JP2012512122A - 板ガラス製造方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、溶融ユニットと、溶融ガラスを成形ユニットに供給するフォアハースチャネル３を使用し、鋳造法によって板ガラスを製造する方法および装置に関する。溶融ガラスが、ガラスの帯１１を成形しつつ案内するローラシステムまで流れ、ガラスの帯が、フォアハースチャネルから延伸ブロック７まで流れる間に、厚さを減少させつつ所定の幅まで広がる。溶融ガラスは、フォアハースチャネルおよび延伸ブロックの傾斜面を通過した後であって、流体によって冷却された延伸ローラ１０またはスライドサポートに当接する前に、重力の作用によって、成形のための自由な垂れ下がり８を形成する。自由な垂れ下がりが、延伸ローラまたはスライドサポートの位置の変更によって、垂直および水平方向に延ばされ、ガラスの帯が延伸ローラまたはスライドサポートに当接するときに、ガラスの帯の所望の幅および粘度が達成されるように調節される。
【選択図】図１

Description

本発明は、溶融ユニットと、溶融ガラスを成形ユニットまで案内するフォアハースチャネルとを用いて、鋳造法によって板ガラスを製造する方法および装置に関する。この場合、溶融ガラスが、ガラスの帯を成形しつつ案内するローラシステムまで流れ、フォアハースチャネルから延伸ブロックまで流れる間に、溶融ガラスの厚さが減少しつつ、溶融ガラスの幅が所定の大きさになるまで広がる。

この工程において、溶融ユニット内で溶かされたガラスは、フォアハースを通って成形ユニットまで案内される。このよく知られた装置においては、溶融ガラスは、一対のローラによってガラスの帯に成形される。網入りガラスを製造するためには、主ローラの前において、金網がガラス中に配置される。厚板ガラスは、カレンダローラの使用下に、ローラ法を用いて製造される。表面に装飾ガラス用意匠が施された２本のローラから、ガラスストリップが冷却路内に入れられる。

この工程によって、通常のロールで圧延されたガラスだけでなく、ガラスセラミック板の原料がまた製造され得る。この場合、次工程において、ガラス板のセラミック化がなされる。ガラスセラミックの製造のためのガラスは、例えば、Ｌｉ_２ＯやＴｉＯ_２のような結晶核の形成を促進する成分によって特徴づけられた、他のガラスとは異なる合成物を有している。これは、結晶作用に好都合であり、その高い融点を考慮して、成形時に特別の温度管理が要求される。

この種の製造工程においては、溶融ガラスの成形は、ガラス供給チャネルの深さよりも大きい２本の主ローラ間の間隙においてなされるので、この種の製造工程は、「ローラ」による「鋳造」と称され、予め形成されたガラスの帯の厚さを減少させることを伴う、「ガラスのローラによる成形法」と定義することもできる。

成形ローラには、次の条件を満足することが強く要求される。すなわち、成形ローラの表面が、
ａ）ガラスの帯との接触時に、ガラスの帯の高温および化学的影響に晒されてもそれに持ちこたえること、そして、
ｂ）ガラスの帯との接触時と非接触時との間で生じる急激な温度変化に耐えられることが強く要求される。

主ローラを水冷することによって、温度変化が生じる。主ローラに到達するガラスの帯が短時間に大量の熱量を奪われて、主ローラを通過後に、ガラスの帯の表面が十分な粘度をもち、それによって、ガラスの帯が、ローラ冷却炉を通過する間に十分に適した形状安定性を有するようにしなければならないので、この水冷は必要である。

延伸ブロック上および延伸ローラ上のガラスの帯に対し、ガラスの帯の全幅にわたって温度が均一でなければならない。これは、現実には達成不可能であり、制御のコストおよび精度に応じて、単に、補助的な加熱および局所的な冷却のような補助的な方策を用いて、あるいは、放射遮蔽を用いて、多かれ少なかれ良好に達成されているにすぎない。

ローラ表面にガラスがくっつかず、ガラスの表面に重大なひび割れが生じないような、ガラス表面の温度ないし粘度の狭い数値範囲が与えられることによって、所定の品質を有する製品が得られる。ガラスの表面の品質は、溶融研磨された表面よりは悪い。それ故、ローラまたは冷却路のような成形手段との接触による、ガラスの表面の品質の劣化を減じる種々の手掛かりおよび可能性がもたらされている。

この温度窓は、ガラスの種類に応じて、延伸ローラとの約１０^９Ｐａのオーダーでの接触時の、ガラス表面の粘度によって与えられる。ローラの表面は、常時、粘着温度以下の温度状態になければならない。

急激な温度変化は、延伸ローラに強い熱的ストレスを及ぼし、延伸ローラの寿命を短くする。なぜなら、ローラの表面が急速に傷められ、表面の品質がもはや達成されなくなるからである。そのため、古いローラを定期的に新品または再生ローラと交換することが必要になる。

