JP2022188662A - フロートガラス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ドロス欠陥の発生を抑制しつつ、カーボン部材の焼失を抑制する、技術を提供する。【解決手段】フロートガラス製造方法は、フロートバスに貯留した溶融金属の上で成形したガラスリボンを、ドロスボックスの内部に設けたｎ個（ｎは２以上の自然数）の搬送ロールによって前記フロートバスから引き出し、徐冷炉に送ることを含む。フロートガラス製造方法は、前記ドロスボックスの下部空間において、ｎ個の前記搬送ロールの各々にカーボン部材を当接させることを含む。前記下部空間を前記ガラスリボンの搬送方向に前記カーボン部材で区画したｎ＋１個の空間のうち、前記搬送方向の上流側から下流側に向けてｋ番目に位置する前記空間を、第ｋ空間と定義する。フロートガラス製造方法は、前記下部空間のうちの第１空間に不活性ガスを供給することと、前記下部空間のうちの第ｉ空間（ｉは２以上ｎ以下の自然数）に還元性ガスを供給することと、を含む。【選択図】図１

Description

本開示は、フロートガラス製造方法に関する。

フロートガラス製造方法は、フロートバスに貯留した溶融金属の上でガラスリボンを成形し、成形したガラスリボンをドロスボックスの内部に設けた複数の搬送ロールによってフロートバスから引き出し、徐冷炉に送ることを含む。また、フロートガラス製造方法は、ガラスリボンを、徐冷炉の内部で徐冷した後、所望の寸法及び形状に切断することを含む。ガラスリボンを切断することで、フロートガラスが得られる。

フロートバスの内部は、溶融金属の酸化を抑制すべく、還元性ガスで満たされる。一方、徐冷炉の内部は、徐冷炉の出口から流入する大気で満たされる。その結果、ドロスボックスの内部には、フロートバスの内部から還元性ガスが流入し、また、徐冷炉の内部から大気が流入する。大気は、ドロスボックスの外壁に形成された穴（例えば搬送ロールを挿通する穴）、あるいは、ドロスボックスと徐冷炉の間の隙間などからも、ドロスボックスの内部に流入する。

フロートガラス製造方法は、ドロスボックスの内部において、搬送ロールに付着した異物を除去すべく、搬送ロールにカーボン部材を当接させることを含む。異物は、例えばガラスリボンと共にドロスボックスの内部に持ち込まれた溶融金属が酸化した酸化物、いわゆるドロスを含む。ドロスボックスの内部に大気が流入すると、大気中の酸素ガスによってカーボン部材が酸化消耗してしまうため、ドロスの除去が困難になる。その結果、ガラスリボンの下面に傷が発生してしまう。また、ドロスボックスの内部に大気が流入すると、ガラスリボンの下面に付着した溶融金属が酸化して、ドロス欠陥が生成してしまう。

特許文献１には、雰囲気仕切装置によって、徐冷炉の内部からドロスボックスの内部に大気が流入するのを抑制する技術が開示されている。雰囲気仕切装置は、仕切部材と、仕切部材を鉛直方向に移動させる昇降機構と、を備える。仕切部材は、ドロスボックス内のガラスリボンが搬送される搬送経路よりも下側の空間と、徐冷炉内の搬送経路よりも下側の空間とを仕切る。

特許文献２には、ガス流れ形成手段によって、搬送ロールに付着した溶融スズを除去する除去部材を非酸化性ガスでシールドする技術が開示されている。

特開２０１６－０５０１６０号公報 特開２０１１－１３２０９９号公報

特許文献１によれば、徐冷炉の内部からドロスボックスの内部に大気が流入するのを抑制できるが、ドロスボックスの外壁に形成された穴（例えば搬送ロールを挿通する穴）、あるいは、ドロスボックスと徐冷炉の間の隙間などからドロスボックスの内部に大気が流入することがある。そのため、特許文献１に記載の技術では、ドロスボックスの内部に大気が流入するのを十分に抑制できない。従って、大気中の酸素ガスによってカーボン部材が酸化消耗するのを十分に抑制できない。また、ガラスリボンの下面に生じるドロス欠陥を十分に低減できない。

ドロスボックスの内部は、ガラスリボンＧよりも上側の上部空間と、ガラスリボンＧの下側の下部空間と、を含む。ドロスボックスの上部空間には、フロートバスの内部から還元性ガスが流入する。流入した還元性ガスは、ガラスリボンの上方から下方に回り込むことがあり、ドロスボックスの下部空間からフロートバスの内部に向けて逆流することがある。逆流した還元性ガスがガラスリボンの下面と溶融金属の上面との間に供給されると、溶融金属がガラスリボンと共にドロスボックスの内部に持ち込まれやすく、ガラスリボンの下面に生じるドロス欠陥が増加してしまう。

特許文献２によれば、除去部材の酸化による劣化を防止できるが、搬送ロール表面に付着したスズが酸化したり、ガラスリボンの表面に付着したスズが搬送ロールで搬送されている間に酸化するため、フロートガラスの品質低下を起こしてしまう。

