JP7276345B2 - ガラス物品の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶融ガラスを成形してガラス物品を製造する装置及び方法に関する。

周知のように、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、板ガラスが使用される。

特許文献１には、板ガラスを製造するための装置が開示されている。板ガラス製造装置は、溶融ガラスの供給源となる溶解槽と、溶解槽の下流側に設けられた清澄槽と、清澄槽の下流側に設けられた攪拌槽と、攪拌槽の下流側に設けられた成形装置とを備える。溶解槽、清澄槽、攪拌槽、及び成形装置は、それぞれ連絡流路によって接続されている。

清澄槽、攪拌槽、及びこれらを接続する連絡流路は、白金材料（白金又は白金合金）により構成される容器である。これらの白金材料容器は、その外表面に乾燥被膜が形成されており、耐火物材料からなる保持部材によって被覆されている。乾燥被膜と保持部材との間には、アルミナキャスタブルが充填される。アルミナキャスタブルは、適当量の水が添加されて水性スラリーとされ、乾燥被膜と保持部材との間に充填される。アルミナキャスタブルは、乾燥によって固化することで白金材料容器を固定する。

特開２０１０－２２８９４２号公報

ところで、板ガラス製造装置は、操業前に、溶解槽、清澄槽、攪拌槽、成形装置、連絡流路の各構成要素を個別に分離した状態で予備加熱される（以下「予熱工程」という）。予熱工程では、白金材料容器が温度上昇によって膨張する。白金材料容器が十分に膨張した後に、各構成要素を接続することで、板ガラス製造装置が組み立てられる。その後、溶解槽で生成された溶融ガラスが、清澄槽、攪拌槽、連絡流路を通じて成形装置に供給され、板ガラスとして成形される。

上記の予熱工程では、白金材料容器が膨張するが、特許文献１に記載の製造装置では、固化したアルミナキャスタブルによって当該白金材料容器が耐火レンガ等の保持部材に固定されている。このため、白金材料容器の膨張が阻害され、当該容器に大きな熱応力が作用し、破損や変形の要因となるおそれがあった。

本発明は上記の事情に鑑みて為されたものであり、予熱工程において白金材料容器を好適に膨張させることが可能なガラス物品の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、溶融ガラスを移送すべく白金材料製で長尺状に構成される移送容器と、前記移送容器を支持するように前記移送容器の長手方向に並設される複数の第一支持レンガと、前記第一支持レンガを支持する第二支持レンガと、を備えるガラス物品の製造装置であって、前記第二支持レンガの熱膨張率が、前記第一支持レンガの熱膨張率よりも大きいことを特徴とする。

かかる構成によれば、第一支持レンガよりも熱膨張率の大きな第二支持レンガを予熱工程において熱膨張させると、第二支持レンガが第一支持レンガを支持していることから、第一支持レンガを移送容器の長手方向に沿って移動させることができる。このように、第一支持レンガを移送容器の長手方向に沿って移動させると、第一支持レンガが移送容器を支持していることから、予熱工程における移送容器の長手方向への膨張を補助し、もって当該移送容器の好適な膨張を実現できる。

上記の製造装置において、前記第一支持レンガは、前記第二支持レンガの上面に載置されてもよい。これにより、第二支持レンガに対する複数の第一支持レンガの設置作業を容易に行うことができる。また、第二支持レンガの熱膨張に応じて第一支持レンガを移送容器の長手方向に沿って、より確実に移動させることができる。

前記複数の前記第一支持レンガにおいて、隣り合う二つの前記第一支持レンガのうち、一方の前記第一支持レンガは、他方の前記第一支持レンガを押圧する押圧部材を備え、前記押圧部材の熱膨張率は、前記第一支持レンガの前記熱膨張率よりも大きいことが望ましい。

かかる構成によれば、予熱工程における第二支持レンガの膨張に加え、押圧部材の熱膨張によって第一支持レンガを押圧することで、当該第一支持レンガを移送容器の長手方向に沿って、より確実に移動させることができる。

また、前記他方の第一支持レンガは、前記押圧部材に接触する押圧補助部材を備え、前記押圧補助部材の熱膨張率は、前記第一支持レンガの前記熱膨張率よりも大きいことが望ましい。

かかる構成によれば、第一支持レンガよりも熱膨張率の大きな押圧補助部材を押圧部材に接触させることで、予熱工程における押圧部材及び押圧補助部材の熱膨張によって、第一支持レンガをより確実に移動させることができる。

前記第一支持レンガは、相互に対向する第一構成部材及び第二構成部材を備え、前記押圧部材及び前記押圧補助部材は、前記第一構成部材及び／又は前記第二構成部材の外面に配置されてもよい。これにより、押圧部材及び押圧補助部材を第一構成部材及び第二構成部材に対して容易に取り付けることができる。

前記第一支持レンガは、高ジルコニア系耐火物、ジルコン系耐火物又は溶融シリカ系耐火物であることが望ましく、前記第二支持レンガは、高アルミナ系耐火物であることが望ましい。このように、第一支持レンガを高ジルコニア系耐火物、ジルコン系耐火物又は溶融シリカ系耐火物により構成することで、移送容器を効果的に断熱でき、また、熱膨張率が白金材料に近い高アルミナ系耐火物によって第二支持レンガを構成することで、予熱工程における移送容器の膨張による移動量と第一支持レンガの移動量が近くなり、移送容器のより好適な膨張を実現できる。

