JP7828558B2

JP7828558B2 - ガラス物品の製造装置

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Publication number: JP7828558B2
Application number: JP2022569980A
Authority: JP
Inventors: 幸一山内; 光晴野田
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2020-12-17
Filing date: 2021-12-13
Publication date: 2026-03-12
Anticipated expiration: 2041-12-13
Also published as: JPWO2022131205A1; WO2022131205A1; CN116457312A; KR102926820B1; KR20230115288A

Description

本発明は、ダウンドロー法によってガラス物品を製造する装置に関する。

周知のように、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどのディスプレイ用のガラス基板やカバーガラスに代表される各種分野に板ガラスが利用される。これらの板ガラスには、表面欠陥やうねりに対して厳しい製品品位が要求されるのが実情である。

このような要求を満たすために、板ガラスの製造方法としてダウンドロー法が広く利用されている。このダウンドロー法としては、オーバーフローダウンドロー法やスロットダウンドロー法が公知である。

オーバーフローダウンドロー法は、断面が略くさび形の成形体の上部に設けられたオーバーフロー溝に溶融ガラスを流し込み、このオーバーフロー溝から両側に溢れ出た溶融ガラスを成形体の両側の側壁部に沿って流下させながら、成形体の下端部で融合一体化し、一枚のガラスリボンを連続成形するというものである。また、スロットダウンドロー法は、溶融ガラスが供給される成形体の底壁にスロット状の開口部が形成され、この開口部を通じて溶融ガラスを流下させることにより一枚のガラスリボンを連続成形するというものである。

例えば、オーバーフローダウンドロー法を用いるガラス物品の製造装置としては、特許文献１に開示されるように、溶融ガラスをガラスリボン（板ガラス）に成形する成形体と、成形体の下方でガラスリボンの温度を調整する中空状の一対の温度調整部材と、温度調整部材の下方でガラスリボンを徐冷する徐冷炉と、を備えたものがある（同文献の請求項１参照）。

温度調整部材は、支持部材によって支持されている。この支持部材は、金属製の板状部材として構成されるとともに、その中央部に、ガラスリボンを通過させることが可能な開口部を有する。支持部材は、その開口部の一方の縁部から他方の縁部にわたって一対の温度調整部材を架け渡した状態で、これらを支持する（同文献の段落００３７及び図１参照）。

上記の製造装置では、成形体によって成形されたガラスリボンを一対の温度調整部材の間に通過させることで、幅方向における温度分布が均一となるようにガラスリボンの温度調整を行う。これにより、ガラスリボンの温度調整を精度良く行うことができ、厚さの均一な高品質のガラス物品（板ガラス）を製造することが可能となる。

特開２０１７－１１４７１１号公報

しかしながら、従来の製造装置では、温度調整部材を支持する支持部材が金属製（例えばステンレス鋼製）とされていることから、長期の操業によって支持部材にクリープ変形が生じてしまう。これにより、支持部材が撓み、支持部材と温度調整部材との間に隙間が形成される。その隙間は、例えば、支持部材の長手方向（ガラスリボンの幅方向）における中央部分に形成される。この場合、部分的な隙間によってガラスリボンの幅方向における温度分布が不均一になる。また、隙間から装置内の雰囲気が流出するので、ガラスリボンに沿う上昇気流（ドラフト）が増大する。その結果、温度調整部材によるガラスリボンの温度調整が適切に行われず、ガラス物品の品質が低下するおそれがあった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、ダウンドロー法によって成形されるガラスリボンの温度調整を長期にわたって精度良く行うことを技術的課題とする。

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、ダウンドロー法によって溶融ガラスからガラスリボンを成形する成形炉と、成形されたガラスリボンを徐冷する徐冷炉とを備えるガラス物品の製造装置であって、前記溶融ガラス又は前記ガラスリボンの温度を調整する温度調整部材と、温度調整部材を支持する支持部材と、をさらに備え、前記支持部材は、１２００℃におけるクリープ速度が２×１０^-3ｈ^-1以下である材料からなる耐クリープ性部材を備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、クリープ速度が低い耐クリープ性部材によって支持部材を構成することで、支持部材のクリープ変形を長期にわたって抑制することができる。これにより、金属製の支持部材を使用した場合と比較して、温度調整部材による溶融ガラス又はガラスリボンの温度調整を長期にわたって精度良く行うことができる。したがって、高品質のガラス物品を長期にわたり製造することが可能となる。

上記の製造装置において、前記支持部材は、複数の前記耐クリープ性部材を並設することにより構成されてもよい。これにより、設備コストの増大を抑制しながら支持部材の剛性を確保でき、温度調整部材を安定して支持できる。

この場合において、前記耐クリープ性部材は、矩形の断面形状を有していてもよい。矩形の断面形状を有する耐クリープ性部材を複数並設することで、支持部材の剛性を効率よく向上でき、支持部材のクリープ変形を効果的に抑制することが可能となる。

前記支持部材は、前記耐クリープ性部材により構成されるリブを有していてもよい。これによっても、支持部材の剛性を効率よく向上でき、支持部材のクリープ変形を効果的に抑制することが可能となる。

