KR102153286B1 - 유리판의 제조 장치 및 유리판의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

지지 롤 배치예 1 에서는, 유리 리본 (G) 의 유입측에 세라믹스제 지지 롤 (40A) 이 형성되고, 유리 리본 (G) 의 흐름 방향의 하류측에 금속제 지지 롤 (40) 이 형성되어 있다. 지지 롤 (40-1 및 40-2) 의 하류에 배치된 세라믹스제 지지 롤 (40A-1 및 40A-2) 은, 세라믹스제 회전 부재 (50A-1 및 50A-2) 의 롤 자국 (100 및 110) 이 상류측에 배치된 지지 롤 (40-1 및 40-2) 의 롤 자국의 패임 (102 및 112) 과 겹치도록 배치되어 있다.

Description

유리판의 제조 장치 및 유리판의 제조 방법{DEVICE FOR MANUFACTURING GLASS PLATE AND METHOD FOR MANUFACTURING GLASS PLATE}
본 발명은 유리판의 제조 장치 및 유리판의 제조 방법에 관한 것이다.
유리판의 성형 방법으로서, 플로트법이 널리 이용되고 있다. 플로트법은, 욕조 내에 수용되는 용융 금속 (예를 들어, 용융 주석) 상에 도입된 용융 유리를 소정 방향으로 유동시켜, 띠판 형상의 유리 리본으로 하는 방법이다. 유리 리본은, 수평 방향으로 유동하는 과정에서 서서히 냉각된 후, 리프트 아웃 롤에 의해 용융 금속으로부터 끌어 올려지고, 서랭로 내에서 서랭되어, 판상 유리가 된다. 판상 유리는, 서랭로로부터 반출된 후, 절단기에 의해 소정의 치수 형상으로 절단되어, 제품인 유리판이 된다.
그런데, 평형 두께보다 얇은 상태에 있는 유리 리본은, 폭방향으로 수축하고자 한다. 수축이 과대하면, 제품인 유리판의 두께가 목표의 두께보다 두꺼워져 버린다.
그래서, 종래부터, 유리 리본의 폭방향의 수축을 억제하기 위해서, 유리 리본을 지지하는 지지 롤이 사용되고 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 지지 롤은, 업퍼 롤 혹은 탑 롤이라고도 불리고 있으며, 유리 리본의 폭방향 양측에 복수 쌍 배치되고, 유리 리본에 대해 폭방향으로 장력을 가한다.
지지 롤은, 유리 리본의 표면과 접촉하는 회전 부재를 선단부에 갖는다. 회전 부재는, 예를 들어 원반 형상으로서, 외주에 톱니바퀴 형상의 요철부를 갖는다. 요철부의 볼록부가 유리 리본에 파고듦으로써, 유리 리본의 수축이 억제된다.
유리판의 제조 장치에 있어서는, 복수의 지지 롤이 플로트 배스 내에 삽입되어 있고, 각 지지 롤에 의한 장력을 유리 리본의 에지 영역 (가장자리부) 에 작용시킴으로써 유리 리본을 소정의 두께로 성형하고 있다. 또, 각 지지 롤은, 금속에 의해 형성되어 있고, 고온 (예를 들어, 700 ℃ ∼ 1050 ℃) 으로 가열된 유리 리본에 접촉하면, 톱니바퀴 형상의 요철부가 변형될 우려가 있다. 그 때문에, 지지 롤의 축의 내부를 2 중 구조로 하여 냉각액의 통로를 형성하고 있고, 축 내부의 통로에 냉각액을 공급하여 지지 롤을 냉각시키고 있다.
일본 공개특허공보 2011-225386호
유리판의 제조 장치에 있어서는, 유리 리본의 에지 영역에 지지 롤의 볼록부가 파고든 접촉 자국이 남고, 나아가서는 지지 롤이 냉각되어 있기 때문에, 유리 리본의 에지 영역의 온도가 저하되어 에지 영역의 접촉 자국의 표면이 딱딱해져 있다. 그 때문에, 종래에는, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 복수의 지지 롤 (40-1 ∼ 40-4) 의 회전 부재 (50-1 ∼ 50-4) 의 각 접촉 위치를 어긋나게 함으로써 하류측의 지지 롤이 상류측의 지지 롤에 의한 접촉 자국인 롤 자국 (120) 에 접촉하지 않도록 배치하고 있었다. 또, 유리 리본이 반송되는 하류의 공정에서는, 에지 영역을 삭제하고 나머지 평탄 부분을 제품으로서 반출하고 있다.
