JP2019043811A - フロートガラス製造装置、及びフロートガラス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】リフトアウトロールの振動を抑制しながら、ドロス欠陥を充分に除去することができるフロートガラス製造装置の提供【解決手段】ガラスリボンＧを成形するフロートバス１０と、フロートバス１０に隣接してガラスリボンＧを引き上げるリフトアウトロール２１を備えたド口スボックス２０と、ド口スボックス２０に隣接し、ガラスリボンＧをレヤーロール３１によって搬送する徐冷炉３０とを備えたフロートガラス製造装置１であって、ドロスボックス２０は、リフトアウトロール２１に当接される除去部材２３と、除去部材２３を支持する弾性支持手段２６とを備え、除去部材２３は、リフトアウトロール２１との当接面に溝形成領域を備え、溝形成領域は、リフトアウトロール２１の軸方向に沿って形成された溝が、ガラスリボンＧの板引き方向に間隔を空けて複数設けられることを特徴とするフロートガラス製造装置。【選択図】図１
Description
本発明は、フロートガラス製造装置、及びフロートガラス製造方法に関する。
フロート法によるガラス板の製造において、ガラス溶解窯からフロートバスと呼ばれる溶融錫浴へ溶融ガラスを供給し、溶融錫浴上でガラスリボンを成形後、リフトアウトロールと呼ばれる搬送ロールにてガラスリボンを搬送し、徐冷炉に移送する。通常、ガラスリボンの下面にはドロス（錫及び錫酸化物）と呼ばれる欠陥が付着している。
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用途で使用されるガラス板においては、ドロス欠陥に対する品質要求が高い。
このため、特許文献１では、リフトアウトロールの下部にカーボンシールと呼ばれるカーボン製の除去部材を当接させて、リフトアウトロールに付着する錫又は錫酸化物を削り、除去するようにしている。
しかし、特許文献１の技術では、ドロス欠陥を低減するために、リフトアウトロールと除去部材との当接圧力を高くすると、リフトアウトロールが振動する。そのため、ガラスリボンにも振動が伝わり、リフトアウトロール上をガラスリボンがバタつくため、ガラスリボンの下面に多数の疵が発生することがある。
一方、リフトアウトロールと除去部材との当接圧力を低くすると、リフトアウトロールが振動することはないものの、ガラス板の用途によってはドロス欠陥の除去が不充分となる。
本発明者による鋭意検討の結果、リフトアウトロールの振動は、リフトアウトロールと除去部材との当接面間で生じるスティックスリップ現象が原因であることを見出した。スティックスリップ現象とは、摩擦面間に生ずる微視的な摩擦面の付着、滑りの繰り返しによって引き起こされる自励振動のことをいう。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、リフトアウトロールの振動を抑制しながら、ドロス欠陥を充分に除去することができるフロートガラス製造装置、及びフロートガラス製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、溶融金属上でガラスリボンを成形するフロートバスと、前記フロートバスに隣接して前記ガラスリボンを引き上げるリフトアウトロールを備えたド口スボックスと、前記ド口スボックスに隣接し、前記ガラスリボンをレヤーロールによって搬送しながらガラスの歪点温度以下まで徐冷する徐冷炉とを備えたフロートガラス製造装置であって、前記ドロスボックスは、前記リフトアウトロールに当接される除去部材と、前記除去部材を支持する弾性支持手段とを備え、前記除去部材は、前記リフトアウトロールとの当接面に溝形成領域を備え、前記溝形成領域は、前記リフトアウトロールの軸方向に沿って形成された溝が、前記ガラスリボンの板引き方向に間隔を空けて複数設けられることを特徴とするフロートガラス製造装置を提供する。
また、本発明は、溶融ガラスをフロートバスの溶融金属上に連続的に供給し、前記溶融金属上でガラスリボンを成形し、ドロスボックスに設けられたリフトアウトロールによって前記ガラスリボンを前記フロートバスから引き出し、徐冷炉に設けられたレヤーロールによって前記ガラスリボンを搬送しながらガラスの歪点温度以下まで徐冷するフロートガラス製造方法であって、前記ドロスボックスにおいて、前記リフトアウトロールに除去部材を弾性的に当接させ、前記除去部材は、前記リフトアウトロールとの当接面に溝形成領域を備え、前記溝形成領域は、前記リフトアウトロールの軸方向に沿って形成された溝が、前記ガラスリボンの板引き方向に間隔を空けて複数設けられることを特徴とするフロートガラス製造方法を提供する。
