JPWO2013157477A1 - ガラス板の製造装置および製造方法 - Google Patents
ガラス板の製造装置および製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2013157477A1 JPWO2013157477A1 JP2014511189A JP2014511189A JPWO2013157477A1 JP WO2013157477 A1 JPWO2013157477 A1 JP WO2013157477A1 JP 2014511189 A JP2014511189 A JP 2014511189A JP 2014511189 A JP2014511189 A JP 2014511189A JP WO2013157477 A1 JPWO2013157477 A1 JP WO2013157477A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- glass ribbon
- barrel head
- ribbon
- sro
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B18/00—Shaping glass in contact with the surface of a liquid
- C03B18/02—Forming sheets
- C03B18/04—Changing or regulating the dimensions of the molten glass ribbon
- C03B18/06—Changing or regulating the dimensions of the molten glass ribbon using mechanical means, e.g. restrictor bars, edge rollers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
本発明は、ストローと称される局所変形部を生じさせることなくフロート法によりガラスリボンを製造できる技術の提供を目的とする。本発明は、ガラスリボンの移動経路を構成する溶融金属を備えたフロートバスと複数対のトップロールを備え、トップロールが、移動経路の幅方向両側に個々に水平方向に延在された回転軸と、移動経路に沿って搬送されるガラスリボンの幅方向端部に押し付けられるバレルヘッドを備え、ガラスリボンに押し付けられて該ガラスリボンに外向きの引張力を作用させる複数のバレルヘッドは、ガラスリボンに対するバレルヘッドの押圧位置とガラスリボンの端縁との距離を示すニップ代が、中流域の上流側から下流側に向かうにつれて、小さいガラス板の製造装置に関する。
Description
本発明は、フロートバス法に従い薄型のガラス板を製造する装置と製造方法に関する。
液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、近年において大型化および薄型化が進められている。
この種のガラス基板の製造方法の一例として、金属スズなどの溶融金属を貯留したフロートバスを用い、溶融金属の上に水平方向に溶融ガラスを薄く引き延ばして成形するフロート法が知られている。このフロート法によれば、溶融ガラスをフロートバスの溶融金属上に浮かせることで目的に応じた必要な厚みを確保し、この溶融ガラスを水平方向に引き出すことで帯状のガラスリボンを成形できる。このガラスリボンを必要な大きさに切断することで目的の大きさのガラス基板を得ることができる。
このフロート法に従い、上述のように大型化と薄型化が進められているガラス基板を製造するには、フロートバスの溶融金属上にガラスリボンの幅方向両端部を外側に引っ張るトップロールと称される成形装置を設け、ガラスリボンをその幅方向両端側に引き延ばして薄型化する方法が採用されている。薄く引き延ばしたガラスリボンを徐冷後に必要な大きさに切断し、研磨および洗浄を行うことで目的のガラス基板を得ることができる。このフロート法に従い、大型かつ薄型のガラス基板が大量に生産されており、ガラス基板として厚さ0.7mm程度、長さと幅が数mに達する大型のガラス基板が生産されている。
この種のガラス基板の製造方法の一例として、金属スズなどの溶融金属を貯留したフロートバスを用い、溶融金属の上に水平方向に溶融ガラスを薄く引き延ばして成形するフロート法が知られている。このフロート法によれば、溶融ガラスをフロートバスの溶融金属上に浮かせることで目的に応じた必要な厚みを確保し、この溶融ガラスを水平方向に引き出すことで帯状のガラスリボンを成形できる。このガラスリボンを必要な大きさに切断することで目的の大きさのガラス基板を得ることができる。
このフロート法に従い、上述のように大型化と薄型化が進められているガラス基板を製造するには、フロートバスの溶融金属上にガラスリボンの幅方向両端部を外側に引っ張るトップロールと称される成形装置を設け、ガラスリボンをその幅方向両端側に引き延ばして薄型化する方法が採用されている。薄く引き延ばしたガラスリボンを徐冷後に必要な大きさに切断し、研磨および洗浄を行うことで目的のガラス基板を得ることができる。このフロート法に従い、大型かつ薄型のガラス基板が大量に生産されており、ガラス基板として厚さ0.7mm程度、長さと幅が数mに達する大型のガラス基板が生産されている。
また、最近に至り、携帯型情報端末機器が大量に製造されており、この携帯型情報端末機器に適用される液晶パネルの一例として、厚さ0.7mm程度のガラス基板を用いて液晶パネルを製造した後、ガラス基板の一面をウエットエッチングなどの手法により削り取って厚さ0.3mm程度に薄型化したガラス基板を備えた液晶パネルが提供されている。
図8は、フロート法に用いられるフロートバスの一例を示し、このフロートバス100は、内部に溶融スズなどの溶融金属101を備えた底部バス102が備えられ、この底部バス102の入口側に溶融炉のフォアハースから溶融ガラス103が流入される。溶融ガラス103は溶融金属101の上で複数のトップロール105によって目的の幅に引き延ばされ、徐々に冷却されて必要な幅と厚さのガラスリボン106が形成される。
この種のフロートバス100に適用されているトップロール105の一例として、図9に示すように円盤状に形成され、その外周に鋸刃状の外周刃105aを2段に備えたバレルヘッド105Aを備えたトップロールが知られている。(特許文献1参照)
図9に示すバレルヘッド105Aは、外周刃105a、105aを溶融ガラス103のエッジ部103aに食い込ませつつエッジ部103aに外向きの引張力を作用させ、溶融ガラス103の幅を調整することによりガラスリボン106の幅と厚さを調整することができる。
この種のフロートバス100に適用されているトップロール105の一例として、図9に示すように円盤状に形成され、その外周に鋸刃状の外周刃105aを2段に備えたバレルヘッド105Aを備えたトップロールが知られている。(特許文献1参照)
図9に示すバレルヘッド105Aは、外周刃105a、105aを溶融ガラス103のエッジ部103aに食い込ませつつエッジ部103aに外向きの引張力を作用させ、溶融ガラス103の幅を調整することによりガラスリボン106の幅と厚さを調整することができる。
以上のような背景から、ガラス基板は益々薄型化される傾向にあり、最初から0.3mm程度の厚さのガラス基板を携帯型情報端末機器のパネル用ガラス基板として使用することも検討されている。また、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板においても、更なる薄型化が要望されている。
従来、フロートバス100に流し込まれて拡げられた直後の溶融ガラス103は、高温で液状であるために、簡単に引っ張ることはできないが、溶融ガラス103はフロートバス100の上流域から下流域に移動するにつれて徐冷され、徐々に粘性が高くなるので、粘性が高くなった溶融ガラス103をバレルヘッド105Aにより引っ張り、拡げることができる。
しかし、流れ方に引張力が作用された溶融ガラス103には縮まろうとする性質があるため、溶融ガラス103を薄くしようとすればするほど、より強い力でガラスを押さえ付け、強い引張力を作用させる必要がある。
従来、フロートバス100に流し込まれて拡げられた直後の溶融ガラス103は、高温で液状であるために、簡単に引っ張ることはできないが、溶融ガラス103はフロートバス100の上流域から下流域に移動するにつれて徐冷され、徐々に粘性が高くなるので、粘性が高くなった溶融ガラス103をバレルヘッド105Aにより引っ張り、拡げることができる。
しかし、流れ方に引張力が作用された溶融ガラス103には縮まろうとする性質があるため、溶融ガラス103を薄くしようとすればするほど、より強い力でガラスを押さえ付け、強い引張力を作用させる必要がある。
その結果、バレルヘッド105Aのエッジ部分が溶融ガラス103のエッジ部103aに図9に示す状態よりも更に深く突き刺さることとなり、溶融ガラス103をそのエッジ部近傍で大きく変形させてしまう問題がある。
図10は、溶融ガラス103のエッジ部103aに対し強い力で上からバレルヘッド105Aを押し付けた状態を説明するための図である。
図10(a)に示す溶融ガラス103のエッジ部103aに対し図10(b)に示すようにバレルヘッド105Aを強く押し付けると、エッジ部103aがバレルヘッド105Aの押しつけ力に比例して深く沈み込むようにU字形の袋状に変形する。仮に、この袋状態のまま変形したガラスが固まると、図11に示すように断面T字形のストローと称される局所変形部110が生成する問題がある。
