KR101902020B1 - 디스크 롤용 기재 및 그 제조 방법, 디스크 롤 및 그 제조 방법, 유리 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은, 운모를 필수 성분으로 하지 않고 내마모성과 외경 변화율의 밸런스가 우수한 디스크 롤 및 그 기재를 제공하는 것이다.
본 발명의 디스크 롤용 기재는 세라믹 섬유와, 무기 바인더와, 인편형 알루미나를 포함한다.
본 발명의 디스크 롤용 기재는 세라믹 섬유와, 무기 바인더와, 인편형 알루미나를 포함한다.
Description
본 발명은 판 유리의 제조에 알맞은 디스크 롤 및 그 기재에 관한 것이다.
판 유리는, 유리 용융물을 장치에 연속적으로 공급하고, 이 장치로부터 띠형으로 유하(流下)시키며, 유하 중에 냉각하여 경화시킴으로써 제조한다. 디스크 롤은 한쌍의 인장 롤로서 기능하며, 띠형 유리 용융물을 협지하여 강제적으로 아래쪽으로 송출하기 위해 이용된다.
평판 형상 유리는, 상기 다운 드로우법 외에, 플로트법, 롤 아웃법, 콜번법 등에 의해 제조될 수 있다. 어느 제법으로 제작된 유리판도, 열에 의한 변형을 제거하기 위해, 서냉 공정을 필요로 한다. 이 서냉 공정에서 유리판을 반송하기 위해, 롤러의 역할을 하는 디스크 롤이 이용된다.
디스크 롤은, 일반적으로, 밀보드(판형 성형체, 기재)를 링형으로 펀칭한 디스크재를 복수매, 회전축이 되는 샤프트에 끼워 꽂아 롤형의 적층물로 하고, 양단에 배치한 플랜지를 통해 전체를 가압하여 고정한 것이다. 디스크재의 외주면이 유리 용융물의 반송면으로서 기능한다.
디스크 롤은 장시간 띠형 유리 용융물을 반송하는 것이기 때문에, 내열성과 함께, 내마모성, 유리 표면을 상하게 하지 않는 유연성, 경도가 요구되며, 내열성 무기 섬유, 운모, 점토를 함유시킨 디스크 롤 등이 알려져 있다(특허문헌 1∼특허문헌 3 참조). 또한, 운모 이외의 충전제를 이용한 디스크 롤도 알려져 있다(특허문헌 4 참조).
그러나, 운모는 유리에 상처를 입히기 쉬울 우려가 있었다. 또한, 원료의 다양성이나 대체 가능성의 관점에서, 운모를 필수 성분으로 하지 않고 디스크 롤을 제조하는 것이 요구되고 있다. 특허문헌 4에서는, 알루미나[구형(求刑)] 등이 이용되고 있지만 내마모성이 좋지 않았다.
본 발명의 목적은, 운모를 필수 성분으로 하지 않고 내마모성과 외경 변화율의 밸런스가 우수한 디스크 롤 및 그 기재를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 이하의 디스크 롤용 기재 등이 제공된다.
1. 세라믹 섬유와, 무기 바인더와, 인편형(鱗片形) 실리카를 포함하는 디스크 롤용 기재.
2. 상기 인편형 실리카는, 인편형 실리카가 평행적으로 중첩되어 형성되는 2차 응집체, 또는 상기 2차 응집체가 복수로 모여 형성되는 3차 응집체인 1에 기재된 디스크 롤용 기재.
3. 상기 세라믹 섬유를 30 중량％∼50 중량％,
상기 무기 바인더를 5 중량％∼50 중량％,
상기 인편형 실리카를 5 중량％∼50 중량％
포함하는 1 또는 2에 기재된 디스크 롤용 기재.
4. 상기 무기 바인더는, 목절(木節) 점토와 벤토나이트인 1∼3 중 어느 하나에 기재된 디스크 롤용 기재.