本発明によれば、リフトアウトロールの振動を抑制しながら、ドロス欠陥を充分に除去することができるフロートガラス製造装置、及びフロートガラス製造方法が提供される。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。本明細書において、数値範囲を表す「〜」はその前後の数値を含む範囲を意味する。
なお、各図面の基準の方向は、記号、数字の方向に対応する。図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。本明細書においては、Ｘ軸方向は、平面視におけるガラスリボンＧの板引き方向であり、Ｙ軸方向は、平面視におけるガラスリボンＧの板引き方向と直交する方向（板幅方向）であり、Ｚ軸方向は、鉛直方向である。
また、本明細書において、上流側及び下流側とは、Ｘ軸方向に対するものであり、＋Ｘ側が下流側であり、−Ｘ側が上流側である。
また、本明細書において、縦断面はＸＺ平面、横断面はＹＺ平面である。
［フロートガラス製造装置］
図１は、本発明の一実施形態に係るフロートガラス製造装置を示す図である。図２は、図１に示す除去部材及び弾性支持手段のＩ−Ｉ線部分断面図である。図３は、図２に示す除去部材について、（ａ）はＩＩ−ＩＩ線部分断面図及び溝形成領域の拡大断面図、（ｂ）は平面図である。図１〜３を用いて、本発明のフロートガラス製造装置の構成例について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るフロートガラス製造装置を示す図である。図２は、図１に示す除去部材及び弾性支持手段のＩ−Ｉ線部分断面図である。図３は、図２に示す除去部材について、（ａ）はＩＩ−ＩＩ線部分断面図及び溝形成領域の拡大断面図、（ｂ）は平面図である。図１〜３を用いて、本発明のフロートガラス製造装置の構成例について説明する。
図１に示すフロートガラス製造装置１は、上流側からフロートバス１０と、フロートバス１０に隣接するド口スボックス２０と、ド口スボックス２０に隣接する徐冷炉３０とを備える。
フロートバス１０は、溶融金属Ｍを収容する浴槽１１を備え、連続的に供給される溶融ガラスを溶融金属Ｍ上でガラスリボンＧに成形する。溶融ガラスは、フロートバス１０の上流側（−Ｘ側）に配置されるガラス溶解炉でガラス原料を溶解し、更に清澄処理を施したものである。
フロートバス１０は、上部空間が窒素及び水素を含む還元性ガスで満たされ、大気圧よりも高い圧力に設定される。これは、外部からの空気の流入を防止し、溶融金属Ｍの酸化を防止するためである。
ドロスボックス２０は、ガラスリボンＧを引き上げるリフトアウトロール２１と、リフトアウトロール２１に当接される除去部材２３と、除去部材２３を支持する弾性支持手段と、弾性支持手段２６を支持する支持部材２８とを備える。リフトアウトロール２１は、モータ等の駆動装置（不図示）によって回転駆動され、その駆動力によってガラスリボンＧを斜め上方に向けて搬送する。除去部材２３は、リフトアウトロール２１に付着したドロス欠陥を除去する。図１に示すリフトアウトロールの本数は、３本であるが、２本であってもよく、４本以上であってもよい。
ドロスボックス２０は、ガラスリボンＧの温度を調整するため、天井にヒーターを備えてもよい。ドロスボックス２０において、ガラスリボンＧの温度は、フロートガラスのガラス転移点をＴｇとして、（Ｔｇ−５０℃）〜（Ｔｇ＋３０℃）であることが好ましい。
ドロスボックス２０は、内部空間が非酸化性雰囲気（還元性ガス、不活性ガス又はこれらの混合ガス）である。還元性ガスとしては水素ガス又はアセチレンガスであることが好ましく、不活性ガスとしては窒素ガス又はアルゴンガスであることが好ましい。また、ドロスボックス２０は、内部空間の酸素濃度が１００ｐｐｍ以下であることが好ましく、２０ｐｐｍ以下であることがより好ましい。
徐冷炉３０は、ガラスリボンＧをレヤーロール３１によって搬送しながらガラスの歪点温度以下まで徐冷して板ガラスを得る。徐冷炉３０は、ガラスリボンＧの温度を調整するため、天井及び底壁にヒーター（不図示）を備える。レヤーロール３１は、モータ等の駆動装置（不図示）によって回転駆動され、その駆動力によってガラスリボンＧを水平方向に搬送する。徐冷後の板ガラスは、切断装置によって所望のサイズに切断され、ガラス板となる。
徐冷炉３０は、下流側（＋Ｘ側）の出口にて外部に開放されているので、内部空間が酸化性雰囲気である。徐冷炉３０の内部は、ドロスボックス２０の内部を介して、フロートバス１０の内部と連通している。
