JP6402923B2 - ツイールおよびガラス物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フロート法で使用されるツイールおよびこれを用いたガラス物品の製造方法に係り、詳しくは、フロートバスに溶融ガラスを供給する流路に上下動可能に設置され且つ前記溶融ガラスの流量を調整するツイールおよびこれを用いたガラス物品の製造方法に関する。

周知のように、フロート法は、溶融炉で加熱溶融された溶融ガラスを、供給流路を通じてフロートバスの溶融錫上に供給し、リボン状のガラスに成形した後、冷却処理及び不要部の切断処理等を経て、製品としてのガラス板を得るものである。

この種のフロート法によってガラス板を製造する装置は、溶融炉からフロートバスに溶融ガラスを供給する流路の出口付近にツイールを上下動可能に設置し、このツイールの上下動に伴う高さ位置に応じて、フロートバスに供給する溶融ガラスの流量を調整するように構成されている。

このツイールは、略矩形の厚肉板状体であって、溶融ガラスの一部を堰き止めた状態で残余の溶融ガラスを通過させる役割を果たすものであるため、高温の溶融ガラスと接触すると同時に高温雰囲気に晒される関係上、耐熱性材料で形成される必要がある。

その具体例として、特許文献１及び特許文献２によれば、ツイールの本体として、シリカガラスセラミック（溶融シリカ）で作製された所謂シリカ質耐火物を使用し、そのシリカ質耐火物の主要部（少なくとも溶融ガラスと接触する部分）を白金または白金合金で被覆した構成が開示されている。

このように、ツイールの本体としてシリカ質耐火物が使用されていると、当該耐火物における熱膨張率が極めて小さく零に近いため、冷間から熱間に移行しても、当該耐火物には割れが生じ難いという利点が得られる。このような利点を有することが主たる理由となって、従来においては、ツイールの本体として、シリカ質耐火物を使用することが一般的とされていた。

特開２０１１−１５７２４９号公報 特表２００５−５２７４５０号公報

しかしながら、本発明者等が鋭意研究を重ねた結果、上記の特許文献１及び特許文献２に開示されているように、ツイールの本体として、シリカ質耐火物を使用した場合であっても、以下に示すような予期せぬ問題が生じることを知見するに至った。

例えば、高い歪点を有するガラスをフロート法で製造する際には、高温の溶融ガラスを高温雰囲気（例えば１２００℃以上）で成形する必要がある。このような高温雰囲気下でツイールがシリカ質耐火物によって構成されている場合、例えば溶融ガラスから発生する揮発物等の浮遊物とシリカ質耐火物とが化学的に反応し易くなり、シリカ質耐火物が著しく侵食される。その結果、耐火物の侵食にともなって発生した反応異物が溶融ガラスへ付着または混入し、ガラス製品の品質を低下させる問題が生じ易くなる。

さらに、既述のように、シリカ質耐火物は、熱膨張率が極めて小さく零に近いという特性を有するため、ツイールの本体に使用することが一見有利であると考えられる。しかしながら、上記の特許文献１及び特許文献２に記載のように、シリカ質耐火物の主要部を、白金または白金合金（以下、白金等ともいう）で被覆した場合には、白金等の熱膨張率が高いために、高温雰囲気に移行するに伴って、白金等と当該耐火物との熱膨張差が極めて大きくなる。そのため、白金等が伸びたり外側に膨らんだりして、当該耐火物の外表面から白金等が部分的に或いは全体的に離反することによって、両者間に許容しがたい位置ズレや隙間が生じるという事態を招き、溶融ガラスの流量調整に支障を来す虞がある。そして、このように溶融ガラスの流量調整に支障を来した場合においても、フロート法で最終的に得られるガラス製品（板ガラス製品）の厚みにバラツキが生じるなどしてガラス製品の品質を低下させるという問題を招来する。

以上の観点から、本発明の課題は、ツイールに対するアルカリ揮発物による浸食の問題及び耐火物と白金等との熱膨張差の問題を効果的に回避し、この両問題を回避したことによる相乗効果によってガラス製品の大幅な高品質化を図ることである。

上記課題を解決するために創案された本発明は、フロートバスに溶融ガラスを供給する流路に上下動可能に設置され且つ前記溶融ガラスの流量を調整するツイールであって、本体を構成する耐火物と、該耐火物の外表面における少なくとも溶融ガラスと接触する主要部を被覆する白金または白金合金からなる被覆部材とを備え、前記耐火物が、アルミナ・ジルコン耐火物であることに特徴づけられる。ここで、「アルミナ・ジルコン質耐火物」とは、組成としてアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）が例えば５０〜９０質量％で、且つその残部が主としてジルコン（ＳｉＯ₂・ＺｒＯ₂）であるアルミナジルコン系のセラミックスからなる耐火物を意味する。

このような構成において、ツイールの本体を、アルミナ・ジルコン耐火物で構成したのは、以下の理由によるものである。すなわち、本発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、高温雰囲気下（例えば１２００℃以上）でアルカリ金属を含有するガラスをフロート法で製造する際に、溶融ガラスが例えば１２００℃以上の高温状態になってアルカリ成分が大量に揮発しても、このアルカリ揮発物によっては、アルミナ・ジルコンが容易には浸食されないことを知見した。更に、本発明者等は、この知見に基づいて、ツイールの本体をアルミナ・ジルコン耐火物で構成した場合に、その主要部を被覆する被覆部材として白金または白金合金を使用すれば、白金等とアルミナ・ジルコン耐火物との熱膨張率の差が小さくなることを案出した。したがって、本発明に係る上記の構成によれば、高温雰囲気下（例えば１２００℃以上）でのアルカリ揮発物による浸食という従来知得し得なかった致命的な問題が回避されるだけでなく、白金等との熱膨張差の問題も併せて回避されることになる。詳述すると、ツイールの本体がアルミナ・ジルコン耐火物で構成されているため、高温状態の溶融ガラスから大量のアルカリ成分が揮発して、このアルカリ揮発物がツイールの周辺に浮遊或いは充満しても、当該耐火物がアルカリ揮発物の作用で浸食されることが抑制される。これにより、ツイールが長期使用に耐え得ることになって、ツイールの耐久性が著しく向上する。しかも、アルミナ・ジルコン耐火物の主要部を被覆している被覆部材が、白金等で形成されているため、高温雰囲気が顕著になっても、被覆部材と当該耐火物との熱膨張差が過度に大きくなることが抑止される。これにより、被覆部材が伸び過ぎたり外側に過剰に膨らんだりすることが阻止されて、被覆部材と当該耐火物との間に許容しがたい位置ズレや隙間が生じなくなるため、ツイールによる溶融ガラスの流量調整に支障を来すことが回避される。そして、上述のように、耐火物の浸食を抑制した事と、耐火物と被覆部材との熱膨張差を少なくした事との相乗効果によって、予期せぬ観点から品質が向上したガラス製品を得ることが可能となる。