종래는, 복수의 지지 롤의 접촉 위치를 겹치지 않도록 어긋나게 하고 있었기 때문에, 유리 리본의 에지 영역이 증가함으로써, 제품으로서 사용 가능한 영역 (에지 영역을 제외한 영역) 이 좁아져 생산성 및 수율이 저하된다는 문제가 있었다.
그래서, 본 발명은 상기 과제를 해결하는 유리판의 제조 장치 및 유리판의 제조 방법의 제공을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하와 같은 수단을 갖는다.
하나의 형태에 의하면, 용융 유리를 플로트 배스의 유입구로부터 플로트 배스 내의 용융 금속 상에 공급하고, 상기 용융 금속 상을 흐르는 유리 리본에 상기 플로트 배스의 양측에 배치된 복수의 지지 롤의 회전 부재를 접촉시켜 상기 유리 리본을 가로폭 방향으로 넓혀 소정의 두께로 성형하는 유리판의 제조 장치에 있어서,
적어도 하나의 세라믹스제 지지 롤이 상기 유리 리본에 접촉하는 위치를, 상기 유리 리본의 흐름 방향의 상류측에 배치된 다른 지지 롤 중 적어도 하나의 지지 롤이 상기 유리 리본에 접촉하는 위치와 겹치도록 배치하는 것을 특징으로 하는 유리판의 제조 장치가 제공된다.
본 발명에 의하면, 용융 유리의 표면에 남는 롤 자국의 폭을 좁게 하는 것이 가능해지고, 제품화의 과정에서 절단되는 불필요 부분이 감소하고, 제품 영역의 면적을 늘려 생산성 및 수율을 높이는 것이 가능해진다.
도 1 은, 실시형태 1 에 있어서의 유리판의 제조 장치의 개략 구성의 일례를 상방에서 본 횡단면도이다.
도 2 는, 실시형태 1 에 있어서의 유리판의 제조 장치의 지지 롤의 장착 구조의 일례를 나타내는 일부 종단면도이다.
도 3 은, 지지 롤의 회전 부재를 축방향에서 본 도면이다.
도 4 는, 지지 롤의 회전 부재의 단면 형상을 나타내는 종단면도이다.
도 5 는, 실시형태 1 에 있어서의 유리판의 제조 장치의 세라믹스제 지지 롤의 장착 구조의 일례를 나타내는 일부 종단면도이다.
도 6 은, 세라믹스제 회전 부재를 축방향에서 본 정면도이다.
도 7 은, 세라믹스제 회전 부재의 단면 형상을 나타내는 종단면도이다.
도 8 은, 복수의 지지 롤의 배치예 1 및 유리 리본에 형성된 롤 자국을 상방에서 본 도면이다.
도 9 는, 종래의 롤 자국과 배치예 1 의 롤 자국을 비교하는 유리 리본의 종단면도이다.
도 10 은, 지지 롤의 다른 배치예 2 및 유리 리본에 형성된 롤 자국을 상방에서 본 도면이다.
도 11 은, 종래의 롤 자국과 배치예 2 의 롤 자국을 비교하는 유리 리본의 종단면도이다.
도 12 는, 지지 롤의 다른 배치예 3 및 유리 리본에 형성된 롤 자국을 상방에서 본 도면이다.
도 13 은, 종래의 롤 자국과 배치예 3 의 롤 자국을 비교하는 유리 리본의 종단면도이다.
도 14 는, 종래의 지지 롤의 배치예 및 유리 리본에 형성된 롤 자국을 상방에서 본 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 도면에 있어서, 동일한 또는 대응하는 구성에는, 동일한 또는 대응하는 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
[실시형태 1]
도 1 은, 실시형태 1 에 있어서의 유리판의 제조 장치 (10) 의 개략 구성의 일례를 상방에서 본 횡단면도이다. 후술하는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 유리판의 제조 장치 (10) 는, 복수의 지지 롤 (40) 및 세라믹스제 지지 롤 (40A) 을 갖는다. 도 2 는, 실시형태 1 에 있어서의 유리판의 제조 장치의 지지 롤 (40) 의 장착 구조의 일례를 나타내는 일부 종단면도이다. 도 5 는, 실시형태 1 에 있어서의 유리판의 제조 장치 (10) 의 세라믹스제 지지 롤 (40A) 의 장착 구조의 일례를 나타내는 일부 종단면도이다.
