CN105189375B - 玻璃板的制造装置以及玻璃板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
在支承辊配置例1中,在玻璃带(G)的流入侧设置陶瓷制支承辊(40A),在玻璃带(G)的流动方向的下游侧设置金属制的支承辊(40)。在支承辊(40‑1)和(40‑2)的下游所配置的陶瓷制支承辊(40A‑1)和(40A‑2)配置成使陶瓷制旋转构件(50A‑1)和(50A‑2)的辊痕(100)和(110)与在上游侧所配置的支承辊(40‑1)和(40‑2)的辊痕的凹坑(102)和(112)相重叠。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃板的制造装置以及玻璃板的制造方法。
背景技术
作为玻璃板的成形方法,广泛使用浮法。浮法是将熔融玻璃导入至收纳于浴槽内的熔融金属(例如熔融锡)上,使熔融玻璃沿规定方向流动,制成带板状的玻璃带的方法。玻璃带在沿水平方向流动的过程中被慢慢冷却后,通过提升辊从熔融金属中被提起,在退火炉内退火,形成板状玻璃。板状玻璃从退火炉被搬出后,利用切割机切割成规定的尺寸形状,制成制品玻璃板。
可是,处于比平衡厚度薄的状态的玻璃带有沿宽度方向收缩的倾向。如果收缩过大,则会导致制品玻璃板的厚度比目标厚度厚。
于是,为了抑制玻璃带的宽度方向的收缩,一直以来采用支承玻璃带的支承辊(例如参照专利文献1)。支承辊也称为上辊(日文:アッパロール)或顶辊(日文:トップロール),在玻璃带的宽度方向两侧设置多对,在宽度方向上对玻璃带施加张力。
支承辊在前端部具有与玻璃带的表面接触的旋转构件。旋转构件呈例如圆盘状,且在外周具有齿轮状的凹凸部。凹凸部的凸部陷入玻璃带中,由此抑制玻璃带的收缩。
玻璃板的制造装置中,多个支承辊插入浮法锡槽内,通过使基于各支承辊的张力作用于玻璃带的边缘区域(边缘部),将玻璃带成形为规定的厚度。此外,各支承辊由金属形成,在与被加热至高温(例如700℃~1050℃)的玻璃带接触时,齿轮状的凹凸部可能会变形。因此,将支承辊的轴的内部设为双重结构,形成冷却液的通路,向轴内部的通路内供给冷却液来冷却支承辊。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2011-225386号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
在玻璃板的制造装置中,在玻璃带的边缘区域残留有因支承辊的凸部陷入而形成的接触痕迹,而且支承辊被冷却,所以玻璃带的边缘区域的温度降低,边缘区域的接触痕迹的表面变硬。因此,以往,如图14所示,通过使多个支承辊40-1~40-4的旋转构件50-1~50-4的各接触位置错开,以使下游侧的支承辊不与由上游侧的支承辊产生的接触痕迹、即辊痕120接触的方式进行配置。此外,在搬运玻璃带的下游的工序中,将边缘区域削除,将剩余的平坦部分作为制品搬出。
以往,将多个支承辊的接触位置以不重叠的方式错开,所以因为玻璃带的边缘区域增加,存在能作为制品使用的区域(除边缘区域外的区域)变窄、生产率和成品率下降的问题。
于是,本发明的目的是提供解决上述技术问题的玻璃板的制造装置以及玻璃板的制造方法。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述技术问题,本发明具有以下的构成。
根据一个形态,提供一种玻璃板的制造装置,其为从浮法锡槽的流入口向浮法锡槽内的熔融金属上供给熔融玻璃,使配置在上述浮法锡槽的两侧的多个支承辊的旋转构件与在上述熔融金属上流动的玻璃带接触,将上述玻璃带沿横宽方向扩展而成形为规定厚度的玻璃板的制造装置,其中,将至少一个陶瓷制支承辊与上述玻璃带接触的位置配置成和在上述玻璃带的流动方向的上游侧所配置的其他支承辊中的至少一个支承辊与上述玻璃带接触的位置重叠。
发明效果
根据本发明,能够使熔融玻璃的表面残留的辊痕的宽度变窄,在制品化的过程中所切割掉的不要部分减少,能够增加制品区域的面积,提高生产率和成品率。
附图说明
图1是从上方观察实施方式1的玻璃板的制造装置的简略结构的一例的横剖视图。
图2是表示实施方式1的玻璃板的制造装置的支承辊的安装结构的一例的局部纵剖视图。
图3是从轴向观察支承辊的旋转构件的图。
图4是表示支承辊的旋转构件的截面形状的纵剖视图。
