CN111406037A - 玻璃物品的制造方法及其制造装置 - Google Patents

Abstract

在通过使熔融玻璃(GM)在移送管(12)的内部流通而对该熔融玻璃(GM)进行移送来制造玻璃物品(GR)时，移送管(12)具有形成管轴方向的端部的管端部(14)、管状部(15)、以及将管端部(14)与管状部(15)接合的接合部(16)，管端部(14)具有凸缘部(17)、以及从该凸缘部(17)的内周端(17a)向管状部(15)侧延伸且随着向管状部(15)侧转移而缩径的弯曲部(18)，管端部(14)与管状部(15)相比，由在1500℃且1000小时下的蠕变断裂强度小和/或蠕变应变速度快的材质形成。

Description

玻璃物品的制造方法及其制造装置

技术领域

本发明涉及玻璃物品的制造方法及其制造装置，详细而言，涉及包括通过使熔融玻璃在移送管的内部流通而对该熔融玻璃进行移送的工序的玻璃物品的制造方法及其制造装置。

背景技术

如公知那样，在制造玻璃物品时，使用熔融玻璃移送装置从熔融炉向玻璃物品的成形装置移送熔融玻璃。在移送该熔融玻璃的路径的中途配设有使熔融玻璃在内部流通的移送管。

对于该移送管来说，例如为了将熔融炉与澄清槽之间、澄清槽与搅拌槽之间、多个搅拌槽的相互间以及搅拌槽与釜(主要为进行粘度调整的容积部)之间等连通而使用。另外，移送管也用作澄清槽的主体。

使用有这种移送管的熔融玻璃移送装置因在启动时等发生温度上升，移送管沿管轴方向发生热膨胀，可能导致移送管的不当变形、破裂等破损。因此，优选这种移送管设为能够排除热膨胀的影响的构造。

专利文献1公开有如下一种移送管(该文献中为管构件)，其在管轴方向的全长范围内直径相同的管状部、与配置于该管状部的管轴方向的两端附近的凸缘部之间夹设有趋向管状部侧缩径的弯曲部。若使用该移送管，则管轴方向的热膨胀被弯曲部吸收，因此能够期待有助于抑制不当变形、破损。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-245134号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在移送管沿管轴方向发生热膨胀的情况下，管状部沿管轴方向延伸，因此特别是沿管状部的管轴方向作用有较大的应力。为了抑制移送管的热膨胀所引起的管状部的不当变形、破裂等破损，充分地吸收管状部的管轴方向的延伸是重要的。

然而，在如专利文献1公开那样在管状部与凸缘部之间仅夹设有弯曲部的移送管中，吸收管状部的管轴方向的延伸的效果不充分，期望进一步减少作用于管状部的应力。

出于以上的观点，本发明的课题在于，在移送管沿管轴方向发生热膨胀的情况下，能够充分地吸收管状部的管轴方向的延伸，进一步减少作用于管状部的应力。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题而做出的本发明的方法涉及一种玻璃物品的制造方法，其包括通过使熔融玻璃在移送管的内部流通而对所述熔融玻璃进行移送的工序，该玻璃物品的制造方法的特征在于，移送管具有形成管轴方向的端部的管端部、管状部、以及将管端部与管状部接合的接合部，管端部具有：凸缘部；以及弯曲部，其从凸缘部的内周端向管状部侧延伸且趋向管状部侧而缩径，管端部与管状部相比，由在1500℃且1000小时下的蠕变断裂强度小和/或蠕变应变速度快的材质形成。

根据这种方法，形成移送管的管端部的材质与形成管状部的材质相比，由于在1500℃且1000小时下的蠕变断裂强度小和/或蠕变应变速度快，因此在高温域中管端部与管状部相比容易变形。因而，在移送管沿管轴方向发生热膨胀的情况下作为管端部的凸缘部与弯曲部容易变形，管状部的管轴方向的延伸被充分地吸收，能够减少作用于管状部的应力。