図10は、溶融ガラス103のエッジ部103aに対し強い力で上からバレルヘッド105Aを押し付けた状態を説明するための図である。
図10(a)に示す溶融ガラス103のエッジ部103aに対し図10(b)に示すようにバレルヘッド105Aを強く押し付けると、エッジ部103aがバレルヘッド105Aの押しつけ力に比例して深く沈み込むようにU字形の袋状に変形する。仮に、この袋状態のまま変形したガラスが固まると、図11に示すように断面T字形のストローと称される局所変形部110が生成する問題がある。
また、溶融ガラス103のエッジ部103aに対し図10(b)に示すようにバレルヘッド105Aを強く押し付けた場合、図10(c)に示すように断面がS字状に変形することがあり、この状態のままガラスが固まると、図12に示すように変形部分が上方向の袋部分111aと下方向の袋部分111bとに重なるように変形したストローと称される局所変形部111が生成される問題がある。このS字状の局所変形部111が生成された場合、図10(c)の矢印a、矢印bに示すように溶融金属がガラスの内部側に巻き込まれることがあり、その結果、後の徐冷工程においてガラスが割れる原因となる問題がある。例えば、金属スズとガラス板は熱膨張係数が異なるので、徐冷時の熱収縮に従い、金属スズを巻き込んだ部分のガラス板に応力が作用し、割れを引き起こすおそれがある。
前記局所変形部110、111を有したままガラスリボンを切断工程において切断すると、目的の大きさのガラス板に切り折りする場合において、目的の切断位置や方向と異なる位置や方向に割れを誘発するので、ガラス板の安定生産を阻害するおそれがある。前記局所変形部110、111が生成されるのは、薄いガラス板において顕著であり、特に上述の表示装置用ガラス基板のように厚さ1mm以下のガラス板をフロート法により製造する場合に顕在化する問題がある。
前記局所変形部110、111を有したままガラスリボンを切断工程において切断すると、目的の大きさのガラス板に切り折りする場合において、目的の切断位置や方向と異なる位置や方向に割れを誘発するので、ガラス板の安定生産を阻害するおそれがある。前記局所変形部110、111が生成されるのは、薄いガラス板において顕著であり、特に上述の表示装置用ガラス基板のように厚さ1mm以下のガラス板をフロート法により製造する場合に顕在化する問題がある。
これらの背景に基づき、本発明者は、フロート法により溶融ガラスを成形して1mm以下の薄いガラスリボンを製造する技術について種々研究したところ、溶融ガラスの端縁部に張力を付加して薄いガラスリボンを成形する場合、バレルヘッドが張力を与える位置について、工夫することにより、ストローと称される局所変形部の発生を抑制できることを見出し、本願発明に到達した。
本発明は、フロート法により薄いガラスリボンを成形する場合、局所変形部を生じさせることなくガラスリボンを製造することができ、ガラス板の安定生産に寄与する製造装置と製造方法の提供を目的とする。
本発明は、フロート法により薄いガラスリボンを成形する場合、局所変形部を生じさせることなくガラスリボンを製造することができ、ガラス板の安定生産に寄与する製造装置と製造方法の提供を目的とする。
本発明は、溶融金属が蓄えられ、該溶融金属上に溶融ガラスの移動経路が形成され、該移動経路の上流域から下流域にかけて溶融ガラスを移動させてガラスリボンを成形するためのフロートバスと、このフロートバス内の移動経路の上流域から下流域にかけて移動経路の幅方向両側に配設された複数対のトップロールとを備え、前記トップロールが、溶融ガラスの移動経路の幅方向両側に個々に水平方向に延在された回転軸と、該回転軸の先端側に取り付けられ、前記移動経路に沿って上流域から中流域を経て下流域に搬送されるガラスリボンの幅方向端部に押し付けられるバレルヘッドを備え、前記ガラスリボンに押し付けられて該ガラスリボンの幅方向端部に外向きの引張力を作用させる前記移動経路の中流域の複数のバレルヘッドは、前記ガラスリボンに対するバレルヘッドの押圧位置とガラスリボンの直近端縁との距離を示すニップ代の幅が、上流側より下流側において小さいガラス板の製造装置に関する。
本発明は、前記ガラスリボンの粘度の対数が5.29〜6.37dPa・sの領域を中流域として、この中流域に設けられている複数のバレルヘッドのニップ代の幅の大小関係が前記の関係を満足するガラス板の製造装置に関する。
本発明は、特定の前記バレルヘッドが前記ガラスリボンを押圧して形成する線条痕の位置より、当該特定のバレルヘッドよりも上流側のバレルヘッドにより形成された線条痕の位置が、前記ガラスリボンの内側寄りに形成されるガラス板の製造装置に関する。
本発明は、前記フロートバスにより成形されるガラスリボンの厚さが1mm以下であるガラス板の製造装置に関する。
本発明は、特定の前記バレルヘッドが前記ガラスリボンを押圧して形成する線条痕の位置より、当該特定のバレルヘッドよりも上流側のバレルヘッドにより形成された線条痕の位置が、前記ガラスリボンの内側寄りに形成されるガラス板の製造装置に関する。
本発明は、前記フロートバスにより成形されるガラスリボンの厚さが1mm以下であるガラス板の製造装置に関する。
本発明は、前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスが適用されるガラス板の製造装置に関する。
SiO2:50〜73%、Al2O3:10.5〜24%、B2O3:0〜12%、MgO:0〜8%、CaO:0〜14.5%、SrO:0〜24%、BaO:0〜13.5%、MgO+CaO+SrO+BaO:9〜29.5%、ZrO2:0〜5%。
本発明は、前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスが適用されるガラス板の製造装置に関する。
SiO2:58〜66%、Al2O3:15〜22%、B2O3:5〜12%、MgO:0〜8%、CaO:0〜9%、SrO:3〜12.5%、BaO:0〜2%、MgO+CaO+SrO+BaO:9〜18%、ZrO2:0〜5%。
本発明は、前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスが適用されるガラス板の製造装置に関する。
SiO2:54〜73%
Al2O3:10.5〜22.5%
B2O3:0〜5.5%
MgO:0〜8%
CaO:0〜9%
SrO:0〜16%
BaO:0〜2.5%
MgO+CaO+SrO+BaO:8〜26%
SiO2:50〜73%、Al2O3:10.5〜24%、B2O3:0〜12%、MgO:0〜8%、CaO:0〜14.5%、SrO:0〜24%、BaO:0〜13.5%、MgO+CaO+SrO+BaO:9〜29.5%、ZrO2:0〜5%。
本発明は、前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスが適用されるガラス板の製造装置に関する。
SiO2:58〜66%、Al2O3:15〜22%、B2O3:5〜12%、MgO:0〜8%、CaO:0〜9%、SrO:3〜12.5%、BaO:0〜2%、MgO+CaO+SrO+BaO:9〜18%、ZrO2:0〜5%。
本発明は、前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスが適用されるガラス板の製造装置に関する。
SiO2:54〜73%
Al2O3:10.5〜22.5%
B2O3:0〜5.5%
MgO:0〜8%
CaO:0〜9%
SrO:0〜16%
BaO:0〜2.5%
MgO+CaO+SrO+BaO:8〜26%
本発明は、溶融金属の上に設けた溶融ガラスの移動経路に沿って溶融ガラスを移動させつつ成形してガラスリボンを製造するガラス板の製造方法において、前記移動経路の上流域から下流域にかけて移動経路の幅方向両端側に配設した複数対のトップロールによりガラスリボンの両端部に外向きの引張力を作用させて厚さ1mm以下のガラスリボンを製造する際、前記トップロールは、前記移動経路に沿って上流域から下流域に搬送されるガラスリボンの幅方向端部に外向きの引張力を作用させるバレルヘッドを備え、前記移動経路の中流域に設けられた複数のバレルヘッドは、前記ガラスリボンに対するバレルヘッドの押圧位置とガラスリボンの直近端縁との距離を示すニップ代の幅を、上流側よりも下流側において小さくしてガラスリボンの両端部に引張力を作用させるガラス板の製造方法に関する。
本発明は、前記ガラスリボンの粘度の対数が5.29〜6.37dPa・sの領域を中流域としてこの中流域に設けられている複数のバレルヘッドのニップ代の幅の大小関係を前記の関係とするガラス板の製造方法に関する。
本発明は、前記特定のバレルヘッドが前記ガラスリボンを押圧して形成する線条痕の位置より、当該特定のバレルヘッドよりも上流側のバレルヘッドが形成する線条痕の位置を、前記ガラスリボンの内側寄りに形成するガラス板の製造方法に関する。
本発明は、前記特定のバレルヘッドが前記ガラスリボンを押圧して形成する線条痕の位置より、当該特定のバレルヘッドよりも上流側のバレルヘッドが形成する線条痕の位置を、前記ガラスリボンの内側寄りに形成するガラス板の製造方法に関する。
本発明は、前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いるガラス板の製造方法に関する。
SiO2:50〜73%、Al2O3:10.5〜24%、B2O3:0〜12%、MgO:0〜8%、CaO:0〜14.5%、SrO:0〜24%、BaO:0〜13.5%、MgO+CaO+SrO+BaO:9〜29.5%、ZrO2:0〜5%。