5. 상기 세라믹 섬유는, 알루미나 40 중량％ 이상 99 중량％ 이하와, 실리카 60 중량％ 이하 20 중량％ 이상을 포함하는 1∼4 중 어느 하나에 기재된 디스크 롤용 기재.
6. 상기 세라믹 섬유는, 알루미나 70 중량％ 이상 80 중량％ 이하와, 실리카 30 중량％ 이하 1 중량％ 이상을 포함하는 1∼5 중 어느 하나에 기재된 디스크 롤용 기재.
7. 펄프와 전분을 더 포함하는 1∼6 중 어느 하나에 기재된 디스크 롤용 기재.
8. 세라믹 섬유와, 무기 바인더와, 인편형 실리카를 포함하는 슬러리를 제조하고, 상기 슬러리를 성형하여 건조하는 1∼7 중 어느 하나에 기재된 디스크 롤용 기재의 제조 방법.
9. 1∼7 중 어느 하나에 기재된 기재로부터 제조된 디스크롤.
10. Shore D 경도가 30∼70이며, 밀도가 1.0 g/㎤∼1.5 g/㎤인 9에 기재된 디스크 롤.
11. 1∼7 중 어느 하나에 기재된 기재로부터 복수의 링형의 디스크재를 형성하고, 상기 복수의 디스크재를 샤프트에 끼워 넣어 롤형의 적층물로 하며, 고정구로 양단으로부터 상기 적층물을 압축하여 고정하는 디스크 롤의 제조 방법.
12. 유리 용융물을 9 또는 10에 기재된 디스크 롤을 이용하여 반송하며, 상기 유리 용융물을 냉각하는 유리의 제조 방법.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 이하의 디스크 롤용 기재 등이 제공된다.
1. 세라믹 섬유와, 무기 바인더와, 인편형 알루미나를 포함하는 디스크 롤용 기재.
2. 상기 인편형 알루미나는, 배향하여 층을 형성하고 있는 1에 기재된 디스크 롤용 기재.
3. 상기 세라믹 섬유를 30 중량％∼50 중량％,
상기 무기 바인더를 5 중량％∼50 중량％,
상기 인편형 알루미나를 5 중량％∼50 중량％
포함하는 1 또는 2에 기재된 디스크 롤용 기재.
4. 상기 무기 바인더는, 목절 점토와 벤토나이트인 1∼3 중 어느 하나에 기재된 디스크 롤용 기재.
5. 상기 세라믹 섬유는, 알루미나 40 중량％ 이상 99 중량％ 이하와, 실리카 60 중량％ 이하 1 중량％ 이상을 포함하는 1∼4 중 어느 하나에 기재된 디스크 롤용 기재.
6. 상기 세라믹 섬유는, 알루미나 70 중량％ 이상 80 중량％ 이하와, 실리카 30 중량％ 이하 20 중량％ 이상을 포함하는 1∼5 중 어느 하나에 기재된 디스크 롤용 기재.
7. 펄프와 전분을 더 포함하는 1∼6 중 어느 하나에 기재된 디스크 롤용 기재.
8. 세라믹 섬유와, 무기 바인더와, 인편형 알루미나를 포함하는 슬러리를 제조하고, 상기 슬러리를 성형하여 건조하는 1∼7 중 어느 하나에 기재된 디스크 롤용 기재의 제조 방법.
9. 1∼7 중 어느 하나에 기재된 기재로부터 제조된 디스크 롤.
10. Shore D 경도가 30∼70이며, 밀도가 1.0 g/㎤∼1.5 g/㎤인 9에 기재된 디스크 롤.
11. 1∼7 중 어느 하나에 기재된 기재로부터 복수의 링형의 디스크재를 형성하고, 상기 복수의 디스크재를 샤프트에 끼워 넣어 롤형의 적층물로 하며, 고정구로 양단으로부터 상기 적층물을 압축하여 고정하는 디스크 롤의 제조 방법.
