JP2015074574A - 板ガラスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い平坦性と平滑性を有するガラス板を、低コストでかつ容易に製造することを課題とする。また、本発明は、高い平坦性を有すると共に、失透、脈理、不純物の混入等が無く、光学ガラスレベルの厳しい内部品質を有するガラス板を連続的に製造することを課題とする。【解決手段】気体を介して多孔質部材で溶融ガラスを支持することにより、板ガラスを連続的に成形する板ガラスの製造方法であって、前記多孔質部材へ、ミスト状の液体と気体を供給することを特徴とする、板ガラスの製造方法。【選択図】図1
Description
本発明は、板ガラスを連続的に製造する方法に関する。
近年、鏡面を有する板状の光学ガラスを母材として、これをリヒート成形することにより、多数の微小なレンズを一度に成形し、その後これを分割することにより、レンズを効率的に成形する技術が提唱されている。そのほか、情報端末のディスプレイ用途など、鏡面を有する板状の光学ガラスの需要が増えている。このため、低コストで、平滑面を有する板状に光学ガラスを成形する技術が求められている。
表面が平滑である板ガラスを連続的に成形する方法は、溶融スズ浴に溶融ガラスを流出して浮かべ、板状に成形するフロート法がある。しかし、光学ガラスレベルの厳しい不純物規制が要求される板ガラスの製造を行う場合、フロート法による製造は、スズ等の不純物の混入を防止する手段を設ける必要が生じ、さらには、スズの酸化を防止する為の雰囲気制御設備が必要となる。
また、フロート法は、冷温時からの溶融炉、溶融スズ浴等の立ち上げに長時間を要するため、操業の開始及び停止を短期間で繰り返すような小規模生産には適さない。
また、フロート法は、冷温時からの溶融炉、溶融スズ浴等の立ち上げに長時間を要するため、操業の開始及び停止を短期間で繰り返すような小規模生産には適さない。
特許文献1では、スズ浴を用いず、蒸気の薄層を介して溶融ガラスを支持する、いわゆる蒸気フロート法が提案されている。蒸気フロート法は、スズ等の不純物混入の問題や、スズの酸化防止のための雰囲気制御設備の必要が無く、比較的設備を簡素化できる利点がある。しかし、支持体に供給された液体が溶融ガラスの熱により蒸気となることを利用するため、溶融ガラスの浮上圧力や溶融ガラスの冷却速度の調整が困難であり、ガラス板を平坦に成形することが困難であるとの問題がある。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、高い平坦性かつ平滑性を有するガラス板を、低コストでかつ容易に製造することを課題とする。同時に、本発明は、高い平坦性を有すると共に、失透、脈理、不純物の混入等が無く、光学ガラスレベルの厳しい内部品質を有するガラス板を連続的に製造することを課題とする。
本発明者らは上記の課題に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、多孔質部材へ、ミスト状の液体と気体を供給し、気体を介して前記多孔質部材で溶融ガラスを支持することによって、上記の課題を解決することを見いだし、この発明を完成したものであり、その具体的な構成は以下の通りである。
(構成1)
気体を介して多孔質部材で溶融ガラスを支持することにより、板ガラスを連続的に成形する板ガラスの製造方法であって、
前記多孔質部材へ、ミスト状の液体と気体を供給することを特徴とする、板ガラスの製造方法。
(構成2)
溶融ガラスの上面を押圧部材で規制する構成1に記載の板ガラスの製造方法。
(構成3)
前記多孔質部材の成形面の反対側に加圧室を設け、前記加圧室の供給口からミスト状の液体と気体を供給することにより、前記多孔質部材へミスト状の液体と気体を供給する、構成1又は2に記載の板ガラスの製造方法。
(構成4)
前記多孔質部材は、流出パイプから流出する溶融ガラスを受ける成形型の一部を構成するものであり、前記成形型は、背面部、側壁部及び底面部からなる構成1から3のいずれかに記載の板ガラスの製造方法
(構成5)
前記多孔質部材は、オーバーフローリブから流出する溶融ガラスを受ける支持体の一部を構成するものであり、前記支持体は、側壁部及び底面部からなる構成1から3のいずれかに記載の板ガラスの製造方法
(構成6)
前記押圧部材の少なくとも一部は多孔質材で構成され、前記押圧部材は気体を介して溶融ガラスを押圧する構成1から5のいずれかに記載の板ガラスの製造方法。
(構成7)
前記押圧部材はローラーである構成1から6のいずれかに記載の板ガラスの製造方法。
(構成8)
流出パイプから溶融ガラスを連続的に流出し、成形後の板ガラスを一定方向である成形方向に移動させながら、連続的に板ガラスを製造する製造方法であって、