在这种情况下，优选的是，管端部还具有延管状部，所述延管状部与弯曲部的管状部侧的端部相连且与管状部的直径相同。

如此一来，在高温域容易变形的管端部还包括与弯曲部相连的延管状部，因此弯曲部的靠近管状部侧的部位由于延管状部的存在变得进一步容易变形。由此，能够更可靠地吸收热膨胀所引起的管状部的管轴方向的延伸。另外，管端部与管状部之间的接合部是强度特别弱的部位，因此在移送管发生沿管轴方向热膨胀的情况下，可能导致以接合部作为起点破裂等破损。管端部通过具有与弯曲部相连的延管状部，能够减少在接合部产生的应力，能够防止以接合部为起点的破损(例如破裂)。

在以上的方法中，优选的是，在接合部的外周配置有加强件。

如此一来，将管端部与管状部接合的接合部通过加强件成为高强度。由此，能够更可靠地防止以接合部为起点的破损。

在以上的方法中，也可以是，使凸缘部以垂直姿态配置，并使管状部的管轴相对于所述凸缘部倾斜。

如此一来，能够在使熔融玻璃从低处向高处或者从高处向低处流动的供给路径中使用该移送管，因此能够在各种供给路径中采取移送管的热膨胀对策。

另外，为了解决上述课题而做出的本发明的装置涉及一种玻璃物品的制造装置，其构成为通过使熔融玻璃在移送管的内部流通而对所述熔融玻璃进行移送，该玻璃物品的制造装置的特征在于，移送管具有形成管轴方向的端部的管端部、管状部、以及将管端部与管状部接合的接合部，管端部具有：凸缘部；以及弯曲部，其从凸缘部的内周端向管状部侧延伸且趋向管状部侧而缩径，管端部与管状部相比，由在1500℃且1000小时下的蠕变断裂强度小和/或蠕变应变速度快的材质形成。

根据这种装置，能够获得与在开头说明的本发明的玻璃物品的制造方法实质上相同的作用效果。

发明效果

根据本发明，在移送管沿管轴方向发生热膨胀的情况下，管状部的管轴方向的延伸被充分地吸收，从而可靠地抑制管状部的不当变形、破损，由此顺畅地进行制造玻璃物品时的熔融玻璃的移送。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的玻璃物品的制造方法以及用于实施该制造方法的制造装置的整体结构的概略侧视图。

图2是表示在本发明的实施方式的玻璃物品的制造方法以及用于实施该制造方法的制造装置中使用的移送管的纵剖侧视图。

图3是表示在本发明的实施方式的玻璃物品的制造方法以及用于实施该制造方法的制造装置中使用的移送管的主视图。

图4是表示在本发明的实施方式的玻璃物品的制造方法以及用于实施该制造方法的制造装置中使用的移送管的主要部分的放大纵剖侧视图。

图5是表示在本发明的实施方式的玻璃物品的制造方法以及用于实施该制造方法的制造装置中使用的移送管的其他例子的纵剖侧视图。

图6是表示本发明的实施方式的玻璃物品的制造方法的顺序的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的玻璃物品的制造方法以及用于实施该方法的制造装置进行说明。

如图1所示，玻璃物品的制造装置1大致具有用于移送熔融玻璃的熔融玻璃移送装置2、以及用于从熔融玻璃成形板状玻璃GR的成形装置3。熔融玻璃移送装置2具备供给路径5，该供给路径5从配备于上游端的熔融炉(熔融窑)4向配备于下游端的成形装置3供给熔融玻璃GM。在该供给路径5从上游侧依次配备有澄清槽6、一个或者多个(在图例中为一个)搅拌槽7、釜(pot)8(主要为用于调整熔融玻璃GM的粘度的容积部)。釜8的下游侧经由小径管9以及大径管10与成形装置3的成形体11连通。

