JP6256860B2 - 異物除去部材、異物除去装置、およびガラスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラスの製造工程においてガラスを搬送するローラーに付着する異物を除去する異物除去部材、異物除去装置、およびこれらを用いたガラスの製造方法に関する。

ガラス板の成形方法の一つとして、溶融スズが貯留されたフロートバスに溶融ガラスを浮かべてガラスリボンを形成し、このガラスリボンを延伸しながら下流に搬送して板状に成形するフロート法が知られている。フロート法によって製造されたガラス板は、例えば、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板や太陽電池モジュール用のガラス基板、窓板ガラス等に利用される。

フロートバスで延伸及び成形された高温のガラスリボンは、リフトアウトロールと称される搬送ロールによってフロートバスから引き上げられ、徐冷された後、切断されてガラス板となる。ここで、フロートバスから引き上げられたガラスリボンの下面（溶融スズとの接触面）には、溶融スズが冷え固まったものや、溶融スズが酸化するなどして生成したスズ化合物等が付着していることがある。そして、これらの付着物は、リフトアウトロールの表面に転写されて望ましくない異物となり得る。リフトアウトロールの表面にスズ等の異物が存在すると、当該リフトアウトロールによって搬送されるガラス板に傷が付く虞がある。

そこで、リフトアウトロールの表面を常に清浄な状態に保つため、リフトアウトロールの表面に付着した異物を除去するための技術が開発されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１では、カーボン製の除去部材をリフトアウトロールに圧接させることによって、リフトアウトロールに付着した異物を除去している。

特開２０１１−１５７２５０号公報

しかしながら、上記の通り除去部材の使用環境は非常に高温であるため、従来の除去部材では摩耗や劣化が生じ易く、リフトアウトロールと当接する当接面の状態が不安定となる場合があった。当接面の状態が不安定になると、リフトアウトロールの回転が阻害されてスティックスリップ現象（びびり）等による振動が発生し、ガラスリボンの平坦性が低下するおそれがあった。また、摩耗や劣化により除去部材を構成するカーボン等の粒子が脱落すると、リフトアウトロールに当該粒子が付着して、ガラスリボンにキズ等の欠陥を生ずるおそれがあった。
すなわち、従来の除去部材は、その材質や製造方法については十分検討されておらず、未だ改善の余地があった。

本発明は、このような事情を考慮して成されたものであり、摩耗や劣化が生じ難く、安定してローラーの異物を除去可能な異物除去部材および異物除去装置を提供することを課題とする。

本発明の異物除去部材は、ガラスを搬送するローラに当接して、該ローラに付着した異物を除去する異物除去部材であって、最大粒径が７００μｍ以下のグラファイト粒子を９０質量％以上含む粒体原料を加圧成形して成ることを特徴とする。

本発明の異物除去部材は、ショア硬度が５０以上であることが好ましい。

本発明の異物除去部材は、嵩密度が１．７ｇ／ｃｍ^３以上であることが好ましい。

本発明の異物除去部材は、原料を少なくとも対向する２方向から同時加圧して成形されることが好ましい。

本発明の異物除去部材は、原料を冷間等方圧加圧法により加圧して成形されることが好ましい。

このような成形方法によれば、好適な硬度および密度で異物除去部材を成形することができる。

本発明の異物除去装置は、上記異物除去部材と、異物除去部材を前記ローラへ押し当てる付勢手段とを備えることを特徴とする。

本発明のガラスの製造方法では、ローラにより前記ガラスを溶融錫浴から引き揚げ搬送し、ローラに付着した異物を上記異物除去装置を用いて除去することを特徴とする。

本発明の実施形態に係る異物除去装置を備えたガラス板製造装置を示す側断面図 本発明の実施形態に係る異物除去部材、異物除去装置の一例を示す側断面図

以下、本発明の異物除去部材、異物除去装置、およびガラスの製造方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明の異物除去装置３は、ガラス物品を搬送する搬送ロールの異物を除去するものであるが、本明細書では、異物除去を行う対象の搬送ロールとして、特に、フロートバスから引き揚げられたガラスリボンを搬送するリフトアウトロールを例に挙げて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されない。

図１は、ガラス板を製造するために使用されるガラス板製造装置１の一部を示す概略断面図である。ガラス板製造装置１は、フロート法によってガラス板を製造する設備であり、主に、上流側のガラス溶融窯（図示せず）から供給された溶融ガラスＧ１を成形するフロートバス２と、フロートバス２の下流側に設けられ、本発明の異物除去装置３を有するリフトアウト室４とを備えている。リフトアウト室４は、「ドロスボックス」とも称されるフロートバス２に付帯する設備である。

