KR101223395B1 - 유리판의 제조 장치 및 유리판의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용융 금속을 수용하는 플로트 배스와, 상기 용융 금속 상에서 판상으로 성형된 유리 리본이 반입되는 서냉로와, 상기 플로트 배스와 상기 서냉로 사이에 설치되는 챔버와, 상기 챔버 내에 설치되고 상기 플로트 배스로부터 상기 서냉로에 상기 유리 리본을 반송하는 복수의 리프트 아웃 롤을 구비하는 유리판의 제조 장치이며, 상기 챔버 내에서, 상기 유리 리본의 하방 공간 중 상기 유리 리본과 최하류의 상기 리프트 아웃 롤의 접점보다 하류측의 공간에 냉각 가스로서 불활성 가스를 공급하는 제1 급기 유닛을 구비하는 유리판의 제조 장치에 관한 것이다.

Description

유리판의 제조 장치 및 유리판의 제조 방법{APPARATUS FOR MANUFACTURING GLASS SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING GLASS SHEET}
본 발명은 유리판의 제조 장치 및 유리판의 제조 방법에 관한 것이다.
유리판의 대표적인 제조 방법의 하나로서, 플로트법이 알려져 있다. 플로트법에서는, 플로트 배스 내의 용융 금속(예를 들어, 용융 주석)의 욕면에 용융 유리를 연속적으로 공급하여 띠판 형상의 유리 리본을 형성한다. 유리 리본은 욕면으로부터 인상된 후, 플로트 배스의 출구로부터 인출되어, 리프트 아웃 롤 상으로 반송된다. 계속해서, 유리 리본은 서냉로 내에 반송되어, 반송 롤 상으로 반송되면서 서냉된다. 계속해서, 유리 리본은 서냉로 밖으로 반출되어 실온 부근까지 냉각된 후, 소정 치수로 절단되어, 제품인 유리판으로 된다.
그런데, 유리 리본은 플로트 배스와 서냉로 사이에서 외기에 닿아, 그 온도의 영향을 받는 경우가 있다. 그 결과, 유리 리본에 변형이 발생하여, 서냉로 내의 온도 분포를 최적화해도 제품에 휨으로서 남는 경우가 있다.
따라서, 플로트 배스와 서냉로 사이에 단열 구조를 갖는 챔버를 설치하고, 챔버 내에서 유리 리본의 폭 방향의 온도 분포를 조정하는 것이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 온도 분포를 조정하는 장치는 히터나 파이프 등에 의해 구성된다.
히터는 유리 리본의 상하 양측에 이격하여 설치되고, 챔버의 내벽에 고정되어 있다. 히터는 유리 리본의 반송 방향으로 복수열 설치되어 있다. 각 열의 히터는 유리 리본의 폭 방향으로 분할되어 있어, 유리 리본의 온도가 폭 방향으로 균일해지게 제어된다.
파이프는 챔버 내의 상류측에 설치되고, 유리 리본의 하면 중앙 부근에 질소 등의 불활성 가스를 분출한다. 이에 의해, 플로트 배스 내로부터 유출하는 환원성 가스 중의 수소 농도를 희석하여, 수소의 연소 화염에 의한 온도 변동이나 국부 가열을 억제할 수 있다. 또한, 이에 의해, 플로트 배스 내의 오염(용융 금속의 산화)을 방지할 수 있다. 또한, 불활성 가스는 유리 리본이 국소적으로 냉각되는 것을 방지하기 위해, 예열한 후에 분출하는 것이 바람직하다고 되어 있다.
일본 특허 공개평 제6-227831호 공보
그러나, 종래는 플로트 배스와 서냉로 사이에서 유리 리본을 적극적으로 냉각하고 있지 않으므로, 유리 리본의 반송 방향의 온도 분포를 최적화할 수 없는 경우가 있다. 그 경우, 서냉로 내에서 유리 리본의 온도 분포를 최적화해도 제품의 휨을 해소하는 것이 어렵다.
따라서, 챔버 내에서 유리 리본을 적극적으로 냉각하기 위해, 상기 종래의 파이프로부터 냉각 가스를 분출하는 것을 생각할 수 있지만, 이 경우 냉각 가스에 의한 열충격의 영향으로 유리 리본이 깨지기 쉽다는 문제가 있다.
특히 최근에는, 액정 디스플레이(LCD)나 플라즈마 디스플레이(PDP) 등의 표시 패널용으로, 두께가 얇은(예를 들어, 두께가 0.7mm 이하인) 유리 기판이 제조되어 있다. 이러한 두께가 얇은 유리판을 제조하는 경우, 제품의 휨이나 유리 리본의 깨짐이 문제되기 쉽다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 제품의 휨이나 유리 리본의 깨짐을 억제할 수 있는 유리판의 제조 장치 및 유리판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명의 유리판의 제조 장치는,
용융 금속을 수용하는 플로트 배스와, 상기 용융 금속 상에서 판상으로 성형된 유리 리본이 반입되는 서냉로와, 상기 플로트 배스와 상기 서냉로 사이에 설치되는 챔버와, 상기 챔버 내에 설치되고 상기 플로트 배스로부터 상기 서냉로에 상기 유리 리본을 반송하는 복수의 리프트 아웃 롤을 구비하는 유리판의 제조 장치이며,
상기 챔버 내에서, 상기 유리 리본의 하방 공간 중 상기 유리 리본과 최하류의 상기 리프트 아웃 롤의 접점보다 하류측의 공간에 냉각 가스로서 불활성 가스를 공급하는 제1 급기 유닛을 구비한다.
