KR102034077B1 - 판유리 제조 장치 및 판유리 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 욕조 내의 용융 금속 위에 연속적으로 공급되는 용융 유리를 상기 용융 금속 위에서 유동시켜서 유리 리본으로 성형하는 성형 장치와, 상기 욕조의 외측 근방에 배치되고, 상기 용융 금속으로부터 상기 유리 리본을 비스듬히 상방으로 끌어올리기 위한 회전 롤과, 상기 회전 롤을 하방으로부터 지지하는 지지 장치를 구비하는 판유리 제조 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 판유리 제조 장치 및 판유리 제조 방법에 관한 것이다.
판유리 제조 장치는, 욕조 내의 용융 금속(예를 들어 용융 주석) 위에 연속적으로 공급되는 용융 유리를 용융 금속 위에서 유동시켜서 유리 리본으로 성형하는 성형 장치와, 욕조의 외측 근방에 배치되고, 용융 금속으로부터 유리 리본을 비스듬히 상방으로 끌어올리기 위한 회전 롤을 구비한다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
용융 금속 위에서 성형된 유리 리본은, 욕조의 하류측의 측벽에서 닿지 않도록, 용융 금속으로부터 비스듬히 상방으로 끌어올려져서, 회전 롤 위를 경유해서 서냉로로 보내진다. 서냉로 내에서 서냉된 유리 리본은, 절단 장치에 의해 소정의 치수 형상으로 절단되어, 제품인 판유리가 얻어진다. 판유리는 연마되어 있어도 된다.
종래, 유리 리본의 용융 금속으로부터의 끌어올림 위치와, 유리 리본의 회전 롤에 의한 지지 위치 사이의 거리가 길어, 유리 리본이 욕조의 하류측의 측벽에서 닿지 않도록, 끌어올림 위치와 지지 위치의 고저차가 컸다. 그로 인해, 유리 리본의 선단부를 막대 등으로 들어 올려서 회전 롤에 싣는 작업이 번거로웠다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 유리 리본의 선단부를 회전 롤에 싣는 작업이 용이한 판유리 제조 장치 및 판유리 제조 방법의 제공을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 형태에 따른 판유리 제조 장치는,
욕조 내의 용융 금속 위에 연속적으로 공급되는 용융 유리를 상기 용융 금속 위에서 유동시켜서 유리 리본으로 성형하는 성형 장치와,
상기 욕조의 외측 근방에 배치되고, 상기 용융 금속으로부터 상기 유리 리본을 비스듬히 상방으로 끌어올리기 위한 회전 롤과,
상기 회전 롤을 하방으로부터 지지하는 지지 장치를 구비한다.
본 발명의 일 형태에 따른 판유리 제조 장치에 있어서, 상기 지지 장치는 상기 회전 롤을 띄우는 액체를 수용하는 보조 배스를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 지지 장치는 상기 보조 배스 내의 상기 액체의 양을 조절하는 액량 조절부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 보조 배스의 측벽에는, 상기 회전 롤을 상하 방향으로 안내함과 함께 상기 회전 롤의 수평 방향으로의 이동을 제한하는 가이드 홈이 설치되는 것이 바람직하다.
상기 액체는 용융 금속인 것이 바람직하다.
상기 보조 배스 내의 상기 용융 금속 위의 분위기가 환원 분위기인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 따른 판유리 제조 장치에 있어서, 상기 지지 장치는 상기 회전 롤을 하방으로부터 지지하는 서포트 롤을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 지지 장치는 상기 욕조에 대하여 상기 서포트 롤 및 상기 회전 롤을 승강시키는 롤 승강부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 따른 판유리 제조 장치에 있어서, 상기 회전 롤은 카본, 탄화규소 또는 실리카로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 형태에 따른 판유리 제조 방법은,
욕조 내의 용융 금속 위에 연속적으로 공급되는 용융 유리를 상기 용융 금속 위에서 유동시켜서 유리 리본으로 성형하는 공정과,
상기 욕조의 외측 근방에 배치되는 회전 롤을 사용하여, 상기 용융 금속으로부터 상기 유리 리본을 비스듬히 상방으로 끌어올리는 공정을 갖는 판유리 제조 방법이며,
상기 유리 리본의 선단부를 상기 회전 롤 위에 싣는 공정을 갖고,
상기 회전 롤이 하방으로부터 지지되어 있다.
본 발명의 다른 형태에 따른 판유리 제조 방법에 있어서, 상기 회전 롤은, 상기 욕조에 인접하게 설치되는 보조 배스 내의 액체에 떠 있으며, 그 액체에 의해 지지되어 있는 것이 바람직하다.