この成形法は、少なくとも２本の延伸ローラの定期的な交換を必要とし、コストが高くつく。また、ローラの適切な表面温度が維持されない場合には、ガラスの表面のザラツキや凸凹等の品質上の欠陥が生じ、それによって製品の部分的な欠損が発生する。これは、板ガラスの生産量または板ガラスの厚さを変更した場合に、特に生じ得る。

溶融ガラスは、公知の方法によれば、２本の主ローラ間の間隙の大きさ、および２本の主ローラの回転速度によって制御される。２本の主ローラ間の間隙を通過した後、前に強く冷却されたガラスの表面の再加熱が実行される。

ガラスが延伸ローラを通過した後、冷却炉のローラコンベヤ上に受け渡されたとき、成形は実質上終了する。熱的均衡は、ローラコンベヤ上においてガラスの帯が弛みすぎないように調整されなければならない。

ＪＰ ６３ １３９０２０ Ａ１に記載された方法によれば、ガラスが、上面が開口し、内部に白金のライニングがなされたフォアハースを通って、下向きに傾斜した流出リップまで流れ、そこから、その下側に配置された２本の延伸ローラ間の間隙を流れる。このゾーンにおいて、ガラス浴の深さが減少すると同時に、ガラスの帯の幅が広がる。延伸ブロックの前方の溶融槽へのガラスの供給は、上方からローラによってなされる。２本のローラが使用され、それらの間に形成される間隙において、ガラスの帯の成形および幾何学的な調整がなされる。

ＷＯ ２００４／００７３９ Ａ１に記載された解決手段においては、ガラスは、下向きに傾斜した延伸ブロックを通って水平な延伸路上に流れる。延伸路の、ガラスの帯を支持する表面は、多数の十分に小さい水平なセグメントからなっている。ローラは、ガラスの帯が延伸路上にぶつかる位置を制御する。そして、延伸路とその上に支持された延伸ローラとの間の間隙において、成形がなされる。延伸路は、サポートの上面に多数の小さな孔および溝を備えた、ガラスの帯を支持する層を有している。こうして、蒸気が、サポートを通って上向きに流出して、蒸気のクッションを形成し、それによって、ガラスの帯が、延伸路上をスライド運動しながら搬送される。その結果、ガラスの帯の表面に損傷の生じることが防止される。

ＥＰ １５ １６ ８５８ Ａ１に記載された解決手段によれば、ガラスは、下向きに傾斜した延伸ブロックを通ってＳ字形の経路まで流れる。経路の途中には、一対の延伸ローラが配置されている。経路は、水平な延伸路まで続く。延伸路の、ガラスの帯を支持する表面は、多数の十分に小さい水平なセグメントからなっている。延伸路は、サポートの上面に多数の小さな孔および溝を備えた、ガラスの帯を支持する層を有している。こうして、蒸気がサポートを通って上向きに流出して、蒸気のクッションを形成し、それによって、ガラスの帯が、延伸路上をスライド運動しながら搬送される。蒸気によって支持される領域を通過後、ガラスの帯は、ローラ冷却炉に受け渡される。この発明は、ガラスの帯の両側に配置された一対の延伸ローラを使用している。

ＵＳ ２００５／０１０９０６１ Ａ１に記載された解決手段によれば、ガラスは、下向きに傾斜した延伸ブロックを通って、水平な延伸路まで流れる。ガラスの帯を支持する表面は、多数の十分に小さい水平なセグメントからなっている。

延伸路の上方に位置するローラによって、ガラスの帯が延伸路上にぶつかる位置が制御され得る。それによって、延伸路とその上方に支持された延伸ローラとの間の間隙において成形がなされる。

延伸路は、サポートの上面に、多数の小さな孔および溝を備えた、ガラスの帯を支持する層を有しており、蒸気がサポートを通って上向きに流出して、蒸気のクッションを形成し、それによって、ガラスの帯が、延伸路上をスライド運動しながら搬送される。その結果、ガラスの帯の表面に損傷の生じることが防止される。

ガラスの帯の冷却は、主として、この特殊な延伸路上においてなされる。蒸気によって支持される領域を通過後、ガラスの帯は、ローラ冷却炉に受け渡される。この発明は、ガラスの帯の上方に配置されたローラを用いており、ガラスの帯は、このローラとその下側に位置する延伸路との間を通過する。

特開昭６３−１３９０２０号公報 国際公開第２００４／００７３９号パンフレット 欧州特許出願公開第１５１６８５８号明細書 米国特許出願公開第２００５／０１０９０６１号明細書

本発明の課題は、全幅にわたって均一かつ一定な０．５〜１２ｍｍの厚さを有する板ガラスを製造するための方法および装置を提供することにある。高い表面品質および平坦性を有するガラスの帯の形成が達成され、それによって、平坦な表面を得るための研削または研磨作業が大幅に減じられまたは不要となる。

この課題は、本発明によれば、請求項１に記載の特徴を備えた方法、並びに、請求項８に記載の特徴を備えた装置とすることによって解決される。

好ましい実施態様が、各従属請求項に記載されている。

本発明の方法によれば、溶融ガラスは、重力の影響の下、フォアハースチャネルおよび延伸ブロックの傾斜面を通過する。そして、溶融ガラスは、延伸ローラまたはスライドサポートにぶつかる前に、成形のために必要とされる自由な垂れ下がりを形成する。延伸ローラまたはスライドサポートは、流体によって冷却される。