以上のような構成において、前記被覆部材の熱膨張率に対する前記アルミナ・ジルコン耐火物の熱膨張率の比率は、０．５〜１．０であることが好ましい。

このような比率にすれば、ツイールが例えば１２００℃以上の高温雰囲気に晒された場合であっても、白金等からなる被覆部材とアルミナ・ジルコン耐火物との熱膨張差が過度に大きくならず、既述のように被覆部材が伸び過ぎたり外側に膨らみ過ぎたりすること及びこれに起因する溶融ガラスの流量調整の阻害が十分に抑制される。

以上の構成において、前記アルミナ・ジルコン耐火物の外表面のうちの幅方向両側の側面は何れも、露出している側面部よりも、前記被覆部材で被覆されている側面部の方が、前記被覆部材の幅方向両側の側面被覆部のそれぞれの厚みに対応する長さ分だけ、幅方向内側寄りに位置していることが好ましい。

このようにすれば、アルミナ・ジルコン耐火物の露出している側面部と、被覆部材の露出している側面部とが、同一面上に位置することになるため、前者の側面部と後者の側面部とにおいては、何れか一方の側面部が他方の側面部よりも幅方向外側に突出することが回避される。これにより、ツイールの幅方向両側の両側面と、溶融炉からの溶融ガラスの供給流路を構成する両側壁部の内壁面とのそれぞれの間に、不当な隙間が生じなくなり、ツイールを境としてその上流側と下流側との遮蔽が好適なものとなる。

以上の構成において、前記アルミナ・ジルコン耐火物および前記被覆部材のそれぞれの下端領域で、前記アルミナ・ジルコン耐火物と前記被覆部材との少なくとも上下方向の相対移動を規制する規制部を備えることが好ましい。

このようにすれば、被覆部材がアルミナ・ジルコン耐火物よりも上下方向の熱膨張量が多くても、被覆部材は、アルミナ・ジルコン耐火物に対して、下端領域に存在する規制部を起点として主として相対的に上方に向かって伸びることになる。この場合、仮に、被覆部材とアルミナ・ジルコン耐火物との相対移動を規制する規制部を、両者の下端領域よりも上方の部位に設けたならば、被覆部材が規制部を起点として相対的に下方に向かって伸びる寸法が長くなる。そのため、ツイールの下端位置が大きく変化して、ツイールによる溶融ガラスの流量調整に狂いが生じる。しかし、上記のように被覆部材が主として相対的に上方に向かって伸びれば、ツイールの下端位置が変化することを抑制できるため、ツイールによる溶融ガラスの流量調整に狂いが生じ難くなる。なお、「下端領域」とは、最下端である必要はなく、最下端を含む下端部の周辺であればよい。また、アルミナ・ジルコン耐火物と被覆部材との相対移動の規制は、上下方向に対してだけでなく、厚み方向に対しても行ってもよく、更には抜脱方向に対しても行ってもよく、この場合には、アルミナ・ジルコン耐火物と被覆部材とがそれぞれの下端領域で確実に固定されることになる。

この場合において、前記アルミナ・ジルコン耐火物の下端領域に形成した凹部に、前記被覆部材の下端領域の内面に突設した突起部を挿通し、この挿通箇所を、前記アルミナ・ジルコン耐火物と前記被覆部材との少なくとも上下方向の相対移動を規制する規制部としてもよい。

このようにすれば、上述のアルミナ・ジルコン耐火物と被覆部材との相対移動を規制するための構造として、製作が簡易且つ確実で外形形状に不利な影響を及ぼさない構造であって長期使用にも耐え得る構造が実現する。すなわち、上記両者の相対移動を規制するための構造としては、特殊な接着剤を使用することや、アルミナ・ジルコン耐火物に突起部を形成し且つ被覆部材に凹部あるいは貫通孔を形成すること等のように種々の構造が考えられるが、本発明に係る上述の構造を採用すれば、製作が簡易等の既述の利点が得られる点で有利となる。

以上の構成において、前記アルミナ・ジルコン耐火物と前記被覆部材とのそれぞれの下端領域よりも上側の部位で、前記アルミナ・ジルコン耐火物に対する前記被覆部材の下方へのズレを阻止する下方ズレ阻止部を備えることが好ましい。

このようにすれば、アルミナ・ジルコン耐火物に対する被覆部材の下方へのズレが、それぞれの下端領域よりも上側の部位、つまり上述の規制部が設けられるべき領域よりも上側の部位で阻止される。したがって、被覆部材は、その自重による下方へのズレが、下端側に寄り過ぎない適所で阻止されることになって、アルミナ・ジルコン耐火物に対して適正に位置決めされる。そのため、被覆部材は、アルミナ・ジルコン耐火物を好適に被覆した状態に維持される。

この場合において、前記アルミナ・ジルコン耐火物の下端領域よりも上側の部位に形成した凹部に、前記被覆部材の下端領域よりも上側の部位の内面に突設した突起部を挿通して、この挿通箇所を、前記アルミナ・ジルコン耐火物に対する前記被覆部材の下方へのズレを阻止する下方ズレ阻止部としてもよい。