도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 유리판의 제조 장치 (10) 는, 플로트법에 의해 유리판을 제조하는 장치이며, 용융 유리를 용융 주석욕에 도입하여 유리 리본 (G) 으로 성형한 후, 유리 리본 (G) 의 온도를 서서히 낮추는 서랭을 실시하도록 구성되어 있다.
유리판의 제조 장치 (10) 의 상류측에는, 용융 유리를 생성하는 용융 가마가 형성되어 있다.
유리판의 제조 장치 (10) 는, 플로트 배스 (20) 를 갖는다. 플로트 배스 (20) 는, 용융 금속 (예를 들어, 용융 주석) (S) 을 수용하는 욕조 (22), 욕조 (22) 의 외주 상측 가장자리를 따라 설치되는 측벽 (24), 및 측벽 (24) 에 연결되고, 욕조 (22) 의 상방을 덮는 천정 (26) 등으로 구성된다. 천정 (26) 에는, 욕조 (22) 와 천정 (26) 사이에 형성되는 공간 (28) 에, 환원성 가스를 공급하는 가스 공급로 (30) 가 형성되어 있다. 또, 가스 공급로 (30) 에는, 가열원으로서의 히터 (32) 가 삽입 통과되어 있고, 히터 (32) 의 발열부 (32a) 가 용융 금속 (S) 및 유리 리본 (G) 의 상방에 배치되어 있다.
상기 제조 장치 (10) 를 사용한 성형 방법은, 플로트 배스 (20) 의 유입구로부터 용융 금속 (예를 들어, 용융 주석) (S) 상에 도입된 용융 유리를 소정 방향으로 유동시킴으로써, 띠판 형상의 유리 리본 (G) 으로 하는 방법이다. 유리 리본 (G) 은, 하류 방향 (도 1 중, X 방향) 으로 유동하는 과정에서 냉각된 후, 리프트 아웃 롤에 의해 용융 금속 (S) 으로부터 끌어 올려지고, 서랭로 내에서 서랭되어, 판상 유리가 된다. 판상 유리는, 서랭로로부터 반출된 후, 절단기에 의해 소정의 치수 형상으로 절단되어, 제품인 유리판이 된다.
플로트 배스 (20) 내의 공간 (28) 은, 용융 금속 (S) 의 산화를 방지하기 위해서, 가스 공급로 (30) 로부터 공급되는 환원성 가스로 채워져 있다. 환원성 가스는, 예를 들어, 수소 가스를 1 ∼ 15 체적％, 질소 가스를 85 ∼ 99 체적％ 포함하고 있다. 플로트 배스 (20) 내의 공간 (28) 은, 측벽 (24) 의 간극 등으로부터 대기가 혼입하는 것을 방지하기 위해서, 대기압보다 높은 기압으로 설정되어 있다.
플로트 배스 (20) 내의 온도 분포를 조절하기 위해서, 히터 (32) 는, 예를 들어, 유리 리본 (G) 의 유동 방향 (X 방향) 및 폭방향 (Y 방향) 으로 간격을 두고 복수 형성되어 있다. 히터 (32) 의 출력은, 유리 리본 (G) 의 유동 방향 (X 방향) 상류측일수록 유리 리본 (G) 의 온도가 높아지도록 제어된다. 또, 히터 (32) 의 출력은, 유리 리본 (G) 의 온도가 폭방향 (Y 방향) 으로 균일 또는 분포 하도록 제어된다.
플로트 배스 (20) 의 내부는, 상기와 같이 용융 유리가 공급되는 저점성 영역인 공급 영역 (L1) 과, 용융 금속 (S) 상을 유동하는 유리 리본 (G) 을 좌우 양측 (가로폭 방향) 으로 넓혀 소정의 두께로 성형하는 성형 영역 (L2) 과, 유리 리본 (G) 을 서랭하는 서랭 영역 (L3) 을 갖는다. 각 영역 (L1 ∼ L3) 의 천정 (26) 에는, 복수의 히터 (32) 가 배치되어 있다. 그리고, 각 영역에 각 히터 (32) 에 의한 가열량이 제어되고 있고, 각 영역 (L1 ∼ L3) 을 통과하는 유리 리본 (G) 의 온도를 조정함으로써, 유리 리본 (G) 의 점성을 제어하고 있다.