前記温度調整部材及び前記支持部材は、前記成形炉内に配置されてもよい。本発明では、温度調整部材及び支持部材を成形炉内の高温環境下に配置した場合であっても、支持部材のクリープ変形を長期にわたって抑制できるため、温度調整部材による溶融ガラス又はガラスリボンの温度調整を長期にわたって精度良く行うことができる。

前記耐クリープ性部材は、ＳｉＣセラミックスで構成してもよい。ＳｉＣは、金属と比較して、クリープ速度が低く耐火性に優れるため、耐クリープ性部材の材料に適している。

本発明に係るガラス物品の製造装置は、前記支持部材の下面を覆う防風部材をさらに備えてもよい。

製造装置の内部では、徐冷炉から成形炉に向かう上昇気流が発生する。この上昇気流は、支持部材を急冷し、熱衝撃による破損を支持部材に生じさせるおそれがある。本発明では、支持部材の下面を防風部材によって覆うことで、支持部材の破損を防止することができる。

前記防風部材は、金属板で構成される構造体を備えてもよい。また、前記防風部材は、耐熱繊維で構成される耐熱繊維層を備えてもよい。これにより、製造装置の内部で発生する上昇気流から支持部材を好適に保護することができる。

本発明によれば、ダウンドロー法によって成形されるガラスリボンの温度調整を長期にわたって精度良く行うことができる。

ガラス物品の製造装置の一実施形態における縦断側面図である。図１のガラス物品の製造装置における縦断正面図である。温度調整部材及び支持部材の斜視図である。温度調整部材及び支持部材の縦断側面図である。図４のＶ－Ｖ矢視線に係る断面図である。支持部材の他の例を示す断面図である。支持部材の他の例を示す断面図である。支持部材の他の例を示す断面図である。支持部材の他の例を示す断面図である。支持部材の他の例を示す断面図である。支持部材の他の例を示す断面図である。支持部材の他の例を示す断面図である。支持部材の他の例を示す断面図である。他の実施形態におけるガラス物品の製造装置の縦断側面図である。図１４のガラス物品の製造装置における縦断正面図である。温度調整部材、支持部材及び防風部材の斜視図である。他の実施形態におけるガラス物品の製造装置の縦断側面図である。温度調整部材、支持部材及び防風部材の斜視図である。他の実施形態におけるガラス物品の製造装置の縦断側面図である。他の実施形態におけるガラス物品の製造装置の縦断側面図である。他の実施形態におけるガラス物品の製造装置の縦断側面図である。他の実施形態におけるガラス物品の製造装置の縦断側面図である。

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５は、本発明に係るガラス物品の製造装置の一実施形態を示す。図１及び図２に示すように、製造装置１は、溶融ガラスＧＭをガラスリボンＧＲに成形する成形炉２と、成形炉２の下方でガラスリボンＧＲを徐冷する徐冷炉（アニーラ）３と、成形炉２及び徐冷炉３を覆うケーシング４と、を主に備える。加えて、図示はしないが、製造装置１は、徐冷炉３の下方に、徐冷炉３を通過したガラスリボンＧＲを室温付近まで冷却する冷却室を備えている。

成形炉２は、オーバーフローダウンドロー法を実行可能な成形体５と、成形体５を覆う隔壁部６と、成形体５の下方に配置される一対の温度調整部材７と、温度調整部材７を支持する支持部材８と、温度調整部材７の下方に配置されるエッジローラ９とを備える。

成形体５は、長尺状に構成されるとともに、頂部にその長手方向に沿って形成されたオーバーフロー溝１０と、一対の側壁部を構成する垂直面部１１及び傾斜面部１２とを備える。一対の傾斜面部１２は、下方に向かって漸次接近することで交差し、成形体５の下端部１３を構成している。成形体５のオーバーフロー溝１０から溢れ出て、垂直面部１１及び傾斜面部１２を伝って流下する溶融ガラスＧＭは、加熱装置１４により加熱されることでその粘度が調整されつつ、成形体５の下端部１３で融合して一枚のガラスリボンＧＲに成形される。

隔壁部６は、マッフル（ｍｕｆｆｌｅ）とも呼ばれ、内部に収容する成形体５から溢れ出る溶融ガラスＧＭを所定の温度に維持するためのものである。隔壁部６は、その外面に加熱装置１４を備える。図１に示すように、加熱装置１４は、成形体５の両側の垂直面部１１及び傾斜面部１２に対向するように配置されている。具体的には、加熱装置１４は、垂直面部１１に対向する位置と、傾斜面部１２に対向する位置との上下二列で、複数個が隣接配置されている。隔壁部６及び加熱装置１４は、図示しない取付具を介してケーシング４に保持されている。

温度調整部材７は、隔壁部６の内側で支持部材８に支持されている。温度調整部材７は、上下方向Ｐにおいて成形体５と徐冷炉３との間に位置しており、徐冷炉３による徐冷が適切に行われるように、成形体５を離れてエッジローラ９に向かって下降するガラスリボンＧＲの温度を調整する。温度調整部材７は、隔壁部６と併せてマッフル炉と呼ばれる場合があり、成形炉２におけるガラスリボンＧＲの出口としてマッフル扉（ｍｕｆｆｌｅｄｏｏｒ）とも呼ばれる。

