JP2009508801A - ガスバーナー及び冷却スプレーを備えたガラス切断加工 - Google Patents

Abstract

フロートガラスを切断するための装置及び方法を開示する。バーナー及び水スプレーを、連続ガラスリボンに沿って、該リボンの端縁と平行に延在する切断線に沿って、熱応力クラッキングを生ずるように配置する。熱応力クラッキングを、機械的力の使用なしに生起する。好ましくは、バーナーを用いて、ガラスに供給する出力を増加させることによって熱応力クラックを生起する。

Description

本発明は、ガラスの切断加工に関し、特にフロートガラスの切断加工に関するものである。

ガラスの製造に関するフロート法は、よく知られている。原料を、融解炉内の溶融ガラス上で混合および供給する。溶融、精製及び均質化した時点で、溶融ガラスは炉を離れ、溶融スズのフロートバスの表面上へ流出し、ここで溶融スズの表面で広がり冷却されて連続ガラスリボンを形成する。この時点で、ガラスを所要に応じてコートすることができる。次いで、ガラスの連続リボンは一連の徐冷ローラーを通過し、ここで綿密に温度制御及び徐冷される。最後に、ガラスを検査して、一連のクロスカッター下を通過して所定サイズに切断する。

フロート法の使用により高品質で、ほぼ光学的に完全なガラスを生じるにもかかわらず、リボンの両端縁は徐冷後でも応力が残留し、耳として切徐される。この耳を切り取る一つの方法は、連続ガラスリボンの端縁近くに配置したダイヤモンドホイールカッターを使用することである。次いで、耳の除去装置を用いてガラスの端縁を折線に沿って砕壊する。ダイヤモンドホイールカッターに代わるものとして、機械的または熱応力を用いてガラスにクラックを誘導することができ、次いで折るか切断のいずれかを行う。

米国特許第３，９０９，２２６号公報は、切断すべきストリップの領域に応力パターンを修飾することによりガラスの細長いストリップを切断する方法を開示する。一筋の引張応力を切断線とガラス板の端縁との間でストリップに形成し、一筋の圧縮応力を切断線に沿って形成する。応力分布を変更することによって、機械的な切断の品質を改善することができる。

米国特許第４，８２８，９００号公報は、徐冷前にフロートガラスリボンを切断する方法を開示する。切断線をガラスリボンに交差して配置したバーナーによって軟化温度まで加熱し、ブレードを使用してガラスを切断線に沿って切断する。欧州特許第１１７７１５５号公報は、フロートバスを出る前にガラスリボンの端縁を切断するための加熱したブレードおよび／またはレーザーの使用を開示する。国際公開第２００５／０５４１４２号公報は、フロートガラスを切断するための線形バーナーの使用を開示するが、クラックをカッターの形態で生起するのに機械的力が必要である。

必ずしもリボンの端縁に沿って切断する必要はないが、誘導熱的または機械的応力を含むガラスでの使用のための他の切断機構も知られている。例えば、独国特許第２８１３３０２号公報は、ガラス基板の第一部分を連続的に加熱し、同時に伝達または伝導によって該基板の第二の部分を冷却することによってガラス板を、けがく方法を開示する。ガラスにクラックが、鋭い切断線を用いて生起する。

欧州特許第０８７２３０３号公報は、平坦なガラス加工片から湾曲形状を切徐するのにレーザーの使用を開示する。走査レーザーを鏡から加工片上に反射させてＵ型またはＶ型の輪郭を作成する。この輪郭は、外側領域で比較的大きな強度を有し、輪郭の背面で最大強度を有する。レーザーは、以後に冷却される切断線に沿ってガラスの表面を通過する。レーザー及び次の冷却によって生起した熱応力は、クラックを生起するのに追加の機械的力または応力に用いる必要なしにクラックを生起する。

欧州特許第１２４２２１０号公報は、走査レーザーを用いて曲率半径のまわりに指向し得る線形輪郭を生起してガラスの湾曲状片を形成する類似の方法を開示する。また、コールドスポットが線形輪郭に従い、クラックを生起するのに追加の機械的力または応力を用いることなく、クラックをガラスに熱的に生起する。

これら方法の各々は、不利益を有する。機械的切断のみでは、応力端縁を生じ、クラック領域周りでガラスがバラバラになる可能性がある。ガラスを加熱し、機械的応力を付与してクラックを生起することを含む方法は、二つの切断装置をフロートラインでガラスリボンと平行にして位置づける必要がある。レーザー切断は、単一の切断装置のみを必要とし、機械的応力による破片を減少する一方、表面コーティング、例えばＩＲ反射コーティングを有するガラスを、そのままフロートライン上で切断するのに用いることができない。