공급 영역 (L1) 에 공급되는 용융 유리의 온도는, 예를 들어, 1050 ∼ 1150 ℃ 이지만, 서랭 영역 (L3) 에 있어서의 유리 리본 (G) 의 온도는, 소다 라임 유리 (소다 석회 유리) 의 경우, 예를 들어 736 ℃, 무알칼리 유리의 경우, 예를 들어 937 ℃ 로 조정된다.
성형 영역 (L2) 은, 플로트 배스 (20) 내의 유리 리본 (G) 이 폭방향으로 수축하는 것을 억제하기 위해서, 유리 리본 (G) 의 가로폭 방향의 수축을 억제하는 복수의 지지 롤 (40) 및 세라믹스제 지지 롤 (40A) 을 갖는다. 각 지지 롤 (40) 및 세라믹스제 지지 롤 (40A) 은, 도 2 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 유리 리본 (G) 의 폭방향 양측으로부터 측벽 (24) 을 관통하여 플로트 배스 (20) 내에 삽입되고, 유리 리본 (G) 에 대해 폭방향 (도 중, Y 방향) 으로 장력을 가한다.
성형 영역 (L2) 에서는, 유리 리본 (G) 의 점도가, 예를 들어 104.5 ∼ 107.5 dPa·s 가 된다. 성형 영역 (L2) 에 있어서의 유리 리본 (G) 의 온도는, 예를 들어, 소다 라임 유리의 경우에는 744 ∼ 976 ℃ 이며, 무알칼리 유리의 경우에는 946 ∼ 1207 ℃ 이다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 지지 롤 (40) 은, 선단부에 유리 리본 (G) 과 접촉하는 회전 부재 (50) 를 갖는다. 마찬가지로, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 세라믹스제 지지 롤 (40A) 은, 선단부에 유리 리본 (G) 과 접촉하는 세라믹스제 회전 부재 (50A) 를 갖는다. 회전 부재 (50) 및 세라믹스제 회전 부재 (50A) 는, 유리 리본 (G) 의 상면 (가장자리보다 내측의 상면) 과의 마찰에 의해, 유리 리본 (G) 이 폭방향으로 수축하지 않도록, 유리 리본 (G) 의 폭방향 단부를 지지한다. 그리고, 회전 부재 (50) 및 세라믹스제 회전 부재 (50A) 가 회전함으로써, 유리 리본 (G) 이 소정 방향으로 송출된다.
[지지 롤 (40) 의 구성]
도 2 에 나타내는 바와 같이, 지지 롤 (40) 은, 주로, 회전 부재 (50) 와, 연결 부재 (60) 와, 축 부재 (70) 에 의해 구성된다. 축 부재 (70) 는, 선단이 욕조 (22) 의 측벽 (24) 을 관통하여 플로트 배스 (20) 내에 삽입되어 있고, 기단이 측벽 (24) 의 외측에 배치된 구동 장치 (34) 에 접속되어 있다.
[회전 부재 (50)]
회전 부재 (50) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 금속제 원반 형상으로서, 회전 부재 (50) 의 중심 축선과 축 부재 (70) 의 중심 축선은 동일 직선 상에 있다. 또, 회전 부재 (50) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 외주에서, 유리 리본 (G) 의 좌우 양측 가장자리부 (제품화의 과정에서 절단되는 불필요 부분) 의 표면 (본 실시형태에서는, 상면) 과 접촉한다. 회전 부재 (50) 가 회전함으로써, 유리 리본 (G) 이 소정 방향 (X 방향) 으로 송출된다.
회전 부재 (50) 는, 예를 들어 도 3 에 나타내는 바와 같이, 외주에 톱니바퀴 형상의 요철 (52) 을 갖는다. 요철 (52) 에 의해, 회전 부재 (50) 가 유리 리본 (G) 의 양측 가장자리부에 파고들기 쉬워진다. 또, 요철 (52) 의 볼록부 (52a) 는, 선단이 끝이 가늘어지는 형상이므로, 유리 리본 (G) 의 표면에 기계적으로 걸어맞춤하여 Y 방향으로의 장력을 전달할 수 있음과 함께, X 방향으로의 구동력도 확실하게 전달할 수 있다. 또, 요철 (52) 의 볼록부 (52a) 는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 도 4 에 나타내는 바와 같이, 끝이 가늘어지는 형상 (예를 들어, 사각뿔 형상) 으로 형성되어 이루어진다. 톱니바퀴 형상의 요철 (52) 은, 회전 부재 (50) 의 외주에 일렬 형성되어 있지만, 복수열 형성되어도 된다.