温度調整部材７は、熱伝導性を有する材料、例えば、ＳｉＣ（炭化ケイ素）セラミックスによって構成されることが望ましい。炭化ケイ素は、硬度が高く、耐熱性に優れ（分解温度２５４５℃）、熱伝導率が高く（焼結体の場合で約２７０Ｗ／ｍ・Ｋ）、熱膨張係数が低い（４０～４００℃において２．０～６．０×１０^-6／℃）などの特徴を有する。

図１乃至図３に示すように、温度調整部材７は、上壁部１５と、下壁部１６と、上壁部１５と下壁部１６とを連結する側壁部１７と、側壁部１７から所定の間隔をおいて上壁部１５と下壁部１６とを連結する複数の支柱１８と、温度調整部材７の長手方向における両端部を閉塞する蓋体１９と、複数の支柱１８の間に形成される開口部２０とを備える。また、温度調整部材７の内部には、温度制御ユニット２１が収容されている。

上壁部１５、下壁部１６及び側壁部１７は、ガラスリボンＧＲの幅方向Ｗに沿って長い長方形状に構成されている。上壁部１５と下壁部１６とは互いに対向し、かつ略平行に設けられ、側壁部１７は、上壁部１５及び下壁部１６に直交するように（直角を為すように）設けられている。

上壁部１５、下壁部１６、及び側壁部１７は、長辺の寸法が約５００ｍｍ以上５０００ｍｍ以下、短辺の寸法が約５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下、厚さ寸法が約５ｍｍ以上１０ｍｍ以下とされているが、これに限定されるものではない。また、上壁部１５、下壁部１６及び側壁部１７は、同じ厚さで構成されているが、これに限らず、これらの厚さを異ならせてもよい。

側壁部１７は、上壁部１５の短辺における一端部と、下壁部１６の短辺における一端部とを連結している。一方、支柱１８は、上壁部１５の短辺における他端部と、下壁部１６の短辺における他端部とを連結している。本実施形態において支柱１８は、四角柱状又は長尺の板状に構成されるが、この形状に限定されるものではない。また、支柱１８は、一端部と他端部にリブ１８ａ，１８ｂを有する。一方のリブ１８ａは、支柱１８と上壁部１５とに一体に形成され、他方のリブ１８ｂは、支柱１８と下壁部１６とに一体に形成される。

蓋体１９は、矩形状の板部材により構成される。本実施形態では、蓋体１９は、ＳｉＣセラミックスにより構成されるが、これに限らず、金属その他の材料により構成され得る。

図２及び図３に示すように、開口部２０は、四角形状に構成されているが、これに限定されるものではない。複数の開口部２０は、温度調整部材７の長手方向に沿って等間隔で形成されている。

なお、温度調整部材７の製造方法には、型成形や押出成形等の任意の成形方法および、任意の切断、孔開け手法を用いて良い。

本実施形態では、温度調整部材７の内部に、各開口部２０に対応して温度制御ユニット２１が配置される。温度制御ユニット２１は、図４及び図５に示すように、加熱器（ヒータ）２２と、加熱器２２を支持する耐火物（支持体）２３とを有する。なお、温度制御ユニット２１は、加熱器２２に代えて冷却器を有してもよい。

加熱器２２は、その先端部が側壁部１７の内面から離間された位置に配置されている。耐火物２３は、加熱器２２の先端部を露出させた状態で、この加熱器２２を支持している。また、耐火物２３は、加熱器２２が温度調整部材７の上壁部１５、下壁部１６、側壁部１７のいずれにも接触しないようにこれを支持する。また、耐火物２３は、温度調整部材７の開口部２０を閉塞している。これにより、温度調整部材７の内部には、耐火物２３、上壁部１５、下壁部１６及び側壁部１７によって囲まれた空間が形成され、加熱器２２の端部がこの空間に配置されることになる。

図５に示すように、温度調整部材７の内部には、温度制御ユニット２１を支持する耐火物２３の間に、耐火ブランケット２４が配置されている。本実施形態では、耐火ブランケット２４は、支柱１８と同位置に配置されているが、この位置に限定されない。耐火ブランケット２４は、上壁部１５、下壁部１６、側壁部１７及び支柱１８に接触している。

耐火ブランケット２４は、温度調整部材７の内部空間を複数のゾーンに区切ることができる。これにより、ガラスリボンＧＲの温度調整を好適に行うことができる。すなわち、一対の温度調整部材７の間を通過するガラスリボンＧＲは、その幅方向Ｗにおける温度が一様ではなく、温度分布に偏りがある。この温度分布の偏りを放置すると、比較的高温の部位の厚さが増大し、比較的低温の部位との間で厚さが異なる状態となる。そうすると、ガラスリボンＧＲには、その幅方向Ｗに沿って板厚が区々となる偏肉が生じてしまう。ガラスリボンＧＲの厚さを一定に制御するには、この偏肉を防止する必要がある。

このため、耐火ブランケット２４を用いることで、温度調整部材７を長手方向に沿って複数のゾーンに区切ることが望ましい。各ゾーンに温度制御ユニット２１を配置することで、ゾーン毎に独立した温度調整を行うことができる。これによって、ガラスリボンＧＲの偏肉を防止して、その厚さを均一に維持することが可能になる。