상기 유리 리본의 선단부를 상기 회전 롤 위에 싣기 전에, 상기 보조 배스 내의 액체의 양을 저감시켜서, 상기 욕조에 대하여 상기 회전 롤을 낮추는 공정을 더 갖는 것이 바람직하다.
상기 유리 리본의 선단부를 상기 회전 롤 위에 실은 후, 상기 보조 배스 내의 액체의 양을 늘려서, 상기 욕조에 대하여 상기 회전 롤을 높이는 공정을 더 갖는 것이 바람직하다.
상기 액체는 용융 금속인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 형태에 따른 판유리 제조 방법에 있어서, 상기 보조 배스 내의 상기 용융 금속 위의 분위기가 환원 분위기인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 형태에 따른 판유리 제조 방법에 있어서, 상기 회전 롤은 상기 회전 롤의 외주면에 접촉하는 서포트 롤에 의해 하방으로부터 지지되어 있는 것이 바람직하다.
상기 유리 리본의 선단부를 상기 회전 롤 위에 싣기 전에, 상기 욕조에 대하여 상기 서포트 롤 및 상기 회전 롤을 낮추는 공정을 더 갖는 것이 바람직하다.
상기 유리 리본의 선단부를 상기 회전 롤 위에 실은 후, 상기 욕조에 대하여 상기 서포트 롤 및 상기 회전 롤을 높이는 공정을 더 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 형태에 따른 판유리 제조 방법에 있어서, 상기 회전 롤은 카본, 탄화규소 또는 실리카로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 형태에 따른 판유리 제조 방법에 있어서, 상기 판유리는, 산화물 기준의 질량% 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 함유하며, MgO+CaO+SrO+BaO:9 내지 29.5%인 무알칼리 유리를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 판유리는, 산화물 기준의 질량% 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 함유하며, MgO+CaO+SrO+BaO:9 내지 18%인 무알칼리 유리를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 유리 리본의 선단부를 회전 롤에 싣는 작업이 용이한 판유리 제조 장치 및 판유리 제조 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 판유리 제조 장치의 일부를 도시하는 단면도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 단면도.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따른 단면도이다.
도 4는 회전 롤 및 회전 롤을 구동하는 모터의 접속 형태를 도시하는 도면.
도 5의 (a) 및 도 5의 (b)는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 판유리 제조 방법의 설명도 (1).
도 6의 (a) 및 도 6의 (b)는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 판유리 제조 방법의 설명도 (2).
도 7은 제1 변형예에 따른 지지 장치를 도시하는 평면도이며, 도 2에 상당하는 도면.
도 8은 제2 변형예에 따른 지지 장치를 도시하는 평면도이며, 도 3에 상당하는 도면.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 단면도.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따른 단면도이다.
도 4는 회전 롤 및 회전 롤을 구동하는 모터의 접속 형태를 도시하는 도면.
도 5의 (a) 및 도 5의 (b)는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 판유리 제조 방법의 설명도 (1).
도 6의 (a) 및 도 6의 (b)는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 판유리 제조 방법의 설명도 (2).
도 7은 제1 변형예에 따른 지지 장치를 도시하는 평면도이며, 도 2에 상당하는 도면.
도 8은 제2 변형예에 따른 지지 장치를 도시하는 평면도이며, 도 3에 상당하는 도면.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 도면에 있어서, 동일하거나 또는 대응하는 구성에는, 동일하거나 또는 대응하는 부호를 붙이고, 설명을 생략한다. 또한, 유리 리본의 반송 방향 상류측을 상류측이라 하고, 유리 리본의 반송 방향 하류측을 하류측이라 하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 판유리 제조 장치의 일부를 도시하는 단면도이다. 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 단면도이다. 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 단면도이다.
판유리 제조 장치(10)는, 욕조(21) 내의 용융 금속(예를 들어 용융 주석) M 위에 연속적으로 공급되는 용융 유리를 용융 금속 M 위에서 유동시켜서 띠판 형상의 유리 리본 G로 성형하는 성형 장치(20)와, 욕조(21)의 외측 근방에 배치되며, 용융 금속 M으로부터 유리 리본 G를 비스듬히 상방으로 끌어올리기 위한 회전 롤(30)을 구비한다.
용융 금속 M 위에서 성형된 유리 리본 G는 욕조(21)의 하류측의 측벽(21a)에서 닿지 않도록, 용융 금속 M으로부터 비스듬히 상방으로 끌어올려져서, 회전 롤(30) 위를 경유해서 서냉로로 보내진다. 서냉로 내에서 서냉된 유리 리본은, 절단 장치에 의해 소정의 치수 형상으로 절단되어, 제품인 판유리가 얻어진다. 판유리는 연마되어 있어도 된다.