リフトアウトロール２１又はレヤーロール３１（以下、併せて「搬送ロール」という）は、径が１００〜５００ｍｍであることが好ましく、２００〜５００ｍｍであることがより好ましい。径が１００ｍｍ以上だと、駆動装置に負荷をかけることなく、搬送ロールの周速度を速くすることができる。また、径が５００ｍｍ以下だと、搬送ロールと隣り合う搬送ロールとの間の距離を短くすることができ、搬送ロール間でガラスリボンＧが変形するのを抑制することができる。特に、板厚が２ｍｍ以下のガラスリボンＧは、搬送ロール間で変形しやすいので、径が５００ｍｍ以下の搬送ロールを用いるのが望ましい。
搬送ロールは、軸方向（Ｙ軸方向）の胴部長さが５０００ｍｍ以上であることが好ましく、５５００ｍｍ以上であることがより好ましい。胴部長さが５０００ｍｍ以上だと、ガラスリボンＧの板幅を広くすることができ、フロートガラスを効率良く生産することができる。
搬送ロールは、表面材質として酸化物系、炭化物系、窒化物系の各種セラミックス又はステンレス鋼が適用される。各種セラミックスの具体例として、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を主成分とするジルコニア系セラミックス、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とするアルミナ系セラミックス、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を主成分とするシリカ系セラミックスが挙げられる。
図２に示す除去部材２３、弾性支持手段２６及び支持部材２８は、ガラスリボンの板幅方向（Ｙ軸方向）に沿って配置される。なお、本実施形態におけるガラスリボンの板幅方向は、搬送ロールの軸方向と同一方向である。
除去部材２３は、形状が直方体である。除去部材２３は、横断面（ＹＺ平面）が台形又は逆台形の四角柱であってもよい。図２に示す除去部材２３の個数は、３個であるが、４個以上であってもよい。除去部材２３の個数は、ガラスリボンの板幅又は搬送ロールの軸方向（Ｙ軸方向）の胴部長さに応じて決定される。
除去部材２３は、カーボン（黒鉛）の成形体である。除去部材２３は、窒化ホウ素、アルカリ硫酸塩、アルカリ土類硫酸塩、アルカリ炭酸塩、アルカリ土類炭酸塩、シリカ系微粒子又はアルミナ微粒子の成形体を用いてもよい。
除去部材２３は、ガラスリボンの板幅方向（Ｙ軸方向）の幅が３００〜１０００ｍｍであることが好ましく、４００〜８００ｍｍであることがより好ましい。幅が３００ｍｍ以上だと、１本のリフトアウトロールに対して用いる除去部材２３の個数を減らすことができるため、除去部材２３の交換作業が迅速になる。また、幅が１０００ｍｍ以下だと、除去部材２３の交換作業での取り扱いが容易となる。
除去部材２３は、高さが５０〜２００ｍｍであることが好ましく、７０〜１５０ｍｍであることがより好ましい。高さが５０〜２００ｍｍだと、除去部材２３の交換作業での取り扱いが容易となる。
除去部材２３は、ガラスリボンの板引き方向（Ｘ軸方向）の長さが２０〜１００ｍｍであることが好ましく、３０〜８０ｍｍであることがより好ましい。長さが２０ｍｍ以上だと、リフトアウトロールとの当接圧力を高くすることができる。また、長さが１００ｍｍ以下だと、除去部材２３の交換作業での取り扱いが容易となる。
除去部材２３は、成形体に用いられるカーボン粉体の最大粒径が０．１〜３ｍｍであることが好ましく、０．５〜２．５ｍｍであることがより好ましい。最大粒径が０．１〜３ｍｍだと、成形体である除去部材２３の強度を確保することができる。
除去部材２３は、ショア硬度が２０〜９０ＨＳであることが好ましく、３０〜８０ＨＳであることがより好ましい。ショア硬度が２０〜９０ＨＳだと、リフトアウトロールに対する除去部材２３の耐摩耗性を確保することができる。
弾性支持手段２６は、金属製の板ばねで構成され、板ばね本体２６Ａと、板ばね本体２６Ａの上に配置された架台２６Ｂとを備える。板ばね本体２６Ａと、架台２６Ｂとは、溶接等の手段で固定される。弾性支持手段２６は、板ばねの代わりに、コイルばね、圧縮コイルばね、皿ばね、竹の子ばね、輪ばね等で構成されてもよい。
板ばね本体２６Ａは、支持部材２８によって支持され、架台２６Ｂを弾性支持する。板ばね本体２６Ａは、形状が逆Ｖ字型であり、各除去部材２３が接する位置の下側に１個ずつ設けられる。図２に示すように、ガラスリボンの板幅方向（Ｙ軸方向）において、両端の板ばね本体２６Ａは、逆Ｖ字型の足が１本である。これにより、ドロスボックスに弾性支持手段２６を収納するのが容易となる。なお、両端の板ばね本体２６Ａは、他の板ばね本体２６Ａと同様に、逆Ｖ字型の足が２本であってもよい。
