JP2020037494A

JP2020037494A - ガラス物品の製造方法

Info

Publication number: JP2020037494A
Application number: JP2018164400A
Authority: JP
Inventors: 仁金谷; Jin Kanaya; 和幸天山; Kazuyuki Amayama
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2018-09-03
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2020-03-12
Anticipated expiration: 2038-09-03
Also published as: JP7115156B2

Abstract

【課題】予熱工程において白金材料容器を好適に膨張させることが可能なガラス物品の製造方法を提供する。【解決手段】ガラス物品の製造方法は、耐火レンガ８ａ，８ｂに対する移送容器７の長手方向の相対移動が許容された状態で、移送容器７と耐火レンガ８ａ，８ｂとの間に、耐火レンガ８ａ，８ｂよりも熱膨張率の大きな層状部材１１を配置する配置工程Ｓ１と、配置工程Ｓ１を経た移送容器７を加熱する予熱工程Ｓ２と、を備える。予熱工程Ｓ２では、層状部材１１を移送容器７の長手方向に沿って熱膨張させる。【選択図】図２

Description

本発明は、溶融ガラスを成形してガラス物品を製造する方法に関する。

周知のように、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、板ガラスが使用される。

特許文献１には、板ガラスを製造するための装置が開示されている。板ガラス製造装置は、溶融ガラスの供給源となる溶解槽と、溶解槽の下流側に設けられた清澄槽と、清澄槽の下流側に設けられた攪拌槽と、攪拌槽の下流側に設けられた成形装置とを備える。溶解槽、清澄槽、攪拌槽、及び成形装置は、それぞれ連絡流路によって接続されている。

清澄槽、攪拌槽、及びこれらを接続する連絡流路は、白金材料（白金又は白金合金）により構成される容器である。これらの白金材料容器は、その外表面に乾燥被膜が形成されており、耐火物材料からなる保持部材によって被覆されている。乾燥被膜と保持部材との間には、アルミナキャスタブルが充填される。アルミナキャスタブルは、適当量の水が添加されて水性スラリーとされ、乾燥被膜と保持部材との間に充填される。アルミナキャスタブルは、乾燥によって固化することで白金材料容器を固定する。

特開２０１０−２２８９４２号公報

ところで、板ガラス製造装置は、操業前に、溶解槽、清澄槽、攪拌槽、成形装置、連絡流路の各構成要素を個別に分離した状態で予備加熱される（以下「予熱工程」という）。予熱工程では、白金材料容器が温度上昇によって膨張する。白金材料容器が十分に膨張した後に、各構成要素を接続することで、板ガラス製造装置が組み立てられる。その後、溶解槽で生成された溶融ガラスが、清澄槽、攪拌槽、連絡流路を通じて成形装置に供給され、板ガラスとして成形される。

上記の予熱工程では、白金材料容器が膨張するが、特許文献１に記載の製造装置では、固化したアルミナキャスタブルによって当該白金材料容器が耐火レンガ等の保持部材に固定されている。このため、白金材料容器の膨張が阻害され、当該容器に大きな熱応力が作用し、破損や変形の要因となるおそれがあった。

本発明は上記の事情に鑑みて為されたものであり、予熱工程において白金材料容器を好適に膨張させることが可能なガラス物品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、耐火レンガで被覆された白金材料製で長尺状の移送容器によって溶融ガラスを移送し、前記溶融ガラスを成形してガラス物品を製造する方法において、前記耐火レンガに対する前記移送容器の長手方向の相対移動が許容された状態で、前記移送容器と前記耐火レンガとの間に前記耐火レンガよりも熱膨張率の大きな層状部材を配置する配置工程と、前記配置工程を経た前記移送容器を加熱する予熱工程と、を備え、前記予熱工程では、前記層状部材を前記移送容器の長手方向に沿って熱膨張させることを特徴とする。

かかる構成によれば、配置工程において、耐火レンガに対する移送容器の相対移動が許容された状態とするので、予熱工程において、移送容器の長手方向の膨張が許容される。また、耐火レンガよりも熱膨張率の大きな層状部材が移送容器と耐火レンガとの間で膨張することにより、移送容器の長手方向への膨張を促進できる。したがって、移送容器を長手方向に沿って好適に膨張させることができる。