前記流出パイプの上流部の断面は円形であり、先端部の断面が扁平形状であり、流出パイプの先端部の成形方向に対する幅を下流部に向かうにしたがって徐々に広げ、かつ成形方向の厚みを下流部に向かうにしたがって徐々に狭くすることにより、流出口の形状を、成形するガラス板の断面と略同じ形状とし、
流出パイプの先端部には、流出パイプ先端部を加熱する加熱手段を設け、流出パイプ内部の溶融ガラスの温度制御を行うことを特徴とする板ガラスの製造方法。
(構成9)
前期加熱手段は、流出パイプの先端部外側の周囲にコイルを巻回して設置し、高周波電流供給手段により前記コイルに高周波電流を供給することによって、流出パイプ先端部を誘導加熱する手段であることを特徴とする構成8に記載の板ガラスの製造方法。
(構成10)
前記板ガラスは、屈折率ndが1.55以上の光学ガラスからなることを特徴とする構成1から9のいずれかに記載の板ガラスの製造方法。
気体を介して多孔質部材で溶融ガラスを支持することにより、板ガラスを連続的に成形する板ガラスの製造方法であって、
前記多孔質部材へ、ミスト状の液体と気体を供給することを特徴とする、板ガラスの製造方法。
(構成2)
溶融ガラスの上面を押圧部材で規制する構成1に記載の板ガラスの製造方法。
(構成3)
前記多孔質部材の成形面の反対側に加圧室を設け、前記加圧室の供給口からミスト状の液体と気体を供給することにより、前記多孔質部材へミスト状の液体と気体を供給する、構成1又は2に記載の板ガラスの製造方法。
(構成4)
前記多孔質部材は、流出パイプから流出する溶融ガラスを受ける成形型の一部を構成するものであり、前記成形型は、背面部、側壁部及び底面部からなる構成1から3のいずれかに記載の板ガラスの製造方法
(構成5)
前記多孔質部材は、オーバーフローリブから流出する溶融ガラスを受ける支持体の一部を構成するものであり、前記支持体は、側壁部及び底面部からなる構成1から3のいずれかに記載の板ガラスの製造方法
(構成6)
前記押圧部材の少なくとも一部は多孔質材で構成され、前記押圧部材は気体を介して溶融ガラスを押圧する構成1から5のいずれかに記載の板ガラスの製造方法。
(構成7)
前記押圧部材はローラーである構成1から6のいずれかに記載の板ガラスの製造方法。
(構成8)
流出パイプから溶融ガラスを連続的に流出し、成形後の板ガラスを一定方向である成形方向に移動させながら、連続的に板ガラスを製造する製造方法であって、
前記流出パイプの上流部の断面は円形であり、先端部の断面が扁平形状であり、流出パイプの先端部の成形方向に対する幅を下流部に向かうにしたがって徐々に広げ、かつ成形方向の厚みを下流部に向かうにしたがって徐々に狭くすることにより、流出口の形状を、成形するガラス板の断面と略同じ形状とし、
流出パイプの先端部には、流出パイプ先端部を加熱する加熱手段を設け、流出パイプ内部の溶融ガラスの温度制御を行うことを特徴とする板ガラスの製造方法。
(構成9)
前期加熱手段は、流出パイプの先端部外側の周囲にコイルを巻回して設置し、高周波電流供給手段により前記コイルに高周波電流を供給することによって、流出パイプ先端部を誘導加熱する手段であることを特徴とする構成8に記載の板ガラスの製造方法。
(構成10)
前記板ガラスは、屈折率ndが1.55以上の光学ガラスからなることを特徴とする構成1から9のいずれかに記載の板ガラスの製造方法。
本発明によれば、溶融ガラスの浮上圧力の調整や溶融ガラスの冷却速度の調整が容易となり、高い平坦性と平滑性を有するガラス板の連続的生産を容易かつ低コストで行うことができる。また、本発明によれば、高い平坦性と平滑性を有すると共に、失透、脈理、不純物の混入等が無く、光学ガラスレベルの厳しい内部品質を有するガラス板の連続的生産を容易かつ低コストで行うことができる。
また、本発明の板ガラスの製造方法は、操業の開始及び停止を短期間で繰り返すような小規模生産にも適するものである。
また、本発明の板ガラスの製造方法は、操業の開始及び停止を短期間で繰り返すような小規模生産にも適するものである。
従来のいわゆる蒸気フロート法は、例えば次のような方法で蒸気を発生させている。まず、多孔質部材を巡回移動させ、多孔質部材を水槽に浸して水を含ませた後、多孔質部材が溶融ガラスを受ける際に、溶融ガラスの熱によって、多孔質部材に含まれた水が気化して蒸気となり、溶融ガラスを浮上させる圧力が発生する。このとき、溶融ガラスが持つ熱は、水の気化に伴って奪われ、溶融ガラスが冷却される。すなわち、溶融ガラスの冷却速度は、溶融ガラスと接する水の量が大きく影響する事となる。
