JP2005289795A - フロート板ガラス製造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、溶融ガラスリボンのエッジを安定して保持できる板ガラス製造方法及びその装置を提供することを目的とする。
【解決手段】フロート板ガラス製造装置１０の樋状体１２によれば、樋１２の水平流路３４の出口３２から浴槽縁部１４Ａに流出した溶融錫１６のうちの一部の溶融錫１６を、循環用流路３０及び貫通孔３６を介して浴槽中央側部１４Ｂに導くことができる。これにより、浴槽縁部１４Ａから鉛直流路３０の入口２８に流入する溶融錫１６の流量ｑ１と、浴槽中央側部１４Ｂから鉛直流路３０の入口２８に流入する溶融錫１６の流量ｑ２との、溶融ガラスリボン２０の進行方向に沿う流量が略均一となり、浴面２４にエッジ保持に好適な形状の凹部２６が溶融ガラスリボン２０の進行方向に沿って略均一に形成されるので、エッジ２２の全長が凹部２６に安定して保持され、安定したガラス品質が得られる。
【選択図】図４

Description

本発明は、フロート法によって板ガラスを製造する製造方法及びその装置において、溶融金属浴面に供給された溶融ガラスリボンのエッジを保持するフロート板ガラス製造方法及びその装置に関する。

フロート法による板ガラスの製造装置は、浴槽に収容された溶融金属、例えば溶融錫上に溶融ガラスを連続供給して溶融錫上を浮遊進行させ、この時に平衡厚さに達した或いは平衡厚さに向かっているガラスリボンを、溶融錫浴の出口方向、すなわち溶融錫浴の出口に隣接して設けられているレヤー（下流徐冷部）の方向に引っ張ることにより一定幅の帯状板ガラスを製造する装置である。このようなフロート法による板ガラスの製造装置では、下流への引っ張りに加えて、溶融錫上で平衡厚さに達した或いは平衡厚さに向かっている溶融ガラスリボンの両エッジ部上面を溶融錫の上流側において所定長さに渡り、回転するトップロールによって幅方向に引き伸ばすことにより、平衡厚さよりも薄い板ガラスを製造する。

トップロールを使用した板ガラスの製造装置では、トップロールによる延伸成形時にガラス表面にうねりが生じる問題がある。そこで、このようなトップロールを用いずに溶融ガラスリボンの幅方向のエッジ近傍における溶融錫の浴面レベルを、その周囲における溶融錫の浴面レベルより低く又は高くして、溶融ガラスリボンが幅方向に狭まり又は広がることを防止し、エッジの保持を行うフロート板ガラス製造装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

図５、図６には、前記エッジ保持を行うフロート板ガラス製造装置の従来例が示されている。

図５に示す平面図において、浴槽１に収容された溶融錫２上に、溶融ガラスリボン３がレヤーの方向（図５の右方向）に引っ張られながら流されている。溶融ガラスリボン３は、溶融錫浴の高温域において、そのエッジ４、４が溶融ガラスリボン３の幅方向に狭まり又は広がることにより平衡厚さに達しようとする。ここでは、溶融ガラスリボン３のエッジ４が幅方向に狭まろうとする場合のエッジ保持について説明する。

図６は、図５のＣ−Ｃ断面図であり、同図において浴槽１の溶融錫２中には、断面Ｌ字状の樋状体６が溶融ガラスリボン３のエッジ４、４に沿って配設されている。この樋状体６は、入口６Ａが形成された縦方向流路６Ｂと、出口６Ｃが形成された横方向流路６Ｄとからなる。また、浴槽１の底部で樋状体６の横方向流路６Ｄの下方にはリニアモータ７が設置され、このリニアモータ７によって樋状体６中の溶融錫２に駆動力（磁界）が与えられ、溶融錫２が矢印Ａで示す方向に流動されている。これにより、浴面５に対して略垂直な方向（略鉛直方向）であって、浴槽１の底に向かう方向の溶融錫２の流れが発生するので、溶融ガラスリボン３のエッジ４の下方に負圧が発生し、この負圧によって、エッジ４近傍の溶融錫２の浴面レベルがその周囲の浴面レベルよりも低くなる。そして、この低くなった浴面５の凹部５Ａに溶融ガラスリボン３のエッジ４が流入し、エッジ４の厚さが溶融ガラスリボン３の中央部よりも厚くなる。このエッジ４の厚み偏差により、表面張力に基づいて溶融ガラスリボン３が幅方向に狭まろうとする矢印Ｅの力が発生しないので、溶融ガラスリボン３のエッジ４が凹部５Ａに保持され、平衡厚さよりも薄い帯状板ガラスが製造される。
特開平１０−２３６８３２号公報

