JP2010155777A - シートガラスの製造に用いられる牽引ローラの生産方法 - Google Patents

Abstract

【課題】例えばオーバーフロー・ダウンドロー・フュージョン法を採用するシートガラスの製造において、フュージョンパイプの底縁の下流に配置されて、フュージョンパイプを離れる帯状ガラスに張力を与えてガラスシートの厚さを制御する牽引ローラに関し、高温における長寿命、制御された牽引力の印加、硬度および低汚染を達成し得る製造方法を提供する。
【解決手段】
一群の耐熱性ディスクを、該一群のディスクが所定の長さおよび所定の直径を満たした場合に約０．９ｇ／ｃｍ^３から約１．２ｇ／ｃｍ^３までの嵩密度が得られるように選択してシャフトに取り付け、帯状ガラスに接触するように構成された牽引ローラ・セクションの少なくとも一部分が２５℃において約３０から約６０までのショアーＤ硬度を有するように、上記一群のディスクを上記所定の長さに圧縮する。
【選択図】 図１

Description

本発明はシートガラスの製造に関する。特に本発明は、例えば、オーバーフロー・ダウンドロー・フュージョン法によるシートガラスの製造に用いられる牽引ローラの製造方法に関するものである。

牽引ローラは、そこから多数のシートが形成される帯状ガラスに張力を印加し、これによりシートの公称厚さを制御するために、シートガラスの製造に用いられる。例えば、オーバーフロー・ダウンドロー・フュージョン法（特許文献１および特許文献２参照）において、牽引ローラはフュージョンパイプの先端すなわち底縁の下流に配置されて、形成された帯状ガラスがフュージョンパイプを離れる速度を調整するのに用いられ、このようにして、完成したシートの公称厚さが決定される。

良く出来た牽引ローラは、多くの相反する判定基準を満足させることができる。第１に、上記ローラは、実質的な耐用期間の間、ガラスが新しく形成されるのに伴う高温に耐えることができなくてはならない。ローラの交換は、与えられた機械が生産することができる完成したガラスの枚数を減少させ、したがって、ガラスの最終的な価格を上昇させるので、そのような環境にローラが耐える期間が永ければ永いほど良い。

第２に、ローラは、ガラスの厚さを制御するために十分な牽引力を発生させることができなくてはならない。利用可能な完成したガラスとなる帯状ガラスの中央部分に損傷を与えないようにするために、上記ローラは、上記帯状ガラスの両側縁部における限られた領域のみに接触することができる。したがって、上記牽引力はこの領域のみを用いて発生させればよい。しかしながら、ガラスに印加される力が大き過ぎると、帯状ガラスの利用可能な中央部分に伝播するおそれのある表面損傷を発生させる可能性があるので、力が大き過ぎてはならない。したがって、ローラは、小さ過ぎもせず大き過ぎもせずバランスした力をガラスに対して与えなければならない。

第３に、牽引ローラの構築に用いられる石綿板材料は、例えば耐用期間を過ぎた使用中においても割れたガラスによる工程損傷を受けないように十分硬くなければならない。

第４に、牽引ローラは、ガラスに付着して、付着物（onclusions）として知られている表面欠陥を発生させる多量の微粒子を放出してはならない。厳しい用途、例えば平面パネルディスプレーのための基板に用いられるガラスに関しては、一般に各付着物が最終製品の欠陥部位を表すので（例えば一つ以上の画素）、付着物は極めて低いレベルに保たれなければならない。牽引ローラが作動する環境が高温の故に、高温において微粒子を発生させずに、帯状ガラスに対して十分な牽引力を印加することは難関である。

牽引ローラは、帯状ガラスの外縁部に、具体的には、帯状ガラスのエッジに存在する厚くなったビードの直ぐ内側に接触するように構成されている。このようなローラに関する好ましい構造は、耐熱性材料、例えば駆動軸上に取り付けられた石綿板ディスクを採用している。この構造の例は、特許文献３〜特許文献５に開示されており、これらの文献の内容の全てが、牽引ローラ構造の具体例として本発明に引用される。

米国特許第３,３３８,６９６号明細書 米国特許第３,６８２,６０９号明細書 米国特許第３,３３４,０１０号明細書 米国特許第４,５３３,５８１号明細書 米国特許第５,９８９,１７０号明細書

現存する牽引ローラは、高温における長寿命、制御された力の印加、硬度および低汚染に関して相反する判定基準を完全には満足させていない。それ故に、この分野において現存する牽引ローラよりも高いレベルのこれらの特性を達成する牽引ローラを得ることの必要性が存在する。

本発明は、ガラス製造に用いられる牽引ローラの作製方法に関するものである。

一つの態様において、本発明は、所定の長さおよび所定の直径を備えた牽引ローラ・セクションの製造方法を提供し、この方法は、適当な外径および複合重量を有する一群の耐熱性ディスクを、これらの一群のディスクが取り付けられて前記所定の長さおよび所定の直径を満たした場合に約０．９ｇ／ｃｍ^３から約１．２ｇ／ｃｍ^３までの嵩密度が得られるように選択し、これらの一群の耐熱性ディスクを１本のシャフト上に組み付け、第１および第２の取付け具を上記シャフトに取り付け、かつこれら第１および第２の取付け具を、上記一群のディスクに対して軸方向の圧縮力が加わるように位置決めし、かつ帯状ガラスに接触するように構成された上記牽引ローラ・セクションの少なくとも一部分が２５℃において約３０から約６０までのショアーＤ硬度を有するように、一群のディスクを上記所定の長さに圧縮する諸ステップを含む。

