JP2012201534A - 帯状ガラスの成形装置および成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フロートバスから引き出される帯状ガラスの温度分布が不規則に変動する事態を防止して、帯状ガラスの温度分布を安定化させ、これにより寸法品質に優れた板ガラスを製造する。
【解決手段】帯状ガラスの成形装置１は、溶融金属浴３の液面上に供給された溶融ガラス４を水平方向に引出すことで帯状ガラス２を成形するためのフロートバス５と、フロートバス５の外郭となるケーシング６を冷却する冷却手段７と、ケーシング６の底板部１３の表面温度を測定可能に配置された複数の温度測定手段１４と、温度測定手段１４で測定した結果に基づき冷却手段７による底板部１３への冷却条件を制御する制御手段１９とを具備する。冷却手段７は、底板部１３の外表面に冷却媒体を供給するよう構成される。これにより、冷却手段７と、温度測定手段１４と、制御手段１９とで冷却制御系２０が構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、帯状ガラスの成形装置および成形方法に関し、特に、フロート法を用いた帯状ガラスの成形装置および成形方法に関する。

周知のように、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ（以下、単にＦＰＤという）用ガラス基板の製作に際しては、複数枚のガラス基板が１枚の素板ガラス（マザーガラス）から作り出される手法が採用されるに至っている。そして、近年のＦＰＤ用ガラス基板の大型化に伴って、ガラスメーカー等で製造されるマザーガラスについても大型化が推進されている。

この種のマザーガラスとなる板ガラスを製造する手法としては、フロートバスと呼ばれる槽内の溶融金属浴上に溶融ガラスを供給し、当該供給した溶融ガラスを水平方向に引出すことで帯状に成形するフロート法が公知となっている。

ここで、フロート法について詳述すると、まず溶融ガラスをフロートバスに供給し、トップロールやフロートバスの下流側に配設した搬送ローラーにより水平方向に引出すことで、所要の厚み寸法および幅寸法を有する帯状のガラス（通常、ガラスリボンと呼ばれる。）を成形する。そして、上述のようにして成形された帯状ガラスを、フロートバスの下流側に配設された徐冷炉で徐冷および冷却した後、冷却された帯状ガラスを所定の大きさに切断することでマザーガラスとなる板ガラスが製造される。

ここで、フロートバスは、スズやスズ合金等の溶融金属を貯溜して水平な液面を形成するための耐火層と、耐火層の周囲（側部および底部）を覆う金属製のケーシングとで構成される。

このうち、フロートバスを構成するケーシングについては、溶融金属によるケーシングの浸食を防止する目的で、空気などの冷却媒体をケーシングの外表面に供給することによりケーシングを冷却することがある。

この点につき詳述すると、ケーシングの温度が溶融金属の融点（スズであれば約２３２℃）を超えた場合、当該溶融金属が溶融状態のまま耐火層に存在する僅かなすき間（例えば、煉瓦ブロック間のすき間）を浸透してケーシングに到達し、接触する。そのため、ケーシングが溶融金属により侵食され、最悪の場合、溶融金属の漏れ出しが生じる。このような事態を防止するため、例えば下記特許文献１には、ケーシングの外側温度を測定すると共に、ケーシングの外側部分を冷却用の空気で冷却することで、上記外側温度を所定温度（例えば１５０℃）以下に維持する技術が開示されている。

一方、この種の成形方法（フロート法）において、成形される帯状ガラスの寸法品質を確保することは重要であり、そのための一手段として、成形時温度を管理する技術が下記特許文献２に開示されている。具体的には、フロートバス内の溶融金属浴上に供給された帯状ガラスの上方にヒーターを配置するに際し、ヒーターを設ける領域を、帯状ガラスの進行方向に複数列に区割りし、各列を幅方向に複数個に区割りすると共に、各区画に複数個のヒーターを配置し、これら区画内に配置したヒーターの発熱量を制御することにより、帯状ガラスの肉厚分布に影響を及ぼす帯状ガラスの温度分布を制御する方法が開示されている。

特開２００３−２６１３３９号公報 特許第３６７４０８３号公報

このように、フロートバスの内部温度をヒーターにより加熱制御する場合、併せて、フロートバスの外部温度（ケーシングの外表面温度）を冷却媒体により一定温度以下に冷却するようにすれば、ヒーターによる加熱制御のみを行う場合と比べて、フロートバス全体の熱の収支バランスを安定させることができ、ひいては帯状ガラスの温度分布を安定させることができるようにも思われる。