ここで、図６を参照し、溶融ガラスリボン３のエッジ４の外側に位置する浴槽（浴槽縁部）１Ａから樋状体６の縦方向流路６Ｂの入口６Ａに流入する溶融錫２の流量をｑ１とし、エッジ４の内側に位置する浴槽（浴槽中央側部）１Ｂから樋状体６の縦方向流路６Ｂの入口６Ａに流入する溶融錫２の流量をｑ２とする。特許文献１のフロート板ガラス製造装置では、樋状体６を流れる溶融錫２の循環経路は、図６の矢印Ｂの如く、樋状体６の出口６Ｃから入口６Ａに向かう経路が主である。また、１Ｂの溶融錫は、１Ａから樋状体の上流側４２、下流側４４（図５）をまわって流れてくる。このため、溶融ガラスリボン３の進行方向に沿う前記ｑ１と前記ｑ２との流量が不均一になるので、溶融ガラスリボン３の進行方向に沿った浴面５の凹部５Ａの形状が不均一となり、温度分布も不安定となる。この現象によって、エッジ４を安定して保持することができなくなるという問題があり、その結果、板ガラスの安定した板厚や平坦度を得ることが難しかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、溶融ガラスリボンのエッジを安定して保持できるフロート板ガラス製造方法及びその装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、溶融金属の浴面に溶融ガラスを連続的に供給して溶融ガラスリボンを形成し、溶融ガラスリボンを前進させて目標厚さの板ガラスに成形するフロート板ガラス製造方法であって、前記溶融ガラスリボンのエッジに沿って溶融金属を略鉛直方向に吸引することにより浴面に凹部を形成し、凹部に前記エッジを流入させて保持しながら板ガラスに成形するフロート板ガラス製造方法において、前記略鉛直方向に吸引された溶融金属を前記溶融ガラスリボンのエッジの外側方向及び内側方向に流出しながら板ガラスを成形することを特徴とするフロート板ガラス製造方法を提供する。

請求項１に記載の発明によれば、溶融ガラスリボンのエッジの外側及び内側から吸引される溶融金属の流量が溶融ガラスリボンの進行方向に沿って略均一となり、溶融金属を略鉛直方向に吸引しながら板ガラスに成形する。これにより、溶融金属の浴面に溶融ガラスリボンのエッジ保持に適した形状の凹部が、溶融ガラスリボンの進行方向に沿って略均一に形成され、溶融ガラスリボンのエッジの全長が溶融金属の凹部に安定して保持されるので、板ガラスの安定した板厚や平坦度を得ることができる。

また、請求項２に記載の発明は、前記溶融ガラスリボンのエッジに沿って前記浴面に形成される溶融金属の凹部において、前記溶融ガラスリボンのエッジの外側及び内側から吸引される前記溶融金属の流量が略均一になるように、前記溶融ガラスリボンのエッジの外側方向及び内側方向への溶融金属の流出を制御することを特徴としている。これにより、溶融金属の浴面にエッジ保持に適した形状の凹部が、溶融ガラスリボンの進行方向に沿って略均一に安定して形成されるので、エッジを安定して保持することができる。

