JP2007099576A - フロートガラス製造方法及びフロートガラス製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フロートガラスとしての平滑度を維持した状態で、ガラス表面に析出物や付着物等の異物が残り難い板ガラスを製造できるようにする。
【解決手段】 溶融ガラスｇを、その溶融ガラスｇより比重の大きい溶融金属Ｍが収容されているフロートガラス製造炉２の溶融金属Ｍ上に供給して、溶融金属Ｍ上面に浮かせた状態で下流側に流しながら、板状に成形するフロートガラス製造方法において、ガラス軟化点以下の融点を備え、溶融ガラスｇの上面に析出する析出物、又は、付着物を取り込み自在な異物取り込み金属６を、溶融金属Ｍ上の溶融ガラスｇの上面に溶融状態で接触させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、溶融ガラスを、その溶融ガラスより比重の大きい溶融金属が収容されているフロートガラス製造炉の前記溶融金属上に供給して、前記溶融金属上面に浮かせた状態で下流側に流しながら、板状に成形するフロートガラス製造方法、及び、そのフロートガラス製造方法の実施に直接使用するフロートガラス製造装置に関する。

従来、この種のフロートガラス製造技術として、例えば、着色ガラスを製造するような場合は、着色用物質（例えば、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｖ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｅ等）を溶融ガラスに混ぜた状態で前記フロートガラス製造炉の溶融金属（例えば、Ｓｎ）上に供給して下流側に流すことで板状の着色ガラスを製造することが実施されている。そして、フロートガラス製造炉の雰囲気は、一般的には水素を数％程度含有する還元雰囲気に構成されている（以後、この技術を第一従来例と言う）。
また、前記着色用物質は、それぞれのものによって、発色が異なっているが、最近では、グレー系着色を行うことが多くなっており、この場合には、安定した発色状態を提供しやすい着色用物質としてニッケル（Ｎｉ）が多用されるようになってきた。
しかし、着色用物質としてニッケルを用いる場合には、前記溶融ガラスが固まってできる着色ガラスの表面に白ぐもり（所謂「ヘイズ」）が発生する問題があった。
この白ぐもりは、溶融ガラスの表面（又は表層近く）に存在するニッケルイオンが雰囲気下で還元されて微細な玉状の金属ニッケル（厳密には雰囲気中の錫蒸気が結合反応したＮｉＳｎ合金）となり、この金属ニッケルが光を散乱するために生じるのである。
この白ぐもりを防止する従来のフロートガラス製造技術としては、フロートガラス製造炉の雰囲気を、水素を全く含まないか、又は、濃度を低下させた状態とし、水素に替えて酸素と不活性ガス（窒素、希ガス）で満たすことでニッケルイオンが還元され難い環境をつくるもの（以後、この技術を第二従来例と言う）があった（例えば、特許文献１参照）。
尚、着色しない通常の板ガラスを形成する場合には、上述の着色用物質を混ぜない状態で実施している。