前記層状部材は、前記移送容器の下方位置に配されてもよい。ここで、移送容器の下部には、自重により摩擦力が大きく作用するので、移送容器の下部は、上部と比べ、膨張し難い。予熱工程において、層状部材は、移送容器の下方で当該移送容器を支持しつつ膨張することで、移送容器の下部の膨張を効率よく促進でき、その結果、移送容器全体の長手方向への膨張を好適に促進させることができる。

前記配置工程では、前記移送容器と前記耐火レンガとの間に、充填材をさらに配置し、前記層状部材は、前記耐火レンガに接触するように配されてもよい。これにより、層状部材を耐火レンガに容易に設置できるとともに、耐火レンガによって層状部材の膨張の方向を適切に規制できる。

前記予熱工程後に、前記移送容器を加熱しつつ、前記移送容器の内部に前記溶融ガラスを通過させる溶融ガラス供給工程を備え、前記充填材は、拡散接合可能な粉末であり、前記溶融ガラス供給工程中に、前記粉末を拡散接合させることにより、前記移送容器を前記耐火レンガに固定する接合体を形成してもよい。これにより、予熱工程において充填材の粉末を流動させることで移送容器の長手方向への膨張を促すことができる。また、その後の溶融ガラス供給工程では、粉末を拡散接合させてなる接合体によって移送容器を固定することで、当該移送容器の変形及び位置ずれを防止できる。これにより、溶融ガラスを安定的に移送できる。

前記層状部材は、高アルミナ系耐火物によって構成されてもよい。層状部材の熱膨張率が白金材料に近くなることから、移送容器の長手方向への膨張をより好適に促進させることができる。ここで、白金材料は温度上昇に伴う強度低下が大きいので、高温領域では、摩擦力によって移送容器の膨張が阻害され易い。上記の構成では、高アルミナ系耐火物は温度上昇に伴う強度低下が小さいので、摩擦力の影響をほとんど受けることなく、膨張できる。このことによっても、移送容器の長手方向への膨張をより好適に促進させることができる。

上記の製造方法において、前記層状部材は、複数の構成部材を有しており、前記複数の構成部材は、前記移送容器の周方向及び／又は長手方向に沿って並設され得る。これにより、層状部材の大きさ及び形状を、移送容器や耐火レンガの大きさ、形状に応じて適切に設定できる。また、複数の構成部材を組み合わせることで、大型の層状部材を製造する場合と比較して、その製造コストを可及的に低減できる。

本発明によれば、予熱工程において白金材料容器を好適に膨張させることが可能になる。

第一実施形態に係るガラス物品の製造装置を示す側面図である。清澄槽の断面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。層状部材の斜視図である。ガラス物品の製造方法のフローチャートを示す。配置工程を示す断面図である。配置工程を示す断面図である。第二実施形態にかかるガラス物品の製造装置の一部を示す断面図である。層状部材の斜視図である。層状部材の斜視図である。第三実施形態にかかるガラス物品の製造装置の一部を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１乃至図７は、本発明に係るガラス物品の製造方法の第一実施形態を示す。

図１に示すように、本実施形態に係るガラス物品の製造装置は、上流側から順に、溶解槽１と、清澄槽２と、均質化槽（攪拌槽）３と、ポット４と、成形体５と、これらの各構成要素１〜５を連結するガラス供給路６ａ〜６ｄとを備える。この他、製造装置は、成形体５により成形された板ガラスＧＲ（ガラス物品）を徐冷する徐冷炉（図示せず）及び徐冷後に板ガラスＧＲを切断する切断装置（図示せず）を備える。

溶解槽１は、投入されたガラス原料を溶解して溶融ガラスＧＭを得る溶解工程を行うための容器である。溶解槽１は、ガラス供給路６ａによって清澄槽２に接続されている。

清澄槽２は、溶融ガラスＧＭを移送しながら清澄剤等の作用により脱泡する清澄工程を行うための容器である。清澄槽２は、ガラス供給路６ｂによって均質化槽３に接続されている。

図２及び図３に示すように、清澄槽２は、溶融ガラスＧＭを上流から下流へと移送する中空状の移送容器７と、移送容器７を被覆する耐火レンガ８ａ，８ｂと、この耐火レンガ８ａ，８ｂの端部を閉塞する蓋体９と、移送容器７と耐火レンガ８ａ，８ｂとの間に介在する接合体１０及び層状部材１１と、を備える。