本開示の一態様は、ドロス欠陥の発生を抑制しつつ、カーボン部材の酸化消耗を抑制する、技術を提供する。

本開示の一態様に係るフロートガラス製造方法は、フロートバスに貯留した溶融金属の上で成形したガラスリボンを、ドロスボックスの内部に設けたｎ個（ｎは２以上の自然数）の搬送ロールによって前記フロートバスから引き出し、徐冷炉に送ることを含む。フロートガラス製造方法は、前記ドロスボックスの内部であって前記ガラスリボンよりも下側の下部空間において、ｎ個の前記搬送ロールの各々にカーボン部材を当接させることを含む。前記下部空間を前記ガラスリボンの搬送方向に前記カーボン部材で区画したｎ＋１個の空間のうち、前記搬送方向の上流側から下流側に向けてｋ番目に位置する前記空間を、第ｋ空間と定義する。フロートガラス製造方法は、前記下部空間のうちの第１空間に不活性ガスを供給することと、前記下部空間のうちの第ｉ空間（ｉは２以上ｎ以下の自然数）に還元性ガスを供給することと、を含む。

本開示の一態様によれば、最上流の第１空間に不活性ガスを供給することで、第１空間の圧力を高めることができ、第１空間に大気が流入するのを抑制できる。また、最上流の第１空間に不活性ガスを供給することで、第１空間の真上の空間から第１空間に還元性ガスが回り込むのを抑制しつつ、第１空間の還元性ガス濃度を低減でき、第１空間からフロートバスの内部へ還元性ガスが逆流するのを抑制できる。更に、第ｉ空間に還元性ガスを供給することで、第ｉ空間の圧力を高めることができ、第ｉ空間に大気が流入するのを抑制できる。更にまた、第ｉ空間に還元性ガスを供給することで、第ｉ空間に流入した大気中の酸素ガスを水蒸気などに変えることができ、酸素ガスによる酸化を抑制できる。これらの結果、ドロス欠陥の発生を抑制しつつ、カーボン部材の酸化消耗を抑制できる。

図１は、一実施形態に係るフロートガラス製造装置を示す断面図である。 図２は、図１のドロスボックスを拡大して示す断面図である。 図３は、第１変形例に係るドロスボックスを拡大して示す断面図である。 図４は、図３に示す第２空間に配置したノズルを示す斜視図である。 図５は、第２変形例に係るノズルを示す斜視図である。 図６は、第３変形例に係るノズルを示す斜視図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。各図面において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は互いに垂直な方向であって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平方向、Ｚ軸方向は鉛直方向である。Ｘ軸方向がガラスリボンＧの搬送方向であり、Ｙ軸方向がガラスリボンＧの幅方向である。明細書中、数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。

図１を参照して、一実施形態に係るフロートガラス製造装置１について説明する。フロートガラス製造装置１は、ガラスリボンＧの搬送方向上流側から下流側に向けて、フロートバス２と、ドロスボックス３と、徐冷炉５と、を備える。フロートガラス製造装置１は、フロートバス２に貯留した溶融金属Ｍの上でガラスリボンＧを成形し、成形したガラスリボンＧをドロスボックス３の内部に設けた複数の搬送ロール３１によってフロートバス２から引き出し、徐冷炉５に送る。また、フロートガラス製造装置１は、ガラスリボンＧを、徐冷炉５の内部で徐冷した後、所望の寸法及び形状に切断する。ガラスリボンＧを切断することで、フロートガラスが得られる。

フロートガラスは、例えば無アルカリガラス、アルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラス又はソーダライムガラスなどである。無アルカリガラスとは、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ等のアルカリ金属酸化物を実質的に含有しないガラスを意味する。ここで、アルカリ金属酸化物を実質的に含有しないとは、アルカリ金属酸化物の含有量の合量が０．１質量％以下を意味する。

フロートガラスの用途は、特に限定されないが、例えばディスプレイ（例えば液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等）のカバーガラスである。フロートガラスの用途がカバーガラスである場合、フロートガラスは化学強化用ガラスである。化学強化用ガラスは、無アルカリガラスとは異なり、アルカリ金属酸化物を含有する。

化学強化用ガラスは、例えば酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ_２：６２％～６８％、Ａｌ_２Ｏ_３：６％～１２％、ＭｇＯ：７％～１３％、Ｎａ_２Ｏ：９％～１７％、Ｋ_２Ｏ：０％～７％を含有し、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの含有量の合計からＡｌ_２Ｏ_３含有量を減じた差が１０％未満であり、ＺｒＯ_２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、ＳｉＯ_２：６５％～８５％、Ａｌ_２Ｏ_３：３％～１５％、Ｎａ_２Ｏ：５％～１５％、Ｋ_２Ｏ：０％～２％未満、ＭｇＯ：０％～１５％、ＺｒＯ_２：０％～１％を含有し、ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３の含有量の合計ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３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、ＳｉＯ_２を５０％～７５％、Ａｌ_２Ｏ_３を９％～２０％、Ｎａ_２Ｏを１０％～２０％、Ｋ_２Ｏを０％～６％、ＭｇＯを０％～１５％、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯを合量（ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）で０％～１０％、ＺｒＯ_２及びＴｉＯ_２を合量（ＺｒＯ_２＋ＴｉＯ_２）で０％～５％、Ｂ_２Ｏ_３を０％～１０％、Ｌｉ_２Ｏを０％～２０％含有する。