(성형 장치)
성형 장치(20)는 용융 금속 M을 수용하는 욕조(21) 및 욕조(21)의 상방을 덮는 천장(22) 등으로 구성된다. 천장(22)에는, 천장(22)과 욕조(21) 사이의 공간에 환원성 가스를 공급하는 가스 공급로(24)가 설치되어 있다. 또한, 가스 공급로(24)에는 히터(25)가 삽입 관통되어 있으며, 히터(25)의 발열부(25a)가 욕조(21)의 상방에 배치되어 있다.
가스 공급로(24)는, 욕조(21) 내의 용융 금속 M의 산화를 방지하기 위해서, 욕조(21)와 천장(22) 사이의 공간에 환원성 가스를 공급한다. 환원성 가스는, 예를 들어 수소 가스를 1 내지 15체적%, 질소 가스를 85 내지 99체적% 포함하고 있다. 욕조(21)와 천장(22) 사이의 공간은, 외부로부터 대기가 혼입되는 것을 방지하기 위해서, 대기압보다 높은 기압으로 유지되고 있다.
히터(25)는, 예를 들어 유리 리본 G의 유동 방향 및 폭 방향으로 간격을 두고 복수 배열되어 있다. 히터(25)의 출력은, 유리 리본 G의 유동 방향의 상류측일수록, 유리 리본 G의 온도가 높아지도록 제어된다. 또한, 히터(25)의 출력은, 유리 리본 G의 두께가 폭 방향으로 균일해지도록 제어된다.
또한, 성형 장치(20)는, 유리 리본 G가 폭 방향으로 수축하는 것을 억제하기 위해서, 유리 리본 G를 지지하는 어시스트 롤(26)을 갖는다. 어시스트 롤(26)은, 유리 리본 G의 폭 방향 양측에 복수 쌍 배치되며, 유리 리본 G에 대하여 폭 방향으로 장력을 가한다.
어시스트 롤(26)은, 유리 리본 G와 접촉하는 회전 부재(26a)를 선단부에 갖는다. 회전 부재(26a)는, 유리 리본 G의 폭 방향 단부를 지지한다. 회전 부재(26a)가 회전함으로써, 유리 리본 G가 소정 방향으로 송출된다.
(회전 롤)
회전 롤(30)은 욕조(21)의 외측 근방에 배치되고, 용융 금속 M으로부터 유리 리본 G를 비스듬히 상방으로 끌어올리기 위해서 사용된다. 회전 롤(30)은, 성형 장치(20)의 출구 부근에 설치된다.
회전 롤(30)은, 예를 들어 원기둥 형상 또는 원통 형상으로 형성된다. 회전 롤(30)은, 고온에서 사용되며, 예를 들어 탄화규소나 실리카 등의 세라믹스, 또는 카본(그래파이트, 아몰퍼스 카본을 포함함)으로 형성된다. 카본은, 용융 금속 M의 비말에 대한 내식성이 높아, 유리 리본 G에 주는 손상이 적고, 경량이므로 바람직하다.
회전 롤(30)은, 유리 리본 G의 하면에 접촉하여, 유리 리본 G의 이동에 수반하여 회전하는 롤이어도 되고, 모터에 접속되지 않아도 된다. 이 경우, 회전 롤(30)보다 하류측에 리프트 아웃 롤(38)이 설치된다. 리프트 아웃 롤(38)은 모터에 의해 회전되고, 이 회전력으로 유리 리본 G를 용융 금속 M으로부터 끌어올린다.
또한, 회전 롤(30)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 모터(35)에 접속되어 있어도 된다. 모터(35)의 출력축에 형성되는 기어(36)와, 회전 롤(30)의 단부에 형성되는 기어(37)를 맞물리게 한 상태에서 모터(35)를 구동함으로써, 회전 롤(30)이 회전한다. 이 회전력으로 유리 리본 G를 용융 금속 M으로부터 끌어올려서, 하류측으로 반송할 수 있다.
회전 롤(30)보다 하류측에는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 회전 롤(30)과 마찬가지의 구성의 보조 롤(31 내지 34)이 설치되어도 된다. 복수의 보조 롤(31 내지 34)은, 유리 리본 G의 반송 방향으로 간격을 두고 배열되어 있다. 유리 리본 G는, 도 1에 도시한 바와 같이 복수의 보조 롤(31 내지 34) 위를 수평하게 반송되어도 되고, 비스듬히 상방을 향해서 반송되어도 된다. 유리 리본 G를 수평하게 반송하는 경우, 복수의 보조 롤(31 내지 34)은 동일한 직경을 갖는다. 유리 리본 G를 비스듬히 상방을 향해서 반송하는 경우, 복수의 보조 롤(31 내지 34)은 하류측일수록 큰 직경을 갖는다.