移送容器７は、白金材料（白金又は白金合金）によって管状に構成されるが、この構成に限定されず、内部に溶融ガラスＧＭが通過する空間を有する構造体であればよい。移送容器７は、管状部１２と、当該管状部１２の両端部に設けられるフランジ部１３とを備える。なお、０℃から１３００℃まで昇温した際の白金材料の熱膨張率は、例えば１．３〜１．５％である。０℃から１３００℃まで昇温した際の熱膨張率Ｒは、０℃の長さをＬ０（ｍｍ）とし、１３００℃の長さをＬ１（ｍｍ）とした場合に、Ｒ＝（Ｌ１−Ｌ０）／Ｌ０で算出できる。

管状部１２は、円管状にされるが、この構成に限定されない。管状部１２の内径は、１００ｍｍ以上３００ｍｍ以下とされることが望ましい。管状部１２の肉厚は、０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下とされることが望ましい。管状部１２の長さは、３００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下とされることが望ましい。これらの寸法は、上記の範囲に限定されず、溶融ガラスＧＭの種別、温度、製造装置の規模等に応じて適宜設定される。

なお、管状部１２は、必要に応じ、溶融ガラスＧＭ中に発生するガスを排出するためのベント部（通気管）を備えてもよい。また、管状部１２は、溶融ガラスＧＭが流れる方向を変更するための仕切り板（邪魔板）を備えてもよい。

フランジ部１３は、円形に構成されるが、この形状に限定されない。フランジ部１３は、例えば深絞り加工により管状部１２と一体的に形成される。フランジ部１３は、電源装置（図示なし）に接続される。清澄槽２の移送容器７は、各フランジ部１３を介して管状部１２に電流を流すことで生じる抵抗加熱（ジュール熱）によって、当該管状部１２の内部を流れる溶融ガラスＧＭを加熱する。

耐火レンガ８ａ，８ｂは、高ジルコニア系耐火物、ジルコン系耐火物又は溶融シリカ系耐火物により構成されるが、この材質に限定されない。なお、高ジルコニア系耐火物とは、質量％で８０〜１００％のＺｒＯ₂を含むものをいう。０℃から１３００℃まで昇温した際の高ジルコニア系耐火物の熱膨張率は、例えば０．１〜０．３％である。この高ジルコニア系耐火物は１１００℃〜１２００℃において収縮を示し、０℃から１１００℃まで昇温した際の熱膨張率は例えば０．６〜０．８％、０℃から１２００℃まで昇温した際の熱膨張率は例えば０．０〜０．３％である。また、０℃から１３００℃まで昇温した際のジルコン系耐火物の熱膨張率は、例えば０．５〜０．７％であり、溶融シリカ系耐火物の熱膨張率は、例えば０．０３〜０．１％である。

図２及び図３に示すように、耐火レンガ８ａ，８ｂは、複数の耐火レンガによって構成され、図例では第一耐火レンガ８ａ及び第二耐火レンガ８ｂによって構成される。第一耐火レンガ８ａは、管状部１２を下側から支持する。第二耐火レンガ８ｂは、管状部１２の上部を被覆する。なお、第一耐火レンガ８ａ及び第二耐火レンガ８ｂは、その長手方向において、さらに複数の耐火レンガに分割されてもよい。

第一耐火レンガ８ａ及び第二耐火レンガ８ｂは、管状部１２の外周面１２ａを被覆するための面（以下「被覆面」という）１４ａ，１４ｂと、互いに当接する面（以下「当接面」という）１５ａ，１５ｂと、を有する。なお、被覆面１４ａ，１４ｂは、管状部１２の外周面１２ａを保持する機能も有する。

図３に示すように、被覆面１４ａ，１４ｂは、管状部１２の外周面１２ａを被覆すべく、断面視において円弧状の曲面により構成される。被覆面１４ａ，１４ｂの曲率半径は、管状部１２の外周面１２ａとの間に隙間（接合体１０及び層状部材１１の収容空間）が形成されるように、当該外周面１２ａの半径よりも大きく設定される。被覆面１４ａ，１４ｂと管状部１２の外周面１２ａとの間隔（外周面１２ａの半径と被覆面１４ａ，１４ｂの曲率半径との差）は、３ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは７．５ｍｍ以上に設定される。管状部１２のクリープ変形防止の観点から、この間隔は、５０ｍｍ以下に設定されることが好ましく、２０ｍｍ以下に設定されることがより好ましい。

第一耐火レンガ８ａの当接面１５ａと第二耐火レンガ８ｂとの当接面１５ｂとを接触させた状態では、各耐火レンガ８ａ，８ｂの被覆面１４ａ、１４ｂによって、管状部１２を被覆する円筒面が構成される（図３参照）。

