JP5152478B2 - ガラス板製造装置、及びガラス板製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フロート法によるガラス板の製造に関し、特にガラスリボンからリフトアウトロールに付着した溶融錫などの異物を除去するガラス板製造装置、及びガラス板製造方法に関する。

建築用板ガラス、自動車用板ガラス、及びディスプレイ用板ガラスなどのガラス板において、より一層の高品質化と低コスト化が求められている。高品質化と低コスト化を妨げる要因はいくつかあるが、溶融錫浴（フロートバス）の溶融錫がガラス板に付着して生じた錫や錫酸化物などが問題となることが少なくない。

フロート法によるガラス板の製造方法は、溶融ガラスを溶融錫浴の溶融錫表面上に供給して、溶融ガラスを溶融錫浴上で連続したシート状に成形するものであり、溶融錫浴上で所定の幅の連続したガラス板となったガラスリボンを溶融錫表面から引き出し、これを所定の大きさのガラス板に切断する製法である。

溶融錫浴表面からのガラスリボンの引き出しは、通常リフトアウトロールと呼ばれるロールによりガラスリボンを溶融錫浴の下流側で持ち上げることによって行われる。このリフトアウトロールが存在する区域を以下「リフトアウト域」という。引き出されたガラスリボンは、リフトアウト域の下流側のレヤーと呼ばれる徐冷工程で徐冷される。この徐冷する区域を以下「レヤー域」といい、このレヤー域でガラスリボンを支持搬送するロールを以下「レヤーロール」という。フロートバス中の溶融された錫は酸化されやすいため、フロートバス中の雰囲気は還元雰囲気に保たれている。また、リフトアウト域も通常還元雰囲気に保たれている。

このようなガラス板の製造過程において、溶融錫の表面から引き出されたガラスリボンの下面には溶融錫が付着しやすい。ロールの表面がガラスリボンの下面に接触することによって、ガラスリボンの下面に付着している溶融錫がロールの表面に付着すると、その後搬送されるガラスリボンに溶融錫が繰り返し付着される。特許文献１には、リフトアウトロールの表面に付着した溶融錫などの異物を除去する除去部材が開示されている。

特許文献１の除去部材は、リフトアウトロールの表面にカーボン製の板状材の除去部材を押し当てて、リフトアウトロールの表面に付着した溶融錫などの異物を除去するものである。また、リフトアウトロールに当接する部分のリフトアウトロールの反回転方向側の除去部材に、削り屑の落下を促進させる傾斜部を設けることも開示されている。
特開平１１−３３５１２７号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、リフトアウトロールと除去部材との間に隙間が生じる場合があり、隙間が生じると、リフトアウトロールの表面の溶融錫を確実に除去することができず、ガラスリボンに溶融錫が再付着するという問題があった。また、前記隙間を無くすために、カーボン製の板状材の除去部材をリフトアウトロールに押し当てると、リフトアウトロールに振動が発生し、この振動に起因してガラスリボンに傷が発生するという問題もあった。

一方、ガラスリボンに残存した溶融錫は酸化されやすく、この酸化錫は融点が極めて高いため、ガラスリボンから酸化錫を除去することは困難である。また、酸化錫以外にフロートバス内の雰囲気中の不純物、溶融錫やガラス中の不純物などに起因して硫化物などの酸化錫以外の錫化合物が生成されることもある。これら異物がガラスリボンに付着した状態で冷却されると、その異物をガラス板から除去することは非常に困難であった。

また、ガラスリボンに付着した酸化錫などの異物は、欠点となりガラス板の品質低下及び生産歩留まり低下の原因となる。場合によっては、徐冷後のガラスリボンやガラス板に対してこの異物を除去する必要が生じるため、新たにこの異物除去の工程を設ける必要もあり、一層のコストアップになっていた。また、ロールに残存する異物は、ガラスリボンに傷を付け、さらにその傷が原因となって徐冷、及びその後の工程で割れが発生し、生産歩留まり低下の原因にもなっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、錫の溶融温度域にあるガラスリボンを搬送するロールに付着した異物を確実に除去することができるガラス板製造装置、及びガラス板製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載のガラス板製造装置の発明は、前記目的を達成するために、溶融ガラスを溶融錫浴上に流し込むことにより製造されるフロート法によるガラス板の製造装置において、前記溶融錫浴から引き出されかつ該錫の溶融温度域にあるガラスリボンを搬送するロールに、耐熱繊維シートからなる除去部材が、弾性をもって当接されることにより、前記ロール表面に付着した異物が掃拭されて除去されることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、耐熱繊維シートからなる柔軟性のある除去部材を、弾性をもってロールに当接させる。これにより、除去部材はロールに密着するため、ロールに付着した溶融錫、錫化合物、またロール表面から剥離された剥離物、またガラスカレットなどの異物をロールから確実に除去できる。また、耐熱繊維シートは柔軟性を有しているので、耐熱繊維シートをロールに密着させてもロールには振動が生じず、ガラスリボンに振動に起因する傷も発生しない。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記耐熱繊維シートが非酸化性雰囲気にあることを特徴としている。