本発明は、前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いるガラス板の製造方法に関する。
SiO2:58〜66%、Al2O3:15〜22%、B2O3:5〜12%、MgO:0〜8%、CaO:0〜9%、SrO:3〜12.5%、BaO:0〜2%、MgO+CaO+SrO+BaO:9〜18%、ZrO2:0〜5%。
本発明は、前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いるガラス板の製造方法に関する。
SiO2:54〜73%
Al2O3:10.5〜22.5%
B2O3:0〜5.5%
MgO:0〜8%
CaO:0〜9%
SrO:0〜16%
BaO:0〜2.5%
MgO+CaO+SrO+BaO:8〜26%
SiO2:50〜73%、Al2O3:10.5〜24%、B2O3:0〜12%、MgO:0〜8%、CaO:0〜14.5%、SrO:0〜24%、BaO:0〜13.5%、MgO+CaO+SrO+BaO:9〜29.5%、ZrO2:0〜5%。
本発明は、前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いるガラス板の製造方法に関する。
SiO2:58〜66%、Al2O3:15〜22%、B2O3:5〜12%、MgO:0〜8%、CaO:0〜9%、SrO:3〜12.5%、BaO:0〜2%、MgO+CaO+SrO+BaO:9〜18%、ZrO2:0〜5%。
本発明は、前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いるガラス板の製造方法に関する。
SiO2:54〜73%
Al2O3:10.5〜22.5%
B2O3:0〜5.5%
MgO:0〜8%
CaO:0〜9%
SrO:0〜16%
BaO:0〜2.5%
MgO+CaO+SrO+BaO:8〜26%
本発明の製造装置と製造方法によれば、フロートバスの移動経路の中流域において、バレルヘッドによりガラスリボンの端縁部を引き延ばしつつ成形する場合、中流域に設置されているバレルヘッドのニップ代の幅を、中流域の上流側から下流側に向かうにつれて順次小さくして成形し、上流側のバレルヘッドが押さえたガラスリボンの位置より下流側のバレルヘッドが押さえたガラスリボンの位置をガラスリボンの端縁寄りにできるので、上流側のバレルヘッドが引き延ばしたガラスリボンの端部より、更に端縁に近い部分を下流側のバレルヘッドが引き延ばす。これにより、上流側のバレルヘッドがガラスリボンを強く押し付けて変形させつつ強い引張力を作用させた場合であっても、ガラスリボンの変形部分より端縁側を下流側のバレルヘッドが外側に引っ張るので、ガラスリボンの変形部分を矯正しつつガラスリボンの成形ができる。
この結果、中流域のガラスリボンにおいてストローと称される局所変形部を生じさせることなく薄いガラスリボンを得ることができる。そして、局所変形部を生じていないガラスリボンを後工程において切断してガラス板とするので、割れや欠けなどを生じることなく、目的の寸法のガラス板を得ることができる。
この結果、中流域のガラスリボンにおいてストローと称される局所変形部を生じさせることなく薄いガラスリボンを得ることができる。そして、局所変形部を生じていないガラスリボンを後工程において切断してガラス板とするので、割れや欠けなどを生じることなく、目的の寸法のガラス板を得ることができる。
表示装置用ガラス基板などのように1mmよりも薄い、好ましくは0.7mm以下、より好ましくは0.5mm以下、さらに好ましくは0.3mm以下、特に好ましくは0.1mm以下のガラス板を製造する場合、フロートバスの中流域のガラスリボンは特にストローと称される局所変形部を生じ易いが、この中流域の溶融ガラスに対し上述のバレルヘッドを用い、端縁寄りに引張力を作用させることで、ガラスリボンの端部側において厚さ方向への変形量を少なくでき、局所変形部を生じていない薄いガラスリボンを得ることができ、このガラスリボンを切断することにより、割れや欠けなどの無い、目的の寸法の1mm以下の薄いガラス板を得ることができる。
「第一実施形態」
以下、添付図面を参照して本発明に係るガラス板の製造装置の第一実施形態について説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に制限されるものではない。
図1は本発明に係るガラス板の製造装置の第一実施形態の概略構成を示すもので、本実施形態のガラス板の製造装置(フロートバス)1は、平面視略長方形状の耐火物炉からなる浴槽2と、この浴槽2の内部に収容されている金属スズなどの溶融金属3と、浴槽2の内部に複数配置されているトップロール11を備えている。
浴槽2は、耐火物製の底部構造と側壁と上部構造からなるが、図1では底部構造のみを平面視した状態で描いている。浴槽2の上部構造側には、非酸化性ガスなどのガス供給管や温度調節器などの付属設備が設けられ、浴槽2の雰囲気を非酸化性ガス雰囲気に制御でき、溶融金属3の上の空間部分の温度を目的の温度に制御できるようになっている。
以下、添付図面を参照して本発明に係るガラス板の製造装置の第一実施形態について説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に制限されるものではない。
図1は本発明に係るガラス板の製造装置の第一実施形態の概略構成を示すもので、本実施形態のガラス板の製造装置(フロートバス)1は、平面視略長方形状の耐火物炉からなる浴槽2と、この浴槽2の内部に収容されている金属スズなどの溶融金属3と、浴槽2の内部に複数配置されているトップロール11を備えている。
浴槽2は、耐火物製の底部構造と側壁と上部構造からなるが、図1では底部構造のみを平面視した状態で描いている。浴槽2の上部構造側には、非酸化性ガスなどのガス供給管や温度調節器などの付属設備が設けられ、浴槽2の雰囲気を非酸化性ガス雰囲気に制御でき、溶融金属3の上の空間部分の温度を目的の温度に制御できるようになっている。
図1において浴槽2の左端部側には、前工程に設けられているガラス溶融炉のフォアハースから溶融金属3の上に溶融ガラスGを供給するための入口部5が設けられている。浴槽2において入口部5を設けた側と反対側の端部には、出口部6が形成され、この出口部6の外側には搬送ロール7が複数配列され、徐冷ライン7Aが形成されている。
浴槽2において入口部5から出口部6にかけて溶融金属3の上には、溶融ガラスGを成形するための平面視長方形状の移動経路8が区画されている。
この移動経路8に沿って溶融金属3の上に入口部5から溶融ガラスGが流入されると、溶融ガラスGが必要な厚さと幅に拡げられて溶融状態のガラスリボン9とされた状態で徐々に冷却されて出口部6側に移動され、幅が均一化された帯状の最終形態としてのガラスリボン10が形成され、このガラスリボン10が出口部6から徐冷ライン7A側に排出される。本実施形態において、浴槽2の平面形状が長方形状に形成されているので、浴槽2の内部において溶融金属3上に区画される移動経路8も長方形状にされているが、移動経路8の平面形状は長方形状に限らず、浴槽2の平面形状に合わせた任意の形状が可能である。
浴槽2において入口部5から出口部6にかけて溶融金属3の上には、溶融ガラスGを成形するための平面視長方形状の移動経路8が区画されている。
この移動経路8に沿って溶融金属3の上に入口部5から溶融ガラスGが流入されると、溶融ガラスGが必要な厚さと幅に拡げられて溶融状態のガラスリボン9とされた状態で徐々に冷却されて出口部6側に移動され、幅が均一化された帯状の最終形態としてのガラスリボン10が形成され、このガラスリボン10が出口部6から徐冷ライン7A側に排出される。本実施形態において、浴槽2の平面形状が長方形状に形成されているので、浴槽2の内部において溶融金属3上に区画される移動経路8も長方形状にされているが、移動経路8の平面形状は長方形状に限らず、浴槽2の平面形状に合わせた任意の形状が可能である。
本実施形態の浴槽2において、入口部5と出口部6の間に移動経路8の幅方向両端側に沿って上流域から下流域に向けて所定の間隔で配列された複数のトップロール11が配置されている。本実施形態において、入口部5から供給された溶融ガラスGは上述の複数のトップロール11により幅方向に引き延ばされて上述の溶融状態のガラスリボン9とされながら下流域に(出口部6側に)搬送され、所定幅の帯状のガラスリボン10が最終的に得られる。
図2に示すように、本実施形態の浴槽2において、移動経路8の幅方向両端側に各々、溶融ガラスGの幅を拡張し始めるための位置から、16基のトップロール11が所定の間隔をあけて配列されている。これら16基のトップロール11には以下に便宜的にA0〜A15の符号を付して区別し、個々の配置について説明する。
これらトップロール11のうち、初段のトップロール11A0〜第15番目のトップロールA15(即ちトップロール11A15は初段のトップロール11Aoから数えると16番目)が後に説明する基準バレルヘッド18を備えたトップロールとされている。なお、本実施形態においては、第5番目のトップロール11A5〜第10番目のトップロール11A10として、基準バレルヘッド18に代えて後に説明する多段バレルヘッド14を備えたトップロールとすることもできる。