ところで、このケーシングの冷却は、通常、ダクトを通じて取り込んだ外気を当該ケーシングの外表面に向けて供給する（吹付ける）ことで行われる。フロートバス内部の温度が数百℃〜千数百℃であることに鑑みれば、特段の温度調整を施した冷却媒体でなくとも十分な冷却効果が見込めるからである。しかしながら、このような冷却構成を採る場合には、外気温の変動が外乱としてケーシングの冷却効果に作用することになるため、結果的に、帯状ガラスの温度分布が不規則に変動するおそれが生じる。

特に、成形される帯状ガラスの板厚が薄くなる（例えば２ｍｍ以下）につれて、薄板部分の単位面積当りの熱容量が小さくなるため、帯状ガラスの温度分布の変動が板厚偏差に与える影響が相対的に大きくなる。そのため、更なる寸法品質の低下（反りや偏肉などの顕在化）が懸念される。

あるいは、歪点の高い特殊な帯状ガラスを成形する場合には、フロートバス内部における成形温度も高くなるため、フロートバスの底側からの放熱量が増大し、結果的に、ケーシングに対する冷却効果を更に高める必要が生じる。しかしながら、冷却効果を高めようと例えば外気の取り込み量（送風量）を増大すればするほど、外気温の変動の影響を強く受けることになるため、フロートバス内部の溶融スズの温度分布や、帯状ガラスの温度分布の変動がより大きくなるおそれがある。

また、上記帯状ガラスが、電子回路の基板ガラスである場合やディスプレイ用のガラス基板用途に製造される場合には、要求される板厚偏差が他の用途と比べて厳しいため、ケーシングの冷却状態が変動することによりフロートバス内部の温度分布が変動した際の寸法品質の低下がより一層問題となる。

上述の問題点を解消するためには、例えば帯状ガラスの上方に配置したヒーターの出力（加熱量）を今まで以上に個別かつ厳密に制御する等の対策が考えられるが、その場合には、個々のヒーターの温度制御操作が頻繁かつ複雑となる。例えば溶融金属浴の温度測定結果に基づき加熱制御を行う手段も考えられるが、溶融金属浴の温度測定を実際に行うとなると、その測定箇所はフロートバスの側部近傍などに限られる。一方で、フロートバスからの放熱の大部分は最も表面積の大きいケーシングの底面部と考えられるため、外気温の変動が十分に測定箇所の溶融金属温度に反映されているとは考え難い。以上の理由より、たとえ溶融金属浴の実際の温度測定結果に基づきヒーターの出力を調整したとしても、外気温の変動により生じる帯状ガラスの温度分布の変動を抑制することは難しい。

以上の事情に鑑み、フロートバスから引き出される帯状ガラスの温度分布が不規則に変動する事態を防止して、帯状ガラスの温度分布を安定化させ、これにより寸法品質に優れた板ガラスを製造することを、本発明により解決すべき技術的課題とする。

前記課題の解決は、本発明に係る帯状ガラスの成形装置により達成される。すなわち、この成形装置は、溶融金属浴の液面上に供給された溶融ガラスを水平方向に引出すことで帯状ガラスを成形するためのフロートバスと、フロートバスの外郭となるケーシングを冷却する冷却手段とを具備した帯状ガラスの成形装置において、冷却手段は、底板部の外表面に冷却媒体を供給するものであって、ケーシングの底板部の表面温度を測定可能に配置された複数の温度測定手段と、温度測定手段で測定した結果に基づき冷却手段による底板部への冷却条件を制御する制御手段とを更に備え、温度測定手段と、冷却手段と、制御手段とで冷却制御系が構成されている点をもって特徴付けられる。

