板用作根据日本建设者告示No.1125的防火实验中的甲级和乙级防火门，必须确保平板玻璃的板边强度至少为26kgf/mm2(当上述相对范围d约为15mm时)。本实施形式中的平板玻璃3在使用金属支承件9时能够保证4kgf/mm2的板边强度，而采用精抛光的端面2可以保证4kgf/mm2的板边强度。于是，通过热增强处理可以至少增强18kgf/mm2。当相对范围d浅至约10mm，则平板玻璃3的中央区与板边间的温度差减至最低限度，于是通过热增强处理至少可以增强17kgf/mm2。
这样，此平板玻璃3的热增强处理并不需要传统标准的将平板玻璃3加热到760℃同时从喷嘴以950mmAq背压吹送冷风，而是可以例如采用低于玻璃软化点(720～730℃)的加热温度和应用500mmAq背压的冷风，来确保所需的板边强度。于是，通过防止平板玻璃因热增强处理致质量降低(玻璃表面平滑度降低和玻璃板翘曲)，而可以提高产品的合格率。同时远能减少热增强处理设备的运行费用。
平板玻璃3的板边强度(表面压应力)是用全反射应力测量法测量的，进行测量时，是将折射率略大于待测平板玻璃的棱镜置于此平板玻璃的表面上。使聚焦到测量点上的圆偏振光束以近似于全反射临界角的角度入射。在据已知应力投准的分度仪表上，测量反射光观测望远镜视场中出现的明暗全反射界线间的偏差量。
第二实施形式图3示明不使用金属支承件9来支承平板玻璃3的支承结构，其中将陶瓷绳(S1)与陶瓷纸(S2)充填于平板玻璃3和保持件6之间的空间7内。在相对范围d约15mm的正常支承状态下，通过精抛光平板玻璃3的端面3a可以确保4kgf/mm2的板边强度。于是通过热增强处理可以至光增强22kgf/mm2。当相对范围d浅至约10mm，平板玻璃3中央区与板边间的温度差减至最小程度，于是通过热增强处理至少可增强20kgf/mm2。
其它实施形式下面说明其它实施形式(1)研磨处理不限于上述实施形式中所述根据平面转动管形砂轮式的研磨。例如，可以结合采用杯形砂轮(砂轮表面上安装研磨金刚石或油石)的研磨方法(参看图7)、或结合采用布轮研磨方法、或并用上述各研磨方法。精抛光方法也不限于上述实施形式中所述的布轮研磨方法。例如平板玻璃3的板边2可以部分加热熔融，或可采用化学溶解。简言之，目的是使端面3a形成为平坦的，且最大表面不平度≤0.05mm而最好是≤0.04mm，同时边界3c则精抛光到最大表面不平度≤0.007mm。
(2)平板玻璃3装附到主框体5的方法也不限于前述实施形式。如图4所示，例如能够用一种与主框体5接触的弹性的金属支承件(9a)作为固定手段。这样就可有效地将对于主框体5的辐射热从金属支承件(9a)传导到平板玻璃3的板边。平板玻璃3的中央区与板边间温度差的下降也就减少了平板玻璃的破裂几率。在另一种装附实施形式中。如图5所示，通过使一弹性金属支承件(9b)与主框体5的压接边缘(5a)配合，同时使用一种不燃的板(例如硅酸钙板)，可以实现夹持固定。
(3)如图6所示，可以在其端面3a经过研磨处理和热增强处理的平板玻璃3的板边区域上，形成暗色层19。具体地说，此暗色层是用丝网印法形成的。这首先将一块板放到平板玻璃3上，然后在压力下将橡皮辊(未示明)在该板上滑动，使印刷油墨从孔中排出而印到平板玻璃3的板边区上。当平板玻璃3干燥后，再使平板玻璃3加热到200～250℃使油墨烧烤上。印刷油墨的印刷可以与平板玻璃3的热增强处理同时进行。
此暗色层19也不限于上述实施形式中将其形成于平板玻璃3的一面上，而是可以形成到两面上的。暗色层19的形成方法也不限于上述实施形式所述的丝网印法。例如，可在事先于平板玻璃待印刷的部位上设置掩模，然后用喷印法来形成暗色层。用作此暗色层19的颜料不限于前述实施形式中所述的无机材料，也可以含有最大比例范围≤50％的有机材料。
(4)平板玻璃3不限于前述实施形式中由采用吊钩的制造方法来进行热增强处理。例如也可采用在将平板玻璃于水平输送辊上进行输送的同时进行水平增强的方法。
(5)平板玻璃3不限于前述实施形式中所述单片平板玻璃，而可以是具有两或多块平板玻璃的每层玻璃，其中至少有一块平板玻璃接收过热增强处理，而其它的平板玻璃例如可以是夹丝玻璃。
(6)所述嵌件不限于采用氯丁橡胶，也可以由氟橡胶、氯乙烯弹性材料或偏二氯乙烯弹性材料制成。
权利要求
1.整个表面经热增强处理过的热增强平板玻璃，此热增强平板玻璃的特征在于，所述平板玻璃(3)具有基本上均匀地施加到其整个表面上的17～25kgf/mm2的表面压应力，而平板玻璃(3)的端面(3a)是由沿其纵向进行研磨处理形成，平板玻璃(3)的端面(3a)与前和后表面(3b)间的边界(3c)也是由研磨处理形成。
2.权利要求1所述的热增强平板玻璃，其中平板玻璃(3)的端面(3a)精抛光至最大表面不平度≤0.05mm，而平板玻璃(3)的端面(3a)与前和后表面(3b)间的边界(3c)抛光至最大表面不平度≤0.007mm。
3.权利要求1所述的热增强平板玻璃，其中在所述表面(3b)中至少一个之上的板边区域中形成有暗色层(19)。
4.权利要求1所述的热增强平板玻璃，其中的平板玻璃(3)是复层窗玻璃。
全文摘要
本发明涉及整个表面已经过热增强处理的热增强平板玻璃及其板边区的精抛光方法。传统上，为能用于防火门或防火窗，必须将平板玻璃在远超过玻璃软化点的温度范围(约760℃)加热，同时在950mmAq的很高背压下将冷风吹至一连续风冷却来进行热增强处理，其结果将损失玻璃表面的平度并翘曲到影响图像反射。本发明使平板玻璃(3)的端面(3a)形成平坦状并精抛光至最大表面不平度≤0.05mm，同时使平板玻璃(3)的端面(3a)与前和后表面(3b)间的边界(3c)精抛光至最大表面不平度≤0.007mm。这样，虽然此平板玻璃尽管是用较现有技术简便的方法作热增强处理，但都能保持其作为防火玻璃的性能。于是现在可以提供质量提高了的平板玻璃，同时能降低热增强处理设备的运行费用，并减少装配平板玻璃时因平板玻璃自重造成的工作应力。
文档编号B24B9/10GK1515776SQ200310114229
公开日2004年7月28日 申请日期1997年4月7日 优先权日1996年4月11日
发明者杉浦公成 申请人:日本板硝子株式会社