本発明のさらなる態様は、その一部が下記の詳細な説明および請求項に記載されており、その一部は詳細な説明から得られ、あるいは開示された例示的実施の形態の実施によって学ぶことができる。下記に記載された効果は、添付の請求項に特に指摘された要素および組合せを用いることによって実現されかつ得られるであろう。上述の概要説明および後述の詳細な説明の双方は、単に例示および説明のためのものであって、本発明を限定するものではないことを理解すべきである。

本明細書に組み込まれ、かつ本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明のいくつかの態様を示すものであって、限定を伴うことなく、説明内容とともに本発明の原理の説明に資するものである。

ローラの平均硬度と牽引ローラの耐用期間とを縦横にプロットしたグラフである。 嵩密度とジュロメーター硬度との間の変化の関係を示すグラフである。

本発明は、以下の詳細な説明、図面、実施例、特許請求の範囲、ならびにそれらの前述および後述の記載内容を参照すれば容易に理解することができる。しかしながら、本発明の物品、および方法が開示されかつ説明される以前に、本発明は、別段の指示がない限り、具体的な物品および／または方法に限定されず、勿論変えることができることを理解すべきである。また、本発明で用いられている専門用語は、特定の態様を説明するためのものであって、限定しようとするものではないことを理解すべきである。

用いることができる、組み合わせて用いることができる、調製に用いることができる材料、化合物、組成物および構成要素成分、またはた方法および組成物からなる製品が開示されている。これらのおよびその他の材料がここに開示されており、これらの材料の組み合わせ、サブセット、相互作用、グループ等が開示されているときは、それぞれの様々な個々および集合的な組合せおよびこれら化合物の置換の具体的な指示が明白に開示されていなくても、それぞれがここに具体的に予期されかつ記載されているものと理解される。

下記の説明は、本発明を現在知られている実施の形態において教示することができるように提供されるものである。このため、当業者であれば、本発明の効果的な結果を得ながら、ここに記載されている本発明の種々の態様に対して変更を行なうことが可能であることを認識しかつ評価するであろう。本発明の特徴を選択することによって、他の特徴を利用することなしに本発明の所望の効果が得られることも明らかである。したがって、本発明に対する多くの変形、変更が可能であり、環境によっては望ましくさえあり、それらも本発明の一部分であることを当業者であれば認識するであろう。それ故に、下記の記載は、本発明の原理の説明として提供されるものであって、本発明を限定するものではない。

ここで用いられている単数形には、文脈上明らかに単数でない限り、複数の対象も含まれる。それ故に、例えば「石綿板」に言及したときには、文脈上明らかに単数でない限り、２枚以上の石綿板を有する態様が含まれる。

範囲は、「約」ある特定の値から、および／または「約」他の特定の値までとして表わすことができる。このような範囲を表わすとき、他の態様には、ある特定の値から、および／または他の特定の値まで含まれる。同様に、値が、頭に「約」をつけて、近似で表わされるときも、特定の値が他の態様を形成するものと考えられる。さらに、範囲の各終点は、他方の終点に関連するものと、他方の終点からは独立しているものとの両方について意味があるものと考えられる。

本明細書および結びの請求項における、組成物または物品中の特定の成分の重量部について言及すると、上記成分と、上記組成物または物品中の他の成分との間の重量関係が重量部によって表現される。それ故に、化合物中に２重両部のＸ成分と５重両部のＹ成分とが含まれていると、ＸとＹとは２：５の重量比をもって存在し、上記化合物中にさらなる成分が含まれているか否かに拘わらず、そのような比をもって存在する。

本明細書で用いられている或る成分の「重量％」は、そうではないと具体的に説明されていない限り、その成分が含まれる組成物の全重量を基準とする。

本明細書で用いられている「圧縮性」とは、印加された圧力に対する応答としての材料の相対体積変化を意味する。例えば、牽引ローラの圧縮性とは、軸方向の圧縮力が印加されたときの組付けられている複数の耐熱性ディスクの厚さ、または組付けられている牽引ローラの長さの変化を意味する。

本明細書で用いられている「回復性」とは、印加されている圧力が取り除かれた後の圧縮された材料の膨張能力を意味する。例えば、牽引ローラの回復性とは、軸方向の圧縮力の取除き時における、または例えば熱膨張による牽引ローラシャフトの伸張時における石綿板の厚さの膨張を意味する。

上述で簡単に紹介されているように、例示的な実施の形態は、例えばシートガラスの製造において有用となり得る牽引ローラの改良された製造方法を提供する。下記に説明されている他の態様の中で、例示的な実施の形態は、所定の嵩密度を有する牽引ローラの製造方法を含む。種々の態様において、ここに開示された方法によって製造された牽引ローラは、ガラス製造システムにおいて、長期間の動作および改良されたガラス品質を可能にすることができる。別の態様においては、ここに開示された方法によって製造された牽引ローラは、従来の牽引ローラよりも高いレベルの特性および一貫性を達成することができる。