图5是表示实施方式1的玻璃板的制造装置的陶瓷制支承辊的安装结构的一例的局部纵剖视图。
图6是从轴向观察陶瓷制旋转构件的主视图。
图7是表示陶瓷制旋转构件的截面形状的纵剖视图。
图8是多个支承辊的配置例1以及从上方观察在玻璃带上所形成的辊痕的图。
图9是比较以往的辊痕和配置例1的辊痕的玻璃带的纵剖视图。
图10是支承辊的另一配置例2以及从上方观察在玻璃带上所形成的辊痕的图。
图11是比较以往的辊痕和配置例2的辊痕的玻璃带的纵剖视图。
图12是支承辊的另一配置例3以及从上方观察在玻璃带上所形成的辊痕的图。
图13是比较以往的辊痕和配置例3的辊痕的玻璃带的纵剖视图。
图14是以往的支承辊的配置例以及从上方观察在玻璃带上所形成的辊痕的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的一实施方式进行说明。以下的附图中,对相同的或相应的结构标以相同的或相应的符号,并省略其说明。
〔实施方式1〕
图1是从上方观察实施方式1的玻璃板的制造装置10的简略结构的一例的横剖视图。如后所述,本实施方式的玻璃板的制造装置10具有多个支承辊40和陶瓷制支承辊40A。图2是表示实施方式1的玻璃板的制造装置的支承辊40的安装结构的一例的局部纵剖视图。图5是表示实施方式1的玻璃板的制造装置10的陶瓷制支承辊40A的安装结构的一例的局部纵剖视图。
如图1和图2所示,玻璃板的制造装置10是通过浮法制造玻璃板的装置,其具有如下结构:在将熔融玻璃导入熔融锡浴并成形为玻璃带G后,进行将玻璃带G的温度慢慢降低的退火。
在玻璃板的制造装置10的上游侧设置有生成熔融玻璃的熔融窑。
玻璃板的制造装置10具有浮法锡槽20。浮法锡槽20由收纳熔融金属(例如熔融锡)S的浴槽22、沿着浴槽22的外周上缘而设置的侧壁24、以及与侧壁24连接且覆盖浴槽22的上方的顶26等构成。在顶26设有向在浴槽22和天井26之间所形成的空间28内供给还原性气体的气体供给通路30。此外,在气体供给通路30中插入有作为加热源的加热器32,加热器32的发热部32a配置在熔融金属S和玻璃带G的上方。
使用上述制造装置10的成形方法是如下方法:将熔融玻璃从浮法锡槽20的流入口导入到熔融金属(例如熔融锡)S上,使该熔融玻璃沿规定方向流动,从而制成带板状的玻璃带G。玻璃带G在向下游方向(图1中的X方向)流动的过程中被冷却后,通过提升辊从熔融金属S被提起,在退火炉内退火,形成板状玻璃。板状玻璃从退火炉被搬出后,利用切割机切割成规定的尺寸形状,制成制品玻璃板。
为了防止熔融金属S的氧化,浮法锡槽20内的空间28充满了自气体供给通路30供给的还原性气体。还原性气体包含例如1~15体积%的氢气和85~99体积%的氮气。为了防止大气从侧壁24的间隙等混入,浮法锡槽20内的空间28设定为比大气压高的气压。
为了调节浮法锡槽20内的温度分布,例如在玻璃带G的流动方向(X方向)和宽度方向(Y方向)上隔以间隔设置多个加热器32。加热器32的输出功率受到控制,使得越靠近玻璃带G的流动方向(X方向)上游侧,玻璃带G的温度越高。此外,加热器32的输出功率被控制成使玻璃带G的温度在宽度方向(Y方向)上均匀或带有分布。
浮法锡槽20的内部具有:如上所述供给熔融玻璃的低粘性区域即供给区域L1、将在熔融金属S上流动的玻璃带G向左右两侧(横宽方向)扩展而成形为规定的厚度的成形区域L2、和对玻璃带G进行退火的退火区域L3。在各区域L1~L3的顶26配置多个加热器32。此外,在各区域控制由各加热器32产生的加热量,通过调整通过各区域L1~L3的玻璃带G的温度,来控制玻璃带G的粘性。
供给至供给区域L1的熔融玻璃的温度是例如1050~1150℃,但是,退火区域L3的玻璃带G的温度在钠钙玻璃(soda-lime glass)的情况下调整为例如736℃,在无碱玻璃的情况下调整为例如937℃。
为了抑制浮法锡槽20内的玻璃带G沿宽度方向收缩,成形区域L2具有抑制玻璃带G的横宽方向的收缩的多个支承辊40和陶瓷制支承辊40A。各支承辊40和陶瓷制支承辊40A如图2和图5所示,在玻璃带G的宽度方向两侧贯穿侧壁24而插入浮法锡槽20内,在宽度方向(图中的Y方向)上对玻璃带G施加张力。
在成形区域L2中,玻璃带G的粘度是例如104.5~107.5dPa·s。关于成形区域L2的玻璃带G的温度,例如在钠钙玻璃的情况下是744~976℃,在无碱玻璃的情况下是946~1207℃。