成形装置3通过溢流下拉法从熔融玻璃GM成形带状的板状玻璃GR。详细而言，成形装置3中的成形体11的剖面形状(与图1的纸面正交的剖面形状)呈大致楔形状，在该成形体11的上部形成有溢流槽(未图示)。成形体11在使熔融玻璃GM从溢流槽溢出之后，使该熔融玻璃GM沿着成形体11的两侧的侧壁面(位于纸面的表背面侧的侧壁面)流下。进而，成形体11使流下了的熔融玻璃GM在侧壁面的下顶部融合，成形为板状。

成形了的带状的板状玻璃GR向后述的退火工序以及切断工序供给，切出期望尺寸的板状玻璃。作为这样操作而得到的玻璃物品的板状玻璃例如厚度为0.01～2mm，能够在液晶显示器、有机EL显示器等平板显示器、有机EL照明、太阳电池等的基板、保护罩中利用。需要说明的是，成形装置3可以执行狭缝下拉法等其他下拉法，也可以执行下拉法以外的方法、例如浮法。

作为板状玻璃GR的玻璃，使用硅酸盐玻璃、二氧化硅玻璃，优选使用硼硅酸玻璃、钠钙玻璃、硅铝酸盐玻璃、化学强化玻璃，最优选使用无碱玻璃。这里，无碱玻璃是指实质上不含碱成分(碱金属氧化物)的玻璃，具体而言，是碱成分的重量比为3000ppm以下的玻璃。本发明中的碱成分的重量比优选为1000ppm以下，更优选为500ppm以下，最优选为300ppm以下。

供给路径5中的熔融炉4与澄清槽6之间、澄清槽6与搅拌槽7之间、搅拌槽7与釜8之间分别由移送管12、13连通。详细而言，熔融炉4与澄清槽6之间以及搅拌槽7与釜8之间由下游侧朝向上方倾斜的移送管12连通。澄清槽6与搅拌槽7之间由非倾斜的移送管13连通。熔融玻璃GM在这些移送管12、13的内部流通而被向下游侧移送。需要说明的是，作为澄清槽6的主体也可以使用非倾斜的移送管13。

图2以及图3例示上述两种移送管12、13中的、下游侧朝向上方倾斜的移送管12。如该图所示，该移送管12通过经由接合部16将分别形成沿着管轴X1的方向(管轴方向)的两端部的管端部14与在管轴方向的全长范围内呈直径相同的圆筒形状的管状部15接合而成。管端部14具有呈圆环形状的凸缘部17、向凸缘部17的内周侧延伸的弯曲部18、以及呈圆筒形状的延管状部19。在接合部16的外周在整周上配置有加强件20。管轴X1相对于水平面的倾斜角度A例如为3～30°。

管轴方向的下方端21周边与上方端22周边为相同的构造。以下的详细说明，为方便起见仅对该移送管12的管轴方向的下方端21周边进行说明。

如图4所示，管端部14具有由圆环形状的平板构成的垂直姿态的凸缘部17、以及从凸缘部17的内周端17a向管状部15侧延伸且趋向管状部15侧而缩径的弯曲部18。而且，管端部14具有延管状部19，该延管状部19与弯曲部18的管状部15侧的端部18a相连且与管状部15的直径相同。而且，延管状部19的管状部15侧的端部19a通过接合部16与管状部15的延管状部19侧的端部15a连接。在该图中，对管端部14标注平行斜线的阴影线，对管状部15标注交叉阴影线(图2也相同)。需要说明的是，加强件20是将带状的板材卷绕于接合部16的外周而成的，呈圆筒形状。

