JP4788951B2

JP4788951B2 - 板ガラスの製造方法及びその装置

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Publication number: JP4788951B2
Application number: JP2005280618A
Authority: JP
Inventors: 一教川崎; 康宏西村; 博文川内
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2025-09-27
Also published as: JP2007091503A

Description

本発明は、板ガラスの製造方法及びその装置に係り、特に、供給ノズルの下端に形成された排出口からその直下方に配設された成形ローラに溶融ガラスを供給して板状に成形する方法及びその装置の改良に関する。

従来より、各種用途に用いられる板ガラスを成形する場合、例えば板状の結晶化ガラスを成形する場合には、まず溶融状態の結晶性ガラス（結晶が析出するガラス）を、ロールアウト成形により板状に成形し、それを所定寸法に切断した後に、熱処理を施すことによって、内部に多数の結晶を析出する板ガラス製造方法が公知となっている。このようにして作製された板状の結晶化ガラスは、ディスプレイ用基板、電子部品焼成用セッター、電磁調理器用トッププレート、電子レンジ用棚板、防火戸用窓ガラス、ストーブ前面窓等に使用されている。

この種の製造方法における成形工程では、溶融ガラスを供給する供給ノズルの直下方に一対の成形ローラを配置した状態で、供給ノズルの下端に形成された排出口から溶融ガラスを流下させて成形ローラに供給し、この成形ローラで溶融ガラスを冷却しつつ圧延することにより板状のガラスに成形することが行われる。この場合、溶融ガラスは、上流端に配備された溶融槽から、途中に攪拌手段等が設けられた攪拌槽や流通管路を流れて、その下流側端部で供給ノズルに流入し、この供給ノズルの内部流通空間を流通した後、上記のように成形ローラに供給され且つ板状のガラスに成形される。そのため、供給ノズルを通る溶融ガラスの粘度は比較的低く（軟らかく）、通常は１０²〜１０^3.8ポイズ程度になっている。

上記のような成形ローラに溶融ガラスを供給するための供給ノズルとして、下端にスリット状の排出口が形成され且つ下方に移行するに連れて幅方向寸法が徐々に長くなる内部流通空間を備えたノズルを使用することが特許文献１に開示されている。また、先端の幅方向中央部分がその両端部よりも狭い形状を有するスリット状の排出口（オリフィス）から溶融ガラスを流出させて板状ガラスを成形する方法が特許文献２に開示されている。更に、下端にスリット状の排出口（スロットノズル）が形成され且つ下方に移行するに連れて幅方向寸法が徐々に長くなる内部流通空間を備えたノズルから溶融ガラスを引き出して板ガラスを製造する装置が特許文献３に開示されている。
特開平６−８７６１５号公報特開２００２−２１１９３４号公報特開２００５−２３１９９２号公報

ところで、近年においては、上記列挙したものを代表例として板ガラス（板状の結晶化ガラス）の大板化が推進されている。例えば、防火戸用窓ガラスは、建築物の防火区画の開放感を高めたり、採光性をより向上させるために、大板化（例えば幅方向寸法が１５００ｍｍ以上或いは２０００ｍｍ以上の大板化）が要求されている。

しかしながら、上記の特許文献１に開示されているような供給ノズルは、このような板ガラスの大板化を考慮して作製されたものではなく、また仮に、この種の要請に応じるために、単に供給ノズルの排出口の幅方向寸法を従来よりも長くするのみでは、以下に示すような問題が生じる。

すなわち、供給ノズルの排出口の幅方向寸法が長くなると、幅方向の中央部については致命的な支障を生じることなく溶融ガラスを成形ローラに供給できるが、幅方向の両端部については、溶融ガラスの流量が不十分となり、溶融ガラスが供給ノズル内で冷却され易い状態となる。そして、この温度低下に起因して、溶融ガラスの流れが停滞するという事態を招くばかりでなく、この停滞が原因となって、溶融ガラスに失透が発生し、この失透部分が異質ガラスとなって板ガラスに出現する。特に、結晶性ガラスは、失透傾向が大きいため、成形時における僅かな温度低下によっても失透が発生する。溶融ガラス中に失透が発生すると、板ガラスの品位低下を招くのみならず、生産性の低下の要因ともなるが、現状においては、このような失透発生の問題に対して、有効な対策は見い出されていない。

また、上記の特許文献２に開示された板ガラスの成形方法は、排出口（オリフィス）の形状が、幅方向中央が最も狭く両端側に移行するに連れて一定の比率（比較的大きな比率）で徐々に広くなっている。このように、オリフィスが幅方向中央から即座に比較的大きな比率で両端側に向かって広くなる形状であると、オリフィスを幅方向に細長い形状とすることができず、全体として溶融ガラスの流下速度が大きくなる。そのため、溶融ガラスの流れを均一にするためのオリフィスの形状設計が極めて困難になるばかりでなく、長期使用によってオリフィスの形状やオリフィスに溶融ガラスを供給するためのフィーダーの形状が僅かでも変化すると、オリフィスから流出する溶融ガラスの流量が変動し易くなるという問題が生じる。しかも、このようにオリフィスを幅方向に細長い形状とすることができないと、大型の板ガラスを成形することが著しく困難になるのは当然の事であり、また大型の板ガラスを成形すべく大量の溶融ガラスを流下させるには、内部流通空間を全体的に広くせざるを得ず、上記の問題が一層深刻となる。