(지지 장치)
지지 장치(40)는, 회전 롤(30)을 하방으로부터 지지한다. 또한, 지지 장치(40)는, 보조 롤(31 내지 34)을 하방으로부터 지지한다. 회전 롤(30)을 지지하는 구성과, 보조 롤(31 내지 34)을 지지하는 구성은 동일하므로, 대표적으로 회전 롤(30)을 지지하는 구성을 설명한다.
지지 장치(40)는, 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이, 회전 롤(30)을 뜨게 하는 액체 L을 수용하는 보조 배스(41)와, 보조 배스(41)의 상방을 덮는 천장(42)을 포함한다. 보조 배스(41)와 천장(42) 사이의 공간은, 액체 L인 용융 금속의 산화를 방지하기 위해서, 성형 장치(20)의 공간과 연통하고 있으며, 환원 분위기로 되어 있는 것이 바람직하다. 천장(42)에는, 천장(42)과 보조 배스(41) 사이의 공간에 환원성 가스를 공급하는 가스 공급로(24)가 설치되어 있어도 된다.
보조 배스(41)는, 예를 들어 벽돌 등으로 상자 형상으로 형성되고, 욕조(21)에 인접하게 설치되어 있다. 보조 배스(41)는, 욕조(21)와 별도로 형성되어 욕조(21)에 대하여 고정되어도 되고, 욕조(21)와 일체적으로 형성되어도 된다.
액체 L로서는, 다종다양한 용융 금속이 사용 가능하지만, 비용 절감을 위해, 욕조(21) 내의 용융 금속 M과 동일한 종류의 용융 금속(예를 들어 용융 주석)을 사용하는 것이 바람직하다. 용융 금속에 대한 내식성이 높아, 용융 금속과의 밀도 차가 큰 카본제의 회전 롤(30)이 적절하게 사용된다. 카본의 밀도(1.4 내지 2.1g/㎤)는 용융 주석의 밀도(6.8g/㎤)의 1/5 내지 1/3이므로, 카본제의 회전 롤(30)의 대부분이 액체 L로부터 노출된다. 액체 L을 수용하는 보조 배스(41)의 측벽에서, 유리 리본 G가 닿기 어렵다.
지지 장치(40)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 보조 배스(41) 내의 액체 L의 양을 조절하는 액량 조절부(44)를 더 가져도 된다. 보조 배스(41) 내의 액체 L의 양(이하, 간단히 「보조 배스(41) 내의 액량」이라고 함)이 증가하면, 보조 배스(41)의 액면 레벨이 올라가므로, 회전 롤(30)이 상승한다. 한편, 보조 배스(41) 내의 액량이 줄어들면, 보조 배스(41)의 액면 레벨이 내려가므로, 회전 롤(30)이 하강한다. 회전 롤(30)과 마찬가지로, 보조 롤(31 내지 34)도 보조 배스(41) 내의 액량에 따라서 승강 가능하다. 보조 배스(41)의 측벽에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 회전 롤(30)을 상하 방향으로 안내함과 함께 회전 롤(30)의 수평 방향 이동을 제한하는 가이드 홈(43)이 형성되어 있어도 된다. 가이드 홈(43)의 폭은 회전 롤(30)의 직경보다 약간 커서, 회전 롤(30)의 단부가 가이드 홈(43) 내에 회전 가능하게 삽입되어 있다.
액량 조절부(44)는, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이, 보조 배스(41) 내의 액체 L에 대하여 개방된 액체 저류부(45)와, 액체 저류부(45) 내의 액체 L의 양을 가변으로 하는 가동부(46)와, 액체 저류부(45)에 대하여 가동부(46)를 상하시키는 구동부(47)로 구성된다.
액체 저류부(45)는, 예를 들어 벽돌 등으로 상자 형상으로 형성되고, 보조 배스(41)에 인접하게 설치되어 있다. 액체 저류부(45)는, 도 3에 도시한 바와 같이 보조 배스(41)와 일체적으로 형성되어도 되고, 따로따로 형성되어도 된다. 보조 배스(41) 내의 액체 L은, 보조 배스(41)에 형성되는 관통 구멍(41b)를 통해서, 액체 저류부(45) 내에 자유롭게 유출입 가능하다. 액체 저류부(45)의 액면 레벨과, 보조 배스(41)의 액면 레벨과는 대략 동일하게 된다.