従来の方法の場合、溶融ガラスと接する水の量は、水を含む多孔質部材の孔分布によるので、溶融ガラスの冷却速度を調整する場合、多孔質部材を変更しなければならない。
また、溶融ガラスを浮上させる圧力も、水蒸気の発生量のみによるものであるため、圧力を調整する場合、水の保持量を変更する為に多孔質部材を変更しなければならない。
従来の方法の場合、溶融ガラスと接する水の量は、水を含む多孔質部材の孔分布によるので、溶融ガラスの冷却速度を調整する場合、多孔質部材を変更しなければならない。
また、溶融ガラスを浮上させる圧力も、水蒸気の発生量のみによるものであるため、圧力を調整する場合、水の保持量を変更する為に多孔質部材を変更しなければならない。
本発明は、気体を介して多孔質部材で溶融ガラスを支持することにより、板ガラスを連続的に成形する板ガラスの製造方法であって、前記多孔質部材へ、ミスト状の液体と気体を供給することを特徴とするものである。気体を介して多孔質部材で溶融ガラスを支持するとは、気体の圧力によって、多孔質部材表面から、溶融ガラスの少なくとも一部が浮上している状態をいう。
気体の供給は、多孔質部材表面から気体が噴出することによって、溶融ガラスの浮上圧を形成すると共に、ミスト状の液体を多孔質部材表面へ供給する作用を生ずる。また、ミスト状の液体は、溶融ガラスと接することにより、気化し、溶融ガラスの浮上圧を形成するとともに、溶融ガラスを冷却する。
このように、多孔質部材へミスト状の液体と気体を供給し、これらの供給量を個々に調整することにより、溶融ガラスの浮上圧と、溶融ガラスの冷却速度のそれぞれを自在にコントロールすることができる。そのため、成形するガラスの種類や、成形時の外的環境の変化に応じ、浮上圧と冷却速度を細かくコントロールすることが可能となり、高い平坦性と平滑性を有すると共に、失透、脈理、不純物の混入等が無く、光学ガラスレベルの厳しい内部品質を有するガラス板の連続的生産を容易かつ低コストで行うことができる。
気体の供給は、多孔質部材表面から気体が噴出することによって、溶融ガラスの浮上圧を形成すると共に、ミスト状の液体を多孔質部材表面へ供給する作用を生ずる。また、ミスト状の液体は、溶融ガラスと接することにより、気化し、溶融ガラスの浮上圧を形成するとともに、溶融ガラスを冷却する。
このように、多孔質部材へミスト状の液体と気体を供給し、これらの供給量を個々に調整することにより、溶融ガラスの浮上圧と、溶融ガラスの冷却速度のそれぞれを自在にコントロールすることができる。そのため、成形するガラスの種類や、成形時の外的環境の変化に応じ、浮上圧と冷却速度を細かくコントロールすることが可能となり、高い平坦性と平滑性を有すると共に、失透、脈理、不純物の混入等が無く、光学ガラスレベルの厳しい内部品質を有するガラス板の連続的生産を容易かつ低コストで行うことができる。
ミスト状の液体の供給は、ミストノズルから噴霧することによって行うことが好ましい。気体と共にミストを噴出するミストノズルを用いれば、ミスト状の液体と気体を同一のノズルから供給することが可能である。ミスト径は、多孔質材料の平均開口径よりも小さいものが好ましい。
気体の供給は、前述のとおり、ミストノズルから行ってもよいし、気体を供給するノズルを別個で設けて行っても良い。
気体の供給は、前述のとおり、ミストノズルから行ってもよいし、気体を供給するノズルを別個で設けて行っても良い。
本発明に使用するガラスの溶解装置は、光学ガラスの溶解装置として公知のものを用いることができる。光学ガラスは高い均質性が要求され、不純物の混入が厳しく制限されるため、少なくとも、白金、白金合金、金、金合金、又はこれらに酸化ジルコニウム等の強化材を分散させた材料からなる溶解装置を用いて製造することが好ましい。ここで溶解装置とは、溶解槽、清澄槽、撹拌槽、これらの槽を連通するパイプ、撹拌ペラ、流出パイプ又はオーバーフロー槽等をいう。溶解槽は石英を使用することも可能であるが、前記材料を使用することがより好ましい。本発明では、溶解装置から溶融ガラスを連続的に流出させて板ガラスを成形するのであるが、流出パイプから溶融ガラスを流出させ、それを所望の板幅に広げる方法と、オーバーフローリップからあらかじめ所望の板幅に近い幅で溶融ガラスを流出させる方法がある。
以下、図面を参照しながら、本発明の製造方法について、説明する。
以下、図面を参照しながら、本発明の製造方法について、説明する。
図1は、流出パイプから溶融ガラスを流出させ、それを所望の板幅に広げる方法を表したものであり、図2は、オーバーフローリップからあらかじめ所望の板幅に近い幅で溶融ガラスを流出させる方法を表したものである。