フロートガラスの用途は、ディスプレイの薄膜トランジスタ又はカラーフィルター等を形成するガラス基板であってもよい。フロートガラスの用途がガラス基板である場合、フロートガラスは無アルカリガラスである。無アルカリガラスは、化学強化用ガラスとは異なり、アルカリ金属酸化物を実質的に含有しない。

無アルカリガラスは、例えば、酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ_２：５０％～７３％、Ａｌ_２Ｏ_３：１０．５％～２４％、Ｂ_２Ｏ_３：０％～１２％、ＭｇＯ：０％～１０％、ＣａＯ：０％～１４．５％、ＳｒＯ：０％～２４％、ＢａＯ：０％～１３．５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８％～２９．５％、ＺｒＯ_２：０％～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、ＳｉＯ_２：５８％～６６％、Ａｌ_２Ｏ_３：１５％～２２％、Ｂ_２Ｏ_３：５％～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、ＳｉＯ_２：５４％～７３％、Ａｌ_２Ｏ_３：１０．５％～２２．５％、Ｂ_２Ｏ_３：０％～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。

フロートガラスの厚みは、フロートガラスの用途に応じて選択される。フロートガラスの用途がディスプレイのカバーガラスである場合、フロートガラスの厚みは例えば０．１ｍｍ～２．０ｍｍである。一方、フロートガラスの用途がディスプレイのガラス基板である場合、フロートガラスの厚みは例えば０．１ｍｍ～０．７ｍｍである。

次に、図１を再度参照して、一実施形態に係るフロートバス２などについて説明する。フロートバス２は、浴槽２１を備える。浴槽２１は、溶融金属Ｍを収容する。溶融金属Ｍとしては、例えば溶融スズが用いられる。溶融スズの他に、溶融スズ合金なども使用可能であり、溶融金属Ｍは溶融ガラスよりも高い密度を有するものであればよい。溶融ガラスは、溶融金属Ｍの上に連続的に供給され、溶融金属Ｍの平滑な液面を利用して、帯板状のガラスリボンＧに成形される。

フロートバス２は、浴槽２１の上に空間を形成する天井２２を備える。フロートバス２の内部は、溶融金属Ｍの酸化を防止するため、還元性ガスで満たされ、大気圧よりも高い気圧に維持される。還元性ガスは、例えば窒素ガスと水素ガスとの混合ガスであり、窒素ガスを８５体積％～９８．５体積％、水素ガスを１．５体積％～１５体積％含んでいる。還元性ガスは、天井２２のレンガ同士の目地及び天井２２の孔から供給される。

ドロスボックス３は、ガラスリボンＧを引き上げる搬送ロール３１を備える。搬送ロール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を斜め上方に向けて搬送する。駆動装置は、ドロスボックス３の外部に設けられる。従って、ドロスボックス３の外壁には、搬送ロール３１を挿通させる穴が形成される。

搬送ロール３１は、ドロスボックス３の内部に、ガラスリボンＧの搬送方向（Ｘ軸方向）に間隔をおいて複数配置される。搬送ロール３１の個数は、図１では３つであるが、複数であればよく、２つであってもよく、４つ以上であってもよい。搬送ロール３１の軸方向は、ガラスリボンＧの幅方向（Ｙ軸方向）と同一方向である。

ドロスボックス３は、搬送ロール３１に当接されるカーボン部材３２を備える。カーボン部材３２は、ドロスボックス３の下部空間に配置される。ドロスボックス３の下部空間は、ガラスリボンＧよりも下側の空間である。カーボン部材３２は、搬送ロール３１の外周面に当接し、搬送ロール３１の外周面に付着した異物を除去する。異物は、例えばガラスリボンＧと共にドロスボックス３の内部に持ち込まれた溶融金属Ｍが酸化した酸化物、いわゆるドロスを含む。

カーボン部材３２は、例えば直方体である。カーボン部材３２は、Ｘ軸方向視で台形又は逆台形の四角柱であってもよい。カーボン部材３２は、搬送ロール３１の軸方向に複数設けられてもよい。各搬送ロール３１に沿って配列されるカーボン部材３２の個数は、ガラスリボンＧの幅（Ｙ軸方向寸法）又は搬送ロール３１の軸方向長さ（Ｙ軸方向寸法）に応じて決定される。