耐熱性ディスク
本発明の方法によって製造された牽引ローラは、複数枚の耐熱性ディスクを備えている。これらの複数枚の耐熱性ディスクのうちの何れか１枚または複数枚の具体的な形状、サイズ、および組成は、例えば得られた牽引ローラの目的とする用途および動作条件に応じて変えることができる。

種々の態様において、耐熱性ディスクは、外周および中心孔を有する平面的な材料からなる。耐熱性ディスクのサイズおよび形状は、牽引ローラに用いるのに適したものであれば如何なるサイズおよび形状のものであってもよい。一つの態様において、何れか１枚または複数枚の耐熱性ディスクは、１個の牽引ローラ上の複数枚のディスクが１本のシャフトの周りで回転するときに一定の直径を有するように円形である。この場合、別の用途に用いられる別の牽引ローラに関しては異なる直径を有することができる。別の態様において、何れか１枚または複数枚の耐熱性ディスクの形状および／または外周は、特定の牽引ローラに沿って変えることができるので、牽引ローラの外周面が曲線となる。

耐熱性ディスクは、例えばシャフトの挿入が可能な透孔である中心孔を有することができる。このような中心孔は、１本のシャフトに複数枚の耐熱性ディスクを面と面とが接する態様で取り付けられるのを可能にする。中心孔のサイズおよび形状は、例えばシャフトの構造に応じて変えることができる。一つの態様において、耐熱性ディスクの中心孔は、耐熱性ディスクが取り付けられるシャフトの断面にほぼ一致させることができる。種々の態様において、耐熱性ディスクの中心孔は、例えば円形、正方形、五角形、六角形、菱形または楕円形とすることができる。シャフトの断面に一致した、またはほぼ一致した中心孔は、ディスクのスリップ、例えば動作中のシャフトの周りの相対回転を防止するのに有用である。種々の実施の形態において、各耐熱性ディスクの外周面は、牽引ローラの外周面の一部分を形成することができる。牽引ローラの外周面の少なくとも一部分は、ガラスシートに接触するように構成される。

耐熱性ディスクの厚さは、牽引ローラに用いるのに適した如何なる厚さにも変えることができ、本発明は、耐熱性ディスクを如何なる特定の厚さのものにも限定する意図はない。種々の態様において、耐熱性ディスクは約３ｍｍから約１０ｍｍまで、例えば、３，４，５，６，７，８，９または１０ｍｍの厚さを有することができる。別の態様において、耐熱性ディスクは３ｍｍ未満または１０ｍｍを超える厚さを有することができる。

上記耐熱性ディスクの組成は、牽引ローラに用いるのに適した如何なる組成にもすることができる。一つの態様において、耐熱性ディスクは石綿板材料を含むことができる。石綿板材料は、ガラス製造における種々の産業に使用されることが多い。一般に石綿板物品は、所望の成分からなるスラリーを作製し、回転スクリーンシリンダを用いて上記成分を抽出しかつ脱水し、この脱水された成分を合成フェルトに移し、次いでスラリーからなる複数の層が互いに所望の厚さに堆積されるアキュムレータ・ローラに移すことによって製造され、これらの堆積された複数の層は、細長く裁断され、その後の使用に適した所望の寸法を有する平らなシートに成形される。成形後および成形中、石綿板シートはローラによって圧縮されて一様な厚さにされる。得られた石綿板シートは次に加熱されて、残留する水分を除かれる。米国特許第１,５９４,４１７号明細書、第１,６７８,３４５号明細書、特許文献３および５、ならびに米国特許第４,４８７,６３１号明細書には、石綿板製造に関する種々の組成および方法が記載されている。当業者であれば、石綿板物品の製造のために適切な工程条件を容易に決定することができるであろう。

他の態様においては、耐熱性ディスクが珪酸塩および粘土を含むことができる。別の態様においては、耐熱性ディスクが耐火セラミック繊維、例えばアルミノ珪酸塩耐火繊維、珪酸塩、雲母および粘土、例えばカオリン粘土を含むことができる。さらに別の態様においては、耐熱性ディスクが市場で購入可能な石綿板材料、例えばニチアスＳＤ−１１５（日本国、東京所在のニチアス社から入手可能）を含むことができる。

一つの態様において、耐熱性ディスクおよび／または耐熱性ディスクがそこから形成されまたは裁断される材料は、さらに機能成分を含むことができる。一つの態様において、上記機能成分は、セルロース材料、澱粉材料、コロイド状シリカ、またはこれらの混合物を含む。機能成分は、石綿板物品の形成において有用であり得る。機能成分は、石綿板物品が一般的な牽引ローラの作動温度における加熱または使用中に燃焼または分解し得る。一つの態様において、機能成分は工程助剤、例えば処理された木材パルプセルロース繊維とすることができる。機能成分はまた、バインダ、例えば陽イオン馬鈴薯澱粉、例えば米国ニュージャージー州カーニー所在のアメリカン・キー・プロダクツ社から入手可能なＥｍｐｒｅｓｏｌ Ｎまたはコロイド状シリカ、例えば米国イリノイ州ネイパービル所在のナルコ・ケミカル社から入手可能なＬＵＤＯＸ（登録商標）−Ｎａｌｃｏ 1140 とすることができる。