このように、本願発明は、フロートバスの外郭となるケーシングの底板部を冷却による温度制御の対象とし、この底板部の表面温度を測定した結果に基づき冷却手段による冷却条件を制御可能とする冷却制御系を構成するようにしたことを特徴とする。このように構成することで、外気をケーシングの冷却媒体として使用する場合であっても、外気温の変動の影響を無くして又は小さくして、ケーシングの底板部の表面温度を一定の範囲内に制御することができる。ここで、フロートバス内部からの放熱の大部分はフロートバスの外郭となるケーシングの底板部の表面を通じて行われると考えられるので、上述のようにケーシング底板部の表面温度を制御できれば、ケーシングを介した成形時の放熱量を一定に近づけることができる。よって、フロートバス全体の熱の収支バランスを安定させて、フロートバス内部の溶融金属浴および帯状ガラスの温度分布を安定化させることができる。また、ケーシングの底板部表面を温度測定の対象とすることで、上記底板部の表面の広域にわたって複数の温度測定手段を配置することができるので、上記底板部の表面温度を万遍なくかつ正確に測定することができる。これにより、従来のフロートバス内部に配置したヒーターによる加熱のみの場合と比べて、外気温の変動による溶融金属浴ないし帯状ガラスの温度分布の変動を容易に抑制して、これらの温度分布を高精度に制御することができる。以上より、反り等の変形や偏肉の発生を防止して、寸法品質に優れた帯状ガラス、ひいては板ガラスを製造することが可能となる。

また、冷却制御系は、ケーシングの底板部のうちフロートバスの下流域に対応する領域の表面温度を測定可能に配置された温度測定手段と、冷却手段と、制御手段とで構成されていてもよい。

フロートバスは、溶融金属を貯溜するための耐火層と、耐火層の周囲を覆うように形成されるケーシングとで構成されるのが一般的である。ここで、帯状ガラスの成形精度を考えた場合、フロートバスの下流域における温度制御が特に重要となる。フロートバスの下流域は、その更に下流側に配設される徐冷域に備えて帯状ガラスを急速に冷却するための領域であり、上流域より放熱効率を高めるために、耐火層の底部の厚みを他所と比べて薄く形成していることが多い。その分、外気の温度変化の影響を強く受けることになり、ガラスの寸法品質に影響することになる。以上の理由より、少なくともケーシングの底板部のうちフロートバス下流域に対応する領域に温度測定手段を配置し、この温度測定手段を含む冷却制御系を構成するのがよい。これにより、効果的にケーシング底板部の温度制御を行うことができ、かつ、このような制御によって高品質の帯状ガラスを得ることが可能となる。

また、底板部の冷却手段による冷却領域が、フロートバスの流れ方向に沿って複数の領域に区画されていてもよく、この場合、冷却制御系は、流れ方向に沿って区画された複数の領域のうち少なくとも１つの区画領域の表面温度を測定可能に配置された温度測定手段と、冷却手段と、制御手段とで構成されていてもよい。

このように底板部の冷却領域を複数の領域に区画して、所定の区画領域について冷却制御系を構成することで、冷却手段による冷却媒体を当該区画領域に集中させることができる。よって、区画しない場合と比べて、より精密な温度制御が可能となる。また、上述したように、フロートバスの下流域に対して冷却制御を行うことが重要となる場合、底板部の冷却手段による冷却領域を、フロートバスの流れ方向に沿って複数の領域に区画し、当該下流域に対応する区画領域について冷却制御系を構成することで、高効率かつ高精度に当該領域の温度制御を行うことができ、帯状ガラスの更なる高品質化につながる。

あるいは、底板部の冷却手段による冷却領域が、フロートバスの幅方向に沿って複数の領域に区画されてもよく、この場合、冷却制御系は、幅方向に沿って区画された複数の領域のうち少なくとも１つの区画領域の表面温度を測定可能に配置された温度測定手段と、冷却手段と、制御手段とで構成されていてもよい。

冷却領域を幅方向に沿って区画する場合においても、冷却手段による冷却媒体を対応する区画領域に集中させることができるので、区画しない場合と比べて、より精密な温度制御が可能となる。また、この種の成形法（フロート法）では、帯状ガラスにおける幅方向の温度分布が乱れた場合に当該ガラスの変形を招き易いが、このように冷却領域を幅方向に区画することで、上記温度分布の乱れ（不規則な変動）を抑制して、上記ガラスの変形を極力回避することができる。

また、上記何れかの場合（あるいは流れ方向および幅方向に区画する場合）において、区画領域ごとに独立した冷却制御系を構成してもよい。この場合、全ての区画領域ごとに異なった冷却条件を設定することができるので、各区画領域に適切な冷却制御を行うことができる。そのため、帯状ガラスの温度分布を更に精密に制御することが可能となる。