カーボン部材３２のＹ軸方向寸法は、例えば３００ｍｍ～１０００ｍｍであり、好ましくは４００ｍｍ～８００ｍｍである。カーボン部材３２のＺ軸方向寸法は、例えば５０ｍｍ～２００ｍｍであり、好ましくは７０ｍｍ～１５０ｍｍである。カーボン部材３２のＸ軸方向寸法は、例えば２０ｍｍ～１００ｍｍであり、好ましくは３０ｍｍ～８０ｍｍである。

カーボン部材３２は、グラファイト粉末を含んでもよい。グラファイト粉末の最大粒径は、例えば０．１ｍｍ～３ｍｍであり、好ましくは０．５ｍｍ～２．５ｍｍである。グラファイト粉末の最大粒径が０．１ｍｍ～３ｍｍであると、グラファイト粉末の成形体であるカーボン部材３２の強度を確保できる。

カーボン部材３２のショア硬度は、例えば２０ＨＳ～９０ＨＳであり、好ましくは３０ＨＳ～８０ＨＳである。カーボン部材３２のショア硬度が２０ＨＳ～９０ＨＳであると、搬送ロール３１に対するカーボン部材３２の耐摩耗性を確保できる。

ドロスボックス３は、カーボン部材３２を搬送ロール３１に押し付ける付勢部材３３を備えてもよい。付勢部材３３は、例えば、金属製のばねを含む。ばねは、板ばねである。付勢部材３３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、輪ばね等を含んでもよい。なお、付勢部材３３は、空気圧シリンダなどの流体圧シリンダなどを含んでもよい。

ドロスボックス３は、カーボン部材３２を昇降自在に支持する支持部材３４を備えてもよい。支持部材３４は、ドロスボックス３の底壁３５の上に配置される。支持部材３４はＹ軸方向に垂直な断面形状がＵ字状であり、支持部材３４の内部にカーボン部材３２と付勢部材３３が配置される。支持部材３４は、カーボン部材３２及び付勢部材３３がＸ軸方向にずれるのを防止する。

ドロスボックス３は、ガラスリボンＧの温度を調整すべく、ヒータ３７を備えてもよい。ヒータ３７は、ガラスリボンＧの下方に設けられてもよい。ドロスボックス３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Ｔｇを基準として、（Ｔｇ－５０℃）～（Ｔｇ＋３０℃）であることが好ましい。

ドロスボックス３は、ガラスリボンＧよりも上方に、フード３８と、フード３８の上に配置された断熱材３９と、断熱材３９の一部とフード３８とを貫通してフード３８の下面から吊り下げられたドレープ４０と、を備える。ドレープ４０は、鋼材あるいはガラス材などの耐火材からなる板状の部材である。

ドレープ４０は、ドロスボックス３の上部空間を、ガラスリボンＧの搬送方向（Ｘ軸方向）に複数の空間に仕切る。ドロスボックス３の上部空間は、ガラスリボンＧよりも上側の空間である。ドレープ４０は、例えば、各搬送ロール３１の回転中心線の真上に配置される。ドレープ４０は、各搬送ロール３１の軸方向（Ｙ軸方向）に延びている。

徐冷炉５は、ガラスリボンＧを搬送ロール５１によって搬送しながらガラスの歪点以下の温度に徐冷する。徐冷炉５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（不図示）を備える。搬送ロール５１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。徐冷炉５は、下流側の出口にて外部に開放されている。それゆえ、徐冷炉５の内部には、大気が流入する。

ところで、ドロスボックス３の内部には、徐冷炉５の内部から大気が流入しうる。大気は、ドロスボックス３の外壁に形成された不図示の穴（例えば搬送ロール３１を挿通する穴）、あるいは、ドロスボックス３と徐冷炉５の間の隙間ＧＰなどからも、ドロスボックス３の内部に流入しうる。

従来、ドロスボックス３の内部に大気が流入することで、大気中の酸素ガスによってカーボン部材３２が酸化消耗してしまい、搬送ロール３１に付着したドロスの除去が困難になるという問題があった。また、従来、ドロスボックス３の内部に大気が流入すると、ガラスリボンＧの下面に付着した溶融金属Ｍが酸化して、ドロス欠陥が生成してしまうという問題があった。

また、ドロスボックス３の上部空間には、フロートバスの内部から還元性ガスが流入しうる。従来、流入した還元性ガスは、ガラスリボンＧの上方から下方に回り込みことがあり、ドロスボックス３の下部空間からフロートバス２の内部に向けて逆流することがあった。逆流した還元性ガスによって溶融金属ＭがガラスリボンＧと共にドロスボックス３の内部に持ち込まれやすくなり、ガラスリボンＧの下面に生じるドロス欠陥が増加してしまうという問題があった。

次に、図２を参照して、一実施形態に係るドロスボックス３の詳細について説明する。搬送ロール３１、カーボン部材３２、付勢部材３３及び支持部材３４は、ガラスリボンＧの搬送方向（Ｘ軸方向）に間隔をおいて複数配置される。搬送ロール３１の軸方向は、ガラスリボンＧの幅方向（Ｙ軸方向）と同一方向である。