蓋体９は、耐火レンガ８ａ，８ｂと同様に、例えば高ジルコニア系耐火物、ジルコン系耐火物又は溶融シリカ系耐火物により構成されるが、この材質に限定されない。蓋体９は、複数に分割されており、各分割体を組み合わせることによって、円板状(円環状)に構成される。蓋体９は、厚さ方向における一方の面が耐火レンガ８ａ，８ｂの長手方向端部に当接することで、当該端部を閉塞する。

接合体１０は、原料となる粉末Ｐ（後述の図６等参照）を、移送容器７の管状部１２と耐火レンガ８ａ，８ｂとの間に充填した後に、加熱によって拡散接合させることにより構成される。拡散接合とは、粉末同士を接触させ、接触面間に生じる原子の拡散を利用して接合する方法をいう。なお、粉末Ｐは、本発明の充填材に相当する。

粉末Ｐとしては、例えば、アルミナ粉末とシリカ粉末とを混合したものを使用できる。この場合、融点が高いアルミナ粉末を主成分することが望ましい。上記の構成に限らず、粉末Ｐは、アルミナ粉末、シリカ粉末の他、ジルコニア粉末、イットリア粉末その他の各材料粉末を単体で使用し、或いは複数種の粉末を混合することにより構成され得る。

粉末Ｐの平均粒径は、例えば０．０１〜５ｍｍとすることができる。予熱工程での粉末Ｐの潤滑作用を向上させる観点から、粉末Ｐは、平均粒径が０．８ｍｍ以上である骨材を含むことが好ましい。骨材の平均粒径は、例えば５ｍｍ以下とすることができる。粉末Ｐが骨材を含む場合、粉末Ｐに対する骨材の含有量は、例えば２５質量％〜７５質量％とすればよく、骨材を除いた粉末Ｐの平均粒径は、例えば０．０１〜０．６ｍｍとすればよい。例えば、粉末Ｐがアルミナ粉末とシリカ粉末からなる場合、アルミナ粉末の一部を骨材とすればよい。

本発明において、「平均粒径」は、レーザー回折法で測定した値を指し、レーザー回折法により測定した際の体積基準の累積粒度分布曲線において、その積算量が粒子の小さい方から累積して５０％である粒径を表す。

粉末Ｐは、１３００℃以上で接合体１０の形成によって清澄槽２の移送容器７を耐火レンガ８ａ，８ｂに固定するように調合され、換言すると、１３００℃以上で粉末Ｐ同士の拡散接合が活性化するように調合される。例えば粉末Ｐが、アルミナ粉末とシリカ粉末との混合粉末である場合、当該粉末Ｐの拡散接合が活性化する温度は、その混合比を調整することにより適宜設定できる。アルミナ粉末とシリカ粉末との混合比は、例えばアルミナ粉末が９０ｗｔ％、シリカ粉末が１０ｗｔ％とされるが、これに限定されない。

層状部材１１は、例えば高アルミナ系耐火物によって長尺状の板状に構成されるが、この材質及び形状に限定されない。なお、高アルミナ系耐火物とは、質量％で９０〜１００％のＡｌ_２Ｏ_３を含むものをいう。層状部材１１の熱膨張率は、耐火レンガ８ａ，８ｂの熱膨張率よりも大きく、例えば０．８〜１．２％とすることができる。層状部材１１の熱膨張率Ａ（％）は、白金材料の熱膨張率Ｂ（％）に近いことが好ましく、具体的にはＡ／Ｂが０．６〜１．０であることが好ましい。なお、本段落において、熱膨張率は、いずれも、０℃から１３００℃まで昇温した際の熱膨張率である。層状部材１１の厚みは、３〜１７ｍｍとされることが好ましい。

図３及び図４に示すように、層状部材１１は、移送容器７の管状部１２及び耐火レンガ８ａ，８ｂの被覆面１４ａ，１４ｂの形状に対応するように、円弧状の湾曲形状を有する。層状部材１１は、第一耐火レンガ８ａの被覆面１４ａに接触するように配置される。すなわち、層状部材１１は、移送容器７の下方位置に配される。