본 발명의 유리판의 제조 장치에 있어서는, 상기 서냉로 내에 설치되고 상기 유리 리본을 반송하는 복수의 반송 롤과,
상기 서냉로 내에서, 상기 유리 리본의 하방 공간 또는/및 상방 공간 중 상기 유리 리본과 최상류의 상기 반송 롤의 접점보다 상류측의 공간에 냉각 가스를 공급하는 제2 급기 유닛을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유리판의 제조 장치에 있어서는, 상기 제2 급기 유닛에 의해 공급되는 냉각 가스는 공기, 수증기 및 불활성 가스 중 어느 하나를 적어도 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유리판의 제조 장치에 있어서는, 상기 챔버 내에서, 상기 유리 리본의 하방 공간 중 상기 유리 리본과 최상류의 상기 리프트 아웃 롤의 접점보다 상류측의 공간에 불활성 가스를 공급하는 제3 급기 유닛을 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유리판의 제조 장치에 있어서는, 상기 챔버 내에서, 상기 유리 리본의 하방 공간 중 상기 유리 리본과 최상류의 상기 리프트 아웃 롤의 접점과, 상기 유리 리본과 최하류의 상기 리프트 아웃 롤의 접점 사이의 적어도 일부의 공간에 불활성 가스를 공급하는 제4 급기 유닛을 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유리판의 제조 장치에 있어서는, 상기 챔버 내에서, 상기 플로트 배스의 출구의 상벽 부근으로부터 하방을 향하여 불활성 가스를 공급하는 제5 급기 유닛을 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유리판의 제조 장치에 있어서는, 상기 챔버 내에는 상기 유리 리본보다 상방에 상기 유리 리본의 상방 공간을 구획하는 부재가 더 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 유리판의 제조 장치에 있어서는, 상기 챔버 내에는 히터가 더 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 유리판의 제조 장치에 있어서는, 상기 플로트 배스 내의 출구 부근에 히터가 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 유리판의 제조 장치에 있어서는, 상기 서냉로 내의 입구 부근에 히터가 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 유리판의 제조 장치에 있어서는, 상기 제1 급기 유닛에 의해 공급되는 불활성 가스는 질소 가스인 것이 바람직하다.
본 발명의 유리판의 제조 장치에 있어서는, 상기 제2 급기 유닛에 의해 공급되는 불활성 가스는 질소 가스인 것이 바람직하다.
본 발명의 유리판의 제조 장치에 있어서는, 상기 제3 급기 유닛에 의해 공급되는 불활성 가스는 질소 가스인 것이 바람직하다.
본 발명의 유리판의 제조 장치에 있어서는, 상기 제4 급기 유닛에 의해 공급되는 불활성 가스는 질소 가스인 것이 바람직하다.
본 발명의 유리판의 제조 장치에 있어서는, 상기 제5 급기 유닛에 의해 공급되는 불활성 가스는 질소 가스인 것이 바람직하다.
본 발명의 유리판의 제조 장치에 있어서는, 상기 챔버 내의 출구 부근 또는 상기 서냉로 내의 입구 부근에 상기 유리 리본의 깨짐을 검지하는 검지기가 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 유리판의 제조 장치에 있어서는, 상기 챔버가 단열 구조를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 유리판의 제조 방법은,
플로트 배스 내의 용융 금속의 욕면에 용융 유리를 연속적으로 공급하여 띠판 형상의 유리 리본을 형성하고, 상기 유리 리본을 상기 플로트 배스로부터 챔버 내에 반송하고, 상기 챔버 내에서 복수의 리프트 아웃 롤 상으로 반송하고, 계속하여 서냉로 내에 반송하여 서냉하는 유리판의 제조 방법이며,
상기 챔버 내에서, 상기 유리 리본의 하방 공간 중 상기 유리 리본과 최하류의 상기 리프트 아웃 롤의 접점보다 하류측의 공간에 냉각 가스로서 불활성 가스를 공급한다.
본 발명의 유리판의 제조 방법에 있어서는, 상기 유리판이 무알칼리 유리인 것이 바람직하다.
본 발명의 유리판의 제조 방법에 있어서는, 상기 유리판이 산화물 기준의 질량 백분율 표시로,
SiO2: 50 내지 66％
Al2O3: 10.5 내지 24％
B2O3: 0 내지 12％
MgO: 0 내지 8％
CaO: 0 내지 14.5％
SrO: 0 내지 24％
BaO: 0 내지 13.5％
MgO+CaO+SrO+BaO: 9 내지 29.5％
ZrO2: 0 내지 5％
를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유리판의 제조 방법에 있어서는, 상기 유리판이 산화물 기준의 질량 백분율 표시로,
SiO2: 58 내지 66％
Al2O3: 15 내지 22％
B2O3: 5 내지 12％
MgO: 0 내지 8％
CaO: 0 내지 9％
SrO: 3 내지 12.5％
BaO: 0 내지 2％
MgO+CaO+SrO+BaO: 9 내지 18％
를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 제품의 휨이나 유리 리본의 깨짐을 억제할 수 있는 유리판의 제조 장치 및 유리판의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 유리판의 제조 장치의 일부 단면도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 「하류」란 유리 리본의 반송 방향 하류를 의미하고, 「상류」란 유리 리본의 반송 방향 상류를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 유리판의 제조 장치의 일부 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 유리판의 제조 장치(1)는 플로트 배스(10)와, 서냉로(20)와, 플로트 배스(10)와 서냉로(20) 사이에 설치되는 챔버(30)를 구비한다.