図1の成形型3又は図2の支持体12の様に、多孔質部材1の溶融ガラスを受ける面とは反対側の面に、加圧室2を設けることが好ましい。加圧室2には、ミスト状の液体と気体を導入するための供給口7と、排気口8が設けられている。図1及び図2では、供給口7には、気体とミスト状の液体を同時に噴出するノズルが設置されている。排気口8には、弁9が設けられており、この弁9の開口割合を調整することと、気体の供給圧を調整することにより、加圧室2内の圧力が調整される。加圧室2は、ミスト状の液体の飛散を防ぎ、内圧によってミスト状の液体を多孔質部材1に導く作用と、気体を多孔質部材1の表面(溶融ガラスを受ける面)から噴出させる作用を生じさせ、結果として、溶融ガラス5を浮上させる圧力を調整する作用を生ずる。溶融ガラス5を浮上させる圧力は、供給される気体の圧力と、ミスト状の液体から気化した気体の圧力によってもたらされる。したがって、供給する気体の圧力と、ミスト状の液体の量を調整することにより、溶融ガラス5を浮上させる圧力を調整することができる。
また、図4の様に、加圧室を複数設置して、それぞれ別個にミスト状の液体と気体の供給量を調整してもよい。例えば、板ガラス成形方向Dに沿って、複数の加圧室を設けることにより、上流側から下流側に向けて、ガラスの冷却を別々にコントロールすることができる。また、加圧室を幅方向に分割することにより、ガラス板の中央部と端部とで、冷却を別々にコントロールすることもできる。成形方向と幅方向のそれぞれに分割して加圧室を設けても良い。このような構成とすることで、より精密に溶融ガラスの冷却速度をコントロールすることができ、失透の発生を抑え、平坦性にすぐれた板ガラスを成形することができる。
溶融ガラスを浮上させる圧力は、成形するガラスの板厚やガラスの比重によって、適宜調整する。多孔質部材の表面と溶融ガラスの間に存在する気体層の厚さは、10μm〜300μm程度が好ましい。
図1の成形型3又は図2の支持体12の様に、多孔質部材1の溶融ガラスを受ける面とは反対側の面に、加圧室2を設けることが好ましい。加圧室2には、ミスト状の液体と気体を導入するための供給口7と、排気口8が設けられている。図1及び図2では、供給口7には、気体とミスト状の液体を同時に噴出するノズルが設置されている。排気口8には、弁9が設けられており、この弁9の開口割合を調整することと、気体の供給圧を調整することにより、加圧室2内の圧力が調整される。加圧室2は、ミスト状の液体の飛散を防ぎ、内圧によってミスト状の液体を多孔質部材1に導く作用と、気体を多孔質部材1の表面(溶融ガラスを受ける面)から噴出させる作用を生じさせ、結果として、溶融ガラス5を浮上させる圧力を調整する作用を生ずる。溶融ガラス5を浮上させる圧力は、供給される気体の圧力と、ミスト状の液体から気化した気体の圧力によってもたらされる。したがって、供給する気体の圧力と、ミスト状の液体の量を調整することにより、溶融ガラス5を浮上させる圧力を調整することができる。
また、図4の様に、加圧室を複数設置して、それぞれ別個にミスト状の液体と気体の供給量を調整してもよい。例えば、板ガラス成形方向Dに沿って、複数の加圧室を設けることにより、上流側から下流側に向けて、ガラスの冷却を別々にコントロールすることができる。また、加圧室を幅方向に分割することにより、ガラス板の中央部と端部とで、冷却を別々にコントロールすることもできる。成形方向と幅方向のそれぞれに分割して加圧室を設けても良い。このような構成とすることで、より精密に溶融ガラスの冷却速度をコントロールすることができ、失透の発生を抑え、平坦性にすぐれた板ガラスを成形することができる。
溶融ガラスを浮上させる圧力は、成形するガラスの板厚やガラスの比重によって、適宜調整する。多孔質部材の表面と溶融ガラスの間に存在する気体層の厚さは、10μm〜300μm程度が好ましい。
多孔質部材へ供給する気体としては、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス又は空気が使用できるが、コストの面から空気を用いることが好ましい。気体は、供給前に、気体を加熱する加熱手段によって所定の温度に加熱してもよい。
多孔質部材へ供給するミスト状の液体は、常温において液体で、少なくとも成形するガラスのガラス転移点以上の温度では気体となる液体を用いることができ、コスト、安全性の面から水を使用することが好ましい。
多孔質部材へ供給するミスト状の液体は、常温において液体で、少なくとも成形するガラスのガラス転移点以上の温度では気体となる液体を用いることができ、コスト、安全性の面から水を使用することが好ましい。
気体を介して溶融ガラスを支持する多孔質部材1は、ガラスとの融着性が低く、耐熱性を有する材料からなるものが好ましく、鉄、ステンレス鋼、白金その他の耐熱金属からなる多孔質材料、SiC、アルミナ等のセラミックス製多孔質材料、カーボン製多孔質材料等を使用することができる。多孔質部材1の溶融ガラスを受ける面は、少なくとも平面部を有することが必要である。