上記構成の成形装置は、例えば成形される帯状ガラスの厚み寸法が小さい場合、具体的には２ｍｍ以下である場合に好適に使用することができる。すなわち、成形される帯状ガラスの板厚が薄くなるにつれて、薄板部分の単位面積当りの熱容量が小さくなるため、帯状ガラスの温度分布の変動が板厚偏差に与える影響が相対的に大きくなるところ、本発明に係る成形装置によれば、外気温の変動が帯状ガラスの温度分布に及ぼす影響を小さくすることができる。従って、反りや偏肉などに現れる寸法品質の低下を抑止することができる。

また、上記構成の成形装置は、成形される帯状ガラスの歪点が高い場合、具体的には５７０℃以上である場合に好適に使用することができる。すなわち、歪点の高い特殊な帯状ガラスを成形する場合には、フロートバス内部における成形温度も高くなるため、ケーシングに対する冷却効果を高めようと例えば外気の取り込み量（送風量）を増大しようとした結果、外気温の変動の影響を強く受けることになるところ、本発明に係る成形装置によれば、外気温の変動が帯状ガラスの温度分布に及ぼす影響を小さくすることができる。従って、フロートバス内部の溶融スズの温度分布や、帯状ガラスの温度分布の変動を小さく抑えて、安定した帯状ガラスの成形を行うことが可能となる。

また、前記課題の解決は、本発明に係る帯状ガラスの成形方法によっても達成される。すなわち、この成形方法は、フロートバスに貯溜された溶融金属浴の液面上に溶融ガラスを供給し、供給された溶融ガラスを水平方向に引出すことで帯状ガラスを成形するに際し、フロートバスの外郭となるケーシングを冷却する、帯状ガラスの成形方法において、ケーシングの底板部の表面温度を測定し、測定した結果に基づき底板部への冷却条件を制御しながら、底板部の外表面を冷却する点をもって特徴付けられる。

この成形方法によれば、既に述べた本発明に係る帯状ガラスの成形装置と同様に、外気をケーシングの冷却媒体として使用する場合であっても、外気温の変動の影響を無くして又は小さくして、ケーシングの底板部の表面温度を一定の範囲内に制御することができる。これによりケーシングを介した成形時の放熱量を一定に近づけることができるので、フロートバス全体の熱の収支バランスを安定させることができる。従って、外気温の変動がフロートバス内部の溶融金属浴および帯状ガラスの温度分布に及ぼす影響を小さくして、当該帯状ガラスの温度分布を安定化させることができる。また、ケーシングの底板部表面を温度測定の対象とすることで、上記底板部の表面の広域にわたって複数の温度測定手段を配置することができるので、上記底板部の表面温度を万遍なくかつ正確に測定することができる。これにより、従来のヒーターによる加熱制御と比べて、外気温の変動による溶融金属浴ないし帯状ガラスの温度分布の変動を容易に抑制して、これらの温度分布を高精度に制御することができる。以上より、反り等の変形や偏肉の発生を防止して、寸法品質に優れた帯状ガラス、ひいては板ガラスを製造することが可能となる。

以上のように、本発明に係るによれば、フロートバスから引き出される帯状ガラスの温度分布が不規則に変動する事態を防止して、帯状ガラスの温度分布を安定化させることができる。また、帯状ガラスの温度分布を安定化させることにより寸法品質に優れた板ガラスを製造することができる。

本発明の第１実施形態に係る帯状ガラスの成形装置の水平断面図である。 図１に示す帯状ガラスの成形装置の鉛直断面図である。 本発明の第２実施形態に係る帯状ガラスの成形装置の鉛直断面図である。 本発明の第３実施形態に係る帯状ガラスの成形装置の水平断面図であって、冷却制御系の構成を併せて示した断面図である。 本発明の第４実施形態に係る帯状ガラスの成形装置の水平断面図であって、冷却制御系の構成を併せて示した断面図である。

以下、本発明に係る帯状ガラスの成形装置の第１実施形態を図１および図２に基づき説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る帯状ガラスの成形装置１の水平断面図を示している。また、図２は、同成形装置１の鉛直断面図を示している。両図に示すように、この成形装置１は、いわゆるフロート法により帯状ガラスとしてのガラスリボン２を成形するための装置であって、所定の溶融金属を貯溜してなる溶融金属浴３の液面上に供給された溶融ガラス４を水平方向に引出すことでガラスリボン２を成形するためのフロートバス５と、フロートバス５の外郭となるケーシング６を冷却する冷却手段７とを具備する。また、この成形装置１は、後述するが、ケーシング６の底板部１３の表面温度を測定可能に配置された複数の温度測定手段１４と、温度測定手段１４で測定した結果に基づき冷却手段７による底板部１３への冷却条件を制御する制御手段１９とを更に備え、冷却手段７と、温度測定手段１４と、制御手段１９とで冷却制御系２０が構成されていることを特徴とする。