가동부(46)는, 예를 들어 블록 형상으로 형성되어, 액체 저류부(45) 내의 액체 L에 상방으로부터 삽입되어 있다. 액체 저류부(45)에 대하여 가동부(46)가 내려가면, 액체 저류부(45) 내의 액체 L의 양(이하, 간단히 「액체 저류부(45) 내의 액량」이라고 함)이 줄어들고, 보조 배스(41) 내의 액량이 늘어나므로, 보조 배스(41)의 액면 레벨이 올라간다. 한편, 액체 저류부(45)에 대하여 가동부(46)가 올라가면, 액체 저류부(45) 내의 액량이 늘어나고, 보조 배스(41) 내의 액량이 줄어들기 때문에, 보조 배스(41)의 액면 레벨이 내려간다.
구동부(47)로서는, 유압 실린더나 공기압 실린더 등의 유체압 실린더, 리니어 모터, 또는 회전 모터와 그 회전 모터의 회전력을 직선 운동으로 변환하는 볼 나사 기구의 조합 등이 사용된다. 구동부(47)에 의한 가동부(46)의 승강은, CPU나 메모리 등을 포함하는 컨트롤러(48)에 의해 제어되어도 된다.
(판유리 제조 방법)
판유리 제조 방법은, 도 1에 도시한 바와 같이, 욕조(21) 내의 용융 금속(예를 들어 용융 주석) M 위에 연속적으로 공급되는 용융 유리를 용융 금속 M 위에서 유동시켜서 유리 리본 G에 성형하는 공정과, 회전 롤(30)을 사용해서 용융 금속 M으로부터 유리 리본 G를 비스듬히 상방으로 끌어올리는 공정을 갖는다.
용융 금속 M 위에서 성형된 유리 리본 G는, 욕조(21)의 하류측의 측벽(21a)에서 닿지 않도록, 용융 금속 M으로부터 비스듬히 상방으로 끌어올려져서, 회전 롤(30) 위를 경유해서 서냉로로 보내진다. 서냉로 내에서 서냉된 유리 리본은, 절단 장치에 의해 소정의 치수 형상으로 절단되어, 제품인 판유리가 얻어진다. 판유리는 연마되어 있어도 된다.
또한, 판유리 제조 방법은, 유리 리본 G의 선단부를 회전 롤(30) 위에 싣는 공정을 갖는다. 이 공정은, 예를 들어 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 유리 리본 G가 2개의 부분 GA, GB로 갈라졌을 때 등으로 행해진다. 상류측의 부분 GA를 막대 등으로 들어 올려서 회전 롤(30) 위에 싣는다.
본 실시 형태의 회전 롤(30)은, 하방으로부터 지지되어 있으므로, 종래와 같이 회전 롤(30)의 단부로부터 수평하게 연장되는 회전축을 베어링으로 지지하는 경우에 비해, 중력에 의해 휘어지기 어렵다. 따라서, 회전 롤(30)의 반경 R을 작게 할 수 있어, 회전 롤(30)을 욕조(21)에 가깝게 할 수 있다. 그로 인해, 유리 리본 G의 끌어올림 각도 θ가 일정한 경우, 유리 리본 G의 용융 금속 M으로부터의 끌어올림 위치와, 유리 리본 G의 회전 롤(30)에 의한 지지 위치 사이에 있어서의 고저차 H1(도 5의 (a) 참조)이 작아진다. 따라서, 상류측의 부분 GA를 회전 롤(30) 위에 싣는 작업이 용이하다.
또한, 판유리 제조 방법은, 상류측의 부분 GA를 회전 롤(30) 위에 싣기 전에, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 보조 배스(41) 내의 액체 L의 양을 줄이고, 욕조(21)에 대하여 회전 롤(30)을 낮추는 공정을 가져도 된다. 끌어올림 위치와 지지 위치 사이에 있어서의 고저차 H2(H2<H1)가 작아지므로, 상기 작업이 보다 용이해진다. 또한, 상기 작업을 행하지 않아도, 어시스트 롤(26)(도 1 참조)에 의해 상류측의 부분 GA를 눌러서 회전 롤(30)에 올려 얹는 것이 가능하다.
욕조(21)에 대한 회전 롤(30)의 하강은, 액체 저류부(45)(도 3 참조)에 대하여 가동부(46)(도 3 참조)를 소정 위치까지 상승함으로써 행해진다. 액체 저류부(45) 내의 액량이 늘고, 보조 배스(41) 내의 액량이 줄어들어, 보조 배스(41)의 액면 레벨이 내려가므로, 회전 롤(30)이 소정 위치까지 하강한다.