本発明に係るガラス物品の製造装置は、前記第二支持レンガを加熱するヒーターを備え得る。ヒーターによって第二支持レンガを加熱することで、当該第二支持レンガの熱膨張を促進させることができる。これにより、第二支持レンガが支持する第一支持レンガを移送容器の長手方向に沿って好適に移動させることができる。

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、上記の製造装置によってガラス物品を製造する方法であって、前記移送容器を加熱して昇温する予熱工程と、前記予熱工程後に前記移送容器によって前記溶融ガラスを移送する溶融ガラス供給工程と、を備え、前記予熱工程では、前記移送容器の昇温に伴って前記第二支持レンガを熱膨張させることにより、前記第一支持レンガを前記移送容器の長手方向に移動させることを特徴とする。

かかる構成によれば、第一支持レンガよりも熱膨張率の大きな第二支持レンガを予熱工程において熱膨張させ、この膨張によって複数の第一支持レンガを移送容器の長手方向に移動させることができる。これにより、予熱工程において移送容器を好適に膨張させることが可能になる。

本発明によれば、予熱工程において白金材料容器を好適に膨張させることが可能である。

第一実施形態に係るガラス物品の製造装置を示す側面図である。 清澄槽の断面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ矢視線断面図である。 ガラス物品の製造方法のフローチャートを示す。 ガラス物品の製造方法の一工程を示す断面図である。 ガラス物品の製造方法の一工程を示す側面図である。 ガラス物品の製造方法の一工程を示す側面図である。 第二実施形態に係るガラス物品の製造装置の一部を示す側面図である。 図８のＩＸ－ＩＸ矢視線断面図である。 ガラス物品の製造方法の一工程を示す側面図である。 第三実施形態に係るガラス物品の製造装置の一部を示す側面図である。 図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ矢視線断面図である。 ガラス物品の製造方法の一工程を示す側面図である。 第四実施形態に係るガラス物品の製造装置の一部を示す断面図である。 図１４のＸＶ－ＸＶ矢視線断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１乃至図７は、本発明に係るガラス物品の製造装置及び製造方法の第一実施形態を示す。

図１に示すように、本実施形態に係るガラス物品の製造装置は、上流側から順に、溶解槽１と、清澄槽２と、均質化槽（攪拌槽）３と、ポット４と、成形体５と、これらの各構成要素１～５を連結するガラス供給路６ａ～６ｄとを備える。この他、製造装置は、成形体５により成形された板ガラスＧＲ（ガラス物品）を徐冷する徐冷炉（図示せず）及び徐冷後に板ガラスＧＲを切断する切断装置（図示せず）を備える。

溶解槽１は、投入されたガラス原料を溶解して溶融ガラスＧＭを得る溶解工程を行うための容器である。溶解槽１は、ガラス供給路６ａによって清澄槽２に接続されている。

清澄槽２は、溶融ガラスＧＭを移送しながら清澄剤等の作用により脱泡する清澄工程を行うための容器である。清澄槽２は、ガラス供給路６ｂによって均質化槽３に接続されている。

図２及び図３に示すように、清澄槽２は、溶融ガラスＧＭを上流から下流へと移送する中空状かつ長尺状の移送容器７と、移送容器７を被覆する複数の第一支持レンガ８ａ，８ｂと、この第一支持レンガ８ａ，８ｂを閉塞する蓋体９と、移送容器７と第一支持レンガ８ａ，８ｂとの間に介在する接合体１０と、第一支持レンガ８ａ，８ｂを支持する第二支持レンガ１１とを備える。

移送容器７は、白金材料（白金又は白金合金）によって管状に構成されるが、この構成に限定されず、内部に溶融ガラスＧＭが通過する空間を有する構造体であればよい。移送容器７は、管状部１３と、当該管状部１３の両端部に設けられるフランジ部１４とを備える。なお、０℃から１３００℃まで昇温した際の白金材料の熱膨張率は、例えば１．３～１．５％である。０℃から１３００℃まで昇温した際の熱膨張率Ｒは、０℃の長さをＬ０（ｍｍ）とし、１３００℃の長さをＬ１（ｍｍ）とした場合に、Ｒ＝（Ｌ１－Ｌ０）／Ｌ０で算出できる。

管状部１３は、円管状にされるが、この構成に限定されない。管状部１３の内径は、１００ｍｍ以上３００ｍｍ以下とされることが望ましい。管状部１３の肉厚は、０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下とされることが望ましい。管状部１３の長さは、３００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下とされることが望ましい。これらの寸法は、上記の範囲に限定されず、溶融ガラスＧＭの種別、温度、製造装置の規模等に応じて適宜設定される。

なお、管状部１３は、必要に応じ、溶融ガラスＧＭ中に発生するガスを排出するためのベント部（通気管）を備えてもよい。また、管状部１３は、溶融ガラスＧＭが流れる方向を変更するための仕切り板（邪魔板）を備えてもよい。

フランジ部１４は、円形に構成されるが、この形状に限定されない。フランジ部１４は、例えば深絞り加工により管状部１３と一体的に形成される。フランジ部１４は、電源装置（図示なし）に接続される。清澄槽２の移送容器７は、各フランジ部１４を介して管状部１３に電流を流すことで生じる抵抗加熱（ジュール熱）によって、当該管状部１３の内部を流れる溶融ガラスＧＭを加熱する。