ここで、上記成形装置１によるガラスリボン２の成形の流れを先に説明すると、まずフロートバス５の上流端（図１でいうと左端）に設けた図示しない投入口から溶融ガラス４を投入し、フロートバス５内に設られた溶融金属浴３の液面上に浮かべる。そして、溶融金属浴３の液面上に浮かべた溶融ガラス４を、フロートバス５内の幅方向（図１でいうと上下方向）の両側に配設された複数のトップロール（図示は省略）で押圧して幅方向両側に引き伸ばすと共に、フロートバス５の下流側に配設した搬送ローラー（図示は省略）で水平方向下流側に向けて引き出すことで、溶融ガラス４が所定の厚み寸法や幅寸法を有するガラスリボン２に成形される。ここで、成形されるガラスリボン２としては、厚み寸法０．５〜２．０ｍｍ、幅方向寸法４０００〜５０００ｍｍのものが一例として挙げられる。

このようにして成形されたガラスリボン２は、フロートバス５の下流端（図１でいうと右端）に設けた搬出口９を通って搬出される。そして、ドロスボックスを介してフロートバス５の下流側に配設された徐冷炉（共に図示は省略）で上記ガラスリボン２冷却した後、任意の大きさに切断することで所定の板ガラスが得られるようになっている。

フロートバス５は、煉瓦等の耐火材で形成される耐火層１０と、耐火層１０の周囲を覆い、フロートバス５の外郭をなす金属製のケーシング６とで構成される。耐火層１０は、溶融金属を貯溜して、溶融金属浴３を形成するための側部１１と底部１２とを有する。底部１２のうちフロートバス５の下流域に対応する領域（以下、幅狭域という。）の厚み寸法は、フロートバス５の上流域に対応する領域（以下、幅広域という。）の厚み寸法に比べて小さく形成されている。

温度測定手段１４は、ケーシング６の底板部１３の表面温度を測定可能な位置に配置される。この実施形態では、複数（図示例では４個）の温度測定手段１４が、フロートバス５の流れ方向に沿って、底板部１３の外表面に取り付けられており、接触状態にある底板部１３の表面温度を測定できるようになっている。

冷却手段７は、送風用の送風機１５と、送風機１５により取り込んだフロートバス５外側の空気又はフロートバス５を含む製造設備を格納する建屋外側の空気（いわゆる外気）をケーシング６の底板部１３へと送るための導管１６とで構成される。この実施形態では、底板部１３の冷却手段７による冷却領域が、フロートバス５の流れ方向に沿って複数（図示例では４つ）の領域に区画されており、１個の送風機１５に接続された導管１６が分岐して、全ての区画領域１７に冷却用の空気を供給できるようになっている。なお、この図示例では、ケーシング６の底板部１３に仕切り壁１８を立設することにより、底板部１３の冷却領域（外表面）を複数の区画領域１７に区画している。もちろん、この仕切り壁１８は省略することも可能である。

また、所定の温度測定手段１４と冷却手段７（送風機１５）には制御手段１９が相互に接続されており、上記温度測定手段１４で測定された結果に基づき、冷却手段７による底板部１３への冷却条件を制御するようになっている。この実施形態では、フロートバス５の最も下流側に対応する区画領域１７内に設けられた温度測定手段１４で測定した結果に基づき、冷却手段７による底板部１３への冷却条件を制御できるように、制御手段１９が上記温度測定手段１４と送風機１５にそれぞれ接続されている。この場合、上記フロートバス５の最も下流側に対応する領域に設けられた温度測定手段１４、冷却手段７、および制御手段１９で冷却制御系２０が構成される。

上記構成の成形装置１を用いてガラスリボン２を成形する場合、溶融金属浴３の上方に配置された図示しないヒーターによりフロートバス５内部を加熱する。また、これと併せて、冷却制御系２０を構成する温度測定手段１４（図１でいうと最も右端の温度測定手段１４）で底板部１３の対応する領域の表面温度を測定し、測定した結果を制御手段１９に送る。測定結果を受けた制御手段１９は、例えばＰＩＤ制御などのフィードバック制御により、測定温度が予め設定した温度（例えば３０℃〜１３０℃の間の１点）に近づくように、冷却用の空気を供給する送風機１５に対して冷却条件（例えば送風量）を調整する指令を送る。このようにして、温度測定、冷却条件設定、冷却条件変更を順次かつ連続的に実施することで、上記温度測定手段１４による測定温度が上記設定温度から所定の温度範囲内に収まるように、底板部１３の温度測定領域の表面温度が制御される。

