JP5459213B2 - フロートガラスの製造装置および製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フロートガラスの製造装置および製造方法に関する。

フロートガラスの製造は、フロートバスに湛えられた溶融錫の表面上に溶融ガラスを連続的に供給し、複数のヒータにより溶融ガラスを加熱しつつ、溶融ガラスを溶融金属の表面に沿って所定の方向に流動させ、所望の幅・厚みの帯板状のガラスリボンを成形して板ガラスを得るものである。フロート成形によると生産性が高く、また平坦度に優れるので、例えば建築用板ガラスやディスプレイパネル基板用ガラスの製造などに広く用いられ、品質の向上を図るための提案が従来なされている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示されたフロートガラスの製造方法は、溶融炉から供給される溶融ガラスの流量を調節する２つのトウィルと溶融ガラスで形成される空間（トウィル空間）に窒素ガスを吹き込んで、このトウィル空間の圧力を、トウィルからフロートバスまでの区間であるスパウトの圧力より高く保持している。この圧力差により、フロートバスからスパウトに流入した錫蒸気がトウィル空間に流入することを防止し、錫蒸気と酸素とが反応して生成されるキャシテライト（ＳｎＯ_２）結晶が可動部であるトウィルに付着することを防止している。尚、キャシテライト結晶は溶融ガラスに落下するとガラスの欠点となりうる。

日本国特開平７−１０９１３０号公報

近年、ディスプレイの大型化に伴い、表示品質のさらなる向上・安定化が要請され、それに用いるガラス基板には一層の欠点の抑制など、品質の向上が求められている。そこで、ディスプレイ用ガラスとしてさらなるキャシテライト結晶の抑制が求められるようになった。

フロートバスとスパウトとは、前壁、即ち、フロントリンテルで隔てられているが、生産スタート時などにフロートバスへの溶融ガラスの流入量が比較的大きく変動した際に溶融ガラスがフロントリンテルに接触しないよう、フロントリンテルと溶融ガラスとの間隔は比較的広く設けられている。また、スパウト雰囲気温度はフロートバス雰囲気温度よりも低く、フロートバス雰囲気がスパウトに流入しやすい。フロートバス雰囲気に含まれる錫蒸気がスパウトに流入すると、スパウトを構成する耐火煉瓦等の構造物の隙間から流入した微量の酸素と反応して、キャシテライト結晶が生成する。

また、フロートバス雰囲気に含まれる水素ガスがスパウトに流入すると、溶融ガラスの表面が還元される。それにより、例えば、ＰＤＰ基板用ガラスの黄変（電極生成工程での銀ペースト焼成後のガラスの黄色発色）が発生しやすくなる等、ディスプレイパネル基板用ガラスの品質低下を招く。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、高品質のガラスを得ることができるフロートガラスの製造装置および製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的は、本発明に係る下記（１）のフロートガラスの製造装置および下記（２）のフロートガラスの製造方法により達成される。
（１）溶融炉からスパウトを介してフロートバスに供給される溶融ガラスを、該フロートバスに湛えた溶融錫の表面に沿って流動させて帯板状のガラスリボンに成形するフロートガラスの製造装置であって、
定常時において、前記スパウトと前記フロートバスとを隔てるフロントリンテルと、溶融ガラス表面と、の間のフロントリンテル隙が１０ｍｍ〜４０ｍｍであり、
前記フロートバス雰囲気中の錫蒸気濃度が３〜１０ｍｇ／ｍ^３、水素濃度が４〜１０体積％であり、前記フロートバス雰囲気中の窒素の供給量が前記フロートバス雰囲気１ｍ^３当り５〜２０Ｎｍ^３／ｈｒであり、
前記スパウト雰囲気中の錫蒸気濃度が０．３〜１ｍｇ／ｍ^３、水素濃度が０〜０．４体積％であり、前記スパウト雰囲気中の窒素の供給量が前記スパウト雰囲気１ｍ^３当り２０超〜１０００Ｎｍ^３／ｈｒであることを特徴とするフロートガラスの製造装置。
（２）溶融炉からスパウトを介してフロートバスに供給される溶融ガラスを、該フロートバスに湛えた溶融錫の表面に沿って流動させて帯板状のガラスリボンに成形するフロートガラスの製造方法であって、
スタートアップ時に、前記スパウトと前記フロートバスとを隔てるフロントリンテルと、溶融ガラス表面と、の間のフロントリンテル隙を４０ｍｍ超〜１００ｍｍとし、
定常時に、前記フロントリンテル隙を１０ｍｍ〜４０ｍｍとし、
定常時において、前記フロートバス雰囲気中の錫蒸気濃度を３〜１０ｍｇ／ｍ^３、水素濃度を４〜１０体積％とし、前記フロートバス雰囲気中の窒素の供給量を前記フロートバス雰囲気１ｍ^３当り５〜２０Ｎｍ^３／ｈｒとし、且つ前記スパウト雰囲気中の錫蒸気濃度を０．３〜１ｍｇ／ｍ^３、水素濃度を０〜０．４体積％とし、前記スパウト雰囲気中の窒素の供給量を前記スパウト雰囲気１ｍ^３当り２０超〜１０００Ｎｍ^３／ｈｒとすることを特徴とするフロートガラスの製造方法。