多孔質部材の細孔は、平均細孔径が10μm〜150μmの範囲であることが好ましい。10μmより小さいと、目詰まりをおこしやすくなり、浮上圧が十分に確保できない。また、150μmより大きいと、ガラス板の表面を鏡面に成形することが困難となる。
多孔質部材の細孔は、平均細孔径が10μm〜150μmの範囲であることが好ましい。10μmより小さいと、目詰まりをおこしやすくなり、浮上圧が十分に確保できない。また、150μmより大きいと、ガラス板の表面を鏡面に成形することが困難となる。
流出パイプから溶融ガラスを流出させる方法について、図1に即してさらに説明する。
溶融ガラス5を流出パイプ4から流出させる場合、成形型3を用いることが好ましい。成形型3は、流出パイプ4から流出する溶融ガラスを成形方向Dとは反対方向への流出をせき止める背面部15と、溶融ガラスを支持する面と、溶融ガラスの成形幅を規制する側壁部14から構成されることが好ましい。
多孔質部材1は、流出パイプ4から流出する溶融ガラス5を受ける成形型3の一部を構成する。図1では、多孔質部材1は溶融ガラスを受ける成形型の背面部15と、溶融ガラスを支持する面を構成している。成形型3のその他の部分はダクタイル鋳鉄で構成されている。成形型3のその他の部分は、他の耐熱性材料で構成しても良い。
溶融ガラス5を流出パイプ4から流出させる場合、成形型3を用いることが好ましい。成形型3は、流出パイプ4から流出する溶融ガラスを成形方向Dとは反対方向への流出をせき止める背面部15と、溶融ガラスを支持する面と、溶融ガラスの成形幅を規制する側壁部14から構成されることが好ましい。
多孔質部材1は、流出パイプ4から流出する溶融ガラス5を受ける成形型3の一部を構成する。図1では、多孔質部材1は溶融ガラスを受ける成形型の背面部15と、溶融ガラスを支持する面を構成している。成形型3のその他の部分はダクタイル鋳鉄で構成されている。成形型3のその他の部分は、他の耐熱性材料で構成しても良い。
成形型の背面部15は、流出パイプ4から流出する溶融ガラス5を成形方向Dとは反対方向への流出をせき止めるように、スロープ状又は半すりばち状になっている。成形型3の側壁部14は、背面部15から溶融ガラスを支持する面にかけて、溶融ガラスの幅を規制するように、成形型3の両端に設けられている。この成形型3によって、流出パイプ4から流出した溶融ガラス5は、流動しながら所望の板幅に広がることとなる。
溶融ガラス5は、気体を介し多孔質部材1で支持されるとともに冷却され、板状に成形され、固化した板ガラスはレア―20によって、成形方向に連続的に移動し、上下面が鏡面の板状ガラスが製造される。
流出した溶融ガラス5の上面は、押圧部材で規制することが好ましい。押圧部材で規制することにより、板厚を所望の厚みに正確に制御することができる。例えば、押圧部材には、耐熱金属やカーボン等の耐熱材料から構成されるローラーを用いることができる。
押圧部材の少なくとも一部は、多孔質材で構成され、多孔質部材は気体を介して溶融ガラスを押圧することが好ましい。気体を介して押圧することにより、溶融ガラスの上面をより平滑にすることが可能となる。
押圧部材の少なくとも一部は、多孔質材で構成され、多孔質部材は気体を介して溶融ガラスを押圧することが好ましい。気体を介して押圧することにより、溶融ガラスの上面をより平滑にすることが可能となる。
押圧部材は、ローラー面が多孔質材で構成されたローラーであって、ローラーの内側に、ミスト状の液体と気体が供給されることが好ましい。図3はローラー面が多孔質材11で構成されたローラー6の断面図である。ローラー6の回転軸の両側にミスト状の液体と気体を供給するノズル10が設置され、ノズル10はベアリングを介してローラー6に固定されている。両側からミスト状の液体と気体を供給することにより、ローラー内部でこれらの液体と気体が衝突し、対流をおこしながら多孔質部材へ噴出する。このとき、ローラー6の中央部は比較的多くの液体と気体が、多孔質材に供給される。溶融ガラス5は板幅方向に温度を測定すると、中央部の温度が最も高く、端部に近づくにしたがって、温度が低下している。そこで、前記構成のローラー6を用いることにより、温度が高い中央部をより冷却することができ、板幅方向の溶融ガラスの温度を均一にすることができる。
次に、オーバーフローリブからあらかじめ所望の板幅に近い幅で溶融ガラスを流出させる方法について、図2に即して説明する。