플로트 배스(10) 내의 용융 금속(11)의 욕면(12) 상에서 원하는 폭이나 두께로 성형된 유리 리본(2)은 리프트 아웃 롤(41 내지 43)이나 반송 롤(21, 22)의 견인력에 의해 욕면(12)으로부터 인상된다. 계속해서, 유리 리본(2)은 플로트 배스(10)의 출구(13)로부터 챔버(30) 내에 반입되어, 리프트 아웃 롤(41 내지 43) 상으로 반송된다. 계속해서, 유리 리본(2)은 서냉로(20) 내에 반입되어, 반송 롤(21, 22) 상으로 반송되면서 서냉된다. 그 후, 유리 리본(2)은 서냉로(20) 밖으로 반출되어 실온 부근까지 냉각된 후, 소정 치수로 절단되어, 제품인 유리판으로 된다.
유리판에 사용하는 유리는 유리판의 용도 등에 따라 적절히 선정된다. 예를 들어, 유리판의 용도가 플라즈마 디스플레이인 경우, 왜곡점의 온도가 높고, 열팽창 계수가 큰 소다석회 유리가 사용된다. 또한, 유리판의 용도가 액정 디스플레이인 경우, 알칼리 금속이 액정 디스플레이의 품질에 악영향을 미치므로, 알칼리 금속을 실질적으로 포함하지 않는 무알칼리 유리가 사용된다.
여기서, 「무알칼리 유리」란, Li2O, Na2O, K2O 등의 알칼리 금속 산화물을 의도적으로 함유하지 않는 유리를 의미한다.
본 발명에 관한 유리판의 제조 장치는 무알칼리 유리의 제조에 특히 적합하고, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로,
SiO2: 50 내지 66％
Al2O3: 10.5 내지 24％
B2O3: 0 내지 12％
MgO: 0 내지 8％
CaO: 0 내지 14.5％
SrO: 0 내지 24％
BaO: 0 내지 13.5％
MgO+CaO+SrO+BaO: 9 내지 29.5％
ZrO2: 0 내지 5％
를 함유하는 무알칼리 유리인 경우에 보다 바람직하다.
나아가, 상기 무알칼리 유리가 산화물 기준의 질량 백분율 표시로,
SiO2: 58 내지 66％
Al2O3: 15 내지 22％
B2O3: 5 내지 12％
MgO: 0 내지 8％
CaO: 0 내지 9％
SrO: 3 내지 12.5％
BaO: 0 내지 2％
MgO+CaO+SrO+BaO: 9 내지 18％
를 함유하는 것인 경우에 한층 바람직하다.
유리 리본(2)은, 유리판에 대응하는 복수 종류의 원료를 용해조 내에 투입하고 용해하여 용융 유리를 제작하고, 그 용융 유리를 플로트 배스(10) 내에 연속적으로 공급하여 형성된다. 용융 유리를 플로트 배스(10) 내에 공급하기 전에, 용융 유리의 내부에 포함되는 기포를 탈포해 두는 것이 바람직하다.
플로트 배스(10)는 용융 금속(11)을 수용하고 있다. 플로트 배스(10) 내의 상부 공간은 용융 금속(11)의 산화를 방지하기 위해 질소 및 수소를 포함하는 환원성 가스로 채워져 있다. 또한, 플로트 배스(10) 내의 상부 공간은 외부로부터의 공기의 유입을 방지하기 위해 대기압보다 높은 기압으로 설정되어 있다.
플로트 배스(10) 내의 출구(13) 부근에는, 유리 리본(2)을 소성 변형 가능한 온도로 조절하는 히터(18)가 설치되어 있다. 히터(18)의 발열량은 플로트 배스(10) 내의 출구(13) 부근의 온도에 기초하여 자동 제어되어도 좋다. 예를 들어, 플로트 배스(10) 내의 출구(13) 부근의 온도는 열전대 등의 온도 센서에 의해 검출되고, 그 검출 결과는 마이크로컴퓨터 등으로 구성되는 제어 장치에 공급된다. 제어 장치는 온도 센서의 검출 결과에 기초하여 히터(18)의 발열량을 자동 제어한다. 또한, 후술하는 히터(28, 48)의 발열량도 마찬가지로 자동 제어되어도 좋다.
플로트 배스(10) 내의 출구(13) 부근에 있어서의 유리 리본(2)의 온도는 유리의 종류 등에 따라 적절히 설정되지만, 예를 들어 유리의 서냉점을 기준으로 하여 32 내지 78℃ 높은 온도가 바람직하다. 유리의 서냉점은, 유리의 점도가 1013dPa·s로 되는 온도이며, 유리의 조성 등으로 정해진다.