一方、上記の特許文献３に開示された板ガラスの製造装置は、成形ローラを使用するものではなく、ノズル本体の下部の幅方向全体が扁平部（スロットノズル）とされ、ガラスの定量的流れがスロットノズルの全ての場所で同じになるようにして板ガラスを成形するものである。そのため、ノズルの幅方向の両端部における溶融ガラスの流下抵抗が大きくなり、溶融ガラスの流速が低下するために温度低下が生じ易くなることから、結果的には失透が発生し易くなる。しかも、このノズルから排出された溶融ガラスは、幅方向に均等な量となっているため、これを仮に成形ローラで圧延しても幅方向に大きく広げることは極めて困難或いは実質的に不可能と言える。そして、以上のような問題は、大型の板ガラスを成形する場合に、特に顕著となる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、板ガラスの成形工程で用いられる供給ノズルの排出口から溶融ガラスが適正に流出するようにして、失透の発生確率を低減させ、成形ローラを使用してなる成形手法を採用した上で板ガラスの大板化に的確に対処可能とすることを技術的課題とする。

上記技術的課題を解決するためになされた本発明に係る第１の方法は、供給ノズルの下端に形成された排出口からその直下方に配設された成形ローラに溶融ガラスを供給する供給工程と、前記溶融ガラスを成形ローラにより板状に成形する成形工程とを有する板ガラスの製造方法において、前記溶融ガラスは、結晶性ガラスであり、前記供給工程で用いられる供給ノズルは、通電加熱されており、その内部流通空間は、下方に移行するに連れて幅方向寸法が徐々に長くなる本体部を有すると共に、該本体部が、その下部に、前記排出口に通じる扁平部を備えてなり、且つ前記排出口から排出される溶融ガラスの流量が、幅方向中央部よりも両端部の方が多量であることに特徴づけられる。

このような方法によれば、供給ノズルの内部流通空間を通過して排出口から流出する溶融ガラスの流量は、幅方向中央部よりも両端部の方が多量であることから、排出口の幅方向寸法が長くても、内部流通空間を通過して排出口の両端部に至る溶融ガラスの流れに停滞が生じ難くなると共に、温度低下も生じ難くなる。これにより、溶融ガラスに失透が発生し難くなることから、失透した溶融ガラスが異質ガラスとなって板ガラスに出現する確率が激減し、例えば幅方向寸法が１５００ｍｍ以上或いは２０００ｍｍ以上に大板化された板ガラスの品位向上、ひいては生産性の向上が図られる。しかも、成形ローラに対しては、供給ノズルの排出口の幅方向中央部よりも両端部からの方が多量の溶融ガラスが供給されるが、成形ローラが溶融ガラスを幅方向に延ばすべく圧延する場合には、このようにすることが有利である。すなわち、成形ローラが、溶融ガラスを板状に成形すべく幅方向に延ばす場合には、溶融ガラスは、その全量が幅方向中央から両側部に向かう方向に移動することになるが、その場合に、幅方向中央部に存する溶融ガラスを多量に幅方向両側部に向う方向に移動させるよりも、幅方向両端部に存する溶融ガラスを多量に幅方向両側部に向う方向に移動させる方が、溶融ガラスの全量についての移動量が少なくなる。そのため、溶融ガラスの幅方向に対する移動が円滑に行われて、冷却作用も幅方向全てに亘って均一化される傾向となることから、成形ローラにより溶融ガラスを幅方向に良好に延ばして、良質の板状ガラスに効率良く成形することが可能になると推認できる。尚、このような事項を勘案すれば、供給ノズルの内部流通空間における幅方向両端部の溶融ガラスの流速を、幅方向中央部に比して速くすることによっても、同様の利点が得られると推認できる。更に、この方法においては、溶融ガラスの温度分布を均一化して失透が発生するという事態をより確実に回避する観点から、供給ノズルは通電加熱される。また、大型で高品位の板状結晶化ガラスを得るという要請に応じる観点から、溶融ガラスは結晶性ガラスとされる。

また、上記技術的課題を解決するためになされた本発明に係る第２の方法は、供給ノズルの下端に形成された排出口からその直下方に配設された成形ローラに溶融ガラスを供給する供給工程と、前記溶融ガラスを成形ローラにより板状に成形する成形工程とを有する板ガラスの製造方法において、前記溶融ガラスは、結晶性ガラスであり、前記供給工程で用いられる供給ノズルは、通電加熱されており、その内部流通空間は、下方に移行するに連れて幅方向寸法が徐々に長くなる本体部を有すると共に、該本体部が、その幅方向両端部を除く下部に、前記排出口に通じる扁平部を備えてなり、且つ該扁平部の上下方向寸法が、幅方向中央側よりも両端側の方が短く、前記排出口から排出される溶融ガラスの流量が、幅方向中央部よりも両端部の方が多量であることに特徴づけられる。