更に、請求項３に記載の発明は、前記目的を達成するために、浴槽に収容した溶融金属の浴面に溶融ガラスを連続的に供給して溶融ガラスリボンを形成し、溶融ガラスリボンを前進させて目標厚さの板ガラスに成形するフロート板ガラス製造装置であって、前記浴槽に設置されるとともに前記溶融ガラスリボンのエッジに沿って溶融金属を略鉛直方向に吸引する縦方向流路と該縦方向流路から吸引された溶融金属を溶融ガラスリボンのエッジの外側方向且つ水平方向に流出させる横方向流路とからなる樋状体を備えたフロート板ガラス製造装置において、前記樋状体には、前記横方向流路の出口から流出した溶融金属を、前記縦方向流路の前記横方向流路側とは反対側の溶融ガラスリボンのエッジの内側方向に案内する循環用流路が形成されていることを特徴とするフロート板ガラス製造装置を提供する。

請求項３に記載の発明によれば、樋状体の横方向流路の出口から横方向流路側の浴槽に流出した溶融金属のうちの一部の溶融金属は、循環用流路を介して横方向流路側とは反対側にある浴槽に導かれる。これにより、縦方向流路を境にして横方向流路側の浴槽から縦方向流路の入口に流入する溶融金属の流量と、縦方向流路を境にして横方向流路側とは反対側にある浴槽から縦方向流路の入口に流入する溶融金属の流量とがバランスが取れ、溶融ガラスリボンの進行方向に沿う双方の流量が略均一になるので、浴面にエッジ保持に適した形状の凹部が、溶融ガラスリボンの進行方向に沿って略均一に形成され、溶融ガラスリボンのエッジの全長が溶融金属の凹部に安定して保持される。この結果、板ガラスの安定した板厚や平坦度を得ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、前記樋状体に形成された前記循環用流路は、少なくとも浴槽の上流側における前記溶融ガラスリボンの前進方向に所定の間隔をもって複数形成されていることを特徴としている。このように循環用流路を形成することにより、縦方向流路の入口に流入する前記流量のバランスを、入口の全長にわたって略均一に且つ最適に維持することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、前記樋状体と前記浴槽の側壁との間、又は循環流路内部の少なくとも一方に、前記横方向流路の出口から前記浴槽の縁部に導かれる溶融金属の流量及び循環流路に導入される溶融金属の流量を制御する制御壁が設けられていることを特徴としている。このように制御壁を設けることによって、溶融ガラスリボンのエッジの外側方向及び内側方向への溶融金属の流出を制御することができる。

本発明に係るフロート板ガラス製造方法によれば、溶融ガラスリボンのエッジの外側及び内側から吸引される溶融金属の流量が溶融ガラスリボンの進行方向に沿って略均一になるように、溶融金属を略鉛直方向に吸引するので、溶融金属の浴面に溶融ガラスリボンのエッジ保持に適した形状の凹部が、溶融ガラスリボンの進行方向に沿って略均一に形成され、これにより、溶融ガラスリボンのエッジが溶融金属の凹部に安定して保持される。よって、板ガラスの安定した板厚や平坦度を得ることができる。

また、本発明に係るフロート板ガラス製造装置によれば、樋状体の横方向流路の出口から横方向流路側の浴槽に流出した溶融金属のうちの一部の溶融金属は、樋状体に形成した循環用流路を介して横方向流路側とは反対側にある浴槽に導かれるので、縦方向流路を境にして横方向流路側の浴槽から縦方向流路の入口に流入する溶融金属の流量と、縦方向流路を境にして横方向流路側とは反対側にある浴槽から縦方向流路の入口に流入する溶融金属の流量とが略等しくなり、これによって、溶融金属の浴面にエッジ保持に適した形状の凹部が、溶融ガラスリボンの進行方向に沿って略均一に形成されるので、エッジを安定して保持することができる。この結果、板ガラスの安定した板厚や平坦度を得ることができる。