別の態様においては、耐熱性ディスクが、アスベスト、繊維化されていない材料および微小結晶シリカ粒子を実質的に含んでいない。さらに別の態様においては、耐熱性ディスクが、二酸化チタンを約０．８重量％未満または約０．３重量％未満含んでいるか、あるいは全く含んでいない。

一つの態様において、耐熱性ディスクおよび／または耐熱性ディスクがそこから裁断される材料が、組立てに先立って焼成されて牽引ローラを形成するので、これらは、ローラが作動する温度に曝されたときに、組成的または寸法的変化を実質的に示さない。例えば耐熱性ディスクは、焼成工程において約６５０℃から約１０００℃の温度まで、好ましくは約７５０℃から約１０００℃まで加熱され、かつ少なくとも２時間保たれる。これらの耐熱性ディスクは、次いで周囲温度まで冷却されかつ組み付けられて牽引ローラを形成する。石綿板材料中に存在する可能性のある機能成分、例えばセルロースは、焼成工程におけるような加熱によって燃焼される。あるいは、牽引ローラは組立てに先立って焼成されずに用いることができる。もし、そこから牽引ローラが形成される石綿板材料が可燃焼機能成分を含んでいる場合には、牽引ローラを組み立てるのに用いられる圧縮力が、燃焼された機能成分を補償するために調整を必要とする。ローラの動作温度において組成が安定な完成された牽引ローラ提供する限り、別の焼成時間および温度が実施の形態の実施に用いられることは言うまでもない。

上記耐熱性ディスクの硬度は、牽引ローラに用いるのに適した如何なる硬度でもよい。耐熱性ディスクの硬度は、例えばディスクの組成および熱履歴に応じて変えることができることに注目すべきである。耐熱性ディスクを含む牽引ローラの平均硬度も変えることができる。一つの態様において、ここに開示されている本発明の方法によって製造されかつ耐熱性ディスクを含む牽引ローラの２５℃における平均ショアーＤ硬度は、約３０から約６０まで、例えば約３０,３１,３３,３５,３７,３９,４１,４３,４５,４７,４９,５１,５３,５５,５７,５９または６０；約４０から約６０まで、例えば４０,４２,４４,４６,４８,５０,５２,５４,５６，５８または６０の範囲内にある。別の態様において、ここに開示されている本発明の方法によって製造されかつ耐熱性ディスクを含む牽引ローラの２５℃における平均ショアーＤ硬度は、約３０未満または約６０を超え得る。種々の態様において、帯状ガラスに接触するのに適した牽引ローラの部分は、２５℃において約３０から約６０まで、または約４０から約６０のショアーＤ硬度を有することができる。

種々の態様において、１個または複数個の耐熱性ディスクの特性は、具体的な耐熱性ディスクが動作時に帯状ガラスに接触するのを目的とするか否かに応じて変えることができる。一つの態様においては、上記耐熱性ディスクの全てがほぼ同一の組成を有し、かつほぼ同一の特性を示す。別の態様において、動作時に帯状ガラスに接触することができるように位置決めされたこれらの耐熱性ディスクは、帯状ガラスに接触するようには位置決めされていない耐熱性ディスクとは異なる組成を有しかつ異なる特性を示すことができる。

シャフトおよび取付け具
本発明の方法によって製造された牽引ローラのシャフトは、牽引ローラに使用するのに適した如何なる寸法および組成を有することができる。一つの態様において、シャフトは、ガラス製造時の熱的条件に耐えることができる材料からなる。別の態様において、シャフトは、加熱時および作動時にサグ（垂れ下がり）が生じないかまたは実質的に生じないように構成されている。一つの態様において、シャフトまたはその一部分には耐熱性塗料、例えばＣＥＲＡＫ Ｍ−７２０黒色セラミック塗料（米国オハイオ州Ｂｅｒｅａ所在のＣｅｔｅｃ社により販売されている）が施される。

本発明に開示された方法により製造された牽引ローラは、上記シャフトに沿って配置された１個または複数個の取付け具を備えることができる。このような取付け具は、カラー、ロックリング、分割係止リング、または１個または複数個の耐熱性ディスクをシャフトの所定位置に固定することができる手段を含む。一つの態様において、１本のシャフト上に取り付けられた複数の耐熱性ディスクに対し軸線方向の圧縮力を印加することができる手段が用いられる。

一つの態様において、カラーは、シャフト上の溝内に装着された係止リングを用いてシャフト上の所定位置に固定される。別の態様においては、この技術分野で知られているカラーをシャフトに固定するための他の機構が用いられる。種々の態様において、各一対の取付け具は、シャフトに取り付けられた複数の耐熱性ディスクの両側においてシャフトに配置されることができる。一つの態様においては、各一対の取付け具が取外し可能である。別の態様においては、一対の取付け具のうちの一方が取外し可能であり、他方はシャフトに永久的に固定され、および／またはシャフトの一部分として一体に形成される。

