JPH10236832A - 溶融ガラス流のエッジ保持方法およびガラスリボン成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ディストーションの発生が少なく、作業性に優
れたフロートガラス製造時のエッジ保持方法を提供す
る。 【解決手段】リニアモータ５を動作させると、樋３中に
溶融ガラス流１のエッジ近傍から下方に向う溶融金属２
の流れ６が生じて、負圧となり、エッジ保持部の溶融金
属の浴面レベル２ａの高さがまわりの浴面レベル２ｂの
高さに比べて低くなり、ガラスの表面張力に起因した圧
縮力が補償され、エッジが保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フロート法によっ
てガラス板を成形し製造する方法および装置、特に、溶
融金属浴面に供給された溶融ガラス流のエッジを保持す
る方法およびガラスリボン成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フロート法によるガラス板の製造
は、一般に次のように行われている。溶融金属（代表的
には溶融錫）の満たされた浴槽内に、溶融ガラスを連続
的に流し入れる。溶融ガラスは、進行方向に沿って流れ
ながら一定の幅になるように調整される。例えば、フロ
ート法によって、いわゆる平衡厚さ以下の板厚のガラス
板を成形する場合は、溶融金属浴に溶融ガラスを供給し
た後、溶融ガラスの進行方向に牽引力を作用させて、溶
融金属浴上で溶融ガラス流の延伸が行われる。溶融ガラ
ス流は延伸される際、幅方向に収縮するので、収縮を抑
制するように溶融ガラス流の両縁部にトップロールを係
合している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、トップロール
が効果的に係合するためには、溶融ガラス流にある程度
の粘度が必要である。例えば、ソーダライムシリケート
系ガラスでは、係合時の溶融ガラス流の温度を９５０〜
７５０℃程度として、粘度を１０⁴ 〜１０⁷ ポイズ程度
とする。この粘度では、トップロールの係合によるガラ
ス表面の微細うねり、すなわちディストーションが生じ
やすい問題がある。

【０００４】また、トップロールを係合して溶融ガラス
流のエッジを保持すると、トップロール係合部分近傍で
は、トップロールを介して放熱される。したがって、溶
融ガラス流の中央部付近に比べてトップロール係合部近
傍では溶融ガラスの粘度が下がり、所望の厚さのガラス
板が得られない。この部分は、製品にできないため、歩
留低下の原因になる。

【０００５】本発明は、従来技術の前述の問題を解消
し、ディストーションを生じることが少なく、歩留良
く、安定した生産を行うことができ、かつトップロール
が不要で作業性に優れ、かつ成形に要する流れ方向の長
さが短いフロートガラス板の製造法を得ることを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、浴槽に収容し
た溶融金属の浴面に溶融ガラスを連続的に供給して溶融
ガラス流を形成し、溶融ガラス流を前進させて目標厚さ
のガラスリボンに成形する際における溶融ガラス流のエ
ッジ保持方法であって、溶融ガラス流の幅方向のエッジ
近傍の溶融金属の浴面レベルの高さと、溶融ガラス流の
幅方向の中央近傍の溶融金属の浴面レベルの高さとが異
なるように該溶融金属の流れを制御することにより、溶
融ガラス流が幅方向に広がろうとする力または狭まろう
とする力を補償して溶融ガラス流のエッジを所定の位置
に保持することを特徴とする溶融ガラス流のエッジ保持
方法、および、内部に収容された溶融金属上で所定方向
に溶融ガラス流を前進させて目標厚さのガラスリボンに
成形するフロート成形用の浴槽と、溶融ガラス流の所望
エッジに沿って溶融金属を鉛直方向に吹出すか吸引する
ことが可能な吹出し・吸引手段と、を備えることを特徴
とするガラスリボン成形装置、である。

【０００７】本発明の１態様においては、溶融ガラス流
のエッジ近傍において、溶融金属浴内にその浴面に対し
てほぼ垂直上方に向かう流れまたはほぼ垂直下方に向か
う流れを生じさせることにより、該エッジ近傍における
溶融金属の浴面レベル（以下、溶融金属レベルともい
う）を制御する。