또한, 판유리 제조 방법은, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 상류측의 부분 GA를 회전 롤(30) 위에 실은 후, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 보조 배스(41) 내의 액체 L의 양을 늘려서, 욕조(21)에 대하여 회전 롤(30)을 높이는 공정을 가져도 된다. 유리 리본(12)이 욕조(21)의 측벽(특히 하류측의 측벽)에서 닿는 것을 방지할 수 있다.
욕조(21)에 대한 회전 롤(30)의 상승은, 액체 저류부(45)(도 3 참조)에 대하여 가동부(46)(도 3 참조)를 원래의 위치까지 하강함으로써 행해진다. 액체 저류부(45) 내의 액량이 줄어들고, 보조 배스(41) 내의 액량이 늘어, 보조 배스(41)의 액면 레벨이 올라가므로, 회전 롤(30)이 원래의 위치까지 상승한다.
또한, 본 실시 형태에서는 유리 리본 G가 갈라졌을 때에 대해서 설명했지만, 본 발명은 판유리의 제조를 개시 또는 재개할 때에도 적용할 수 있다.
(판유리)
판유리의 유리 종류는, 판유리의 용도에 따라서 선택된다. 예를 들어 LCD용 유리 기판의 경우, 무알칼리 유리가 사용된다. 또한, PDP용 유리 기판의 경우, 차량용 창유리, 건축물용 창유리의 경우, 소다석회 유리가 사용된다. 디스플레이용 커버 유리의 경우, 화학 강화 가능한 알칼리실리케이트 유리가 주로 사용된다. 포토마스크용 기판의 경우, 열팽창 계수가 낮은 석영 유리가 주로 사용된다.
무알칼리 유리는, 예를 들어 산화물 기준의 질량% 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 함유하며, MgO+CaO+SrO+BaO:9 내지 29.5%이다. 무알칼리 유리는, 알칼리 금속 산화물의 함유량 합량이 0.1% 이하여도 된다.
무알칼리 유리는, 바람직하게는 산화물 기준의 질량% 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 함유하며, MgO+CaO+SrO+BaO:9 내지 18%이다.
판유리의 화학 조성은, 시판되고 있는 형광 X선 분석 장치(예를 들어, 리가꾸덴끼고교 가부시끼가이샤 제조, ZSX100e)로 측정된다.
[제1 변형예]
상기 실시 형태에서는 액체 저류부(45), 가동부(46) 및 구동부(47) 등으로 액량 조절부(44)를 구성하는 데 반해, 본 변형예에서는 보조 배스(41)와 외부 사이에서 액체 L을 반송하는 펌프로 액량 조절부를 구성하는 점에서 상이하다. 이하, 상위점을 중심으로 설명한다.
도 7은 제1 변형예에 따른 지지 장치를 도시하는 평면도이며, 도 2에 상당하는 도면이다. 이 지지 장치(140)는, 도 2 등에 나타내는 지지 장치(40)를 대신해서 사용되며, 회전 롤(30)을 하방으로부터 지지하여, 회전 롤(30)을 승강 가능한 것이다.
지지 장치(140)는, 회전 롤(30)을 뜨게 하는 액체 L을 수용하는 보조 배스(41)와, 보조 배스(41)의 상방을 덮는 천장(42)(도 1 참조)을 포함한다. 액체 L인 용융 금속의 산화를 방지하기 위해서, 액체 L 상의 분위기는 환원 분위기로 되어 있는 것이 바람직하다.
지지 장치(140)는 보조 배스(41) 내의 액체 L의 양을 조절하는 액량 조절부로서의 펌프(142)를 갖는다. 펌프(142)는 보조 배스(41)와 외부 사이에서 액체 L을 반송한다. 펌프(142)는, 액체 L을 저류하는 저류부(143)와 보조 배스(41)를 접속하는 접속관(144) 도중에 설치된다. 펌프(142)로서는, 버블 펌프 등이 사용된다. 펌프(142)에 의한 액체 L의 반송은, CPU나 메모리 등을 포함하는 컨트롤러(148)에 의해 제어되어도 된다.
펌프(142)에 의해 저류부(143) 내의 액체 L이 보조 배스(41)로 보내지면, 보조 배스(41) 내의 액량이 증가하므로, 보조 배스(41)의 액면 레벨이 올라가서, 회전 롤(30)이 상승한다. 한편, 펌프(142)에 의해 보조 배스(41) 내의 액체 L이 저류부(143)로 되돌려지면, 보조 배스(41) 내의 액량이 줄어들므로, 보조 배스(41)의 액면 레벨이 내려가서, 회전 롤(30)이 하강한다.