したがって、そこには、機械的及び熱的切断装置を設ける必要なしに板厚を変えるおよび／またはＩＲ反射コーティングを有するガラスリボンをフロートライン上でそのまま切断し得る必要性が存在し、これは標準の縁装置に匹敵し、ガラス破片を最小にし、ほぼ完全なガラス端縁を生じる。

本発明は、線形ガスバーナー及び冷却スプレーを備えるフロートガラス切断装置を用意し、該線形ガスバーナー及び冷却スプレーをフロートガラスの移動リボンに沿って該リボンの端縁と平行に延在する切断線に沿って熱応力クラッキングを生じさせるように配置し、前記熱応力クラッキングを機械的力の使用なしに生起することによって、これらの問題に対処することを目的とする。

かかる装置は、比較的低コストの熱源を用いてフロートガラスのリボンから端縁を切断して、ほぼ完全な端縁を生じ得る利点を有する。クラックを生起するための機械的力を必要としないので、切断工程を従来技術と比較して簡易化する。

前記熱応力クラッキングを前記バーナーによって生起するのが好ましい。

本発明はまた、線形ガスバーナー及び冷却スプレーを備え、該線形ガスバーナー及び冷却スプレーをフロートガラスの移動リボンに沿って該リボンの端縁と平行に延在する切断線に沿って熱応力クラッキングを生じさせるように配置したフロートガラス切断装置を提供するもので、この場合前記熱応力クラッキングを前記バーナーによって生起する。

クラックを生起するためのバーナーの使用は、機械的力を用いて切断を開始し得る必要性を除去する。

好ましくは、バーナーによりガラスへ供給した出力を増加させることによって前記熱応力クラッキングを生起する。

前記線形ガスバーナーが、複数のバーナーノズルを備えるのが好ましい。該線形ガスバーナーが、可燃性ガスと、酸素または空気のうち一つとの混合物を燃焼することができる。特に、線形ガスバーナーがプロパン及び酸素ガスの混合物を燃焼することができる。バーナーノズルを同心円様式で配置するのが好ましい。前記バーナーは二列のバーナーノズルを備え、一方の列が同心円様式で配置した前記バーナーノズルのいずれかの側に位置することができる。

本発明はまた、フロートガラスの連続リボン切断方法であって、該ガラス上でリボンの端縁と平行な切断線を加熱し、該切断線を冷却して熱応力クラッキングを生起することを備え、前記熱応力クラッキングを機械的力の使用なしに生起することを特徴とする。

これは、比較的低コストの熱源を用いてフロートガラスのリボンから端縁を切断して、ほぼ完全な端縁を生じさせ得る利点をもたらす。

前記熱応力クラッキングをバーナーによって生起するのが好ましい。

本発明はまた、フロートガラスの連続リボン切断方法であって、該ガラス上でリボンの端縁と平行な切断線を加熱し、該切断線を冷却して熱応力クラッキングを生起することを備え、前記熱応力クラッキングをバーナーにより生起することを特徴とする。

クラックを生起するためのバーナーの使用は、機械的力を用いて切断を開始し得る必要性を除去する。

好ましくは、バーナーによりガラスへ供給した出力を増加させることによって前記熱応力クラッキングを生起する。

前記フロートガラスは、線形ガスバーナーに隣接する表面上に被覆物を有することができる。前記フロートガラスの連続リボンは、前記線形ガスバーナーに隣接する表面上に赤外線反射被覆物を有することができる。

本方法は、クラック時に前記フロートガラスを前記切断線に沿って砕壊し、前記切断部を前記フロートガラスから除去することを更に備えることができる。

また、本発明の装置または方法を用いて切断したフロートガラスを提供する。

本発明を、実施例のみとして、かつ添付図面を参照して説明する。

本発明は、フロートガラスの連続リボンの端縁からの耳の除去に関するものである。線形ガスバーナーを用いて、リボンに沿ってガラスの端縁と平行に延在する切断線に沿ってガラス境界を加熱し、続いてガラス上へ水／空気の混合物を吹き付けることによって冷却する。線形ガスバーナー及び水スプレーの配置が、切断線に沿って熱応力クラッキングを生起する。