板ばね本体２６Ａは、ガラスリボンの板幅方向において、各除去部材２３の中央位置の下側に１個ずつ設けられてもよく、逆Ｖ字型の角度を小さくして、各除去部材２３が接する位置の下側及び各除去部材２３の中央位置の下側に１個ずつ設けられてもよい。また、板ばね本体２６Ａは、ガラスリボンの板引き方向（Ｘ軸方向）において、１個の架台２６Ｂに対して複数設けてもよい。このように、板ばね本体２６Ａの個数を増やすことで、リフトアウトロールに対して除去部材２３を均一に当接させることができ、ドロス欠陥をムラなく除去することができる。なお、板ばね本体２６Ａは、形状が逆Ｕ字型であってもよい。
架台２６Ｂは、板状の部材であり、ＸＹ平面視における形状が矩形である。図２に示す架台２６Ｂは、ガラスリボンの板幅方向（Ｙ軸方向）の幅が、架台２６Ｂの上に並べて配置された除去部材２３の幅の合計よりも広いが、狭くてもよい。また、架台２６Ｂは、ガラスリボンの板引き方向（Ｘ軸方向）の長さが、除去部材２３の長さよりも長いことが好ましい。
支持部材２８は、ドロスボックスの底壁の上に配置され、縦断面（ＸＺ平面）形状が断面コ字状である。これにより、ガラスリボンの板引き方向で除去部材２３及び弾性支持手段２６の位置がずれるのを防止することができる。
本実施形態によれば、弾性支持手段２６の弾性復元力によって除去部材２３をリフトアウトロールに当接させ、リフトアウトロールに付着したドロス欠陥を除去することができる。
図３に示す除去部材２３は、リフトアウトロールとの当接面に溝形成領域２４を備える。
溝形成領域２４は、リフトアウトロールの軸方向（Ｙ軸方向）に沿って形成された溝２４Ａが、ガラスリボンの板引き方向（Ｘ軸方向）に間隔を空けて複数設けられる。溝形成領域２４は、溝２４Ａと隣り合う溝２４Ａとの間に凸部２４Ｂが形成される。また、溝２４Ａの数は、５〜５０個であることが好ましい。なお、本発明では、「リフトアウトロールの軸方向に沿って形成された溝」とは、リフトアウトロールの軸方向（Ｙ軸方向）と溝のなす角度が０度である溝に限定されず、角度が５度以下の溝を含む。
溝形成領域２４は、ガラスリボンの板引き方向（Ｘ軸方向）の長さが１０〜５０ｍｍであることが好ましく、２０〜４０ｍｍであることがより好ましい。長さが１０ｍｍ以上だと、リフトアウトロールと除去部材２３との当接面間で生じる摩擦力（摩擦係数）を低減することができる。これにより、当接面間で生じるスティックスリップ現象を抑制し、リフトアウトロールの振動を抑制することができる。また、長さが５０ｍｍ以下だと、除去部材２３の長さを短くすることができ、除去部材２３の交換作業での取り扱いが容易となる。
溝形成領域２４は、ガラスリボンの板引き方向（Ｘ軸方向）の長さが除去部材２３の長さの２０〜１００％であることが好ましく、３０〜８０％であることがより好ましい。長さが２０〜１００％だと、リフトアウトロールと除去部材２３との当接面間で生じる摩擦力（摩擦係数）を低減しながら、除去部材２３の長さを短くすることができる。
図３に示す溝形成領域２４は、ガラスリボンの板幅方向（Ｙ軸方向）の幅が除去部材２３の幅と同じである。溝形成領域２４は、ガラスリボンの板幅方向（Ｙ軸方向）の幅が除去部材２３の幅よりも狭くてもよく、この場合、除去部材の幅の８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。
本実施形態の溝形成領域２４は、リフトアウトロールと除去部材２３との当接面間で生じる摩擦力（摩擦係数）を低減し、リフトアウトロールの振動を抑制することができる。これにより、リフトアウトロールと除去部材２３との当接圧力を高くすることができ、リフトアウトロールに付着したドロス欠陥を充分に除去することができる。
図３に示す溝２４Ａは、縦断面（ＸＺ平面）形状が断面コ字状である。断面Ｕ字状又は断面Ｖ字状であってもよい。溝２４Ａは、旋盤等によりホイールを用いて形成される。
溝２４Ａは、ガラスリボンの板引き方向（Ｘ軸方向）の長さＬＡが０．１〜５ｍｍであることが好ましく、０．３〜３ｍｍであることがより好ましい。長さＬＡが０．１ｍｍ以上だと、リフトアウトロールに対する除去部材２３の摩擦力（摩擦係数）を低減することができる。また、長さＬＡが５ｍｍ以下だと、リフトアウトロールに対する除去部材２３の耐摩耗性を確保することができる。