서냉로(20)는 하류측의 출구에서 외부에 개방되어 있다. 따라서, 서냉로(20)의 내부는 기본적으로는 대기 분위기로 되어 있다. 서냉로(20)의 내부는 챔버(30)의 내부를 통해 플로트 배스(10)의 내부와 연통되어 있다.
서냉로(20) 내에는 상기 반송 롤(21, 22) 외에 히터(28) 등이 설치되어 있다. 반송 롤(21, 22)은 각각 모터 등의 구동 장치에 의해 회전 구동되고, 그 구동력에 의해 유리 리본(2)을 수평 방향으로 반송한다.
히터(28)는 서냉로(20) 내의 입구(23) 부근에 설치된다. 히터(28)는 유리 리본(2)의 상방 또는/및 하방에 이격하여 설치되어 있다. 히터(28)의 발열량을 조정함으로써, 서냉로(20) 내의 입구(23) 부근에 있어서의 유리 리본(2)의 온도를 원하는 온도로 설정할 수 있다.
챔버(30)는 유리 리본(2)의 상방에 설치되는 후드(31), 유리 리본(2)의 하방에 설치되는 드로스 박스(32) 등으로 구성된다. 챔버(30)는 단열 구조를 가져도 좋고, 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이 후드(31)의 외벽의 적어도 일부가 단열재(33)로 덮여 있고, 드로스 박스(32)의 내벽의 적어도 일부가 단열재(34)로 덮여 있다. 단열재(33, 34)로서는 일반적인 것이 사용된다. 단열재(33, 34)를 사용함으로써 챔버(30)로부터의 방열을 억제하여, 유리 리본(2)의 온도 분포를 안정화시킬 수 있어, 제품의 휨을 억제할 수 있다.
챔버(30) 내에는 상기 리프트 아웃 롤(41 내지 43)(이하, 간단히 「롤(41 내지 43)」이라고 한다) 이외에, 접촉 부재(44 내지 46), 드레이프(47), 히터(48) 등이 설치되어 있다. 롤(41 내지 43)은 각각, 모터 등의 구동 장치에 의해 회전 구동되고, 그 구동력에 의해 유리 리본(2)을 비스듬히 상방을 향하여 반송한다. 롤의 수는 복수인 한, 특별히 한정되지 않는다. 롤(41 내지 43)의 하부에는 접촉 부재(44 내지 46)가 설치되어 있다.
접촉 부재(44 내지 46)는 카본 등으로 형성된다. 접촉 부재(44 내지 46)는 각각, 대응하는 롤(41 내지 43)의 외주면에 미끄럼 접촉(摺接)하고, 유리 리본(2)의 하방 공간을 복수개 공간(35 내지 38)으로 구획하고 있다.
드레이프(47)는 유리 리본(2)의 상방에 설치되고, 유리 리본(2)의 상방 공간을 구획하는 부재이다. 유리 리본(2)의 상방 공간에는, 플로트 배스(10)의 출구(13)로부터 유출한 환원성 가스가 서냉로(20)의 입구(23)를 향하여 흐르고 있다.
드레이프(47)는 서냉로(20)로부터 공기가 혼입되는 것을 제한하여, 챔버(30) 내의 산소 농도의 증가를 규제한다. 이에 의해, 환원성 가스 중의 수소의 연소를 억제할 수 있어, 수소의 연소 화염에 의한 온도 변동이나 국부 가열을 억제할 수 있다.
드레이프(47)는 철강재나 유리재 등의 내화재로 구성된다. 드레이프(47)는 유리 리본(2)의 반송을 방해하지 않도록, 유리 리본(2)의 상면으로부터 약간 이격하도록 구성되어 있다. 드레이프(47)는 후드(31)나 단열재(33)에 현수 지지되어 있고, 유리 리본(2)의 반송 방향을 따라 복수 설치되어 있다.
히터(48)는 유리 리본(2)의 상하 양측에 이격하여 설치되어 있고, 각각, 유리 리본(2)의 반송 방향을 따라 복수열 설치되어 있다. 각 열의 히터(48)는, 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이 드레이프(47)끼리의 사이나 접촉 부재(44 내지 46)끼리의 사이에 설치되어 있다. 각 열의 히터(48)는 유리 리본(2)의 폭 방향으로 분할되어도 좋다.
이와 같이, 복수의 히터(48)를 유리 리본(2)의 폭 방향이나 반송 방향, 상하 방향으로 분할 배치하고 그의 발열량을 독립적으로 제어함으로써, 유리 리본(2)의 온도 분포를 정밀하게 조정할 수 있어, 제품의 휨을 억제할 수 있다. 복수의 히터(48)는 독립적으로 제어해도 좋지만, 몇개를 통합하여 제어해도 좋다.
본 실시 형태의 제조 장치(1)는 제1 내지 제5 급기관(51 내지 55)을 더 구비하고 있다. 제1 내지 제5 급기관(51 내지 55)은 제2 급기관(52)을 제외하고 챔버(30) 내에 가스를 공급하는 것이다. 한편, 제2 급기관(52)은 서냉로(20) 내에 가스를 공급하는 것이다.