オーバーフローリブ13は、ガラス流出槽21に設置されており、ガラス流出槽21は、下部スロート17を介して、ガラス流入槽22に接続されている。ガラス流入槽22には、図示しないガラス溶解装置に連通した流出パイプ4から、溶融ガラス5が供給される。ガラス流入槽22及びガラス流出槽21は図示しないヒータによって、溶融ガラスの温度を制御している。ガラス流出槽21、オーバーフローリブ13および流出リップ16の成形方向に対する幅は、所望の板幅と略同じ幅となっている。オーバーフローリブ13のレベルを超えた溶融ガラス5は、オーバーフローリブ13から流出し、流出リップ16に沿って薄板状に流出する。
溶融ガラス5をオーバーフローリブから流出させる場合、支持体12を用いることが好ましい。支持体12は、気体を介して溶融ガラスを支持する。多孔質部材1は、支持体12の一部を構成する。図2では、多孔質部材1は溶融ガラスを受けて、気体を介して支持する、支持体の支持面を構成している。溶融ガラス5は、気体を介し多孔質部材で支持されるとともに冷却され、板状に成形され、固化した板ガラスはレア―20によって、上下面が鏡面の板状ガラスが製造される。
オーバーフローリブ13は、ガラス流出槽21に設置されており、ガラス流出槽21は、下部スロート17を介して、ガラス流入槽22に接続されている。ガラス流入槽22には、図示しないガラス溶解装置に連通した流出パイプ4から、溶融ガラス5が供給される。ガラス流入槽22及びガラス流出槽21は図示しないヒータによって、溶融ガラスの温度を制御している。ガラス流出槽21、オーバーフローリブ13および流出リップ16の成形方向に対する幅は、所望の板幅と略同じ幅となっている。オーバーフローリブ13のレベルを超えた溶融ガラス5は、オーバーフローリブ13から流出し、流出リップ16に沿って薄板状に流出する。
溶融ガラス5をオーバーフローリブから流出させる場合、支持体12を用いることが好ましい。支持体12は、気体を介して溶融ガラスを支持する。多孔質部材1は、支持体12の一部を構成する。図2では、多孔質部材1は溶融ガラスを受けて、気体を介して支持する、支持体の支持面を構成している。溶融ガラス5は、気体を介し多孔質部材で支持されるとともに冷却され、板状に成形され、固化した板ガラスはレア―20によって、上下面が鏡面の板状ガラスが製造される。
また、図6及び図7の様な、流出口9の形状が扁平形状の流出パイプを使用して、溶融ガラスを連続的に流出する板ガラスの製造方法もある。なお、本明細書において、扁平形状とは、長方形(角が丸められているものを含む)、楕円形、ひょうたん形状、その他の最外形の横寸法が縦寸法の10倍以上の形状を言う。図6及び図7に記載の流出パイプは、その上流部が図示しない溶解装置に接続されている。当該流出パイプの上流部の断面は円形となっており、先端部の断面が長方形となっている。この流出パイプを用いる板ガラスの製造方法は、流出パイプ4の先端部の成形方向に対する幅を下流部に向かうにしたがって徐々に広げ、かつ成形方向の厚みを下流部に向かうにしたがって徐々に狭くすることにより、流出パイプ4の流出口19の形状を、成形するガラス板の断面と略同じ形状とし、溶融ガラス5を連続的に流出し、図2で使用している支持体12を用いて溶融ガラスを支持することによって、板ガラスを成形する。
このとき、流出口19付近のパイプ4内の溶融ガラスは、中央部分と端部で温度差が生じやすく、脈理などが生じて不均質となりやすい。そこで、流出パイプ4の先端部には、流出パイプ先端部を加熱する加熱手段を設け、流出パイプ4の先端部を加熱し、流出パイプ及び内部の溶融ガラスの温度制御を行うことが好ましい。流出パイプの先端部には温度測定手段(図示せず)を設け、測定された温度をフィードバックすることにより、流出パイプ先端部の温度を制御することが好ましい。
流出パイプ先端部に設けるひとつの加熱手段は、ガスバーナー、発熱体、直接抵抗加熱手段、又は高周波加熱手段等を用いることができる。直接抵抗加熱手段とは、流出パイプ先端部に設けた複数のリード板と、通電手段とを有し、通電手段を複数のリード版に接続することにより、流出パイプ自体を通電回路の一部として、流出パイプ自体を直接抵抗加熱によって加熱する手段である。図6及び図7は高周波加熱手段を例示している。高周波加熱手段とは、流出パイプ4の外側の周囲にコイル18を巻回して設置し、高周波電流供給手段によりコイル18に高周波電流を供給することによって、流出パイプ4の先端部を誘導加熱する手段である。流出パイプ内の温度分布やガラスの流速を均一にし、脈理等がない均質な溶融ガラスを流出するためには、温度調整を細やかに行うことができ、供給エネルギーを短時間で大きな熱量に変換することができる高周波加熱手段が最も好ましい。
流出パイプ4の先端部を加熱することにより、流出パイプ先端部内にある溶融ガラスの温度を均一にすることができる結果、脈理等の発生を防止することが可能となる。