[축 부재 (70)]
도 3 은, 본 실시형태의 일 실시형태에 의한 지지 롤 (40) 을 나타내는 정면도이다. 도 4 는, 도 3 의 IV-IV 선을 따른 단면의 일부 확대도이다.
도시하고 있지 않지만, 축 부재 (70) 는, 냉매 유로를 내부에 갖고 있고, 냉매 유로를 흐르는 냉매에 의해 냉각되고, 스테인리스강 (일본 공업 규격 (JIS) 으로 SUS 로 나타내는 강재 (鋼材)) 이나 탄소강 (일본 공업 규격 (JIS) 으로 SC 로 나타내는 강재) 등의 금속 재료로 형성되어도 된다. 축 부재 (70) 의 외주에는, 단열재 등을 휘감아도 된다.
축 부재 (70) 는, 예를 들어, 2중관으로서, 내관 및 외관으로 구성된다. 내관의 내측 공간과, 내관의 외주면과 외관의 내주면 사이에 형성되는 공간으로 냉매 유로가 구성된다.
냉매로는, 물 등의 액체, 또는, 공기 등의 기체가 사용된다. 냉매는, 내관의 내측 공간을 통과하여, 연결 부재 (60) 및 회전 부재 (50) 의 내측 공간에 공급된 후, 내관의 외주면과 외관의 내주면 사이에 형성되는 공간을 통과하여, 외부에 배출된다. 외부에 배출된 냉매는, 냉각기로 냉각되고, 다시, 내관의 내측 공간에 환류되어도 된다. 또한, 냉매의 흐름 방향은 역방향이어도 된다. 이 냉매의 공급에 의해 지지 롤 (40) 이 냉각되고, 유리 리본 (G) 과의 접촉에 의한 온도 상승이 완화된다.
축 부재 (70) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 측벽 (24) 을 관통하고 있고, 플로트 배스 (20) 의 외부에 있어서, 모터나 감속기 등으로 구성되는 구동 장치 (34) 에 접속되어 있다. 구동 장치 (34) 가 작동함으로써, 축 부재 (70) 의 중심 축선을 중심으로, 축 부재 (70), 연결 부재 (60), 및 회전 부재 (50) 가 일체적으로 회전한다.
따라서, 회전 부재 (50) 는, 회전하면서 냉매의 공급에 의해 냉각되고, 유리 리본 (G) 의 표면 (상면) 에 걸어맞춤하여 Y 방향의 장력을 작용시킬 수 있다. 그 때, 유리 리본 (G) 의 표면 (상면) 은, 회전 부재 (50) 와의 접촉에 의해 표면 온도가 저하되어, 점성이 높아진다. 나아가서는, 유리 리본 (G) 의 표면 (상면) 에는, 볼록부 (52a) 가 파고든 자국의 패임 (롤 자국) 이 간헐적으로 남게 된다.
연결 부재 (60) 는, 축 부재 (70) 와 회전 부재 (50) 를 연결하는 부재이다. 연결 부재 (60) 는, 축 부재 (70) 의 냉매 유로와 연통하는 내측 공간을 내부에 갖고 있다. 연결 부재 (60) 는, 예를 들어 통 형상으로서, 연결 부재 (60) 의 축 부재 (70) 측의 단부의 외경 및 내경이, 각각, 축 부재 (70) 의 외관의 외경 및 내경과 동일하다. 연결 부재 (60) 는, 축 부재 (70) 의 외관과 맞대어지고, 예를 들어 용접에 의해 동축적으로 연결되어 있다. 연결 부재 (60) 는 축 부재 (70) 와 용접이 용이한 재질인 것이 바람직하고, 동일 재료로 형성되는 것이 보다 바람직하다.
