熱間曲げ焼鈍ガラスへのアプローチ

日付: 2020 年 5 月 26 日

GPD 2017で初発表

湾曲した幾何学形状を備えた透明な建物外板の現代の建築デザインは、業界に挑戦しています。 幾何学的な合理化を平面ガラス、冷間曲げガラス、または強化熱間曲げ曲面ガラスと組み合わせて使用​​するアプローチは、幾何学的な制約と結びついており、必ずしも建築的に望ましいとは限りません。 熱間曲げアニールガラスは、設計の自由度をさらに広げ、特に建物の外板ガラスの二軸性や曲率を高めます。

この文書では、標準や規格がない場合に、湾曲熱間曲げガラス業界で現在適用されているエンジニアリング アプローチの概要を説明します。 熱曲げアニールガラス用途の設計の詳細が強調表示され、テスト結果が表示されます。 これは、研究プロジェクト、エンジニアリング ツール、およびプロジェクト固有のテストに関する現在入手可能な知識を使用して、革新的な焼き鈍し曲面ガラスのアプリケーションをどのように実現できるかについての経験レポートです。

ここ数年、ファサード業界は建物の外壁が湾曲する傾向に直面しています。 建物の特に幾何学的に複雑な特徴要素は、ユニークで透明なエンクロージャを作成することを目的とした曲面ガラスの予定された用途です (図 1 および 2)。

図 2 (右) 自由成形熱曲げアニールガラス、コンフリュアンス美術館、リヨン (フランス) ©Karin Jobst

最近のテクノロジーが湾曲したエンベロープを解決する幅広い機会を提供しているとしても、次の制限とアプローチ特有の点に示されているように、極端な湾曲を作成するには熱間曲げアニール ガラスの使用が不可欠です。

1) 強化曲面ガラス: ガラス全体のサイズと製造可能な半径は、一般に製造プロセスによって制限されます。 円筒曲面ガラスは、半径が小さすぎず (通常、R>1000mm)、曲げ角度が一定の制限を超えない場合、熱強化ガラスおよび完全強化ガラスとして製造できます [1]。

一方、二重曲面ガラスは、少数のサプライヤーによって大規模な半径の熱強化ガラスとして製造することもできます。 調整可能なローラーにより、曲面ガラス製品の強化プロセスを実現できます。 それにもかかわらず、板ガラス製品に比べて、急冷や温度管理が製造プロセスの難しさをもたらします。

したがって、形状とサイズの制限は、ガラス供給業者と緊密に連携して常に検証する必要があります。 加工による局所的な歪みにより、視覚的なガラスの品質が低下しますが、焼きなまされた曲面ガラスと比較すると、その品質はほとんど低下します。 ソフトコーティングとフリットは通常、湾曲した強化ガラス製品の凹面にのみ実行可能です（ハードコーティングは凸面にも適用できます）。

2) 冷間曲げ (冷間反り加工を含む): 通常、平面状の強化ガラスは現場で必要な形状に強制加工されます。 曲げ加工により、ガラスの構築にさらなる制約が生じます。 したがって、低い曲率のみを実現できます (図 4)。

曲げの程度は、ガラスに長期にわたって導入される追加の応力、断熱ガラスユニットの場合は変形したエッジシールの機械的および気密性の特性、合わせガラスの場合は層間接続の機械的特性によって制限されます。 さらに、冷間曲げアプローチを使用すると、形状と安定性への影響を考慮する必要があります。

ラミネート時の冷間曲げの製造も、低曲率ガラスのみを可能にする技術であり [2]、現場での冷間曲げと比較して工場生産品です。 技術の複雑さ（冷間曲げや積層後のスプリングバック効果など）により、サプライヤーの数は限られています。

両方の冷間曲げ技術の実現可能な曲率は、現場での曲げでも、工場での製造でも、同じ範囲内にあります。 冷間曲げアプローチの主な利点は、高い光学品質と実現可能なガラス構成 (フリット、コーティングなど) の自由度です。 一般的な生産性の制限は、板ガラス製品と同様です。