このとき、流出口19付近のパイプ4内の溶融ガラスは、中央部分と端部で温度差が生じやすく、脈理などが生じて不均質となりやすい。そこで、流出パイプ4の先端部には、流出パイプ先端部を加熱する加熱手段を設け、流出パイプ4の先端部を加熱し、流出パイプ及び内部の溶融ガラスの温度制御を行うことが好ましい。流出パイプの先端部には温度測定手段(図示せず)を設け、測定された温度をフィードバックすることにより、流出パイプ先端部の温度を制御することが好ましい。
流出パイプ先端部に設けるひとつの加熱手段は、ガスバーナー、発熱体、直接抵抗加熱手段、又は高周波加熱手段等を用いることができる。直接抵抗加熱手段とは、流出パイプ先端部に設けた複数のリード板と、通電手段とを有し、通電手段を複数のリード版に接続することにより、流出パイプ自体を通電回路の一部として、流出パイプ自体を直接抵抗加熱によって加熱する手段である。図6及び図7は高周波加熱手段を例示している。高周波加熱手段とは、流出パイプ4の外側の周囲にコイル18を巻回して設置し、高周波電流供給手段によりコイル18に高周波電流を供給することによって、流出パイプ4の先端部を誘導加熱する手段である。流出パイプ内の温度分布やガラスの流速を均一にし、脈理等がない均質な溶融ガラスを流出するためには、温度調整を細やかに行うことができ、供給エネルギーを短時間で大きな熱量に変換することができる高周波加熱手段が最も好ましい。
流出パイプ4の先端部を加熱することにより、流出パイプ先端部内にある溶融ガラスの温度を均一にすることができる結果、脈理等の発生を防止することが可能となる。
流出口が長方形の流出パイプは、上流部から先端部まで、その断面面積が同一であることが好ましい。断面面積を同一にすることにより、流出パイプ内の流速が均一となり、溶融ガラスの均質性が損なわれ難くなる。
流出口が長方形の流出パイプは、パイプ先端部が成形方向に向くように、傾斜する領域を有していても良い。このように流出パイプ4を傾斜させることで、流出後の板状の溶融ガラスを水平に支持しやすくなる。
流出パイプは、白金、白金合金、金、金合金、又はこれらに酸化ジルコニウム等の強化材を分散させた材料から構成することができ、白金又は白金合金からなることが、溶融ガラスを汚染せず、耐熱性が高いため好ましい。
流出口が長方形の流出パイプは、パイプ先端部が成形方向に向くように、傾斜する領域を有していても良い。このように流出パイプ4を傾斜させることで、流出後の板状の溶融ガラスを水平に支持しやすくなる。
流出パイプは、白金、白金合金、金、金合金、又はこれらに酸化ジルコニウム等の強化材を分散させた材料から構成することができ、白金又は白金合金からなることが、溶融ガラスを汚染せず、耐熱性が高いため好ましい。
流出口9の形状が長方形の流出パイプから流出させた板状の溶融ガラスは、図2における支持体12によって、気体を介して支持することが好ましい。
なお、図6及び図7に記載のような、流出口9の形状が扁平形状の流出パイプは、前記の流出パイプ先端部を加熱する加熱手段を用い、前記流出パイプから溶融ガラスを板状に流出させ、溶融スズ槽に浮上させることにより、板状ガラスに成形する製造方法にも用いることができる。この場合でも、加熱手段は高周波加熱とすることが好ましい。
本発明の板ガラス製造方法は、溶融スズ等の不純物の混入の問題がなく、高い均質性が求められる光学ガラスの成形に適している。特に、屈折率nd1.55以上の光学ガラスを板ガラスに成形する製造に適している。
本発明の板ガラス製造方法は、好ましい態様によれば厚さ8mm以下、より好ましい態様によれば厚さ5mm以下、最も好ましい態様によれば厚さ3mm以下の板ガラスを成形することが可能である。
本発明の板ガラス製造方法は、好ましい態様によれば厚さ8mm以下、より好ましい態様によれば厚さ5mm以下、最も好ましい態様によれば厚さ3mm以下の板ガラスを成形することが可能である。
1 多孔質部材
2 加圧室
3 成形型
4 流出パイプ
5 溶融ガラス
6 ローラー
7 供給口
8 排気口
9 弁
10 ノズル
11 多孔質材
12 支持体
13 オーバーフローリブ
14 側壁部
15 背面部
16 流出リップ
17 下部スロート
18 コイル
19 ガラス流出口
20 レア―
21 ガラス流出槽
22 ガラス流入槽
D 成形方向
2 加圧室
3 成形型
4 流出パイプ
5 溶融ガラス
6 ローラー
7 供給口
8 排気口
9 弁
10 ノズル
11 多孔質材
12 支持体
13 オーバーフローリブ
14 側壁部
15 背面部
16 流出リップ
17 下部スロート
18 コイル
19 ガラス流出口
20 レア―
21 ガラス流出槽
22 ガラス流入槽
D 成形方向