如图2所示,支承辊40在前端部具有与玻璃带G接触的旋转构件50。同样地,如图5所示,陶瓷制支承辊40A在前端部具有与玻璃带G接触的陶瓷制旋转构件50A。旋转构件50和陶瓷制旋转构件50A通过与玻璃带G的上表面(比边缘部靠近内侧的上表面)的摩擦,以使玻璃带G在宽度方向上不收缩的方式支承玻璃带G的宽度方向端部。此外,旋转构件50和陶瓷制旋转构件50A通过旋转,将玻璃带G沿规定方向送出。
〔支承辊40的结构〕
如图2所示,支承辊40主要由旋转构件50、连接构件60和轴构件70构成。轴构件70的前端贯穿浴槽22的侧壁24而插入浮法锡槽20内,基端与配置在侧壁24外侧的驱动装置34连接。
〔旋转构件50〕
如图3所示,旋转构件50呈金属制圆盘状,旋转构件50的中心轴线和轴构件70的中心轴线在同一直线上。此外,如图1所示,旋转构件50在外周与玻璃带G的左右两侧边缘部(在产品化的过程中被切割掉的不要部分)的表面(本实施方式中是上表面)接触。旋转构件50通过旋转,将玻璃带G沿规定方向(X方向)送出。
旋转构件50中,例如如图3所示,在外周具有齿轮状的凹凸52。通过凹凸52,旋转构件50容易陷入玻璃带G的两侧边缘部。此外,凹凸52的凸部52a的前端是尖细形状,所以能够与玻璃带G的表面机械地卡合并向Y方向传递张力,同时还能切实地向X方向传递驱动力。此外,凹凸52的凸部52a没有特别限定,例如如图4所示,可形成为尖细状(例如四棱锥状)。齿轮状的凹凸52在旋转构件50的外周形成有一列,但也可形成多列。
〔轴构件70〕
图3是表示本实施方式的一实施方式的支承辊40的主视图。图4是沿着图3的IV-IV线的截面的局部放大图。
虽然没有图示,但轴构件70在内部具有制冷剂流路,通过在制冷剂流路中流动的制冷剂进行冷却,可以由不锈钢(日本工业标准(JIS)中表示为SUS的钢材)或碳钢(日本工业标准(JIS)中表示为SC的钢材)等金属材料形成。在轴构件70的外周可以卷绕隔热材料等。
轴构件70是例如双重管,由内管和外管构成。由内管的内侧空间和在内管的外周面与外管的内周面之间所形成的空间构成制冷剂流路。
作为制冷剂,可使用水等液体或空气等气体。制冷剂通过内管的内侧空间,被供给至连接构件60和旋转构件50的内侧空间后,通过在内管的外周面和外管的内周面之间所形成的空间,被排出到外部。被排出到外部的制冷剂可以由冷却器冷却,再次回流至内管的内侧空间。此外,制冷剂的流动方向可以是反方向。通过该制冷剂的供给将支承辊40冷却,因与玻璃带G接触而引起的温度上升得到缓和。
如图2所示,轴构件70贯穿侧壁24,在浮法锡槽20的外部,与由电动机和减速机等构成的驱动装置34连接。通过使驱动装置34工作,以轴构件70的中心轴线为中心,轴构件70、连接构件60和旋转构件50一体地旋转。
从而,旋转构件50一边旋转一边通过制冷剂的供给而被冷却,可以与玻璃带G的表面(上表面)卡合而施加Y方向的张力。此时,玻璃带G的表面(上表面)通过与旋转构件50接触而表面温度降低,粘性变高。此外,因凸部52a陷入而形成的凹坑(辊痕)断断续续地残留在玻璃带G的表面(上表面)上。
连接构件60是将轴构件70和旋转构件50连接的构件。连接构件60在内部具有与轴构件70的制冷剂流路连通的内侧空间。连接构件60呈例如筒状,连接构件60的轴构件70侧的端部的外径和内径分别与轴构件70的外管的外径和内径相同。连接构件60与轴构件70的外管对接,例如通过焊接同轴地连接。优选连接构件60是容易与轴构件70焊接的材质,更优选两者由同一材料形成。
〔连接构件60〕
如图4所示,连接构件60最好与轴构件70一体化,在内部具有与轴构件70的制冷剂流路连通的未图示的内侧空间。因为制冷剂在在内侧空间流动,所以连接构件60最好由钢或耐热合金等金属材料形成。旋转构件50以能够拆卸的方式安装在连接构件60上。
连接构件60一体地具有:与轴构件70一体化的轴部62;从轴部62的前端部向轴部62的径向外方突出的环状的凸缘部63;和从轴部62的前端部与轴部62同轴地延伸的杆部64。
轴部62与轴构件70对接,例如通过焊接而一体化。在轴部62最好设置与轴构件70的制冷剂流路连通的未图示的制冷剂流路。
凸缘部63从轴部62的前端部(与轴构件70相反侧的端部)向轴部62的径向外方突出。在凸缘部63最好设置有与轴构件70的制冷剂流路连通的未图示的制冷剂流路。