12. 유리 용융물을 9 또는 10에 기재된 디스크 롤을 이용하여 반송하며, 상기 유리 용융물을 냉각하는 유리의 제조 방법.
본 발명에 따르면, 운모를 필수 성분으로 하지 않고 내마모성과 외경 변화율의 밸런스가 우수한 디스크 롤 및 그 기재를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에서 이용할 수 있는 인편형 실리카의 2차 입자와 3차 입자의 개략 모식도이다.
도 2는 디스크 롤을 이용한 유리의 제조 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 디스크 롤을 이용한 유리의 제조 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
본 발명의 디스크 롤용 기재는, 세라믹 섬유(알루미나실리케이트 섬유, 멀라이트 섬유, 알루미나 섬유 등)와, 무기 바인더와, 그리고 인편형 실리카 및 인편형 알루미나 중에서 선택되는 1 이상의 충전제를 포함한다. 운모는 포함되지 않는다.
인편형이란, 실질적으로 판형의 형태를 하고 있으면 좋고, 부분적 또는 전체적으로 굽히거나, 비틀리거나 하여도 좋다.
기재는, 세라믹 섬유를, 바람직하게는 30 중량％∼50 중량％, 보다 바람직하게는 33 중량％∼45 중량％, 더욱 바람직하게는 35 중량％∼43 중량％ 포함한다. 세라믹 섬유가 30 중량％ 미만에서는 내열성, 내열충격성이 저하되고, 세라믹 섬유가 50 중량％ 초과에서는 디스크재 부피 밀도가 낮아져 부피가 커짐으로써, 작업성이 나빠질 우려가 있다.
본 발명에 이용되는 세라믹 섬유는, 통상, 알루미나를 40 중량％ 이상 99 중량％ 이하이고, 바람직하게는 40 중량％ 이상 80 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 70 중량％ 이상 80 중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 70 중량％ 이상 75 중량％ 이하 포함한다. 또한, 세라믹 섬유는, 통상, 실리카를 1 중량％ 이상 60 중량％ 이하이고, 바람직하게는 20 중량％ 이상 60 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 20 중량％ 이상 30 중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 25 중량％ 이상 30 중량％ 이하 포함한다. 알루미나가 증가하면 내열성이 증가한다. 섬유는 1종 또는 2종 이상 혼합하여 이용하여도 좋다.
기재는, 무기 바인더를, 바람직하게는 5 중량％∼50 중량％, 보다 바람직하게는 10 중량％∼48 중량％, 더욱 바람직하게는 15 중량％∼45 중량％, 보다 더욱 바람직하게는 20 중량％∼45 중량％ 포함한다. 무기 바인더가 5 중량％ 미만에서는 충분한 내마모성을 수 없고, 50 중량％ 초과에서는 생산성이 저하될 우려가 있다.
무기 바인더로서, 목절 점토, 벤토나이트, 카올린 점토, 콜로이달실리카, 알루미나졸 등이 예시되지만, 바람직하게는 목절 점토와 벤토나이트를 함께 이용한다. 목절 점토를, 2 중량％∼30 중량％, 바람직하게는 5 중량％∼25 중량％, 보다 바람직하게는 10 중량％∼20 중량％ 포함한다. 목절 점토를 이 범위에서 포함하면 표면 윤활성(평활성)이 양호해진다.
벤토나이트는 2 중량％∼30 중량％, 바람직하게는 5 중량％∼25 중량％, 보다 바람직하게는 10 중량％∼25 중량％ 포함한다. 벤토나이트를 포함하지 않으면 정착·응집이 불충분하여 액체 여과성이 나빠진다. 반대로 벤토나이트가 지나치게 많으면 슬러리의 점성이 높아져 액체 여과성이 나빠질 우려가 있다.
본 발명은, 충전제로서, 인편형 실리카 또는 인편형 알루미나를 포함한다. 인편형 실리카 및 인편형 알루미나를 함께 포함하여도 좋다. 바람직하게는 인편형 실리카와 인편형 알루미나 이외의 충전제[실리카(구형 또는 비응집체), 알루미나(구형), 소성 카올린, 탈크, 코디어라이트 등]를 포함하지 않는다.