特開昭５１−１５１６号公報

上述した従来のフロートガラス製造技術（第二従来例）によれば、着色ガラスの表面における白ぐもりは発生し難くなったものの、炉内が酸化雰囲気となるから、溶融金属（例えば、錫）の表面に酸化物（例えば、酸化錫）ができ易くなり、その存在によって、溶融ガラスを支持するための溶融金属表面の平滑度が低下し、その溶融金属表面に密接状態で支持されている溶融ガラスの被支持面（下面）も平滑度が低下すると言った問題がある。
また、ガラスへの着色の有無に拘わらず、炉内雰囲気中には溶融金属が蒸気化したものが浮遊しており、その蒸気が天井等で結露して成形中の板状ガラス状に滴下し、その表面に付着することがあり、このようにガラス表面に付着物が残ると、例えば、自動車用ウィンドシールドの外観不良の原因となったり、液晶用やＰＤＰ用ディスプレーとして加工される際に断線や短絡による表示不良の原因となるため、好ましくない。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、フロートガラスとしての平滑度を維持した状態で、ガラス表面に析出物や付着物等の異物が残り難い板ガラスを製造できるフロートガラス製造技術を提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、溶融ガラスを、その溶融ガラスより比重の大きい溶融金属が収容されているフロートガラス製造炉の前記溶融金属上に供給して、前記溶融金属上面に浮かせた状態で下流側に流しながら、板状に成形するフロートガラス製造方法において、ガラス軟化点以下の融点を備え、前記溶融ガラスの上面に析出する析出物、又は、付着物を取り込み自在な異物取り込み金属を、前記溶融金属上の前記溶融ガラスの上面に溶融状態で接触させるところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、ガラス軟化点以下の融点を備え、前記溶融ガラスの上面に析出する析出物、又は、付着物を取り込み自在な異物取り込み金属を、前記溶融金属上の前記溶融ガラスの上面に溶融状態で接触させるから、溶融ガラス上面に析出物が析出していたり、付着物が付着していたとしても、溶融状態で接触させたこの異物取り込み金属が析出物や付着物を取り込むことができ、溶融ガラス上面から析出物や付着物を除去することができるようになる。従って、前記析出物が、例えば白ぐもりの原因になる物質であったとしても、着色ガラスの表面に白ぐもりが残るのを防止することが可能となる他、付着物が表面に残ったままになるのを防止することが可能となる。
即ち、前記第二従来例のように炉内環境を酸化雰囲気にしなくても、白ぐもりを防止することができるようになるから、フロートガラス製造炉の炉内環境を、前記第一従来例のように水素を含んだ還元雰囲気にしても、白ぐもりの原因となる析出物は取り除かれ、更には、溶融金属の酸化物が表面に生成されることも防止でき、前記第一従来例の場合と同様に、溶融ガラスの表面平滑度を高く維持することが可能となる。

本発明の第２の特徴構成は、前記析出物、及び、前記付着物は、錫、又は、錫の合金であり、前記溶融金属及び前記異物取り込み金属は、錫であるところにある。

つまり、ニッケルを着色用物質として溶融ガラスに混ぜることで、比較的容易に、グレー系着色を行うことができ、着色ガラスの発色品質の安定化を図ることが可能となることが知られているが、この場合に、溶融ガラスの表面（又は表層近く）に析出する析出物が錫ニッケル合金である。また、溶融金属が錫である場合には、炉内雰囲気中には金属錫が蒸気化しており、この錫が結露して滴下した場合、成形中の板ガラス上面には錫が付着物として付着する。
本発明の第２の特徴構成によれば、本発明の第１の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、溶融ガラスの表面（又は表層近く）に析出する析出物、及び、付着物が、錫、又は、錫の合金であると共に、異物取り込み金属が錫であるから、極めて効率よく析出物や付着物を異物取り込み金属中に取り込んで除去することが可能となる。
更には、溶融金属と異物取り込み金属とが同一の材料で構成されているから、両者が多少混ざり合ったにしても悪影響が出難いから、両者の隔離設備をラフに形成することが可能となり、設備コストの低減化を叶えることが可能となる。

本発明の第３の特徴構成は、溶融ガラスより比重の大きい溶融金属が収容されているフロートガラス製造炉が設けられ、前記溶融ガラスを前記溶融金属上に供給する供給手段が設けられ、前記溶融金属上面に浮かせた状態の前記溶融ガラスを炉の下流側に流しながら板状に成形する成形手段が設けられているフロートガラス製造装置であって、
前記溶融ガラスの上面に析出する析出物、又は、付着物を取り込み自在で、ガラス軟化点以下の融点を備えた異物取り込み金属を、前記溶融ガラスの上面に溶融状態で接触させる異物取り込み金属接触手段が設けられているところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、前述の本発明のフロートガラス製造方法の実施に直接使用することができ、そのフロートガラス製造方法をより効率よく実施することが可能となる。
その結果、前記異物取り込み金属を、前記溶融金属上の前記溶融ガラスの上面に溶融状態で接触させて、溶融ガラス上面に析出する析出物や付着物を取り込むことで除去することができ、前記析出物が、例えば白ぐもりの原因になる物質であったとしても、着色ガラスの表面に白ぐもりが残るのを防止することが可能となる他、付着物が表面に残ったままになるのを防止することが可能となる。
更には、炉内環境を還元雰囲気にすることで、溶融金属の酸化物が表面に生成されることも防止でき、溶融ガラスの表面平滑度を高く維持することが可能となる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明のフロートガラス製造装置の一実施形態品（以後、単にガラス製造装置と言う）Ｅを示すもので、ガラス製造装置Ｅは、ガラスを溶融させて溶融ガラスｇを造るガラス溶融炉１、溶融状態の錫（溶融金属に相当）Ｍが収容されているフロートガラス製造炉（所謂「フロートバス」に相当）２、前記フロートガラス製造炉２で板状に成形された着色ガラスＧを徐々に冷却する徐冷炉３を備えて構成されており、前記ガラス溶融炉１からフロートガラス製造炉２を経て徐冷炉３に達する一連の製造工程において、溶融ガラスｇが、所定の厚みの帯板状の着色ガラスＧに成形されていく。