これらトップロール11のうち、初段のトップロール11A0〜第15番目のトップロールA15(即ちトップロール11A15は初段のトップロール11Aoから数えると16番目)が後に説明する基準バレルヘッド18を備えたトップロールとされている。なお、本実施形態においては、第5番目のトップロール11A5〜第10番目のトップロール11A10として、基準バレルヘッド18に代えて後に説明する多段バレルヘッド14を備えたトップロールとすることもできる。
初段のトップロール11A0〜第15番目のトップロールA15は、図4(a)に示す回転軸17と、その先端部に一体化された基準バレルヘッド18を備えて構成されている。
各回転軸17を回転駆動する機構と回転軸17を移動させる機構については、図1と図2において略されているが、回転軸17は浴槽2の側壁を貫通して浴槽2の外側にまで略水平に延出され、浴槽2の外側に回転駆動装置と移動装置が設けられている。回転軸17の移動装置については、一例として浴槽2を設置した位置の外側に敷設したレール部材に沿って移動自在に設けられた移動台車にモーターなどの回転駆動装置が設けられた移動装置を適用できる。これらの回転駆動装置や移動装置は一般的なフロートバスに設けられているトップロールの駆動装置や移動装置と同等であり、回転軸17は例えば回転駆動された状態で移動経路8の幅方向両端側において移動経路8の幅方向に移動自在に配置されている。図1〜図3においてはこれらの回転駆動装置や移動装置は略し、回転軸17の先端側とそこに取り付けられている基準バレルヘッド18のみを示している。
各回転軸17を回転駆動する機構と回転軸17を移動させる機構については、図1と図2において略されているが、回転軸17は浴槽2の側壁を貫通して浴槽2の外側にまで略水平に延出され、浴槽2の外側に回転駆動装置と移動装置が設けられている。回転軸17の移動装置については、一例として浴槽2を設置した位置の外側に敷設したレール部材に沿って移動自在に設けられた移動台車にモーターなどの回転駆動装置が設けられた移動装置を適用できる。これらの回転駆動装置や移動装置は一般的なフロートバスに設けられているトップロールの駆動装置や移動装置と同等であり、回転軸17は例えば回転駆動された状態で移動経路8の幅方向両端側において移動経路8の幅方向に移動自在に配置されている。図1〜図3においてはこれらの回転駆動装置や移動装置は略し、回転軸17の先端側とそこに取り付けられている基準バレルヘッド18のみを示している。
基準バレルヘッド18は、図4(a)に示すように2段(2列)の外周刃19を回転ドラム20の外周壁20aに備えている。回転軸17と基準バレルヘッド18はいずれも内部が中空構造とされ、回転軸17の内部に形成されている中空部17aと回転ドラム20の内部に形成されている中空部20bが相互に連通されている。回転軸17の内部に冷却水の供給管17bが設けられ、供給管17bと回転軸17の内周壁との間の間隙に冷却水の戻り流路17cが形成されている。これらの構成により、供給管17bから回転ドラム20の中空部20bに冷却水を供給し、戻り流路17cを介し冷却水を回収することにより回転軸17と回転ドラム20をそれらの内部側から冷却できるように構成されている。なお、中空部20bの断面形状は、水流が効率よく循環するように適宜変更してもよい。
基準バレルヘッド18の外周刃19は、薄型円筒状の回転ドラム20の外周壁20aに沿って図4(a)に示すように4角錐型の多数の刃先が2段(2列)になるように連続形成されている。これらの外周刃19は各刃先を同一形状として同一のピッチで回転ドラム20の周方向に形成されているので、回転ドラム20を一周する一列の外周刃19が全体で2列形成された2段構造とされている。本実施形態の回転ドラム20において回転軸17側に接続一体化されている側の端面壁20cと基準バレルヘッド18の先端側の端面壁20dは平板状に形成されている。端面壁20cは、バレルヘッドの中心から外側に向かって斜めに傾斜するようにしてもよい。
前記初段のトップロール11A0から、第4番目のトップロール11A4は、溶融金属3の上の移動経路8に入口部5から流入された溶融ガラスGを徐冷して粘度が上がり始め溶融状態のガラスリボン9とされる移動経路8の上流域に対し設置されている。
前記第5番目のトップロール11A5から、第10番目のトップロール11A10は、前記移動経路8の中流域、即ち、ガラスリボン9が上流域よりも粘度が高くなる領域に対し設置されている。
前記構造の第11番目のトップロール11A11から、第15番目のトップロール11A15は、前記移動経路8の下流域、即ち、ガラスリボン9の粘度が中流域より更に高くなる領域に対し設置されている。
前記第5番目のトップロール11A5から、第10番目のトップロール11A10は、前記移動経路8の中流域、即ち、ガラスリボン9が上流域よりも粘度が高くなる領域に対し設置されている。
前記構造の第11番目のトップロール11A11から、第15番目のトップロール11A15は、前記移動経路8の下流域、即ち、ガラスリボン9の粘度が中流域より更に高くなる領域に対し設置されている。
本実施形態の製造装置1において、中流域に設置されている第5番目のトップロール11A5〜第10番目のトップロール11A10のそれぞれのニップ代の幅について、上流側の基準バレルヘッド18よりも下流側の基準バレルヘッド18の方が順次狭くなるようなニップ代の幅とされている。図3に中流域の第5番目のトップロール11A5〜第8番目のトップロール11A8を代表的に示すが、第5番目のトップロール11A5の基準バレルヘッド18がガラスリボン9の上面に押圧されている位置から直近のガラスリボン9の端縁までの距離、換言すると、ガラスリボン9の上面に押圧されている位置から、回転軸17に沿ってガラスリボン9の端縁までの距離aをニップ代の幅と定義する。
この定義に従い、ニップ代の幅について、第5番目のトップロール11A5のニップ代の幅と、第6番目のトップロール11A6のニップ代の幅と、第7番目のトップロール11A7のニップ代の幅と、第8番目のトップロール11A8のニップ代の幅がこの順で順次小さくなるように設定されている。なお、図3では略しているが、更に、第9番目のトップロール11A9のニップ代の幅と、第10番目のトップロール11A10のニップ代の幅も同様にこれらに続いて順次小さくなるように設定されている。
この定義に従い、ニップ代の幅について、第5番目のトップロール11A5のニップ代の幅と、第6番目のトップロール11A6のニップ代の幅と、第7番目のトップロール11A7のニップ代の幅と、第8番目のトップロール11A8のニップ代の幅がこの順で順次小さくなるように設定されている。なお、図3では略しているが、更に、第9番目のトップロール11A9のニップ代の幅と、第10番目のトップロール11A10のニップ代の幅も同様にこれらに続いて順次小さくなるように設定されている。
なお、本実施形態では中流域の第5番目のトップロール11A5〜第10番目のトップロール11A10のそれぞれのニップ代の幅について順次小さくなるように配置したが、中流域の複数のトップロール11のうち、上流側の任意のトップロール11よりも下流側の任意のトップロール11のニップ代の幅を小さくすればよいので、第5番目のトップロール11A5〜第10番目のトップロール11A10において、2つ以上の任意数のトップロール11においてニップ代の幅を順次小さくすればよい。従って、例えば、1つおきのトップロール11毎にニップ代の幅を小さくするなどのように間欠的に小さくしてもよい。あるいは、中流域に限らず、上流域から中流域にかけて配置されている複数のトップロール11において、これら複数のトップロール11のうち、上流側から下流側にかけてニップ代の幅を順次小さくするか、中流域から下流域にかけて配置されている複数のトップロール11において、これら複数のトップロール11のうち、上流側から下流側にかけてニップ代の幅を順次小さくしてもよい。
ところで、本実施形態のトップロール11において、前述したように第5番目のトップロール11A5〜第10番目のトップロール11A10に対し、基準バレルヘッド18に代えて図4(c)に示す回転軸13の先端部に一体化された多段バレルヘッド14を使用しても良い。
多段バレルヘッド14は、図4(b)、(c)、図5に示すように6段(6列)の外周刃15を回転ドラム16の外周壁16aに備えている。回転軸13と多段バレルヘッド14はいずれも内部が中空構造とされ、回転軸13の内部に形成されている中空部13aと回転ドラム16の内部に形成されている中空部16bが相互に連通されている。回転軸13の内部に冷却水の供給管13bが設けられ、供給管13bと回転軸13の内周壁との間の間隙に冷却水の戻り流路13cが形成されている。これらの構成により、供給管13bから回転ドラム16の中空部16bに冷却水を供給し、戻り流路13cを介して冷却水を回収することにより回転軸13と回転ドラム16をそれらの内部側から冷却できるように構成されている。
多段バレルヘッド14の外周刃15は、円筒状の回転ドラム16の外周壁16aに沿って図4(b)、(c)、図5に示すように4角錐型の多数の刃先が6段(6列)になるように連続形成されている。これらの外周刃15は各刃先を同一形状として同一のピッチで回転ドラム16の周方向に形成されているので、回転ドラム16を一周する一列の外周刃15が全体で6列形成された6段構造とされている。本実施形態の回転ドラム16において回転軸13側に接続一体化されている側の端面壁16cと多段バレルヘッド14の先端側の端面壁16dは平板状に形成されている。なお、多段バレルヘッド14に形成される外周刃15は、6段構造に限らず、3段、4段、5段あるいは7段以上のいずれの段数であっても良い。ただし、段数を必要以上に多くするとガラスリボン9を必要以上に冷却してしまうので、ガラスリボン9を冷却し過ぎない程度の段数で3段以上の段数、例えば4段〜8段程度が望ましい。