ガラスの帯の自由な垂れ下がりは、延伸ローラまたはスライドサポートの位置を変更することによって、垂直方向および水平方向に延ばされ、それによって、ガラスの帯が延伸ローラまたはスライドサポートにぶつかるときに、ガラスの帯の所望の厚さおよび粘度が達成される。

本発明の好ましい実施例によれば、冷却ユニットおよび加熱ユニットを用いて溶融ガラスの温度が加熱ゾーンにおいて調整され、
延伸ブロックの前方に配置された絞りの形態の流れ制御手段の高さが調整され、
延伸ローラまたはスライドサポートの前方におけるガラスの帯の自由な垂れ下がりの長さが調整されることによって、
フォアハースチャネル内および傾斜した延伸ブロック上の流れが調整され、それによって、ガラスの帯の厚さおよび速度が調整される。

本発明の別の好ましい実施例によれば、流れ制御手段の下側において延伸ブロック内に配置された冷却ユニットおよび／または加熱ユニット、および／または延伸ブロック内に配置された加熱モジュール、および／または流れ制御手段の水平位置の変更によって、ガラスの帯の厚さが、その全幅にわたって一様になるように調整される。

本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、溶融槽から出てくる溶融ガラスは、フォアハースチャネル内において、加熱および冷却ユニットを用いて、成形温度以上の１０〜１５０Ｋの温度まで冷却され得る。

本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、溶融ガラスの温度分布が、フォアハースチャネルの下側、上側および横に配置された冷却ユニットと、ゾーン毎に調節可能な加熱ユニットとによって、延伸ブロックの領域で調節され、それによって、ガラス塊の温度分布および速度分布を用いて、ガラスの帯の厚さの局所的な不均一性が補正され得る。

本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、延伸ローラまたはスライドサポートによって、ガラスの帯の下面が冷却されることによって、ガラスの帯の下面が滑らかな面にされる。

本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、流れ制御手段の下側においてフォアハースチャネルの底壁内に配置された、空気および／または流体を使用する局所的な冷却ユニットおよび加熱ユニットによって、溶融ガラスの温度分布および／または厚さ分布が精密に調整される。

また、上記本発明の方法を実施するための装置は、溶融ユニットと、溶融ガラスを成形ユニットに供給するためのフォアハースチャネルと、を備え、フォアハースチャネルの幅が延伸ブロックの前方に向って拡張しており、さらに、流れ制御手段の前方に配置された攪拌ユニットと、傾斜面を有する延伸ブロックと、流体によって冷却される延伸ローラまたはスライドサポートと、延伸ローラまたはスライドサポートの高さを調節する手段と、冷却ユニットおよび加熱ユニットによって、加熱ゾーン毎に、溶融ガラスの温度を調整するための手段と、延伸ブロックの前方に配置され、高さ調節可能とされた流れ制御手段（２）と、を備えている。

本発明の好ましい実施例によれば、フォアハースチャネルおよび流れ制御手段内に、冷却ユニットが配置され、延伸ブロック内に、加熱ユニットが配置される。

本発明の別の好ましい実施例によれば、延伸ブロックは、ガラスと接触する領域に、耐腐食性を有する層を備えている。

本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、延伸ブロックの端が、８０°より小さい角度を有する角として形成されている。

本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、延伸ブロックは、リップに類似の角を有し、リップに類似の角の全体または少なくとも近傍における、ガラスとの接触領域に、貴金属の層または被覆が備えられ、あるいは、延伸ブロックは、リップに類似の角の下側に、角の全長にわたって、貴金属の帯を備えており、貴金属の帯は、電流によって直接加熱され得る。

本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、流れ制御手段は、フォアハースチャネルにおける延伸ブロックの前方において、少なくともガラスと接触する領域が耐腐食性を有する物質によって被覆されている。

本発明は、その一連の長所によって傑出している。特に、次の長所はその一部である。

原形付与のための延伸ローラまたはスライドサポートのみが必要とされるので、コストが低減され、さらには、少なくとも一方の面において、ガラスの帯の表面品質への問題となる影響が明らかに低減され得る。ガラス板の厚さおよび生産量の制御が、延伸ブロックの傾きおよび延伸ブロックの最適の温度分布と相俟って、延伸ローラまたはスライドサポートのみによってなされ得る。

流れ制御手段を通過後に、延伸ブロックの領域でガラスの温度を上昇させて、ガラス表面の凸凹をならし、そして、流れ制御手段の表面を、耐腐食性を有する材料によって被覆することによって、ガラスが流れていく間に、ガラスの表面がゆっくりと侵食されるので、流れ制御手段との接触によるガラスの帯の表面品質の低下することが防止される。