이와 같이, 본 변형예의 지지 장치(140)는, 상기 실시 형태의 지지 장치(40)와 마찬가지로, 회전 롤(30)을 하방으로부터 지지하고, 회전 롤(30)을 승강 가능한 것이므로, 상기 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 저류부(143)로서, 욕조(21)를 사용해도 된다. 욕조(21)의 용적은, 보조 배스(41)의 용적보다 현저하게 크다. 그로 인해, 보조 배스(41)의 액면 레벨의 조절 시에, 욕조(21)의 액면 레벨은 거의 변동하지 않으므로, 유리 리본 G의 성형성은 거의 변함이 없다.
[제2 변형예]
상기 실시 형태 및 제1 변형예에서는 회전 롤(30)을 보조 배스(41) 내의 액체 L에 뜨게 해서 지지하는 데 반해, 본 변형예에서는 회전 롤(30)을 서포트 롤(241)로 지지하는 점에서 상이하다. 이하, 상위점을 중심으로 설명한다.
도 8은 제2 변형예에 따른 지지 장치를 도시하는 정면도이며, 도 3에 상당하는 도면이다. 도 8에 나타내는 지지 장치(240)는, 도 3 등에 나타내는 지지 장치(40)를 대신해서 사용되며, 회전 롤(30)을 하방으로부터 지지하고, 회전 롤(30)을 승강 가능한 것이다.
지지 장치(240)는, 예를 들어 회전 롤(30)을 하방으로부터 지지하는 서포트 롤(241)을 갖는다. 서포트 롤(241)은, 예를 들어 원기둥 형상 또는 원통 형상으로 형성된다. 서포트 롤(241)은, 고온에서 사용되므로, 예를 들어 탄화규소나 실리카 등의 세라믹스, 또는 카본으로 형성된다.
서포트 롤(241)은, 회전 롤(30)의 외주면에 접촉하여, 회전 롤(30)의 회전에 수반하여 회전한다. 서포트 롤(241)은, 서포트 롤(241)의 중심축을 중심으로 회전 가능하게 되어 있다. 서포트 롤(241)은, 회전 롤(30)보다 짧아도 되고, 회전 롤(30)의 중심선과 평행한 방향으로 간격을 두고 복수 배열되어도 된다.
서포트 롤(241)은 서포트 롤용 지지 부재(242)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있으며, 서포트 롤용 지지 부재(242)는 승강대(243)에 고정되어 있다. 서포트 롤용 지지 부재(242)는 서포트 롤(241)을 회전 가능하게 지지한다. 복수의 서포트 롤(241)에 대응해서 복수의 서포트 롤용 지지 부재(242)가 설치된다.
복수의 서포트 롤(241)로 하방으로부터 지지되는 회전 롤(30)은, 회전 롤(30)의 중심축을 중심으로 회전 가능하게 되어 있다. 회전 롤(30)은 회전 롤용 지지 부재(244)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있고, 회전 롤용 지지 부재(244)는 승강대(243)에 고정되어 있다.
승강대(243)는, 욕조(21)에 대하여 승강 가능한 것으로서, 구동부(245)에 의해 이동된다.
구동부(245)로서는, 유압 실린더나 공기압 실린더 등의 유체압 실린더, 리니어 모터, 회전 모터와 그 회전 모터의 회전력을 직선 운동으로 변환하는 볼 나사 기구의 조합 등이 사용된다. 서포트 롤용 지지 부재(242), 승강대(243), 회전 롤용 지지 부재(244), 구동부(245) 등에 의해 롤 승강부(246)가 구성된다.
롤 승강부(246)는 욕조(21)에 대하여 서포트 롤(241) 및 회전 롤(30)을 승강시킨다. 서포트 롤(241) 및 회전 롤(30)의 승강은, CPU나 메모리 등을 포함하는 컨트롤러(247)에 의한 제어 하에서 행해져도 된다.
롤 승강부(246)는 상류측의 부분 GA(도 5 참조)를 회전 롤(30) 위에 싣기 전에, 욕조(21)에 대하여 서포트 롤(241) 및 회전 롤(30)을 하강시킨다. 구체적으로는, 욕조(21)에 대하여 승강대(243)를 소정 위치까지 하강하고, 서포트 롤(241) 및 회전 롤(30)을 소정 위치까지 하강한다.
또한, 롤 승강부(246)는, 상류측의 부분 GA를 회전 롤(30) 위에 실은 후, 욕조(21)에 대하여 서포트 롤(241) 및 회전 롤(30)을 상승시킨다. 구체적으로는, 욕조(21)에 대하여 승강대(243)를 원래의 위치까지 상승하고, 서포트 롤(241) 및 회전 롤(30)을 원래의 위치까지 상승한다.