支持部材８は、一対の温度調整部材７を個別に支持するように、一対の支持部材を含む。支持部材８は、１２００℃におけるクリープ速度が２×１０^-3ｈ^-1以下である材料からなる耐クリープ性部材２５を備える。耐クリープ性部材２５の材料としては、例えばＳｉＣセラミックスが好適に用いられる。

ＳｉＣセラミックスのクリープ速度は、このＳｉＣセラミックスに係るクリープ曲線を測定し、その定常クリープ域における傾きを算出することにより特定される。クリープ曲線は、ＪＩＳＲ１６１２ファインセラミックスの曲げクリープ試験方法に準拠して測定するものとする。その際、試験温度は、１２００℃とする。

支持部材８は、複数（例えば２個～１０個）の耐クリープ性部材２５を並設することにより構成される。各耐クリープ性部材２５は、例えば接着材によって相互に固定され、一体に構成される。

図３及び図４に示すように、耐クリープ性部材２５は、矩形状（例えば長方形、正方形等）の断面を有し、長尺状の部材により構成される。耐クリープ性部材２５は、中空状（管状又は筒状）に構成されるが、これに限らず、中実状に構成されてもよい。

図４に示すように、支持部材８を構成する耐クリープ性部材２５は、一対の縦壁部２５ａ，２５ｂと、縦壁部２５ａ，２５ｂの上部に一体に形成される上壁部２５ｃと、縦壁部２５ａ，２５ｂの下部に一体に形成される下壁部２５ｄと、を有する。縦壁部２５ａ，２５ｂ、上壁部２５ｃ、及び下壁部２５ｄは、押出成形等の成形法によって、継ぎ目なく一体に形成されている。

並設されている複数の耐クリープ性部材２５は、隣り合う耐クリープ性部材２５の縦壁部２５ａ，２５ｂ同士を接着材によって接合することによって一体化されている。以下、複数の耐クリープ性部材２５において、接着材によって接合される部分２６を「接合部」という。接合部２６によって接合された縦壁部２５ａ，２５ｂは、中空状の支持部材８の内部において、リブとして機能する。

支持部材８を構成する複数の耐クリープ性部材２５は、同じ形状、同じ寸法のものが使用されている。複数の耐クリープ性部材２５は、段差が生じないように、上壁部２５ｃの上面同士が面一となり、下壁部２５ｄの下面同士が面一となるように、接合部２６によって相互に接合されている。

なお、図２に示すように、支持部材８を構成する耐クリープ性部材２５における長手方向の各端部は、ケーシング４に支持されている。

図１及び図３に示すように、一対の温度調整部材７及び一対の支持部材８の間には、ガラスリボンＧＲが通過可能な空間２７が形成されている。

エッジローラ９は、ガラスリボンＧＲの収縮を抑制するためのものであり、冷却構造を有する。エッジローラ９は、図１及び図２に示すように、ガラスリボンＧＲの幅方向Ｗにおける両端部を挟持するように二対のローラ対として構成される。

徐冷炉３は、温度調整部材７を経て下降するガラスリボンＧＲを徐冷してその内部歪を除去する。すなわち、徐冷炉３内は、所定の温度勾配を有するように温度設定がなされており、ガラスリボンＧＲが下降するにつれて徐々に温度が低下し、これによってガラスリボンＧＲの内部歪が除去されることになる。徐冷炉３は、内部に配置された上下複数段の案内ローラ２８を介してガラスリボンＧＲを鉛直下方に案内する。

ケーシング４は、上下方向Ｐに沿って長い中空構造体として構成される。ケーシング４は、その上部において成形炉２を支持している。また、ケーシング４の中途部では、その側壁部が徐冷炉３を区画している。

以下、上記構成の製造装置１を用いてガラスリボンＧＲを製造する方法について説明する。この製造方法は、オーバーフローダウンドロー法により溶融ガラスＧＭをガラスリボンＧＲに成形する成形工程と、成形工程後にガラスリボンＧＲを徐冷する徐冷工程とを主に備える。

成形工程では、成形炉２の成形体５に供給された溶融ガラスＧＭがオーバーフロー溝１０から溢れ出て、垂直面部１１及び傾斜面部１２を伝って流下する。そして、溶融ガラスＧＭは、成形体５の下端部１３において融合一体化してガラスリボンＧＲに成形される。

また、成形工程では、成形体５を離れて下降してきたガラスリボンＧＲが一対の温度調整部材７の間の空間２７を通過する。温度調整部材７は、内部に設けられる複数の温度制御ユニット２１により、ガラスリボンＧＲの幅方向Ｗにおける温度が一定となるように調整する。また、温度調整部材７は、側壁部１７からガラスリボンＧＲの熱を吸収することによって、このガラスリボンＧＲの温度を徐冷点付近にまで低下させる。

さらに、成形工程では、エッジローラ９によってガラスリボンＧＲの幅方向Ｗにおける各端部が挟持され、エッジローラ９の回転に伴ってガラスリボンＧＲが下方に引き抜かれる。また、エッジローラ９でガラスリボンＧＲの幅方向Ｗにおける各端部が冷却されることによって、ガラスリボンＧＲの幅方向の収縮が抑制される。