제1 급기관(51)은 챔버(30) 내에서 유리 리본(2)의 하방 공간 중 유리 리본(2)과 최하류의 롤(43)의 접점(4)보다 하류측의 공간(35)에 냉각 가스인 불활성 가스를 공급한다. 제1 급기관(51)의 급기구는 챔버(30) 내에서 유리 리본(2)보다 하방, 또한 유리 리본(2)과 최하류의 롤(43)의 접점(4)보다 하류에 설치되는 한, 공간(35)의 내부에 있어도 좋고, 공간(35)의 외부(측방)에 있어도 좋고, 후자의 경우 공간(35)의 외부로부터 내부에 불활성 가스를 취입한다.
제1 급기관(51)이 공급하는 불활성 가스는 공간(35)을 냉각함으로써, 최하류의 롤(43)과의 접점(4)보다 하류측의 유리 리본(2)의 하면을 냉각한다. 이에 의해, 챔버(30) 내의 출구(39) 부근에 있어서의 유리 리본(2)의 온도를 충분히 낮게 설정할 수 있어, 제품의 휨을 억제할 수 있다.
제품의 휨을 억제할 수 있는 것은, 유리의 전이점에서 유리의 열팽창 계수가 급격하게 변하는 영향을 억제할 수 있기 때문이라고 생각된다. 유리의 전이점은 유리의 서냉점보다 낮은 온도이며, 유리의 점도가 2×1013dPa·s로 되는 온도이다.
본 실시 형태에서는, 챔버(30) 내의 출구(39) 부근에 있어서의 유리 리본(2)의 온도를 충분히 낮게 설정하므로, 유리 리본(2)이 유리의 전이점 부근의 온도 영역을 단시간에 통과할 수 있다. 따라서, 유리의 전이점에서 유리의 열팽창 계수가 급격하게 변하는 영향을 억제할 수 있어, 제품의 휨을 억제할 수 있다.
챔버(30) 내의 출구(39) 부근에 있어서의 유리 리본(2)의 온도는 유리의 종류 등에 따라 적절히 설정되지만, 예를 들어 유리의 서냉점을 기준으로 하여 -50 내지 10℃의 범위의 온도가 바람직하다. 보다 바람직한 범위는 -50 내지 5℃이고, 더욱 바람직한 범위는 -50 내지 0℃이다.
제1 공급관(51)은 챔버(30) 내의 출구(39) 부근에 있어서의 유리 리본(2)의 온도가 소정의 온도 범위로 되도록, 불활성 가스를 연속적으로 공급해도 좋고, 단속적으로 공급해도 좋다.
또한, 본 실시 형태에서는 최하류의 롤(43)과의 접점(4)보다 하류측의 유리 리본(2)을 냉각하므로, 냉각 가스에 의한 열충격의 영향을 억제할 수 있다. 유리 리본(2)의 온도는 하류측일수록 낮아지는 경향이 있기 때문이다. 그 결과, 유리 리본(2)의 깨짐이나 변형을 억제할 수 있다. 이 효과는 유리 리본(2)의 두께가 얇아질수록 유리 리본(2)의 강도가 약해지므로, 현저하다. 따라서, 본 발명은 제품인 유리판의 두께가 3mm 이하인 경우에 적당하고, 2mm 이하인 경우에 적합하고, 1.5mm 이하인 경우에 보다 적합하고, 0.7mm 이하인 경우에 특히 적합하다. 또한, 유리판의 두께는 핸들링성의 관점에서 0.1mm 이상인 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에서는 최하류의 롤(43)과의 접점(4)보다 하류측의 유리 리본(2)을 냉각하므로, 유리 리본(2)이 깨지는 경우에, 최하류의 롤(43)과의 접점(4)보다 하류측에서 깨진다. 이때, 유리 리본(2)의 후속 부분은, 복수의 롤(41 내지 43) 위에 이미 실려 있으므로, 후속 부분을 서냉로(20)를 향하여 반송하는 것이 용이하다. 가령, 유리 리본(2)이 최하류의 롤(43)보다 상류측에서 깨지면, 유리 리본(2)의 후속 부분을 중력을 거슬러 비스듬히 상방의 롤(43)에 걸치는 작업이 번잡하다.
또한, 본 실시 형태에서는 유리 리본(2)의 하면을 냉각하므로, 유리 리본(2)이 아래로 볼록한 곡면 형상으로 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 제품이 되는 유리 리본(2)의 폭 방향 중앙부에 롤(43)과의 접촉압이 집중하는 것을 피할 수 있다.
제2 급기관(52)은 서냉로(20) 내에서 유리 리본(2)의 하방 공간(또는/및 상방 공간) 중 유리 리본(2)과 최상류의 반송 롤(21)의 접점(3)보다 상류측의 공간(26)에 냉각 가스를 공급한다. 제2 급기관(52)의 급기구는 서냉로(20) 내에서 유리 리본(2)보다 하방(또는/및 상방), 또한 유리 리본(2)과 최상류의 반송 롤(21)의 접점(3)보다 상류에 설치되는 한, 공간(26)의 내부에 있어도 좋고, 공간(26)의 외부에 있어도 좋은데, 후자의 경우 공간(26)의 외부로부터 내부에 냉각 가스를 취입한다. 냉각 가스는 공간(26)을 냉각함으로써 최상류의 반송 롤(21)의 접점(3)보다 상류측의 유리 리본(2)의 하면(또는/및 상면)을 냉각한다. 이에 의해, 챔버(30) 내의 출구(39) 부근에 있어서의 유리 리본(2)의 온도를 충분히 낮게 설정하는 경우와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
제2 공급관(52)은 서냉로(20) 내의 입구(23) 부근에 있어서의 유리 리본(2)의 온도가 소정의 온도 범위로 되도록, 냉각 가스를 연속적으로 공급해도 좋고, 단속적으로 공급해도 좋다.