与えられた牽引ローラの所望の構造に応じて、複数の耐熱性ディスクの一部または複数部分の領域がシャフトに沿って配置される。種々の態様において、１個、２個、３個またはそれ以上の耐熱性ディスクの個別の領域がシャフトに沿って配置され、これらの領域のそれぞれは少なくとも２個の取付け具を備え、これらの少なくとも２個の取付け具は、それら間に配置された複数の耐熱性ディスクに対し軸方向の圧縮力を印加することができる。

１本の牽引ローラシャフトは、さらにこのシャフトの一端に配置された１個または複数のベアリングまたはジャーナル面を備えることができる。シャフトおよび／またはそれに固定された取付け具の組成は、目的とする用途および動作条件に応じて変えることができる。一つの態様において、シャフトは、鋳造されたステンレス鋼合金、例えば鋳造されたＨＰ４５合金、３３０ステンレス鋼またはそれらの組合せを含むことができる。別の態様においては、シャフトまたはその一部分が、取付け具または同じシャフトの他の部分と異なる組成を含むことができる。具体的な例示的態様において、シャフトは鋳造されたＨＰ４５合金からなり、シャフトに固定されたベアリングは３３０ステンレス鋼からなるものとすることができる。

シャフトまたはこれに固定された取付け具の具体的な形状およびサイズは変えることができる。種々の態様においては、シャフトまたはその一部分が円形、正方形、五角形、六角形または楕円形の断面を有する。その他の形状も存在し、本発明は、如何なる特定の形状および断面にも限定する意図はない。別の態様においては、直径および／または断面がシャフトの長さ方向に沿って変化することができる。さらに別の態様においては、シャフトが、複数の耐熱性ディスクを保持するのに適した如何なる構造および／または組成をも備えることができる。

牽引ローラの構造
種々の牽引ローラの構造が文献に記載され、かつそれらはシートガラスの製造にてきしていりことを理解すべきである。米国特許第６,８９６,６４６号明細書には、ガラスシート製造のための牽引ローラが記載され、かつ牽引ローラの一般的な構造は石綿板材料からなる。本発明は、特定の牽引ローラ構造または構成に限定されず、当業者であれば、適当な牽引ローラ構造を容易に選択することができるであろう。

一つの態様において、牽引ローラは、複数の耐熱性ディスクからなる単一領域が、シャフトの長さ全体に亘って延びる、またはその一部に亘って延びる構造を備えている。このような牽引ローラは、ガラスシートに接触するのに特に適した一部分または複数部分を備えることができ、その場合、その部分における耐熱性ディスクの外周縁は、周囲の耐熱性ディスクよりもシャフトからの距離が遠い構造になっている。このような構造は、牽引ローラからの微粒子がガラスシート上に付着物として堆積されることになる可能性を低減する。完全ローラ構造においては、複数の耐熱性ディスクからなる単一領域が、異なる位置において、例えばガラスシートの両縁部において、ガラスシートに接触するように構成された二つの部分を備えている。短軸ローラ構造においては、複数の耐熱性ディスクからなる単一領域が、ガラスシートの片側の縁部に接触するようにシャフトに取り付けられ、その場合、別の短軸ローラ（別のシャフトを備えた）が用いられて、ガラスシート反対側の縁部に接触することができる。

別の態様において、牽引ローラは裸のシャフト構造を備えることができ、この場合は、帯状ガラスに接触するのに適した複数の耐熱性ディスクからなる二つ以上の領域が、ディスクを備えていないシャフト領域によって隔離されている。この個々の領域のそれぞれは、耐熱性ディスクを所定位置に係止する複数の取付け具を有することができ、かつそれらの間に配置された複数の耐熱性ディスクに対し軸方向の圧縮力を提供することができる。

選択基準および組立て
本発明は、牽引ローラ部品を選択しかつそれ等から牽引ローラ・セクションを組み立てる方法を提供する。全面牽引ローラ構造または片側牽引ローラ構造の場合には、牽引ローラ・セクションの全てが牽引ローラを備え、裸シャフト構造の場合には牽引ローラからなる部分を備える。一つの態様において、牽引ローラ・セクションを作製する方法は、結果として得られる牽引ローラ・セクションに関して目標とする嵩密度を決定し、所定の重量の複数のディスクが設定された容積に圧縮されたときに目標とする嵩密度が得られるように所定の重量のディスクを選択する。設定された容積は、例えば完成した牽引ローラ・セクションの設定された所望の長さおよび直径によって決定される。

これとは対照的に、従来の石綿板材料を組み立てる方法は、一定の枚数の耐熱性ディスクを利用することができる。別の従来の方法は、一定の枚数のディスクを選択し、圧縮力を、したがって長さを調節して、組み立てられた石綿板材料の嵩密度を得ることを含むものである。これらの従来の方法は、テストカートリッジおよびその他の用途には適しているが、牽引ローラに対して理想的には適していない。このような従来の方法は、例えば組み立てられた石綿板製品がそこから作製される材料における変化および変動による過圧縮、許容できない硬度レベル、および一貫性の変動を招く可能性がある。牽引ローラは固定的な圧縮された長さを有するので、圧縮された長さの調節は適当ではない。