徐冷工程では、エッジローラ９を通過したガラスリボンＧＲが徐冷炉３を通過する。このとき、ガラスリボンＧＲは、案内ローラ２８によって下方に案内されながら所定の温度勾配に従い徐冷され、その内部歪が除去される。

その後、ガラスリボンＧＲは、冷却室において自然冷却によりさらに冷却され（冷却工程）、所定の寸法に切断され（切断工程）、または、切断されることなくロール状に巻き取られる（巻取工程）。

図６乃至図１３は、支持部材の他の例を示す。

図６に示す例において、支持部材８を構成する耐クリープ性部材２５は、断面視においてＩ形状又はＨ形状に構成される。具体的には、耐クリープ性部材２５は、一つの縦壁部２５ａと、上壁部２５ｃと、下壁部２５ｄとを有する。

縦壁部２５ａの上端部は、上壁部２５ｃの中途部と一体化されている。縦壁部２５ａの下端部は、下壁部２５ｄの中途部と一体化されている。

上壁部２５ｃは、縦壁部２５ａの上端部から水平方向に突出する一対の突出部２５ｃ１，２５ｃ２を有する。一対の突出部２５ｃ１，２５ｃ２は、第一突出部２５ｃ１と、第一突出部２５ｃ１とは反対の方向に突出する第二突出部２５ｃ２とを含む。

第一突出部２５ｃ１の端面は、他の耐クリープ性部材２５に係る第二突出部２５ｃ２の端面と接合される。すなわち、この例では、隣り合う耐クリープ性部材２５のうち、一方の耐クリープ性部材２５における第一突出部２５ｃ１の端面と、他方の耐クリープ性部材２５における第二突出部２５ｃ２の端面とを接着材によって接合することで、接合部２６が形成される。

下壁部２５ｄは、縦壁部２５ａの下端部から水平方向に突出する一対の突出部２５ｄ１，２５ｄ２を有する。一対の突出部２５ｄ１，２５ｄ２は、第一突出部２５ｄ１と、第一突出部２５ｄ１とは反対の方向に突出する第二突出部２５ｄ２とを含む。

第一突出部２５ｄ１の端面は、他の耐クリープ性部材２５に係る第二突出部２５ｄ２の端面と接合される。すなわち、この例では、隣り合う耐クリープ性部材２５のうち、一方の耐クリープ性部材２５における第一突出部２５ｄ１の端面と、他の耐クリープ性部材２５に係る第二突出部２５ｄ２の端面とが接着材により接合されることで、接合部２６が形成される。

各耐クリープ性部材２５の上壁部２５ｃ同士及び下壁部２５ｄ同士を接合した状態では、縦壁部２５ａは、中空状に構成される支持部材８の内部でリブとして機能する。

図７に示す例において、支持部材８を構成する耐クリープ性部材２５は、断面視において溝形状に構成される。耐クリープ性部材２５は、一つの縦壁部２５ａと、縦壁部２５ａの上端部から水平方向に突出する一つの突出部を有する上壁部２５ｃと、縦壁部２５ａの下端部から上壁部２５ｃと同じ方向に突出する一つの突出部を有する下壁部２５ｄと、を備える。

この例では、隣り合う耐クリープ性部材２５のうち、一方の耐クリープ性部材２５における上壁部２５ｃ及び下壁部２５ｄと、他方の耐クリープ性部材２５における縦壁部２５ａとを接合部２６によって接合している。複数の耐クリープ性部材２５を接合すると、縦壁部２５ａは、中空状に構成される支持部材８の内部でリブとして機能する。

図８に示す例において、支持部材８を構成する耐クリープ性部材２５は、図７に示す例と同じ構成を有する。但し、この例では、隣り合う耐クリープ性部材２５のうち、一方の耐クリープ性部材２５における上壁部２５ｃ（突出部）の端面と、他方の耐クリープ性部材２５における上壁部２５ｃ（突出部）の端面とが接合部２６によって接合されている。また、隣り合う耐クリープ性部材２５のうち、一方の耐クリープ性部材２５における下壁部２５ｄ（突出部）の端面と、他方の耐クリープ性部材２５における下壁部２５ｄ（突出部）の端面とが接合部２６によって接合されている。また、隣り合う耐クリープ性部材２５のうち、一方の耐クリープ性部材２５における縦壁部２５ａと、他方の耐クリープ性部材２５における縦壁部２５ａとが接合部２６によって接合されている。

各耐クリープ性部材２５が接合された状態において、接合部２６によって接合された一対の縦壁部２５ａは、中空状に構成される支持部材８の内部でリブとして機能する。

図９に示す例では、支持部材８を構成する耐クリープ性部材２５Ａ，２５Ｂは、Ｌ字状に構成される第一耐クリープ性部材２５Ａ及び第二耐クリープ性部材２５Ｂを含む。第一耐クリープ性部材２５Ａは、リブとしての一つの縦壁部２５ａと、一つの下壁部２５ｄを有する。第二耐クリープ性部材２５Ｂは、リブとしての一つの縦壁部２５ａと、一つの上壁部２５ｃとを有する。