均質化槽３は、清澄された溶融ガラスＧＭを攪拌し、均一化する工程（均質化工程）を行うための白金材料製の移送容器である。均質化槽３の移送容器は、底付きの管状容器であり、その外周面は耐火レンガ（図示なし）で被覆される。均質化槽３は、攪拌翼を有するスターラ３ａを備える。均質化槽３は、ガラス供給路６ｃによってポット４に接続されている。

ポット４は、溶融ガラスＧＭを成形に適した状態に調整する状態調整工程を行うための容器である。ポット４は、溶融ガラスＧＭの粘度調整及び流量調整のための容積部として例示される。ポット４は、ガラス供給路６ｄによって成形体５に接続されている。

成形体５は、オーバーフローダウンドロー法によって溶融ガラスＧＭを板状に成形する。詳細には、成形体５は、断面形状（図１の紙面と直交する断面形状）が略楔形状を成しており、この成形体５の上部には、オーバーフロー溝（図示せず）が形成されている。

成形体５は、溶融ガラスＧＭをオーバーフロー溝から溢れ出させて、成形体５の両側の側壁面（紙面の表裏面側に位置する側面）に沿って流下させる。成形体５は、流下させた溶融ガラスＧＭを側壁面の下頂部で融合させる。これにより、帯状の板ガラスＧＲが成形される。帯状の板ガラスＧＲは、後述の徐冷工程Ｓ７及び切断工程Ｓ８に供され、所望寸法の板ガラスとされる。

このようにして得られた板ガラスは、例えば、厚みが０．０１〜１０ｍｍであって、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ、有機ＥＬ照明、太陽電池などの基板や保護カバーに利用される。成形体５は、スロットダウンドロー法などの他のダウンドロー法を実行するものであってもよい。本発明に係るガラス物品は、板ガラスＧＲに限定されず、ガラス管その他の各種形状を有するものを含む。例えば、ガラス管を形成する場合には、成形体５に代えてダンナー法を利用する成形装置が配備される。

板ガラスの組成としては、ケイ酸塩ガラス、シリカガラスが用いられ、好ましくはホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス、アルミノ珪酸塩ガラス、化学強化ガラスが用いられ、最も好ましくは無アルカリガラスが用いられる。ここで、無アルカリガラスとは、アルカリ成分（アルカリ金属酸化物）が実質的に含まれていないガラスのことであって、具体的には、アルカリ成分の重量比が３０００ｐｐｍ以下のガラスのことである。本発明におけるアルカリ成分の重量比は、好ましくは１０００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、最も好ましくは３００ｐｐｍ以下である。

各ガラス供給路６ａ〜６ｄは、溶解槽１、清澄槽２、均質化槽（攪拌槽）３、ポット４及び成形体５をその順に連結する。各ガラス供給路６ａ〜６ｄは、白金材料製の移送容器を備える。

以下、上記構成の製造装置によってガラス物品（板ガラスＧＲ）を製造する方法について説明する。図５に示すように、本方法は、配置工程Ｓ１、予熱工程Ｓ２、組立工程Ｓ３、溶解工程Ｓ４、溶融ガラス供給工程Ｓ５、成形工程Ｓ６、徐冷工程Ｓ７、及び切断工程Ｓ８を備える。

配置工程Ｓ１では、例えば図６に示すように、清澄槽２の移送容器７を被覆する第一耐火レンガ８ａと第二耐火レンガ８ｂとを上下に離間させた状態で、第一耐火レンガ８ａの被覆面１４ａに接触するように層状部材１１を配置（本実施形態では載置）する。

次に、第一耐火レンガ８ａの被覆面１４ａと、移送容器７の管状部１２の外周面１２ａとの間に粉末Ｐを充填する。また、層状部材１１と、移送容器７の管状部１２の外周面１２ａとの間に粉末Ｐを充填する。その後、図７に示すように、第二耐火レンガ８ｂの当接面１５ｂを第一耐火レンガ８ａの当接面１５ａに当接させる。そして、外周面１２ａの上側の部分と、第二耐火レンガ８ｂの被覆面１４ｂとの間の空間に、粉末Ｐを充填する。その後、耐火レンガ８ａ，８ｂの端部を蓋体９により閉塞する。粉末Ｐは流動可能であり、潤滑材として作用するので、管状部１２は、その長手方向に沿って耐火レンガ８ａ，８ｂに対して相対移動できる。換言すると、管状部１２は、耐火レンガ８ａ，８ｂに固定されることなく、管状部１２の長手方向の膨張が許容された状態にある。