このようにすれば、上述のアルミナ・ジルコン耐火物に対する被覆部材の下方へのズレを阻止するための構造として、製作が簡易且つ確実で外形形状に不利な影響を及ぼさない構造であって長期使用にも耐え得る構造が実現する。すなわち、上記の下方へのズレを阻止するための構造としては、特殊な接着剤を使用することや、アルミナ・ジルコン耐火物に突起部を形成し且つ被覆部材に凹部あるいは貫通孔を形成すること等のように種々の構造が考えられるが、本発明に係る上述の構造を採用すれば、製作が簡易等の既述の利点が得られる点で有利となる。

以上の構成において、前記アルミナ・ジルコン耐火物と前記被覆部材とのそれぞれの下端領域よりも上側の部位で、前記被覆部材が外側に膨らむことを阻止する膨らみ阻止部を備えることが好ましい。

このようにすれば、被覆部材がアルミナ・ジルコン耐火物から外側に膨らむことが、それぞれの下端領域よりも上側の部位、つまり上述の規制部が設けられるべき領域よりも上側の部位で阻止される。したがって、被覆部材は、熱膨張によって外側に膨らむことが、下端側に寄り過ぎない適所で阻止されることになって、アルミナ・ジルコン耐火物に適正に密接または近接した状態に維持される。

この場合において、前記アルミナ・ジルコン耐火物の下端領域よりも上側の部位に形成した凹部に、前記被覆部材の下端領域よりも上側の部位の内面に突設した突起部を挿通して、この挿通箇所を、前記被覆部材が外側に膨らむことを阻止する膨らみ阻止部としてもよい。

このようにすれば、上述の被覆部材が外側に膨らむことを阻止する構造として、製作が簡易且つ確実で外形形状に不利な影響を及ぼさない構造であって長期使用にも耐え得る構造が実現する。すなわち、上記の被覆部材が外側に膨らむことを阻止するための構造としては、特殊な接着剤を使用することや、アルミナ・ジルコン耐火物に突起部を形成し且つ被覆部材に凹部あるいは貫通孔を形成すること等のように種々の構造が考えられるが、本発明に係る上述の構造を採用すれば、製作が簡易等の既述の利点が得られる点で有利となる。

また、この場合において、前記凹部の下面と前記突起部の下面とを、内側に向かって下降傾斜させることが好ましい。

このようにすれば、被覆部材が外側に膨らもうとしても、被覆部材の突起部の下面が、アルミナ・ジルコン耐火物の凹部の下面に当接するため、被覆部材の外側への膨らみが阻止される。したがって、凹部と突起部との極めて簡単な工夫によって、被覆部材の外側への膨らみが効果的に回避される。

さらに、この場合において、前記凹部に前記突起部が上動可能に挿通されていることが好ましい。

このようにすれば、被覆部材が熱膨張によって上方に伸びても、被覆部材の突起部は、アルミナ・ジルコン耐火物の凹部に対して上動できるため、突起部の上動が凹部によって規制されることに起因する被覆部材の不当な変形あるいは凹部の欠損等が生じ難くなる。

また、上記課題を解決するために創案された本発明に係るガラス物品の製造方法は、１２００℃以上の温度雰囲気下において既述のツイールを用いて溶融ガラスの流量を調整することに特徴づけられる。

この方法において、前記溶融ガラスはアルカリ金属を含み、該溶融ガラスを成形して成る前記ガラス物品がアルカリ金属酸化物を合量で５質量％以上含む組成を有するようにしてもよい。

以上のように本発明によれば、ツイールに対するアルカリ揮発物による浸食の問題及び耐火物と白金等との熱膨張差の問題が効果的に回避され、この両問題が回避されたことによる相乗効果によって、予期し得ない事由に基づくガラス製品の高品質化が図られる。

本発明の第１実施形態に係るツイールが設置された状態を示す概略縦断側面図である。 本発明の第１実施形態に係るツイールが設置された状態を示す概略縦断正面図である。 本発明の第１実施形態に係るツイールの単体における全体構成を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るツイールの単体における全体構成を示す縦断正面図であって、図３のＡ―Ａ線に従って切断した断面図である。 図５（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るツイールの要部構成を示す拡大縦断正面図であって、図５（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るツイールの要部の作用を示す拡大縦断正面図である。 本発明の第１実施形態に係るツイールの単体における全体構成を示す縦断側面図であって、図３のＢ―Ｂ線に従って切断した断面図である。 図７（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るツイールの要部構成を示す拡大縦断側面図であって、図７（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るツイールの要部の作用を示す拡大縦断側面図である。 本発明の第２実施形態に係るツイールの要部構成を示す縦断正面図である。 本発明の第２実施形態に係るツイールの要部構成を示す縦断側面図である。 本発明の第３実施形態に係るツイールの要部構成を示す縦断正面図である。 本発明の第３実施形態に係るツイールの要部構成を示す縦断側面図である。 本発明の第４実施形態に係るツイールの単体における全体構成を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係るツイールの単体における全体構成を示す縦断側面図であって、図１２のＣ―Ｃ線に従って切断した断面図である。

以下、本発明の実施形態に係るツイールおよびガラス物品の製造方法について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係るツイールが設置された状態を示す概略側面図であって、図２は、当該ツイールが設置された状態を示す概略正面図である。これら各図に示すように、ツイール１は、上流端の溶融炉（図示略）で加熱溶融された溶融ガラスＧ１を下流側のフロートバスＦ１に供給する供給流路Ｆ２に、上下動可能に設置されている。

詳述すると、溶融ガラスＧ１の供給流路Ｆ２は、一対の側壁部Ｆａと底壁部Ｆｂと有して構成されると共に、一対の側壁部Ｆａの相互間に、ツイール１が配置されている。また、底壁部Ｆｂのツイール１よりも僅かに下流側位置には、下流側に向かって下降傾斜するリップ部Ｌ１が形成され、リップ部Ｌ１を流下した溶融ガラスＧ１が、フロートバスＦ１の溶融錫Ｓ１上に連続して供給されることによって、ガラスリボンＧ２が成形される構成とされている。なお、本実施形態では、溶融ガラスＧ１がアルカリ金属成分を含有し、ガラスリボンＧ２が組成としてアルカリ金属酸化物を合量で５質量％以上含むガラスである場合を一例として説明する。より具体的には、ガラスリボンＧ２は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ₂ ４０〜７０％、Ａｌ₂Ｏ₃ １〜２０％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ５〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ５〜４０％、ＺｒＯ₂ ０．１〜１０％を含有し、歪点が５００℃以上であるガラスである。なお、上記ガラスリボンＧ２の組成は一例であり、任意の組成であってよい。例えば、ガラスリボンＧ２は、組成としてＢ₂Ｏ₃をさらに０．１〜１０質量％含んでいても良い。