杆部64从轴部62的前端部与轴部62同轴地延伸。在杆部64最好设置与轴构件70的制冷剂流路连通的未图示的制冷剂流路。如图4所示,杆部64贯穿旋转构件50,在前端部具有阳螺纹部。通过被紧固在阳螺纹部的螺母41和凸缘部63,旋转构件50的轴向移动受到限制。通过将螺母41从阳螺纹部卸下,能够进行旋转构件50的拆卸。
连接构件60具有轴部67和68,轴部67和68被固定在凸缘部63的前端侧的面上,且与杆部64的中心轴线平行。通过轴部67和68、杆部64,能够使连接构件60和旋转构件50一体地旋转。
如图4所示,轴部67和68分别贯穿旋转构件50,在前端部具有阳螺纹部。通过被紧固在阳螺纹部的螺母42及43和凸缘部63,旋转构件50的轴向移动受到限制。通过将螺母42和43从阳螺纹部卸下,能够进行旋转构件50的拆卸。
〔驱动装置34〕
如图2所示,驱动装置34具有驱动轴构件70旋转的驱动电动机。驱动装置34被控制为与玻璃带G的移动速度相应的转速,通过轴构件70、连接构件60将旋转构件50的旋转驱动力传递至玻璃带G,控制玻璃带G的移动速度。
〔陶瓷制支承辊40A的结构〕
图5是表示实施方式1的玻璃板的制造装置10的陶瓷制支承辊40A的安装结构的一例的局部纵剖视图。如图5所示,陶瓷制支承辊40A主要由陶瓷制旋转构件50A、连接构件60A和轴构件70A构成。轴构件70A的前端贯穿浴槽22的侧壁24而插入浮法锡槽20内,基端与配置在侧壁24外侧的驱动装置34连接。
〔陶瓷制旋转构件50A〕
图6是表示陶瓷制旋转构件50A的主视图。图7(a)~(c)是沿着图6的VI-VI线的陶瓷制旋转构件50A的纵剖视图的例子。
如图6所示,陶瓷制旋转构件50A与上述的金属制的旋转构件50同样地通过连接构件60A与轴构件70A连接。陶瓷具有高的耐热性(虽因材质而不同,但熔融温度约为2000~3000℃)。因此,陶瓷制旋转构件50A因为具有能耐受玻璃带G的温度(例如1050~1150℃)的足够的耐热性,所以没有必要在连接构件60A和轴构件70A的内部设置用于流通制冷剂的通路。因此,陶瓷制旋转构件50A在与玻璃带G接触时,能够在不降低玻璃温度的情况下维持高温,或在材质上即使在外周不设置凹凸也能获得对玻璃带G的摩擦力。
可以在陶瓷制旋转构件50A的外周面设置多个高度为0.1~10mm的突起,也可以在旋转构件50的外周面设置多个深度为0.1~10mm的槽。此外,可以在旋转构件50的外周面同时设置突起和槽。突起的高度及槽的深度以旋转构件50的外周面为基准进行测量。突起的高度及槽的深度比图7(a)所示的半径r、图7(b)所示的曲率半径Ra以及图7(c)所示的Rb、Rc小。由此,通过在外周面设置小的突起、槽,在玻璃带G的表面产生摩擦力。
例如如图7(a)所示,陶瓷制旋转构件50A的外周面56A整周都是截面形状呈朝径向外方凸的弯曲状。陶瓷制旋转构件50A的外周面56A形成为具有规定的曲率半径的曲面,轴向中央部与轴向两端部相比朝径向外方突出。
因此,陶瓷制旋转构件50A的外周面56A与玻璃带G的左右两侧边缘部(在制品化的过程中被切割掉的边缘损失部分)的表面接触时,产生由玻璃带G的粘性引起的摩擦力,能够传递旋转驱动力。其原因是:因为在陶瓷制旋转构件50A的内部没有制冷剂流动,所以在陶瓷制旋转构件50A的附近玻璃带G不会被强烈冷却,维持高温状态且由高粘性得到该摩擦力。
因为外周面56A是宽幅形状,所以在与玻璃带G的表面接触时,在玻璃带G的表面残留与外周面56A的曲面相应的平缓的凹坑(辊痕)。
例如,如图7(b)所示,上述凸的弯曲状的曲率半径Ra在考虑与玻璃带G卡合时的抓持力(日文:グリップ力)时优选为R1~R100mm,更优选R3~R50mm,进一步优选R5~R30mm,特别优选R10~R20mm。上述凸的弯曲状中,例如如图7(c)所示,上述轴向中央部的曲率半径Rb和上述轴向两端部的曲率半径Rc可以是复合R。此时,曲率半径Rb、Rc均优选为R1~R100mm,更优选R3~R50mm,进一步优选R5~R30mm,特别优选R10~R20mm。此外,上述凸的弯曲状中,一部分可以具有平坦部,但没有平坦部的情况下,与玻璃带G卡合时的抓持力更稳定,所以优选。
若考虑与玻璃带G卡合时的抓持力,则图7(b)所示的上述凸的弯曲状中的陶瓷制旋转构件50A的半径方向的宽度d优选为0.5mm以上,更优选1mm以上,进一步优选2mm以上。同样地,上述凸的弯曲状中的陶瓷制旋转构件50A的半径方向的宽度d优选为5mm以下,更优选4mm以下。