以下添付図面に従って、本発明に係るフロート板ガラス製造方法及びその装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、特に液晶用等のＦＰＤ（Flat Panel Display）用の板ガラスを製造するフロート板ガラス製造装置１０の平面図が示されている。液晶用等のＦＰＤの板ガラスは、一般に約０．３〜１．０ｍｍの板厚が要求され、また、平坦度も高精度に要求される。ＦＰＤ用のフロート板ガラス製造装置は、樋状体１２を利用したフロート板ガラス製造装置１０が適用され、このフロート板ガラス製造装置１０によれば、ＦＰＤ用板ガラスとして要求される板厚と平坦度とを満足した板ガラスを製造することができる。

フロート板ガラス製造装置１０の樋状体１２は、浴槽１４の少なくとも上流側の高温域及び成形域（ソーダライムガラスの場合はそれぞれ約９３０〜１３００℃、約８００〜９３０℃）における内部に配設され、浴槽１４に収容した溶融錫（溶融金属）１６に浸漬配置されるとともに、溶融ガラス炉から浴槽１４の供給口１８へ連続供給された溶融ガラスリボン２０のエッジ２２、２２に沿って配置されている。また、溶融ガラスリボン２０は、溶融錫１６の浴面上をレヤーの方向（図１の右方向）に引っ張られながら進行し、浴槽１４の高温域及び成形域においてエッジ２２、２２が浴面２４の凹部２６に保持されている。また、凹部２６によってエッジ２２が保持された溶融ガラスリボン２０は、板厚、幅が調整され、その後、安定した状態で浴槽後段に送られ、冷却されて前記レヤーへ送られる。なお、実施の形態のガラスは、無アルカリガラス又はソーダライムガラス等であり、高温域における溶融錫１６は、電気ヒータ（不図示）によって１０００〜１５００°Ｃ（無アルカリガラス）、又は９３０〜１３００°Ｃ（ソーダライムガラス）等に加熱されている。

図２は、図１のＦ−Ｆ断面図であり、図３は図１のＧ−Ｇ断面図である。これらの図に示すように、樋状体１２は断面略Ｌ字状に形成されるとともに、入口２８が形成された縦方向流路３０及び、出口３２が形成された横方向流路３４（図２）と、縦方向流路３０に相当する位置に貫通孔３６が形成された循環用流路３８（図３）とからなる。

また、浴槽１４の底部で樋状体１２の横方向流路３４の下方にはリニアモータ４０が設置され、このリニアモータ４０によって横方向流路３４内の溶融錫１６に駆動力が与えられ、溶融錫１６が樋状体１２の縦方向流路３０と横方向流路３４とにおいて矢印Ｈで示す方向に流動されている。

この動作により、浴面２４に対して略垂直な方向であって、浴槽１４の底に向かう溶融錫１６の流れが発生するので、溶融ガラスリボン２０のエッジ２２の下方に負圧が発生し、この負圧によって、エッジ２２近傍の溶融錫１６の浴面レベルがその周囲の浴面レベルよりも低くなる。そして、この低くなった浴面２４の凹部２６に溶融ガラスリボン２０のエッジ２２が流入する。これにより、溶融ガラスリボン２０のエッジ２２が凹部２６に保持されるので、溶融ガラスリボン２０の幅広化ができ、その幅広状態を継続することができ、平衡厚さよりも薄いＦＰＤ用の板ガラスが製造される。

樋状体１２の材質は、溶融錫１６に対して反応性の低いもの、又は反応がないもの、及び高温耐性のあるものであればよく、アルミナ、シリマナイト（珪線石）、粘土質などの煉瓦並びにカーボンを例示できる。実施の形態ではリニアモータ４０を用い、樋状体１２に磁界を作用させるため、樋状体１２の材質は非磁性体であることを要し、また、大型である故に加工性がよいことを要するので、カーボンが適用されている。

リニアモータ４０は、溶融錫１６を非接触で直接駆動でき、流量制御が容易である利点がある。リニアモータ４０は、櫛歯状の一次鉄心にコイルを形成し、このコイルに三相交流電圧を印加し、コイルを順次磁化することにより、一定の方向に移動する磁界を発生する。このリニアモータ４０は、樋状体１２の浴槽底面の下方に設置され、樋状体１２の横方向流路３４内にある溶融錫１６に対して駆動力（付勢力）が作用するような位置に配置されている。これにより、縦方向流路３０及び横方向流路３４内の溶融錫１６は、リニアモータ４０の駆動力によって、矢印Ｈの如く溶融ガラスリボン２０のエッジ２２の直下から浴槽１４の側壁１５に向かって流動する。

