JP2014234343A - 複合式ガラス成形システム - Google Patents

Abstract

【課題】スリット付きノズルダウンドロー法とオーバーフロー・ダウンドロー法を同時に利用して、シートガラスを成形する複合式ガラス成形システムを提供する。
【解決手段】シートガラスの製造工程に応用され、主に第一のガラス成形装置３０１と第二のガラス成形装置３０２からなる複合式ガラス成形システム３０において、第一のガラス成形装置３０１がノズル３０１２を備えており、第二のガラス成形装置３０２が第一のガラス成形装置３０１の前記ノズル３０１２の下に位置するように据付けられてある。熔融ガラス液は、第一のガラス成形装置３０１に注入され、ノズル３０１２を経由して下方に流出し、さらに第二のガラス成形装置３０２に成形してある導流面３０２１に流れ行く。次いで、第二のガラス成形装置３０２は、オーバーフロー・ダウンドロー法で熔融ガラス液を薄くて表面が平滑なシートガラスに成形する。
【選択図】図３

Description

本発明は、シートガラスの製造工程に用いる複合式ガラス成形システムに係わり、特に、スリット付きノズルダウンドロー法とオーバーフロー・ダウンドロー法を同時に利用してシートガラスが成形される複合式ガラス成形システムに関するものである。

従来のシートガラスの成形方法として、主にスリット付きノズルダウンドロー法と、オーバーフロー・ダウンドロー法と、フロート法との方法がある。その中で、スリット付きノズルダウンドロー法とオーバーフロー・ダウンドロー法とは、ともに重力を利用して、溶融ガラス液（あるいは、ガラスペーストとも言える）を下方へ流し、降温工程を経て、最後に溶融ガラス液が固まって、板状（またはシートガラス）ガラス製品が得られる。

図１に示すように、ガラス成形ディストリビュータ１０は、ディストリビュータ１０１を備えてあり、またディストリビュータ１０１の下にノズル１０２を設けてある。ガラス液１１は前記のディストリビュータ１０１に注入された後に、重力の影響でノズル１０２を経由して流出し、そしてシートガラス１２を成形する。ガラス成形ディストリビュータ１０は主にスリット付きノズルダウンドロー法を利用してシートガラス１２を成形するものであり、シートガラス１２の厚さが前記のガラス成形ディストリビュータ１０とノズル１０２によって制御できるということがこの方法の利点である。そのため、オーバーフロー・ダウンドロー法のように、二つのガラス液を分流した後で、ガラス液を一体化に合流するように融着することは必要ないから、より薄いガラスを成形することができる。しかしながら、この方法では、ガラス液１１が流出してシートガラスを成形する際、シートガラス１２の表面が成形口（図面のノズル１０２）に触れることにより、その表面に傷など（scratch defects）が発生するという欠点がある。したがって、こうして作成されたシートガラスは、より滑らかな表面を持つものにするため、二次研磨加工を行わなければならない。

図２に示すように、ガラス成形装置２０は、主に成形体２０１を有し、成形体２０１はオーバーフロータンク２０２を具備しており、オーバーフロータンク２０２の底部に一つのフローチャンネル２０３を設けてある。成形体２０１に溶融ガラス１１を流入すると、溶融ガラス１１が次第にフローチャンネル２０３を満たして成形体２０１の両側からオーバーフローされる。そして、オーバーフローされた溶融ガラス１１を成形体２０１の下端部に合流させて、連続したシートガラス１２を成形する。このガラス成形装置２０を利用して成形するシートガラス１２は、外観が平坦で滑らかな表面を持つ。但し、この成形装置２０の欠点は、コストがもの凄く高いことにある。また、溶融ガラス１１はオーバーフロータンク２０２の内部に於ける温度を維持するために、このガラス成形装置２０を一定温度に維持できるマッフル炉２１の内部に放置しなければならない。このため、板ガラス１２全体の製造コストが一層増大する。