关于图7(b)所示的陶瓷制旋转构件50A的半径r,若考虑防止连接构件和玻璃带G接触及轴构件70的水平性,则优选在100mm以上,更优选150mm以上,进一步优选180mm以上,若考虑陶瓷制旋转构件50A和玻璃带G的位置调整及陶瓷制旋转构件50A的旋转速度的微调,则优选在350mm以下,更优选300mm以下,进一步优选270mm以下。
关于陶瓷制旋转构件50A的外周面的厚度w(图5中的Y方向的宽度),若考虑与玻璃带G卡合时的抓持力,则优选在5mm以上,更优选10mm以上,进一步优选15mm以上,特别优选30mm以上,若考虑提高玻璃带G的平坦性及防止不需要的抓持宽度的扩大,则优选在120mm以下,更优选100mm以下,进一步优选80mm以下,还进一步优选60mm以下,特别优选40mm以下。
这样,如图7(a)~(c)所示,陶瓷制旋转构件50A的外周面56A整周都是截面形状呈朝径向外方凸的弯曲状,没有齿轮状的凹凸,所以不易破损,可降低成形及加工成本。此外,图7(a)~(c)的结构的情况下,能稳定地将玻璃带G成形为板状玻璃,所以优选。
如上所述,陶瓷制旋转构件50A在内部不具有制冷剂流路,由陶瓷形成。陶瓷与以往的钢及耐热合金等金属相比,高温强度高,所以不需要以往所必需的制冷剂流路。因此,因为制冷剂不在陶瓷制旋转构件50A的内部流动,所以在陶瓷制旋转构件50A的附近,玻璃带G不易被强烈冷却。其结果是,玻璃带G的温度以及玻璃带G的厚度变得稳定,所以制品玻璃板的平坦性提高。此外,在陶瓷制旋转构件50A的附近,玻璃带G不易被强烈冷却、不易变硬,所以通过由陶瓷制旋转构件50A的外周面56A与所接触的玻璃带G的密合性提高而产生的摩擦力,陶瓷制旋转构件50A对玻璃带G的抓持性提高。由该无冷却产生的效果在玻璃带G的温度变低的、流动方向下游侧是显著的。
作为陶瓷,没有特别限定,可使用例如碳化硅(SiC)质陶瓷、氮化硅(Si3N4)质陶瓷等。碳化硅及氮化硅对熔融金属S的飞沫及熔融金属S的蒸气的耐性高,此外,高温强度和蠕变特性优异。
陶瓷的种类可根据制品玻璃板(即玻璃带G)的种类等进行选择。例如,玻璃板是无碱玻璃的情况下,耐热冲击性优异的氮化硅质陶瓷是合适的。这是因为:无碱玻璃的情况下,存在浮法锡槽20内的温度高的倾向,所以耐热冲击性越高,工作操作的自由度越高。此外,是因为:越是高温,与玻璃带G及熔融金属S的反应性容易成为问题,但氮化硅质陶瓷对于反应性也有较低的倾向。此外,玻璃板的种类是钠钙玻璃的情况下,除氮化硅质陶瓷外,可使用碳化硅质陶瓷或氧化铝类陶瓷。
本实施方式中所用的玻璃板的组成是例如以氧化物基准的质量百分比表示含有下述成分:50~75%的SiO2、0.1~24%的Al2O3、0~12%的B2O3、0~10%的MgO、0~14.5%的CaO、0~24%的SrO、0~13.5%的BaO、0~20%的Na2O、0~20%的K2O、0~5%的ZrO2、5~29.5%的MgO+CaO+SrO+BaO、0~20%的Na2O+K2O。
无碱玻璃是实质上不含碱金属氧化物(Na2O、K2O、Li2O)的玻璃。无碱玻璃中的碱金属氧化物的含量的总量(Na2O+K2O+Li2O)最好是例如0.1%以下。
无碱玻璃例如以氧化物基准的质量百分比表示,含有50~70%、优选50~66%的SiO2、10.5~24%的Al2O3、0~12%的B2O3、0~10%、优选0~8%的MgO、0~14.5%的CaO、0~24%的SrO、0~13.5%的BaO、0~5%的ZrO2,含有8~29.5%、优选9~29.5%的MgO+CaO+SrO+BaO。
无碱玻璃在考虑应变点高的溶解性的情况下,优选以氧化物基准的质量百分比表示含有SiO2:58~66%、Al2O3:15~22%、B2O3:5~12%、MgO:0~8%、CaO:0~9%、SrO:3~12.5%、BaO:0~2%,含有MgO+CaO+SrO+BaO:9~18%。
无碱玻璃在考虑高应变点的情况下,优选以氧化物基准的质量百分比表示含有SiO2:54~73%、Al2O3:10.5~22.5%、B2O3:0~5.5%、MgO:0~10%、CaO:0~9%、SrO:0~16%、BaO:0~2.5%、MgO+CaO+SrO+BaO:8~26%。