溶融錫は酸化され易く、酸化が進行すると、酸化錫がロールやガラスリボンに固着され易くなる。したがって、耐熱繊維シートを含むリフトアウト領域の雰囲気は、還元ガス雰囲気又は不活性ガス雰囲気（この２つの雰囲気を非酸化性雰囲気という）であって、酸素濃度が１００ｐｐｍ以下が好ましく、２０ｐｐｍ以下であれば更に好ましい。なお、１００ｐｐｍ以下であれば後述する。カーボン製耐熱繊維シートの場合に、カーボンが高温雰囲気により酸化損失されないため好ましい。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記耐熱繊維シートが、カーボン繊維及びシリカ繊維から選ばれる少なくとも１種からなるフェルト状のシート、又は織布ないし不織布状のシートであることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、耐熱繊維シートがカーボン繊維、又はシリカ繊維であるので、リフトアウト域のガラス温度（約７００〜７５０℃）に耐えることができるので好ましい。

請求項４に記載のガラス板製造方法の発明は、前記目的を達成するために、溶融ガラスを溶融錫浴上に流し込むことにより製造されるフロート法によるガラス板の製造方法において、前記溶融錫浴から引き出されかつ該錫の溶融温度域にあるガラスリボンを搬送するロールに、耐熱繊維シートからなる除去部材を、弾性をもって当接させることにより、前記ロール表面に付着した異物を掃拭して除去することを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、耐熱繊維シートからなる除去部材をロールに弾性をもって当接させたので、溶融温度域にあるガラスリボンを搬送するロールに付着した異物を確実に除去することができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項４において、前記耐熱繊維シートが非酸化性雰囲気にあることを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、耐熱繊維シートが非酸化性雰囲気にあるため、溶融錫の酸化は進み難く、また、カーボン製耐熱繊維シートの場合にはカーボンの損失が抑えられ、溶融錫の除去に好適となる。

請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記耐熱繊維シートが、カーボン繊維及びシリカ繊維から選ばれる少なくとも１種からなるフェルト状のシート、又は織布ないし不織布状のシートであることを特徴としている。

請求項６に記載の発明によれば、耐熱繊維シートがカーボン繊維、又はシリカ繊維であるので、リフトアウト域のガラス温度（約７００〜７５０℃）に耐えることができるので好ましい。

本発明に係るガラス板製造装置、及びガラス板製造方法によれば、耐熱繊維シートからなる除去部材を、弾性をもってロールに当接させてロールの表面に付着した異物を掃拭して除去するようにしたので、ロールに付着した溶融錫などの異物をロールから確実に除去できる。

この結果、除去部材より下流においてガラスリボンに接するロールに付着する異物も削減できるので、これらロールからの異物がガラスリボンに再付着することも防止できる。

以上の効果によって、ガラスリボンに付着した錫や酸化錫などの異物に起因するガラス板の欠点を削減でき、ロールに付着した異物を起因とするガラスリボンの傷も大幅に減少し、ガラス板の高品質化と製造経費の低減化が可能となる。

以下、添付図面に従って本発明の実施の形態について説明する。

図１は、実施の形態に係る異物除去装置１０が適用されたフロート法によるガラス板製造装置１２の断面図である。また、図２は、異物除去装置１０の斜視図であり、図３は、異物除去装置１０を構成する１台の除去モジュール１４を示した斜視図である。なお、以下の説明において、下流とは図１のガラスリボン１６の移動方向を基準としてそれと同方向側をいい（図１の矢印Ａ方向）、その反対方向側を上流という。

図１に示す異物除去装置１０は、フロートバス１７の溶融錫浴１８の溶融錫２０の表面から引き出され、かつ錫の溶融温度域にあるガラスリボン１６を搬送する、例えば３本のリフトアウトロール２２、２２、２２に、耐熱繊維シートからなる除去部材２４を、それぞれ弾性をもって当接させることにより、リフトアウトロール２２、２２、２２に付着した異物を掃拭して除去する装置である。

リフトアウトロール２２に付着する異物とは、溶融錫、ロール表面から剥離された剥離物、及びガラスカレットなどの異物を総称している。

溶融錫２０上で成形されたガラスリボン１６は、溶融錫浴１８から引き出され、矢印Ａで示した下流方向に移動している。

除去装置１０は、リフトアウトロール２２の下側面に、自身の弾性力をもって当接する除去部材２４と、除去部材２４を支持する直方体形状の支持部材２６とから構成され、除去部材２４及び支持部材２６は、ガラスリボン１６の幅方向（紙面に垂直方向）に沿って配置されている。