図１は、本発明の一実施形態に従う切断装置の概略図を示す。切断装置が、ガラスの上で、ガラスを形に切断するのに用いたクロスカッターの直前に配置される。長さｄ_１を有し、複数のガスバーナーノズル２を備える線形ガスバーナー１を、矢印Ａで示される方向に移動する連続ガラスリボン３の上に距離ｄ_２で固定する。線形ガスバーナー１は、流量計５を有するプロパンシリンダー６から通じるプロパン供給管４と、流量計８を有する酸素シリンダー９から通じる酸素供給管７とによって供給される。ガスバーナーノズルの数及び各ノズルのフレーム輪郭は、切断線を十分に加熱して冷却スポットで分割線を作成するのに適正なバーナー出力を付与するように選択される。

冷却スポットは、ガラスリボンがバーナー１の下を通過すると、該表面２上に水１１を距離ｄ_３から噴霧する水噴霧ノズル１０によって提供される。水ノズル１０は、バーナー１から距離ｄ_４で、かつガラス面上の高さｄ_３で固定される。水ノズル１０は、大気温度の給水管１２と、ノズル１０上の出口弁（図示せず）を切り替えるための第一加圧給気管１３と、ノズル１０から噴霧された水を霧化するための第二の加圧給気管１４とに連結されている。ガラスを徐冷ローラー１５で支持する。

ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３及びｄ_４の典型的値を、表１に示す。

切断を生起するためには、加熱冷却プロセスからの熱応力によってガラス内に生じたクラックを切断線の点でガラス内に引き起こさなければならない。熱応力クラックを作成するためには、クラックを生起するまでの短い期間バーナー出力を増加させ、次いでクラックを切断線に沿って伝播させるに必要なレベルまで減少させる。熱応力クラックを、機械的力の使用なしに生起する。熱応力クラックは分割線を形成し、フロートラインの下に更に位置した標準の縁除去装置を使用して、ガラスの端縁の除去を可能にする。熱応力クラックを一度形成すると、切断部を除去する。バーナーによって供給される単位長さあたりの出力は、バーナーの長さに沿ってほとんど一定であることが好ましい。ガラス破片の形成を回避するために、バーナーによって供給される単位長さあたりの出力は、ガラスが割れる値を超えるべきではない。バーナーは、切断線に沿って付与された熱エネルギーのほとんど一定の分布を供給し、ガラス表面の温度がバーナーの長さに沿って増加する。

図２に示すように、ガラスを切断するのに必要な狭いフレームの形及び温度を達成するためには、線形バーナーの酸素出口１７及びプロパン出口１６を同心円の様式で配置する。同心円のノズルの列の両側に、フレーム配置（図示せず）を改善するように酸素を供給する二列のノズル１８ａ，１８ｂがある。これらの追加ノズルは、酸素を燃焼し、フレーム輪郭を制御するために用いられる。任意適当な可燃性ガスを空気または酸素と混合して、代わりに燃焼することができるけれども、バーナーは酸素及びプロパンを一般に燃焼させる。

表２は、製造中に異なる種類及び厚みのフロートガラスリボンを切断する四つの実験の結果を要約する。

サンプル１、サンプル２及びサンプル３のそれぞれは、バーナー及び水噴霧を用いて効率よく切断され、端縁が標準の耳除去装置を用いて除去された。サンプル１は、青銅色で透明な色合いを有するガラスリボンであった。サンプル２は、透明なフロートガラスであった。

サンプル３は、その上面を赤外線反射被覆物で覆われたリボンであった。かかるリボンを良好に切断することは、ガラスの被覆側（頂部側）に入射するレーザーを用いてＩＲ反射被覆物を有するガラスを切断することができないので、レーザー切断技術にわたる主な進歩を意味する。これに対する一つの可能な理由は、レーザーがそのエネルギーの大部分を放射によってガラスに伝え、このエネルギーの多くの部分がガラスを加熱し得る前にＩＲ反射被覆物により反射されることである。線形ガスバーナーの場合、エネルギーが伝達、伝導及び放射によって伝えられる。

低鉄含量の、超透明なフロートガラスからなるサンプル４の切断を評価する実験は、端縁の手動除去を可能にする可視分割線を生じた。標準耳除去装置を使用しなかった。

各々の実験において、生成した切断端縁は、完全なものに近かった。バーナーの使用の更なる利点は、切断処理がガラス内の一時的または残留の応力の広範囲に対処することが可能であることである。