本発明によれば、フロートバス雰囲気およびスパウト雰囲気それぞれの錫蒸気濃度、水素濃度を適切に保ち、スパウトでキャシテライト結晶が生成されるのを抑制するとともに、溶融ガラスが還元されるのを抑制するようにしている。それにより、高品質のガラスを得ることができる。

本発明に係るフロートガラスの製造装置の一実施形態を示す断面図である。 図１のフロートガラスの製造装置の要部斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る板ガラスの製造方法の一実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明に係るフロートガラスの製造装置の一実施形態を示す断面図、図２は図１のフロートガラスの製造装置の要部斜視図である。

図１に示すように、本実施形態のフロートガラスの製造装置１は、不図示の溶融炉からリップ２上を流れてフロートバス３に供給された溶融ガラス４を、フロートバス３に湛えた溶融錫５の表面に沿って流動させて帯板状のガラスリボンに成形する。ガラスリボンは、フロートバス３の出口から取り出され、その後、不図示のレヤー（徐冷炉）にて徐冷され、洗浄後、所定の寸法に切断される。

溶融炉とフロートバス３との間には、リップ２上を流れる溶融ガラス４の流量を制御するトウィル６が設けられている。トウィル６を経て流量を制御された溶融ガラス４は、フロートバス３の前壁、即ち、フロントリンテル１２の手前でリップ２の先端からフロートバス３に供給される。

フロートバス３内には、溶融錫５の表面上を流動する溶融ガラス４の変質を防止するため、窒素ガス等の不活性なガスを主たる成分とするガスが供給され、フロートバス３内への外気（酸素）の流入を抑制している。このガスには、溶融錫５の蒸気が酸化してキャシテライト結晶が生成されることを防止するために、還元性の水素ガスが含まれる。また、フロートバス３の雰囲気中の窒素の供給量は、フロートバス３の雰囲気１ｍ^３当り５〜２０Ｎｍ^３／ｈｒである。フロートバス３内に供給された上記のガスは、フロートバス３の天井構造１１に設けられた不図示のダクトを通して外部に排出される。その際、溶融錫５の蒸気も共に排出される。本実施形態では、フロートバス３内への上記のガスの供給により、フロートバス３内の雰囲気が、錫蒸気濃度３〜１０ｍｇ／ｍ^３、水素濃度４〜１０体積％に保たれている。