供給流路Ｆ２を流れる溶融ガラスＧ１は、ツイール１によって堰き止められ、その溶融ガラスＧ１の一部がフロートバスＦ１内に供給されると共に、ツイール１の幅方向両側の側面１ｃと、一対の側壁部Ｆａの内壁面Ｆａｘとの間には、微小な隙間がそれぞれ形成され、ツイール１の円滑な上下動が確保されている。ツイール１の上方には、供給流路Ｆ２を横断するように水平方向に延びる支持部材Ｄ１が定置設置されると共に、この支持部材Ｄ１に形成された一対の貫通孔Ｄ１ｘに、ツイール１の上端に突設された一対の棒状体Ｅ１がそれぞれ挿通され、ツイール１の上下動が案内される構成とされている。ツイール１は、図外の駆動手段によって上下動すると共に、ツイール１の上下動に伴って、供給流路Ｆ２からフロートバスＦ１内に供給される溶融ガラスＧ１の流量が調整される構成とされている。

図３は、本発明の第１実施形態に係るツイール１の単体における全体構成を示す斜視図である。同図に示すように、ツイール１は、本体を構成する耐火物２と、耐火物２の外表面における主要部をなす略下半分領域（溶融ガラスＧ１と接触する全領域を含む下方寄り領域）を被覆する薄肉の被覆部材３とを備えている。耐火物２は、アルミナ・ジルコン耐火物であると共に、被覆部材３は、白金または白金合金で形成されている。耐火物２は、正面視が矩形を呈し且つ側面視が縦長矩形の下端に円弧状湾曲部が連なった形状を呈する厚肉板状体である。なお、耐火物２の上端には、幅方向全長に亘ってカバー部材Ｋ１が固定され、このカバー部材Ｋ１の上部に一対の棒状体Ｅ１が上方に向かって突設されている。なお、「アルミナ・ジルコン耐火物」は、アルミナジルコン耐火物、またはアルミナジルコン質耐火物、もしくはアルミナ・ジルコン質耐火物と同義である。

被覆部材３は、耐火物２の主要部である略下半分領域の形状に倣う状態で当該略下半分領域を被覆している。詳述すると、被覆部材３は、耐火物２の前面（溶融炉側の面）を被覆する前面被覆部３ａと、耐火物２の後面（フロートバスＦ１側の面）を被覆する後面被覆部３ｂと、耐火物２の幅方向両側面をそれぞれ被覆する側面被覆部３ｃと、耐火物２の底面である断面が円弧状湾曲部を被覆する底面被覆部３ｄとが一体化されたものである。

アルミナ・ジルコン質耐火物２は、組成としてアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）が例えば５０〜９０質量％で、且つその残部が主としてジルコン（ＳｉＯ₂・ＺｒＯ₂）であるアルミナジルコン系のセラミックスからなる耐火物である。アルミナ・ジルコン質耐火物２は、組成としてムライト（Ａｌ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂）、ジルコニア（ＺｒＯ₂）等をさらに含んで良い。また、アルミナ・ジルコン質耐火物は、SiO2の含有量が１５質量％以下であることが好ましく、さらに、遊離ＳｉＯ₂の含有量が１質量％未満であることが好ましい。本実施形態のアルミナ・ジルコン質耐火物２は上記のような組成となるよう調整された原料をプレス成形したものである。なお、アルミナ・ジルコン質耐火物２の成形方法はこれに限らず、例えばキャスティング等の任意の方法を用いて良い。耐火物の寸法は、上下方向寸法が６００〜１２００ｍｍ、幅方向寸法が５００〜１３００ｍｍ、厚み方向寸法が１００〜２００ｍｍである。なお、アルミナ・ジルコン質耐火物２は、必ずしも一体ではなく、幅方向に分割されていてもよいが、幅方向で隙間なく密着されていることが好ましい。

また、被覆部材３は、本実施形態では、厚みが、０．５〜２．５ｍｍである。この厚みは、好ましくは、下限値が０．７ｍｍまたは１．０ｍｍであって、上限値が２．０ｍｍまたは１．５ｍｍである。この場合、被覆部材３の熱膨張率に対する耐火物２の熱膨張率の比率は、本実施形態では、０．５〜０．９である。この比率は、好ましくは、下限値が０．６または０．７であって、上限値が０．９５または１．０である。

そして、ツイール１の前面側と後面側とにおいては、被覆部材３（前面被覆部３ａ及び後面被覆部３ｂ）の内面に突設した複数の突起部１０、１２が、耐火物２に形成された複数の凹部にそれぞれ挿通されている。また、ツイール１の幅方向両側においても、被覆部材３（一対の側面被覆部３ｃ）の内面に突設した複数の突起部５、７が、耐火物２に形成された複数の凹部に挿通されている。以下、それらに関する構造を具体的に説明する。