본 발명에서, 인편형 실리카는 각각의 인편형 실리카가 분산하여 있는 상태로 이용하여도 좋고, 집합체 또는 응집체로 하여 이용하여도 좋다. 본 발명에서 적합하게 이용되는 인편형 실리카는, 인편형 실리카의 박편 1차 입자가 서로 면 사이가 평행적으로 배향되며, 복수매로 중첩되어 형성되는 엽형(葉形) 실리카 2차 입자이다. 인편형 실리카 1차 입자는 불규칙하게 중합되고, 이 중첩에 의해 다수의 간극(공극 또는 포켓)이 존재한다. 불규칙하게 중합된다고 하는 것은, 2개의 인편형 입자의 면이 완전하게 중첩되는 경우뿐만 아니라, 면의 일부와 면의 일부, 면과 변, 변과 변의 중첩 등 여러가지 공간적 배치 관계에 있어서 중첩되는 것이다. 엽형 실리카 2차 입자가, 더욱 3차원적으로 응집하여 3차 입자를 형성하여도 좋다. 도 1은 1차 입자, 2차 입자 및 3차 입자의 개략 모식도이다. 3차 입자는 불규칙하게 응집하지만, 예컨대, 중심으로부터 밖으로 퍼지도록 응집하여, 꽃 모양처럼 응집한다. 엽형 실리카 2차 입자 및 3차 입자에 대해서는, 일본 특허 공개 제2006-143666호, 일본 특허 공보 제3795671호 등에 기재되어 있다.
엽형 실리카 입자 2차 입자는, 박편 1차 입자를 기본 구성 단위로 하여, 1차 입자끼리는, 서로 면 사이가 평행적으로 배향되어 복수매로 중첩되어 형성되는 엽형 실리카로부터 실질적으로 이루어지는, 적층 구조를 갖는 엽형 실리카이다.
이 박편 1차 입자는, 매우 얇은 인편형 실리카로서, 그 두께는, 한정되지 않지만 통상 0.001 ㎛∼0.1 ㎛이다. 이러한 박편 1차 입자는, 서로 면 사이가 평행적으로 배향되어 1장 또는 복수매로 중첩된 엽형 실리카 2차 입자를 형성한다. 상기 2차 입자의 두께는, 한정되지 않지만 통상 0.001 ㎛∼3 ㎛이며, 종횡비(aspect ratio)[두께에 대한 엽형 실리카 2차 입자(판)의 최대 길이의 비율]는, 한정되지 않지만 통상 적어도 10, 바람직하게는 30 이상, 더욱 바람직하게는 50 이상의 것이고, 두께에 대한 엽형 실리카 2차 입자(판)의 최소 길이의 비는, 한정되지 않지만 통상 적어도 2, 바람직하게는 5 이상, 더욱 바람직하게는 10 이상을 갖는 것 같은 인편형의 실리카이다. 종횡비는 주사형 전자 현미경에 의해 촬영된 충분한 다수의 인편형의 1차 입자상에 스케일 등을 대어, 두께, 최대 길이, 최소 길이를 측정함으로써 구할 수 있다(평균값). 한편, 상기 2차 입자는, 통상 융착되지 않고 서로 독립하여 존재하고 있다.
또한, 엽형 실리카 2차 입자의 평균 입자경은, 한정되지 않지만 통상 0.001 ㎛∼30 ㎛, 바람직하게는 0.01 ㎛∼20 ㎛ 정도이다. 입자가 구형일 때는, 입자경은 직경을 나타내지만, 비구형일 때는, 최대 직경을 나타낸다. 또한, 비표면적은, 한정되지 않지만 통상 10 ㎡/g∼1000 ㎡/g, 바람직하게는 20 ㎡/g∼500 ㎡/g이다. 또한, 실라놀기는 한정되지 않지만 통상 1000 μ㏖/g∼10000 μ㏖/g, 바람직하게는 3000 μ㏖/g∼8000 μ㏖/g이다.