这里，形成作为管端部14的凸缘部17、弯曲部18以及延管状部19的材质与形成管状部15的材质相比，在1500℃且1000小时下的蠕变断裂强度小和/或蠕变应变速度快。详细而言，对于管端部14以及管状部15，满足以下的(1)、(2)的两个特性中的至少一个特性。(1)形成管端部14的材质与形成管状部15的材质相比，在1500℃且1000小时下的蠕变断裂强度小。(2)形成管端部14的材质与形成管状部15的材质相比，在1500℃且1000小时下的蠕变应变速度快。作为一例，利用铂或者铂合金形成管端部14，利用使氧化锆在铂或者铂合金中分散而成的强化铂或者强化铂合金形成管状部15，从而使两者14、15的材质成为上述的特性。另外，作为其他例子，利用铂、铂合金、强化铂或者强化铂合金形成管端部14与管状部15这两者，例如使铑的含量在管端部14与管状部15中不同，从而使两者14、15的材质成为上述的特性。需要说明的是，形成管端部14以及管状部15的材质不限定于这些，形成管端部14的材质与形成管状部15的材质相比，上述的蠕变断裂强度小和/或上述的蠕变应变速度快即可。需要说明的是，当管状部15与管端部14一起也为上述的蠕变断裂强度小和/或上述的蠕变应变速度快的材质时，管状部15相对于管端部14的相对强度降低，容易因热膨胀而产生管状部15的不当变形、破裂等破损。

接合部16在该实施方式中是通过使管端部14与管状部15对接焊接而形成的部位。配置于该接合部16的外周的加强件20优选由与管状部15相同的材质形成，但只要能够对接合部16进行加强，其材质就没有特别限定。另外，本实施方式的加强件20通过焊接固定于管端部14以及管状部15，但只要加强件20能够发挥其功能，也可以利用其他方法将加强件20配置于接合部16的外周。

弯曲部18的曲率半径随着从弯曲部18的下端向上端转移而逐渐变小。弯曲部18的上端位置处的曲率半径R1例如为2～20mm，优选为5～10mm，下端位置处的曲率半径R2例如为3～30mm，优选为10～20mm，且满足R1＜R2的关系。需要说明的是，R1与R2之差例如为1～10mm，优选为5～10mm。

凸缘部17、弯曲部18、延管状部19以及管状部15的厚度T1例如为0.3～3mm。延管状部19的管轴方向的长度L1例如为5～20mm，优选为10～15mm。管状部15的内径D2例如为10～300mm，凸缘部17的外径D1(mm)例如为(D2+100)～(D2+300)。

需要说明的是，以上的说明涉及移送管12的下方端21周边的构造，但移送管12的上方端22周边的构造也实质上相同。详细而言，如图2所示，对于移送管12的上方端22周边，也是由凸缘部17、弯曲部18以及延管状部19构成的管端部14与管状部15经由接合部16接合，在接合部16的外周配置有加强件20。而且，这些各部分的材质也与上述的下方端21周边相同。需要说明的是，作为不同点，移送管12的上方端22周边的弯曲部18的曲率半径随着从弯曲部18的下端向上端转移而逐渐变大，因此下端的曲率半径相当于上述的R1，上端的曲率半径相当于上述的R2。

另外，在该实施方式中，图1所示的非倾斜的移送管13、详细而言图5所示那样管轴X2相对于垂直姿态的凸缘部17A非倾斜的移送管13具有与上述的移送管12实质上相同的特征。对简要情况进行说明的话，如图5所示，对于非倾斜的移送管13来说，分别形成管轴方向的两端部的管端部14A与在管轴方向的全长范围内直径相同的管状部15A经由接合部16A接合，在接合部16A的外周配置有加强件20A。管端部14A由凸缘部17A、弯曲部18A以及延管状部19A构成，在延管状部19A与管状部15A之间夹设有由焊接形成的接合部16A。凸缘部17A、弯曲部18A、延管状部19A、接合部16A以及管状部15A的材质、各尺寸等与上述的移送管12相同。需要说明的是，作为不同点，该移送管13中的弯曲部18A的曲率半径R3在整周上相同。

接下来，对利用具备上述结构的制造装置1制造玻璃物品(板状玻璃GR)的方法进行说明。如图6所示，该制造方法包括预热工序S1、组装工序S2、熔融玻璃移送工序S3、成形工序S4、退火工序S5、以及切断工序S6。