前記溶融状態のガラスリボン9の粘度について、一例として、図6に、一般的な無アルカリガラスの溶融ガラスが温度の低下とともに粘度が変化して硬くなり、ガラスリボンとなるまでの状態を示す。
図6に示す粘度の変化を示す状態において、ガラスリボン9の粘度(η)の常用対数が5.29未満の領域を移動経路8の上流域、ガラスリボン9の粘度の常用対数が5.29〜6.37の領域を移動経路8の中流域、ガラスリボン9の粘度の常用対数が6.37を超える領域を移動経路8の下流域と定義できる。なお、ガラスリボン9の粘度の対数が5.29〜6.37の領域とは、ガラスリボン9の粘度(η)が105.29〜106.37dPa・sの領域に対応している。
図6に示す粘度の変化を示す状態において、ガラスリボン9の粘度(η)の常用対数が5.29未満の領域を移動経路8の上流域、ガラスリボン9の粘度の常用対数が5.29〜6.37の領域を移動経路8の中流域、ガラスリボン9の粘度の常用対数が6.37を超える領域を移動経路8の下流域と定義できる。なお、ガラスリボン9の粘度の対数が5.29〜6.37の領域とは、ガラスリボン9の粘度(η)が105.29〜106.37dPa・sの領域に対応している。
前記トップロール11A0〜11A15は、それぞれがガラスリボン9の幅方向に平行に向けられている訳ではなく、若干の角度を有して傾斜配置されている。例えば、移動経路8を平面視した場合、移動経路8におけるガラスリボン9の移動方向(入口部5から出口部6に向かって浴槽2の側壁と平行な方向)をY軸方向、移動経路8の幅方向をX軸方向と規定するXY座標系を想定し、基準バレルヘッド18の各列の外周刃19を含む平面、あるいは、基準バレルヘッド18の各列の外周刃19を含む平面を想定する。
この場合、図2に示す基準バレルヘッド18の周方向に一列に並ぶ外周刃19を含む平面19a、あるいは、基準バレルヘッド18の周方向に一列に並ぶ外周刃19を含む平面が、Y軸に対し0〜16゜程度の傾斜角度(θ)を有するように平面視傾斜配置されている。また、基準バレルヘッド18の外周刃19あるいは基準バレルヘッド18の外周刃19はいずれもガラスリボン9に対しほぼ垂直に上から押し付けられる。換言すると、バレルヘッド14、18の各回転軸13、17は、それぞれほぼ水平に配置されたまま上下移動してバレルヘッド14、18をガラスリボン9の端部に押し付けることができるように移動自在に設けられている。
傾斜配置の一例として、例えば、図2に示す第1番目のトップロール11A1〜第15番目のトップロール11A15において、第1番目のトップロール11A1から順次傾斜角度を徐々に大きい角度として各バレルヘッドを配置し、中流域の最大傾斜角度まで傾斜角度を増加し、下流域のトップロールの基準バレルヘッド18においては徐々に傾斜角度を少なくして最終段のトップロールの基準バレルヘッド18においては傾斜角度を0゜になるように配置する例を挙げることができる。各バレルヘッドの傾斜配置状態についてはここで説明した一例に限らず、中流域に設ける基準バレルヘッド18において最大の傾斜角度を有するいずれの傾斜配置として差し支えない。
本実施形態のガラス製造装置(フロートバス)1を用いてガラスリボン10を製造するためには、溶融金属3の上の移動経路8に入口部5から溶融ガラスGを供給して広げ、複数設けた基準バレルヘッド18を用いて溶融状態のガラスリボン9を押圧しながらガラスリボン9の幅方向両端部に対し外側に引張力を作用させ、ガラスリボン9の幅と厚さを調整して最終的に目的幅のガラスリボン10を得ることができる。また、このガラスリボン10を徐冷ライン7Aの後工程の切断工程において目的の大きさに切断することによりガラス板を得ることができる。
本実施形態の製造装置1において、トップロール11A0〜トップロール11A15が、基準バレルヘッド18を備えているので、2段構造の外周刃19をガラスリボン9の幅方向端部側に押し付けつつ回転させ、これら各トップロールの基準バレルヘッド18により、上流域と中流域と下流域のガラスリボン9の幅方向両端部に対しそれぞれ外側向きに必要な引張力を作用させてガラスリボン9を拡張することができる。
本実施形態の製造装置1において、第5番目のトップロール11A5〜第10番目のトップロール11A10のそれぞれのニップ代の幅について、上流側の基準バレルヘッド18よりも下流側の基準バレルヘッド18の方が順次小さくなるようなニップ代の幅となっている。図3に中流域の第5番目のトップロール11A5〜第8番目のトップロール11A8を示すが、各トップロール11A5〜11A8は個々の回転軸17を図3の矢印T5〜T8方向に移動させることでガラスリボン9の端部に目的の大きさの引張力を印加し、ガラスリボン9の幅を拡張する。
本実施形態の製造装置1において、第5番目のトップロール11A5〜第10番目のトップロール11A10のそれぞれのニップ代の幅について、上流側の基準バレルヘッド18よりも下流側の基準バレルヘッド18の方が順次小さくなるようなニップ代の幅となっている。図3に中流域の第5番目のトップロール11A5〜第8番目のトップロール11A8を示すが、各トップロール11A5〜11A8は個々の回転軸17を図3の矢印T5〜T8方向に移動させることでガラスリボン9の端部に目的の大きさの引張力を印加し、ガラスリボン9の幅を拡張する。
これにより、図3に示すように上流側の基準バレルヘッド18がガラスリボン9の上面に描く線条痕の軌跡(外周刃19の刃先がガラスリボン9の上面に押圧されたまま基準バレルヘッド18が回転することによりガラスリボン9の上面に刻印される線条痕の軌跡)よりも下流側の基準バレルヘッド18がガラスリボン9の上面に描く線条痕の軌跡がガラスリボン9の端縁寄りの位置に描かれる。即ち、図3に示すように、第5番目のトップロール11A5が描く線条痕A5よりも第6番目のトップロール11A6が描く線条痕A6がガラスリボン9の端縁寄りの位置に描かれ、第6番目のトップロール11A6が描く線条痕A6よりも第7番目のトップロール11A7が描く線条痕A7がガラスリボン9の端縁寄りの位置に描かれる。このように、線条痕A5〜A10が順次ガラスリボン9の端縁に近付くように間隔をあけて間欠的に形成される。
ここで、上流側の第5番目のトップロール11A5がガラスリボン9の端部を押圧して押圧部分を外側に引っ張る状態と、それよりも下流側の第6番目のトップロール11A6がガラスリボン9の端部を押圧して押圧部分を外側に引っ張る状態の断面をそれぞれ対比して図3の2点鎖線で囲まれた領域に示す。図3に示すように中流域において上流側に位置する第5番目のトップロール11A5が、ガラスリボン9の端部を下に凸状に変形させつつ外側に引張力を作用させている位置に対し、下流側の第6番目のトップロール11A6がガラスリボン9の端部について外側に引張力を作用させる位置はガラスリボン9のより外側位置となるので、仮に、上流側の第5番目のトップロール11A5がガラスリボン9に深い凹部9Aを形成してしまったとしても、下流側の第6番目のトップロール11A6がガラスリボン9の端部について外側に引張力を作用させると、この凹部9Aを引き伸ばして消失させる方向に引張力を作用させるので凹部9Aを無くするか、小さくできる。
また、下流側に設けられている以降のトップロール11A7〜11A10についても同様の作用をなすので、本実施形態に示すトップロール11A5〜11A10の配置であるならば、中流域においてガラスリボン9の端部に生じようとする凹部9Aを順次解消しつつガラスリボン9を成形できる。
よって、従来装置に比べ、1mm以下などのように極めて薄いガラスリボン9を製造しようとした場合であっても溶融ガラスGの幅方向端部側にストローと称される局所変形部を生じない。
また、下流側に設けられている以降のトップロール11A7〜11A10についても同様の作用をなすので、本実施形態に示すトップロール11A5〜11A10の配置であるならば、中流域においてガラスリボン9の端部に生じようとする凹部9Aを順次解消しつつガラスリボン9を成形できる。
よって、従来装置に比べ、1mm以下などのように極めて薄いガラスリボン9を製造しようとした場合であっても溶融ガラスGの幅方向端部側にストローと称される局所変形部を生じない。
トップロール11A1〜トップロール11A15を用いて薄く引き延ばした溶融ガラスGは移動経路8の上流域から下流域に移動するにつれて徐々に冷却されて硬さが上昇し、移動経路8の下流域では一定の幅と厚さのガラスリボン10となって、出口部6に至り、後工程の徐冷ライン7A側に搬送される。本実施形態のガラス板の製造装置1によれば、従来、ストローと称される局所変形部が形成されたまま徐冷ライン7Aに搬送されていたガラスリボン10に局所変形部を生成していないので、徐冷ライン7Aにおいてガラスリボン10が割れるおそれがない。
また、徐冷ライン7Aの後工程には図示略の切断ラインが設置されているので、徐冷後のガラスリボン10を必要な大きさに切り折りすることによって目的の大きさのガラス板を得ることができる。この切断ラインに送るガラスリボン10に局所変形部を生成していないので、切り折りする切断の際に切断不良箇所を生じるおそれが無く、生産性の向上に寄与する。
また、徐冷ライン7Aの後工程には図示略の切断ラインが設置されているので、徐冷後のガラスリボン10を必要な大きさに切り折りすることによって目的の大きさのガラス板を得ることができる。この切断ラインに送るガラスリボン10に局所変形部を生成していないので、切り折りする切断の際に切断不良箇所を生じるおそれが無く、生産性の向上に寄与する。