第一支持レンガ８ａ，８ｂは、高ジルコニア系耐火物、ジルコン系耐火物又は溶融シリカ系耐火物により構成されるが、この材質に限定されない。なお、高ジルコニア系耐火物とは、質量％で８０～１００％のＺｒＯ₂を含むものをいう。０℃から１３００℃まで昇温した際の高ジルコニア系耐火物の熱膨張率は、例えば０．１～０．３％である。高ジルコニア系耐火物は１１００℃～１２００℃において収縮を示し、０℃から１１００℃まで昇温した際の熱膨張率は例えば０．６～０．８％、０℃から１２００℃まで昇温した際の熱膨張率は例えば０．０～０．３％である。０℃から１３００℃まで昇温した際のジルコン系耐火物の熱膨張率は、例えば０．５～０．７％であり、溶融シリカ系耐火物の熱膨張率は、例えば０．０３～０．１％である。

複数の第一支持レンガ８ａ，８ｂは、移送容器７の長手方向に沿って並設されている。図２及び図３に示すように、各第一支持レンガ８ａ，８ｂは、上下方向において相互に対向する第一構成部材８ａ及び第二構成部材８ｂを有する。第一構成部材８ａと第二構成部材８ｂは同じ形状を有する。

第一構成部材８ａ及び第二構成部材８ｂは、移送容器７の管状部１３を上下に挟むようにして、当該管状部１３の全周を被覆する。すなわち、第一構成部材８ａは、管状部１３を下側から支持する。第二構成部材８ｂは、管状部１３の上部を被覆する。図３に示すように、第一構成部材８ａと第二構成部材８ｂとで管状部１３を挟んだ状態において、第一支持レンガ８ａ，８ｂの外面は、断面視四角形を構成する。

第一構成部材８ａの外面は、四角形の一辺を構成する下面１５ａと、第二構成部材８ｂと共に四角形の他の二辺を構成する一対の側面１５ｂとを有する。第二構成部材８ｂの外面は、四角形の一辺を構成する上面１６ａと、第一構成部材８ａの側面１５ｂと共に四角形の他の二辺を構成する側面１６ｂとを有する。第一構成部材８ａと第二構成部材８ｂとが組み合わせられた状態では、第一構成部材８ａの側面１５ｂと第二構成部材８ｂの側面１６ｂとは、相互に面一となって四角形の二辺を構成する（図３参照）。

図３に示すように、第一構成部材８ａ及び第二構成部材８ｂは、管状部１３の外周面１３ａを被覆するための面（以下「被覆面」という）１７ａ，１８ａと、互いに当接する面（以下「当接面」という）１７ｂ，１８ｂと、を有する。なお、被覆面１７ａ，１８ａは、管状部１３の外周面１３ａを保持する機能も有する。

被覆面１７ａ，１８ａは、管状部１３の外周面１３ａを被覆すべく、断面視において円弧状の曲面により構成される。被覆面１７ａ，１８ａの曲率半径は、管状部１３の外周面１３ａとの間に隙間（接合体１０の収容空間）が形成されるように、当該外周面１３ａの半径よりも大きく設定される。被覆面１７ａ，１８ａと管状部１３の外周面１３ａとの間隔（外周面１３ａの半径と被覆面１７ａ，１８ａの曲率半径との差）は、３ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは７．５ｍｍ以上に設定される。管状部１３のクリープ変形防止の観点から、この間隔は、５０ｍｍ以下に設定されることが好ましく、２０ｍｍ以下に設定されることがより好ましい。

第一構成部材８ａの当接面１７ｂと第二構成部材８ｂとの当接面１８ｂとを接触させた状態では、各第一支持レンガ８ａ，８ｂの被覆面１７ａ，１８ａによって、管状部１３を被覆する円筒面が構成される（図３参照）。

蓋体９は、第一支持レンガ８ａ，８ｂと同様に、例えば高ジルコニア系耐火物、ジルコン系耐火物又は溶融シリカ系耐火物により構成されるが、この材質に限定されない。蓋体９は、複数に分割されており、各分割体を組み合わせることによって、円板状(円環状)に構成される。蓋体９は、厚さ方向における一方の面が第一支持レンガ８ａ，８ｂに当接することで、第一支持レンガ８ａ，８ｂと移送容器７の管状部１３との間の隙間を閉塞する。

接合体１０は、原料となる粉末Ｐ（後述の図５参照）を、移送容器７の管状部１３と第一支持レンガ８ａ，８ｂとの間に充填した後に、加熱によって拡散接合させることにより構成される。拡散接合とは、粉末同士を接触させ、接触面間に生じる原子の拡散を利用して接合する方法をいう。

粉末Ｐとしては、例えば、アルミナ粉末とシリカ粉末とを混合したものを使用できる。この場合、融点が高いアルミナ粉末を主成分することが望ましい。上記の構成に限らず、アルミナ粉末、シリカ粉末の他、ジルコニア粉末、イットリア粉末その他の各材料粉末を単体で使用し、或いは複数種の粉末を混合することにより構成され得る。

粉末Ｐの平均粒径は、例えば０．０１～５ｍｍとすることができる。予熱工程での粉末Ｐの潤滑作用を向上させる観点から、粉末Ｐは、平均粒径が０．８ｍｍ以上である骨材を含むことが好ましい。骨材の平均粒径は、例えば５ｍｍ以下とすることができる。粉末Ｐが骨材を含む場合、粉末Ｐに対する骨材の含有量は、例えば２５質量％～７５質量％とすればよく、骨材を除いた粉末Ｐの平均粒径は、例えば０．０１～０．６ｍｍとすればよい。例えば、粉末Ｐがアルミナ粉末とシリカ粉末からなる場合、アルミナ粉末の一部を骨材とすればよい。