이와 같이, 본 변형예의 지지 장치(240)는, 상기 실시 형태의 지지 장치(40)와 마찬가지로, 회전 롤(30)을 하방으로부터 지지하고, 회전 롤(30)을 승강 가능한 것이므로, 상기 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
이상, 본 발명의 실시 형태 및 그 변형예에 대해서 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시 형태 등에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 상기 실시 형태 등에 다양한 변형 및 치환을 더할 수 있다.
본 출원은, 2012년 2월 8일에 출원된 일본 특허 출원 제2012-024751호에 기초하는 것으로, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 도입된다.
10 : 판유리 제조 장치
20 : 성형 장치
21 : 욕조
30 : 회전 롤
40 : 지지 장치
41 : 보조 배스
41a : 보조 배스의 하류측의 측벽
43 : 가이드 홈
44 : 액량 조절부
142 : 펌프
241 : 서포트 롤
246 : 롤 승강부
G : 유리 리본
L : 액체
M : 용융 금속
20 : 성형 장치
21 : 욕조
30 : 회전 롤
40 : 지지 장치
41 : 보조 배스
41a : 보조 배스의 하류측의 측벽
43 : 가이드 홈
44 : 액량 조절부
142 : 펌프
241 : 서포트 롤
246 : 롤 승강부
G : 유리 리본
L : 액체
M : 용융 금속
Claims (21)
- 욕조 내의 용융 금속 위에 연속적으로 공급되는 용융 유리를 상기 용융 금속 위에서 유동시켜서 유리 리본으로 성형하는 성형 장치와,
상기 욕조의 외측 근방에 배치되고, 상기 용융 금속으로부터 상기 유리 리본을 비스듬히 상방으로 끌어올리기 위한 회전 롤과,
상기 회전 롤을 하방으로부터 지지하는 지지 장치를 구비하고,
상기 지지 장치는 상기 회전 롤을 띄우는 액체를 수용하는 보조 배스를 구비하는 판유리 제조 장치. - 제1항에 있어서,
상기 지지 장치는 상기 보조 배스 내의 상기 액체의 양을 조절하는 액량 조절부를 더 구비하는 판유리 제조 장치. - 제2항에 있어서,
상기 보조 배스의 측벽에는, 상기 회전 롤을 상하 방향으로 안내함과 함께 상기 회전 롤의 수평 방향으로의 이동을 제한하는 가이드 홈이 설치되는 판유리 제조 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액체는 용융 금속인 판유리 제조 장치. - 제4항에 있어서,
상기 보조 배스 내의 상기 용융 금속 위의 분위기가 환원 분위기인 판유리 제조 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전 롤은 카본, 탄화규소 또는 실리카로 형성되는 판유리 제조 장치. - 욕조 내의 용융 금속 위에 연속적으로 공급되는 용융 유리를 상기 용융 금속 위에서 유동시켜서 유리 리본으로 성형하는 공정과,
상기 욕조의 외측 근방에 배치되는 회전 롤을 사용하여, 상기 용융 금속으로부터 상기 유리 리본을 비스듬히 상방으로 끌어올리는 공정을 갖는 판유리 제조 방법이며,
상기 유리 리본의 선단부를 상기 회전 롤 위에 싣는 공정을 갖고,
상기 회전 롤은 상기 욕조에 인접하게 설치되는 보조 배스 내의 액체에 떠 있으며, 그 액체에 의해 하방으로부터 지지되어 있는 판유리 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 유리 리본의 선단부를 상기 회전 롤 위에 싣기 전에, 상기 보조 배스 내의 액체의 양을 저감시켜서, 상기 욕조에 대하여 상기 회전 롤을 낮추는 공정을 더 갖는 판유리 제조 방법. - 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 유리 리본의 선단부를 상기 회전 롤 위에 실은 후, 상기 보조 배스 내의 액체의 양을 늘려서, 상기 욕조에 대하여 상기 회전 롤을 높이는 공정을 더 갖는 판유리 제조 방법. - 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 액체는 용융 금속인 판유리 제조 방법. - 제10항에 있어서,
상기 보조 배스 내의 상기 용융 금속 위의 분위기가 환원 분위기인 판유리 제조 방법. - 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 회전 롤은 카본, 탄화규소 또는 실리카로 형성되는 판유리 제조 방법. - 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 판유리는, 산화물 기준의 질량% 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 함유하며, MgO+CaO+SrO+BaO:9 내지 29.5%인 무알칼리 유리를 포함하는 판유리 제조 방법. - 제13항에 있어서,
상기 판유리는, 산화물 기준의 질량% 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 함유하며, MgO+CaO+SrO+BaO:9 내지 18%인 무알칼리 유리를 포함하는 판유리 제조 방법. - 삭제
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