【０００８】また、本発明の１態様においては、溶融ガ
ラス流のエッジ近傍を一端として下方に伸びる溶融金属
の流路を形成し、該流路を通る溶融金属の流れの方向と
流量を制御して、該エッジ近傍における溶融金属レベル
を制御する。

【０００９】

【発明の実施の形態】溶融ガラスを目標厚さに調整・成
形する温度域はソーダライム系ガラスで１１００〜７５
０℃、粘度にして１０^3.5 〜１０⁷ ポイズ程度であり、
そのうち高温域では、ガラスの表面張力がガラスの厚さ
を決定するのに支配的である。したがって、ガラスの表
面張力に打ち勝って、溶融ガラス流を目標厚さに成形す
るためには、表面張力により発生するエッジへの側圧力
を補償する必要がある。

【００１０】本発明の特徴は、延伸時の溶融ガラス流の
幅方向に広がろうとする力または狭まろうとする力を、
トップロールとの係合によるのではなく、溶融ガラス流
のエッジ近傍の溶融金属レベルを中央部分のレベルより
も高くまたは低くすることにより、補償して、溶融ガラ
ス流のエッジを所定位置に保持することである。

【００１１】例えば、所望の厚さのガラスリボンを製造
する際に、溶融ガラス流が幅方向に狭まろうとする力が
広がろうとする力に対して優勢な場合には、溶融ガラス
流のエッジ近傍の溶融金属レベルを、溶融ガラス流の中
央部の溶融金属レベルより低くすることにより、溶融ガ
ラス流のエッジの厚さを中央付近の厚さより厚くでき
る。これにより、結果的に上記の溶融ガラス流のエッジ
に表面張力として働く側圧力（すなわち、溶融ガラス流
が幅方向に狭まろうとする力）を補償でき、溶融ガラス
流のエッジを保持できる。溶融ガラス流が幅方向に狭ま
ろうとする力が優勢になるのは、通常、平衡厚さよりも
薄いガラスリボンを製造する場合に生じる。

【００１２】なお、ここでいう平衡厚さとは、溶融ガラ
スと溶融金属との表面張力および密度によって決まる厚
さで、ソーダライムシリケート系ガラスで１０５０℃以
上の温度（粘性で１０⁴ ポイズ以下に相当）で溶融ガラ
スを溶融金属上に静置した場合に決定されるガラスリボ
ンの厚さをいう。

【００１３】一方、所望の厚さのガラスリボンを製造す
る際に、溶融ガラス流が幅方向に広がろうとする力が狭
まろうとする力に対して優勢な場合には、溶融ガラス流
のエッジ近傍の溶融金属レベルを、溶融ガラス流の中央
部の溶融金属レベルより高くすればよい。これにより、
溶融ガラス流のエッジの厚さを中央付近の厚さより薄く
でき、上記の溶融ガラス流が幅方向に広がろうとする力
を補償できる。溶融ガラス流が幅方向に広がろうとする
力が優勢になるのは、通常、平衡厚さよりも厚いガラス
リボンを製造する場合に生じる。

【００１４】以下に、具体例に基づいて本発明を説明す
る。本発明では、浴槽に収容した溶融金属の浴面上の本
発明によるエッジ保持方法から構成される成形域に、溶
融ガラス流を誘導する。溶融ガラス流を目標厚さに調整
するには、種々の公知の方法を採用できる。例えば、溶
融ガラス槽からロールアウト法やダウンドロー法などで
溶融ガラス流を引き出して、所定の幅と厚さを持つ溶融
ガラスを溶融金属上に帯状に誘導してもよく、米国特許
第４７８４６８０号明細書に記載されたようなリストリ
クタタイルを用いて溶融金属の浴面上で帯状の溶融ガラ
スを拡幅して溶融ガラス流としてもよい。

【００１５】溶融金属上に誘導された溶融ガラス流は、
前述のように自己の表面張力に応じた平衡厚さに近付い
ていくため、任意の厚さのガラスリボンを生産する場合
は、そのエッジを保持する手段が必要になる。その具体
的形態の１例を示すのが図１〜図３である。