また、除去装置１０は、除去部材２４の交換作業性を向上させるために、図２の如く長手方向に３分割され、例えば３分割された除去モジュール１４、１４、１４が直線状に配置されて構成される。各々の除去モジュール１４の支持部材２６には、上面中央部に長手方向に沿って溝２６Ａが形成されており、この溝２６Ａに所定の厚みを有するシート状の除去部材２４の下部２４Ａが嵌合配置される。これによって、除去モジュール１４が構成される。更に、支持部材２６の溝２６Ａの両端部は、他の部分よりも一段高く形成され、この高く形成された段部２６Ｂ、２６Ｂに、除去部材２４の下部２４Ａの両側に形成された段部２４Ｂ、２４Ｂが嵌合される。このような段部による嵌合構造によって、除去部材２４が支持部材２６に対して位置決めされる。

ところで、フロート法によるガラス板の製造方法においては、不図示の溶解窯で原料を溶解する工程、溶解した溶融ガラスをフロートバス１７の溶融錫浴１８の溶融錫２０上で平板に成形する工程、溶融錫浴１８からガラスリボン１６をリフトアウトロール２２、２２、２２によって引き出す工程、レヤー域２８内のレヤーロール３０、３０…によってガラスリボン１６を移動しながらガラスリボン１６の内部に歪を残留させないように徐冷する工程とからなる。これらの工程は、通常の設備による操業でよく、除去装置１０の設置による影響はない。

除去装置１０は、上記工程のリフトアウト域２１の任意の位置又はレヤー域２８内の上流部に設けることもできる。ここにおけるレヤー域２８内の上流部とは、レヤー域２８内でガラス温度が錫の融点以上の温度にある領域（錫の溶融温度域）をいう。リフトアウト域２１は通常錫の溶融温度域にある。

実施の形態において、除去部材２４は耐熱繊維シートからなる。耐熱繊維としては、リフトアウト域２１のガラス温度（約７００〜７５０℃の温度）に耐えられる材質の繊維が好ましい。具体的には例えばカーボン繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維、金属繊維などの無機繊維があり、特に硬度が低くガラスリボンを傷付けにくく、さらに溶融錫をはじくカーボン繊維が好ましい。繊維シートとしては、フェルト状のシートや織布ないし不織布状のシートが好ましい。具体的には例えばカーボン繊維のフェルト状シート（カーボンフェルト）やカーボン繊維の織布（カーボンクロス）などを使用できる。耐熱繊維シートは、異なる材質の無機繊維２種以上からなる繊維シートであってもよい。なお、カーボン繊維は仮にガラスリボン下面に残存したとしても、比較的高温の酸化雰囲気中、例えばレヤー域の中〜後半部など、で燃え尽きて無くなることにより、汚れなどの欠点にならない点でも好ましい。

除去部材２４として、商標名ＫＲＥＣＡ Ｇ ＦＥＬＴのＦ−２１０Ｇ（製造元：株式会社クレハ）の厚み２０ｍｍ、かさ密度０．１０ｇ／ｃｍ^３のカーボンフェルトを例示できる。実施例の除去部材の各モジュールは６１０ｍｍである。図４に示すように、この除去部材２４が、直径３００ｍｍのリフトアウトロール２２に当接された時の除去部材２４の当接圧は１〜３ｋｇ（８〜２４ｇ／ｃｍ^２）、特に２〜３ｋｇ（１６〜２４ｇ／ｃｍ^２）であることが好ましい。従来のカーボンの板状材は、４〜５ｋｇ（３２〜４０ｇ／ｃｍ^２）のため、本発明は耐熱シートにより、柔軟性を有する他、当接圧力減少も可能となりロール振動によるガラス疵が防止される。また、厚みは１５〜２５ｍｍが好ましく、除去部材２４の上部端部に除去した異物が溜まることもない。特に２０ｍｍであることが好ましい。

除去部材２４は、溶融錫浴１８から引き出された後の領域であって、ガラス温度が錫の溶融温度域にあるリフトアウトロール２２の表面に当接される。錫の融点は約２３０℃であり、したがって、除去部材２４が配置される領域は、錫の融点よりも高い温度域である。この温度域では主たる異物である錫が液状である温度域であるので、リフトアウトロール２２に付着した異物を、本発明の除去部材２４を用いることにより確実に拭き取ることができる。また、酸化錫などの高融点の異物は通常溶融錫に担持されているので、溶融錫とともに容易に拭き取ることができる。前記のように、リフトアウト域２１は通常錫の融点以上のガラス温度域にあり、レヤー域の上流域も通常錫の融点以上のガラス温度域にある。したがって、除去部材２４はリフトアウト域２１又はレヤー域の上流域にあるロールの表面に当接されることが好ましく、特にリフトアウト域にあるリフトアウトロール２２の表面に当接されることがより好ましい。