このような方法によれば、溶融ガラスが本体部の下部に存する扁平部を流下する際には、その厚み方向寸法が短いことに起因して流下抵抗が生じることになるが、扁平部の上下方向寸法は、幅方向中央側よりも両端側の方が短いため、その両端側における溶融ガラスの流下抵抗が相対的に小さくなる。しかも、本体部の下部における幅方向両端部には、扁平部が存在しないため、この幅方向両端部における溶融ガラスの流下抵抗はより一層小さくなる。これにより、供給ノズルの内部流通空間における幅方向の両端部で溶融ガラスの停滞が生じ難くなり、失透の発生確率が激減する。この結果、成形ローラにより成形されて得られる板ガラスが大板であっても、その品位の低下や生産性の低下を可及的に抑制することが可能となる。この場合、扁平部の上下方向寸法は、幅方向中央部から両端側に移行するに連れて徐々に短くなっていることが好ましい。更に、この方法においても、供給ノズルは通電加熱され、且つ、溶融ガラスは結晶性ガラスとされると共に、供給ノズルの内部流通空間を通過して排出口から流出する溶融ガラスの流量は、幅方向中央部よりも両端部の方が多量とされることから、これらに関しては、上述の第１の方法と同一の作用効果が得られる。

また、供給ノズルの内部空間を通過して排出口から流出する溶融ガラスの流量は、幅方向中央部から両端部に移行するに連れて増加することが好ましい。このようにすれば、成形ローラにより溶融ガラスを幅方向に均等に延ばし易くなる。このようにするための一手段として、扁平部の厚み方向寸法が、幅方向中央部から両端部に移行するに連れて増加するようにしてもよい。

加えて、扁平部の上下方向寸法が、幅方向中央部で長いと、長期間の使用によって形状変化を起こし、内部流通空間が閉塞する可能性があるため、扁平部の幅方向中央部に膨出部、つまり幅方向中央部の両側における扁平部よりも厚み方向寸法が長い部分（膨出部）を形成することが好ましい。このような膨出部を形成すると、扁平部の幅方向中央付近の内部流通空間が広がるため、長期間の使用によって扁平部の幅方向中央付近が形状変化を来たしても、その内部流通空間が閉塞し難くなる。このような事項を勘案すれば、この膨出部は、扁平部の幅方向中央部における上下方向の全長に亘って形成されていることが好ましい。

更に、上記技術的課題を解決するためになされた本発明に係る第３の方法は、供給ノズルの下端に形成された排出口からその直下方に配設された成形ローラに溶融ガラスを供給する供給工程と、前記溶融ガラスを成形ローラにより板状に成形する成形工程とを有する板ガラスの製造方法において、前記溶融ガラスは、結晶性ガラスであり、前記供給工程で用いられる供給ノズルは、通電加熱されており、その内部流通空間は、下方に移行するに連れて幅方向寸法が徐々に長くなる本体部を有すると共に、該本体部が、その幅方向両端部を除く下部に、前記排出口に通じる扁平部を備えてなり、且つ前記排出口が、幅方向に一直線上に沿って延びるスリット状直線部の少なくとも両端に、該スリット状直線部よりも厚み方向寸法が長い膨らみ部を有し、前記排出口から排出される溶融ガラスの流量が、幅方向中央部よりも両端部の方が多量であることに特徴づけられる。

このような方法によれば、供給ノズルの排出口が、幅方向に一直線上に沿って延びるスリット状直線部だけでなく、スリット状直線部の両端に、その直線部よりも厚み方向寸法が長い膨らみ部を有しているため、供給ノズルの内部流通空間における幅方向の両端部を流れる溶融ガラスは、排出口の膨らみ部を通じて円滑または迅速に排出される。したがって、その内部流通空間の幅方向両端部で溶融ガラスの停滞が生じ難くなり、失透の発生確率が激減するため、成形ローラにより成形されて得られる板ガラスが大板であっても、その品位の低下や生産性の低下を可及的に抑制することが可能となる。この場合、膨らみ部の形状は、溶融ガラスの排出をよりスムーズに行うべく、円形またはこれに準じる湾曲形のように、屈曲部を有さず且つ丸みを帯びていることが好ましい。更に、この方法においても、供給ノズルは通電加熱され、且つ、溶融ガラスは結晶性ガラスとされると共に、供給ノズルの内部流通空間を通過して排出口から流出する溶融ガラスの流量は、幅方向中央部よりも両端部の方が多量とされることから、これらに関しては、上述の第１の方法と同一の作用効果が得られる。

以上の第１〜第３の方法において、前記供給ノズルの内部流通空間における本体部は、該供給ノズルの流入部から前記扁平部の上部全域及びこれに連なる幅方向両端部全域に通じ且つ該扁平部よりも厚み方向寸法が長い拡大部を有していることが好ましい。