평균 입자경은, 코울터 카운터(예컨대, 코울터일렉트로닉스사 제조, MA-II형) 등으로 측정할 수 있다. 실라놀기는 IR 스펙트럼(3600 ㎝-1∼3700 ㎝-1, 3400 ㎝-1∼3500 ㎝-1)에 의해 구할 수 있다.
한편, 엽형 실리카 2차 입자의 두께 및 길이는, 이 2차 입자에 대한 평균값을 의미한다.
본 발명에서 이용하는 엽형 실리카 2차 입자는, 물질로서는 소위 실리카-X, 실리카-Y로서 알려져 있는 것이며, 전술한 바와 같이, 미소한 인편형 실리카의 박편 1차 입자는, 서로 면 사이가 평행적으로 배향되어, 복수매로 중첩되어 엽형의 형상을 이루고 있는 입자이다.
엽형 실리카 2차 입자는, 활성 규산, 실리카졸, 에어로질, 실리카히드로겔, 실리카겔(실리카크세로겔) 등을 출발 물질로 하여, 이들을 알칼리 금속의 존재 하에서 수열 처리하는 방법에 의해, 우선, 엽형 실리카 2차 입자가 더욱 3차원적으로 불규칙하게 중합되어 형성된 실리카 3차 응집체 입자(3차 입자)를 생성시키고, 이어서 각종 해쇄 처리나 건조 등의 후처리를 행함으로써, 상기 3차 입자를 해쇄하여, 엽형 실리카 2차 입자를 얻는 방법에 따라 조제될 수 있다.
엽형 실리카 2차 입자의 형태는, 물 슬러리형, 분체형, 유기 매체 슬러리형 중 어느 하나의 형태를 선택하여 배합되지만, 바람직하게는 분체형이다. 또한, 본 발명은 3차 입자를 이용할 수 있다.
상기 수열 처리는, 오토 크레이브 등의 가열 압력 용기 내에서 가열하여 행할 수 있고, 온도 범위로서는 예컨대 150℃∼220℃, 처리의 시간은, 예컨대 3 시간∼50시간 정도이다.
얻어진 실리카 3차 응집체 입자를, 고액 분리·수세 장치를 이용하여 수세·고액 분리하고, 또한 물로 리펄프하여, SiO2 농도 1 질량％∼30 질량％의 물 슬러리로 하고, 이것을 습식 분쇄 장치(해쇄 장치), 예컨대 습식 비드밀, 습식 볼밀, 박막 선회형 고속 믹서에 공급하며, 실리카 3차 응집체 입자를 해쇄 처리하여 엽형 실리카 2차 입자의 물 슬러리를 얻을 수 있다. 물 슬러리를 건조하여 분체가 얻어진다.
엽형 실리카 2차 입자 및 3차 입자는, 시판품을 적절하게 사용하여도 좋다. 예컨대, AGC 에스아이테크사 제조의 썬러블리 등을 들 수 있다.
본 발명에서 적합하게 이용하는 인편형 알루미나는, 한정되지 않지만, 통상, 평균 두께가 0.01 ㎛∼1 ㎛, 평균 입자경이 0.5 ㎛∼50 ㎛, 종횡비(두께에 대한 입자경의 비율)가 5∼500(바람직하게는 10∼70)이며, 그 형상으로 인해 배향되어 층형이 되기 쉽다.
인편형 알루미나는, 한정되지 않지만, α-알루미나를 주성분으로 하는 것이, 화학적 안정성 등에서 바람직하다.