ガラスを切断する性能は、バーナー及び水ノズルセットアップの形状及びバーナーによりガラスに送達される出力に依存する。フレーム輪郭はまた、重要な要因である。供給された出力、バーナーとガラスとの間の距離、バーナーと水ノズルとの間の距離及びフレーム形状（各々のフレームの形）のすべてを、各ガラス厚み及び種々の徐冷速度に関して最適化する。ガラスが耳除去装置（徐冷ローラーの下流に位置する）に到達する前に、ガラス内のクラックが広がらないことを確実にするためには、耳を除去する前に、ガラスを切断するのに用いる曲げ装置の高さを変更すること、並びにバーナー及び水ノズルの設定を調整することも必要とすることができる。

本発明の実施形態に従う切断装置の概略図である。 図１の線形バーナーの概略平面図である。

Claims (21)

1. 線形ガスバーナー及び冷却スプレーを備え、該線形ガスバーナー及び冷却スプレーをフロートガラスの移動リボンに沿って該リボンの端縁と平行に延在する切断線に沿って熱応力クラッキングを生じさせるように配置したフロートガラス切断装置であって、前記熱応力クラッキングを機械的力の使用なしに生起することを特徴とするフロートガラス切断装置。
2. 前記熱応力クラッキングを前記バーナーによって生起する請求項１に記載のフロートガラス切断装置。
3. 線形ガスバーナー及び冷却スプレーを備え、該線形ガスバーナー及び冷却スプレーをフロートガラスの移動リボンに沿って該リボンの端縁と平行に延在する切断線に沿って熱応力クラッキングを生じさせるように配置したフロートガラス切断装置であって、前記熱応力クラッキングを前記バーナーによって生起することを特徴とするフロートガラス切断装置。
4. 前記熱応力クラッキングが、前記バーナーによってガラスに供給される出力を増加させることによって生起される請求項２または３に記載のフロートガラス切断装置。
5. 前記線形ガスバーナーが複数のバーナーノズルを備える請求項１，２，３または４のいずれかに記載のフロートガラス切断装置。
6. 前記線形ガスバーナーが、可燃性ガスと、酸素または空気のうち一つとの混合物を燃焼する請求項５に記載のフロートガラス切断装置。
7. 前記線形ガスバーナーがプロパン及び酸素ガスの混合物を燃焼する請求項６に記載のフロートガラス切断装置。
8. 前記バーナーノズルの少なくともいくつかを同心円の様式で配置する請求項５，６または７に記載のフロートガラス切断装置。
9. 前記バーナーが二列のバーナーノズルを備え、一方の列が同心円様式で配置した前記バーナーノズルのいずれかの側に位置する請求項８に記載のフロートガラス切断装置。
10. フロートガラスの連続リボンを切断するに当たり、
    該ガラス上でリボンの端縁と平行な切断線を加熱し、切断線を冷却して熱応力クラッキングを生起する工程を備え、
    前記熱応力クラッキングを機械的力の使用なしに生起することを特徴とするフロートガラスの連続リボンの切断方法。
11. 前記熱応力クラッキングを前記バーナーによって生起する請求項１０に記載の方法。
12. フロートガラスの連続リボンを切断するに当たり、
    該ガラス上でリボンの端縁と平行な切断線を加熱し、切断線を冷却して熱応力クラッキングを生起する工程を備え、
    前記熱応力クラッキングをバーナーにより生起することを特徴とするフロートガラスの連続リボンの切断方法。
13. 前記熱応力クラッキングが、前記バーナーによってガラスに供給される出力を増加させることによって生起される請求項１１または１２に記載の方法。
14. 前記フロートガラスは、前記線形ガスバーナーに隣接する表面上に被覆物を有する請求項１０，１１、１２または１３のいずれかに記載の方法。
15. 前記フロートガラスは、前記線形ガスバーナーに隣接する表面上に赤外線反射被覆物を有する請求項１４に記載の方法。
16. クラック時に前記フロートガラスを前記切断線に沿って砕壊し、前記切断部を前記フロートガラスから除去することを更に備える請求項１０〜１５のいずれかに記載の方法。
17. 請求項１〜９のいずれかに記載の装置を使用するフロートガラス切断。
18. 請求項１０〜１７のいずれかに記載の方法を使用するフロートガラス切断。
19. 実質的にここに記載され、添付図面に関するフロートガラス切断装置。
20. 実質的にここに記載され、添付図面に関するフロートガラスの連続リボンの切断方法。
21. 実質的にここに記載され、添付図面に関する方法または板ガラス切断装置を使用するフロートガラス切断。

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