ドロスボックス３は、ドロスボックス３の下部空間において、ｎ個（ｎは２以上の自然数）の搬送ロール３１の各々にカーボン部材３２を当接させることを含む。ｎは、図２では３であるが、２でもよいし、４以上でもよい。

本明細書では、ドロスボックス３の下部空間をガラスリボンＧの搬送方向（Ｘ軸方向）にカーボン部材３２で区画したｎ＋１個の空間のうち、搬送方向の上流側から下流側に向けてｋ番目に位置する空間を、第ｋ空間と定義する。

また、本明細書では、ドロスボックス３の内部に設けたｎ個の搬送ロール３１のうち、搬送方向の上流側から下流側に向けてｋ番目に位置する搬送ロール３１を、第ｋ搬送ロール３１－ｋと定義する。

更に、本明細書では、第ｋ搬送ロール３１－ｋに当接されるカーボン部材３２を、第ｋカーボン部材３２－ｋと定義する。また、第ｋカーボン部材３２－ｋを付勢する付勢部材３３を、第ｋ付勢部材３３－ｋと定義する。更に、第ｋカーボン部材３２－ｋを支持する支持部材３４を、第ｋ支持部材３４－ｋと定義する。

ドロスボックス３の下部空間は、例えば３つの搬送ロール３１－１、３１－２、３１－３によって４つの空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に区画される。４つの空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のうち任意の隣り合う２つの空間では、一方から他方にガスが流れ込むことがあり、ガスが混じり合うことがある。

第１空間Ｓ１は、図２に示すように、Ｙ軸方向視で、ドロスボックス３のフロートバス２に対向する上流壁４１と、ドロスボックス３の底壁３５と、第１搬送ロール３１－１と、第１カーボン部材３２－１と、第１支持部材３４－１と、で囲まれる。

第２空間Ｓ２は、Ｙ軸方向視で、第１搬送ロール３１－１と、第１カーボン部材３２－１と、第１支持部材３４－１と、ドロスボックス３の底壁３５と、第２搬送ロール３１－２と、第２カーボン部材３２－２と、第２支持部材３４－２と、で囲まれる。

第３空間Ｓ３は、Ｙ軸方向視で、第２搬送ロール３１－２と、第２カーボン部材３２－２と、第２支持部材３４－２と、ドロスボックス３の底壁３５と、第３搬送ロール３１－３と、第３カーボン部材３２－３と、第３支持部材３４－３と、で囲まれる。

第４空間Ｓ４は、Ｙ軸方向視で、第３搬送ロール３１－３と、第３カーボン部材３２－３と、第３支持部材３４－３と、ドロスボックス３の底壁３５と、ドロスボックス３の徐冷炉５に対向する下流壁４２と、で囲まれる。

ドロスボックス３は、第１空間Ｓ１に不活性ガスを供給する第１ノズル４３を備える。第１ノズル４３は、例えば、ドロスボックス３のＹ軸方向一端又は両端の外壁から、ドロスボックス３の内部に挿入され、第１空間Ｓ１に不活性ガスを吐出する。第１ノズル４３の吐出方向は、Ｙ軸方向であるが、Ｚ軸正方向（上方向）であってもよい。

第１空間Ｓ１は、最も上流側の空間である。第１空間Ｓ１に供給する不活性ガスは、例えば窒素ガス、又はアルゴンガス等の希ガスである。第１空間Ｓ１に供給する不活性ガスは、窒素ガス、又は希ガスを含めばよく、窒素ガスと希ガスの混合ガスであってもよい。第１空間Ｓ１には、還元性ガスは供給されない。

本実施形態によれば、第１空間Ｓ１に不活性ガスを供給することで、第１空間Ｓ１の圧力を高めることができる。従って、ドロスボックス３の外壁の穴などから第１空間Ｓ１に大気が流入するのを抑制できる。よって、大気中の酸素ガスによってカーボン部材３２が酸化消耗するのを抑制できる。また、大気中の酸素ガスによってドロス欠陥が生じるのを抑制できる。

第１空間Ｓ１の圧力は、例えば、大気圧よりも１Ｐａ～１５Ｐａ高い。第１空間Ｓ１の圧力が大気圧よりも１Ｐａ以上高ければ、ドロスボックス３の外壁の穴などから第１空間Ｓ１に大気が流入するのを抑制できる。その結果、カーボン部材３２の酸化消耗を抑制できる。また、ドロス欠陥を低減できる。第１空間Ｓ１の圧力と大気圧との差圧が１５Ｐａ以下であれば、第１空間Ｓ１に供給する不活性ガスの流量を低減できる。