一つの態様において、複数の耐熱性ディスクの全てまたは一部が、例えば動作温度に曝されたときの組成的および／または寸法的変化を実質的に示さないように、牽引ローラに組み立てるのに先立って、例えば少なくとも７００℃または少なくとも１０００℃まで加熱され、かつ例えば少なくとも２時間保持される。このような焼成ステップは、材料における、および得られる牽引ローラにおける変動を軽減する。もし焼成ステップが実施される場合、具体的な材料および目的とする用途に応じて、他の温度および時間が用いられるが、本発明は特定の焼成条件に限定されるものではない。

一つの態様において、耐熱性ディスクの具体的な目標重量は、牽引ローラシャフト上で占めることができる一定の容積により決定される。一定の容積は、完成された牽引ローラ・セクションの所望の長さおよび直径によって決定される。この方法において、目標とする重量を構成する耐熱性ディスク・セクションの実際の数は変えることができる。

種々の態様において、牽引ローラのための目標嵩密度は約０．９ｇ／ｃｍ^３から１．２ｇ／ｃｍ^３まで変えることができる。一つの態様において、牽引ローラのための目標嵩密度は、例えば牽引ローラの具体的な構造に応じて変えることができる。例えば、一つの具体的な態様において、完全ローラ構造に関する目標嵩密度は、約１．０２５ｇ／ｃｍ^３から約１．０５ｇ／ｃｍ^３までの範囲内、例えば約１．０２５，１．０３，１．０３５，１．０４，１．０４５，または１．０５ｇ／ｃｍ^３とすることができる。別の具体的な態様において、裸シャフトローラ構造に関する目標嵩密度は、約１．０４ｇ／ｃｍ^３から約１．０９ｇ／ｃｍ^３までの範囲内、例えば約１．０４，１．０５，１．０６，１．０７，１．０８，または１．０９ｇ／ｃｍ^３とすることができる。さらに別の具体的な態様において、短軸ローラ構造に関する目標嵩密度は、約１．０７ｇ／ｃｍ^３から約１．０９ｇ／ｃｍ^３までの範囲内、例えば約１．０７，１．０８，または１．０９ｇ／ｃｍ^３とすることができる。さらに別の具体的な態様において、目標嵩密度は、構造の具体的な材料および目的とする用途に応じて約０．９ｇ／ｃｍ^３未満、または１．２ｇ／ｃｍ^３を超える値とすることができる。

目標嵩密度の提供に加えて、設定された長さおよび直径を有する牽引ローラの作製に用いられる耐熱性ディスクの予め規定された目標重量および／または耐熱性ディスクの重量範囲は、２５℃において約３０から約６０までの、例えば３０,３１,３３,３５,３７,３９,４１,４３,４５,４７,４９,５１,５３,５５,５７，５９または６０のショアーＤ硬度を有する牽引ローラ表面の一部分または複数部分を提供するように選択されるべきである。一つの態様において、一つの目標ショアーＤ硬度値（例えば約３０から６０まで）を有する牽引ローラ表面の一部分または複数部分は、使用時に牽引ローラのそれらの部分を帯状ガラスに接触させるのに適応される。耐熱性ディスクの何れか一つまたは複数の硬度は、焼成以前および／または以後において、および取付け以前および／または以後において変えることができ、かつ牽引ローラシャフト上において所定の容積に圧縮されることを理解すべきである。

個々の耐熱性ディスクの何れか１枚または複数枚の圧縮により、ショアーＤ硬度値を変えることができる。本発明は、帯状ガラスに接触するように構成された牽引ローラの表面部分上に約３０から約６０までのショアーＤ硬度を得ることに関するものである。一つの態様において、牽引ローラまたはその一部分の硬度は、具体的なローラの長さおよび直径に関する所望の嵩密度に応じて変えることができる。例えば、直径は維持しながら牽引ローラ・セクションの長さを縮小させると、材料の所定の重量に関する嵩密度および硬度が増大する。硬度の増大は、例えば図２に示されているように、非直線態様で生じる。

牽引ローラの一部分を圧縮して特定の硬度を得るのに用いられる力もまた変えることができる。種々の態様において、力は約１００００ポンド（４５３６ｋｇ）から約１５０００ポンド（６８０４ｋｇ）までの範囲とすることができる。別の態様においては、力が約１００００ポンド（４５３６ｋｇ）未満または約１５０００ポンド（６８０４ｋｇ）を超えるものとすることができる。

一つの態様において、もし１枚または複数枚の耐熱性ディスクが可燃性または揮発性の成分を含んでいるならば、このような可燃性または揮発性の成分の加熱による損失を考慮して、加熱後に約３０から約６０までのショアーＤ硬度を備えるように目標嵩密度が調整されなければならない。

牽引ローラ作製に関するこのやり方は、より一貫した、かつ石綿板材料における変化の望ましくない作用を低減することができる牽引ローラを提供することができる。これに加えて、ディスクの数ではなく、結果として生じる所望の容積（長さおよび直径）に対するディスク材料の目標重量を用いることによって、製造における一貫性が製造工程に組み込まれる。さらに、例えばもし、設定された長さおよび直径を有する牽引ローラの硬度を別の範囲に移す要求がある場合には、目標重量を変えることによって、工程が調整されることが可能である。