제3 급기관(53)은 챔버(30) 내에서 유리 리본(2)의 하방 공간 중 유리 리본(2)과 최상류의 롤(41)의 접점(5)보다 상류측의 공간(38)에 불활성 가스를 공급한다. 제3 급기관(53)의 급기구는 챔버(30) 내에서 유리 리본(2)보다 하방, 또한 유리 리본(2)과 최상류의 롤(41)의 접점(5)보다 상류에 설치되는 한 공간(38)의 내부에 있어도 좋고, 공간(38)의 외부에 있어도 좋은데, 후자의 경우 공간(38)의 외부로부터 내부에 불활성 가스를 취입한다. 불활성 가스는 공간(38)을 냉각함으로써, 최상류의 롤(41)의 접점(5)보다 상류측의 유리 리본(2)의 하면을 냉각한다.
제4 급기관(54)은 챔버(30) 내에서 유리 리본(2)의 하방 공간 중 유리 리본(2)과 최상류의 롤(41)의 접점(5)과, 유리 리본(2)과 최하류의 롤(43)의 접점(4) 사이의 적어도 일부의 공간(37)에 불활성 가스를 공급한다. 제4 급기관(54)의 급기구는 챔버(30) 내에서 유리 리본(2)보다 하방, 또한 유리 리본(2)과 최상류의 롤(41)의 접점(5)보다 하류, 또한 유리 리본(2)과 최하류의 롤(43)의 접점(4)보다 상류에 설치되는 한, 공간(37)의 내부에 있어도 좋고, 공간(37)의 외부에 있어도 좋은데, 후자의 경우 공간(37)의 외부로부터 내부에 불활성 가스를 취입한다. 불활성 가스는 공간(37)을 냉각함으로써, 최상류의 롤(41)과의 접점(5)과, 최하류의 롤(43)과의 접점(4) 사이의 유리 리본(2)의 하면의 적어도 일부를 냉각한다.
제5 급기관(55)은 챔버(30) 내에서 플로트 배스(10)의 출구(13)의 상벽(14) 부근으로부터 하방을 향하여 불활성 가스를 공급한다. 불활성 가스는 최상류의 롤(41)의 접점(5)보다 상류측의 유리 리본(2)의 상면을 냉각한다. 또한, 불활성 가스는 플로트 배스(10)로부터 유출하는 환원성 가스 중의 수소 농도를 희석하여, 수소의 연소 화염에 의한 온도 변동이나 국부 가열을 억제한다.
제2 내지 제5 급기관(52 내지 55)은 제1 급기관(51)과 조합하여 사용된다. 조합하여 사용함으로써 복수의 급기관이 공급하는 공급 가스의 총 유량을 유지하면서, 개개의 급기관이 공급하는 공급 가스의 유량을 저감시킬 수 있다. 따라서, 유리 리본(2)의 반송 방향의 온도 구배를 완만하게 할 수 있어, 유리 리본(2)의 깨짐을 억제할 수 있다. 또한, 조합의 종류나 수에 제한은 없고, 제1 급기관(51)을 단독으로 사용해도 좋다.
제3 내지 제5 공급관(52 내지 55)은 챔버(30) 내의 출구(39) 부근에 있어서의 유리 리본(2)의 온도가 소정의 온도 범위로 되도록, 불활성 가스를 연속적으로 공급해도 좋고, 단속적으로 공급해도 좋다.
제1 내지 제5 급기관(51 내지 55)이 공급하는 공급 가스로서는, 제2 급기관(52)을 제외하고, 챔버(30) 내에서의 수소의 연소를 방지하기 위해, 불활성 가스가 사용된다. 불활성 가스로서는 아르곤 가스 등이 있지만, 비용의 관점에서 질소 가스가 바람직하다. 질소 가스로서는 산소 농도가 1체적 ppm 이하인 것이 사용된다. 한편, 제2 급기관(52)이 공급하는 공급 가스로서는, 공기, 수증기 및 불활성 가스 중 어느 하나를 적어도 포함하고 있는 가스가 사용된다.
이들 공급 가스는, 예열된 후에 각 급기관(51 내지 55)의 급기구로부터 분출되는 것이 바람직하다. 각 급기구에서의 공급 가스의 온도는 400℃ 이상인 것이 바람직하다. 공급 가스의 온도가 너무 낮으면, 유리 리본(2)이 열충격으로 깨질 우려가 있다. 한편, 공급 가스의 온도가 지나치게 높으면, 유리 리본(2)을 충분히 냉각하는 것이 어렵다. 따라서, 각 급기구에서의 공급 가스의 온도는 상방 또는 하방을 통과하는 유리 리본(2)의 온도를 기준으로 하여 80℃ 이상 낮은 온도인 것이 바람직하다.
