JP2010235354A - 板ガラスの成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶融ガラスのロールアウト成形において、板幅を広げると、ガラスリボンの進行方向に何本かの目視で観察可能な筋が生じやすくなり、これを解決する必要性が生じた。
【解決手段】溶融ガラス供給装置から流下する溶融ガラスを、対をなすロール間を通過させて板ガラスに成形する方法であって、該ロールが液体を内部に包含しうる材質または構造からなる基材からなり、該ロールを溶融ガラス供給装置下に対となるように設置した最上段ロールを回転させながらロール間で液体の蒸気膜を介してガラスリボンを成形すると同時に、成形されたガラスリボンを下方向へ送り出し、送り出された該ガラスリボンの端部を加熱した後、前記最上段ロールの垂直下方向に１対以上設置された該ロールにて圧延成形することを特徴とする溶融ガラスのロールアウト成形方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ロールアウト方式による溶融ガラスのロールアウト成形方法に関する。

溶融ガラスを板状に成形する方法としては、種々のものが知られている。特に普及しているものとして、スズフロート法、フュージョン法、ロールアウト法が挙げられる。

スズフロート法は、現在板ガラスの大量生産法として最も広く普及しているもので、溶融スズ上にガラスを浮かべて延伸成形される方法である。しかし、常温では固体である金属スズを常時溶融状態に保たなければならないため、窯の保温に要するエネルギーは莫大である。また、スズと溶融ガラス界面からガラス内にスズイオンが拡散し、ガラス品質に悪影響を及ぼすことがある。

フュージョン法は、耐火物成形体の両側面に沿って溶融ガラスを流下させ、成形体下部でガラスを合流させる方法である。この方法では、表面は非接触状態が保たれるため、高品質な板ガラスが得られる。しかし、耐火物と溶融ガラスの接触面に失透が生じた場合、連続的に欠陥が生じてしまうため、耐火物を交換しなければならず、ガラスの板幅が大きくなる程、この耐火物の製造コストは莫大になっている。また、失透を起こさないためには耐火物とガラス組成の相性を考慮する必要があることから、使用できるガラス組成は限定的となっている。

ロールアウト法は、一般に金属ロールにより溶融ガラスを挟み、成形するもので、スズフロート法、フュージョン法と比較して低コストで簡易な装置構成でガラス成形が行える長所がある。しかし、金属ロールとの接触により溶融ガラスが急冷されるため、成形されたガラスにロールとの接触痕、しわ、うねりが残ることが避けがたく、高品質な板ガラス製品を得るには研磨工程が不可欠である。

これらの状況を鑑みて、蒸気を発生させるロール基材を用いてガラスに搬送力を付与し、ロールアウト成形することでロール痕が残らない高品質ガラスを得る方法が提案されている(特許文献１及び２参照)。

特開２００１−１８０９４９号公報 特開２００２−４７０１９号公報

前述した特許文献１及び２に記載の成形方法では、対を成した回転ロール間に溶融ガラスを供給し、成形には複数のロール間でガラス進行方向に張力をかけて厚みを調整する方法が取られているが、ガラスリボンを幅広に成形する方法に関する記載はなかった。ガラスの幅を広くする方法として、対になったロールのロール間を狭くする方法が有効であると考えられるが、該方法を用いると、ガラスリボンの進行方向に何本かの目視で観察可能な筋が生じやすくなり、これを解決する必要性が生じた。

本出願人は、上記課題に対して鋭意検討を重ねた結果、溶融ガラスがロール上で幅方向に広がる際、温度が低下し幅方向へ広がり難くなった箇所が前述した筋になるという知見を得た。得られた知見から、溶融ガラスをガラスリボンに成形する際、筋が生じない程度の幅に成形し、成形されたガラスリボン端部を加熱した後、ロールでさらに圧延成形することで、上記課題を解決する方法を提供するに至った。

すなわち本発明は、溶融ガラス供給装置から流下する溶融ガラスを、対をなすロール間を通過させて板ガラスに成形する方法であって、該ロールが液体を内部に包含しうる材質または構造からなる基材からなり、該ロールを溶融ガラス供給装置下に対となるように設置した最上段ロールを回転させながらロール間で液体の蒸気膜を介してガラスリボンを成形すると同時に、成形されたガラスリボンを下方向へ送り出し、送り出された該ガラスリボンの端部を加熱した後、前記最上段ロールの垂直下方向に１対以上設置された該ロールにて圧延成形することを特徴とする溶融ガラスのロールアウト成形方法である。

また、本発明の溶融ガラスのロールアウト成形方法は、溶融ガラスが供給される最上段ロールの垂直下方向に設置されたロール対のロール間の距離が、上段のロールのロール間の距離に対して５０％以上であることを特徴とするものである。

また、本発明の溶融ガラスのロールアウト成形方法は、蒸気膜を生成する液体が水であることを特徴とするものである。

本発明により、ガラスリボンの品質を損なうことなく、幅方向に広げることが可能となった。

本発明は、溶融ガラス供給装置から流下する溶融ガラスを、対をなすロール間を通過させて板ガラスに成形する方法であって、該ロールが液体を内部に包含しうる材質または構造からなる基材からなり、該ロールを溶融ガラス供給装置下に対となるように設置した最上段ロールを回転させながらロール間で液体の蒸気膜を介してガラスリボンを成形すると同時に、成形されたガラスリボンを下方向へ送り出し、送り出された該ガラスリボンの端部を加熱した後、前記最上段ロールの垂直下方向に１対以上設置された該ロールにて圧延成形することを特徴とする溶融ガラスのロールアウト成形方法である。