このようにして、目標重量、嵩密度および／または硬度における変化は残りのパラメータに影響を与える。種々の態様において、目標重量は、嵩密度における変更を与えるために調節される。例えば、設定された容積に対する材料の目標重量を増大させると嵩密度を増大させる。同様に、設定された容積に対する嵩密度が増大される場合には、設定された容積に適合する所望の重量をディスクが有することを保証するためには、より大きい圧縮力が必要である。このような圧縮力における増大は、設定された容積におけるディスクの増大された重量に適合させることを試みる場合には、増大された硬度を有する牽引ローラが得られる。

本発明の種々の方法により調製された牽引ローラは、帯状ガラスに対して過剰な力を加えることなしに、または高レベルの微粒子汚染を発生させることなしに、耐用日数を延長させることができる。本発明により調製された牽引ローラは、外部事象（例えば帯状ガラスの破損）を付随させることなしに、４０日を超える、７５日を超える、または１００日をも超える耐用日数を示すことができる。

本発明の原理をさらに説明するために、下記の実施例は、ここに開示された方法により如何にして石綿板製牽引ローラが作製されかつ評価されたかの完全な開示および記述を当業者に提供するために提起されたものである。これらは単に例示であって、発明者が彼等の発明の限定を意図したものではない。数値（例えば量、温度等）に関しては正確性を保証する努力がなされたが、若干の誤差および偏差が生じている可能性はある。特に指示が無い限り、部は重量部、温度は℃または周囲温度であり、圧力は大気圧またはその近傍である。

実施例１ 牽引ローラの寿命
第１の実施例において、牽引ローラの寿命が硬度の関数として評価された。図１に示されているように、特定の形式の牽引ローラの平均ジュロメーター硬度が約４１のときに最長寿命が達成された。平均ジュロメーター硬度が約４４のときに最大平均牽引ローラ寿命が生じた。図１における縦横のプロットは、軸を交換したときの寿命とジュロメーター硬度との関係を示す。

実施例２ 嵩密度と硬度との関係
第２の実施例において、一連の牽引ローラが調製され、かつ下記の表１に詳述されているように評価された。表１における各行に関しては、サンプルの耐熱性ディスクが特定の嵩密度に圧縮された。各圧縮されたディスクのジュロメーター硬度は、ローラの長さ方向に沿った６点で測定されかつ平均化された。

図２の中央の曲線が、材料の平均硬度と嵩密度との関係を示している。この関係は、対応する嵩密度範囲を最適化することによって、規定された範囲内にローラを製造するのに用いることができる。この中央の曲線の周りに示された上限および下限は、各レベルにおける嵩密度の将来の個々のジュロメーター硬度に関する予測される限度を表す。

表１に最適化された実施例としての材料Ａは、０．９ｇ／ｃｍ^３と１．２ｇ／ｃｍ^３との間の種々のレベルの嵩密度についてテストされた。６点における硬度に関する各組の圧縮されたディスクが、ショアーＤジュロメーター硬度計を用いて測定され、かつその結果が平均化された。

データに関する最適の曲線が９５％予測限界とともに図２に示されている。任意の嵩密度に関するこれらの限界間のショアーＤジュロメーター硬度の拡大により、測定されたデータに見られる予測された変動が示されている。

実施例３ 比較例
比較例において、組み付けられた石綿板物品が、一定の圧縮された長さに調製された。一定の長さに対して多数枚の耐熱性ディスクが選択され、これらのディスクを上記一定の長さに一致させるのに必要な圧縮力が調節された。これらのディスクを一定の長さに一致させるために必要な圧縮力を変化させると、組み付けられた石綿板物品の表面上の硬度を変えることができる。

これとは反対に、本発明の一つの態様は、牽引ローラの設定された容積内に位置決めされたときに目標嵩密度を得ることができる耐熱性ディスクの重量を選択することを含む。本発明の種々の実施例に記載されているようなこのようなやり方は、従来の方法および材料を上回る優れた一貫性および管理された硬度を提供することができる。

本願を通じて、種々の文献が引用されている。本明細書に記載されている化合物、組成および方法をより完全に説明するために、これらの文献の開示内容の全てが本明細書に引用される。

本明細書に記載されている化合物、組成および方法に対して種々の変形および変更を行なうことが可能である。本本明細書の検討およびここに開示されている化合物、組成および方法の実施から、本明細書に記載されている化合物、組成および方法とは別の態様が明らかであろう。