また、本実施形態によれば、第１空間Ｓ１に不活性ガスを供給することで、第１空間Ｓ１の圧力を高めつつ、第１空間Ｓ１における還元性ガスの濃度を低減できる。よって、第１空間Ｓ１の真上の空間から第１空間Ｓ１へ還元性ガスが回り込むのを抑制しつつ、第１空間Ｓ１における還元性ガスの濃度を低減できる。従って、第１空間Ｓ１からフロートバス２の内部へ還元性ガスが逆流するのを抑制でき、溶融金属ＭがガラスリボンＧと共にドロスボックス３の内部に持ち込まれるのを抑制できる。よって、ガラスリボンＧの下面に生じるドロス欠陥を低減できる。

第１空間Ｓ１の水素ガス濃度は、例えば５体積％未満であり、好ましくは３体積％以下である。第１空間Ｓ１の水素ガス濃度が５体積％未満であれば、第１空間Ｓ１からフロートバス２の内部に逆流する水素ガスが少ない。第１空間Ｓ１の水素ガス濃度は、例えば１体積％以上であり、好ましくは３体積％以上である。

第１空間Ｓ１の酸素ガス濃度は、例えば１００体積ｐｐｍ以下であり、好ましくは１０体積ｐｐｍ以下である。第１空間の酸素ガス濃度が１００体積ｐｐｍ以下であれば、ドロス欠陥の発生を抑制しつつ、カーボン部材３２の酸化消耗を抑制できる。第１空間Ｓ１の酸素ガス濃度は、０体積ｐｐｍ以上であればよい。

ドロスボックス３は、第ｉ空間（ｉは２以上ｎ以下の自然数）に還元性ガスを供給する第２ノズル４４を含む。第２ノズル４４は、最上流の第１空間Ｓ１と最下流の第（ｎ＋１）空間（例えば第４空間Ｓ４）を除く空間に、還元性ガスを供給する。還元性ガスによって酸素ガスを水蒸気などに変えることができ、酸素ガス濃度を低減できる。

第１空間Ｓ１には、上記の通り、還元性ガスが供給されず、不活性ガスが供給される。第１空間Ｓ１の隣の第２空間Ｓ２に還元性ガスが不足するのを回避すべく、第２ノズル４４は少なくとも第２空間Ｓ２に還元性ガスを供給することが好ましい。つまり、第ｉ空間は、少なくとも第２空間Ｓ２を含むことが好ましい。なお、第２ノズル４４は、第３空間Ｓ３に還元性ガスを供給してもよい。

第ｉ空間に供給する還元性ガスは、例えば、水素ガス、一酸化炭素ガス又はアセチレンガスを含有する。水素ガス、一酸化炭素ガス、及びアセチレンガスは、還元性に優れている。なお、第ｉ空間に供給する還元性ガスは、水素ガスなどを含めばよく、更に不活性ガスを含んでもよい。

第ｉ空間に供給する還元性ガスは、好ましくは０．１体積％～２０体積％の水素ガスを含有し、より好ましくは１０体積％～２０体積％の水素ガスを含有する。水素ガス濃度が０．１体積％以上であれば、酸素ガスを還元する効果が得られやすい。また、水素ガス濃度が２０体積％以下であれば、還元性ガスの管理が容易である。

第２ノズル４４は、例えば、ドロスボックス３のＹ軸方向一端又は両端の外壁から、ドロスボックス３の内部に挿入され、第ｉ空間に還元性ガスを吐出する。第２ノズル４４の吐出方向は、図２に示すようにＹ軸方向であってもよいし、図３及び図４に示すようにＺ軸正方向（上方向）であってもよい。

図３及び図４に示すように、第２ノズル４４は、例えば、Ｙ軸方向に延びる水平管４４１と、水平管４４１に沿って形成された不図示のスリットを上方に延長する鉛直管４４２と、を含んでもよい。水平管４４１は、ドロスボックス３のＹ軸方向一端の外壁の穴に挿入されている。鉛直管４４２は、上方に向けて開放されており、上方に向けて還元性ガスを吐出する。図４及び図５に示すように鉛直管４４２のＹ軸方向寸法は特に限定されず、第ｉ空間のＹ軸方向一端又は両端にのみ鉛直管４４２が配置されてもよいし、第ｉ空間のＹ軸方向全体にわたって鉛直管４４２が配置されてもよい。

図６に示すように、第２ノズル４４は、Ｙ軸方向に延びる水平管４４１と、水平管４４１に形成された吐出孔４４３と、を含んでもよい。吐出孔４４３はＹ軸方向に間隔をおいて複数設けられてもよい。第ｉ空間のＹ軸方向一端又は両端にのみ吐出孔４４３が配置されてもよいし、第ｉ空間のＹ軸方向全体にわたって吐出孔４４３が配置されてもよい。吐出孔４４３は、上方に向けて開放されており、上方に向けて還元性ガスを吐出する。

図３に示すように、第２ノズル４４は、上流側の搬送ロール３１（例えば第１搬送ロール３１－１）に向けて還元性ガスを吐出してもよい。第１搬送ロール３１－１の外周面の近傍では、第１搬送ロール３１－１の回転方向に気流が生じる。その気流によって、還元性ガスを第１カーボン部材３２－１に供給でき、第１カーボン部材３２－１の近傍における酸素ガス濃度を効率的に低減できる。