支持部材８は、第一耐クリープ性部材２５Ａの下壁部２５ｄと、第二耐クリープ性部材２５Ｂの縦壁部２５ａとを接合部２６によって接合し、第一耐クリープ性部材２５Ａの縦壁部２５ａと、第二耐クリープ性部材２５Ｂの上壁部２５ｃとを接合部２６によって接合することにより、中空状に構成される。

図１０に示す例では、支持部材８を構成する耐クリープ性部材２５Ａ～２５Ｄは、第一耐クリープ性部材２５Ａ乃至第四耐クリープ性部材２５Ｄを含む。第一耐クリープ性部材２５Ａは、図９に示す例と同様に、一つの縦壁部２５ａと、一つの下壁部２５ｄを有する。第二耐クリープ性部材２５Ｂは、図９に示す例と同様に、一つの縦壁部２５ａと、一つの上壁部２５ｃとを有する。第三耐クリープ性部材２５Ｃ及び第四耐クリープ性部材２５Ｄは、板状に構成されている。

支持部材８は、以下のように各耐クリープ性部材２５Ａ～２５Ｄを接合することによって構成される。すなわち、第一耐クリープ性部材２５Ａの下壁部２５ｄと、第二耐クリープ性部材２５Ｂの縦壁部２５ａとを接合部２６によって接合する。第一耐クリープ性部材２５Ａの縦壁部２５ａと、第二耐クリープ性部材２５Ｂの上壁部２５ｃとを接合部２６によって接合する。また、第一耐クリープ性部材２５Ａの縦壁部２５ａ及び第二耐クリープ性部材２５Ｂの上壁部２５ｃを、接合部２６によって第三耐クリープ性部材２５Ｃに接合する。また、第一耐クリープ性部材２５Ａの下壁部２５ｄ及び第二耐クリープ性部材２５Ｂの縦壁部２５ａを、接合部２６によって第四耐クリープ性部材２５Ｄに接合する。

上記のように接合することで、第一耐クリープ性部材２５Ａ（縦壁部２５ａ及び下壁部２５ｄ）及び第二耐クリープ性部材２５Ｂ（縦壁部２５ａ及び上壁部２５ｃ）は、中空状に構成される支持部材８の内部でリブとして機能する。

図１１に示す例において、支持部材８を構成する耐クリープ性部材２５Ａ～２５Ｄは、板状に構成される複数の第一耐クリープ性部材２５Ａ乃至第四耐クリープ性部材２５Ｄを含む。この例において、支持部材８は、複数（四つ）の第一耐クリープ性部材２５Ａと、二つの第二耐クリープ性部材２５Ｂと、一つの第三耐クリープ性部材２５Ｃと、一つの第四耐クリープ性部材２５Ｄとを備えるが、各耐クリープ性部材２５Ａ～２５Ｄの数はこの例に限らず、任意に設定してよい。

複数の第一耐クリープ性部材２５Ａは、その上端部が、第三耐クリープ性部材２５Ｃの下面の中途部に接合部２６によって接合されている。各第一耐クリープ性部材２５Ａは、その下端部が、第四耐クリープ性部材２５Ｄの上面の中途部に接合部２６によって接合されている。

二つの第二耐クリープ性部材２５Ｂは、支持部材８の端部を構成するように、第三耐クリープ性部材２５Ｃの端部及び第四耐クリープ性部材２５Ｄの端部に接合部２６によって接合されている。

第三耐クリープ性部材２５Ｃは、水平方向に沿うように、第一耐クリープ性部材２５Ａの上方に配置されている。第四耐クリープ性部材２５Ｄは、水平方向に沿うように、第一耐クリープ性部材２５Ａの下方に配置されている。

各耐クリープ性部材２５Ａ～２５Ｄが接合された状態において、各第一耐クリープ性部材２５Ａは、中空状に構成される支持部材８の内部でリブとして機能する。

図１２に示す例において、支持部材８は、一つの耐クリープ性部材２５により構成されている。耐クリープ性部材２５は、リブとしての縦壁部２５ａと、上壁部２５ｃと、下壁部２５ｄとを有する。耐クリープ性部材２５は、縦壁部２５ａと上壁部２５ｃとの間、及び縦壁部２５ａと下壁部２５ｄとの間に接合部２６を有していない。耐クリープ性部材２５は、押出成形等の成形法を用いて、縦壁部２５ａと、上壁部２５ｃと、下壁部２５ｄとを一体成形することにより構成される。

図１３に示す例において、支持部材８を構成する耐クリープ性部材２５Ａ～２５Ｄは、中空状に構成される複数の第一耐クリープ性部材２５Ａと、板状に構成される二つの第二耐クリープ性部材２５Ｂと、板状に構成される一つの第三耐クリープ性部材２５Ｃと、板状に構成される一つの第四耐クリープ性部材２５Ｄと、を含む。なお、第二耐クリープ性部材２５Ｂ、第三耐クリープ性部材２５Ｃ及び第四耐クリープ性部材２５Ｄは、省略してもよい。

各第一耐クリープ性部材２５Ａは、円筒状に構成されるが、この形状に限定されず、多角筒状その他の形状により構成され得る。複数の第一耐クリープ性部材２５Ａは、外周面の一部同士が接合部２６によって接合されている。