本発明において、「平均粒径」は、レーザー回折法で測定した値を指し、レーザー回折法により測定した際の体積基準の累積粒度分布曲線において、その積算量が粒子の小さい方から累積して５０％である粒径を表す。

粉末Ｐは、１３００℃以上で接合体１０の形成によって清澄槽２の移送容器７を第一支持レンガ８ａ，８ｂに固定するように調合され、換言すると、１３００℃以上で粉末Ｐ同士の拡散接合が活性化するように調合される。例えば粉末Ｐが、アルミナ粉末とシリカ粉末との混合粉末である場合、当該粉末Ｐの拡散接合が活性化する温度は、その混合比を調整することにより適宜設定できる。アルミナ粉末とシリカ粉末との混合比は、例えばアルミナ粉末が９０ｗｔ％、シリカ粉末が１０ｗｔ％とされるが、これに限定されない。

第二支持レンガ１１は、高アルミナ系耐火物により板状又はブロック状に構成されるが、この材質及び形状に限定されるものではない。なお、高アルミナ系耐火物とは、質量％で、９０～１００％のＡｌ_２Ｏ_３を含むものをいう。第二支持レンガ１１の熱膨張率は、第一支持レンガ８ａ，８ｂの熱膨張率よりも大きく、例えば０．８～１．２％とすることができる。第二支持レンガ１１の熱膨張率Ａ（％）は、白金材料の熱膨張率Ｂ（％）に近いことが好ましく、具体的にはＡ／Ｂが０．６～１．０であることが好ましい。なお、本段落において、熱膨張率は、いずれも、０℃から１３００℃まで昇温した際の熱膨張率である。

本実施形態の第二支持レンガ１１は、１個の長尺のレンガで構成されるが、移送容器７の長手方向に沿って並べて配置された複数の短尺のレンガで構成されてもよい。

第二支持レンガ１１には、第一支持レンガ８ａ，８ｂの第一構成部材８ａが載置されている。すなわち、第一構成部材８ａの下面１５ａは、第二支持レンガ１１の上面１１ａに接触している。本実施形態では、第二支持レンガ１１が床面に載置されているが、第二支持レンガ１１が別の支持レンガを介して床面に載置されてもよい。

均質化槽３は、清澄された溶融ガラスＧＭを攪拌し、均一化する工程（均質化工程）を行うための白金材料製の移送容器である。均質化槽３の移送容器は、底付きの管状容器であり、その外周面は耐火レンガ（図示なし）で被覆される。均質化槽３は、攪拌翼を有するスターラ３ａを備える。均質化槽３は、ガラス供給路６ｃによってポット４に接続されている。

ポット４は、溶融ガラスＧＭを成形に適した状態に調整する状態調整工程を行うための容器である。ポット４は、溶融ガラスＧＭの粘度調整及び流量調整のための容積部として例示される。ポット４は、ガラス供給路６ｄによって成形体５に接続されている。

成形体５は、オーバーフローダウンドロー法によって溶融ガラスＧＭを板状に成形する。詳細には、成形体５は、断面形状（図１の紙面と直交する断面形状）が略楔形状を成しており、この成形体５の上部には、オーバーフロー溝（図示せず）が形成されている。

成形体５は、溶融ガラスＧＭをオーバーフロー溝から溢れ出させて、成形体５の両側の側壁面（紙面の表裏面側に位置する側面）に沿って流下させる。成形体５は、流下させた溶融ガラスＧＭを側壁面の下頂部で融合させる。これにより、帯状の板ガラスＧＲが成形される。帯状の板ガラスＧＲは、後述の徐冷工程Ｓ７及び切断工程Ｓ８に供され、所望寸法の板ガラスとされる。

このようにして得られた板ガラスは、例えば、厚みが０．０１～１０ｍｍであって、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ、有機ＥＬ照明、太陽電池などの基板や保護カバーに利用される。成形体５は、スロットダウンドロー法などの他のダウンドロー法を実行するものであってもよい。本発明に係るガラス物品は、板ガラスＧＲに限定されず、ガラス管その他の各種形状を有するものを含む。例えば、ガラス管を形成する場合には、成形体５に代えてダンナー法を利用する成形装置が配備される。

板ガラスの組成としては、ケイ酸塩ガラス、シリカガラスが用いられ、好ましくはホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス、アルミノ珪酸塩ガラス、化学強化ガラスが用いられ、最も好ましくは無アルカリガラスが用いられる。ここで、無アルカリガラスとは、アルカリ成分（アルカリ金属酸化物）が実質的に含まれていないガラスのことであって、具体的には、アルカリ成分の重量比が３０００ｐｐｍ以下のガラスのことである。本発明におけるアルカリ成分の重量比は、好ましくは１０００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、最も好ましくは３００ｐｐｍ以下である。

各ガラス供給路６ａ～６ｄは、溶解槽１、清澄槽２、均質化槽（攪拌槽）３、ポット４及び成形体５をその順に連結する。各ガラス供給路６ａ～６ｄは、白金材料製の移送容器を備える。

以下、上記構成の製造装置によってガラス物品（板ガラスＧＲ）を製造する方法について説明する。図４に示すように、本方法は、充填工程Ｓ１、予熱工程Ｓ２、組立工程Ｓ３、溶解工程Ｓ４、溶融ガラス供給工程Ｓ５、成形工程Ｓ６、徐冷工程Ｓ７、及び切断工程Ｓ８を備える。