ガラスの帯の温度分布、速度分布および厚さ分布に対するゾーン毎に互いに独立した多数の調節機能が、フォアハースから延伸ブロックの端に至る領域において、ガラスの厚さの局所的な不均一性を自在に制御することを可能にする。

１つの特徴は、延伸リップから延伸ローラまたはスライドサポートとの当接点までのびるガラスの帯の自由な垂れ下がりを、ガラスの成形および冷却のための手段として用いることにある。自由な垂れ下がりの上面には、いかなるローラも存在しないので、ガラスの帯には、押圧力が殆ど及ぼされず、ガラスの帯の全幅にわたって、均一な温度分布が達成される。

本発明による装置の、流れ制御手段から冷却路に至る領域の側面図である。 本発明による装置の、フォアハースから冷却路のローラに至る領域の平面図である。 本発明による装置の、延伸ブロックから延伸ローラに至る領域の側面図である。 支持構造および水冷機構を備えた延伸ローラの断面図である。 流れ制御手段の下側の流体を用いた冷却機構を示す図である。 流れ制御手段の下側の流体を用いた冷却機構を示す図である。

以下、本発明が、実施例に基づいてより詳細に説明される。
図１〜３は、本発明による装置の構成および機能を説明する図である。
溶融状態にされたガラスは、ベルメタルまたはフォアハースチャネル３を通って、成形ユニットに供給される。成形ユニットは、
ａ）延伸リップ９を備えた延伸ブロック７として形成された、傾斜した流出面と、
ｂ）延伸リップ９から延伸ローラ１０またはスライドサポートに至る自由な垂れ下がり８と、
ｃ）延伸ローラ１０またはスライドサポートと、
によって構成され、この成形ユニットによって、ガラスは、０．５ｍｍ〜１２ｍｍの厚さ、２ｍまでの幅を有するガラスの帯１１に成形される。

チャネル５の幅が広くなればなるほど、ますます延伸ブロック７までの距離が近くなる。このチャネル５の幅の広がりの程度に応じて、溶融ガラスの速度が変化する。

ガラスの幅にわたる一様な速度プロファイルへの適合は、チャネル５内の撹拌ユニット２０によって支援される。撹拌ユニット２０は、少なくとも２つのスターラーを有しており、各スターラーは、ガラスが側壁１９に沿って送られるように駆動される。好ましくは、撹拌ユニット２０は、一列に並んだ４つのスターラーを有している。スターラーの一群は、ガラスをチャネル５の側壁１９に沿って送り、ガラスの帯の速度分布および溶融ガラスの一様性を良好に保つ。

生産量の調整は、主として、フォアハースチャネル内において、絞りの形態の流れ制御手段を用いてなされる。延伸ブロック７は、ガラスと接触する領域に、腐食を防止すべく、化学反応しにくい金属、好ましくは貴金属の被覆を有している。

公知のローラ延伸処理においては、２本のローラ間の間隙によって成形が行われるのに対し、本発明による構成では、単一の延伸ローラ１０またはスライドサポートが、その前方のガラスの帯１１の自由な垂れ下がり８と組み合わせて用いられる。それによって、ガラスの帯１１の下面だけが、強く冷却された延伸ローラまたはスライドサポートによって、その表面品質を害されるだけである。

延伸ローラ１０は、ガラスの帯１１の自由な垂れ下がり８の後方のローラであり、ガラスの帯１１に弱い引っ張り作用を及ぼす。スライドサポートが使用される場合には、冷却炉によって、ガラスの帯１１に引っ張り作用が及ぼされる。

板ガラスの表面の品質は、溶融研磨によって形成された表面とほとんど同じである。ガラスの帯１１の下面は、例えば波形やすりのような形状になっている。

ガラスの溶塊は、主として流れ制御手段によって、しかしまた、延伸ブロック７上の流れおよび温度条件によって、そして、少なからず延伸ローラ１０の回転速度によって制御される。

延伸ローラ１０またはスライドサポートを通過した後、急激に冷却されたガラスの表面が再加熱される。その際、ガラスの帯内部の高温のガラスは、表面近くのガラスを加熱し、その粘度を低下させる。この効果が顕著であればあるほど、ますますガラスの帯は厚くなる。

延伸リップ９の後方の領域、自由な垂れ下がり８の領域、および延伸ローラ１０またはスライドサポート上において、エネルギーの収支、特に熱輻射が、ガラスの帯１１の予め決定された幾何学的形状が、延伸ブロック７上、自由な撓み８の内部および延伸ローラ１０またはスライドサポートの領域において維持され、そして、予め決定された幾何学的形状を与える粘性を保証すべく、十分に高い温度が維持され、そして、延伸ローラ１０またはスライドサポートを通過後、ガラスの帯１１の表面が冷却されることによって、形状安定性が十分に高くなり、それによって、冷却炉１４上の搬送ローラ１３間においてガラスの帯１１の弛みが生じないように、維持される。