予熱工程Ｓ２では、製造装置の構成要素１〜５，６ａ〜６ｄを個別に分離した状態で、これらを昇温する。以下、予熱工程Ｓ２の例として、清澄槽２を加熱する場合を説明する。

予熱工程Ｓ２では、清澄槽２の移送容器７を昇温するため、フランジ部１３を介して管状部１２に電流を流す。これによって移送容器７が加熱され、管状部１２は、その軸心方向（長手方向）に膨張する。このとき、各耐火レンガ８ａ，８ｂと管状部１２との間に充填された粉末Ｐは、粉末状態を維持しており、管状部１２と耐火レンガ８ａ，８ｂとの間の空間において、流動（移動）可能である。このような粉末Ｐが潤滑材として作用することにより、各管状部１２は、熱応力を発生させることなく膨張できる。加えて、層状部材１１が管状部１２の長手方向に沿って熱膨張する。これにより、粉末Ｐが管状部１２の長手方向に沿って管状部１２の膨張を促進するように流動し、管状部１２の膨張を補助する。

管状部１２が所定の温度（例えば１２００℃以上かつ粉末Ｐの拡散接合が活性化する温度未満）にまで到達すると、予熱工程Ｓ２が終了し、組立工程Ｓ３が実行される。組立工程Ｓ３では、溶解槽１、清澄槽２、均質化槽３、ポット４、成形体５、及びガラス供給路６ａ〜６ｄを接続することで、製造装置が組み立てられる。

溶解工程Ｓ４では、溶解槽１内に供給されたガラス原料が加熱され、溶融ガラスＧＭが生成される。なお、立ち上げ期間の短縮のため、組立工程Ｓ３以前に溶解槽１内で予め溶融ガラスＧＭを生成してもよい。

溶融ガラス供給工程Ｓ５では、溶解槽１の溶融ガラスＧＭを、各ガラス供給路６ａ〜６ｄを介して、清澄槽２、均質化槽３、ポット４、そして成形体５へと順次移送する。

組立工程Ｓ３直後の溶融ガラス供給工程Ｓ５（製造装置の立ち上げ時）において、清澄槽２は、管状部１２への通電によって昇温し続ける。さらに、清澄槽２は、高温の溶融ガラスＧＭが清澄槽２の管状部１２を通過することによっても昇温する。この昇温に伴い、清澄槽２に充填された粉末Ｐも昇温する。

この昇温によって、粉末Ｐの拡散接合が活性化する。この際の粉末Ｐの温度は、例えば１４００℃以上１７００℃以下とすればよい。

本実施形態では、粉末Ｐ中のアルミナ粉末同士、及びアルミナ粉末とシリカ粉末との間で、拡散接合が発生する。また、アルミナ粉末とシリカ粉末とによりムライトが発生する。ムライトは、アルミナ粉末同士を強固に接合する。時間の経過とともに拡散接合が進行し、最終的に、粉末Ｐは一個又は複数個の接合体１０となる。接合体１０は、管状部１２及び耐火レンガ８ａ，８ｂと密着することから、耐火レンガ８ａ，８ｂに対する管状部１２の移動を阻害する。このため、管状部１２は、耐火レンガ８ａ，８ｂに固定される。接合体１０は、板ガラスＧＲの製造が終了するまでの間、耐火レンガ８ａ，８ｂ及び層状部材１１とともに管状部１２を支持し続ける。なお、粉末Ｐが全て接合体１０となるまでに要する時間は、二十四時間以内であることが望ましいが、この範囲に限定されない。

加えて、溶融ガラス供給工程Ｓ５において、溶融ガラスＧＭが清澄槽２の移送容器７内を流通する際、ガラス原料には清澄剤が配合されていることから、この清澄剤の作用により溶融ガラスＧＭからガス（泡）が除去される。また、均質化槽３において、溶融ガラスＧＭは、攪拌されて均質化される。溶融ガラスＧＭがポット４、ガラス供給路６ｄを通過する際には、その状態（例えば粘度や流量）が調整される。

成形工程Ｓ６では、溶融ガラス供給工程Ｓ５を経て溶融ガラスＧＭが成形体５に供給される。成形体５は、溶融ガラスＧＭをオーバーフロー溝から溢れ出させ、その側壁面に沿って流下させる。成形体５は、流下させた溶融ガラスＧＭを下頂部で融合させることで、板ガラスＧＲを成形する。