フロートバス２は、耐火レンガ等の耐熱性材料で構成された浴槽であり、浴槽内部に溶融状態の金属スズＭが貯留されている。フロートバス２の浴槽温度は、スズの融点（約２３２℃）以上となるように設定され、通常は、６００〜１３００℃に維持されている。フロートバス２の金属スズＭの液面より上方の空間には、窒素、アルゴン等の不活性ガス、および／又は水素等の還元性ガスが導入され、金属スズＭの酸化が抑制されている。ガラス板製造装置１を用いてガラス板を製造する場合、フロートバス２の上流側の入口５から溶融ガラスＧ１を流し込み、当該溶融ガラスＧ１を金属スズＭの液面上に浮かべた状態で、白抜き矢印方向に示すように下流側に流動させ、延伸ローラで延伸しながら帯状のガラスリボンＧ２に成形し、成形後のガラスリボンＧ２を下流側の出口６から搬出する。

ガラスリボンＧ２の搬出にあたっては、リフトアウト室４に設けたリフトアウトロール７が用いられる。リフトアウトロール７は、その上頂部がフロートバス２に貯留されている金属スズＭの液面より上方に位置するよう配置され、フロートバス２で成形されたガラスリボンＧ２の下面がロール面に載せられる。従って、リフトアウトロール７は、その表面が金属やシリカ等の耐熱性を有する材料で構成される。フロートバス２のガラスリボンＧ２は、矢印α方向に回転するリフトアウトロール７によりフロートバス２内の金属スズＭ上からリフトアウト室４に引き上げられ、矢印β方向に水平搬送される。なお、リフトアウト室４には、リフトアウトロール７に付着する異物を除去するために異物除去装置３が設けられる。リフトアウト室４に引き上げられたガラスリボンＧ２は、リフトアウトロール７によって矢印β方向にさらに下流側に設けられた徐冷室８に搬送され、当該徐冷室８において所定温度まで冷却される。冷却されたガラスリボンＧ２に切断や表面処理等の処理が施されることにより製品としてのガラス板が得られる。

図２は、異物除去装置３の側断面図である。異物除去装置３は、リフトアウトロール７の表面７ａに当接して異物Ｒを除去する異物除去部材９と、異物除去部材９をリフトアウトロール７に向けて付勢する付勢手段１０と、異物除去部材９を支持する支持部材１１とを備えている。付勢手段１０に付勢された異物除去部材９は、リフトアウトロール７に対して下方から鉛直上方（矢印γ方向）に押し当てられる。

異物除去部材９は、最大粒径が７００μｍ以下のグラファイト粒子を９０質量％以上含む粒体原料を加圧成形して成る部材である。このような構成の異物除去部材９によれば、高硬度且つ高密度にグラファイト粒子が凝集固化されているため、当該部材の劣化、摩耗、脱落等を抑制してリフトアウトロール７の異物を安定して除去できる。すなわち、傷が少なく表面品位の高いガラス板を製造できる。グラファイト粒子の最大粒径は、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下、さらに好ましくは６０μｍ以下、もっとも好ましくは１〜３０μｍである。異物除去部材９の原料としては、前記最大粒径の範囲であれば、グラファイト粒子以外にも六方晶窒化ホウ素粒子、およびシリカ粒子を合量で０〜１０質量％含んでも良い。

なお、異物除去部材９のショア硬度は、好ましくは５０以上であり、より好ましくは６０〜１００、さらに好ましくは７０〜１００である。また、異物除去部材９の嵩密度は、好ましくは１．７ｇ／ｃｍ^３以上であり、より好ましくは１．７６ｇ／ｃｍ^３以上、さらに好ましくは１．８２〜２．２ｇ／ｃｍ^３である。

異物除去部材９の成形方法は、押し出し成形等の任意の成形方法を用いて良いが、少なくとも対向する２方向から同時加圧する成形法を用いることが好ましい。具体的には型込成形法（いわゆるモールド成形法）や、冷間等方圧加圧法（いわゆるＣＩＰ法：Cold Isostatic Pressing）を用いることが好ましい。このような成形法を用いれば、空孔が少なく、好適な密度および硬度を有する異物除去部材９を成形することができる。なお、このような方法により異物除去部材９を成形する場合には、成形時の加圧面がリフトアウトロール７への当接面となるよう予め加圧方向を定めておくことが好ましい。
異物除去部材９は、リフトアウトロール７の軸方向全幅に亘り当該ロールと当接するよう、当該軸方向に延びる柱状部材として成形することが好ましい。図１および図２では、異物除去部材９の側断面が略長方形の四角柱状の部材である例を示しているが、異物除去部材９の形状は本形態に限らない。例えば、リフトアウトロール７との当接面を斜行面として側断面が略台形状となるよう異物除去部材９を構成してもよい。また、リフトアウトロール７との当接面が側断面視凸形あるいは凹形となるよう異物除去部材９を構成しても良い。当接面を凸形および凹形とした場合、凹凸面は各々曲面であることが好ましい。当接面が凹曲面である場合、凹面の曲率半径がリフトアウトロール７の半径よりも大きいことが、より好ましい。