また、第5番目のトップロール11A5から第10番目のトップロール11A10に対し6段構造の幅の広い多段バレルヘッド14を備えた場合は、中流域のガラスリボン9に対し、強い力で多段バレルヘッド14を押し付けて強い引張力を作用させたとしても、ガラスリボン9の押さえ代(溶融ガラスGをその厚さ方向に変形させる量)について、2段構造の基準バレルヘッド18を用いた場合よりも浅くできる。
このため、多段バレルヘッド14を用いて強い引張力でガラスリボン9の幅方向端部に対し外側向きに強い引張力を作用させたとしても、多段バレルヘッド14がガラスリボン9の幅方向端部をその厚さ方向に変形させる量(押さえ代)が少なくなる。このため、中流域において、ガラスリボン9に対し2段構造の外周刃でもって強い引張力を作用させていた従来装置に比べ、薄いガラスリボン9を製造しようとした場合であっても溶融ガラスGの幅方向端部側にストローと称される局所変形部を生じない。
なお、上流域のガラスリボン9は粘度が低く、元々強い引張力を加えることは難しいので基準バレルヘッド18でよく、下流域のガラスリボン9は粘度が高く、硬い状態に近いので基準バレルヘッド18で押し付けたとしても、その厚さ方向の変形量は少ない。
このため、本実施形態では中流域の基準バレルヘッド18の配置関係を図3に示すように特別な配置としたが、中流域に設けるバレルヘッドの必要な個数を多段バレルヘッド14として、図3に示す配置とした基準バレルヘッド18と一部置き換えて共用することも可能である。
この点に鑑み、中流域においてガラスリボン9に強い引張力を作用させてガラスリボン9を引き延ばすので、中流域において図3に示す基準バレルヘッド18の配置を採用した上に、多段バレルヘッド14を設けることも可能となる。このような配置構成とすることにより、より効果的にストローと称される局所変形部を生じないようにできる。
このため、本実施形態では中流域の基準バレルヘッド18の配置関係を図3に示すように特別な配置としたが、中流域に設けるバレルヘッドの必要な個数を多段バレルヘッド14として、図3に示す配置とした基準バレルヘッド18と一部置き換えて共用することも可能である。
この点に鑑み、中流域においてガラスリボン9に強い引張力を作用させてガラスリボン9を引き延ばすので、中流域において図3に示す基準バレルヘッド18の配置を採用した上に、多段バレルヘッド14を設けることも可能となる。このような配置構成とすることにより、より効果的にストローと称される局所変形部を生じないようにできる。
なお、中流域において多段バレルヘッド14を設ける個数について、本実施形態において特に規定する訳ではなく、目的とする最終厚さのガラスリボン10に対し必要な個数を設けることができる。
また、上流域〜下流域の全域に設ける基準バレルヘッド18の全個数についても本実施形態の例に規制される訳ではなく、目的の厚さのガラスリボン10を成形するために必要な数を設置すればよい。
また、上流域〜下流域の全域に設ける基準バレルヘッド18の全個数についても本実施形態の例に規制される訳ではなく、目的の厚さのガラスリボン10を成形するために必要な数を設置すればよい。
本実施形態のガラス製造装置1において製造しようとする溶融ガラスGの組成は特に制約がない。
従って、無アルカリガラス、ソーダライムガラス、混合アルカリ系ガラス、またはホウケイ酸ガラス、あるいは、その他のガラスのいずれであってもよい。また、製造されるガラス製品の用途は、フラットパネルディスプレイ用、建築用や車両用に限定されず、その他の各種用途が挙げられる。特に高品質が求められるフラットパネルディスプレイ用の無アルカリガラスが好ましい。
従って、無アルカリガラス、ソーダライムガラス、混合アルカリ系ガラス、またはホウケイ酸ガラス、あるいは、その他のガラスのいずれであってもよい。また、製造されるガラス製品の用途は、フラットパネルディスプレイ用、建築用や車両用に限定されず、その他の各種用途が挙げられる。特に高品質が求められるフラットパネルディスプレイ用の無アルカリガラスが好ましい。
なお、溶融ガラスGに好適なガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いることができる。
SiO2:50〜73%好ましくは50〜66%、Al2O3:10.5〜24%、B2O3:0〜12%、MgO:0〜8%、CaO:0〜14.5%、SrO:0〜24%、BaO:0〜13.5%、MgO+CaO+SrO+BaO:9〜29.5%、ZrO2:0〜5%。
前記溶融ガラスGに好適なガラスとして、歪点が高く溶解性を考慮する場合は、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いることができる。
SiO2:58〜66%、Al2O3:15〜22%、B2O3:5〜12%、MgO:0〜8%、CaO:0〜9%、SrO:3〜12.5%、BaO:0〜2%、MgO+CaO+SrO+BaO:9〜18%、ZrO2:0〜5%。
前記溶融ガラスGに好適なガラスとして、特に高歪点を考慮する場合は、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いることができる。
SiO2:54〜73%、
Al2O3:10.5〜22.5%、
B2O3:0〜5.5%、
MgO:0〜8%、
CaO:0〜9%、
SrO:0〜16%、
BaO:0〜2.5%、
MgO+CaO+SrO+BaO:8〜26 %。
SiO2:50〜73%好ましくは50〜66%、Al2O3:10.5〜24%、B2O3:0〜12%、MgO:0〜8%、CaO:0〜14.5%、SrO:0〜24%、BaO:0〜13.5%、MgO+CaO+SrO+BaO:9〜29.5%、ZrO2:0〜5%。
前記溶融ガラスGに好適なガラスとして、歪点が高く溶解性を考慮する場合は、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いることができる。
SiO2:58〜66%、Al2O3:15〜22%、B2O3:5〜12%、MgO:0〜8%、CaO:0〜9%、SrO:3〜12.5%、BaO:0〜2%、MgO+CaO+SrO+BaO:9〜18%、ZrO2:0〜5%。
前記溶融ガラスGに好適なガラスとして、特に高歪点を考慮する場合は、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いることができる。
SiO2:54〜73%、
Al2O3:10.5〜22.5%、
B2O3:0〜5.5%、
MgO:0〜8%、
CaO:0〜9%、
SrO:0〜16%、
BaO:0〜2.5%、
MgO+CaO+SrO+BaO:8〜26 %。
図6は、無アルカリガラスの温度と粘度の関連の一例を示すグラフであり、ガラスリボンを成形する場合、1110℃〜1120℃程度の溶融ガラスを成形し、徐々に温度を下げた場合の各温度における粘度の関係を示す。
図6に示すようにガラスリボン9の粘度(η)の常用対数が5.29dPa・sとなる領域の手前の領域を上流域、ガラスリボン9の粘度の常用対数が5.29〜6.37dPa・sの領域を中流域、ガラスリボン9の粘度の常用対数が6.37dPa・sを超える領域を下流域と区分けすることができるので、上述した実施形態で説明したように上流域と下流域に基準バレルヘッド18を設け、中流域に多段バレルヘッド14を設けることができる。
図6に示すようにガラスリボン9の粘度(η)の常用対数が5.29dPa・sとなる領域の手前の領域を上流域、ガラスリボン9の粘度の常用対数が5.29〜6.37dPa・sの領域を中流域、ガラスリボン9の粘度の常用対数が6.37dPa・sを超える領域を下流域と区分けすることができるので、上述した実施形態で説明したように上流域と下流域に基準バレルヘッド18を設け、中流域に多段バレルヘッド14を設けることができる。
図6に示す粘度特性の溶融ガラスを図1、図2に示す16基の基準バレルヘッドを設けた成形装置に適用し、幅約80インチ(約2.28m)〜幅約110インチ(約3.05m)、厚さ0.3mmのガラスリボンを製造した。
第7番目のトップロールから第9番目のトップロールについて以下のニップ代の幅に設定した。
第7番目のトップロールから第9番目のトップロールについて以下のニップ代の幅に設定した。
初段のトップロールL−0、第1番目のトップロールL−1〜第15番目のトップロールL−15とする。
各トップロールの傾斜角度θについては、L−0〜L−3のトップロールのバレルヘッドについて0゜〜15゜まで段階的に傾斜を付与し、L−4〜L−8までのトップロールのバレルヘッドについて12〜15゜の傾斜を付与し、L9−L−13までのトップロールのバレルヘッドについて段階的に傾斜を少なくしてL−11以降のトップロールについて0゜とする傾斜角度条件とした。
各トップロールの傾斜角度θについては、L−0〜L−3のトップロールのバレルヘッドについて0゜〜15゜まで段階的に傾斜を付与し、L−4〜L−8までのトップロールのバレルヘッドについて12〜15゜の傾斜を付与し、L9−L−13までのトップロールのバレルヘッドについて段階的に傾斜を少なくしてL−11以降のトップロールについて0゜とする傾斜角度条件とした。
第7番目のトップロールのニップ代の幅:155mm
第8番目のトップロールのニップ代の幅:140mm
第9番目のトップロールのニップ代の幅:120mm