このようにすれば、供給ノズルの内部流通空間における流入部から本体部に流入した溶融ガラスは、拡大部に適切に充満された後に、拡大部から扁平部の上部全域を通じて流下し、扁平部の全領域に迅速に行き渡る。したがって、扁平部に対しては、幅方向全域に亘って不当な過不足を生じることなく溶融ガラスを送給できることになり、特に大型の板ガラスを成形すべく扁平部の幅方向寸法が長い場合に、その効果を顕著に得ることができる。すなわち、仮に、流入部から本体部の扁平部に直接的に溶融ガラスを送給しようとしたならば、扁平部の厚み方向寸法が短いことに起因して、扁平部の幅方向全域に溶融ガラスが適切に行き渡らなくなるが、上記のように拡大部を設けておけば、このような不具合を有効に回避することができる。しかも、拡大部は、扁平部の幅方向両端部全域に通じていることから、本体部の幅方向両端部は、拡大部のみを通じて排出口に至っていることになり、したがって供給ノズルの幅方向の両端部を流れる溶融ガラスは、拡大部の流れが主流となって、拡大部から排出口に直接流れていくことになるため、溶融ガラスの流れが的確に円滑化される。

この場合、拡大部の流路面積は、幅方向中央側よりも両端側の方が小さいことが好ましい。

このようにすれば、供給ノズルの内部流通空間の幅方向両端部における溶融ガラスの流速の低下を抑えることができ、失透の発生をより確実に防止し易くなる。

また、以上の第１〜第３の方法において、前記排出口の幅方向寸法が１０００ｍｍ以上であり、該排出口から排出された溶融ガラスは、幅方向寸法が前記排出口の１．２倍以上で且つ２０００ｍｍ以上の板状ガラスに前記成形ローラで圧延されることが好ましい。

このようにすれば、幅方向寸法が２０００ｍｍ以上の板状ガラスを、無理なく成形できることになり、既に述べた利点を活用しつつ、大型で高品位の板ガラスの作製が実現する。尚、前記排出口の幅方向寸法の上限値は、１５００ｍｍ、更には２０００ｍｍとすることができ、また前記板状ガラスの幅方向寸法は、前記排出口の１．５倍程度に成形ローラで圧延することもできる。

この場合、結晶性ガラスは、質量百分率で、Ｌｉ₂Ｏ１〜７％、Ａｌ₂Ｏ₃ １０〜３０％、ＳｉＯ₂ ５０〜７５％、ＭｇＯ０〜８％、ＺｎＯ０〜１０％、ＢａＯ０〜８％、Ｎａ₂Ｏ０〜７％、Ｋ₂Ｏ０〜７％、ＴｉＯ₂＋ＺｒＯ₂ １〜１０％、Ｐ₂Ｏ₅ ０〜１０％、清澄剤０．１〜３％の組成を含有することが好ましく、特に質量百分率で、Ｌｉ₂Ｏ３〜５％、Ａｌ₂Ｏ₃ １７〜２７％、ＳｉＯ₂ ６０〜７５％、ＭｇＯ０〜２％、ＺｎＯ０〜２％、ＢａＯ０〜５％、Ｎａ₂Ｏ０〜３％、Ｋ₂Ｏ０〜３％、ＴｉＯ₂＋ＺｒＯ₂ ２〜８％、Ｐ₂Ｏ₅ ０〜４％、清澄剤０．５〜３％の組成を含有することがより好ましい。このような結晶性ガラスを所定の条件（例えば６５０〜８００℃で１〜４時間、更に８５０〜１０５０℃で０．５〜２時間）で熱処理すると、β―石英固溶体結晶及びβ―スポジュメン結晶のいずれか一方を内部に析出した低膨張結晶化ガラスを作製することができる。具体的には、３０〜７５０℃における平均熱膨張係数が−１０〜＋１０×１０^-7／℃の低膨張結晶化ガラスを作製することができ、このような低膨張結晶化ガラスは、非常に優れた耐熱衝撃性を有するため、特にプラズマディスプレイ等の電子部品を載置して熱処理するための電子部品焼成用セッター、電磁調理器用トッププレート、電子レンジ用棚板、防火戸用窓ガラス、ストーブ前面窓板等として好適である。尚、前記結晶性ガラスの清澄剤としては、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ａｓ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂等を使用できるが、Ａｓ₂Ｏ₃は、環境負荷物質であるため、その使用量は極力少なくするべきである。具体的には、Ａｓ₂Ｏ₃は、０．５％以下、好ましくは０．２％以下、より好ましくは実質的に含有しないことが好ましい。また、前記結晶性ガラスには、必要に応じて他の成分を添加することができ、具体的には、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｖ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、ＮｉＯ、ＣｏＯ等の着色剤を合量で２％まで添加することが可能である。また、ガラスの失透を抑え、成形ローラによって寸法精度の高い板ガラスを成形するためには、供給ノズル内における溶融ガラスの粘度を１０²〜１０^3.8ポイズ、更には１０^2.5〜１０^3.5ポイズとなるように調整することが好ましい。