在预热工序S1中，在使图1所示的熔融玻璃移送装置2的移送管12、13、搅拌槽7以及釜8分离的状态下，利用加热装置(未图示)对这些部件加热。在该情况下，移送管12、13经由设置于凸缘部17、17A的电极通电。此时，不使熔融玻璃GM在移送管12、13的内部流通，例如使空气充满。当移送管12、13的管状部15、15A到达规定的预热温度(例如1200～1400℃)时，执行接下来的组装工序S2。

在组装工序S2中，将移送管12、13的凸缘部17、17A固定于熔融炉4、澄清槽6、搅拌槽7、釜8等的侧壁，或者将移送管12、13的凸缘部17、17A彼此固定。然后，最终通过将熔融炉4、澄清槽6、搅拌槽7、釜8、小径管9、大径管10、成形装置3等连接，而组装制造装置1。以上，组装工序S2结束。

在熔融玻璃移送工序S3中，供给到熔融炉4内的玻璃原料被加热，从而生成熔融玻璃GM，该熔融玻璃GM通过移送管12依次向澄清槽6移送。在玻璃原料中配合有澄清剂，在熔融玻璃GM中通过该澄清剂的作用产生气体(气泡)。该气体通过使熔融玻璃GM在澄清槽6中流通而被去除。而且，来自澄清槽6的熔融玻璃GM通过移送管12、13、搅拌槽7、釜8而向成形装置3移送。

在紧跟组装工序S2之后的熔融玻璃移送工序S3(制造装置1启动时)中，伴随着熔融玻璃GM的移送开始而移送管12、13的温度上升，例如成为1400～1650℃。因此，移送管12、13沿管轴方向产生热膨胀。

在该情况下，伴随着热膨胀，在图2～4所示的移送管12的管状部15欲沿管轴方向延伸的情况下，如图4中点划线所示，弯曲部18以曲率半径R1、R2变小的方式变形，并且凸缘部17以外径D1扩大的方式变形。由此，管状部15的管轴方向的延伸被充分地吸收，因此能够抑制管状部15的不当变形、破裂等破损。产生这种现象的理由是因为，形成凸缘部17与弯曲部18的材质与形成管状部15的材质相比，在1500℃且1000小时下的蠕变断裂强度小和/或蠕变应变速度快。

这里，管状部15具有比管端部14硬且脆这一特性，因此若利用与管状部15相同的材质形成凸缘部17并与管状部15直接连接，则无法适当地吸收管状部15的管轴方向的延伸。但是，不仅凸缘部17，除此以外，弯曲部18也利用与管状部15相比上述的蠕变断裂强度小和/或上述的蠕变应变速度快的材质形成。因此，通过凸缘部17与弯曲部18的协同作用，对管状部15的管轴方向的延伸进行吸收的效果是充分的。

弯曲部18与由上述的蠕变断裂强度小和/或上述的蠕变应变速度快的材质形成的延管状部19相连。因此，通过延管状部19与弯曲部18的协同作用，进而延管状部19、弯曲部18以及凸缘部17的协同作用，吸收管状部15的管轴方向的延伸的效果进一步增大。

需要说明的是，接合部16是强度特别弱的部位且是在管状部15欲沿管轴方向延伸的情况下作用有较大的应力的部位。在弯曲部18与接合部16之间夹设有延管状部19的情况下，与不夹设延管状部19的情况相比，能够减小接合部16的变形量，能够减少在接合部16产生的应力。因此，能够防止以接合部为起点的破损(例如破裂)。除此之外，接合部16的强度因加强件20而充分提高。因此，能够更可靠地防止以接合部16作为起点而移送管12破损的情况。

以上那样的作用效果对于图5所示的非倾斜的移送管13，也能够同样获得。

图4所示的倾斜的移送管12以下方端21作为上游端而与熔融炉4、搅拌槽7等容积部连接。而且，对于该移送管12来说，下端位置处的曲率半径R2比弯曲部18的上端位置处的曲率半径R1大。因此，容积部内的熔融玻璃在向该移送管12流入时进行顺畅地流入，进而在承受熔融玻璃的负载的方面也是有利的。另外，对于凸缘部17以及弯曲部18容易变形的程度来说，曲率半径R2较大的下部侧，与上部侧相比变小。由此，也能顺畅地进行热膨胀时的熔融玻璃向移送管12的流入。