溝２４Ａは、深さＤが０．５〜１０ｍｍであることが好ましく、１〜６ｍｍであることがより好ましい。深さＤが０．５ｍｍ以上だと、リフトアウトロールに対する除去部材２３の摩擦力（摩擦係数）を低減することができる。また、深さＤが１０ｍｍ以下だと、リフトアウトロールに対する除去部材２３の耐摩耗性を確保することができる。
凸部２４Ｂは、ガラスリボンの板引き方向（Ｘ軸方向）の長さＬＢが０．３〜５ｍｍであることが好ましく、０．５〜３ｍｍであることがより好ましい。長さＬＢが０．３ｍｍ以上だと、リフトアウトロールに対する除去部材２３の耐摩耗性を確保することができる。また、長さＬＢが５ｍｍ以下だと、リフトアウトロールに対する除去部材２３の摩擦力（摩擦係数）を低減することができる。
溝２４Ａの深さＤは、凸部２４Ｂの長さＬＢの８倍以下であることが好ましく、５倍以下であることがより好ましい。深さＤが長さＬＢの８倍以下だと、リフトアウトロールに対する除去部材２３の耐摩耗性を確保することができる。
溝２４Ａの長さＬＡは、凸部２４Ｂの長さＬＢの３倍以下であることが好ましく、２倍以下であることがより好ましい。長さＬＡが長さＬＢの３倍以下だと、リフトアウトロールに対する除去部材２３の耐摩耗性を確保することができる。
本実施形態の溝形成領域２４を備えた除去部材２３は、全てのリフトアウトロールに用いられているが、一部のリフトアウトロールのみに用いられてもよい。除去部材２３は、例えば、図１に示すフロートバス１０の上流側（−Ｘ側）から２番目と３番目のリフトアウトロール２１に用いられる。ここで、１番目のリフトアウトロールには、溝形成領域２４を備えていない除去部材が用いられる。
［フロートガラス製造方法］
次に、本発明の一実施形態に係るフロートガラス製造方法について説明する。
次に、本発明の一実施形態に係るフロートガラス製造方法について説明する。
フロートガラス製造方法は、溶融ガラスをフロートバスの溶融金属上に連続的に供給し、溶融金属上でガラスリボンを成形し、ド口スボックスに設けられたリフトアウトロールによってガラスリボンをフロートバスから引き出し、徐冷炉に設けられたレヤーロールによってガラスリボンを搬送しながらガラスの歪点温度以下まで徐冷する。
また、ドロスボックスにおいて、リフトアウトロールに除去部材を弾性的に当接させ、リフトアウトロールに付着したドロス欠陥を除去する。
除去部材は、リフトアウトロールとの当接面に、リフトアウトロールの軸方向に沿って溝が設けられる。溝は、ガラスリボンの板引き方向に間隔を空けて複数設けられる。
徐冷後の板ガラスは、切断装置によって所望のサイズに切断され、ガラス板となる。
フロートガラス製造方法は、液晶ディスプレイ用ガラス基板を製造する場合、ガラス板の平坦度を良化させるため、更にガラス板を研磨する研磨工程を有する。
本実施形態で製造されるフロートガラスは、窓ガラス・車両用途のソーダライムガラスであってもよいが、カバーガラス用途の化学強化用ガラスのようなアルカリ金属成分を含有するガラスや、アルカリ金属成分を実質的に含まない無アルカリガラスに適用されるのが好ましい。ここで、アルカリ金属成分を実質的に含まないとは、アルカリ金属酸化物の含有量の合量が０．１質量％以下であることを意味する。無アルカリガラスは、主に液晶ディスプレイ用ガラス基板に用いられる。カバーガラス用途のガラス板及び液晶ディスプレイ用ガラス基板は、ドロス欠陥に対する品質要求が厳格である。
化学強化用ガラスは、例えば酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２：６２〜６８％、Ａｌ２Ｏ３：６〜１２％、ＭｇＯ：７〜１３％、Ｎａ２Ｏ：９〜１７％、Ｋ２Ｏ：０〜７％を含有し、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合計からＡｌ２Ｏ３含有量を減じた差が１０％未満であり、ＺｒＯ２を含有する場合、その含有量が０．８％以下である。
別の化学強化用ガラスは、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２：６５〜８５％、Ａｌ２Ｏ３：３〜１５％、Ｎａ２Ｏ：５〜１５％、Ｋ２Ｏ：０〜２％未満、ＭｇＯ：０〜１５％、ＺｒＯ２：０〜１％を含有し、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の含有量の合計ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３が８８％以下である。