トウィル６とフロントリンテル１２との間はスパウト７として区画されている。

さらに図２を参照して、フロートバス３とスパウト７とを隔てるフロントリンテル１２は、天井構造１１に固定されるフロントリンテル本体２１と、フロントリンテル本体２１に取り付けられるフロントリンテル隙調整板２２と、を有している。フロントリンテル隙調整板２２は、フロントリンテル本体２１に設けられたガイド２３に支持されて、フロートバス３の溶融錫５の表面上を流れる溶融ガラス４に接近または離間するように昇降可能とされている。尚、図２において、フロントリンテル１２以外のスパウト７を区画する耐火構造物については、図示を省略している。

本実施形態のフロートガラスの製造装置１では、生産開始時等のスタートアップ時、即ち、フロートバス３への溶融ガラス４の流入量（ｔｏｎ／時間）の変動率が±５％超であるとき、フロントリンテル隙調整板２２の下縁と溶融ガラス４との間のフロントリンテル隙２４は４０ｍｍ超〜１００ｍｍに設定される。それにより、流入量の変動によっても溶融ガラス４とフロントリンテル隙調整板２２との接触が回避され、スムーズに溶融ガラス４をフロートバス３に流入させることができる。変動率は、フロートバス３から引き出されるガラスリボンの引出し量（ｔｏｎ／時間）で把握できる。

そして、定常時、即ち、フロートバス３への溶融ガラス４の流入量（ｔｏｎ／時間）の変動率が±５％以内のときは、フロントリンテル隙調整板２２が降下され、フロントリンテル隙調整板２２の下縁と溶融ガラス４との間のフロントリンテル隙２４が狭められる。それにより、このフロントリンテル隙２４を通してフロートバス３の雰囲気がスパウト７へ流入することが抑制される。このときのフロントリンテル隙２４は、好ましくは１０ｍｍ〜４０ｍｍ、より好ましくは１０ｍｍ〜３０ｍｍである。また、スパウト７内には、窒素ガス等の不活性なガスを主たる成分とするガスが供給され、スパウト７内への外気（酸素）の流入を抑制している。スパウト７の雰囲気中の窒素の供給量は、スパウト７の雰囲気１ｍ^３当り２０超〜１０００Ｎｍ^３／ｈｒ、好ましくは５０〜５００Ｎｍ^３／ｈｒである。以上により、スパウト７内の雰囲気は、錫蒸気濃度０．３〜１ｍｇ／ｍ^３、水素濃度０〜０．４体積％に保たれる。スパウト７の雰囲気が、上記濃度に保たれることで、スパウト７でキャシテライト結晶が生成されることが抑制されるとともに、溶融ガラス４が還元されることが抑制される。

フロントリンテル隙調整板２２は、耐火性、耐熱性、耐酸化性、等を考慮して、例えばレンガ、カーボン、ＳｉＣがコートされたカーボンで形成され得るが、特に、耐酸化性に優れるＳｉＣがコートされたカーボンが好ましい。

以上、説明したように、本実施形態のフロートガラスの製造装置１によれば、フロートバス雰囲気およびスパウト雰囲気それぞれの錫蒸気濃度、水素濃度を適切に保ち、スパウト７でキャシテライト結晶が生成されるのを抑制するとともに、溶融ガラス４が還元されるのを抑制するようにしている。それにより、高品質のガラスを得ることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

次に、本発明の効果を確認するために、図１の製造装置を用い、定常時において、表１の条件にて、ＰＤＰ基板用ガラスのフロート成形を行い、ガラス板表面上の単位面積当りのキャシテライト結晶の付着を肉眼で評価した。尚、定常時に入る前のスタートアップ時においては、ＳｉＣがコートされたカーボン製のフロントリンテル隙調整板を昇降して、フロントリンテル隙が９０ｍｍになるようにセットしたので、スタートアップ時の溶融ガラスをスムーズにフロートバスに流入させることができた。