二つの第二耐クリープ性部材２５Ｂは、並設された複数の第一耐クリープ性部材２５Ａのうち、最も外側に位置する第一耐クリープ性部材２５Ａに、接合部２６によって接合される。また、各第二耐クリープ性部材２５Ｂは、第三耐クリープ性部材２５Ｃの端部及び第四耐クリープ性部材２５Ｄの端部に、接合部２６によって接合される。

第三耐クリープ性部材２５Ｃは、各第一耐クリープ性部材２５Ａの上部に接合部２６を介して接合されている。第四耐クリープ性部材２５Ｄは、各第一耐クリープ性部材２５Ａの下部に接合部２６を介して接合されている。

以上説明した本実施形態に係るガラス物品の製造装置１によれば、温度調整部材７を支持する支持部材８を１２００℃におけるクリープ速度が２×１０^-3ｈ^-1以下の材料からなる耐クリープ性部材２５によって構成することで、この支持部材８のクリープ変形を長期にわたって抑制することができる。これにより、支持部材８と温度調整部材７との間に隙間が形成されるのを防止できる。このため、製造装置１は、金属製の支持部材を使用した場合と比較して、ガラスリボンＧＲの温度調整を長期にわたって精度良く行うことができる。したがって、高品質のガラス物品を長期にわたり製造することが可能となる。

図１４乃至図１６は、本発明の他の実施形態を示す。本実施形態に係るガラス物品の製造装置１は、支持部材８の下面を覆う防風部材２９を備える。防風部材２９は、金属板で構成される構造体３０を備える。

本実施形態に係る防風部材２９の構造体３０は、一枚の金属板により構成されるが、この構成に限定されるものではない。防風部材２９の構造体３０は、複数枚の金属板を積層した積層体により構成されてもよい。この構造体３０に用いられる金属板は、例えばニッケル基合金、ステンレス鋼等の金属により構成される。これに限らず、構造体３０は、窒化ケイ素系、アルミナ系等のセラミックスにより構成されてもよい。

図１５に示すように、構造体３０は、その長手方向の一端部及び他端部がケーシング４に支持されている。

製造装置１におけるケーシング４の内部では、徐冷炉３から成形炉２に向かう上昇気流が発生する。この上昇気流が支持部材８に接触することで、支持部材８を急冷し、熱衝撃によって支持部材８を破損させるおそれがある。本実施形態では、支持部材８の下面を防風部材２９によって覆うことで、上昇気流による支持部材８の破損を防止することができる。

図１７及び図１８は、本発明の他の実施形態を示す。本実施形態に係るガラス物品の製造装置では、防風部材の構成が図１４乃至図１６の実施形態と異なる。防風部材２９は、中空状の金属板により構成される構造体３０を備える。構造体３０は、この構成に限らず、複数の金属板を溶接することにより中空状に構成されてもよい。

図１９は、本発明の他の実施形態を示す。本実施形態に係るガラス物品の製造装置では、防風部材の構成が図１７及び図１８の実施形態と異なる。防風部材２９は、金属板により構成される構造体３０の他、耐熱繊維で構成される耐熱繊維層３１を備える。耐熱繊維層３１は、例えばアルミナ系、シリカ系等の断熱ウールにより構成される。

耐熱繊維層３１は、構造体３０がクリープ変形した場合に、この構造体３０と支持部材８との間に隙間が発生しないように、構造体３０の上面と支持部材８の下面との間に配置されている。

図２０は、本発明の他の実施形態を示す。本実施形態に係るガラス物品の製造装置では、防風部材の構成が図１９の実施形態と異なる。防風部材２９は、一枚の金属板に曲げ加工を施すことにより、または、複数の金属板を溶接することにより構成される構造体３０を備える。

防風部材２９の構造体３０は、支持部材８の下面を被覆する板状の第一被覆部３２と、最も内側（空間２７側）に位置する耐クリープ性部材２５の側部を被覆する板状の第二被覆部３３と、を備える。防風部材２９は、図１９の実施形態と同様に、支持部材８と構造体３０との間に耐熱繊維層３１を備える。

図２１は、本発明の他の実施形態を示す。本実施形態に係るガラス物品の製造装置では、防風部材の構成が図１９の実施形態と異なる。防風部材２９は、複数の金属板を溶接すること等により構成される構造体３０を有する。防風部材２９の構造体３０は、支持部材８下面を被覆する板状の第一被覆部３２と、第一被覆部３２の下方に位置する板状の第二被覆部３３と、第一被覆部３２と第二被覆部３３とを連結する板状の連結部３４（リブ）と、を備える。

防風部材２９における構造体３０は、第一被覆部３２と第二被覆部３３の二重構造により、支持部材８を徐冷炉３からの上昇気流から好適に保護することができる。また、防風部材２９の構造体３０は、金属板により構成される複数の連結部３４によって第一被覆部３２と第二被覆部３３とを連結することで補強されており、変形し難い構造となっている。