更に、板ガラスの大板化に応じるべく排出口を幅方向に長くした上で供給ノズルのコンパクト化を図る観点から、前記本体部の上面傾斜部の水平線に対する傾斜角度は、４５°以下であることが好ましく、また同じく排出口を幅方向に長くした上で供給ノズルのコンパクト化を図る観点から、前記本体部の幅方向に対する最大寸法は、上下方向に対する最大寸法の３倍以上（更には５倍以上）であることが好ましい。

一方、上記技術的課題を解決するためになされた本発明に係る第１の装置は、溶融状態の結晶性ガラスを排出する排出口が下端に形成された供給ノズルと、該供給ノズルの直下方に配設され且つ該供給ノズルから供給された溶融ガラスを板状に成形する成形ローラとを有する板ガラスの製造装置において、前記供給ノズルは、通電加熱でき、その内部流通空間は、下方に移行するに連れて幅方向寸法が徐々に長くなる本体部を有すると共に、該本体部の下部が前記排出口に通じる扁平部を備えてなり、且つ前記排出口から排出される溶融ガラスの流量が、幅方向中央部よりも両端部の方が多量になるように構成されていることに特徴づけられる。

この装置は、特徴となる構成要素が、上記の第１の方法と同一であり、したがって、この装置についての作用効果等に関する事項は、上記の第１の方法について既に述べた事項と同一であるため、ここでは便宜上、その説明を省略する。

また、上記技術的課題を解決するためになされた本発明に係る第２の装置は、溶融状態の結晶性ガラスを排出する排出口が下端に形成された供給ノズルと、該供給ノズルの直下方に配設され且つ該供給ノズルから供給された溶融ガラスを板状に成形する成形ローラとを有する板ガラスの製造装置において、前記供給ノズルは、通電加熱でき、その内部流通空間は、下方に移行するに連れて幅方向寸法が徐々に長くなる本体部を有すると共に、該本体部の幅方向両端部を除く下部が前記排出口に通じる扁平部とされ、且つ該扁平部の上下方向寸法が、幅方向中央側よりも両端側の方が短く、前記排出口から排出される溶融ガラスの流量が、幅方向中央部よりも両端部の方が多量になるように構成されていることに特徴づけられる。

この装置は、特徴となる構成要素が、上記の第２の方法と同一であり、したがって、この装置についての作用効果等に関する事項は、上記の第２の方法について既に述べた事項と同一であるため、ここでは便宜上、その説明を省略する。

更に、上記技術的課題を解決するためになされた本発明に係る第３の装置は、溶融状態の結晶性ガラスを排出する排出口が下端に形成された供給ノズルと、該供給ノズルの直下方に配設され且つ該供給ノズルから供給された溶融ガラスを板状に成形する成形ローラとを有する板ガラスの製造装置において、前記供給ノズルは、通電加熱でき、その内部流通空間は、下方に移行するに連れて幅方向寸法が徐々に長くなる本体部を有すると共に、該本体部の幅方向両端部を除く下部が前記排出口に通じる扁平部とされ、且つ前記排出口が、幅方向に一直線上に延びるスリット状直線部の少なくとも両端に、該スリット状直線部よりも厚み方向寸法の長い膨らみ部を有し、前記排出口から排出される溶融ガラスの流量が、幅方向中央部よりも両端部の方が多量になるように構成されていることに特徴づけられる。

この装置は、特徴となる構成要素が、上記の第３の方法と同一であり、したがって、この装置についての作用効果等に関する事項は、上記の第３の方法について既に述べた事項と同一であるため、ここでは便宜上、その説明を省略する。

以上のように本発明によれば、供給ノズルの排出口から排出される溶融ガラスの流量を幅方向位置との関連において適切とし且つ供給ノズルに通電加熱を行うと共に溶融ガラスを結晶性ガラスとしたから、供給ノズルの内部流通空間における幅方向の両端部で溶融ガラスの停滞が生じ難くなる。この結果、失透の発生確率が激減するため、成形ローラにより成形されて得られる板ガラスが大板であっても、その品位の低下や生産性の低下を可及的に抑制することが可能となる。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る板ガラスの製造装置の全体構成を示す概略側面図である。同図に示すように、板ガラスの製造装置１は、上流端に配備された溶融槽２と、この溶融槽２の下流側に連通して配置され且つ溶融ガラスを攪拌する攪拌手段３が内部に挿通された攪拌槽４と、この攪拌槽４から供給ノズル５の流入口６に通じる供給流路７と、供給ノズル５の排出口８の直下方に所定距離を隔てて配備された成形ローラ９とを有する。この場合、成形ローラ９は、溶融ガラスを挟持して圧延すると同時に冷却作用をも行う一対のローラ９ａで構成されている。尚、上記の供給流路７は、この実施形態では、耐火物（または保温材）で覆われた白金製パイプからなるものである。