充填工程Ｓ１では、図５に示すように、清澄槽２に粉末Ｐを充填する。具体的には、第一構成部材８ａの被覆面１７ａと、移送容器７の管状部１３の外周面１３ａとの間に粉末Ｐを充填する。その後、第二構成部材８ｂの当接面１８ｂを第一構成部材８ａの当接面１７ｂに当接させる。そして、外周面１３ａの上側の部分と、第二構成部材８ｂの被覆面１８ａとの間の空間に、粉末Ｐを充填する。その後、第一支持レンガ８ａ，８ｂを蓋体９により閉塞する。

予熱工程Ｓ２では、製造装置の構成要素１～５，６ａ～６ｄを個別に分離した状態で、これらを昇温する。以下では、図６及び図７を参照しつつ、清澄槽２を昇温する場合を例として説明する。

予熱工程Ｓ２では、清澄槽２の移送容器７を昇温するため、フランジ部１４を介して管状部１３に電流を流す。これによって各移送容器７が加熱されて昇温し、各管状部１３は、その軸心方向（長手方向）及び半径方向に膨張する。このとき、各第一支持レンガ８ａ，８ｂと管状部１３との間に充填された粉末Ｐは、粉末状態を維持しており、管状部１３と第一支持レンガ８ａ，８ｂとの間の空間において、流動（移動）可能である。このような粉末Ｐが潤滑材として作用することにより、各管状部１３は、熱応力を発生させることなく膨張できる。

加えて、第二支持レンガ１１を熱膨張させることにより、第一支持レンガ８ａ，８ｂを移送容器７の長手方向に移動させる。すなわち、移送容器７を加熱することによって、第一支持レンガ８ａ，８ｂ及び第二支持レンガ１１が昇温する。この場合において、第二支持レンガ１１は、前述の通り熱膨張率が大きいことから、第一支持レンガ８ａ，８ｂよりも大きく熱膨張する。したがって、第二支持レンガ１１によって支持されている第一支持レンガ８ａ，８ｂは、当該第二支持レンガ１１の膨張に伴って、移送容器７の長手方向に沿って移動する。この移動により、並設される第一支持レンガ８ａ，８ｂの間には、若干の隙間Ｓが生じる（図７参照）。例えば第一支持レンガ８ａ，８ｂの長さＬ２を１００ｍｍとした場合、１３００℃における隙間Ｓは、例えば０．２～１．０ｍｍとされる。その際、移送容器７の管状部１３の外周面１３ａのうちで隙間Ｓに位置する領域は、露出することなく、粉末Ｐで覆われている。粉末Ｐの骨材について、隙間Ｓより大きな平均粒径の骨材を使用することで隙間への粉末Ｐの脱落は抑制される。

管状部１３が所定の温度（例えば１２００℃以上かつ粉末Ｐの拡散接合が活性化する温度未満）にまで到達すると、予熱工程Ｓ２が終了し、組立工程Ｓ３が実行される。

組立工程Ｓ３では、溶解槽１、清澄槽２、均質化槽３、ポット４、成形体５、及びガラス供給路６ａ～６ｄを接続することで、製造装置が組み立てられる。

溶解工程Ｓ４では、溶解槽１内に供給されたガラス原料が加熱され、溶融ガラスＧＭが生成される。なお、立ち上げ期間の短縮のため、組立工程Ｓ３以前に溶解槽１内で予め溶融ガラスＧＭを生成してもよい。

溶融ガラス供給工程Ｓ５では、溶解槽１の溶融ガラスＧＭを、各ガラス供給路６ａ～６ｄを介して、清澄槽２、均質化槽３、ポット４、そして成形体５へと順次移送する。

組立工程Ｓ３直後の溶融ガラス供給工程Ｓ５（製造装置の立ち上げ時）において、清澄槽２（移送容器７）は、管状部１３への通電によって昇温し続ける。さらに、清澄槽２は、高温の溶融ガラスＧＭが管状部１３を通過することによっても昇温する。この昇温に伴い、清澄槽２に充填された粉末Ｐも昇温する。

この昇温によって、粉末Ｐの拡散接合を活性化させる。この際の粉末Ｐの温度は、例えば１４００℃以上１７００℃以下とすればよい。

本実施形態では、粉末Ｐ中のアルミナ粉末同士、及びアルミナ粉末とシリカ粉末との間で、拡散接合が発生する。また、アルミナ粉末とシリカ粉末とによりムライトが発生する。ムライトは、アルミナ粉末同士を強固に接合する。時間の経過とともに拡散接合が進行し、最終的に、粉末Ｐは一個又は複数個の接合体１０となる。接合体１０は、管状部１３及び第一支持レンガ８ａ，８ｂと密着することから、第一支持レンガ８ａ，８ｂに対する管状部１３の移動を阻害する。このため、管状部１３は、第一支持レンガ８ａ，８ｂに固定される。接合体１０は、板ガラスＧＲの製造が終了するまでの間、第一支持レンガ８ａ，８ｂとともに管状部１３を支持し続ける。なお、粉末Ｐが全て接合体１０となるまでに要する時間は、二十四時間以内であることが望ましいが、この範囲に限定されない。

加えて、溶融ガラス供給工程Ｓ５において、溶融ガラスＧＭが清澄槽２の移送容器７内を流通する際、ガラス原料には清澄剤が配合されていることから、この清澄剤の作用により溶融ガラスＧＭからガス（泡）が除去される。また、均質化槽３において、溶融ガラスＧＭは、攪拌されて均質化される。溶融ガラスＧＭがポット４、ガラス供給路６ｄを通過する際には、その状態（例えば粘度や流量）が調整される。