実施例のガラス板は、比較例のガラス板に対し、キャシテライト結晶の付着による欠点が１／５以下に減少した。また、表１より、スパウトにおける水素濃度が低減していることから、ＰＤＰ基板用ガラスの黄変の発生が抑えられる等、ディスプレイパネル基板用ガラスとして高品質のガラスが得られることがわかった。また、図１の製造装置を用いて長期間ガラスのフロート成形を行うことができ、高品質のガラスを安定して得ることができる。

以上、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。本出願は、２００８年７月２８日出願の日本特許出願２００８−１９３７１６に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１ フロートガラスの製造装置
３ フロートバス
４ 溶融ガラス
５ 溶融錫
６ トウィル
７ スパウト
１２ フロントリンテル
２１ フロントリンテル本体
２２ フロントリンテル隙調整板
２４ フロントリンテル隙

Claims (5)

1. 溶融炉からスパウトを介してフロートバスに供給される溶融ガラスを、該フロートバスに湛えた溶融錫の表面に沿って流動させて帯板状のガラスリボンに成形するフロートガラスの製造装置であって、
   定常時において、前記スパウトと前記フロートバスとを隔てるフロントリンテルと、溶融ガラス表面と、の間のフロントリンテル隙が１０ｍｍ〜４０ｍｍであり、
   前記フロートバス雰囲気中の錫蒸気濃度が３〜１０ｍｇ／ｍ^３、水素濃度が４〜１０体積％であり、前記フロートバス雰囲気中の窒素の供給量が前記フロートバス雰囲気１ｍ^３当り５〜２０Ｎｍ^３／ｈｒであり、
   前記スパウト雰囲気中の錫蒸気濃度が０．３〜１ｍｇ／ｍ^３、水素濃度が０〜０．４体積％であり、前記スパウト雰囲気中の窒素の供給量が前記スパウト雰囲気１ｍ^３当り２０超〜１０００Ｎｍ^３／ｈｒであることを特徴とするフロートガラスの製造装置。
2. 前記フロントリンテルが、位置を固定された耐火製のフロントリンテル本体と、該フロントリンテル本体に昇降可能に設けられたフロントリンテル隙調整板と、を有しており、スタートアップ時において、前記フロントリンテル隙が４０ｍｍ超〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のフロートガラスの製造装置。
3. 前記フロントリンテル隙調整板が、ＳｉＣがコートされたカーボン製であることを特徴とする請求項２に記載のフロートガラスの製造装置。
4. 溶融炉からスパウトを介してフロートバスに供給される溶融ガラスを、該フロートバスに湛えた溶融錫の表面に沿って流動させて帯板状のガラスリボンに成形するフロートガラスの製造方法であって、
   スタートアップ時に、前記スパウトと前記フロートバスとを隔てるフロントリンテルと、溶融ガラス表面と、の間のフロントリンテル隙を４０ｍｍ超〜１００ｍｍとし、
   定常時に、前記フロントリンテル隙を１０ｍｍ〜４０ｍｍとし、
   定常時において、前記フロートバス雰囲気中の錫蒸気濃度を３〜１０ｍｇ／ｍ^３、水素濃度を４〜１０体積％とし、前記フロートバス雰囲気中の窒素の供給量を前記フロートバス雰囲気１ｍ^３当り５〜２０Ｎｍ^３／ｈｒとし、且つ前記スパウト雰囲気中の錫蒸気濃度を０．３〜１ｍｇ／ｍ^３、水素濃度を０〜０．４体積％とし、前記スパウト雰囲気中の窒素の供給量を前記スパウト雰囲気１ｍ^３当り２０超〜１０００Ｎｍ^３／ｈｒとすることを特徴とするフロートガラスの製造方法。
5. 前記フロントリンテルが、位置を固定された耐火製のフロントリンテル本体を有しており、
   前記フロントリンテル本体にフロントリンテル隙調整板を昇降可能に設け、
   前記フロントリンテル隙調整板を昇降して前記フロントリンテル隙を調整することを特徴とする請求項４に記載のフロートガラスの製造方法。

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