【００１６】図１は、浴槽の平面図であり、ロールアウ
ト法などによって、金属浴槽外で既に、所定の厚さ、幅
に調整されて浴槽に誘導されている場合の例である。浴
槽７には溶融金属２（典型的には溶融錫）が充填されて
いる。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。溶融ガラス流
１は、図２に示すように、落下部１ｂにおいて、溶融金
属２上に落下し、矢印の方向に進行する。

【００１７】図１に示すように、溶融ガラス流のエッジ
部１ａの下部には、その近傍の溶融金属２の流路となる
樋（導管）３が設けられている。図３は、図１のＢ−Ｂ
断面図であり、樋３の近傍の拡大図になっている。樋３
の一方の開口部は、エッジ部１ａの真下でエッジ部１ａ
に対向する形で開口する。溶融ガラス流のエッジ部１ａ
は図３においてほぼ紙面に垂直に伸びているため、前記
開口部もエッジ部１ａに沿って、ほぼ紙面に垂直に伸び
ている。樋３は、溶融ガラス流のエッジ部１ａのほぼ直
下から下方に伸びるとともに、浴槽７の底部で浴槽７の
縁部側に向かって略直角に曲折し、浴槽７の縁部近傍で
再び開口している。

【００１８】樋３の浴槽７の縁部側直下の浴槽７外に
は、リニアモータ５が配置されている。リニアモータ５
は、樋３の内部の溶融金属２がエッジ部１ａの下から浴
槽７の縁部に向かって流れるように、または、その反対
方向に流れるように、溶融金属２を付勢する。浴槽７の
縁部側では樋３内の溶融金属２は水平方向に流れるよう
に付勢されるが、樋３が屈曲しているため、樋３の溶融
ガラス流のエッジ部１ａに対向する開口部では鉛直方向
に流れるように付勢される。図３では、樋３の溶融ガラ
ス流のエッジ部１ａに対向する開口部付近で下向きに溶
融金属２が流れる場合が描かれている。

【００１９】ここでいうリニアモータとしては、リニア
インダクションモータ、電磁ポンプ等で実用化されてい
るように、櫛歯状の一次鉄心にコイルを形成し、これに
三相交流の電圧を印加し、コイルを順次磁化することに
よって一定の方向に移動する磁界を発生するものが例示
できる。

【００２０】リニアモータを用いて溶融金属の流れを制
御する場合には、樋の中の溶融金属にリニアモータの磁
界を有効に作用させるために、樋の材質は非磁性体であ
ることを要する。さらに一般的にいって、樋の材質は溶
融金属との反応性が低いものであることが好ましい。以
上から、樋の材質としては、例えばカーボン、煉瓦など
が適する。

【００２１】さらに、エッジ部１ａの直下近傍には、静
磁界発生装置４が配置されており、これによって、この
近傍の溶融金属２に静磁界を印加し、その流れを安定化
させうる。

【００２２】本発明のエッジ保持方法について詳細に説
明する。平衡厚さよりも薄いガラス板を製造する場合
（溶融ガラス流が幅方向に狭まろうとする力が優勢な場
合）を例にとり説明する。溶融金属２上に流し落とされ
た溶融ガラス流は、前進してエッジ保持部に供給され
る。ここで、リニアモータ５を動作させると、樋３の中
に溶融ガラス流１のエッジ近傍からリボンサイド部８
（溶融ガラス流に覆われていない溶融金属部分）に向か
う溶融金属２の流れ６が生じる。

【００２３】これによりエッジ保持部には下向きの溶融
金属の流れが生じて、負圧となり、エッジ保持部の溶融
金属の浴面レベル２ａの高さがまわりの浴面レベル２ｂ
の高さに比べて低くなる。低くなった部分には、溶融ガ
ラスが流入するので、エッジ部１ａの厚さが中央部１ｂ
より厚くなる。こうして、前述のようにガラスの表面張
力に起因した圧縮力が補償され、エッジが所定位置に保
持される。