玻璃板的种类是无碱玻璃的情况下,陶瓷制旋转构件50A中,至少与玻璃带G接触的部分是氮化硅质陶瓷即可,不必陶瓷制旋转构件50A的整体都是氮化硅质陶瓷。例如,可以在金属、碳或其它陶瓷构成的基材上,通过成膜、接合或嵌合等形成氮化硅质陶瓷的层。这样,在陶瓷制旋转构件50A的各个部位可以使用种类不同的陶瓷。此外,本实施方式中,陶瓷制旋转构件50A的整体由氮化硅质陶瓷形成。
氮化硅质陶瓷可以是将包含氮化硅的粉末和烧结助剂的粉末的混合粉末制成成形体并对该成形体进行烧结而得的烧结体。作为烧结方法,使用常用烧结法、加压烧结法(包括热压烧结、气压烧结)等。作为烧结助剂,可使用例如选自氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)及氧化钇(Y2O3)的至少一种。
氮化硅质陶瓷较好是铝(Al)的含量在0.1质量%以下、优选低于1质量%,镁(Mg)的含量在0.7质量%以下、优选低于0.7质量%,钛(Ti)的含量在0.9质量%以下、优选低于0.9质量%。如果Al含量、Mg含量和Ti含量在上述范围内,则不容易与玻璃带G反应,此外不易附着玻璃带G,所以可得到良好的耐久性。此外,Al含量、Mg含量和Ti含量分别可以为0质量%。
氮化硅质陶瓷较好是锆(Zr)的含量为3.5质量%以下、优选低于3.5质量%,钇(Y)的含量为0.5质量%以上、优选大于0.5质量%且在10质量%以下、更优选低于10质量%。Zr及Y与Al及Mg、Ti相比,是不易与玻璃带G相互扩散的成分,所以可在上述的范围内含有。通过在上述的范围内含有,能够促进氮化硅粉末的烧结。此外,Zr是任意成分,Zr含量可以是0质量%。
此外,本实施方式的氮化硅质陶瓷是通过常压烧结法或加压烧结法得到的烧结体,但也可以是通过反应烧结法得到的烧结体。反应烧结法是将由金属硅(Si)的粉末成形而得的成形体在氮气氛中进行加热的方法。反应烧结法因为不使用烧结助剂,所以可得到高纯度的烧结体,提高烧结体对玻璃带G的耐久性。
在陶瓷制旋转构件50A的中心,贯穿形成有圆孔52A。在圆孔52A中插入杆部64。圆孔52A的内径比杆部64的外径大。
在陶瓷制旋转构件50A贯穿形成有一对插入孔54A。在各插入孔54A中插入轴部67和68。各插入孔54A的内径比对应的轴部67和68的外径大。
与进行冷却的金属制的支承辊40相比,陶瓷制支承辊40A在陶瓷制旋转构件50A与玻璃带G接触时不会降低玻璃带G的接触部的温度。
〔多个支承辊40和陶瓷制支承辊40A的配置例1〕
图8是多个支承辊的配置例1以及从上方观察在玻璃带G上所形成的辊痕的图。此外,图8中示出了设置于浮法锡槽20的多个支承辊40、多个陶瓷制支承辊40A的一部分,实际上配置有更多的支承辊。此外,为了便于说明,玻璃带G的边缘(边缘部)在流动方向(X方向)以直线表示,但实际的玻璃带G在横宽方向(Y方向)上收缩,所以如图1所示进行曲线地变化。
如图8所示,在支承辊配置例1中示出了配置上述多个支承辊40和多个陶瓷制支承辊40A的情况。该配置例1的情况下,在浮法锡槽20中,在玻璃带G的流入侧(上游侧)设有支承辊40。此外,在玻璃带G的流动方向(X方向)的下游侧设置陶瓷制支承辊40A。
支承辊40-2的旋转构件50-2和支承辊40-1的旋转构件50-1在Y方向的不同位置与玻璃带G的表面接触。因此,在玻璃带G上形成两条辊痕(凹凸)100和110。
各陶瓷制支承辊40A的位置如下设定:使至少一个陶瓷制支承辊40A与玻璃带G接触的位置和在玻璃带G的流动方向的上游侧所配置的其他支承辊(支承辊40或陶瓷制支承辊40A)中的至少一个支承辊(支承辊40或陶瓷制支承辊40A)与玻璃带G接触的位置重叠。
具体而言,在支承辊40-1和40-2的下游所配置的陶瓷制支承辊40A-1和40A-2配置成使由陶瓷制旋转构件50A-1和50A-2的接触产生的辊痕100和110与辊痕的凹坑102和112相一致。即,在下游所配置的陶瓷制旋转构件50A-1和50A-2配置成在与由支承辊40-1和40-2产生的辊痕的凹坑102和112重叠的位置与玻璃带G接触。
陶瓷制支承辊40A-1和40A-2的陶瓷制旋转构件50A与玻璃表面的接触宽度比支承辊40-1和40-2宽,此外,材质上可获得与玻璃带G的接触面的摩擦。