成形工程Ｓ６では、溶融ガラス供給工程Ｓ５を経て溶融ガラスＧＭが成形体５に供給される。成形体５は、溶融ガラスＧＭをオーバーフロー溝から溢れ出させ、その側壁面に沿って流下させる。成形体５は、流下させた溶融ガラスＧＭを下頂部で融合させることで、板ガラスＧＲを成形する。

その後、板ガラスＧＲは、徐冷炉による徐冷工程Ｓ７、切断装置による切断工程Ｓ８を経て、所定寸法に形成される。或いは、切断工程Ｓ８で板ガラスＧＲの幅方向の両端を除去した後に、帯状の板ガラスＧＲをロール状に巻き取ってもよい（巻取工程）。以上により、ガラス物品（板ガラスＧＲ）が完成する。

以上説明した本実施形態に係るガラス物品の製造方法によれば、予熱工程Ｓ２では、第二支持レンガ１１が熱膨張することで、その上面１１ａに載置される第一支持レンガ８ａ，８ｂを移送容器７の長手方向に移動させる。すなわち、移送容器７を支持する第一支持レンガ８ａ，８ｂを、移送容器７の膨張を補助するように移動させる。これにより、予熱工程Ｓ２において、移送容器７をその長手方向に沿って好適に膨張させることができる。

前述の通り、高ジルコニア系耐火物は１１００℃～１２００℃において収縮を示す。第一支持レンガ８ａ，８ｂとして高ジルコニア系耐火物を用いた場合、１１００℃～１２００℃において、第一支持レンガ８ａ，８ｂが移送容器７の長手方向に収縮することで、移送容器７には粉末Ｐを介してその膨張を阻害する摩擦力が作用することになる。加えて、移送容器７は昇温によって降伏点が低下するため、高温に加熱された場合に、より膨張し難くなる。このような場合であっても、第二支持レンガ１１の膨張によって第一支持レンガ８ａ，８ｂを移動させることで、移送容器７は、第一支持レンガ８ａ，８ｂの収縮によって阻害されることなく、予熱工程Ｓ２にて所期の長さに膨張することが可能になる。

また、溶融ガラス供給工程Ｓ５中は、粉末Ｐが拡散接合によって接合体１０として構成されることで、当該接合体１０と第一支持レンガ８ａ，８ｂとによって、各管状部１３を移動しないように確実に固定できる。

図８乃至図１０は、本発明に係るガラス物品の製造装置（清澄槽）及び製造方法の第二実施形態を示す。図８及び図９は充填工程直後の清澄槽を示す。図１０は、予熱工程における清澄槽を示す。図８に示すように、本実施形態に係る清澄槽２は、移送容器７の長手方向に沿って並設される複数の第一支持レンガ８Ａ，８Ｂを有する。

複数の第一支持レンガ８Ａ，８Ｂにおいて、隣り合う二つの第一支持レンガ８Ａ，８Ｂのうち、一方の第一支持レンガ８Ａは、高ジルコニア系耐火物、ジルコン系耐火物又は溶融シリカ系耐火物により構成される第一構成部材８ａ及び第二構成部材８ｂと、他方の第一支持レンガ８Ｂを押圧する押圧部材１９とを備える。また、他方の第一支持レンガ８Ｂは、高ジルコニア系耐火物、ジルコン系耐火物又は溶融シリカ系耐火物により構成される第一構成部材８ａ及び第二構成部材８ｂと、押圧部材１９に接触する押圧補助部材２０とを備える。

押圧部材１９及び押圧補助部材２０は、高アルミナ系耐火物によりブロック状に構成される。押圧部材１９及び押圧補助部材２０の熱膨張率は、各構成部材８ａ，８ｂの熱膨張率よりも大きい。押圧部材１９及び押圧補助部材２０は、各構成部材８ａ，８ｂの外面に設けられている。

押圧部材１９は、一方の第一支持レンガ８Ａの第一構成部材８ａ及び第二構成部材８ｂにおける角部２１に設けられている。一方の第一支持レンガ８Ａを構成する第一構成部材８ａ及び第二構成部材８ｂは、当該押圧部材１９を収容し、支持する凹部２２ａ，２２ｂ（又は切り欠き部）を有する。押圧部材１９は、第一支持レンガ８Ａに係る第一構成部材８ａ及び第二構成部材８ｂの下面１５ａ、上面１６ａ及び側面１５ｂ，１６ｂと面一となる外面２３と、凹部２２ａ，２２ｂに接触する内面２４と、他方の第一支持レンガ８Ｂを押圧する端面２５とを有する。押圧部材１９の端面２５は、押圧補助部材２０と、他方の第一支持レンガ８Ｂの各構成部材８ａ，８ｂとに接触し得る。

図８に示す複数の第一支持レンガ８Ａのうち、移送容器７の各フランジ部１４寄りに位置する第一支持レンガ８Ａの凹部２２ａと、移送容器７の中途部を被覆する第一支持レンガ８Ａの凹部２２ｂとでは、その構造が異なる。