図２２は、本発明の他の実施形態を示す。本実施形態に係るガラス物品の製造装置では、防風部材の構成が図１９の実施形態と異なる。防風部材２９の構造体３０は、中空状の金属板により構成され、支持部材８の下面のうちでガラスリボンＧＲが通過可能な空間２７の周辺領域を被覆する。防風部材２９の耐熱繊維層３１は、その一端部３１ａがケーシング４に支持されており、その他端部３１ｂが構造体３０に支持されている。本実施形態に係る防風部材２９の構造は、図１６乃至図２１の各実施形態にも適用することができる。

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、また、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、オーバーフローダウンドロー法により、ガラスリボンＧＲを製造する例を示したが、これに限定されない。本発明は、スロットダウンドロー法によってガラスリボンＧＲを製造する場合にも適用可能である。

上記の実施形態では、温度調整部材７の下方に設けられたエッジローラ９を示したが、本発明は、この構成に限定されるものではない。エッジローラ９は、温度調整部材７の上方に設けられてもよい。或いは、エッジローラ９は、温度調整部材７や支持部材８の側方に設けられてもよい。

温度調整部材７及び支持部材８は、徐冷炉３内に配置されてもよい。また、温度調整部材７及び支持部材８は、成形体５の近傍に配置され、溶融ガラスＧＭの温度を調整するために使用されてもよい。

上記の実施形態では、耐クリープ性部材２５における長手方向の各端部は、ケーシング４まで伸び、ケーシング４に支持されているが、本発明は、この構成に限定されるものではない。例えば、温度調整部材７の長さＬ２に対して耐クリープ性部材２５の長さＬ１がＬ２≦Ｌ１を満足すれば（温度調整部材７の長手方向の全長を耐クリープ性部材２５が支持すれば）、耐クリープ性部材２５の長手方向の各端部がケーシング４の内側に位置してもよい。この場合、支持部材８は、耐クリープ性部材２５の長手方向の各端部を支持する端部支持部材を備えてもよい。この端部支持部材の第一端部は耐クリープ性部材２５の長手方向の端部を支持し、端部支持部材の第二端部はケーシング４に支持される。端部支持部材の材質には、耐クリープ性部材２５と同様のＳｉＣセラミックスや、金属（例えばステンレス鋼）を採用できる。

防風部材２９が金属板で構成される構造体３０を備える場合、構造体３０の熱膨張による支持部材８等の破損を防止する観点から、構造体３０が冷却機構を備えることが好ましい。冷却機構として、例えば冷却液や冷却ガスが流通する冷却配管を採用することができる。

図１７乃至図１９及び図２２に示すように中空状の金属板により構成される構造体３０を用いる場合、冷却機構は、構造体３０の内部に配置されることが好ましく、少なくとも、ガラスリボンＧＲと対向する部位を冷却することが好ましい。構造体３０のうちでガラスリボンＧＲと対向する部位は、ガラスリボンＧＲからの熱によって高温となって熱膨張しやすく、冷却機構によって冷却すれば、支持部材８等の破損を防止する効果が顕著となる。また、冷却機構によってガラスリボンＧＲと対向する部位を冷却するのに伴ってガラスリボンＧＲも冷却することができる。冷却機構によってガラスリボンＧＲと対向する部位と共にガラスリボンＧＲを冷却する場合、ガラスリボンＧＲの徐冷点を上回る温度域に防風部材２９を配置することが好ましい。

１ガラス物品の製造装置
２成形炉
３徐冷炉
７温度調整部材
８支持部材
２５耐クリープ性部材
２５ａ縦壁部（リブ）
２５ｂ縦壁部（リブ）
２９防風部材
３０構造体
３１耐熱繊維層
ＧＭ溶融ガラス
ＧＲガラスリボン

Claims

ダウンドロー法によって溶融ガラスからガラスリボンを成形する成形炉と、成形された前記ガラスリボンを徐冷する徐冷炉とを備えるガラス物品の製造装置であって、
前記溶融ガラス又は前記ガラスリボンの温度を調整する温度調整部材と、前記温度調整部材を支持する支持部材と、前記温度調整部材の内部に配置される温度制御ユニットとをさらに備え、
前記温度制御ユニットは、加熱器又は冷却器を有し、
前記支持部材は、１２００℃におけるクリープ速度が２×１０^-3ｈ^-1以下である材料からなる耐クリープ性部材を備えることを特徴とするガラス物品の製造装置。
前記支持部材は、複数の前記耐クリープ性部材を並設することにより構成される請求項１に記載のガラス物品の製造装置。
前記耐クリープ性部材は、矩形の断面形状を有する請求項２に記載のガラス物品の製造装置。
前記支持部材は、前記耐クリープ性部材により構成されるリブを有する請求項１から３のいずれか一項に記載のガラス物品の製造装置。
前記温度調整部材及び前記支持部材は、前記成形炉内に配置される請求項１から４のいずれか一項に記載のガラス物品の製造装置。
前記耐クリープ性部材は、ＳｉＣセラミックスからなる請求項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。
前記支持部材の下面を覆う防風部材をさらに備える請求項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。
前記防風部材は、金属板で構成される構造体を備える請求項７に記載のガラス物品の製造装置。
前記防風部材は、耐熱繊維で構成される耐熱繊維層を備える請求項７又は８に記載のガラス物品の製造装置。