经过以上那样的熔融玻璃移送工序S3的熔融玻璃GM向成形装置3中的成形体11的溢流槽流入。在成形工序S4中，通过溢流下拉法将熔融玻璃GM成形为板状玻璃GR。

之后，带状的板状玻璃GR经由基于退火炉的退火工序S5、基于切断装置的切断工序S6，切出期望尺寸的板状玻璃。或者，也可以在由切断工序S6连续地去除了带状的板状玻璃GR的宽度方向的两端之后，将带状的板状玻璃GR卷绕成卷筒状(卷取工序)。以上，完成玻璃物品(板状玻璃GR)的制造。

需要说明的是，在上述实施方式中，将本发明应用于下游侧向上方倾斜的移送管12、非倾斜的移送管13，但对于下游侧向下方倾斜的移送管(在图2所示的移送管12中将纸面的左侧设为下游侧)，也能够同样应用本发明。

另外，在上述实施方式中，将本发明应用于移送管12、13的管轴方向的两端部周边，但也可以将本发明应用于移送管12、13的管轴方向的仅一端部周边(特别是图4所示的移送管12的仅下方端21周边)。

而且，在上述实施方式中，移送管12、13的管状部15、15A在管轴方向的全长范围内直径相同，但即使由趋向管轴方向的一方侧而逐渐缩径的锥管构成的管状部，也能够同样应用本发明。

另外，在上述实施方式中，作为玻璃物品，制造板状玻璃以及玻璃卷筒，但玻璃物品也可以为玻璃管、玻璃纤维等。

附图标记说明：

1 玻璃物品的制造装置

12、13 移送管

14 管端部

14A 管端部

15 管状部

15A 管状部

16 接合部

16A 接合部

17 凸缘部

17A 凸缘部

17a 凸缘部的内周端

18 弯曲部

18A 弯曲部

19 延管状部

19A 延管状部

20 加强件

20A 加强件

GM 熔融玻璃

GR 板状玻璃(玻璃物品)

S3 熔融玻璃移送工序

X1 管轴

X2 管轴。

Claims (5)

1.一种玻璃物品的制造方法，其包括通过使熔融玻璃在移送管的内部流通而对所述熔融玻璃进行移送的工序，

所述玻璃物品的制造方法的特征在于，

所述移送管具有形成管轴方向的端部的管端部、管状部、以及将所述管端部与所述管状部接合的接合部，

所述管端部具有：凸缘部；以及弯曲部，其从所述凸缘部的内周端向所述管状部侧延伸且趋向所述管状部侧而缩径，

所述管端部与所述管状部相比，由在1500℃且1000小时下的蠕变断裂强度小和/或蠕变应变速度快的材质形成。

2.根据权利要求1所述的玻璃物品的制造方法，其中，

所述管端部还具有延管状部，所述延管状部与所述弯曲部的所述管状部侧的端部相连且与所述管状部的直径相同。

3.根据权利要求1或2所述的玻璃物品的制造方法，其中，

在所述接合部的外周配置有加强件。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的玻璃物品的制造方法，其中，

使所述凸缘部以垂直姿态配置，并使所述管状部的管轴相对于所述凸缘部倾斜。

5.一种玻璃物品的制造装置，其构成为通过使熔融玻璃在移送管的内部流通而对所述熔融玻璃进行移送，

所述玻璃物品的制造装置的特征在于，

所述移送管具有形成管轴方向的端部的管端部、管状部、以及将所述管端部与所述管状部接合的接合部，

所述管端部具有：凸缘部；以及弯曲部，其从所述凸缘部的内周端向所述管状部侧延伸且趋向所述管状部侧而缩径，

所述管端部与所述管状部相比，由在1500℃且1000小时下的蠕变断裂强度小和/或蠕变应变速度快的材质形成。

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