以上の条件にて厚さ0.3mmのガラスリボンを24時間生産したところ、ストローと称される局所変形部を生じることなくガラスリボンの生産が可能であり、このガラスリボンを徐冷して切り折りすることで厚さ0.3mmのガラス板を生産することができた。
第8番目のトップロールのニップ代の幅:140mm
第9番目のトップロールのニップ代の幅:120mm
以上の条件にて厚さ0.3mmのガラスリボンを24時間生産したところ、ストローと称される局所変形部を生じることなくガラスリボンの生産が可能であり、このガラスリボンを徐冷して切り折りすることで厚さ0.3mmのガラス板を生産することができた。
比較のために、
第7番目のトップロールのニップ代の幅:125mm
第8番目のトップロールのニップ代の幅:140mm
第9番目のトップロールのニップ代の幅:155mm
以上の条件のようにニップ代の幅を下流側のトップロール程大きくして厚さ0.3mmのガラスリボンを生産したところ、連続的にストローと称される局所変形部を生じた。
以上の対比から、中流域に設ける複数のトップロールのニップ代の幅について、下流側のニップ代の幅ほど小さくすることが有効であると判明した。
第7番目のトップロールのニップ代の幅:125mm
第8番目のトップロールのニップ代の幅:140mm
第9番目のトップロールのニップ代の幅:155mm
以上の条件のようにニップ代の幅を下流側のトップロール程大きくして厚さ0.3mmのガラスリボンを生産したところ、連続的にストローと称される局所変形部を生じた。
以上の対比から、中流域に設ける複数のトップロールのニップ代の幅について、下流側のニップ代の幅ほど小さくすることが有効であると判明した。
図7は、先に示した全てのトップロールに基準バレルヘッドを設け、上述の比較のケースの配置としてガラスリボンを成形した場合、ガラスリボンの端部における各バレルヘッドの押圧位置において、応力分布状態を応力解析シミュレーションにより求めた結果を示す図である。
図7に示す結果から、No.4(L−4)〜No.11(L−11)の各トップロールについて各位置のガラスリボンに作用する応力分布の状態を解析した結果、本発明者が想定しているストローと称される局所変形部が発生すると予想される鎖線で示す境界値Rに対し、No.5(L−5)〜No.10(L−10)の位置において顕著な応力分布となるので、このシュミュレーション結果から見ても、中流域のトップロールについてニップ代を調整することが有効であることが分かる。
図7に示す結果から、No.4(L−4)〜No.11(L−11)の各トップロールについて各位置のガラスリボンに作用する応力分布の状態を解析した結果、本発明者が想定しているストローと称される局所変形部が発生すると予想される鎖線で示す境界値Rに対し、No.5(L−5)〜No.10(L−10)の位置において顕著な応力分布となるので、このシュミュレーション結果から見ても、中流域のトップロールについてニップ代を調整することが有効であることが分かる。
本出願は、2012年4月17日出願の日本特許出願2012−093883に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明の技術は、表示装置用ガラス、光学用ガラス、医療用ガラス、建築用ガラス、車両用ガラス、その他一般のガラス製品に用いられるガラス板を製造する装置と方法に広く適用できる。
G…溶融ガラス、1…製造装置(フロートバス)、2…浴槽、3…溶融金属、5…入口部、6…出口部、7…搬送ロール、7A…徐冷ライン、8…移動経路、9…ガラスリボン、10…ガラスリボン、11…トップロール、11A0〜11A15…トップロール、13…回転軸、14…多段バレルヘッド、16…回転ドラム、17…回転軸、18…基準バレルヘッド、20…回転ドラム、30…多段バレルヘッド、a…ニップ代の幅。
Claims (13)
- 溶融金属が蓄えられ、該溶融金属上に溶融ガラスの移動経路が形成され、該移動経路の上流域から下流域にかけて溶融ガラスを移動させてガラスリボンを成形するためのフロートバスと、このフロートバス内の移動経路の上流域から下流域にかけて移動経路の幅方向両側に配設された複数対のトップロールとを備え、
前記トップロールが、溶融ガラスの移動経路の幅方向両側に個々に水平方向に延在された回転軸と、該回転軸の先端側に取り付けられ、前記移動経路に沿って上流域から中流域を経て下流域に搬送されるガラスリボンの幅方向端部に押し付けられるバレルヘッドを備え、
前記ガラスリボンに押し付けられて該ガラスリボンの幅方向端部に外向きの引張力を作用させる前記移動経路の中流域の複数のバレルヘッドは、前記ガラスリボンに対するバレルヘッドの押圧位置とガラスリボンの直近端縁との距離を示すニップ代の幅が、上流側よりも下流側において小さいガラス板の製造装置。 - 前記ガラスリボンの粘度の対数が5.29〜6.37dPa・sの領域を中流域として、この中流域に設けられている複数のバレルヘッドのニップ代の幅の大小関係が前記の関係を満足する請求項1に記載のガラス板の製造装置。
- 特定の前記バレルヘッドが前記ガラスリボンを押圧して形成する線条痕の位置より、当該特定のバレルヘッドよりも上流側のバレルヘッドにより形成された線条痕の位置が、前記ガラスリボンの内側寄りに形成される請求項1または2に記載のガラス板の製造装置。
- 前記フロートバスにより成形されるガラスリボンの厚さが1mm以下である請求項1〜3のいずれか一項に記載のガラス板の製造装置。
- 前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスが適用される請求項1〜4のいずれか一項に記載のガラス板の製造装置:
SiO2:50〜73%、
Al2O3:10.5〜24%、
B2O3:0〜12%、
MgO:0〜8%、
CaO:0〜14.5%、
SrO:0〜24%、
BaO:0〜13.5%、
MgO+CaO+SrO+BaO:9〜29.5%、及び
ZrO2:0〜5%。 - 前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスが適用される請求項1〜4のいずれか一項に記載のガラス板の製造装置:
SiO2:58〜66%、
Al2O3:15〜22%、
B2O3:5〜12%、
MgO:0〜8%、
CaO:0〜9%、
SrO:3〜12.5%、
BaO:0〜2%、
MgO+CaO+SrO+BaO:9〜18%、及び
ZrO2:0〜5%。 - 前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスが適用される請求項1〜4のいずれか一項に記載のガラス板の製造装置:
SiO2:54〜73%、
Al2O3:10.5〜22.5%、
B2O3:0〜5.5%、
MgO:0〜8%、
CaO:0〜9%、
SrO:0〜16%、
BaO:0〜2.5%、及び
MgO+CaO+SrO+BaO:8〜26%。 - 溶融金属の上に設けた溶融ガラスの移動経路に沿って溶融ガラスを移動させつつ成形してガラスリボンを製造するガラス板の製造方法において、
前記移動経路の上流域から下流域にかけて移動経路の幅方向両端側に配設した複数対のトップロールによりガラスリボンの両端部に外向きの引張力を作用させて厚さ1mm以下のガラスリボンを製造する際、
前記トップロールは、前記移動経路に沿って上流域から下流域に搬送されるガラスリボンの幅方向端部に外向きの引張力を作用させるバレルヘッドを備え、
前記移動経路の中流域に設けられた複数のバレルヘッドは、前記ガラスリボンに対するバレルヘッドの押圧位置とガラスリボンの直近端縁との距離を示すニップ代の幅を、上流側よりも下流側において小さくしてガラスリボンの両端部に引張力を作用させるガラス板の製造方法。 - 前記ガラスリボンの粘度の対数が5.29〜6.37dPa・sの領域を中流域としてこの中流域に設けられている複数のバレルヘッドのニップ代の幅の大小関係を前記の関係とする請求項8に記載のガラス板の製造方法。
- 前記特定のバレルヘッドが前記ガラスリボンを押圧して形成する線条痕の位置より、当該特定のバレルヘッドよりも上流側のバレルヘッドが形成する線条痕の位置を、前記ガラスリボンの内側寄りに形成する請求項8または9に記載のガラス板の製造方法。
- 前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いる請求項8〜10のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法:
SiO2:50〜73%、
Al2O3:10.5〜24%、
B2O3:0〜12%、
MgO:0〜8%、
CaO:0〜14.5%、
SrO:0〜24%、
BaO:0〜13.5%、
MgO+CaO+SrO+BaO:9〜29.5%、及び
ZrO2:0〜5%。 - 前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いる請求項8〜10のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法:
SiO2:58〜66%、
Al2O3:15〜22%、
B2O3:5〜12%、
MgO:0〜8%、
CaO:0〜9%、
SrO:3〜12.5%、
BaO:0〜2%、
MgO+CaO+SrO+BaO:9〜18%、及び
ZrO2:0〜5%。 - 前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いる請求項8〜10のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法:
SiO2:54〜73%、
Al2O3:10.5〜22.5%、