その後、板ガラスＧＲは、徐冷炉による徐冷工程Ｓ７、切断装置による切断工程Ｓ８を経て、所定寸法に形成される。或いは、切断工程Ｓ８で板ガラスＧＲの幅方向の両端を除去した後に、帯状の板ガラスＧＲをロール状に巻き取ってもよい（巻取工程）。以上により、ガラス物品（板ガラスＧＲ）が完成する。

以上説明した本実施形態に係るガラス物品の製造方法によれば、予熱工程Ｓ２において、清澄槽２の移送容器７は、耐火レンガ８ａ，８ｂとの間に充填される拡散接合可能な粉末Ｐによって支持される。清澄槽２の管状部１２が膨張する場合には、この粉末Ｐは、各管状部１２の膨張を阻害しないように、各管状部１２と耐火レンガ８ａ，８ｂとの間において移動（流動）できる。また、移送容器７と耐火レンガ８ａ，８ｂとの間に、当該耐火レンガ８ａ，８ｂよりも熱膨張率の大きな層状部材１１を配置することで、予熱工程Ｓ２において、移送容器７が長手方向に膨張する際に、層状部材１１の膨張によって粉末Ｐを介して移送容器７の膨張を促進できる。これにより、移送容器７を好適に所期の長さまで膨張させることができる。

前述の通り、高ジルコニア系耐火物は１１００℃〜１２００℃において収縮を示す。本発明では、予熱工程Ｓ２で耐火レンガ８ａ，８ｂが収縮したとしても、当該耐火レンガ８ａ，８ｂの内側に位置する層状部材１１を膨張させることで、移送容器７の好適な膨張を確保できる。

また、溶融ガラス供給工程Ｓ５中は、粉末Ｐが拡散接合によって接合体１０として構成されることで、当該接合体１０と耐火レンガ８ａ，８ｂとによって、各管状部１２を、移動しないように確実に固定できる。

図８乃至図１０は、本発明に係るガラス物品の製造方法の第二実施形態を示す。本実施形態に係る層状部材１１は、複数の構成部材１１ａ，１１ｂを並設することにより構成される。

図８及び図９に示す層状部材１１は、長さの等しい複数の構成部材１１ａを管状部１２の周方向に沿って並設することにより構成される。各構成部材１１ａの長辺同士を接触させることで、第一実施形態と同様な湾曲形状を有する層状部材１１が構成される。このように、層状部材１１を複数の構成部材１１ａを組み合わせて構成することで、第一耐火レンガ８ａへの設置作業が容易となる。また、本実施形態に係る層状部材１１は、第一実施形態のように大型の層状部材１１を製造する場合と比較して、その製造コストを可及的に低減できる。

図１０に示す層状部材１１は、長さの異なる第一構成部材１１ａ及び第二構成部材１１ｂを管状部１２の周方向及び長手方向に並設することにより構成される。具体的には、複数の第一構成部材１１ａの端部同士を接触させて長尺状に構成するとともに、複数の第二構成部材１１ｂの端部同士を接触させて長尺状に構成する。さらに、第一構成部材１１ａの長辺と第二構成部材１１ｂの長辺とを接触させることで、第一実施形態と同様な湾曲形状を有する層状部材１１が構成される。このように長さの異なる第一構成部材１１ａと第二構成部材１１ｂとを組み合わせることで、第一耐火レンガ８ａへの設置作業を容易に行うことができ、熱膨張する際に位置ずれを生じ難く、しかも製造コストを低減可能な層状部材１１を実現できる。

図１１は、本発明に係るガラス物品の製造方法の第三実施形態を示す。本実施形態に係る層状部材１１Ａ，１１Ｂは、移送容器７の下方に配置される第一層状部材１１Ａと、移送容器７の上方に配置される第二層状部材１１Ｂとを含む。第一層状部材１１Ａは、第一耐火レンガ８ａの被覆面１４ａに接触するように配置され、第二層状部材１１Ｂは、第二耐火レンガ８ｂに被覆面１４ｂに接触するように配置される。

各層状部材１１Ａ，１１Ｂは、断面視半円形状を有する。したがって、第一層状部材１１Ａ及び第二層状部材１１Ｂは、相互に対向するとともに、その周方向端部同士を接触させることで、円筒状に構成される。すなわち、層状部材１１Ａ，１１Ｂは、移送容器７に係る管状部１２の外周面１２ａの全周を被覆するように構成される。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記実施形態では、組立工程Ｓ３後に粉末Ｐを拡散接合させる例を示したが、本発明はこの態様に限定されない。予熱工程Ｓ２中に移送容器７の膨張が許容されている限り、粉末Ｐの一部が予熱工程Ｓ２中に拡散接合してもよい。