延伸ローラ１０またはスライドサポートの表面温度は、常に、生産されるガラスに対する粘着温度以下でなければならない。この要求は、延伸ローラ１０に対して、大抵の場合、良好に満たされ得る。なぜなら、延伸ローラ１０の冷却作用によって、生産量および寸法に応じて、大抵は６００℃よりもはるかに低温となる、延伸ローラ１０の低い表面温度が達成されるからである。延伸ローラ１０の冷却効率は、このため、より広い制限範囲内において自由に調整される。この調整は水の貫流率によってなされ得る。

延伸ブロック７の領域において、チャネルの幅を広げることによって、ガラスの帯１１の幅および均一な厚さが調整され、また、高い温度によって、ガラスの損傷作用が抑えられる。

このため、この領域は、上方から、加熱モジュール３２およびガスバーナー２３によって、ゲート２４から、電気的加熱モジュール２２によって、横から、別の電気的加熱モジュール３３によって、また、可能な場合には、延伸ブロック７上に備えられたプラチナ層２１による直接の電気的加熱によって加熱される。

薄いプラチナ層２１を使用すれば、延伸ブロックの形成材料がプラチナ層２１の被覆によって保護され、そして、プラチナ層を直接電気的に加熱することができる。延伸ブロック７の側壁の領域に取付けられた流れ案内手段は、高い水位の流れに対するフランジとして形成され、電源に結合されている。

流れ制御手段２から延伸ブロック７の端に至る領域における、電気抵抗式加熱モジュール３２による底領域の電気的加熱は、流れの方向に分割された２つまたはそれ以上のゾーンからなっている。最後の加熱ゾーンは、延伸リップ９の近傍に位置し、そこでは高い熱損失が生じる。

フォアハースチャネル３の側壁を形成する延伸ブロック形成材料は、その内部に取付けられた電気的加熱モジュール３３によって、流れ制御手段２から延伸ブロック７に至る領域を電気的に加熱し得る。

延伸ブロック７における側壁１９およびチャネル底１５は、ガラスと接触する領域を、プラチナまたはその他の化学反応しにくい物質によって被覆され、それによって、不燃性を有する材料の腐食が防止される。

ガラスの帯１１の、流れ制御手段２から延伸ブロック７の端に至る領域は、上方およびゲート２４から横向きに、電気的加熱モジュール２２によって加熱される。このゾーン毎に調整可能な電気的加熱によって、延伸ブロック７上のガラスの帯１内における温度分布尾だけでなく速度分布がまた制御される。

延伸ブロック７の領域には、延伸リップ９の近傍の延伸ブロック形成材料中に、ガラスの流れの方向を横切ってのびる、少なくとも１列の熱電素子が存在する。熱電素子は、チャネル５の幅方向にわたる温度分布を検出し、加熱モジュール３２のデジタル制御に対する制御信号を発生する。

同様に、ガラスの流れを横切ってのびる１列の熱電素子が、チャネルのプラチナ層２１の上面、フォアハースチャネルの側壁形成材料中、延伸ブロック７の上方の上側炉２６の内部、およびゲート２４の内部に配置される。さらには、ガラスの温度が、延伸リップ９の表面、および延伸ローラ１０またはスライドサポート上において、高温制御される。

流れ制御手段２の下側であって、ガラス浴のすぐ下側には、一列の流体式冷却ユニット１７が配置され、この冷却ユニット１７によって、流れ制御手段２と延伸ブロックの底との間の間隙中において、溶融ガラスの温度を局所的な狭い範囲内で微調整することができる。

それによって、ガラスの帯１１の厚さの不均一性が、手動によるフィードバック制御によって、またはガラスの厚さのオンライン測定法が採用される場合には、自動的なフィードバック制御によって補正される。狭い範囲でガラスの帯１１の厚さが小さすぎる場合には、局所的に配置された冷却ユニットによって冷却されることにより、ガラスの帯の厚さが局所的に増やされる。

図４からよく分かるように、水冷式の延伸ローラ１０は、特殊合金、特に高級鋼のような、高い熱的および化学的耐性を有する金属合金から形成された外壁２７を備えている。この外壁２７は、その寿命を延ばすために、さらに、外面にセラミックその他の被覆層を有し得る。延伸ローラ１０は、また、高級鋼および／または特殊合金から形成された支持構造２８を備えている。支持構造２８は、延伸ローラ１０の必要とされる機械的な軸受けを可能とし、冷却水の供給口３０ａと排出口３０ｂとを有している。この場合、冷却水は、延伸ローラ１０の金属製の外壁２７と直接、熱的に接触し、ガラスの帯１１を急激に冷却する。延伸ローラ１０は、さらに、支持構造２８の中央部に配置された中空の駆動軸２９を備えている。駆動軸２９は、延伸ローラ１０の外部に配置された、図示されないモータによって駆動される駆動エレメント３１を備えている。

図５および図６には、流れ制御手段２の下側に配置された流体式冷却ユニット１７の構成および動作を説明する図である。

流体式冷却ユニット１７は、流れの方向を横切って一列に配置され、冷却剤としての圧縮空気その他の流体によって駆動され得る。冷却エレメントは、冷却エレメント毎に備えられたニードルバルブ３５および流速計３４によってそれぞれ独立に制御され得る。流体の必要な圧力が、圧力発生器によって供給される。圧力発生器は、各冷却ユニットのニードルバルブ３５および流速計３４が接続された貯蔵容器に圧力を供給する。