このように、本発明では、フロートバス５の外郭となるケーシング６の底板部１３を冷却による温度制御の対象とし、この底板部１３の表面温度を測定した結果に基づき、冷却手段７による冷却条件を制御可能とする冷却制御系２０を構成した。このように構成することで、外気をケーシング６の冷却媒体として使用する場合であっても、外気温の変動の影響を無くして又は小さくして、ケーシング６の底板部１３の表面温度を一定の範囲内に制御することができる。ここで、フロートバス５内部からの放熱の大部分は最も面積の大きいケーシング６の底板部の表面を通じて行われると考えられるので、底板部１３の表面温度を制御できれば、ケーシング６を介した成形時の放熱量を一定に近づけることができる。よって、フロートバス５内部に配置したヒーターによる加熱量とケーシング６を介してフロートバス５から放出される熱量（放熱量）との収支バランスを安定させて、フロートバス５内部の溶融金属浴３およびガラスリボン２の温度分布を安定化させることができる。従って、寸法品質に優れたガラスリボン２を得ることができる。また、ひいてはこのガラスリボン２を切断して製造される板ガラスについても寸法品質に優れたものを得ることができる。

また、この実施形態では、底板部１３の表面温度を代表する１個の温度測定手段１４で測定し、この測定結果に基づき１台の送風機１５で冷却領域（底板部１３の外表面）全体の冷却量を制御できるように冷却制御系２０を構成したので、必要最小限の温度測定手段１４、冷却手段７（１台の送風機１５）、制御手段１９のみで底板部１３ひいてはガラスリボン２の温度をより安定化することができる。

また、この実施形態では、複数の温度測定手段１４のうち、ケーシング６の底板部１３のうちフロートバス５の下流域（幅狭域）に対応する領域の表面温度を測定可能に配置された１個の温度測定手段１４と、冷却手段７と、制御手段１９とで冷却制御系２０を構成するようにした。この領域（幅狭域）は、図２に示すように、耐火層１０の底部１２が相対的に薄肉となる領域であり、放熱効率が比較的高い一方で、冷却媒体（外気）の温度変化の影響を受け易い。そのため、この領域における測定温度を、底板部１３の表面温度を代表する温度として冷却制御を行うことにより、効果的に底板部１３の温度制御を行うことができ、かつ高品質のガラスリボン２を得ることができる。

以上、本発明の第１実施形態を説明したが、本発明に係る帯状ガラスの成形装置は上記例示の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において任意の形態を採り得ることはもちろんである。

図３は、本発明の第２実施形態に係る帯状ガラスの成形装置１の鉛直断面図を示している。同図を見て分かる通り、本実施形態に係る成形装置１は、主に、冷却制御系２０を複数（２つ）具備する点で、第１実施形態に係る帯状ガラスの成形装置１と異なる。具体的には、フロートバス５の流れ方向に沿って底板部１３の外表面に取り付けられた複数（４個）の温度測定手段１４のうち、上流側の２個の温度測定手段１４と、これらと接続される制御手段１９、および冷却手段７とで一方の冷却制御系２０が形成されると共に、下流側の２個の温度測定手段１４と、これらと接続される制御手段１９、および冷却手段７とで他方の冷却制御系２０が形成される。また、各々の冷却手段７を構成する送風機１５は共通の導管１６に接続されると共に、導管１６の流れ方向中間領域に隔壁部２１を設けることで、一方の送風機１５から送り出された外気が上流側の２つの区画領域１７に向けて供給され、他方の送風機１５から送り出された外気が下流側の２つの区画領域１７に向けて供給されるようになっている。

そして、上記構成の成形装置１を用いてガラスリボン２を成形する際、一方の冷却制御系２０を構成する２個の温度測定手段１４（図３でいうと左側から２個の温度測定手段１４）で底板部１３の対応する領域の表面温度をそれぞれ測定し、測定した結果を制御手段１９に送る。測定結果を受けた制御手段１９は、例えば２点の測定温度の平均値が設定温度に近づくように、送風機１５の冷却条件（例えば送風量）を調整することで、その時々の実際の表面温度に応じて、底板部１３の上流側の区画領域１７の表面温度が所定の温度範囲内に制御される。また、他方の冷却制御系２０についても同様の流れで、底板部１３の下流側の区画領域１７の表面温度が制御される。