別の化学強化用ガラスは、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を５０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を９〜２０％、Ｎａ２Ｏを１０〜２０％、Ｋ２Ｏを０〜６％、ＭｇＯを０〜１５％、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯを合量（ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）で０〜１０％、ＺｒＯ２及びＴｉＯ２を合量（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２）で０〜５％、Ｂ２Ｏ３を０〜１０％、Ｌｉ２Ｏを０〜２０％含有する。
無アルカリガラスは、例えば、酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ２：５０〜７３％、Ａｌ２Ｏ３：１０．５〜２４％、Ｂ２Ｏ３：０〜１２％、ＭｇＯ：０〜１０％、ＣａＯ：０〜１４．５％、ＳｒＯ：０〜２４％、ＢａＯ：０〜１３．５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８〜２９．５％、ＺｒＯ２：０〜５％を含有する。
無アルカリガラスは、高い歪点と高い溶解性とを両立する場合、好ましくは、酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ２：５８〜６６％、Ａｌ２Ｏ３：１５〜２２％、Ｂ２Ｏ３：５〜１２％、ＭｇＯ：０〜８％、ＣａＯ：０〜９％、ＳｒＯ：３〜１２．５％、ＢａＯ：０〜２％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：９〜１８％を含有する。
無アルカリガラスは、特に高い歪点を得たい場合、好ましくは、酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ２：５４〜７３％、Ａｌ２Ｏ３：１０．５〜２２．５％、Ｂ２Ｏ３：０〜５．５％、ＭｇＯ：０〜１０％、ＣａＯ：０〜９％、ＳｒＯ：０〜１６％、ＢａＯ：０〜２．５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８〜２６％を含有する。
本実施形態で製造されるフロートガラスの板厚は、カバーガラス用途では０．１〜２．０ｍｍであり、液晶ディスプレイ用ガラス基板用途では０．１〜０．７ｍｍである。
以下、本発明の実施例及び比較例について具体的に説明する。なお、本発明はこれらの記載に限定されるものではない。
［実験例１］
実験例１は、リフトアウトロールに対する除去部材の摩擦力（摩擦係数）が低減する効果を確認するため、摩擦係数測定器４０を用い、ガラスサンプル４３に対する評価部材４４の摩擦係数を測定した。図４は、実験例１の評価に用いる摩擦係数測定器の模式図である。
実験例１は、リフトアウトロールに対する除去部材の摩擦力（摩擦係数）が低減する効果を確認するため、摩擦係数測定器４０を用い、ガラスサンプル４３に対する評価部材４４の摩擦係数を測定した。図４は、実験例１の評価に用いる摩擦係数測定器の模式図である。
本発明の実施例１，２及び比較例１，２は、図１に示すフロートガラス製造装置１を用いて製造したガラス板から、寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×板厚０．７ｍｍのガラスサンプルを切り出して準備した。
ガラスサンプルの組成は、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２：６８％、Ａｌ２Ｏ３：１０％、Ｎａ２Ｏ：１４％、Ｋ２Ｏ：０％、ＭｇＯ：８％、ＣａＯ：０％、ＳｒＯ：０％、ＢａＯ：０％、ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：０％、ＺｒＯ２：０％、ＴｉＯ２：０％、ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２：０％、Ｂ２Ｏ３：０％、Ｌｉ２Ｏ：０％であった。
図４に示す摩擦係数測定器４０は、加熱炉４１、移動台４２、おもり４６及び荷重変換器４７を備える。摩擦係数測定器４０は、ＨＥＩＤＯＮ表面性測定器ｔｙｐｅ１４ＦＷ（商品名；新東科学社製）に、箱型の加熱炉４１を据え付けたものである。
加熱炉４１は、移動台４２の上に載置された状態で固定される。移動台４２は、水平方向に移動する手段を備える。移動台４２の上にはガラスサンプル４３が載置され、ガラスサンプル４３の上には評価部材４４が当接される。評価部材４４には、１５０グラムのおもり４６によって垂直荷重が与えられ、この状態で移動台４２を移動させる。荷重変換器４７は、この時の摩擦力を計測し、摩擦係数に変換する。