ところで、実施の形態の樋状体１２は、縦方向流路３０及び横方向流路３４の他、循環用流路３８を有している。この循環用流路３８は、縦方向流路３０に相当する位置に形成された貫通孔３６を介して溶融ガラスリボン２０のエッジ２２の浴槽中央側部１４Ｂに連通されているため、浴槽縁部１４Ａと浴槽中央側部１４Ｂとが、循環用流路３８及び貫通孔３６を介して連通されている。したがって、図２、図３の如く横方向流路３４の出口３２から流出し、浴槽１４の側壁１５によって流動方向が変えられた溶融錫１６は、その一部が矢印Ｉの如く循環用流路３８に導入され、貫通孔３６を介して浴槽中央側部１４Ｂに導かれる。また、残り溶融錫１６は矢印Ｊの如く浴槽縁部１４Ａに流出し、縦方向流路３０の入口２８に吸引される。

また、循環用流路３８は、図１の破線で示すように溶融ガラスリボン２０の流動方向に所定の間隔をもって複数形成されている。循環用流路３８の形成間隔は、縦方向流路３０の入口２８において、吸引される溶融錫に乱れを発生させない間隔、凹部２６の凹形状に影響を与えない間隔に設定されているとともに、浴槽縁部１４Ａと浴槽中央側部１４Ｂとから縦方向流路３０の入口２８に流入する双方の流量のバランスが、入口の全長にわたって略均一で且つエッジ保持に関して最適になる間隔に設定されている。循環流路は例えば、０．３〜１ｍごとに設けることができる。

また、図４に示すように樋状体１２と浴槽１４の側壁１５との間、又は循環用流路３８内部の少なくとも一方に、横方向流路３４の出口３２から浴槽１４の浴槽縁部１４Ａに導かれる溶融錫１６の流量及び循環用流路３８に導入される溶融錫１６の流量を制御する制御壁４１、４２を設けることもできる。

このように制御壁４１、４２を設けたり、循環用流路３８を前述の如く所定の間隔で複数形成したりすることによって溶融錫１６の流出制御が可能となり、これによって、溶融ガラスリボン２０のエッジ２２の外側方向及び内側方向への溶融錫１６の流出を制御することができる。

なお、制御壁４１、４２は、邪魔板、整流板等、浴槽縁部１４Ａに導かれる溶融錫１６の流量を制御し溶融錫１６が循環用流路３８に導入されるもの、又は循環用流路３８に導入される溶融錫１６の流量を制御し浴槽縁部１４Ａに導かれるものであればよい。

溶融錫１６の流出の制御は、フロート板ガラス製造装置の稼働前に、予め制御し設定しておいてもよし、フロート板ガラス製造装置の稼働後に、ガラス生産を行いながら制御し設定してもよい。

このように構成された樋状体１２によれば、樋状体１２の横方向流路３４の出口３２から浴槽縁部１４Ａに流出した溶融錫１６のうちの一部の溶融錫１６は、入口２８にて発生している吸引力により、循環用流路３８及び貫通孔３６を介して浴槽中央側部１４Ｂに導かれ、入口２８に吸引される。これにより、浴槽縁部１４Ａから入口２８に流入する溶融錫１６の流量ｑ１と、浴槽中央側部１４Ｂから入口２８に流入する溶融錫１６の流量ｑ２とがバランスが取れ（図４）、溶融ガラスリボン２０の進行方向に沿う双方の流量ｑ１、ｑ２の流量が略均一となり、浴面２４にエッジ保持に好適な形状の凹部２６が樋状体１２の全長にわたって且つ溶融ガラスリボン２０の進行方向に沿って略均一に形成されるので、エッジ２２の全長が凹部２６に安定して保持される。したがって、ＦＰＤ用板ガラスとして要求される板厚と平坦度とを満足した板ガラスを製造できる。