이들 공급 가스의 유량은 챔버(30) 내의 온도 분포에 기초하여 자동 제어되어도 좋다. 예를 들어, 챔버(30) 내의 온도는 열전대 등의 온도 센서에 의해 검출되고, 그 검출 결과가 제어 장치에 공급된다. 제어 장치는 온도 센서의 검출 결과에 기초하여, 각 급기관(51 내지 55) 내에 설치되는 전자기 밸브의 개방도를 제어한다.
또한, 본 실시 형태의 제조 장치(1)는 유리 리본(2)의 깨짐을 검지하는 검지기(62)를 더 구비하고 있다. 검지기(62)는, 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이 챔버(30) 내의 출구(39) 부근 또는 서냉로(20) 내의 입구(23) 부근에 설치된다. 이에 의해, 유리 리본(2)의 깨짐을 조기에 검지할 수 있다.
검지기(62)는 일반적인 구성이어도 좋고, 기계식의 것이어도 좋고, 광학식의 것이어도 좋다. 예를 들어, 검지기(62)는 유리 리본(2) 상에 적재되고, 유리 리본(2)이 깨지면 낙하하는 롤러 부재, 롤러 부재의 위치를 검출하는 위치 센서 등으로 구성되어도 좋다. 또한, 검지기(62)는 유리 리본(2)의 측면에 광을 조사하고, 그 반사광을 수광하여, 수광량의 변화에 기초하여 깨짐을 검출하는 수광 센서 등으로 구성되어도 좋다.
이상, 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 제한되지 않고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 상술한 실시 형태에 다양한 변형 및 치환을 가할 수 있다.
실시예
이하에, 실시예 등에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1에서는, 도 1에 도시하는 제조 장치(1)를 사용하여 세로 1800mm×가로 1500mm×두께 0.7mm의 유리판을 제조했다. 이 유리판의 유리에는, 서냉점이 711℃인 유리를 사용했다.
도 1에 도시하는 제1 내지 제5 급기관(51 내지 55)으로부터 공급되는 가스에는 제2 급기관(52)을 제외하고, 질소 가스를 사용했다. 제2 급기관(52)으로부터 공급되는 가스에는 공기를 사용했다.
유리 리본(2)의 폭 방향 중앙의 온도는 플로트 배스(10) 내의 출구(13) 부근 및 챔버(30) 내의 출구(39) 부근 각각에 있어서, 방사 온도계에 의해 측정했다. 또한, 제조되는 유리판의 휨의 지표가 되는 평면 왜곡(잔류 응력)은 복굴절 측정기에 의해 측정되는, 서로 직교하는 직선 편광파의 광로차(유리판의 두께 방향에 있어서의 광로차)로부터 환산하여 구했다. 이들의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1에서는 유리 리본(2)의 온도는 플로트 배스(10) 내의 출구(13) 부근에 있어서 755℃이고, 챔버(30) 내의 출구(39) 부근에 있어서 697℃이었다. 유리 리본(2)에 깨짐은 발생하지 않았다. 유리판의 평면 왜곡은 최댓값이 0.95MPa이며, 평균값이 0.72MPa이었다.
한편, 비교예 1에서는 제1 내지 제5 급기관(51 내지 55)으로부터 가스를 공급하지 않은 것을 제외하고, 실시예 1과 마찬가지로 하여 유리판을 제조하고, 실시예 1과 마찬가지의 측정을 행했다. 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 비교예 1에서는, 유리 리본(2)의 온도는, 플로트 배스(10) 내의 출구(13) 부근에 있어서 753℃이고, 챔버(30) 내의 출구(39) 부근에 있어서 722℃이었다. 유리 리본(2)에 깨짐은 발생하지 않았다. 유리판의 평면 왜곡은 최댓값이 1.71MPa이며, 평균값이 1.31MPa이었다.
Figure 112012055368767-pct00001
본 발명을 상세하게, 또한 특정한 실시 형태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 범위와 정신을 일탈하지 않고, 여러 수정이나 변경을 가할 수 있는 것은 통상의 기술자에게 있어서 명확하다. 본 출원은 2010년 11월 18일 출원의 일본 특허 출원 2010-258102에 기초하는 것이고, 그 내용은 여기에 참조로 하여 도입된다.