評価部材４４は、寸法が１０ｍｍ×１０ｍｍ×高さ５ｍｍである黒鉛の成形体を用いた。実施例１，２は、ガラスサンプルとの当接面全体に溝形成領域を備えた評価部材４４を用いた。溝形成領域は、移動台４２の移動方向と直交する方向（図４の紙面垂直方向）に沿って形成された溝が、移動台４２の移動方向に間隔を空けて複数設けられる。溝は、形状が断面コ字状であり、長さが０．１ｍｍ、深さが２ｍｍであり、凸部は、長さが１ｍｍである。一方、比較例１，２は、溝形成領域を備えていない評価部材４４を用いた。
図５は、実験例１の評価について、（ａ）は移動速度が１０ｍｍ／分、（ｂ）は移動速度が１００ｍｍ／分の評価結果である。
実施例１及び比較例１は、加熱炉４１を常温から３００℃まで加熱し、３００℃に保持しながら、移動台４２を移動速度１０ｍｍ／分、移動振幅２０ｍｍで４０秒間にわたって往復移動させた。また、実施例２及び比較例２は、同様に、移動台４２を移動速度１００ｍｍ／分、移動振幅２０ｍｍで１５秒間にわたって往復移動させた。
図５に示すように、実施例１，２は、それぞれ比較例１，２と比べて、摩擦係数の振幅が低減することが分かった。
［実験例２］
本発明の実施例１１及び比較例１１は、図１に示すフロートガラス製造装置１を用いて板厚が０．７ｍｍのフロートガラスを製造し、リフトアウトロール２１の振動を抑制できるか評価を行った。振動の評価は、リフトアウトロール２１の軸端を触診することにより行った。
本発明の実施例１１及び比較例１１は、図１に示すフロートガラス製造装置１を用いて板厚が０．７ｍｍのフロートガラスを製造し、リフトアウトロール２１の振動を抑制できるか評価を行った。振動の評価は、リフトアウトロール２１の軸端を触診することにより行った。
実施例１１は、フロートバス１０の上流側（−Ｘ側）から２番目のリフトアウトロール２１に、溝形成領域２４を備えた除去部材２３を用い、１番目と３番目のリフトアウトロール２１に、溝形成領域２４を備えていない除去部材を用いた。また、比較例１１は、１〜３番目のリフトアウトロール２１に、溝形成領域２４を備えていない除去部材を用いた。
フロートガラスの組成は、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２：６４．１％、Ａｌ２Ｏ３：１０．５％、Ｎａ２Ｏ：１６％、Ｋ２Ｏ：０．８％、ＭｇＯ：８．３％、ＣａＯ：０％、ＳｒＯ：０％、ＢａＯ：０％、ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：０％、ＺｒＯ２：０．２％、ＴｉＯ２：０．０４％、ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２：０．２４％、Ｂ２Ｏ３：０％、Ｌｉ２Ｏ：０％であった。
図１に示すドロスボックス２０でのガラスリボンＧの温度は、６１０℃であった。除去部材２３は、ガラスリボンの板引き方向（Ｘ軸方向）の長さが５０ｍｍ、ガラスリボンの板幅方向（Ｙ軸方向）の幅が６１０ｍｍ、高さが１００ｍｍであった。
本発明の実施例１１における溝形成領域２４は、ガラスリボンの板引き方向（Ｘ軸方向）の長さが５０ｍｍであった。溝２４Ａは、長さＬＡが０．５ｍｍ、深さＤが２ｍｍであり、凸部２４Ｂは、長さＬＢが１ｍｍであった。深さＤが長さＬＢの２倍であり、長さＬＡが長さＬＢの０．５倍であった。
本発明の実施例１１は、１６時間にわたってフロートガラスを製造しても、フロートバス１０の上流側（−Ｘ側）から２番目のリフトアウトロール２１の振動を抑制できた。
一方、本発明の比較例１１は、１６時間にわたってフロートガラスを製造したところ、フロートバス１０の上流側（−Ｘ側）から２番目のリフトアウトロール２１の振動が抑制できなかった。
また、実施例１１及び比較例１１によって得られたガラス板について、暗室の中でガラス板側面から光を照射し、ガラス板主表面を検査するエッジライト検査により、２０μｍ超サイズのドロス欠陥の個数を調べ、ドロス欠陥の密度を算出した。ここで、ドロス欠陥の密度は、ガラス板主表面における単位面積（ｍ２）当たりのドロス欠陥の個数を意味する。その結果、実施例１１によって得られたガラス板は、２０μｍ超サイズのドロス欠陥の密度が、比較例１１によって得られたガラス板の１／２であった。
本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、様々な変更や修正を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