また、溶融ガラスリボン２０の流動方向に所定のブロック毎に温度が設定されている場合には、前記ブロックに相当する位置に循環用流路３８が少なくとも一つ設けられていれば、前記ブロック毎の温度分布を一定に保つことができ、安定したガラス品質が得られる。

なお、実施の形態の樋状体１２では、横方向流路３４の上部に循環用流路３８を形成したが、循環流路３８の形成位置は、これに限定されるものではなく、浴槽縁部１４Ａに戻された溶融錫１６を浴槽中央側部１４Ｂに導入することができる位置であればよい。

実施の形態の板ガラスの製造装置を示した平面図 図１のＦ−Ｆ線上から見た樋状体の断面図 図１のＧ−Ｇ線上から見た樋状体の断面図 図２、図３に示した樋状体の拡大断面図 従来のフロート板ガラス製造装置の平面図 図５のＣ−Ｃ線から見た拡大断面図

符号の説明

１０…フロート板ガラス製造装置、１２…樋状体、１４…浴槽、１６…溶融錫、１８…供給口、２０…溶融ガラスリボン、２２…エッジ、２４…浴面、２６…凹部、２８…入口、３０…縦方向流路、３２…出口、３４…横方向流路、３６…貫通孔、３８…循環用流路、４０…リニアモータ、４１、４２…制御壁

Claims (5)

1. 溶融金属の浴面に溶融ガラスを連続的に供給して溶融ガラスリボンを形成し、溶融ガラスリボンを前進させて目標厚さの板ガラスに成形するフロート板ガラス製造方法であって、前記溶融ガラスリボンのエッジに沿って溶融金属を略鉛直方向に吸引することにより浴面に凹部を形成し、凹部に前記エッジを流入させて保持しながら板ガラスに成形するフロート板ガラス製造方法において、
   前記略鉛直方向に吸引された溶融金属を前記溶融ガラスリボンのエッジの外側方向および内側方向に流出しながら板ガラスを成形することを特徴とするフロート板ガラス製造方法。
2. 前記溶融ガラスリボンのエッジに沿って前記浴面に形成される溶融金属の凹部において、前記溶融ガラスリボンのエッジの外側及び内側から吸引される前記溶融金属の流量が略均一になるように、前記溶融ガラスリボンのエッジの外側方向および内側方向への溶融金属の流出を制御することを特徴とする請求項１に記載のフロート板ガラス製造方法。
3. 浴槽に収容した溶融金属の浴面に溶融ガラスを連続的に供給して溶融ガラスリボンを形成し、溶融ガラスリボンを前進させて目標厚さの板ガラスに成形するフロート板ガラス製造装置であって、前記浴槽に設置されるとともに前記溶融ガラスリボンのエッジに沿って溶融金属を略鉛直方向に吸引する縦方向流路と該縦方向流路から吸引された溶融金属を溶融ガラスリボンのエッジの外側方向且つ水平方向に流出させる横方向流路とからなる樋状体を備えたフロート板ガラス製造装置において、
   前記樋状体には、前記横方向流路の出口から流出した溶融金属を、前記縦方向流路の前記横方向流路側とは反対側の溶融ガラスリボンのエッジの内側方向に案内する循環用流路が形成されていることを特徴とするフロート板ガラス製造装置。
4. 前記樋状体に形成された前記循環用流路は、少なくとも浴槽の上流側における前記溶融ガラスリボンの前進方向に所定の間隔をもって複数形成されていることを特徴とする請求項３に記載のフロート板ガラス製造装置。
5. 前記樋状体と前記浴槽の側壁との間、又は循環流路内部の少なくとも一方に、前記横方向流路の出口から前記浴槽の縁部に導かれる溶融金属の流量及び循環流路に導入される溶融金属の流量を制御する制御壁が設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載のフロート板ガラス製造装置。

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