B2O3:0〜5.5%、
MgO:0〜8%、
CaO:0〜9%、
SrO:0〜16%、
BaO:0〜2.5%、及び
MgO+CaO+SrO+BaO:8〜26%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014511189A JPWO2013157477A1 (ja) | 2012-04-17 | 2013-04-11 | ガラス板の製造装置および製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012093883 | 2012-04-17 | ||
JP2012093883 | 2012-04-17 | ||
JP2014511189A JPWO2013157477A1 (ja) | 2012-04-17 | 2013-04-11 | ガラス板の製造装置および製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2013157477A1 true JPWO2013157477A1 (ja) | 2015-12-21 |
Family
ID=49383435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014511189A Pending JPWO2013157477A1 (ja) | 2012-04-17 | 2013-04-11 | ガラス板の製造装置および製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2013157477A1 (ja) |
KR (1) | KR102045833B1 (ja) |
CN (1) | CN104245605B (ja) |
TW (1) | TW201345848A (ja) |
WO (1) | WO2013157477A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE1022595A9 (fr) * | 2014-11-19 | 2016-09-28 | Fives Stein S A | Dispositif de manipulation du bord d'un ruban de verre flotte, comprenant une molette a axe incline, et installation comportant un tel dispositif |
JP2020066548A (ja) * | 2018-10-24 | 2020-04-30 | Agc株式会社 | 解析装置、フロートガラス製造装置、解析方法及びフロートガラス製造方法 |
DE102020104973A1 (de) * | 2019-03-04 | 2020-09-10 | Schott Ag | Glassubstrat für eine Fahrzeugscheibe, insbesondere für die Frontscheibe eines Fahrzeugs |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL136460C (ja) * | 1965-03-11 | |||
GB1393118A (en) * | 1971-09-16 | 1975-05-07 | Pilkington Brothers Ltd | Manufacture of flat glass |
JPS5988326A (ja) * | 1982-11-10 | 1984-05-22 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | フロ−ト製板用トツプロ−ル |
JP3083586B2 (ja) * | 1991-04-26 | 2000-09-04 | 旭硝子株式会社 | 無アルカリガラス |
JP3572631B2 (ja) * | 1993-06-25 | 2004-10-06 | 旭硝子株式会社 | フロート板ガラスの製造方法 |
JPH08277131A (ja) * | 1995-04-05 | 1996-10-22 | Asahi Glass Co Ltd | フロートガラス製造用縁ロール装置 |
JPH11236231A (ja) | 1998-02-20 | 1999-08-31 | Asahi Glass Co Ltd | フロートガラス製造用縁ロール装置 |
JP4158249B2 (ja) * | 1998-11-30 | 2008-10-01 | 旭硝子株式会社 | ディスプレイ基板用ガラスをフロート法によって製造する方法 |
JP4520192B2 (ja) * | 2004-03-22 | 2010-08-04 | セントラル硝子株式会社 | フロート板ガラスの製造方法 |
DE102004052568B4 (de) * | 2004-10-29 | 2012-02-02 | Schott Ag | Dünnglas-Substrat und Verfahren zur Herstellung von Dünnglas |
JP5056035B2 (ja) * | 2007-02-05 | 2012-10-24 | 旭硝子株式会社 | フロート法による板ガラスの製造方法 |
JP2008239370A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Asahi Glass Co Ltd | フロート法による板ガラスの製造方法 |
WO2010147189A1 (ja) * | 2009-06-19 | 2010-12-23 | 旭硝子株式会社 | トップロール、フロートガラス製造装置、およびフロートガラス製造方法 |
JP5565062B2 (ja) * | 2010-04-15 | 2014-08-06 | 旭硝子株式会社 | フロートガラス製造装置およびフロートガラス製造方法 |
-
2013
- 2013-04-11 CN CN201380020526.XA patent/CN104245605B/zh active Active
- 2013-04-11 WO PCT/JP2013/060923 patent/WO2013157477A1/ja active Application Filing
- 2013-04-11 JP JP2014511189A patent/JPWO2013157477A1/ja active Pending
- 2013-04-11 KR KR1020147029127A patent/KR102045833B1/ko active IP Right Grant
- 2013-04-17 TW TW102113677A patent/TW201345848A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2013157477A1 (ja) | 2013-10-24 |
KR20150002678A (ko) | 2015-01-07 |
CN104245605A (zh) | 2014-12-24 |
CN104245605B (zh) | 2016-06-15 |
TW201345848A (zh) | 2013-11-16 |
KR102045833B1 (ko) | 2019-11-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101497251B1 (ko) | 유리판의 제조 방법 및 유리판 제조 장치 | |
TWI422539B (zh) | 玻璃板製造方法以及玻璃板製造設備 | |
CN107188406B (zh) | 无碱玻璃基板和无碱玻璃基板的制造方法 | |
EP2226299A1 (en) | Glass manufacturing system and method for forming a high quality thin glass sheet | |
JPWO2012132419A1 (ja) | ガラス板の製造方法及びガラス板製造装置 | |
EP2785656B1 (en) | Temperature control of glass ribbons during forming | |
KR101608896B1 (ko) | 글래스 기판의 제조 방법 및 글래스 기판 제조 장치 | |
JP2007230817A (ja) | フロートガラス及びその製造方法並びにそのフロートガラスを用いたディスプレイ用パネル | |
JP2009107913A (ja) | フロート板ガラスの製造方法 | |
WO2013157477A1 (ja) | ガラス板の製造装置および製造方法 | |
JP3572631B2 (ja) | フロート板ガラスの製造方法 | |
WO2013154140A1 (ja) | ガラス板の製造方法および製造装置 | |
WO2013157478A1 (ja) | ガラス板の製造装置および製造方法とフロートガラス製造用縁ロール装置 | |
JP4520192B2 (ja) | フロート板ガラスの製造方法 | |
JP2013147355A (ja) | ガラス板の製造方法およびガラス板 | |
WO2017002632A1 (ja) | ディスプレイ用ガラス基板の製造方法 | |
TW201410621A (zh) | 薄板玻璃之製造方法 | |
JP2017066000A (ja) | ディスプレイ用ガラス基板の製造方法 |