Claims (10)
- 気体を介して多孔質部材で溶融ガラスを支持することにより、板ガラスを連続的に成形する板ガラスの製造方法であって、
前記多孔質部材へ、ミスト状の液体と気体を供給することを特徴とする、板ガラスの製造方法。 - 溶融ガラスの上面を押圧部材で規制する請求項1に記載の板ガラスの製造方法。
- 前記多孔質部材の成形面の反対側に加圧室を設け、前記加圧室の供給口からミスト状の液体と気体を供給することにより、前記多孔質部材へミスト状の液体と気体を供給する、請求項1又は2に記載の板ガラスの製造方法。
- 前記多孔質部材は、流出パイプから流出する溶融ガラスを受ける成形型の一部を構成するものであり、前記成形型は、背面部、側壁部及び底面部からなる請求項1から3のいずれかに記載の板ガラスの製造方法
- 前記多孔質部材は、オーバーフローリブから流出する溶融ガラスを受ける支持体の一部を構成するものであり、前記支持体は、側壁部及び底面部からなる請求項1から3のいずれかに記載の板ガラスの製造方法
- 前記押圧部材の少なくとも一部は多孔質材で構成され、前記押圧部材は気体を介して溶融ガラスを押圧する請求項1から5のいずれかに記載の板ガラスの製造方法。
- 前記押圧部材はローラーである請求項1から6のいずれかに記載の板ガラスの製造方法。
- 流出パイプから溶融ガラスを連続的に流出し、成形後の板ガラスを一定方向である成形方向に移動させながら、連続的に板ガラスを製造する製造方法であって、
前記流出パイプの上流部の断面は円形であり、先端部の断面が扁平形状であり、流出パイプの先端部の成形方向に対する幅を下流部に向かうにしたがって徐々に広げ、かつ成形方向の厚みを下流部に向かうにしたがって徐々に狭くすることにより、流出口の形状を、成形するガラス板の断面と略同じ形状とし、
流出パイプの先端部には、流出パイプ先端部を加熱する加熱手段を設け、流出パイプ内部の溶融ガラスの温度制御を行うことを特徴とする板ガラスの製造方法。 - 前期加熱手段は、流出パイプの先端部外側の周囲にコイルを巻回して設置し、高周波電流供給手段により前記コイルに高周波電流を供給することによって、流出パイプ先端部を誘導加熱する手段であることを特徴とする請求項8に記載の板ガラスの製造方法。
- 前記板ガラスは、屈折率ndが1.55以上の光学ガラスからなることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の板ガラスの製造方法。
Priority Applications (1)
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JP2013211062A JP2015074574A (ja) | 2013-10-08 | 2013-10-08 | 板ガラスの製造方法 |
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CN107056024A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-08-18 | 湖北新华光信息材料有限公司 | 光学玻璃成型模具 |
CN107056021A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-08-18 | 秦皇岛玻璃工业研究设计院 | 一种超薄电子玻璃成型设备和成型方法 |
CN108164126A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-06-15 | 湖北新华光信息材料有限公司 | 一种光学玻璃条料成型装置 |
CN110937783A (zh) * | 2019-10-23 | 2020-03-31 | 北京玻锐特科技有限公司 | 一种气体悬浮法原片玻璃成型制作系统 |
CN115849681A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-03-28 | 蚌埠中光电科技有限公司 | 一种铂金通道与锡槽流槽的连接装置 |
-
2013
- 2013-10-08 JP JP2013211062A patent/JP2015074574A/ja active Pending
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CN107056021B (zh) * | 2017-01-23 | 2023-03-28 | 秦皇岛玻璃工业研究设计院有限公司 | 一种超薄电子玻璃成型设备和成型方法 |
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