例えば、本発明は、下記の態様の一つまたは複数に具現化されている。

第１の態様によれば、所定の長さおよび所定の直径を備えた牽引ローラ・セクションの製造方法が提供され、この方法は、
適当な外径および適当な複合重量を有する一群の耐熱性ディスクを、これら一群のディスクが取り付けられて前記所定の長さおよび所定の直径を満たした場合に約０．９ｇ／ｃｍ^３から約１．２ｇ／ｃｍ^３までの嵩密度が得られるように選択し、
これらの一群の耐熱性ディスクを１本のシャフト上に組み付け、
少なくとも第１および第２の取付け具を上記シャフトに取り付け、かつこれら第１および第２の取付け具を、上記一群のディスクに対して軸方向の圧縮力が加わるように位置決めし、かつ
帯状ガラスに接触するように構成された上記牽引ローラ・セクションの少なくとも一部分が２５℃において約３０から約６０までのショアーＤ硬度を有するように、上記一群のディスクを上記所定の長さに圧縮する諸ステップを含む。

第２の態様によれば、上記第１の態様の方法が提供され、その場合、上記選択ステップが、約１．０２５ｇ／ｃｍ^３から約１．０５ｇ／ｃｍ^３までの嵩密度が得られるようになされる。

第３の態様によれば、上記第２の態様の方法が提供され、その場合、上記牽引ローラ・セクションが完全ローラ構造を有する。

第４の態様によれば、上記第１の態様の方法が提供され、その場合、上記選択ステップが、約１．０４ｇ／ｃｍ^３から約１．０９ｇ／ｃｍ^３までの嵩密度が得られるようになされる。

第５の態様によれば、上記第４の態様の方法が提供され、その場合、上記牽引ローラ・セクションが、裸シャフト構造を含む牽引ローラの一部分である。

第６の態様によれば、上記第１の態様の方法が提供され、その場合、上記選択ステップが、約０．９ｇ／ｃｍ^３から約１．０９ｇ／ｃｍ^３までの嵩密度が得られるようになされる。

第７の態様によれば、上記第６の態様の方法が提供され、その場合、上記牽引ローラ・セクションが、短軸ローラ構造を有する。

第８の態様によれば、上記第１の態様の方法が提供され、その場合、上記一群の耐熱性ディスクが、アルミノ珪酸塩耐熱性繊維、珪酸塩、雲母およびカオリン粘土を含む。

第９の態様によれば、上記第１の態様の方法が提供され、その場合、上記圧縮ステップが、帯状ガラスに接触するように構成された上記牽引ローラ・セクションの少なくとも一部分が２５℃において約４０から約６０までのショアーＤ硬度を有するように、上記一群のディスクを圧縮することを含む。

第１０の態様によれば、上記第１の態様の方法が提供され、その場合、上記所定の直径を有する牽引ローラ・セクションが、所定の長さに沿って変化する。

第１１の態様によれば、上記第１の態様の方法が提供され、その場合、上記牽引ローラ・セクションは牽引ローラの第１領域を含み、かつ牽引ローラは上記シャフト上に第２領域を備え、上記第１および第２領域のそれぞれが、少なくとも２個の取付け具の間に配置された少なくとも２枚の耐熱性ディスクを備えている。

第１２の態様によれば、上記第１１の態様の方法が提供され、その場合、上記第１領域と上記第２領域との間のシャフト部分はディスクを備えていない。

第１３の態様によれば、上記第１の態様の方法が提供され、その場合、上記一群の耐熱性ディスクの少なくとも一部が、前記シャフトの断面にほぼ一致するように構成された中心孔を有する。

第１４の態様によれば、上記第１から第１３の態様の何れか一つの方法が提供され、その場合、上記一群の耐熱性ディスクが、上記シャフトへの組付けに先立って焼成される。

Claims (5)

1. 所定の長さおよび所定の直径を備えた牽引ローラ・セクションの製造方法であって、
   ａ．適当な外径および適当な複合重量を有する一群の耐熱性ディスクを、該一群のディスクが取り付けられて前記所定の長さおよび所定の直径を満たした場合に約０．９ｇ／ｃｍ^３から約１．２ｇ／ｃｍ^３までの嵩密度が得られるように選択し、
   ｂ．前記一群の耐熱性ディスクを１本のシャフト上に組み付け、
   ｃ．少なくとも第１および第２の取付け具を前記シャフトに取り付け、かつ該第１および第２の取付け具を、前記一群のディスクに対して軸方向の圧縮力が加わるように位置決めし、かつ
   ｄ．帯状ガラスに接触するように構成された前記牽引ローラ・セクションの少なくとも一部分が２５℃において約３０から約６０までのショアーＤ硬度を有するように、前記一群のディスクを前記所定の長さに圧縮する、
   諸ステップを含むことを特徴とする前記方法。
2. 前記選択ステップが、約１．０２５ｇ／ｃｍ^３から約１．０５ｇ／ｃｍ^３までの嵩密度が得られるようになされ、かつ前記牽引ローラ・セクションが完全ローラ構造を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記選択ステップが、約１．０４ｇ／ｃｍ^３から約１．０９ｇ／ｃｍ^３までの嵩密度が得られるようにされ、かつ前記牽引ローラ・セクションが、裸シャフト構造を含む牽引ローラの一部分からなることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 前記選択ステップが、約０．９ｇ／ｃｍ^３から約１．０９ｇ／ｃｍ^３までの嵩密度が得られるようになされ、かつ前記牽引ローラ・セクションが、短軸ローラ構造を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
5. 前記一群の耐熱性ディスクが、前記シャフトへの組付けに先立って焼成されることを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の方法。

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