図４は、図３のＡ―Ａ線に従って切断した断面図であって、ツイール１の縦断正面図である。同図に示すように、被覆部材３は、一対の側面被覆部３ｃが耐火物２の幅方向両側の側面２ｃの略下半分領域をそれぞれ被覆すると共に、底面被覆部３ｄが耐火物２の底面２ｄを幅方向全長に亘って被覆している。耐火物２の外表面のうち、幅方向両側の側面２ｃは何れも、上側の露出している側面部２ｃａよりも、下側の被覆部材３で被覆されている側面部２ｃｂの方が、一対の側面被覆部３ｃのそれぞれの厚みＴに対応する長さ分だけ幅方向内側寄りに位置している。したがって、耐火物２の露出している側面部２ｃａと、側面被覆部３ｃの露出している側面部３ｃａとは、同一面上に位置している。更に、図５（ａ）に詳細に示すように、耐火物２の露出している側面部２ｃａと、側面被覆部３ｃで被覆されている側面部２ｃｂとの間には、段差面２ｘが形成されており、この段差面２ｘと、側面被覆部３ｃの上端面３ｘとの間には、上下方向隙間４が設けられている。なお、本実施形態では、ツイール１の幅方向両側の側面１ｃが何れも、上端から下端まで同一面上に位置する構造とされているが、側面被覆部３ｃの厚みＴを極めて薄くすれば、耐火物２の両側面２ｃを段差の無い平面として、その耐火物２の略下半分領域を被覆部材３で被覆することも可能である。

図４に示すように、ツイール１は、耐火物２の幅方向両側の側部と、被覆部材３の一対の側面被覆部３ｃとが、それぞれの下端領域で少なくとも上下方向の相対移動が規制され、好ましくは、厚み方向（紙面と直交する方向）の相対移動も規制され、更に好ましくは、抜脱方向（左右方向）の相対移動も規制されている。本実施形態では、上述の３方向の全ての相対移動が規制されているため、耐火物２の幅方向両側の側部と、被覆部材３の一対の側面被覆部３ｃとが、それぞれの下端領域で固定されている。詳述すると、一対の側面被覆部３ｃにおける下端領域の内面に、幅方向内側に延びる円柱状等の柱状またはパイプ状もしくは板状等の突起部５がそれぞれ溶接等によって固定され、これらの突起部５が、耐火物２の幅方向両側の側部における下端領域にそれぞれ形成された凹部６に挿通固定されている。この場合、図例では、突起部５及び凹部６は、水平方向に沿うように形成されているが、幅方向内側に向かって下降傾斜または上昇傾斜するように形成されていてもよい。なお、この突起部５は、本実施形態では、厚み方向中央部の一箇所のみに形成されているが、厚み方向の複数箇所に形成されていてもよい。

ツイール１は、一対の側面被覆部３ｃの上端領域で、耐火物２に対する被覆部材３の下方へのズレの阻止と、各側面被覆部３ｃの幅方向外側への膨らみの阻止とが行われるように構成されている。詳述すると、一対の側面被覆部３ｃにおける上端領域の内面に、幅方向内側に向かって下降傾斜するように延びる円柱状等の柱状またはパイプ状もしくは板状等の突起部７がそれぞれ溶接等によって固定され、これらの突起部７が、耐火物２の幅方向両側の側部における上下方向中間領域にそれぞれ形成され且つ幅方向内側に向かって下降傾斜するように延びる凹部８に遊びをもって挿通されている。この場合、図５（ａ）に詳細に示すように、側面被覆部３ｃに固定された上述の傾斜状の突起部７の下面７ａは、耐火物２の側部に形成された上述の傾斜状の凹部８の下面８ａに当接しているのに対して、上述の傾斜状の突起部７の上面７ｂと、上述の傾斜状の凹部８の上面８ｂとの間には、上下方向隙間９が設けられている。この突起部７の下面７ａ及び凹部８の下面８ａは、水平線からの傾斜角度θ１が、１０〜６０°、好ましくは、下限値が３０°であって、上限値が４５°である。なお、この突起部７は、本実施形態では、厚み方向中央部の１箇所のみに形成されているが、厚み方向の複数箇所に形成されていてもよい。この場合、凹部８の形状は、突起部７の形状と相似形であってもよく、或いは、厚み方向全長に亘って延びる凹溝形状であってもよく、若しくは、突起部７の周辺のみで厚み方向に延びる凹溝形状などであってもよく、いずれにしても、凹部８の下面８ａに突起部７の下面７ａが当接し且つ凹部８の上面８ｂと突起部７の上面７ｂとの間に上下方向隙間９が設けられるならば、凹部８の形状は特に限定されない。

図６は、図３のＢ―Ｂ線に従って切断した断面図であって、ツイール１の縦断側面図である。同図に示すように、ツイール１における耐火物２の前面２ａ（溶融炉側の面）と後面２ｂ（フロートバスＦ１側の面）とは何れも、段差を有しない平面であって、底面２ｄが円弧状に湾曲している。被覆部材３は、前面被覆部３ａが、耐火物２の前面２ａにおける略下半分領域を被覆し、後面被覆部３ｂが、耐火物２の後面２ｂにおける略下半分領域を被覆し、底面被覆部３ｄが、耐火物２の底面２ｄを被覆している。したがって、前面被覆部３ａと後面被覆部３ｂとは、耐火物２の前面２ａと後面２ｂとからそれぞれの厚みに対応した長さ分だけ厚み方向の前側と後側とに突出し、ツイール１として視た場合には、前面１ａと後面１ｂとにそれぞれ段差が形成されている。なお、ツイール１として視た場合に、前面１ａと後面１ｂとに段差が形成されないように、既述の図４に示す縦断面の形状と同様に、耐火物２について、露出している面に対して被覆部材３で被覆されている面を厚み方向内側寄りに位置させてもよい。