ガラスの帯１１の厚さ分布を精密調整するためのこれらの種々の構成によって、ガラスの帯を均一の厚さにすることが可能となる。ガラスの帯１１の厚さが、ガラスの帯１１の全幅にわたって十分に均一ではない場合、個々のゾーンの温度の変更、または冷却ユニット１７によって補正がなされ得る。

これは、延伸リップ９の後方のガラスの帯の自由な垂れ下がり８と関係がある。なぜなら、自由な垂れ下がり８中のガラス塊は、延伸ブロック７上のガラスをわずかに引っ張っているからである。

ガラスの帯１１の全幅にわたる厚さ分布の調整手段が、種々創作され、常に、好都合な調整手段が使用され得る。調整手段は、それぞれ、好ましい作用領域を有している。

延伸ブロック７から自由な垂れ下がり８の端に至るまでの領域における速度および温度フィールドのシミュレーションによって、装置が設計される際に、これが適切であるかどうかが試験され、初期条件が最適となるように設定がなされる。

加熱および冷却モジュールの調整のための重要な基準は、延伸リップ９の端において、ガラスの厚さおよび温度の分布が均一になっているか否かである。

ガラスの帯の自由な垂れ下がり８において、延伸リップ９から延伸ローラ１０までの水平方向および垂直方向の間隔を自由に変更可能とすることによって、ガラスの帯１１の幾何学的形状が調整され、同時に、周囲への加減された熱輻射によって、ガラスの帯１１の冷却がなされる。

周囲への熱輻射は、ゲート２４の下端縁の冷却ユニットによって、および、必要な場合には、自由な垂れ下がり８の領域の加熱モジュールによって、すなわち、ガラスの帯１１が輻射交換を行う周囲の温度を調節することによって制御される。

この場合、重要な手段は、延伸ブロック７と共に、端の領域においてガラスの帯１１の上方の空間を垂直方向に制限するゲート２４である。ゲート２４は、垂直および水平方向に移動し得る壁からなっており、この壁は、延伸ブロック７上のガラス塊からの熱輻射による熱損失を著しく減少させる。ゲート２４の下端縁には、周囲への熱輻射を可能にする唯一の狭小な隙間が設けられている。

ゲート２４内には、少なくとも３つの平面のそれぞれに、電気的加熱モジュール２２が配置される。平面毎に、水平な複数のモジュールは、延伸ブロック７の上側の領域における熱需要に応えるとともに、チャネルの全幅にわたる均一な温度分布をもたらす。

強く冷却されすぎると、ガラスの帯１１は、高い均一性を伴って製造されなくなる。冷却が弱すぎると、延伸ローラ１０上においてガラスの粘着が生じ、ガラスの表面が傷つけられ、その結果、製造されるガラスの表面の品質が低下する。

冷却が弱すぎる場合、ガラスの帯１１の生産量および幾何学的形状は、必要なレベルで制御され得ず、冷却路１４の搬送ローラ１３の間においてガラスの帯の望ましくない弛みが生じる。

延伸リップ９から延伸ローラ１０またはスライドサポートに至るガラスの帯１１の垂れ下がりが長くなると、すなわち、延伸ローラ１０またはスライドサポートの位置が低くなると、薄く、かつ強く冷却されたガラスの帯１１が形成され、ガラスの帯１１が延伸ローラ１０またはスライドサポート上に当接するときの温度が低下する。

延伸リップ９から延伸ローラ１０またはスライドサポートに至るガラスの帯１１の垂れ下がりが短くなると、すなわち、延伸ローラ１０またはスライドサポートの位置が高くなると、延伸ローラ１０またはスライドサポートに当接するときに、厚く、かつあまり冷却されていないガラスの帯１１が形成される。

装置のオペレータは、延伸ローラ１０またはスライドサポートの垂直および水平位置を調整し、加熱モジュール２２、３２または水冷ユニット２５を用いて自在に選択し得る自由な垂れ下がり８においてガラスの帯１１の冷却条件を選択し、延伸リップ９の表面での粘または温度を選択することによって、ガラスの帯１１の厚さと引っ張り強度を、連続的に調整することができる。

延伸ローラ１０またはスライドサポートとの接触において、３ｍｍ以上の厚さを有するガラスを製造するために、ガラスの帯１１を強く冷却することが必要である。そのために、大きな温度勾配が生じなければならない。延伸ローラ１０またはスライドサポートの表面は、ガラスの種類、および駆動条件に応じて、約３００〜６００℃の範囲の温度を有し得る。