1: 제조 장치
2: 유리 리본
3 내지 5: 접점
10: 플로트 배스
11: 용융 금속
12: 욕면
13: 출구
14: 출구의 상벽
18: 히터
20: 서냉로
21, 22: 반송 롤
23: 입구
26: 공간
28: 히터
30: 챔버
31: 후드
32: 드로스 박스
33, 34: 단열재
35 내지 38: 공간
39: 출구
41 내지 43: 리프트 아웃 롤
44 내지 46: 접촉 부재
47: 드레이프
48: 히터
51 내지 55: 제1 내지 제5 급기관(제1 내지 제5 급기 유닛)
62: 검지기

Claims (21)

  1. 용융 금속을 수용하는 플로트 배스와, 상기 용융 금속 상에서 판상으로 성형된 유리 리본이 반입되는 서냉로와, 상기 플로트 배스와 상기 서냉로 사이에 설치되는 챔버와, 상기 챔버 내에 설치되고 상기 플로트 배스로부터 상기 서냉로에 상기 유리 리본을 반송하는 복수의 리프트 아웃 롤을 구비하는 유리판의 제조 장치이며,
    상기 챔버 내에서, 상기 유리 리본의 하방 공간 중 상기 유리 리본과 최하류의 상기 리프트 아웃 롤의 접점보다 하류측의 공간에 냉각 가스로서 불활성 가스를 공급하는 제1 급기 유닛을 구비하는, 유리판의 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 서냉로 내에 설치되고 상기 유리 리본을 반송하는 복수의 반송 롤과,
    상기 서냉로 내에서, 상기 유리 리본의 하방 공간 또는/및 상방 공간 중 상기 유리 리본과 최상류의 상기 반송 롤의 접점보다 상류측의 공간에 냉각 가스를 공급하는 제2 급기 유닛을 구비하는, 유리판의 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 급기 유닛에 의해 공급되는 냉각 가스는 공기, 수증기 및 불활성 가스 중 어느 하나를 적어도 포함하는, 유리판의 제조 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔버 내에서, 상기 유리 리본의 하방 공간 중 상기 유리 리본과 최상류의 상기 리프트 아웃 롤의 접점보다 상류측의 공간에 불활성 가스를 공급하는 제3 급기 유닛을 더 구비하는, 유리판의 제조 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔버 내에서, 상기 유리 리본의 하방 공간 중 상기 유리 리본과 최상류의 상기 리프트 아웃 롤의 접점과, 상기 유리 리본과 최하류의 상기 리프트 아웃 롤의 접점 사이의 적어도 일부의 공간에 불활성 가스를 공급하는 제4 급기 유닛을 더 구비하는, 유리판의 제조 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔버 내에서, 상기 플로트 배스의 출구의 상벽 부근으로부터 하방을 향하여 불활성 가스를 공급하는 제5 급기 유닛을 더 구비하는, 유리판의 제조 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔버 내에는 상기 유리 리본보다 상방에 상기 유리 리본의 상방 공간을 구획하는 부재가 더 설치되는, 유리판의 제조 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔버 내에는 히터가 더 설치되는, 유리판의 제조 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플로트 배스 내의 출구 부근에 히터가 설치되는, 유리판의 제조 장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서냉로 내의 입구 부근에 히터가 설치되는, 유리판의 제조 장치.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 급기 유닛에 의해 공급되는 불활성 가스는 질소 가스인, 유리판의 제조 장치.
  12. 제3항에 있어서, 상기 제2 급기 유닛에 의해 공급되는 불활성 가스는 질소 가스인, 유리판의 제조 장치.
  13. 제4항에 있어서, 상기 제3 급기 유닛에 의해 공급되는 불활성 가스는 질소 가스인, 유리판의 제조 장치.
  14. 제5항에 있어서, 상기 제4 급기 유닛에 의해 공급되는 불활성 가스는 질소 가스인, 유리판의 제조 장치.
  15. 제6항에 있어서, 상기 제5 급기 유닛에 의해 공급되는 불활성 가스는 질소 가스인, 유리판의 제조 장치.
  16. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔버 내의 출구 부근 또는 상기 서냉로 내의 입구 부근에 상기 유리 리본의 깨짐을 검지하는 검지기가 설치되는, 유리판의 제조 장치.
  17. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔버가 단열 구조를 갖는, 유리판의 제조 장치.
  18. 플로트 배스 내의 용융 금속의 욕면에 용융 유리를 연속적으로 공급하여 띠판 형상의 유리 리본을 형성하고, 상기 유리 리본을 상기 플로트 배스로부터 챔버 내에 반송하고, 상기 챔버 내에서 복수의 리프트 아웃 롤 상으로 반송하고, 계속하여 서냉로 내에 반송하여 서냉하는 유리판의 제조 방법이며,
    상기 챔버 내에서, 상기 유리 리본의 하방 공간 중 상기 유리 리본과 최하류의 상기 리프트 아웃 롤의 접점보다 하류측의 공간에 냉각 가스로서 불활성 가스를 공급하는 유리판의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 유리판이 무알칼리 유리인, 유리판의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 유리판이 산화물 기준의 질량 백분율 표시로,
    SiO2: 50 내지 66％
    Al2O3: 10.5 내지 24％
    B2O3: 0 내지 12％
    MgO: 0 내지 8％
    CaO: 0 내지 14.5％
    SrO: 0 내지 24％
    BaO: 0 내지 13.5％
    ZrO2: 0 내지 5％
    를 함유하고, MgO+CaO+SrO+BaO의 합량은 9 내지 29.5％인, 유리판의 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 유리판이 산화물 기준의 질량 백분율 표시로,
    SiO2: 58 내지 66％
    Al2O3: 15 내지 22％
    B2O3: 5 내지 12％
    MgO: 0 내지 8％
    CaO: 0 내지 9％
    SrO: 3 내지 12.5％
    BaO: 0 내지 2％
    를 함유하고, MgO+CaO+SrO+BaO의 합량은 9 내지 18％인, 유리판의 제조 방법.
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