【００２４】溶融金属の浴面レベル差としては、特に限
定されないが、１〜３０ｍｍ程度である。平衡厚さより
薄いガラスを製造する場合には、通常５〜６ｍｍまでの
範囲で充分目的を達成できる。製造する厚さがより薄い
ときはこのレベル差が大きくなるように厚さに応じてレ
ベル差を変える。

【００２５】例えば、５０Ｈｚで７５ガウスの交流磁界
を印加することで約４ｍｍのレベル差を設けうる。電磁
力は磁界の強さの２乗に比例するので、発生するレベル
差も磁界の強さの２乗に比例する。したがって、電磁力
の強さを変えることによりレベル差を容易に変えうる。

【００２６】また、本発明では、同時に静磁界発生装置
を作用させて、溶融ガラス流１のエッジ保持部近傍に静
磁界を印加することが好ましい。こうして、この部分の
溶融金属２の乱れを極力小さくすることにより、溶融金
属浴面形状を安定化させ、より安定にエッジ保持できる
ようになる。この磁界の大きさは、０〜１０００ガウ
ス、特に５００ガウス以上が好ましい。

【００２７】また、本発明によるエッジ保持は溶融ガラ
ス流が１０² 〜１０⁷ ポイズの粘度を有する範囲で行わ
れればよい。成形された溶融ガラス流は、粘度が１０¹¹
ポイズ程度になるまで冷却し、厚さが変化しないように
なった状態で、浴槽から引き出され、徐冷レアーに搬送
される。

【００２８】平衡厚さよりも厚いガラス板を製造する場
合（溶融ガラス流が幅方向に広がろうとする力が優勢な
場合）はリニアモータ５の磁界の向きを逆にして、樋３
の中にリボンサイド部８からエッジ保持部に向かう溶融
金属２の流れを生じさせればよい。この様子を図４に示
す。

【００２９】この場合は、エッジ保持部には上向きの溶
融金属の流れが生じて、正圧となり、エッジ保持部の溶
融金属浴面レベル２ａの高さがまわりの浴面レベル２ｂ
の高さに比べて高くなる。こうして、溶融ガラス流が幅
方向に広がろうとする力が補償され、エッジが所定位置
に保持される。

【００３０】同時に静磁界発生装置を作用させて、溶融
ガラス流１のエッジ保持部近傍に静磁界を印加すること
が好ましいのは、平衡厚さより薄いガラス板を製造する
場合と同様である。

【００３１】図１に示した方法では、エッジ部の溶融金
属レベルを特に低く設けるときに、溶融ガラス流１と、
樋３との間隔が短くなる（例えば１〜２ｍｍ）ため、溶
融ガラスと樋が密着（スティック）する懸念がある。ま
た、溶融金属の流動量を多くしリニアモータの駆動力を
大きくする必要がある。図５は、このような場合に有効
な構成を示す図で、９は樋３に設置した翼を示す。

【００３２】本実施態様では、樋３はエッジ部側の末端
の周囲に、外方に突出する翼９を備えている。翼９の設
置により、その近傍では溶融金属が流路の急縮小による
圧力損失および翼上面での摩擦損失を受けるため、より
効率的にレベル差を形成できる。

【００３３】翼９は本実施態様のように溶融金属２の浴
面とほぼ平行に設けてもよいが、角度をつけてもよい。
例えば、周囲に向かって上向きに水平と０〜６０度の角
度をつけうる。

【００３４】本実施態様の場合、溶融金属の底からのレ
ベル７０ｍｍ、樋高さ６０ｍｍ、樋入口幅１５ｍｍ、樋
出口幅２５ｍｍ、翼長さ１０〜３０ｍｍとし、溶融金属
を流動させる手段として５０Ｈｚで１５０ガウスの交流
磁界をリニアモータにより印加することで、翼上で０．
１〜１．０ｍ／ｓの流速を溶融金属に付与し、約４〜８
ｍｍの溶融金属表面のレベル差を設けうる。また、溶融
ガラス流と翼や樋構成材との間隔を５ｍｍ程度以上確保
でき、ガラスと樋とのスティックのおそれがない。