すなわち、フランジ部１４寄りに位置する第一支持レンガ８Ａの凹部２２ａは、移送容器７の長手方向に沿って各構成部材８ａ，８ｂを貫通していない。この構成により、凹部２２ａが形成される第一構成部材８ａ及び第二構成部材８ｂには、押圧部材１９に接触すする係止部８ｃが形成される。一方、移送容器７の中途部を被覆する第一支持レンガ８Ａの凹部２２ｂは、移送容器７の長手方向沿って、第一構成部材８ａ及び第二構成部材８ｂを貫通するように形成されている。このため、凹部２２ｂが形成される第一構成部材８ａ及び第二構成部材８ｂには、係止部８ｃが形成されていない。

押圧補助部材２０は、他方の第一支持レンガ８Ｂの第一構成部材８ａ及び第二構成部材８ｂにおける角部２６に設けられている。第一支持レンガ８Ｂの第一構成部材８ａ及び第二構成部材８ｂは、押圧補助部材２０を支持する凹部２７を有する。押圧補助部材２０は、第一支持レンガ８Ｂに係る第一構成部材８ａ及び第二構成部材８ｂの下面１５ａ、上面１６ａ及び側面１５ｂ，１６ｂと面一となる外面２８と、凹部２７に接触する内面２９と、押圧部材１９の端面２５に接触する端面３０とを備える。

本実施形態に係る清澄槽２では、予熱工程Ｓ２において、第二支持レンガ１１の膨張に加え、押圧部材１９及び押圧補助部材２０を熱膨張させることで、図１０に示すように、各第一支持レンガ８Ａ，８Ｂを移送容器７の長手方向に移動させることができる。

図１１乃至図１３は、本発明に係るガラス物品の製造装置（清澄槽）及び製造方法の第三実施形態を示す。図１１及び図１２は充填工程直後の清澄槽を示す。図１３は、予熱工程における清澄槽を示す。

図１１及び図１２に示すように、押圧部材１９及び押圧補助部材２０は、第一支持レンガ８Ａ，８Ｂの各構成部材８ａ，８ｂの内部に配されている。押圧部材１９及び押圧補助部材２０は、円柱状に構成されるが、この形状に限定されない。押圧部材１９の直径は、押圧補助部材２０の直径よりも大きい。

複数の第一支持レンガ８Ａ，８Ｂのうち、一方の第一支持レンガ８Ａの各構成部材８ａ，８ｂは、押圧部材１９を収容する収容部３１ａ，３１ｂを有する。移送容器７の各フランジ部１４寄りに位置する第一支持レンガ８Ａの収容部３１ａは、各構成部材８ａ，８ｂを貫通しない断面視円形の凹部である。この構成により、収容部３１ａが形成される第一構成部材８ａ及び第二構成部材８ｂには、押圧部材１９に接触する係止部８ｃが形成される。移送容器７の長手方向中途部を被覆する第一支持レンガ８Ａの収容部３１ｂは、移送容器７の長手方向に沿って各構成部材８ａ，８ｂを貫通する断面視円形の孔である。このため、収容部３１ｂが形成される第一構成部材８ａ及び第二構成部材８ｂには、係止部８ｃが形成されていない。

他方の第一支持レンガ８Ｂは、押圧補助部材２０を収容する収容部３２を有する。収容部３２は、移送容器７の長手方向に沿って各構成部材８ａ，８ｂを貫通する断面視円形の孔である。

本実施形態に係る清澄槽２では、予熱工程Ｓ２において、第二支持レンガ１１の膨張に加え、押圧部材１９及び押圧補助部材２０を熱膨張させることで、図１３に示すように、各第一支持レンガ８Ａ，８Ｂを移送容器７の長手方向に移動させることができる。

図１４及び図１５は、本発明に係るガラス物品の製造装置（清澄槽）及び製造方法の第四実施形態を示す。本実施形態における清澄槽２は、第一実施形態と同様な第一支持レンガ８ａ，８ｂ、第二支持レンガ１１の他、第二支持レンガ１１を支持する第三支持レンガ３３と、第二支持レンガ１１を加熱するヒーター３４とを備える。

第三支持レンガ３３は、第二支持レンガ１１と同様に、高アルミナ系耐火物により板状又はブロック状に構成されるが、この材質及び形状に限定されるものではない。第三支持レンガ３３の熱膨張率は、第二支持レンガ１１と同程度にされることが好ましい。図１５に示すように、第三支持レンガ３３は、所定の間隔をおいて離間される一対のレンガにより構成される。一対の第三支持レンガ３３の間には、ヒーター３４を収容する空間が形成されている。

ヒーター３４は、移送容器７の長手方向に沿って配置される長尺状（棒状）のヒーターにより構成される。本実施形態では、一対の第三支持レンガ３３の間に配置される二本のヒーター３４を例示するが、ヒーター３４の数及び形状は、本実施形態に限定されない。ヒーター３４は、一本又は三本以上であってもよい。ヒーター３４は、本実施形態の長さよりも短い複数のヒーターを移送容器７の長手方向に間隔をおいて配置することにより構成してもよい。ヒーター３４は、抵抗加熱式のものが使用されるが、この形態に限定されない。ヒーター３４は、例えばＳｉＣにより構成されるが、この材質に限定されない。

本実施形態に係る製造装置によってガラス物品を製造する場合、予熱工程Ｓ２において、ヒーター３４により第二支持レンガ１１を加熱することで、移送容器７の熱膨張を促進させることが可能である。ヒーター３４の加熱温度は、例えば、移送容器７の加熱温度と同程度となるように設定することができる。また、ヒーター３４の加熱温度は、第二支持レンガ１１の温度と移送容器７の加熱温度とが同程度となるように設定することもできる。さらに、ヒーター３４の加熱温度は、移送容器７の理論膨張量と第二支持レンガ１１の膨張量が同程度となるように設定することもできる。これらのようにヒーター３４によって第二支持レンガ１１を加熱することで、移送容器７をより好適に熱膨張させることができる。