そこで、前述した課題を解決するため、本発明は、シートガラスの製造コストを低減することができるとともに、シートガラス全体の歩留まりも改善できる複合式ガラス成形システムを提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の複合式ガラス成形システムは、第一のガラス成形装置と第二のガラス成形装置を含む。第一のガラス成形装置がスリット付きノズルダウンドロー方式のガラス成形装置であって、ノズルを有するとともに、第二のガラス成形装置が改良されたオーバーフロー式の装置である。本発明の複合式ガラス成形システムは、前記第二のガラス成形装置が、前記第一のガラス成形装置の前記ノズルの下に位置するように、構成されたガラス成形装置である。溶融したガラス液を前記第一のガラス成形装置の中に注入した後に、ガラス液を前記ノズルから流出させる。流出されたガラス液を直接前記第二のガラス成形装置の上に成形してある導流面に付与して、さらにオーバーフロー・ダウンドローの理論を利用してシートガラスを成形する。

前述した従来の二種類のガラス成形装置１０、２０は、この業界でよく使用される、シートガラス１２を製造する設備である。各ガラス成形装置１０、２０は、それぞれ、利点と欠点とを有している。もし、ガラス成形装置１０、２０の長所と短所を効果的に統合することが可能であれば、シートガラス１２の製造コストを低減することができるのみならず、シートガラス１２全体の歩留まりも同時に向上させることができる。

本発明の複合式ガラス成形システムによれば、スリット付きノズルダウンドロー方式の第一のガラス成形装置の欠点（溶融ガラス液を流出して成形させた時に表面がノズルを触れて、スクラッチ（傷）を発生する）の排除を可能にするとともに、オーバーフロー式の第二のガラス成形装置の利点（即ち、表面が平滑の製品を得られる）も有するので、確実にシートガラスの製造コストを効果的に低減することができるとともに、シートガラス全体の歩留まりも同時に改善することができる。

従来技術のスリット付きノズルダウンドロー方式のガラス成形装置の概略図である。 別の従来技術のオーバーフロー式のガラス成形装置の概略図である。 本発明の複合式ガラス成形システムの部材(部品)を示す断面図である。 本発明の複合式ガラス成形システムの斜視外観図である。 本発明の複合式ガラス成形システムの一実施形態の概略図である。 本発明の複合式ガラス成形システムの一実施形態のシートガラスの製造工程を示す概略図である。 本発明の別の複合式ガラス成形システムの一実施例（１）を示す概略図である。 本発明のまた別の複合式ガラス成形システムの一実施例（２）を示す概略図である。 本発明のまた別の複合式ガラス成形システムの一実施例（３）を示す概略図である。 本発明の実施例（３）の複合式ガラス成形システムの側面図である。 本発明の別の実施例（４）の複合式ガラス成形システムの側面図である。

図３に示すように、本発明の複合式ガラス成形システム３０は、第一のガラス成形装置３０１と第二のガラス成形装置３０２とを含む。第一のガラス成形装置３０１がスリット付きノズルダウンドロー方式のガラス成形装置であって、ディストリビュータ３０１１を備えており、またノズル３０１２をディストリビュータ３０１１の下方に設けている。ディストリビュータ３０１１とノズル３０１２はお互いに連接される。

こうして、溶融したガラス液は、ディストリビュータ３０１１の長手方向に沿って、ノズル３０１２から流出する。一方、第二のガラス成形装置３０２は、オーバーフロー式ガラス成形装置を基にして改良されたもので、前記第一のガラス成形装置３０１の前記ノズル３０１２の下方に位置するように据え付けられる。また、第二のガラス成形装置３０２に導流面３０２１を成形してある。この導流面３０２１と前記のノズル３０１２は対向するようになり、かつオーバーフロー面３０２２は導流面３０２１の両側（長辺）からそれぞれ下方に伸び、導流面３０２１に対して傾斜するようになる。このようにして、第二のガラス成形装置３０２の全体は、ほぼ逆三角形（四角錐）のような形状になる。前記した部材を設定した後の概略は図４に示す。

図５に示すように、本発明に係る複合式ガラス成形システム３０を実施する時に、先に溶融ガラス液３１を第一のガラス成形装置３０１のディストリビュータ３０１１の中に注入させておく。そして、ディストリビュータ３０１１の中に流れている溶融ガラス液３１は、ノズル３０２を通って下方に流出する。また、ノズル３０１２から流出した溶融ガラス液３１は、第二のガラス成形装置３０２の導流面３０２１に流れ行き、その導流面３０２１に蓄積した後、次第に導流面３０２１の両側に広がって、ついに溶融ガラス液３１はそれぞれ両側のオーバーフロー面３０２２に流れ行く。また、それぞれ両側のオーバーフロー面３０２２に流れ行った溶融ガラス液３１は、オーバーフロー面３０２２に沿って流下しながら第二のガラス成形装置３０２の下端部で合流し、ついに均一の厚さと滑らかな外観を持つシートガラス３２を成形する。以上のことから、溶融ガラス液３１が第一のガラス成形装置３０１から流出した後、さらに第二のガラス成形装置３０２を介してシートガラス３２が製作された。