製造されるフロートガラスの用途は、建築用、車両用、フラットパネルディスプレイ用、カバーガラス用、又はその他の各種用途が挙げられる。
１ フロートガラス製造装置
１０ フロートバス
１１ 浴槽
２０ ドロスボックス
２１ リフトアウトロール
２３ 除去部材
２４ 溝形成領域
２４Ａ 溝
２４Ｂ 凸部
２６ 弾性支持手段
２６Ａ 板ばね本体
２６Ｂ 架台
２８ 支持部材
３０ 徐冷炉
３１ レヤーロール
Ｇ ガラスリボン
Ｍ 溶融金属
１０ フロートバス
１１ 浴槽
２０ ドロスボックス
２１ リフトアウトロール
２３ 除去部材
２４ 溝形成領域
２４Ａ 溝
２４Ｂ 凸部
２６ 弾性支持手段
２６Ａ 板ばね本体
２６Ｂ 架台
２８ 支持部材
３０ 徐冷炉
３１ レヤーロール
Ｇ ガラスリボン
Ｍ 溶融金属
Claims (12)
- 溶融金属上でガラスリボンを成形するフロートバスと、前記フロートバスに隣接して前記ガラスリボンを引き上げるリフトアウトロールを備えたド口スボックスと、前記ド口スボックスに隣接し、前記ガラスリボンをレヤーロールによって搬送しながらガラスの歪点温度以下まで徐冷する徐冷炉とを備えたフロートガラス製造装置であって、
前記ドロスボックスは、前記リフトアウトロールに当接される除去部材と、前記除去部材を支持する弾性支持手段とを備え、
前記除去部材は、前記リフトアウトロールとの当接面に溝形成領域を備え、
前記溝形成領域は、前記リフトアウトロールの軸方向に沿って形成された溝が、前記ガラスリボンの板引き方向に間隔を空けて複数設けられることを特徴とするフロートガラス製造装置。 - 前記溝形成領域は、前記ガラスリボンの板引き方向の長さが１０〜５０ｍｍである、請求項１に記載のフロートガラス製造装置。
- 前記溝形成領域は、前記ガラスリボンの板引き方向の長さが前記除去部材の長さの２０〜１００％である、請求項１又は２に記載のフロートガラス製造装置。
- 前記溝は、前記ガラスリボンの板引き方向の長さが０．１〜５ｍｍである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフロートガラス製造装置。
- 前記溝は、深さが０．５〜１０ｍｍである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフロートガラス製造装置。
- 前記溝形成領域は、前記溝と隣り合う溝との間に凸部が形成され、
前記凸部は、前記ガラスリボンの板引き方向の長さが０．３〜５ｍｍである、請求項１〜５のいずれか一項に記載のフロートガラス製造装置。 - 前記溝の深さは、前記凸部の長さの８倍以下である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のフロートガラス製造装置。
- 前記溝の長さは、前記凸部の長さの３倍以下である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のフロートガラス製造装置。
- 前記溝は、縦断面形状が断面Ｕ字状、断面Ｖ字状又は断面コ字状である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のフロートガラス製造装置。
- 前記除去部材は、カーボン粉体の成形体であり、前記カーボン粉体の最大粒径が０．１〜３ｍｍである、請求項１〜９のいずれか一項に記載のフロートガラス製造装置。
- 前記除去部材は、カーボン粉体の成形体であり、ショア硬度が２０〜９０ＨＳである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフロートガラス製造装置。
- 溶融ガラスをフロートバスの溶融金属上に連続的に供給し、前記溶融金属上でガラスリボンを成形し、ド口スボックスに設けられたリフトアウトロールによって前記ガラスリボンを前記フロートバスから引き出し、徐冷炉に設けられたレヤーロールによって前記ガラスリボンを搬送しながらガラスの歪点温度以下まで徐冷するフロートガラス製造方法であって、
前記ドロスボックスにおいて、前記リフトアウトロールに除去部材を弾性的に当接させ、
前記除去部材は、前記リフトアウトロールとの当接面に溝形成領域を備え、
前記溝形成領域は、前記リフトアウトロールの軸方向に沿って形成された溝が、前記ガラスリボンの板引き方向に間隔を空けて複数設けられることを特徴とするフロートガラス製造方法。
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