また、第三支持レンガ３３は、ヒーター３４によって加熱されることで、第二支持レンガ１１と同程度の熱膨張を生じる。したがって、予熱工程Ｓ２において、第三支持レンガ３３はその膨張により、第二支持レンガ１１の膨張を阻害することなく当該第二支持レンガ１１を支持できる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記の実施形態では、粉末Ｐの移動（流動）によって移送容器７の膨張を促進する例を示したが、本発明はこの態様に限定されない。粉末Ｐに代え、移送容器７の外周面と接触する耐火物繊維層と、耐火物繊維層の外側に配置される不定形耐火物層とを配置してもよい。この場合、移送容器７と不定形耐火物層の間に介在する耐火物繊維層によって移送容器７の膨張を促進できる。移送容器７の膨張をより促進する観点では、上記の実施形態のような粉末Ｐを用いることが好ましい。

上記の実施形態では、清澄槽２が備える移送容器７に本発明を適用したが、ガラス供給路６ａ～６ｄに本発明を適用してもよい。また、清澄槽２及びガラス供給路６ａ～６ｄは、複数の移送容器７を備え、各移送容器７を突き合わせて接続することによって所望の長さの移送容器を構成してもよい。

上記の第二実施形態では、第一支持レンガ８Ａ，８Ｂの角部２１，２６に押圧部材１９及び押圧補助部材２０を配置した例を示したが、本発明は、この構成に限定されない。各第一構成部材８ａ及び第二構成部材８ｂの下面１５ａ、上面１６ａ、側面１５ｂ，１６ｂの一部に凹部を形成し、押圧部材１９及び押圧補助部材２０は、この凹部に配置されてもよい。

上記の第二実施形態では、押圧部材１９と押圧補助部材２０とによって第一支持レンガ８Ａ，８Ｂの移動を補助する構成を示したが、本発明は、この構成に限定されない。例えば、他方の第一支持レンガ８Ｂに押圧補助部材２０を設けずに、一方の第一支持レンガ８Ａに設けた押圧部材１９によって、他方の第一支持レンガ８Ｂを押圧してもよい。

７ 移送容器
８ａ 第一支持レンガ（第一構成部材）
８ｂ 第一支持レンガ（第二構成部材）
８Ａ 一方の第一支持レンガ
８Ｂ 他方の第一支持レンガ
１１ 第二支持レンガ
１１ａ 第二支持レンガの上面
１９ 押圧部材
２０ 押圧補助部材
３４ ヒーター
ＧＭ 溶融ガラス
Ｓ２ 予熱工程
Ｓ５ 溶融ガラス供給工程

Claims (8)

1. 溶融ガラスを移送すべく白金材料製で長尺状に構成される移送容器と、前記移送容器を支持するように前記移送容器の長手方向に並設される複数の第一支持レンガと、前記第一支持レンガを支持する第二支持レンガと、を備えるガラス物品の製造装置であって、
   前記第二支持レンガの熱膨張率が、前記第一支持レンガの熱膨張率よりも大きくなっており、
   前記第二支持レンガの熱膨張に伴って前記第一支持レンガを前記移送容器の前記長手方向に沿って移動させることが可能な状態で前記第一支持レンガ及び前記第二支持レンガが載置されることを特徴とするガラス物品の製造装置。
2. 前記第一支持レンガは、前記第二支持レンガの上面に載置される請求項１に記載のガラス物品の製造装置。
3. 前記複数の第一支持レンガにおいて、隣り合う二つの前記第一支持レンガのうち、一方の前記第一支持レンガは、他方の前記第一支持レンガを押圧する押圧部材を備え、
   前記押圧部材の熱膨張率は、前記第一支持レンガの前記熱膨張率よりも大きい請求項１又は２に記載のガラス物品の製造装置。
4. 前記他方の第一支持レンガは、前記押圧部材に接触する押圧補助部材を備え、
   前記押圧補助部材の熱膨張率は、前記第一支持レンガの前記熱膨張率よりも大きい請求項３に記載のガラス物品の製造装置。
5. 前記第一支持レンガは、相互に対向する第一構成部材及び第二構成部材を備え、
   前記押圧部材及び前記押圧補助部材は、前記第一構成部材及び／又は前記第二構成部材の外面に配置される請求項４に記載のガラス物品の製造装置。
6. 前記第一支持レンガは、高ジルコニア系耐火物、ジルコン系耐火物又は溶融シリカ系耐火物であり、
   前記第二支持レンガは、高アルミナ系耐火物である請求項１から５のいずれか一項に記載のガラス物品の製造装置。
7. 前記第二支持レンガを加熱するヒーターを備える請求項１から６のいずれか一項に記載のガラス物品の製造装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の製造装置によってガラス物品を製造する方法であって、
   前記移送容器を加熱して昇温する予熱工程と、
   前記予熱工程後に前記移送容器によって前記溶融ガラスを移送する溶融ガラス供給工程と、を備え、
   前記予熱工程では、前記移送容器の昇温に伴って前記第二支持レンガを熱膨張させることにより、前記第一支持レンガを前記移送容器の前記長手方向に沿って移動させることを特徴とするガラス物品の製造方法。

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