このように、放熱効率の異なる領域で、それぞれ別個の冷却制御系２０を構成することで、各領域に適した温度（例えば上流側、下流側ともに同一の設定温度）に制御することができる。そのため、既述のように耐火層１０の厚みが異なることで放熱効率が異なる場合においても、各々に適切な温度制御を図ることで、フロートバス５全体におけるガラスリボン２の温度分布を安定化させることができる。また、第１実施形態に係る成形装置１と比べてより高精度に温度分布を制御することが可能となる。

図４は、本発明の第３実施形態に係る帯状ガラスの成形装置１の水平断面図であって、この成形装置１に含まれる冷却制御系２０の構成を併せて示している。同図に示す通り、本実施形態に係る成形装置１は、底板部１３の冷却手段７による冷却領域が、フロートバス５の流れ方向に沿って複数の領域に区画され、かつフロートバス５の幅方向に沿って複数の領域に区画されている点で、先述した第１及び第２実施形態に係る帯状ガラスの成形装置１と異なる。また、区画領域１７ごとに独立した冷却制御系２０を構成している点で、先述した実施形態に係る成形装置１と異なる。具体的には、底板部１３の各区画領域１７に対応する領域ごとに１以上の温度測定手段１４が取り付けられており、各１個の温度測定手段１４と、この温度測定手段１４に接続される制御手段１９、および冷却手段７とで冷却制御系２０が独立して構成される。

この場合、例えば全ての冷却制御系２０において、温度測定手段１４により測定された温度に基づき、当該測定温度を同一の設定温度に近づけるように、送風機１５の冷却条件（例えば送風量）を制御手段１９により調整することで、その時々の実際の表面温度に応じて、底板部１３の各区画領域１７の表面温度が同一の設定温度からそれぞれ所定の温度範囲内に制御される。

このように、上記構成に係る成形装置１によれば、区画領域１７ごとに異なった冷却条件を設定することができるので、全ての区画領域１７において適切な冷却制御を行うことができる。そのため、成形されるガラスリボン２の温度分布を更に精密に制御することが可能となる。

なお、本実施形態では、底板部１３の冷却手段７による流れ方向、幅方向ともに３つに区画した場合を例示しているが、もちろん、これ以外の区画態様を採ることも可能である。図５はその一例（第４実施形態）を示すもので、同図に示す帯状ガラスの成形装置１は、図１と同様に、底板部１３の冷却手段７による冷却領域を、フロートバス５の流れ方向に沿って複数（４つ）の領域に区画している。また、そのうち、幅寸法一定の領域（図５でいうと左側から２番目、４番目の領域）を幅方向に沿って複数（３つ）に区画している。この場合、底板部１３の各区画領域１７に対応する領域ごとに１個の温度測定手段１４が取り付けられており、各１個の温度測定手段１４と、この温度測定手段１４に接続される制御手段１９、および冷却手段７とで冷却制御系２０が独立して構成される。

このように、特に幅方向で精密な温度制御が必要な領域のみ幅方向に区画する構成を採ることで、ガラスリボン２の適切な温度制御を図りつつも、使用する冷却手段７（送風機１５）や制御手段１９の数を減じて、設備コストの高騰を避けることができる。

もちろん、全ての区画領域１７ごとに冷却制御系２０を構成する必要はなく、一部の区画領域１７につき冷却制御系２０を構成してもよい。

また、温度測定手段１４についても種々の配置態様を採ることができ、例えば図４に示すように、各区画領域１７に配置される温度測定手段１４の数は１個でも２個以上でも構わない。また、必要に応じて、温度測定手段１４の配置数を区画領域１７ごとに異ならせても構わない。

また、複数点の測定温度に基づき制御手段１９による冷却条件の制御を図る場合、上述した複数点の測定温度の平均値だけでなく、例えば最も設定温度との差が大きい測定値に基づき冷却条件の制御を図るようにしてもよい。

また、以上の実施形態では、冷却手段７による冷却媒体（外気）の供給が温度測定手段１４に向けて行われるように導管１６の出口位置を設定しているが、もちろん、温度測定手段１４と水平方向にずれた位置に導管１６の出口位置を設定しても構わない。