인편형 알루미나입자는, 예컨대 일본 특허 공개 평성6-316413호 공보나 일본 특허 공개 평성9-59018호 공보에 기재된 수열 합성법으로 제조할 수 있다. 이 수열 합성법에서는, 예컨대 수산화알루미늄에 수산화나트륨, 규산나트륨, 인산 등이 결정 제어제로서 첨가되고, 이에 의해 두께가 얇으며, 따라서 종횡비(인편형 입자의 직경/두께)가 큰 입자가 형성되고, 또한 합성 조건을 설정함으로써, 임의의 입자경이며, 입도 분포폭이 좁은 인편형 알루미나 입자를 얻을 수 있다.
인편형 알루미나는, 시판품을 적절하게 사용하여도 좋다. 예컨대, 긴세이마테크사 제조의 세라스 등을 들 수 있다.
기재는, 충전제를, 바람직하게는 5 중량％∼50 중량％, 보다 바람직하게는 7 중량％∼40 중량％, 더욱 바람직하게는 10 중량％∼35 중량％, 나아가 인편형 알루미나에 대해서는 바람직하게는 10 중량％∼25 중량％ 포함한다. 충전제가 5 중량％ 미만에서는 조립 후의 롤의 표면 윤활성(평활성)이 저하되고, 50 중량％ 초과에서는 기재를 링형으로 펀칭할 때의 펀칭성이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 기재는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 상기 성분 외에, 응집제, 유기 바인더 등을 포함할 수 있다.
유기 바인더로서, 유기 섬유(펄프), 전분이 바람직하다. 유기 섬유(펄프)를 포함하면 압축 특성이 발현될 수 있고, 그 양은 예컨대, 2 중량％∼10 중량％, 또는 6 중량％∼10 중량％로 할 수 있다. 또한, 전분을 포함하면 디스크재의 강도가 발현될 수 있고, 그 양은 예컨대, 1 중량％∼10 중량％, 또는 1 중량％∼4 중량％로 할 수 있다.
본 발명의 기재는, 무기 성분으로서, 세라믹 섬유, 무기 바인더, 무기 충전제를 합하여 90 중량％ 이상, 95 중량％ 이상, 98 중량％ 이상, 99 중량％ 이상, 100 중량％로 할 수 있다.
또한, 세라믹 섬유, 무기 바인더, 무기 충전제를 합하여, 기재 전체의 90 중량％ 이상, 95 중량％ 이상, 98 중량％ 이상, 99 중량％ 이상, 100 중량％로 할 수 있다.
본 발명의 기재는, 상기 성분을 상기 범위로 포함함으로써, 운모를 포함하지 않아도, 내마모성과 외경 변화율이 밸런스 좋게 유지된 디스크 롤을 얻을 수 있다. 또한, 가열 수축률 등의 내열성도 실용 상에 문제없다.
기재는 초조법(抄造法)이나, 금망 등의 성형 금형의 한쪽의 면에 슬러리를 공급하면서 다른쪽의 면에서 흡인을 행하는 탈수 성형법 등으로 제조를 할 수 있다. 구체적으로는, 세라믹 섬유, 목절 점토, 벤토나이트, 충전제, 필요에 따라 응집제, 유기 바인더 등을 정해진 양 포함하는 수성 슬러리를 조제하고, 이 수성 슬러리를 성형하여, 건조시킴으로써 기재를 얻을 수 있다. 두께는 적절하게 설정할 수 있으며, 2 ㎜∼30 ㎜가 일반적이다.
다음에, 디스크 롤의 제조 방법에 관해서 설명한다. 통상, 기재로부터 링형의 디스크재를 펀칭하고, 이 디스크재를 복수매로, 금속제(예컨대 철제)의 샤프트에 끼워 꽂아 롤형의 적층물로 하며, 양단에 배치한 플랜지를 통해 양단으로부터 전체를 가압하여 디스크재에 약간의 압축을 가한 상태에서 너트 등의 고정구로 고정한다. 필요에 따라 소성한다. 소성은, 샤프트에의 충전 전이어도 충전 후여도 좋지만, 충전 후가 바람직하다. 그리고, 정해진 롤 직경이 되도록 디스크재의 외주면을 연삭함으로써, 디스크 롤을 얻을 수 있다.