前記ガラス溶融炉１では、ガラスを発色させるための着色用物質４としてニッケルが、溶融ガラスｇに混ぜられている。また、ガラス溶融炉１には、前記着色用物質４が混ざった状態の溶融ガラスｇを前記フロートガラス製造炉２の溶融錫Ｍ上に供給自在な供給手段１ａが設けられている。

前記フロートガラス製造炉２では、溶融ガラスｇが溶融錫Ｍの上面に浮いた状態で下流側に流下しながら板状に広がって徐々に固まっていく。そして、その流下状態において、溶融ガラスｇは、溶融錫Ｍの平滑表面上に浮いた状態に層を成して支持されているから、自らも平滑な形状になって固まっていく。因みに、溶融錫Ｍの比重は、当然の事ながら、溶融ガラスの比重より大きい。
また、溶融錫Ｍの上方空間は、水素を数％程度含有する還元雰囲気に構成されている。
従って、溶融ガラスｇに混ざった前記着色用物質４であるニッケルのイオンが、溶融ガラスｇ表面では還元雰囲気に覆われていることから還元され易く、その結果、微細な玉状の金属ニッケル（厳密には雰囲気中の錫が溶け込んだＮｉＳｎ合金）が析出する。この析出物５（金属ニッケル）が着色ガラス表面に残ったままになると、光の散乱を生じて、所謂「ヘイズ」と言う白ぐもりが発生する（図１、図２参照）。
当該実施形態のガラス製造装置Ｅにおいては、フロートガラス製造炉２内で前記溶融ガラスｇが未だ固まらない成形状態（温度領域としては６００〜１０００℃）の時に、前記溶融ガラスｇの上面に溶融錫（異物取り込み金属に相当）６を接触させる異物取り込み金属接触手段７が設けてあり、溶融錫６によって溶融ガラスｇ上面付近の前記析出物５を取り込み、白ぐもりが発生しないように構成されている。
因みに、溶融錫６の融点（２３２℃）は、ガラス軟化点（７３０℃）より低い。
また、溶融錫Ｍの上方空間には、金属錫の蒸気が含まれており、その蒸気が天井等で冷やされて滴下すると、溶融ガラスｇ上面に錫が付着するが、前記異物取り込み金属接触手段７によれば、この付着物も除去することが可能となる。

前記異物取り込み金属接触手段７は、図には示さないが、溶融ガラスｇ上で、溶融ガラスｇの流れ方向と交わる方向（以後、溶融ガラスｇの幅方向という）に溶融錫６を流すための供給装置や、流れる溶融錫６を溶融ガラスｇの上面に接触させながら溶融ガラスｇの前記幅方向に沿って誘導するガイドや、溶融ガラスｇ上を幅方向に沿って移動した溶融錫６を回収する回収装置等を備えて構成することができる。

次に、以上のガラス製造装置Ｅを使用したフロートガラス製造方法について説明する。
［１］溶融ガラスｇを、フロートガラス製造炉２の溶融錫Ｍ上に供給する。
溶融ガラスｇは、フロートガラス製造炉２を溶融錫Ｍ上に浮いた状態で、下流側に沿って薄く広がりながら流下する（図２参照）。
［２］フロートガラス製造炉２内で前記溶融ガラスｇが未だ固まらない成形状態の時に、前記異物取り込み金属接触手段７によって溶融錫Ｍを前記溶融ガラスｇの上面に横断状態に接触させて、析出物５を除去する（図３参照）。