图9是比较以往的辊痕和配置例1的辊痕的玻璃带G的纵剖视图。图9(a)表示在边缘区域(不要区域)B2所形成的辊痕区域B3形成有多条辊痕120的以往的情况(如图14所示,使各支承辊40-1~40-4的旋转构件50-1~50-4的各接触位置在Y方向上错开的情况)。在辊痕区域B3形成与支承辊40的数量相同的多条辊痕120。因此,在制品化的过程中被削除的边缘区域B2变得较宽,制品区域B1的横宽变窄。此外,以往的情况下,在支承辊40的辊痕区域B3残留的多条辊痕120由旋转构件50的凸部52a产生,由锐角的凹坑形成。
图9(b)表示由图8示出的配置例1形成的一对辊痕100和110。即,在边缘区域B2a的辊痕区域B3a,以在辊痕的凹坑102和112上重叠的方式横跨辊痕的凹坑102和112的凹部而形成辊痕100和110,所以与图9(a)所示的以往的情况相比,辊痕区域B3a的宽度变窄。因而,由配置例1成形的玻璃带G的制品区域B1a与以往的制品区域B1相比变得较宽,能够提高生产率和成品率。
此外,由陶瓷制支承辊40A-1和40A-2产生的辊痕100和110与陶瓷制旋转构件50A-1和50A-2的外周面56A的外周形状相对应,与由上游侧支承辊产生的辊痕的凹坑102和112相比较宽。
〔支承辊40和陶瓷制支承辊40A的配置例2〕
图10是支承辊的另一配置例2以及从上方观察在玻璃带G上所形成的辊痕的图。此外,图10中示出在浮法锡槽20中设置的多个支承辊40以及陶瓷制支承辊40A的一部分。此外,为了便于说明,玻璃带G的边缘(边缘部)在流动方向(X方向)以直线表示,但实际的玻璃带G在横宽方向(Y方向)上收缩,所以如图1所示进行曲线地变化。
如图10所示,在支承辊配置例2中示出了在上游侧配置支承辊40,在下游侧配置陶瓷制支承辊40A的情况。该配置例2的情况下,在浮法锡槽20中,在玻璃带G的流入侧(上游侧)设有多个陶瓷制支承辊40A。此外,在玻璃带G的流动方向(X方向)的下游侧设有支承辊40。
支承辊40的旋转构件50以及陶瓷制支承辊40A-1和40A-2的陶瓷制旋转构件50A-1和50A-2与同一玻璃带G的表面接触。即,下游侧的陶瓷制旋转构件50A-1和50A-2在与由上游侧的旋转构件50产生的辊痕的凹坑132重叠的位置与玻璃带G接触。因此,在玻璃带G上,一条辊痕130和辊痕的凹坑132一致地形成。
旋转构件50、陶瓷制旋转构件50A-1和50A-2的位置如下设定:使至少一个支承辊与玻璃带G接触的位置和在玻璃带G的流动方向的上游侧所配置的其他支承辊中的至少一个支承辊与玻璃带G接触的位置相重叠。
图11是比较以往的辊痕和配置例2的辊痕的玻璃带G的纵剖视图。图11(a)表示在边缘区域(不要区域)B2所形成的辊痕区域B3形成有多条辊痕120的以往的情况(如图14所示,使各支承辊40-1~40-4的旋转构件50-1~50-4的各接触位置在Y方向上错开的情况)。
图11(b)表示由图10示出的配置例2形成的辊痕130。即,在边缘区域B2a的辊痕区域B3a,以在辊痕130上重叠的方式横跨辊痕的凹坑132的凹部而形成辊痕130,所以与图11(a)所示的以往的情况相比,辊痕区域B3a的宽度变窄。因而,由配置例2成形的玻璃带G的制品区域B1a与以往的制品区域B1相比变得较宽,能够提高生产率和成品率。
〔陶瓷制支承辊40A的配置例3〕
图12是支承辊的另一配置例3以及从上方观察在玻璃带G上所形成的辊痕的图。如图12所示,支承辊配置例3中示出了多个陶瓷制支承辊40A连续地配置的情况。该配置例3的情况下,在浮法锡槽20中,从玻璃带G的流入侧(上游侧)到下游侧仅连续地配置陶瓷制支承辊40A。
从上游侧起,陶瓷制支承辊40A-1、陶瓷制支承辊40A-2和陶瓷制支承辊40A-3分别以陶瓷制旋转构件50A-1、50A-2和50A-3相对于玻璃带G在同一接触位置的方式进行设定。即,下游侧的陶瓷制旋转构件50A-2和50A-3在与上游侧的陶瓷制旋转构件50A-1的辊痕140相重叠的位置与玻璃带G接触。因此,在玻璃带G上形成一条辊痕140。
此外,陶瓷制旋转构件50A-1、50A-2和50A-3的位置如下设定:使至少一个支承辊与玻璃带G接触的位置和在玻璃带G的流动方向的上游侧所配置的其他支承辊中的至少一个支承辊与玻璃带G接触的位置相重叠。
图13是比较以往的辊痕和配置例3的辊痕的玻璃带G的纵剖视图。图13(a)表示在边缘区域(不要区域)B2所形成的辊痕区域B3形成有多条辊痕120的以往的情况(如图14所示,使各支承辊40-1~40-4的旋转构件50-1~50-4的各接触位置在Y方向上错开的情况)。