上記実施形態では清澄槽２が備える移送容器７に本発明を適用したが、ガラス供給路６ａ〜６ｄが備える移送容器に本発明を適用してもよい。また、均質化槽３が備える移送容器に本発明を適用してもよい。内部を流通する溶融ガラスＧＭの温度が高温になる程、移送容器に発生する熱応力によって破損や変形が顕著となる。つまり、内部を流通する溶融ガラスＧＭの温度が高温である移送容器に本発明を適用すれば、移送容器の破損や変形を防止する効果がより顕著となる。このため、溶解槽１と清澄槽２を接続するガラス供給路６ａ、清澄槽２、清澄槽２と均質化槽３を接続するガラス供給路６ｂ、均質化槽３、及び、均質化槽３とポット４を接続するガラス供給路６ｃに本発明を適用することが好ましく、ガラス供給路６ａ及び清澄槽２に適用することがより好ましい。

上記実施形態の清澄槽２及びガラス供給路６ａ〜６ｄは、一つの移送容器によって構成されるが、複数の移送容器によって構成されてもよい。後者の場合、複数の移送容器を突き合わせて接続することによって所望の長さの移送容器が形成される。

上記の実施形態では、充填材として、拡散接合可能な粉末Ｐを用いる例を示したが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、移送容器７と耐火レンガ８ａ，８ｂとの間に、拡散接合によって接合体１０を形成しない粉末、具体的にはガラス粉末、セラミック粉末等の流動可能な粉末を充填材として介在させてもよい。

上記の実施形態では、層状部材１１（１１Ａ，１１Ｂ）を耐火レンガ８ａ，８ｂの被覆面１４ａ，１４ｂに接触するように配置した例を示したが、本発明は、この構成に限定されるものではない。例えば配置工程Ｓ１において、層状部材１１（１１Ａ，１１Ｂ）と耐火レンガ８ａ，８ｂの被覆面１４ａ，１４ｂとの間に粉末Ｐを介在させてもよく、層状部材１１（１１Ａ，１１Ｂ）を移送容器７に係る管状部１２の外周面１２ａに接触するように配置してもよい。

７移送容器
８ａ第一耐火レンガ
８ｂ第二耐火レンガ
１１層状部材
１１Ａ第一層状部材
１１Ｂ第二層状部材
１１ａ層状部材の構成部材（第一構成部材）
１１ｂ層状部材の第二構成部材
ＧＭ溶融ガラス
ＧＲガラス物品（板ガラス）
Ｓ１配置工程
Ｓ２予熱工程

Claims

耐火レンガで被覆された白金材料製で長尺状の移送容器によって溶融ガラスを移送し、前記溶融ガラスを成形してガラス物品を製造する方法において、
前記耐火レンガに対する前記移送容器の長手方向の相対移動が許容された状態で、前記移送容器と前記耐火レンガとの間に前記耐火レンガよりも熱膨張率の大きな層状部材を配置する配置工程と、
前記配置工程を経た前記移送容器を加熱する予熱工程と、を備え、
前記予熱工程では、前記層状部材を前記移送容器の長手方向に沿って熱膨張させることを特徴とするガラス物品の製造方法。
前記層状部材は、前記移送容器の下方位置に配される請求項１に記載のガラス物品の製造方法。
前記配置工程では、前記移送容器と前記耐火レンガとの間に、充填材をさらに配置し、
前記層状部材は、前記耐火レンガに接触するように配される請求項１又は２に記載のガラス物品の製造方法。
前記予熱工程後に、前記移送容器を加熱しつつ、前記移送容器の内部に前記溶融ガラスを通過させる溶融ガラス供給工程を備え、
前記充填材は、拡散接合可能な粉末であり、
前記溶融ガラス供給工程中に、前記粉末を拡散接合させることにより、前記移送容器を前記耐火レンガに固定する接合体を形成する請求項３に記載のガラス物品の製造方法。
前記層状部材は、高アルミナ系耐火物によって構成される請求項１から４のいずれか一項に記載のガラス物品の製造方法。
前記層状部材は、複数の構成部材を有しており、
前記複数の構成部材は、前記移送容器の周方向及び／又は長手方向に沿って並設される請求項１から５のいずれか一項に記載のガラス物品の製造方法。