디스크 롤의 경도는, 통상 30∼70이며, 바람직하게는 35∼65이다.
충전 밀도는, 통상 1.0 g/㎤∼1.5 g/㎤이며, 바람직하게는 1.1 g/㎤∼1.4 g/㎤이다.
디스크 롤의 구조에는 샤프트 전체가 디스크재로 덮여져 있는 사양의 것, 유리가 접촉하는 부분만의 샤프트가 디스크재로 덮여져 있는 사양의 것, 단일의 축을 갖는 사양의 것 등이 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 디스크 롤(10)을 이용하여, 유리 용융물(100)을 협지하여 반송하고, 유리 용융물(100)을 냉각, 경화시켜 유리를 제조할 수 있다.
[실시예]
실시예 1
표 1에 나타내는 배합(중량％)과 같이, 내화성 무기 섬유(알루미나 70 중량％ 이상, 실리카 30 중량％ 이하의 멀라이트 섬유) 40 중량％, 인편형 실리카 3차 응집체 32 중량％, 목절 점토 10 중량％, 벤토나이트 10 중량％, 펄프 6 중량％ 및 전분 2 중량％를 포함하는 수성 슬러리를 조제하고, 흡인 탈수 성형법에 의해 건조 후의 치수가 200 ㎜×200 ㎜×6 ㎜인 디스크 롤용 기재(밀보드)를 성형하였다.
얻어진 디스크 롤용 기재에 대해서, 하기 (1)∼(3)의 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(1) 굽힘 강도
디스크 롤용 기재를, 그대로 또는 500℃∼1000℃로 유지한 가열로에 3시간 유지한 후, 실온까지 자연 냉각하였다. 냉각 후의 기재로부터 폭 30 ㎜, 길이 150 ㎜의 시험편을 절취하고, 시마즈세이사쿠쇼 제조 「오토그래프 AG-100kND」를 이용하여, JIS K7171에 준하여 굽힘 강도를 평가하였다. 굽힘 강도는 내마모성의 관점에서 큰 편이 바람직하다. 실용적으로는, 용도에도 따르지만, 바람직하게는 0.4％ 이상, 보다 바람직하게는 0.5％ 이상, 더욱 바람직하게는 1％ 이상이다.
(2) 외경 변화율(팽창률)
디스크 롤용 기재로부터 외경 60 ㎜, 내경 20 ㎜의 디스크재를 펀칭하여, 직경 20 ㎜의 스테인리스제 샤프트에 길이 100 ㎜, 충전 밀도가 1.35 g/㎤가 되도록 롤 빌드하여, 디스크 롤을 제작하였다.
이 디스크 롤을, 900℃로 유지한 전기로에 투입하고, 15시간 후에 취출하여 실온 25℃까지 급랭하였다. 그리고, 이 가열 및 급랭의 사이클을 디스크 롤의 크랙 또는 디스크 세퍼레이션이 발생할 때까지 반복하였다.
상기 시험 후에 있어서의 롤의 외경 변화율(팽창률)을 측정하였다. 박판의 유리의 제조에 이용하기 때문에, 롤의 외경의 변화는 유리의 품질(두께)에 영향을 끼친다. 따라서, 가열에 의한 롤의 외경 변화는, 작은 편이 좋다.
또한, 상기 시험 전의 디스크재의 Shore D 경도와, 크랙 후 또는 디스크 세퍼레이션 후(시험 후)의 디스크재의 Shore D 경도를 각각 평가하였다.
(3) 마모 시험
디스크 롤용 기재로부터 외경 80 ㎜, 내경 20 ㎜의 디스크재를 펀칭하여, 직경 20 ㎜의 스테인리스제 샤프트에, 길이 100 ㎜, 충전 밀도가 1.35 g/㎤가 되도록 롤 빌드하여, 디스크 롤을 제작하였다.