また、冷却媒体として、外気以外の気体、液体、例えば窒素ガスや高圧空気、水（ミスト状などを含む。）を使用してもよい。あるいは、外気にこれらを混合したものを用いることで、外気の温度調整（加熱、冷却）を図るようにしてもよい。この場合、冷却手段７は、送風機１５や導管１６に加えて、蒸気供給装置やガス混合装置、ガス加熱装置などを更に含むと共に、制御手段１９によりこれらの装置の出力条件が送風機１５と併せて制御される。

また、制御手段１９による制御態様について、上記実施形態では、放熱量の相違（流れ方向、幅方向ともに）を考慮して、区画領域１７ごとに異なる冷却条件を設定することで、底板部１３の全域を同一の設定温度に近づけるべく温度制御を行った場合を説明したが、例えばガラスリボン２自体の温度分布特性を考慮して、各区画領域１７ごとで設定温度（制御目標温度）を異ならせても構わない。具体的には、底板部１３の流れ方向で設定温度を同一とし、幅方向で異ならせる場合や、流れ方向で設定温度を異ならせ、幅方向で同一の設定温度とする場合などが挙げられる。

１ 帯状ガラスの成形装置
２ ガラスリボン
３ 溶融金属浴
４ 溶融ガラス
５ フロートバス
６ ケーシング
７ 冷却手段
９ 搬出口
１０ 耐火層
１１ 側部
１２ 底部
１３ 底板部
１４ 温度測定手段
１５ 送風機
１６ 導管
１７ 区画領域
１８ 仕切り壁
１９ 制御手段
２０ 冷却制御系
２１ 隔壁部

Claims (8)

1. 溶融金属浴の液面上に供給された溶融ガラスを水平方向に引出すことで帯状ガラスを成形するためのフロートバスと、該フロートバスの外郭となるケーシングを冷却する冷却手段とを具備した帯状ガラスの成形装置において、
   前記冷却手段は、前記底板部の外表面に冷却媒体を供給するものであって、
   前記ケーシングの底板部の表面温度を測定可能に配置された複数の温度測定手段と、
   前記温度測定手段で測定した結果に基づき前記冷却手段による前記底板部への冷却条件を制御する制御手段とを更に備え、
   前記冷却手段と、前記温度測定手段と、前記制御手段とで冷却制御系が構成されていることを特徴とする、帯状ガラスの成形装置。
2. 前記冷却制御系は、前記底板部のうち前記フロートバスの下流域に対応する領域の表面温度を測定可能に配置された前記温度測定手段と、前記冷却手段と、前記制御手段とで構成されている請求項１に記載の帯状ガラスの成形装置。
3. 前記底板部の前記冷却手段による冷却領域が、前記フロートバスの流れ方向に沿って複数の領域に区画され、
   前記冷却制御系は、前記流れ方向に沿って区画された複数の領域のうち少なくとも１つの前記区画領域の表面温度を測定可能に配置された前記温度測定手段と、前記冷却手段と、前記制御手段とで構成されている請求項１又は２に記載の帯状ガラスの成形装置。
4. 前記底板部の前記冷却手段による冷却領域が、前記フロートバスの幅方向に沿って複数の領域に区画され、
   前記冷却制御系は、前記幅方向に沿って区画された複数の領域のうち少なくとも１つの前記区画領域の表面温度を測定可能に配置された前記温度測定手段と、前記冷却手段と、前記制御手段とで構成されている請求項１〜３の何れかに記載の帯状ガラスの成形装置。
5. 前記区画領域ごとに、前記冷却制御系が構成されている請求項３又は４に記載の帯状ガラスの成形装置。
6. 成形される前記帯状ガラスの厚み寸法が２ｍｍ以下である請求項１〜５の何れかに記載の帯状ガラスの成形装置。
7. 成形される前記帯状ガラスの歪点が５７０℃以上である請求項１〜６の何れかに記載の帯状ガラスの成形装置。
8. フロートバスに貯溜された溶融金属浴の液面上に溶融ガラスを供給し、該供給された溶融ガラスを水平方向に引出すことで帯状ガラスを成形するに際し、前記フロートバスの外郭となるケーシングを冷却する、帯状ガラスの成形方法において、
   前記ケーシングの底板部の表面温度を測定し、該測定した結果に基づき前記底板部への冷却条件を制御しながら、前記底板部の外表面を冷却することを特徴とする、帯状ガラスの成形方法。

Images