本実施形態によれば、第ｉ空間に還元性ガスを供給することで、第ｉ空間の圧力を高めることができる。従って、ドロスボックス３の外壁の穴などから第ｉ空間に大気が流入するのを抑制できる。よって、大気中の酸素ガスによってカーボン部材３２が酸化消耗するのを抑制できる。また、大気中の酸素ガスによってドロス欠陥が生じるのを抑制できる。

第ｉ空間の圧力は、例えば、大気圧よりも１Ｐａ～１５Ｐａ高い。第ｉ空間の圧力が大気圧よりも１Ｐａ以上高ければ、ドロスボックス３の外壁の穴などから第ｉ空間に大気が流入するのを抑制できる。その結果、カーボン部材３２の酸化消耗を抑制できる。また、ドロス欠陥を低減できる。第ｉ空間の圧力と大気圧との差圧が１５Ｐａ以下であれば、第ｉ空間に供給する還元性ガスの流量を低減できる。

また、本実施形態によれば、第ｉ空間に還元性ガスを供給することで、第ｉ空間に流入した酸素ガスを水蒸気などに変えることができ、酸素ガスによる酸化を抑制できる。従って、カーボン部材３２が酸化消耗するのを抑制できる。また、ドロス欠陥が生じるのを抑制できる。

第ｉ空間の水素ガス濃度は、例えば１体積％～２０体積％であり、好ましくは２体積％～１０体積％である。第ｉ空間の水素ガス濃度が１体積％以上であれば、第ｉ空間に流入した大気中の酸素ガスが還元されやすい。一方、第ｉ空間の水素ガス濃度が２０体積％以下であれば、第ｉ空間に供給する還元性ガスの管理が容易である。

第ｉ空間の酸素ガス濃度は、例えば１００体積ｐｐｍ以下であり、好ましくは５０体積ｐｐｍ以下である。第ｉ空間の酸素ガス濃度が１００体積ｐｐｍ以下であれば、ドロス欠陥の発生を抑制しつつ、カーボン部材３２の酸化消耗を抑制できる。第ｉ空間の酸素ガス濃度は、０体積ｐｐｍ以上であればよい。

第（ｎ＋１）空間は、最下流の空間であり、例えば第４空間Ｓ４である。第（ｎ＋１）空間に供給する還元性ガスは、例えば、水素ガス、一酸化炭素ガス又はアセチレンガスを含有し、更に不活性ガスを含有してもよい。また、第（ｎ＋１）空間に供給する不活性ガスは、例えば窒素ガス、又はアルゴンガス等の希ガスである。

本実施形態によれば、第（ｎ＋１）空間に不活性ガス又は還元性ガスを供給することで、第（ｎ＋１）空間の圧力を高めることができる。従って、ドロスボックス３の外壁の穴などから第（ｎ＋１）空間に大気が流入するのを抑制できる。よって、大気中の酸素ガスによってカーボン部材３２が酸化消耗するのを抑制できる。また、大気中の酸素ガスによってドロス欠陥が生じるのを抑制できる。

第（ｎ＋１）空間の圧力は、例えば、大気圧よりも１Ｐａ～１５Ｐａ高い。第（ｎ＋１）空間の圧力が大気圧よりも１Ｐａ以上高ければ、ドロスボックス３と徐冷炉５の間の隙間ＧＰなどから第（ｎ＋１）空間に大気が流入するのを抑制できる。その結果、カーボン部材３２の酸化消耗を抑制できる。また、ドロス欠陥を低減できる。第（ｎ＋１）空間の圧力と大気圧との差圧が１５Ｐａ以下であれば、第（ｎ＋１）空間に供給するガスの流量を低減できる。

第（ｎ＋１）空間の水素ガス濃度は、例えば１体積％～２０体積％であり、好ましくは２体積％～１０体積％である。第（ｎ＋１）空間の水素ガス濃度が１体積％以上であれば、第（ｎ＋１）空間に流入した大気中の酸素ガスが還元されやすい。一方、第（ｎ＋１）空間の水素ガス濃度が２０体積％以下であれば、第（ｎ＋１）空間に供給する還元性ガスの管理が容易である。

第（ｎ＋１）空間の酸素ガス濃度は、例えば１００体積ｐｐｍ以下であり、好ましくは５０体積ｐｐｍ以下である。第（ｎ＋１）空間の酸素ガス濃度が１００体積ｐｐｍ以下であれば、ドロス欠陥の発生を抑制しつつ、カーボン部材３２の酸化消耗を抑制できる。第（ｎ＋１）空間の酸素ガス濃度は、０体積ｐｐｍ以上であればよい。

以下、実験データについて説明する。下記の例１が比較例であり、例２が実施例である。例１と例２では、図３に示すドロスボックス３を用いて、表１に示す条件でフロートガラスを製造した。例１では第２空間Ｓ２に水素含有ガスを供給しなかったのに対し、例２では第２空間Ｓ２に水素含有ガスを供給した点を除き、例１と例２では同じ条件でフロートガラスを製造した。水素含有ガスは、水素ガスを１２体積％含有し、窒素ガスを８８体積％含有するものを用いた。