図１は、本発明を行うための板状ガラス製品のロールアウト成形装置例を模式的に示した側面図であり、図２は正面図である。成形装置は表面に水を包含しうる基材を有する対をなす最上段ロール３およびロール７とそれに液体を供給する装置４およびガラスリボン６を加熱する装置５から成る。

ロールアウト成形装置の上には溶融ガラス供給装置１があり、原料から充分な時間をかけて溶解された溶融ガラス２を所望の温度で供給することのできる装置である。溶融ガラス２は対をなす最上段ロール３上に供給され、該ロール３上で幅方向に広がる。該ロール３上で所望の幅に広げられた溶融ガラス２は該ロール３によって板状に成形されつつ、該ロール３間を通り抜ける。

このとき、最上段ロール３は溶融ガラス供給装置１までの距離、ロール回転速度、ロール上に供給する溶融ガラスの温度、及び供給される溶融ガラスの流量は所望のガラスリボンに応じて、適宜設定されることが望ましい。特に、最上段ロール３によって成形されるガラスリボンの幅は、上記の溶融ガラス温度および溶融ガラスの流量に影響されるため、ロール間の距離は自由に設定できることが望ましい。さらに、ロール間が狭すぎると溶融ガラスが流れ出ず、あるいは、成形されるガラスリボンに筋が多発してしまうことがあり、また一方で、ロール間が広すぎるとロール成形できないことがあるため、ロール間の距離は適切なものに設定されるのが望ましい。

ロール表面の液体を内部に包含しうるロール基材については、材質は多孔質の無機材料、金属材料、炭素材料や紙、繊維質などが挙げられる。これらの材料に求められる特性は蒸気膜を介して受ける溶融ガラス２および加熱装置５からの放射熱に対する耐熱性、回転するロール上で充分な量の液体を内部に保持することのできる含水量、吸水速度や表面の平坦度などである。

ロール基材への液体供給装置４は回転するロールに充分な量の液体を供給できる装置であり、図１、２に示すような水桶型のもの以外にもスプレー型やノズルフロー型などが考えられる。また、充分に液体を含んだロールをさらに一つ設置し、最上段ロール３およびロール７のどこかに接触させることで最上段ロール３およびロール７の基材に液体を供給しても構わない。

また、ロール基材に供給する液体は、常温付近では気体ではなく、少なくともガラスの転移点以上では気体となり、ロール表面に蒸気膜を形成するものが望ましい。該液体は、溶融ガラス２およびガラスリボン６の高熱によって気化し、ガラスとロールの間に蒸気膜を形成する。該液体は、毒性が低く、使用される温度で不燃性であり、気化した蒸気がガラスおよびロールに悪影響を与える程に化学的に反応をしないことが望ましく、水や、親水性を高めるためにアルコールを添加した水溶液、又は表面活性剤を添加した水溶液等が挙げられる。

溶融ガラス２がガラスリボン６に成形された後、該ガラスリボン６は加熱装置５により両端が加熱され、さらにロール７を通過することで幅方向に広げられる。

このとき、加熱装置５及びロール７の数は図１に示す通りである必要はなく、所望のガラスリボンの幅に応じて、加熱装置５およびロール７共に1対以上を垂直方向に設置するものとする。加熱装置５及びロール７の位置は幅方向、高さ方向ともに自由に設定できることが望ましく、また、加熱はロールで圧延する前に行うものとする。加熱はバーナー、ヒーター等を用いて行い、また、加熱装置を図１に示すようにガラスリボン端部から中心に向かって加熱するように設置しなくともよく、ガラスリボンに面するように設置し、ガラスリボン面を加熱するものであってもよい。

ロール７のロール間距離は、所望のガラスリボン幅が得られるように適宜設定されればよい。ロール７のロール間距離が上段にあるロールの５０％未満になると、ガラスリボンがロール間を通過できないことがあり、あるいは、新たに筋が発生してしまうことがある。また、上限は特に限定されるものではなく、効率的に幅方向へ広げることが出来ればよい。

本発明を実施するための装置例の側面図である。 本発明を実施するための装置例の正面図である。

１：溶融ガラス供給装置
２：溶融ガラス
３：最上段ロール
４：液体供給装置
５：加熱装置
６：ガラスリボン
７：ロール

Claims (3)

1. 溶融ガラス供給装置から流下する溶融ガラスを、対をなすロール間を通過させて板ガラスに成形する方法であって、該ロールが液体を内部に包含しうる材質または構造からなる基材からなり、該ロールを溶融ガラス供給装置下に対となるように設置した最上段ロールを回転させながらロール間で液体の蒸気膜を介してガラスリボンを成形すると同時に、成形されたガラスリボンを下方向へ送り出し、送り出された該ガラスリボンの端部を加熱した後、前記最上段ロールの垂直下方向に１対以上設置された該ロールにて圧延成形することを特徴とする溶融ガラスのロールアウト成形方法。
2. 溶融ガラスが供給される最上段ロールの垂直下方向に設置されたロール対のロール間の距離が、上段のロールのロール間の距離に対して５０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の溶融ガラスのロールアウト成形方法。
3. 蒸気膜を生成する液体が水であることを特徴とする、請求項１又は２記載の溶融ガラスのロールアウト成形方法。