[연결 부재 (60)]
연결 부재 (60) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 축 부재 (70) 와 일체화되어 있고, 축 부재 (70) 의 냉매 유로와 연통하는 도시하지 않은 내측 공간을 내부에 가져도 된다. 내측 공간에는 냉매가 흐르므로, 연결 부재 (60) 는 강이나 내열 합금 등의 금속 재료로 형성되어도 된다. 연결 부재 (60) 에는, 회전 부재 (50) 가 분리 가능하게 장착된다.
연결 부재 (60) 는, 축 부재 (70) 와 일체화되는 샤프트부 (62) 와, 샤프트부 (62) 의 선단부로부터, 샤프트부 (62) 의 직경 방향 외방으로 돌출하는 환상 (環狀) 의 플랜지부 (63) 와, 샤프트부 (62) 의 선단부로부터, 샤프트부 (62) 와 동축적으로 연장되는 로드부 (64) 를 일체적으로 갖는다.
샤프트부 (62) 는, 축 부재 (70) 와 맞대어지고, 예를 들어 용접에 의해 일체화되어 있다. 샤프트부 (62) 에는, 축 부재 (70) 의 냉매 유로와 연통하는 도시하지 않은 냉매 유로가 형성되어도 된다.
플랜지부 (63) 는, 샤프트부 (62) 의 선단부 (축 부재 (70) 와 반대측의 단부) 로부터, 샤프트부 (62) 의 직경 방향 외방으로 돌출하여 있다. 플랜지부 (63) 에는, 축 부재 (70) 의 냉매 유로와 연통하는 도시하지 않은 냉매 유로가 형성되어도 된다.
로드부 (64) 는, 샤프트부 (62) 의 선단부로부터, 샤프트부 (62) 와 동축적으로 연장되어 있다. 로드부 (64) 에는, 축 부재 (70) 의 냉매 유로와 연통하는 도시하지 않은 냉매 유로가 형성되어도 된다. 로드부 (64) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 회전 부재 (50) 를 관통하고 있고, 선단부에 수나사부를 갖고 있다. 수나사부에 나사 고정되는 너트 (41) 와, 플랜지부 (63) 에 의해, 회전 부재 (50) 의 축방향의 이동이 제한된다. 너트 (41) 를 수나사부로부터 떼어냄으로써, 회전 부재 (50) 의 분리가 가능해진다.
연결 부재 (60) 는, 플랜지부 (63) 의 선단측의 면에 고정되고, 로드부 (64) 의 중심 축선과 평행한 축부 (67 및 68) 를 갖고 있다. 축부 (67 및 68) 와 로드부 (64) 에 의해 연결 부재 (60) 와 회전 부재 (50) 가 일체적으로 회전 가능해진다.
축부 (67 및 68) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 각각, 회전 부재 (50) 를 관통하고 있고, 선단부에 수나사부를 갖고 있다. 수나사부에 나사 고정되는 너트 (42 및 43) 와, 플랜지부 (63) 에 의해, 회전 부재 (50) 의 축방향의 이동이 제한된다. 너트 (42 및 43) 를 수나사부로부터 떼어냄으로써, 회전 부재 (50) 의 분리가 가능해진다.
[구동 장치 (34)]
도 2 에 나타내는 바와 같이, 구동 장치 (34) 는, 축 부재 (70) 를 회전 구동하는 구동 모터를 갖는다. 구동 장치 (34) 는, 유리 리본 (G) 의 이동 속도에 따른 회전수로 제어되고, 축 부재 (70), 연결 부재 (60) 를 통해서 회전 부재 (50) 의 회전 구동력을 유리 리본 (G) 에 전달하고, 유리 리본 (G) 의 이동 속도를 제어한다.
[세라믹스제 지지 롤 (40A) 의 구성]
도 5 는, 실시형태 1 에 있어서의 유리판의 제조 장치 (10) 의 세라믹스제 지지 롤 (40A) 의 장착 구조의 일례를 나타내는 일부 종단면도이다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 세라믹스제 지지 롤 (40A) 은, 주로, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 와, 연결 부재 (60A) 와, 축 부재 (70A) 에 의해 구성된다. 축 부재 (70A) 는, 선단이 욕조 (22) 의 측벽 (24) 을 관통하여 플로트 배스 (20) 내에 삽입되어 있고, 기단이 측벽 (24) 의 외측에 배치된 구동 장치 (34) 에 접속되어 있다.
[세라믹스제 회전 부재 (50A)]
도 6 은, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 를 나타내는 정면도이다. 도 7 의 (a) ∼ (c) 는, 도 6 의 VI-VI 선을 따른 세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 종단면도의 예이다.