이 디스크 롤의 롤면에 28 ㎜×28 ㎜×120 ㎜의 각기둥의 스테인리스제의 축을 접촉시킨 상태로, 실온에서 1시간 회전시킨 후, 디스크 롤의 롤 표면에 생긴 홈의 깊이를 측정하였다. 깊이는 적은 편이 바람직하다. 실용적으로는, 용도에도 따르지만, 바람직하게는 2.0 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 1.8 ㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 1.5 ㎜ 이하이다.
실시예 2-4
표 1에 나타내는 바와 같이, 인편형 실리카 등의 원료의 양을 바꾼 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 디스크 롤용 기재와 디스크 롤을 제조하여 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
비교예 1, 2
인편형 실리카 대신에 백운모(니시닛폰보에키사 제조, 200C, 종횡비 평균 45) 또는 구형 알루미나(쇼와덴코사 제조, A-42-2)를 이용한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 디스크 롤용 기재와 디스크 롤을 제조하여 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 5-8
인편형 실리카 대신에 인편형 알루미나를 이용하였다. 표 2에 나타내는 바와 같이, 인편형 알루미나 등의 원료의 양을 바꾼 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 디스크 롤용 기재와 디스크 롤을 제조하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
상기 결과로부터, 실시예의 디스크 롤은, 내마모성이나 내열성이 우수한 것을 알 수 있다. 또한, 실시예의 디스크 롤은, 비교예 1의 운모 배합 롤에 비해서, 동일한 충전 밀도에서 높은 경도가 된다.
본 발명의 디스크 롤은, 판 유리, 특히 액정용 유리나 플라즈마 디스플레이용 유리의 제조에 이용할 수 있다.
10 디스크 롤
100 유리 용융물
100 유리 용융물
Claims (12)
- 세라믹 섬유와, 무기 바인더, 그리고 인편형 알루미나를 포함하고,
상기 인편형 알루미나는, 배향하여 층을 형성하는 것인 디스크 롤용 기재. - 제1항에 있어서,
상기 세라믹 섬유를 30 중량％∼50 중량％,
상기 무기 바인더를 5 중량％∼50 중량％, 및
상기 인편형 알루미나를 5 중량％∼50 중량％
포함하는 것인 디스크 롤용 기재. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 무기 바인더는, 목절 점토와 벤토나이트인 것인 디스크 롤용 기재.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 세라믹 섬유는, 알루미나 40 중량％ 이상 99 중량％ 이하와, 실리카 60 중량％ 이하 1 중량％ 이상을 포함하는 것인 디스크 롤용 기재.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 세라믹 섬유는, 알루미나 70 중량％ 이상 80 중량％ 이하와, 실리카 30 중량％ 이하 20 중량％ 이상을 포함하는 것인 디스크 롤용 기재.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 펄프와 전분을 더 포함하는 것인 디스크 롤용 기재.
- 제1항 또는 제2항에 따른 디스크롤용 기재를 제조하는 제조 방법으로서,
세라믹 섬유와, 무기 바인더, 그리고 인편형 알루미나를 포함하는 슬러리를 제조하고,
상기 슬러리를 성형하여 건조하는 것인 디스크 롤용 기재의 제조 방법. - 제1항 또는 제2항에 기재된 기재로부터 제조된 것인 디스크 롤.
- 제8항에 있어서, Shore D 경도가 30∼70이며, 밀도가 1.0 g/㎤∼1.5 g/㎤인 것인 디스크 롤.
- 제1항 또는 제2항에 기재된 기재로부터 복수의 링형의 디스크재를 형성하고,
상기 복수의 디스크재를 샤프트에 끼워 넣어 롤형의 적층물로 하며,
고정구로 양단으로부터 상기 적층물을 압축하여 고정하는 것인 디스크 롤의 제조 방법. - 제8항에 기재된 디스크 롤을 이용하여 유리 용융물을 반송하고,
상기 유리 용융물을 냉각하는 것인 유리 제조 방법. - 삭제
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