ガラスの帯１１の冷却が強すぎる場合は、殆ど均一性のないガラスの帯１１が製造される。そして、延伸ローラ１０またはスライドサポートとの接触時に、「フリースヴェレン(Fliesswellen)」として知られたガラス表面の起伏が生じる恐れがある。延伸ローラ１０又はスライドサポートとの接触時に、ガラス表面上において溶融粘度が高すぎると、ガラス表面上に微小なクラックが形成され得る。冷却が弱すぎると、延伸ローラ１０またはスライドサポート上へのガラスの粘着が生じ、ガラスの表面が傷つけられる。その結果、表面品質が不十分なガラスの帯１１が形成される。

本発明の装置によれば、公知の延伸ローラ法よりも高い温度で延伸リップ９を通過した後、自由な垂れ下がり８を形成することによって、ガラスが結晶化するときに、延伸リップ９において失透が発生しないようにし、ガラスの帯の表面品質に悪影響を及ぼす面と接触させることなく、ガラスの帯１１の高品質を達成し、さらに、ガラスの帯１１を、自由な垂れ下がり８において強く冷却し、（公知の延伸ローラ法よりも）低い温度で延伸ローラ１０またはスライドサポートに当接させ、延伸ローラ１０またはスライドサポート上において急激に冷却するときに、ガラスの表面を傷つけないようにすることによって、高品質のガラス表面が得られる。

貴金属によって被覆された延伸ブロック上において、ガラスの帯１１の温度が、成形温度に依存して、自由な垂れ下がり８における成形条件が満たされるように高温に維持され、それによって、延伸ブロック７の前方の流れ制御手段２と接触するときに生じ得る表面の欠陥が治癒される。

延伸リップ９の領域には、延伸ブロック７内に、電気的に加熱可能な貴金属バンドが配置される。貴金属バンドは、輻射損失にもかかわらず、延伸リップにおいてガラスの帯１１の高い温度を達成し、失透の発生を防止する。

ガラスの帯１１の自由な垂れ下がり８において、非常に弱く冷却された艶出しローラ１８を用いて、ガラスの帯１１の上面にごく僅かな押圧力が及ぼされ、同時に、艶出しローラ１８とガラスの帯１１との間で輻射熱交換がなされるとき、ガラスの帯１の表面の温度分布の均一化が達成される。この作用は、自由な垂れ下がり８の上側に配置された艶出しローラ８が、延伸リップ９側よりも延伸ローラ１０側に近づけられたときに最も強くなる。それによって、ガラスの帯１１が艶出しローラ１８に達するまでに、ガラスの帯１１の上面が強く冷却され、それに続いて、延伸ローラ１０またはスライドサポートに達する前に、ガラスの帯１１の表面の温度分布が均一化され、それによって、「オレンジの表皮」の形成が防止され、ガラスの帯１１の上面の研磨がなされる。

延伸リップ９および延伸ローラ１０間の艶出しローラ１８の位置と、原則的にごく僅かな押圧力の大きさとを選択することによって、冷却作用および研磨作用が的確に制御される。

１ ガラスの帯
２ 流れ制御手段
３ フォアハースチャネル
４ 流れ制御手段通過後のガラス表面
５ 拡張部を備えたチャネル
７ 延伸ブロック
８ 延伸ローラの前方のガラスの帯の自由な垂れ下がり
９ 延伸ブロックのリップ
１０ 延伸ローラ
１１ ガラスの帯
１２ 冷却炉内のガラスの帯
１３ 搬送ローラ
１４ 冷却路
１５ チャネルの耐火性の底
１６ 流体供給部
１７ 流れ制御手段の下側の流体式冷却ユニット
１７ａ 延伸ブロック内の冷却モジュール
１８ 艶出しローラ
１９ チャネルの側壁
２０ 攪拌ユニット
２１ 延伸ブロック上のプラチナ層
２２ ゲート内の電気的加熱モジュール
２３ 延伸ブロック上方の上部炉内のガスバーナー
２４ ゲート
２５ ゲート内の水冷ユニット
２６ 上部炉
２７ 延伸ローラの外壁
２８ 延伸ローラの支持構造
２９ 給水機構を備えた駆動ローラ
３０ａ 給水口
３０ｂ 排水口
３１ 延伸ローラの駆動ユニット
３２ チャネルの底下側の電気的加熱モジュール
３３ チャネル横の電気的加熱モジュール
３４ 流速計
３５ ニードルバルブ
３７ 延伸ブロック上のガラスの帯
３９ 流れ制御ユニット下側の底の加熱エレメント
４０ 下部構造
４１ 貴金属製加熱バンド

Claims (12)