ツイール１は、耐火物２の前部及び後部と、被覆部材３の前面被覆部３ａ及び後面被覆部３ｂとが、それぞれの下端領域で少なくとも上下方向の相対移動が規制され、好ましくは、幅方向（紙面と直交する方向）の相対移動も規制され、更に好ましくは、抜脱方向（左右方向）の相対移動も規制されている。本実施形態では、上述の３方向の全ての相対移動が規制されているため、耐火物２の前部及び後部と、被覆部材３の前面被覆部３ａ及び後面被覆部３ｂとが、それぞれの下端領域で固定されている。詳述すると、被覆部材３の前面被覆部３ａ及び後面被覆部３ｂにおけるそれぞれの下端領域の内面に、厚み方向内側に延びる円柱状等の柱状またはパイプ状もしくは板状等の突起部１０がそれぞれ溶接等によって固定され、これらの突起部１０が、耐火物２の前部及び後部における下端領域にそれぞれ形成された凹部１１に挿通固定されている。この場合、図例では、突起部１０及び凹部１１は、水平方向に沿うように形成されているが、幅方向内側に向かって下降傾斜または上昇傾斜するように形成されていてもよい。なお、突起部１０は、本実施形態では、幅方向の複数箇所（例えば２箇所）にそれぞれ形成されているが、幅方向中央部の１箇所のみに形成されていてもよい。以上の説明で、耐火物２についての下端領域とは、耐火物２の前面２ａ及び後面２ｂの下端部周辺と底面２ｄとを含む領域に対応する高さ領域であって、凹部６、１０は、この高さ領域の何れかの箇所に形成されていればよいが、本実施形態では、前面２ａ及び後面２ｂの下端部に対応する高さ位置に形成されている（図４をも参照）。また、被覆部材３についての下端領域とは、前面被覆部３ａ及び後面被覆部３ｂの下端部周辺と底面被覆部３ｄとを含む領域に対応する高さ領域であって、突起部５、１０は、この高さ領域の何れかの箇所に形成されていればよいが、本実施形態では、前面被覆部３ａ及び後面被覆部３ｂの下端部に対応する高さ領域に形成されている（図４をも参照）。

図６に示すように、ツイール１は、前面被覆部３ａ及び後面被覆部３ｂの上端領域で、耐火物２に対する被覆部材３の下方へのズレの阻止と、前面被覆部３ａ及び後面被覆部３ｂの厚み方向外側への膨らみの阻止とが行われるように構成されている。詳述すると、前面被覆部３ａ及び後面被覆部３ｂにおける上端領域の内面に、厚み方向内側に向かって下降傾斜するように延びる円柱状等の柱状またはパイプ状もしくは板状等の突起部１２がそれぞれ溶接等によって固定され、これらの突起部１２が、耐火物２の前部及び後部における上下方向中間領域にそれぞれ形成され且つ幅方向内側に向かって下降傾斜するように延びる凹部１３に遊びをもって挿通されている。この場合、図７（ａ）に詳細に示すように、被覆部材３の後面被覆部３ｂに固定された上述の傾斜状の突起部１２の下面１２ａは、耐火物２の後部に形成された上述の傾斜状の凹部１３の下面１３ａに当接しているのに対して、上述の傾斜状の突起部１２の上面１２ｂと、上述の傾斜状の凹部１３の上面１３ｂとの間には、上下方向隙間１４が設けられている（前面被覆部３ａも同様）。この突起部１２の下面１２ａ及び凹部１３の下面１３ａは、水平線からの傾斜角度θ２が、１０〜６０°、好ましくは、下限値が３０°であって、上限値が４５°である。なお、この突起部１２は、本実施形態では、幅方向の複数箇所（例えば２箇所）に形成されているが、幅方向の１箇所のみに形成されていてもよい。この場合、凹部１３の形状は、突起部１２の形状と相似形であってもよく、或いは、幅方向全長に亘って延びる凹溝形状であってもよく、若しくは、突起部１２の周辺のみで幅方向に延びる凹溝形状などであってもよく、いずれにしても、凹部１３の下面１３ａに突起部１２の下面１２ａが当接し且つ凹部１３の上面１３ｂと突起部１２の上面１２ｂとの間に上下方向隙間１４が設けられるならば、凹部１３の形状は特に限定されない。

次に、以上の構成を備えた本発明の第１実施形態に係るツイール１の作用効果を説明する。

本実施形態に係るツイール１は、本体がアルミナ・ジルコン耐火物２で構成されているため、高温状態（例えば１２００℃以上）の溶融ガラスＧ１からの揮発物等の浮遊物がツイール１の周辺に浮遊或いは充満しても、耐火物２がアルカリ揮発物の作用で浸食されることが抑制される。浮遊物は、例えばアルカリ金属やホウ酸等である。これにより、ツイール１が長期使用に耐え得ることになって、ツイール１の耐久性が著しく向上する。しかも、耐火物２の主要部を被覆している被覆部材３が、白金または白金合金で形成されているため、ツイール１の周辺の高温雰囲気が顕著になっても、被覆部材３と耐火物２との熱膨張差が過度に大きくなることが抑止される。これにより、被覆部材３が伸び過ぎたり外側に過剰に膨らんだりすることが阻止されて、被覆部材３と耐火物２との間に許容しがたい位置ズレや隙間が生じなくなるため、ツイール１による溶融ガラスＧ１の流量調整に支障を来すことが回避される。このように、耐火物２の浸食を抑制した事と、被覆部材３と耐火物２との熱膨張差を少なくした事との相乗効果によって、予期せぬ観点から品質が向上したガラス製品（板ガラス製品）を得ることが可能となる。本発明のツイール１は、上述の通り１２００℃以上の雰囲気下で溶融ガラスの流量を調整する際に使用することが好適である。なお、ツイール１の使用環境は、より好ましくは１２００℃〜１５００℃である。雰囲気温度が１５００℃より高い場合、アルミナジルコン質耐火物であっても溶融ガラスからの揮発成分との反応によって劣化し易くなる場合がある。ツイール１の使用環境は、さらに好ましくは１２００℃〜１４００℃、１２００℃〜１３００℃である。

更に、被覆部材３が耐火物２を被覆している構造の特異性から、以下に述べるような作用効果を得ることができる。すなわち、図４に示すツイール１の縦断正面においては、被覆部材３は、耐火物２に対して、下端領域で突起部５が凹部６に挿通固定された上で、上端領域で傾斜状の突起部７が傾斜状の凹部８に挿通されているため、自重による被覆部材３の下方へのズレが阻止されると共に、被覆部材３の側面被覆部３ｃの幅方向外側への膨らみも阻止される。また、図６に示すツイール１の縦断側面においても、被覆部材３は、耐火物２に対して、下端領域で突起部１０が凹部１１に挿通固定された上で、上端領域で傾斜状の突起部１２が傾斜状の凹部１３に挿通されているため、自重による被覆部材３の下方へのズレが阻止されると共に、被覆部材３の前面被覆部３ａ及び後面被覆部３ｂの厚み方向外側への膨らみも阻止される。