図２（ａ）〜（ｄ）は、この製造装置１で使用される供給ノズル５の詳細を示すものであるが、この供給ノズル５は、厚みが１ｍｍ程度の白金からなる薄板で内部流通空間が覆われているため、これらの各図に示す形状は、内部流通空間の形状と同一である。したがって、以下に説明する供給ノズル５の各部は、内部流通空間の各部をも意味するものである。尚、この供給ノズル５の内部流通空間を覆う白金からなる薄板の周囲はさらに耐火物（または保温材）で覆われている（図示略）。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、供給ノズル５（その内部流通空間）は、主たる構成要素として、縦方向（略垂直方向）に沿うように形成され且つ下方に移行するに連れて幅方向（同図のａ−ａ方向）寸法が徐々に長くなる本体部１０と、この本体部１０の幅方向中央部の上端に連通され且つ横方向（略水平方向）に沿うように形成された流入部１１とを有し、この流入部１１の基端に、上記の供給流路７に通じる流入口６が形成されている。

本体部１０は、その上部から幅方向両端部１０ａに亘る部位が、厚み方向（図２（ｂ）のｂ−ｂ方向）寸法の長い拡大部１２とされると共に、その幅方向両端部１０ａを除く下部が、厚み方向寸法の短い扁平部１３とされ、且つ扁平部１３の下端に排出口８が形成されている。尚、図２（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図、及びＢ−Ｂ断面図である。この場合、扁平部１３は、図２（ａ）に示すように、その上下方向寸法が、幅方向中央部から両端側に移行するに連れて徐々に短くなっている。また、拡大部１２は、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、幅方向中央部から両端部１０ａに移行するに連れて徐々に流路面積が小さくなっている。更に、排出口８は、図２（ｄ）に示すように、幅方向に一直線上に沿って延びるスリット状直線部８ａと、このスリット状直線部８ａの幅方向両端に連通して形成され且つスリット状直線部８ａよりも厚み方向寸法が長い膨らみ部８ｂとから構成されている。

この場合、スリット状直線部８ａの厚み方向寸法と、扁平部１３の全域における厚み方向寸法とは略同一（１０〜２０ｍｍ程度）とされているが、厳密には、スリット状直線部８ａ及び扁平部１３の幅方向中央部が両端側部分よりも僅かな寸法（２〜６ｍｍ程度）だけ厚み方向寸法が長くなっている。また、膨らみ部８ｂは、屈曲部を有することなく滑らかにスリット状直線部８ａに連なる円弧状の湾曲形状を呈している。詳述すると、排出口８の幅方向全長は１０００〜２０００ｍｍ程度であり、膨らみ部８ｂの幅方向寸法Ｌ１は２０〜１００ｍｍ程度であって、膨らみ部８ｂの幅方向外側の円弧部分の半径Ｒは１０〜２０ｍｍ程度に設定されている。尚、膨らみ部８ｂの一部または全部（少なくとも幅方向外側の端の一部）は、扁平部１３を介在させることなく拡大部１２に直接的に連通している。

そして、この供給ノズル５（その内部流通空間）は、図３に示すように、排出口８から成形ローラ９に供給される溶融ガラスＹの流量が、幅方向中央部よりも両端部１０ａの方が多量となる構造とされている。更に、上記の排出口８から成形ローラ９に供給された溶融ガラスＹは、成形ローラ９で圧延されることにより、幅方向寸法が排出口８の１．２〜１．８倍程度であって２０００ｍｍ以上の板状ガラスＧとなって下降する。この実施形態では、溶融ガラスＹは、結晶性ガラス（結晶が析出するガラス）であって、この溶融ガラスＹは、成形ローラ９を構成する一対のローラ９ａ間の上方に溜まった状態を維持しつつ圧延されるようになっている。

更に、この供給ノズル５は、本体部１０の幅方向における最大寸法（または排出口８の幅方向寸法）が、供給ノズル５の流入口６における幅方向寸法の３倍以上、より好ましくは４倍以上である。また、この供給ノズル５は、本体部１０の幅方向における最大寸法（または排出口８の幅方向寸法）が、本体部１０の上下方向における最大寸法の３倍以上、好ましくは４倍以上である。更に、この本体部１０の上面傾斜部１５（図２（ａ）参照）、すなわち本体部１０の上面のうち、流入部１１との連通部１４の上面から両側に下降傾斜する上面傾斜部１５は、水平線とのなす傾斜角度が４５°以下、好ましくは３０°以下とされている。そして、この供給ノズル５は、白金に通電して溶融ガラスを直接加熱できるように構成されている。

このような構成を備えた板ガラスの製造装置１によれば、溶融槽２及び攪拌槽４から供給流路７を流れて供給ノズル５の流入口６に至った溶融ガラスは、流入部１１を通過して本体部１０に流入する。そして、この溶融ガラスは、供給工程において、まず本体部１０の拡大部１２の上部に充満された後、扁平部１３及びその両外方の両端部を流下するが、扁平部１３においては、幅方向中央部から両端側に移行するに連れて流下抵抗が小さくなっており、且つ本体部１０の幅方向両端部１０ａには扁平部が存在せずに拡大部１２が存在していることから、幅方向両端部１０ａを流下する溶融ガラスに不当な停滞が生じることはない。更に、溶融ガラスが供給ノズル５の下端に達して排出口８から排出される際には、幅方向両端部１０ａを除く部位については排出口８のスリット状直線部８ａを通じて溶融ガラスが排出されるのに対して、幅方向両端部１０ａについては排出口８の膨らみ部８ｂを通じて円滑または迅速に溶融ガラスが排出されるため、排出口８の幅方向両端部から溶融ガラスが適切に排出されないことによる溶融ガラスの不当な停滞が生じなくなる。しかも、排出口８から排出される溶融ガラスの流量は、図４に示すように、幅方向中央部の領域Ｙよりも両端部１０ａの領域Ｘの方が多量であるため、詳述すると、幅方向両端部１０ａの領域Ｘが最も流量が多く、その直ぐ中央寄りの位置で急激に少なくなり、その位置から中央部の領域Ｙに移行するに連れて僅かずつ徐々に少なくなるため、これによっても幅方向両端部１０ａを流れる溶融ガラスに不当な停滞が生じ難くなる。