〔実施例〕
着色ガラスの白ぐもりの状態を、顕微鏡写真で撮影した。
図４は、析出物の除去を行ってない板ガラスの表面を撮影したもので、図５は、前述の異物取り込み金属接触手段によって溶融錫６を溶融ガラス上面に接触させた板ガラスの表面を撮影したものである。
図４（イ）は、拡大倍率が５０００倍のもので、白点に見える部分が析出物に相当する。図４（ロ）は、拡大倍率が２５０００倍、図４（ハ）は、５００００倍の状況を示している。
図５（イ）は、拡大倍率が５０００倍、図５（ロ）は、拡大倍率が２００００倍の状況を示している。それぞれ、析出物が除去された除去跡のみが写し出されている。この除去跡を示したものが、図５（ハ）であり、拡大倍率１０００００倍で撮影してあり、析出物が除去された跡が、くぼみとなっている。
以上のように、板ガラス表面から析出物が除去されることで、白ぐもりの発生が防止されている。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 前記着色用物質は、先の実施形態で説明したニッケルに限るものではなく、例えば、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｖ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｅ等の単体や組み合わせによるものであってもよく、それらを総称して着色用物質と言う。
〈２〉 前記析出物は、先の実施形態で説明した金属ニッケルに限るものではなく、着色用物質が異なることで、それに対応した物質が析出する。
〈３〉 前記異物取り込み金属は、先の実施形態で説明した錫に限るものではなく、例えば、Ｓｎ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｔｌ等の単体やこれらの合金等であってもよく、それらを総称して異物取り込み金属と言う。
〈４〉 前記溶融金属は、先の実施形態で説明した錫に限るものではなく、例えば、Ｓｎ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｔｌ等の単体やこれらの合金等であってもよく、それらを総称して溶融金属と言う。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

フロートガラス製造装置を示す一部切欠き斜視図（概念図） フロートガラス製造炉を示す平面図（概念図） フロートガラス製造炉を示す側面視断面図（概念図） 板ガラス表面の顕微鏡写真を示す説明図 板ガラス表面の顕微鏡写真を示す説明図

符号の説明

１ａ 供給手段
２ フロートガラス製造炉
４ 着色用物質
５ 析出物（金属ニッケル）
６ 溶融錫（異物取り込み金属に相当）
７ 異物取り込み金属接触手段
ｇ 溶融ガラス
Ｍ 錫（溶融金属に相当）

Claims (3)

1. 溶融ガラスを、その溶融ガラスより比重の大きい溶融金属が収容されているフロートガラス製造炉の前記溶融金属上に供給して、前記溶融金属上面に浮かせた状態で下流側に流しながら、板状に成形するフロートガラス製造方法であって、
   ガラス軟化点以下の融点を備え、前記溶融ガラスの上面に析出する析出物、又は、付着物を取り込み自在な異物取り込み金属を、前記溶融金属上の前記溶融ガラスの上面に溶融状態で接触させるフロートガラス製造方法。
2. 前記析出物、及び、前記付着物は、錫、又は、錫の合金であり、前記溶融金属及び前記異物取り込み金属は、錫である請求項１に記載のフロートガラス製造方法。
3. 溶融ガラスより比重の大きい溶融金属が収容されているフロートガラス製造炉が設けられ、前記溶融ガラスを前記溶融金属上に供給する供給手段が設けられ、前記溶融金属上面に浮かせた状態の前記溶融ガラスを炉の下流側に流しながら板状に成形する成形手段が設けられているフロートガラス製造装置であって、
   前記溶融ガラスの上面に析出する析出物、又は、付着物を取り込み自在で、ガラス軟化点以下の融点を備えた異物取り込み金属を、前記溶融ガラスの上面に溶融状態で接触させる異物取り込み金属接触手段が設けられているフロートガラス製造装置。