従来の技術と比較して、本発明に係る複合式ガラス成形システム３０は、先に溶融ガラス液３１を第一のガラス成形装置３０１の中に流れ込ませておいて、第一のガラス成形装置３０１を介して均一厚みを持つガラスを得、更に第二のガラス成形装置３０２を介して、オーバーフロー・ダウンドローの理論でシートガラス３２を製作した。これにより、スリット付きノズルダウンドロー方式のガラス成形装置の欠点（溶融ガラス液を流出して成形させた時に表面がノズル３０１２を触れて、スクラッチを発生する）の排除を可能にするとともに、オーバーフロー式ガラス成形装置の利点（即ち、表面が平滑の製品を得る）も有して使用できる。

この時、ガラスの厚みは既に均一になるため、従来技術のような複雑なオーバーフロー煉瓦（例えば、マッフル炉などの煉瓦）（フローチャンネル曲線及びオーバーフロー角度の特別な計算）の使用を必要としないので、膨大な煉瓦費用と複雑で高価な加工費用を省けることができる。そして、本発明の実施により、シートガラス３２の製造コストの低減及び歩留まりの向上を効果的に達成することができる。

なお、図６と、図３から図５とを参照して、シートガラスの製造工程を次の通りで説明する。
（１）工程４０１ 溶融ガラス液をディストリビュータに注入する：ディストリビュータ３０１１とノズル３０１２を経由して、溶融ガラス液を第一のガラス成形装置３０１から流出させる量を効果的に調整でき、かつ厚みの均一性も制御できる。
（２）工程４０２ シートガラスを成形する：前述したように、ノズル３０１２から流出する溶融ガラス液は、さらに導流面３０２１に流れ行く。溶融ガラス液は導流面３０２１で広がって、次第に両側のオーバーフロー面３０２２に流れ行き、かつそのオーバーフロー面３０２２に沿って第二のガラス成形装置３０２の底端部に流下する。その後、また一体的に合流して、ついに平滑な表面を持つシートガラス３２を成形する。

図７に示すように、第一のガラス成形装置３０１は、この図面で示すダウンドローノズル方式のガラス成形装置であってもよい。すなわち、図７に示される複合式ガラス成形システムは、ディストリビュータ３０１１とノズル３０１２とが一体的に形成され、ノズル３０１２がディストリビュータ３０１１の開口に相当していてもよい。
前述のことから分かるように、本発明は主にスリット付きノズルダウンドロー法でシートガラスを成形する特徴を有する第一のガラス成形装置３０１を利用して、シートガラス３２を成形する。ここの図面に示す本発明の第一のガラス成形装置３０１は、説明用の例に過ぎず、第一のガラス成形装置３０１の種類を制限しない。スリット付きノズルダウンドロー特徴を有するいずれのガラス成形装置も本発明の第一のガラス成形装置３０１として使用することができる。

なお、図８に示すように、溶融ガラス液をノズル３０１２から流出する時、溶融ガラス液を成形の過程中に温度変化と、制御できない気流のような周辺環境による影響を避けるために、本発明はさらにノズル３０１２と導流面３０２１との距離ｄ１を距離ｄ２に縮小させて行く。これにより、環境要素による溶融ガラス液への影響を減少することができる。