そして、耐火物２の熱膨張率に比して被覆部材３の熱膨張率が比較的大きい場合であっても、被覆部材３は下端領域での耐火物２に固定されているため、被覆部材３は、耐火物２に対して下端領域を基準として相対的に上方に向かって膨張することになる。すなわち、被覆部材３は、固定部（突起部５の凹部６への挿通固定部及び突起部１０の凹部１１への挿通固定部）を基準として下方に向かっては殆ど伸びず、大半が上方に向かって延びることになる。この場合、図５（ａ）に示すツイール１の要部の縦断正面においては、熱膨張する前の時点で、被覆部材３の側面被覆部３ｃの上端面３ｘと、耐火物２の段差面２ｘとの間に、上下方向隙間４が設けられており、且つ、側面被覆部３ｃの内面に突設した突起部７の上面７ｂと、耐火物２の凹部８の上面８ｂとの間にも、上下方向隙間９が設けられている。そのため、図５（ｂ）に示すように、被覆部材３の側面被覆部３ｃが上方に向かって延びても、側面被覆部３ｃの上端面３ｘと耐火物２の段差面２ｘとが当接せず、且つ、突起部７の上面７ｂと凹部８の上面８ｂとが当接しない状態に維持される。加えて、図７（ａ）に示すツイール１の要部の縦断側面においては、熱膨張する前の時点で、被覆部材３の後面被覆部３ｂ（前面被覆部３ａも同様）の内面に突設した突起部１２の上面１２ｂと、耐火物２の凹部１３の上面１３ｂとの間に、上下方向隙間１４が設けられている。そのため、被覆部材３の後面被覆部３ｂ（前面被覆部３ａも同様）が上方に向かって延びても、突起部１２の上面１２ｂと凹部１３の上面１３ｂとが当接しない状態に維持される。以上の結果、被覆部材３が全体的に上方に向かって延びても、その延びが妨げられることはなく、耐火物２よりも被覆部材３の熱膨張率が大きいことに起因する被覆部材３の不当な変形等の問題が生じ難くなる。この場合、仮に、被覆部材３が、耐火物２に対して相対的に下方に向かって膨張したならば、ツイール１の下端位置が変化して、ツイール１による溶融ガラスＧ１の流量調整に狂いが生じる。しかし、上記のように被覆部材３が主として相対的に上方に向かって膨張すれば、ツイール１の下端位置が変化することを抑制できるため、ツイール１による溶融ガラスＧ１の流量調整に狂いが生じ難くなるという利点が得られる。したがって、上述の上下方向隙間４、９、１４は全て、被覆部材３と耐火物２との熱膨張率の差と、ツイール１に生じる温度変化とを考慮して設定されていることになる。

更に、被覆部材３の側面被覆部３ｃと後面被覆部３ｂ（前面被覆部３ａも同様）とがそれぞれ、図５（ｂ）及び図７（ｂ）に示す状態となった場合に、それら３ｃ、３ｂ、３ａを外側に膨らませようとする力が働いても、ある程度外側に膨らんだ時点で、傾斜状の突起部７、１２と傾斜状の凹部８、１３とがそれぞれ接触して、それ以上の外側への膨らみが阻止される。そのため、それら３ｃ、３ｂ、３ａが外側に膨らんだ場合であっても、問題が生じない時点で外側への膨らみを阻止することが可能となる。

図８は、本発明の第２実施形態に係るツイール１の要部を示す縦断正面図であって、図９は、同じく本発明の第２実施形態に係るツイール１の要部を示す縦断側面図である。これら各図に示すように、この第２実施形態に係るツイール１が、上述の第１実施形態に係るツイール１と相違している点は、被覆部材３の上端領域における突起部７と凹部８との構造を、被覆部材３の上下方向中央領域にも設けたところにある。このようにすれば、被覆部材３の側面被覆部３ｃと後面被覆部３ｂ（前面被覆部３ａも同様）とが外側に膨らむ事態を、より一層確実に阻止することができる。その他の構成は、上述の第１実施形態に係るツイール１と同一であるので、両者に共通の構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。なお、上述の突起部７，１２と凹部８、１３との構造は、上記例示した領域以外に設けるようにしてもよい。

図１０は、本発明の第３実施形態に係るツイール１の要部を示す縦断正面図であって、図１１は、同じく本発明の第３実施形態に係るツイール１の要部を示す縦断側面図である。これら各図に示すように、この第３実施形態に係るツイール１が、上述の第１実施形態に係るツイール１と相違している点は、被覆部材３の側面被覆部３ｃと後面被覆部３ｂ（前面被覆部３ａも同様）の上端部を内側に折り曲げることで、突起部７、１２をそれぞれ形成したところにある。このようにすれば、突起部７、１２の形成を、別途異なる部材を使用することなく簡単な作業で容易に行うことができる。その他の構成は、上述の第１実施形態に係るツイール１と同一であるので、両者に共通の構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。

図１２は、本発明の第４実施形態に係るツイール１を示す斜視図である。同図に示すように、この第４実施形態に係るツイール１が、上述の第１実施形態に係るツイール１と相違している点は、被覆部材３において、前面被覆部３ａの上端よりも後面被覆部３ｂの上端の方が低くなるように形成され、これに伴って側面被覆部３ｃの上端面３ｘが前方から後方に向かって下降傾斜しているところにある。したがって、図１３に示すように、前面被覆部３ａの上端領域に形成された傾斜状の突起部１２及びこれに対応して耐火物２に形成された傾斜状の凹部１３の高さ位置よりも、後面被覆部３ｂの上端領域に形成された傾斜状の突起部１２及びこれに対応して耐火物２に形成された傾斜状の凹部１３の高さ位置の方が低くなっている。このようにすれば、溶融ガラスＧ１を堰き止める役割を果たす前面被覆部３ａの高さを十分に確保すると共に、そのような役割を果たさない後面被覆部３ｂの高さを低くすることで、高価な白金または白金合金の使用量を節減することができ、ツイール１の製作コストの低廉化が図られる。その他の構成は、上述の第１実施形態に係るツイール１と同一であるので、両者に共通の構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。