このようにして供給工程が実行されることにより、供給ノズル５の幅方向両端部１０ａを流れる溶融ガラス及び幅方向両端部１０ａから排出される溶融ガラスＹに失透が生じなくなる。この後の成形工程では、その溶融ガラスの供給を受けた成形ローラ９により、幅方向寸法が２０００ｍｍ以上の高品位の板状ガラスＧが成形される。そして、この板状ガラスＧは、所定寸法に切断された後、熱処理が施されることにより、内部に多数の結晶が析出されてなる板状の結晶化ガラスが得られる。このようにして作製された板状の結晶化ガラスは、ディスプレイ用基板、電子部品焼成用セッター、電磁調理器用トッププレート、電子レンジ用棚板、防火戸用窓ガラス、ストーブ前面窓等に使用することができ、近年におけるこれらの板ガラスの大板化に的確に対処可能となる。

図５は、供給ノズル５の変形例を示すものであり、この供給ノズル５の排出口８は、スリット状直線部８ａの幅方向中央部に、該スリット状直線部８ａよりも厚み方向寸法が長い膨出部８ｃを有している。この膨出部８ｃの幅方向寸法は、排出口８の幅方向全長の１／２以下、好ましくは１／３以下とされている。そして、扁平部１３もこれに倣って、幅方向中央部に膨出部１３ｃが形成されている。このような構成であると、排出口８の幅方向全域から排出される溶融ガラスの流量は、図６に示すように、両端部の領域Ｘが最も多く、次いで中央部の領域Ｙが多く、中央部と両端部との相互間領域Ｚが最も少なくなる。但し、領域Ｙと相互間領域Ｚとの流量差は、領域Ｘと相互間領域Ｚとの流量差に比して僅かである。そして、上記のような膨出部８ｃ、１３ｃが形成されていると、扁平部１３の幅方向中央付近の内部流通空間が広くなるため、長期間の使用によって扁平部１３の幅方向中央付近が形状変化を来たしても、内部流通空間が閉塞せず、溶融ガラスが停滞することがないため、幅方向中央部においてまでも失透の発生を抑えることができる。

本発明の実施形態に係る板ガラスの製造装置の全体構成を示す概略側面図である。前記製造装置の構成要素である供給ノズル図２（ａ）は、前記製造装置の構成要素である供給ノズルの正面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図２（ｄ）は、前記供給ノズルの底面図である。前記供給ノズルから流出した溶融ガラスを成形ローラで板状に成形している状態を示す正面図である。前記供給ノズルの排出口全域から流出する溶融ガラスの流量特性を示すグラフである。前記供給ノズルの変形例を示す底面図である。前記変形例に係る供給ノズルの排出口全域から流出する溶融ガラスの流量特性を示すグラフである。

符号の説明

１板ガラスの製造装置
５供給ノズル
６供給ノズルの流入口
８供給ノズルの排出口
８ａスリット状直線部
８ｂ膨らみ部
９成形ローラ
１０本体部
１１流入部
１２拡大部
１３扁平部
１４連通部
１５上面傾斜部
Ｙ溶融ガラス
Ｇ板状ガラス