耐熱繊維シートを含む酸化領域の雰囲気は、非酸化性雰囲気（すなわち、還元ガス雰囲気又は不活性ガス雰囲気）にあることが好ましい。例えば、リフトアウト域２１は、通常フロートバス１７と同様の還元ガス雰囲気に保たれている。また、レヤー域上流部のリフトアウト域２１のガスが流入する部分は、通常還元ガス雰囲気又は不活性ガス雰囲気にある。したがって、除去部材２４の配置領域はこれらの領域にある。

非酸化性雰囲気にするための非酸化性ガス（すなわち、還元性ガス又は不活性ガス）は、除去装置１０から供給するようにしてもよい。除去部材２４がカーボン繊維などの酸化損失されやすい材質からなる場合に好適となる。すなわち、図４に示すように除去装置１０の支持部材２６にガス路２６Ｃを設け、非酸化性ガス供給源（不図示）からガス路２６Ｃを介して除去部材２４の下面に非酸化性ガスを供給するようにしてもよい。

非酸化性ガスや非酸化性雰囲気中の酸素濃度は１００ｐｐｍ以下、特に２０ｐｐｍ以下が好ましい。還元性ガスとしては、水素、アセチレン、又はこれらを有する不活性ガスが好ましい。不活性ガスとしては窒素ガス又はアルゴンガスが好ましい。還元性雰囲気はフロートバス１７の雰囲気と同様の水素含有窒素ガス雰囲気が好ましい。

以上の如く、実施の形態の除去装置１０によれば、耐熱繊維シートからなる柔軟性のある除去部材２４を、弾性をもってリフトアウトロール２２に当接させる。これにより、除去部材２４はリフトアウトロール２２に密着するため、リフトアウトロール２２に付着した溶融錫、ロール表面から剥離された剥離物、及びガラスカレットなどの異物をリフトアウトロール２２から確実に除去できる。また、耐熱繊維シートは柔軟性を有しているので、耐熱繊維シートをリフトアウトロール２２に密着させてもリフトアウトロール２２には振動が生じず、ガラスリボン１６に振動に起因する傷も発生しない。

この結果、除去部材２４より下流においてガラスリボン１６に接するレヤーロール３０などのロールに付着する異物も削減できるので、これらロールからの異物がガラスリボン１６に再付着することも防止できる。

また、この除去装置１０を使用したガラス板の製造方法によれば、ガラスリボン１６に付着した錫や酸化錫などの異物に起因するガラス板の欠点を削減でき、ロールに付着した異物を起因とするガラスリボン１６の傷も少なくなるので、ガラス板の高品質化と製造経費の低減化が可能となる。

実施の形態の異物除去装置が適用されたガラス板製造装置の断面図 図１に示した除去装置の構成を示した斜視図 図２に示した除去装置を構成する除去モジュールの斜視図 リフトアウトロールに除去部材が押し付けられたことを示す拡大図

符号の説明

１０…異物除去装置、１２…ガラス板製造装置、１４…除去モジュール、１６…ガラスリボン、１７…フロートバス、１８…溶融錫浴、２０…溶融錫、２１…リフトアウト域、２２…リフトアウトロール、２４…除去部材、２６…支持部材、２８…レヤー域、３０…レヤーロール

Claims (6)

1. 溶融ガラスを溶融錫浴上に流し込むことにより製造されるフロート法によるガラス板製造装置において、
   前記溶融錫浴から引き出されかつ該錫の溶融温度域にあるガラスリボンを搬送するロールに、耐熱繊維シートからなる除去部材が、弾性をもって当接されることにより、前記ロール表面に付着した異物が掃拭されて除去されることを特徴とするガラス板製造装置。
2. 前記耐熱繊維シートが非酸化性雰囲気にある請求項１に記載のガラス板製造装置。
3. 前記耐熱繊維シートが、カーボン繊維及びシリカ繊維から選ばれる少なくとも１種からなるフェルト状のシート、又は織布ないし不織布状のシートである請求項１又は２に記載のガラス板製造装置。
4. 溶融ガラスを溶融錫浴上に流し込むことにより製造されるフロート法によるガラス板の製造方法において、
   前記溶融錫浴から引き出されかつ該錫の溶融温度域にあるガラスリボンを搬送するロールに、耐熱繊維シートからなる除去部材を、弾性をもって当接させることにより、前記ロール表面に付着した異物を掃拭して除去することを特徴とするガラス板製造方法。
5. 前記耐熱繊維シートが非酸化性雰囲気にある請求項４に記載のガラス板製造方法。
6. 前記耐熱繊維シートが、カーボン繊維及びシリカ繊維から選ばれる少なくとも１種からなるフェルト状のシート、又は織布ないし不織布状のシートである請求項４又は５に記載のガラス板製造方法。

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