表１に示すように、例１では第２空間Ｓ２に水素含有ガスを供給しなかったのに対し、例２では第２空間Ｓ２に水素含有ガスを供給した点を除き、例１と例２では同じ条件でフロートガラスを製造した。

表１において、例１と例２で、第２空間Ｓ２の水素ガス濃度が同一であるのは、水素含有ガスの供給はドロスボックス３のＹ軸方向中央で実施したのに対し、水素ガス濃度の測定はドロスボックス３のＹ軸方向一端で実施したからである。

但し、表１から明らかなように、例２では、第２空間Ｓ２に水素含有ガスを供給したので、例１に比べて第２空間Ｓ２の圧力が高くなっていた。また、例２では、第２空間Ｓ２に水素含有ガスを供給したので、水素含有ガスの回り込みによって、例１に比べて第３空間Ｓ３の水素ガス濃度が高くなっていた。

例１と例２では、暗室の中でフロートガラスの端面に光を照射し、フロートガラスの溶融金属Ｍに接触していた面を検査し、長径が２０μｍを超えるドロス欠陥の単位面積当たりの個数を調べた。調べた個数は、相対値で表１に示す。表１から明らかなように、例２では第１空間Ｓ１にＮ_２ガスを供給し且つ第２空間Ｓ２に水素含有ガスを供給したので、例１に比べて、ドロス欠陥の個数を低減できた。

また、例１と例２では、表１に示す条件でフロートガラスを連続的に５０日間製造し、５０日間でカーボン部材３２の酸化消耗が生じたか否かを目視で調べた。表１において、カーボン部材３２の評価が「〇」であることは酸化消耗が目視で無かったことを意味し、カーボン部材３２の評価が「×」であることは酸化消耗が目視で有ったことを意味する。表１から明らかなように、例２では第１空間Ｓ１にＮ_２ガスを供給し且つ第２空間Ｓ２に水素含有ガスを供給したので、例１に比べてカーボン部材３２の酸化消耗を抑制できた。

以上、本開示に係るフロートガラス製造方法について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。

１ フロートガラス製造装置
２ フロートバス
３ ドロスボックス
３１ 搬送ロール
３２ カーボン部材
５ 徐冷炉
Ｍ 溶融金属
Ｇ ガラスリボン

Claims (10)

1. フロートバスに貯留した溶融金属の上で成形したガラスリボンを、ドロスボックスの内部に設けたｎ個（ｎは２以上の自然数）の搬送ロールによって前記フロートバスから引き出し、徐冷炉に送ることを含む、フロートガラス製造方法であって、
   前記ドロスボックスの内部であって前記ガラスリボンよりも下側の下部空間において、ｎ個の前記搬送ロールの各々にカーボン部材を当接させることを含み、
   前記下部空間を前記ガラスリボンの搬送方向に前記カーボン部材で区画したｎ＋１個の空間のうち、前記搬送方向の上流側から下流側に向けてｋ番目に位置する前記空間を、第ｋ空間と定義すると、
   前記下部空間のうちの第１空間に不活性ガスを供給することと、前記下部空間のうちの第ｉ空間（ｉは２以上ｎ以下の自然数）に還元性ガスを供給することと、を含む、フロートガラス製造方法。
2. 前記第ｉ空間は、少なくとも第２空間を含む、請求項１に記載のフロートガラス製造方法。
3. 前記下部空間のうちの第（ｎ＋１）空間に不活性ガス又は還元性ガスを供給することを含む、請求項１又は２に記載のフロートガラス製造方法。
4. 前記第ｉ空間において、搬送方向上流側の前記搬送ロールに向けて還元性ガスを供給することを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載のフロートガラス製造方法。
5. 前記第ｉ空間に供給する還元性ガスは、水素ガス、一酸化炭素ガス又はアセチレンガスを含有する、請求項１～４のいずれか１項に記載のフロートガラス製造方法。
6. 前記第ｉ空間に供給する還元性ガスは、０．１体積％～２０体積％の水素ガスを含有する、請求項１～５のいずれか１項に記載のフロートガラス製造方法。
7. 前記第１空間の水素ガス濃度は、３体積％未満である、請求項１～６のいずれか１項に記載のフロートガラス製造方法。
8. 前記第ｉ空間の水素ガス濃度は、１～２０体積％である、請求項１～７のいずれか１項に記載のフロートガラス製造方法。
9. 前記第ｉ空間の圧力は、大気圧よりも１Ｐａ～１５Ｐａ高い、請求項１～８のいずれか１項に記載のフロートガラス製造方法。
10. 前記第ｉ空間の酸素ガス濃度は、１００体積ｐｐｍ以下である、請求項１～９のいずれか１項に記載のフロートガラス製造方法。

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