図９に示すように、導流面３０２１の底部に近接する溶融ガラス液の流動性を増やすために、本発明は第二のガラス成形装置３０２の導流面３０２１に溝３０２３を設けてもよい。図１０は、本発明の実施例（３）の複合式ガラス成形システムの側面図である。図９、１０に示すように、溝３０２３の両側に、それぞれ第一傾斜面３０２４と第二傾斜面３０２５とが成形してある。すなわち、溝３０２３の底面は、その略中心部から溝３０２３の両端部に向かって形成された、第一傾斜面３０２４と、第二傾斜面３０２５とで構成されている。
これにより、溶融ガラス液３１は導流面３０２１を流れる時に、この両傾斜面３０２４，３０２５の傾斜角度で溶融ガラス液３１の流動を促進することができ、溶融ガラス液３１が円滑に溝３０２３の両側の両傾斜面 ３０２４，３０２５へ流れ、また順調にオーバーフロー面３０２２へ溢れる。
また、前述の第一傾斜面３０２４と第二傾斜面３０２５とを有する態様として、図１１に示す態様の如くであってもよい。すなわち、溝３０２３の底面は、溝３０２３の中央に位置する平坦面と、溝の両端部に位置する、第一傾斜面３０２４と、第二傾斜面３０２５とで構成されていてもよい。これにより、この両傾斜面３０２４，３０２５の傾斜角度で溶融ガラス液３１の流動を促進することができ、溶融ガラス液３１が円滑に溝３０２３の両側の両傾斜面３０２４、３０２５へ流れ、順調にオーバーフロー面３０２２へ溢れることができる。

以上のことから分かるように、本発明に係る複合式ガラス成形システムは、主にスリット付きノズルダウンドロー方式の第一のガラス成形装置を利用して、溶融ガラス液の流量を制御する。これにより、溶融ガラス液を予め適当な厚みに成形しておき、そして改良後のオーバーフロー式第二のガラス成形装置を介してシートガラスの製作を完成した。これにより、スリット付きノズルダウンドロー方式のガラス成形装置の欠点（即ち、ノズル３０１２の出口に凝固したガラスブロック（frozen glass）が形成されるかも知れない）の排除を可能にするとともに、オーバーフロー式ガラス成形装置の利点（即ち、表面が平滑の製品が得られる）も持ち続けて使用できるので、薄くて表面が平坦なシートガラスを生産することができる。

本発明によれば、確実にシートガラスの製造コストを低減することができるとともに、シートガラス全体の歩留まりも同時に改善する複合式ガラス成形システムを提供することができる。

但し、前述した内容は本発明の好ましい実施態様であり、本発明の実施範囲を制限するものではない。当発明の主旨と範囲を逸脱しないように、この技術分野に精通する者によって行われた変更及び修正は、全て当発明の特許請求の範囲内に含まれる。

本発明によれば、確実にシートガラスの製造コストを効果的に低減することができるとともに、シートガラス全体の歩留まりも同時に改善することができる。

３０ 複合式ガラス成形システム
３０１ 第一のガラス成形装置
３０２ 第二のガラス成形装置
３０１１ ディストリビュータ
３０１２ ノズル
３０２１ 導流面
３０２２ オーバーフロー面
３１ 溶融ガラス液
３２ シートガラス
３０２３ 溝
３０２４ 第一傾斜面
３０２５ 第二傾斜面
４０１ ディストリビュータに注入する工程
４０２ シートガラスを成形する工程
ｄ１ 距離
ｄ２ 距離

Claims (5)

1. シートガラスの成形工程に応用され、内部に溶融したガラス液が注入される複合式ガラス成形システムにおいて、
   前記溶融ガラス液が注入されるディストリビュータと、前記ディストリビュータの下方に設けられたノズルとを有する第一のガラス成形装置と、
   前記ノズルの下方に設けられ、導流面と、当該導流面の両端部に沿ってそれぞれ下向きに伸びて成形され、底端部でお互いに接合される二つのオーバーフロー面とを有する第二のガラス成形装置とを具備し、
   前記第一のガラス成形装置の前記ノズルは、前記第二のガラス成形装置の前記導流面に対して上下に対向するように配置されていることを特徴とする複合式ガラス成形システム。
2. 前記第二のガラス成形装置の前記導流面には、溝が成形されてあり、かつ当該溝の両端部に第一傾斜面と第二傾斜面とが成形されてあることを特徴とする請求項１の複合式ガラス成形システム。
3. 前記溝は、底面を有し、
   当該底面は、前記第一傾斜面と、前記第二傾斜面とで構成され、
   前記第一傾斜面と、前記第二傾斜面とは、前記溝の前記底面の略中心部から前記両端部に向かって形成されている請求項２に記載の複合式ガラス成形システム。
4. 前記溝は、底面を有し、
   当該底面は、前記第一傾斜面と、前記第二傾斜面と、前記第一傾斜面と前記第二傾斜面との間に位置する平坦面とで構成されている請求項２に記載の複合式ガラス成形システム。
5. 前記ディストリビュータと、前記ノズルとは、一体的に形成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の複合式ガラス成形システム。

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