付勢手段１０は、例えば、金属製のバネで構成され、図２に示すように、異物除去部材９の基端部９ｂと支持部材１１の内底部１１ａとの間に設けられる。これにより、異物除去部材９の先端部９ａは、常時リフトアウトロール７の表面７ａに押し付けられた状態となり、リフトアウトロール７が回転すると、リフトアウトロール７の表面７ａに存在する異物Ｒが異物除去部材９によって擦り取られる。なお、図２では、付勢手段１０はコイルバネとして示されているが、他の任意の付勢手段を用いることも可能である。例えば、付勢手段１０は、板バネで構成することも可能である。

以上に説明した本発明の実施形態に係る異物除去装置３および異物除去部材９によれば、リフトアウトロール７の振動等を抑制しつつ、ロールに付着した異物Ｒを安定して除去できる。したがって、製造対象のガラス物品の品位低下を抑制できる。

以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。表１は本発明の実施例および比較例を示している。なお、表１において、Ｎｏ．１〜６は本発明の実施例、Ｎｏ．７〜９は比較例を示している。

以下のようにして、各試験を行った。まず、表１に記載の最大粒径のグラファイト原料を同表記載の含有量および成形法で成形して実験試料としての異物除去部材を得た。

次いで、得られた異物除去部材のショア硬度、嵩密度を測定した。ショア硬度は、日本工業規格／ショア硬さ試験方法ＪＩＳ Ｂ ７７２７に基いて測定した。嵩密度は、アルキメデス法を用いて測定した。

上記のようにして得た各異物除去部材を用いてガラス板の製造工程に設けられたリフトアウトロールの異物を除去しつつガラス板を製造した。そして、各異物除去部材およびガラス板について下記事項を評価した。なお、各異物除去部材使用時の雰囲気は酸素濃度０．１〜０．５％、６４０〜６９０℃であり、使用期間は２週間とした。

上記使用期間中のリフトアウトロールの振動量をダイヤルゲージを用いて測定した。リフトアウトロールの振動の振幅の最大値が０．２ｍｍ未満である場合、○の記号を付し、０．２ｍｍ以上であった場合、×の記号を付した。

異物除去部材の劣化状態については、使用前後の異物除去部材の重量を測定し、使用前重量の９８％超であった場合を○、９５〜９８％であった場合を△、９５％未満であった場合を×とした。

また、製造したガラス板の傷の有無を評価した。具体的には、ハロゲンライト光源のエッジライト検査の目視判定によりガラス裏面の最大径が１０μｍ以上の傷の個数を検出した。そして、ガラス裏面１ｍ^２あたり５個以下の場合を○、５〜５０個の場合を△、５０個以上の場合を×とした。

表１に示すように、Ｎｏ．７〜９の異物除去部材は最大粒径が８００μｍと大きいため、他の試料に比べ、リフトアウトロールの振動や、劣化状態、およびガラスの傷の評価において劣っていた。

本発明の異物除去部材、異物除去装置、およびガラスの製造方法は、フロート法に用いられるリフトアウトロールの異物の除去等において有用である。

１ ガラス板製造装置
２ フロートバス
３ 異物除去装置
４ リフトアウト室
７ リフトアウトロール（搬送ロール）
７ａ リフトアウトロールの表面
９ 異物除去部材
１０ 付勢手段
Ｏ リフトアウトロールの中心
Ｇ１ 溶融ガラス（ガラス物品）
Ｇ２ ガラスリボン（ガラス物品）
Ｒ 異物

Claims (5)

1. ガラスを搬送するローラに当接して、該ローラに付着した異物を除去する異物除去部材であって、
   最大粒径が７００μｍ以下のグラファイト粒子を９０質量％以上含む粒体原料を加圧成形して成ることを特徴とする、異物除去部材。
2. ショア硬度が５０以上であることを特徴とする、請求項１に記載の異物除去部材。
3. 嵩密度が１．７ｇ／ｃｍ^３以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載の異物除去部材。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の異物除去部材と、
   前記異物除去部材を前記ローラへ押し当てる付勢手段とを備えたことを特徴とする、異物除去装置。
5. 前記ローラは前記ガラスを溶融錫浴から引き揚げ搬送し、
   前記ローラに付着した異物を請求項４に記載の異物除去装置を用いて除去することを特徴とする、ガラスの製造方法。