图13(b)表示由图12示出的配置例3形成的辊痕140。即,在边缘区域B2a的辊痕区域B3a形成一条辊痕140,所以与图13(a)所示的以往的情况相比,辊痕区域B3a的宽度变窄。因此,由配置例3成形的玻璃带G的制品区域B1a与以往的制品区域B1相比变得较宽,能够提高生产率和成品率。
上述配置例1~3示出了支承辊40和陶瓷制支承辊40A的配置的一例,但也可以采用除此以外的配置例。
由支承辊40的旋转构件50和陶瓷制支承辊40A的陶瓷制旋转构件50A产生的对玻璃带G的张力的作用方向可以是水平方向(Y方向),或者可以是相对于水平方向以规定角度倾斜的斜上方向。
上述陶瓷制旋转构件50A的外周面56A的形状不局限于图7所示的形状,只要是具有平缓的曲面的形状,则也可以是其他形状。
由各支承辊40和陶瓷制支承辊40A产生的辊痕不一定以100%一致的方式配置,也可以以一部分重叠的方式配置。
作为金属制的支承辊40,可以是突出一列凸部52a的结构,或者也可以是突出多列凸部52a的结构。
以上,对本发明的优选的实施方式及实施例进行了详述,但本发明不受上述特定的实施方式及实施例的限定,在权利要求中所记载的本发明的技术内容的范围内,可做各种变形、变更。
本专利申请要求基于2013年5月16日提出申请的日本专利申请2013-104536号的优先权,引用其全部内容至本专利申请中。
符号说明
10 玻璃板的制造装置
20 浮法锡槽
22 浴槽
24 侧壁
26 顶
28 空间
30 气体供给通路
32 加热器
32a 发热部
34 驱动装置
40、40-1、40-2、40-3、40-4 支承辊
40A、40A-1、40A-2、40A-3 陶瓷制支承辊
41、42 螺母
50、50-1、50-2、50-3 旋转构件
50A、50A-1、50A-2、50A-3 陶瓷制旋转构件
52 凹凸
52A 圆孔
52a 凸部
54A 插入孔
56A 外周面
60、60A 连接构件
62 轴部
63 凸缘部
64 杆部
67、68 轴部
70、70-1、70-2、70A、70A-1、70A-2、70A-3 轴构件
100、110、120、130、140 辊痕
102、112、132 辊痕的凹坑
G 玻璃带
B1、B1a 制品区域
B2、B2a 边缘区域
B3、B3a 辊痕区域
L1 供给区域
L2 成形区域
L3 退火区域
S 熔融金属
Claims (5)
1.玻璃板的制造装置,其为从浮法锡槽的流入口向浮法锡槽内的熔融金属上供给熔融玻璃,使配置在所述浮法锡槽的两侧的多个支承辊的旋转构件与在所述熔融金属上流动的玻璃带接触,将所述玻璃带沿横宽方向扩展而成形为规定厚度的玻璃板的制造装置,其特征在于,
将至少一个陶瓷制支承辊与所述玻璃带接触的位置配置成和在所述玻璃带的流动方向的上游侧所配置的其他支承辊中的至少一个支承辊与所述玻璃带接触的位置重叠,
所述其他支承辊中的至少一个支承辊的与所述玻璃带接触的旋转构件由金属形成,所述至少一个陶瓷制支承辊的与所述玻璃带接触的旋转构件的与该玻璃带的接触宽度比所述其他支承辊中的至少一个支承辊的所述旋转构件宽。
2.如权利要求1所述的玻璃板的制造装置,其特征在于,所述陶瓷制支承辊的与所述玻璃带接触的旋转构件由陶瓷形成,所述旋转构件的外周面的厚度为5mm以上且120mm以下。
3.如权利要求1或2所述的玻璃板的制造装置,其特征在于,所述至少一个陶瓷制支承辊的旋转构件的外周面整周都是纵剖视图中截面形状呈朝径向外方凸的弯曲状。
4.玻璃板的制造方法,其为从浮法锡槽的流入口向浮法锡槽内的熔融金属上供给熔融玻璃,使配置在所述浮法锡槽的两侧的多个支承辊的旋转构件与在所述熔融金属上流动的玻璃带接触,将所述玻璃带沿横宽方向扩展而成形为规定厚度的玻璃板的制造方法,其特征在于,
具有将至少一个陶瓷制支承辊与所述玻璃带接触的位置配置成和在所述玻璃带的流动方向的上游侧所配置的其他支承辊中的至少一个支承辊与所述玻璃带接触的位置重叠的工序,
所述其他支承辊中的至少一个支承辊的与所述玻璃带接触的旋转构件由金属形成,所述至少一个陶瓷制支承辊的与所述玻璃带接触的旋转构件的与该玻璃带的接触宽度比所述其他支承辊中的至少一个支承辊的所述旋转构件宽。
5.如权利要求4所述的玻璃板的制造方法,其特征在于,具有对利用所述支承辊成形的所述玻璃带进行退火、切割的工序。
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