【００３５】本実施態様においては、翼形状、長さまた
は突出角度を適当に変更することにより、浴面レベルを
適宜変更できる。翼の突出長さは５ｍｍ程度以上あれば
充分な効果がある。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、平衡厚さより薄いガラ
ス板を製造する場合は、ガラスにディストーションを生
じることがなく、安定したガラスの生産を行うことがで
き、かつトップロールがなくても作業性に優れ、かつ成
形に要する流れ方向の長さが短いフロートガラスの製造
法が得られる。

【００３７】また、平衡厚さより厚いガラス板を製造す
る場合は、ディストーションの発生が少なく、かつ作業
性に優れたフロートガラスの製造法が得られる。さらに
本発明によれば、溶融ガラス流のエッジを保持する領域
が従来に比べて比較的狭いので、ガラスの歩留が向上す
るという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を説明する平面図

【図２】本発明の方法を説明する要部断面図（Ａ−Ａ断
面）

【図３】本発明の方法を説明する要部断面図（Ｂ−Ｂ断
面）

【図４】本発明の方法を説明する要部断面図

【図５】本発明における他の実施態様を示す断面図

【符号の説明】

１：溶融ガラス流 ２：溶融金属 ３：樋 ４：静磁界発生装置 ５：リニアモータ ６：溶融金属の流れ ７：浴槽 ８：リボンサイド ９：翼

フロントページの続き (72)発明者 井上 淳 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】浴槽に収容した溶融金属の浴面に溶融ガラ
   スを連続的に供給して溶融ガラス流を形成し、溶融ガラ
   ス流を前進させて目標厚さのガラスリボンに成形する際
   における溶融ガラス流のエッジ保持方法であって、溶融
   ガラス流の幅方向のエッジ近傍の溶融金属の浴面レベル
   の高さと、溶融ガラス流の幅方向の中央近傍の溶融金属
   の浴面レベルの高さとが異なるように該溶融金属の流れ
   を制御することにより、溶融ガラス流が幅方向に広がろ
   うとする力または狭まろうとする力を補償して溶融ガラ
   ス流のエッジを所定の位置に保持することを特徴とする
   溶融ガラス流のエッジ保持方法。
2. 【請求項２】前記溶融ガラス流のエッジ近傍において、
   溶融金属の浴内にその浴面に対してほぼ垂直な方向の流
   れを生じさせることにより、該エッジ近傍における溶融
   金属の浴面レベルを制御する、請求項１記載の溶融ガラ
   ス流のエッジ保持方法。
3. 【請求項３】前記溶融ガラス流のエッジ近傍を一端とし
   て下方に伸びる溶融金属の流路を形成し、該流路を通る
   溶融金属の流れの方向と流量を制御して、該エッジ近傍
   における溶融金属の浴面レベルを制御する、請求項１ま
   たは２記載の溶融ガラス流のエッジ保持方法。
4. 【請求項４】内部に収容された溶融金属上で所定方向に
   溶融ガラス流を前進させて目標厚さのガラスリボンに成
   形するフロート成形用の浴槽と、 溶融ガラス流の所望エッジに沿って溶融金属を鉛直方向
   に吹出しおよび吸引が可能な吹出し・吸引手段と、 を備えることを特徴とするガラスリボン成形装置。
5. 【請求項５】前記吹出し・吸引手段は、溶融ガラス流の
   エッジ近傍を一端として下方に伸びる溶融金属の流路と
   なる樋と、該流路を通る溶融金属の流れの方向と流量を
   制御する制御手段とを備える、請求項４記載のガラスリ
   ボン成形装置。
6. 【請求項６】前記樋は、溶融ガラス流のエッジに近い側
   の端部の周囲に、外方に向かって突出する翼を備える、
   請求項５記載のガラスリボン成形装置。
7. 【請求項７】前記制御手段がリニアモータである、請求
   項５または６記載のガラスリボン成形装置。