なお、以上の第１〜第４実施形態における耐火物２と被覆部材３との熱膨張差による弊害を抑制するための構造は、耐火物２がアルミナ・ジルコン耐火物以外の例えばシリカ質耐火物等の他の耐火物である場合、つまりアルミナ・ジルコン耐火物よりも白金等との熱膨張差が大きな耐火物である場合に有利となる。但し、耐火物２がアルミナ・ジルコン耐火物であっても、当該耐火物２と被覆部材３との僅かな熱膨張差に対して、上記の構造は十分な効果を発揮することができる。

また、以上の第１〜第４実施形態では、耐火物２に形成した傾斜状の凹部に、被覆部材３に形成した傾斜状の突起部を挿通する構造が、何れかの箇所に設けられているが、それらの凹部及び突起部が、非傾斜状であっても、被覆部材３の下方へのズレを阻止するという点においては十分な効果を発揮することができる。すなわち、耐火物２と被覆部材３とのそれぞれの下端領域における両者の固定のみでは、被覆部材３の自重による下方へのズレを阻止できない場合に十分な効果を発揮することができる。一方、これとは逆に、耐火物２と被覆部材３とのそれぞれの下端領域における両者の固定のみによって、被覆部材３の自重による下方へのズレを十分に阻止できる場合には、傾斜状の凹部の下面と傾斜状の突起部の下面とが、熱膨張する前の時点で、当接せずに僅かに離反していても、被覆部材３の外側への膨らみをある程度は阻止することができるため、熱膨張前における傾斜状の凹部の下面と傾斜状の突起部の下面との接触は、必須の要件ではない。

１ ツイール
１ａ ツイールの前面
１ｂ ツイールの後面
１ｃ ツイールの側面
２ 耐火物（アルミナ・ジルコン耐火物）
２ａ 耐火物の 前面
２ｂ 耐火物の 後面
２ｃ 耐火物の 側面
２ｄ 耐火物の 底面
３ 被覆部材
３ａ 前面被覆部
３ｂ 後面被覆部
３ｃ 側面被覆部
３ｄ 底面被覆部
３ｘ 被覆部材の上端面
５ 突起部
６ 凹部
７ 突起部
８ 凹部
１０ 突起部
１１ 凹部
１２ 突起部
１３ 凹部
θ１ 突起部の 傾斜角度
θ２ 突起部の 傾斜角度
Ｆ１ フロートバス
Ｆ２ 供給流路（溶融ガラスを供給する流路）
Ｇ１ 溶融ガラス

Claims (13)

1. フロートバスに溶融ガラスを供給する流路に上下動可能に設置され且つ前記溶融ガラスの流量を調整するツイールであって、
   本体を構成する耐火物と、該耐火物の外表面における少なくとも溶融ガラスと接触する主要部を被覆する白金または白金合金からなる被覆部材とを備え、前記耐火物が、アルミナ・ジルコン耐火物であることを特徴とするツイール。
2. 前記被覆部材の熱膨張率に対する前記アルミナ・ジルコン耐火物の熱膨張率の比率が、０．５〜１．０であることを特徴とする請求項１に記載のツイール。
3. 前記アルミナ・ジルコン耐火物の外表面のうちの幅方向両側の側面は何れも、露出している側面部よりも、前記被覆部材で被覆されている側面部の方が、前記被覆部材の幅方向両側の側面被覆部のそれぞれの厚みに対応する長さ分だけ、幅方向内側寄りに位置していることを特徴とする請求項１または２に記載のツイール。
4. 前記アルミナ・ジルコン耐火物および前記被覆部材のそれぞれの下端領域で、前記アルミナ・ジルコン耐火物と前記被覆部材との少なくとも上下方向の相対移動を規制する規制部を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のツイール。
5. 前記アルミナ・ジルコン耐火物の下端領域に形成した凹部に、前記被覆部材の下端領域の内面に突設した突起部を挿通し、この挿通箇所を、前記アルミナ・ジルコン耐火物と前記被覆部材との少なくとも上下方向の相対移動を規制する規制部としたことを特徴とする請求項４に記載のツイール。
6. 前記アルミナ・ジルコン耐火物と前記被覆部材とのそれぞれの下端領域よりも上側の部位で、前記アルミナ・ジルコン耐火物に対する前記被覆部材の下方へのズレを阻止する下方ズレ阻止部を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のツイール。
7. 前記アルミナ・ジルコン耐火物の下端領域よりも上側の部位に形成した凹部に、前記被覆部材の下端領域よりも上側の部位の内面に突設した突起部を挿通して、この挿通箇所を、前記アルミナ・ジルコン耐火物に対する前記被覆部材の下方へのズレを阻止する下方ズレ阻止部としたことを特徴とする請求項６に記載のツイール。
8. 前記アルミナ・ジルコン耐火物と前記被覆部材とのそれぞれの下端領域よりも上側の部位で、前記被覆部材が外側に膨らむことを阻止する膨らみ阻止部を備えることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のツイール。
9. 前記アルミナ・ジルコン耐火物の下端領域よりも上側の部位に形成した凹部に、前記被覆部材の下端領域よりも上側の部位の内面に突設した突起部を挿通して、この挿通箇所を、前記被覆部材が外側に膨らむことを阻止する膨らみ阻止部としたことを特徴とする請求項８に記載のツイール。
10. 前記凹部の下面と前記突起部の下面とを、内側に向かって下降傾斜させたことを特徴とする請求項９に記載のツイール。
11. 前記凹部に前記突起部が上動可能に挿通されていることを特徴とする請求項１０に記載のツイール。
12. １２００℃以上の温度雰囲気下において請求項１〜１１の何れかに記載のツイールを用いて溶融ガラスの流量を調整することを特徴とするガラス物品の製造方法。
13. 前記溶融ガラスはアルカリ金属を含み、該溶融ガラスを成形して成る前記ガラス物品がアルカリ金属酸化物を合量で５質量％以上含む組成を有することを特徴とする請求項１２に記載のガラス物品の製造方法。

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