Claims

供給ノズルの下端に形成された排出口からその直下方に配設された成形ローラに溶融ガラスを供給する供給工程と、前記溶融ガラスを成形ローラにより板状に成形する成形工程とを有する板ガラスの製造方法において、
前記溶融ガラスは、結晶性ガラスであり、前記供給工程で用いられる供給ノズルは、通電加熱されており、その内部流通空間は、下方に移行するに連れて幅方向寸法が徐々に長くなる本体部を有すると共に、該本体部が、その下部に、前記排出口に通じる扁平部を備えてなり、且つ前記排出口から排出される溶融ガラスの流量が、幅方向中央部よりも両端部の方が多量であることを特徴とする板ガラスの製造方法。
供給ノズルの下端に形成された排出口からその直下方に配設された成形ローラに溶融ガラスを供給する供給工程と、前記溶融ガラスを成形ローラにより板状に成形する成形工程とを有する板ガラスの製造方法において、
前記溶融ガラスは、結晶性ガラスであり、前記供給工程で用いられる供給ノズルは、通電加熱されており、その内部流通空間は、下方に移行するに連れて幅方向寸法が徐々に長くなる本体部を有すると共に、該本体部が、その幅方向両端部を除く下部に、前記排出口に通じる扁平部を備えてなり、且つ該扁平部の上下方向寸法が、幅方向中央側よりも両端側の方が短く、前記排出口から排出される溶融ガラスの流量が、幅方向中央部よりも両端部の方が多量であることを特徴とする板ガラスの製造方法。
供給ノズルの下端に形成された排出口からその直下方に配設された成形ローラに溶融ガラスを供給する供給工程と、前記溶融ガラスを成形ローラにより板状に成形する成形工程とを有する板ガラスの製造方法において、
前記溶融ガラスは、結晶性ガラスであり、前記供給工程で用いられる供給ノズルは、通電加熱されており、その内部流通空間は、下方に移行するに連れて幅方向寸法が徐々に長くなる本体部を有すると共に、該本体部が、その幅方向両端部を除く下部に、前記排出口に通じる扁平部を備えてなり、且つ前記排出口が、幅方向に一直線上に沿って延びるスリット状直線部の少なくとも両端に、該スリット状直線部よりも厚み方向寸法が長い膨らみ部を有し、前記排出口から排出される溶融ガラスの流量が、幅方向中央部よりも両端部の方が多量であることを特徴とする板ガラスの製造方法。
前記供給ノズルの内部流通空間における本体部は、該供給ノズルの流入部から前記扁平部の上部全域及びこれに連なる幅方向両端部全域に通じ且つ該扁平部よりも厚み方向寸法が長い拡大部を有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の板ガラスの製造方法。
前記拡大部の流路面積が、幅方向中央側よりも両端側の方が小さいことを特徴とする請求項４に記載の板ガラスの製造方法。
前記排出口の幅方向寸法が１０００ｍｍ以上であり、該排出口から排出された溶融ガラスは、幅方向寸法が前記排出口の１．２倍以上で且つ２０００ｍｍ以上の板状ガラスに前記成形ローラで圧延されることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の板ガラスの製造方法。
前記結晶性ガラスは、質量百分率で、Ｌｉ₂Ｏ１〜７％、Ａｌ₂Ｏ₃ １０〜３０％、ＳｉＯ₂ ５０〜７５％、ＭｇＯ０〜８％、ＺｎＯ０〜１０％、ＢａＯ０〜８％、Ｎａ₂Ｏ０〜７％、Ｋ₂Ｏ０〜７％、ＴｉＯ₂＋ＺｒＯ₂ １〜１０％、Ｐ₂Ｏ₅ ０〜１０％、清澄剤０．１〜３％の組成を含有することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の板ガラスの製造方法。
前記本体部の上面傾斜部の水平線に対する傾斜角度は、４５°以下であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の板ガラスの製造方法。
前記本体部の幅方向に対する最大寸法は、上下方向に対する最大寸法の３倍以上であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の板ガラスの製造方法。
溶融状態の結晶性ガラスを排出する排出口が下端に形成された供給ノズルと、該供給ノズルの直下方に配設され且つ該供給ノズルから供給された溶融ガラスを板状に成形する成形ローラとを有する板ガラスの製造装置において、
前記供給ノズルは、通電加熱でき、その内部流通空間は、下方に移行するに連れて幅方向寸法が徐々に長くなる本体部を有すると共に、該本体部の下部が前記排出口に通じる扁平部を備えてなり、且つ前記排出口から排出される溶融ガラスの流量が、幅方向中央部よりも両端部の方が多量になるように構成されていることを特徴とする板ガラスの製造装置。
溶融状態の結晶性ガラスを排出する排出口が下端に形成された供給ノズルと、該供給ノズルの直下方に配設され且つ該供給ノズルから供給された溶融ガラスを板状に成形する成形ローラとを有する板ガラスの製造装置において、
前記供給ノズルは、通電加熱でき、その内部流通空間は、下方に移行するに連れて幅方向寸法が徐々に長くなる本体部を有すると共に、該本体部の幅方向両端部を除く下部が前記排出口に通じる扁平部とされ、且つ該扁平部の上下方向寸法が、幅方向中央側よりも両端側の方が短く、前記排出口から排出される溶融ガラスの流量が、幅方向中央部よりも両端部の方が多量になるように構成されていることを特徴とする板ガラスの製造装置。
溶融状態の結晶性ガラスを排出する排出口が下端に形成された供給ノズルと、該供給ノズルの直下方に配設され且つ該供給ノズルから供給された溶融ガラスを板状に成形する成形ローラとを有する板ガラスの製造装置において、
前記供給ノズルは、通電加熱でき、その内部流通空間は、下方に移行するに連れて幅方向寸法が徐々に長くなる本体部を有すると共に、該本体部の幅方向両端部を除く下部が前記排出口に通じる扁平部とされ、且つ前記排出口が、幅方向に一直線上に延びるスリット状直線部の少なくとも両端に、該スリット状直線部よりも厚み方向寸法の長い膨らみ部を有し、前記排出口から排出される溶融ガラスの流量が、幅方向中央部よりも両端部の方が多量になるように構成されていることを特徴とする板ガラスの製造装置。