1. 溶融ユニットと、溶融ガラスを成形ユニットに供給するためのフォアハースチャネルとを使用して、鋳造法によって板ガラスを製造する方法であって、
   前記溶融ガラスを、ガラスの帯（１１）を案内するローラシステム（１３）まで流し、前記ガラスの帯（１１）を前記フォアハースチャネルから延伸ブロック（７）まで流す間に、前記ガラスの帯（１１）の厚さを減少させつつ、前記ガラスの帯（１１）の幅を所定の大きさまで広げる方法において、
   溶融槽から出てくる溶融ガラスを、加熱および冷却ユニットを用いて、成形温度以上の１０〜１５０Ｋまで冷却し、
   前記溶融ガラスを、前記フォアハースおよび前記延伸ブロック（７）の傾斜面を通過させた後であって、前記溶融ガラスを、流体によって冷却するための延伸ローラ（１０）またはスライドサポートに当接させる前に、重力の作用の下に、成形のために用いる自由な垂れ下がり（８）を形成し、
   前記ガラスの帯の前記自由な垂れ下がり（８）を、前記延伸ローラ（１０）または前記スライドサポートの位置を変化させることで、垂直方向および水平方向に延ばし、前記ガラスの帯（１１）が前記延伸ローラ（１０）または前記スライドサポート上に当接するときに、前記ガラスの帯（１１）の所望の幅および粘度が達成されるように調節することを特徴とする方法。
2. 前記冷却ユニット（１７、２５）および前記加熱ユニット（２１、２２、２３、３２、３３）を用いて前記溶融ガラス（１）の温度を加熱ゾーンにおいて調整し、
   前記延伸ブロック（７）の前方に配置した絞りの形態の流れ制御手段（２）の高さを調整し、
   前記延伸ローラ（１０）または前記スライドサポートの前方における前記ガラスの帯（１１）の前記自由な垂れ下がり（８）の長さを調整することによって、
   前記フォアハースチャネル（３）内および傾斜した前記延伸ブロック（７）上の流れを調整し、それによって、前記ガラスの帯（１１）の厚さおよび速度を調整することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記流れ制御手段（２）の下側において前記延伸ブロック内に配置された冷却ユニットおよび／または加熱ユニット、および／または
   前記延伸ブロック（７）内に配置された加熱モジュール（３２）、および／または
   前記流れ制御手段（２）の水平位置の変更によって、
   前記ガラスの帯（１１）の厚さを、前記ガラス帯（１１）の全幅にわたって一様になるように調整することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 前記溶融ガラスの温度分布を、前記フォアハースチャネル（３）の下側、上側および横に配置された冷却ユニット（１７）、（２５）と、ゾーン毎に調節可能な加熱ユニット（２１、２２、２３、３２、３３）とによって、前記延伸ブロック（７）の領域で調節し得るようにし、それによって、ガラス塊の温度分布および速度分布を用いて、前記ガラスの帯の厚さの局所的な不均一性を補正することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の方法。
5. 前記延伸ローラ（１０）または前記スライドサポートによって、前記ガラスの帯（１１）の下面を冷却することによって、前記ガラスの帯（１１）の下面を滑らかな面にすることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の方法。
6. 前記流れ制御手段の下側において前記フォアハースチャネル（３）の底壁内に配置した、空気および／または流体を使用する局所的な冷却ユニット（１７）および加熱ユニット（１７ａ）によって、前記溶融ガラス（１）の温度分布および／または厚さ分布を精密に調整することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の方法。
7. 溶融ユニットと、溶融ガラスを成形ユニットに供給するためのフォアハースチャネル（３）と、を備え、鋳造法によって板ガラスを製造する装置であって、
   前記フォアハースチャネル（３）の幅が延伸ブロック（７）の前方に向って拡張しており、さらに、
   流れ制御手段（２）の前方に配置された攪拌ユニット（２０）と、
   傾斜面を有する延伸ブロック（７）と、を備えた装置において、
   流体によって冷却される延伸ローラ（１０）またはスライドサポートと、
   前記延伸ローラ（１０）または前記スライドサポートの高さを調節する手段と、
   冷却ユニット（１７、２５）および加熱ユニット（２１、２２、２３、３２、３３）によって、加熱ゾーン毎に、前記溶融ガラス（１）の温度を調整するための手段と、
   前記延伸ブロック（７）の前方に配置され、高さ調節可能とされた流れ制御手段（２）と、を備え、
   前記延伸ブロック（７）は、リップに類似の角（９）を有し、前記リップに類似の角（９）の全体または少なくとも近傍における、ガラスとの接触領域に、貴金属の層または被覆（２１）が備えられたものであることを特徴とする装置。
8. 前記フォアハースチャネル（３）および前記流れ制御手段（２）内に、冷却ユニット（１７）が配置され、前記延伸ブロック（７）内に、加熱ユニット（３２）が配置されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記延伸ブロック（７）は、ガラスと接触する領域に、耐腐食性を有する層を備えていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の装置。
10. 前記延伸ブロック（７）の端が、８０°より小さい角度を有する角（９）として形成されていることを特徴とする請求項７〜請求項９のいずれかに記載の装置。
11. 前記延伸ブロック（７）は、前記リップに類似の角（９）の下側に、前記角（９）の全長にわたって、貴金属の帯を備えており、前記貴金属の帯は、電流によって直接加熱され得ることを特徴とする請求項７〜請求項１０のいずれかに記載の装置。
12. 前記流れ制御手段（２）は、前記フォアハースチャネル（３）における前記延伸ブロック（７）の前方において、少なくともガラスと接触する領域が耐腐食性を有する物質によって被覆されていることを特徴とする請求項７〜請求項１１のいずれかに記載の装置。

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