도 6 에 나타내는 바와 같이, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 는, 전술한 금속제 회전 부재 (50) 와 동일하게 연결 부재 (60A) 를 통해서 축 부재 (70A) 에 연결되어 있다. 세라믹스는, 높은 내열성 (재질에 따라 다르지만, 용융 온도가 약 2000 ∼ 3000 ℃) 을 갖는다. 그 때문에, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 는, 유리 리본 (G) 의 온도 (예를 들어, 1050 ∼ 1150 ℃) 에 견디는 충분한 내열성을 갖기 때문에, 연결 부재 (60A) 및 축 부재 (70A) 의 내부에 냉매를 흘리기 위한 통로를 형성할 필요가 없다. 따라서, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 는, 유리 리본 (G) 에 접촉했을 때, 유리 온도를 낮추지 않고, 고온을 유지시킬 수 있고, 또는 재질상, 외주에 요철을 형성하지 않아도 유리 리본 (G) 에 대해 마찰력이 얻어진다.
세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 외주면에 높이 0.1 ∼ 10 ㎜ 의 돌기를 복수 형성해도 되고, 회전 부재 (50) 의 외주면에 깊이 0.1 ∼ 10 ㎜ 의 홈을 복수 형성해도 된다. 또, 회전 부재 (50) 의 외주면에 돌기와 홈을 양방 형성해도 된다. 돌기의 높이나 홈의 깊이는, 회전 부재 (50) 의 외주면을 기준으로 하여 계측된다. 돌기의 높이나 홈의 깊이는, 도 7 의 (a) 에 나타내는 반경 (r), 도 7 의 (b) 에 나타내는 곡률 반경 (Ra), 및 도 7 의 (c) 에 나타내는 Rb, Rc 에 비해 작다. 이와 같이, 외주면에 작은 돌기, 홈을 형성함으로써 유리 리본 (G) 의 표면에 마찰력이 발생한다.
세라믹스제 회전 부재 (50A) 는, 외주면 (56A) 이, 예를 들어 도 7 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 전체 둘레에 걸쳐, 단면 형상이 직경 방향 외방으로 볼록한 만곡 형상이다. 세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 외주면 (56A) 은, 소정의 곡률 반경을 갖는 곡면으로 형성되어 있고, 축방향 중앙부가 축방향 양단부보다 직경 방향 외방으로 돌출한다.
그 때문에, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 는, 외주면 (56A) 이 유리 리본 (G) 의 좌우 양측 가장자리부 (제품화의 과정에서 절단되는 에지 로스 부분) 의 표면에 접촉하면, 유리 리본 (G) 의 점성에 의한 마찰력이 발생하여 회전 구동력을 전달할 수 있다. 이 마찰력은, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 내부에 냉매가 흐르고 있지 않기 때문에, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 근방에 있어서, 유리 리본 (G) 이 강하게 냉각되지 않고, 고온 상태를 유지하여 높은 점성에 의해 얻어지기 때문이다.
외주면 (56A) 이 폭이 넓은 형상이기 때문에, 유리 리본 (G) 의 표면에 접촉했을 때, 외주면 (56A) 의 곡면에 따른 완만한 패임 (롤 자국) 이 유리 리본 (G) 의 표면에 남는다.
예를 들어, 도 7 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 상기 볼록한 만곡 형상의 곡률 반경 (Ra) 은, 유리 리본 (G) 과의 그립력을 고려하면, R1 ∼ R100 ㎜ 가 바람직하고, R3 ∼ R50 ㎜ 가 보다 바람직하고, R5 ∼ R30 ㎜ 가 더욱 바람직하며, R10 ∼ R20 ㎜ 가 특히 바람직하다. 상기 볼록한 만곡 형상에 있어서, 예를 들어 도 7 의 (c) 에 나타내는 바와 같이, 상기 축방향 중앙부의 곡률 반경 (Rb) 과 상기 축방향 양단부의 곡률 반경 (Rc) 이 복합 (R) 이어도 된다. 이 때 곡률 반경 (Rb, Rc) 모두 R1 ∼ R100 ㎜ 가 바람직하고, R3 ∼ R50 ㎜ 가 보다 바람직하고, R5 ∼ R30 ㎜ 가 더욱 바람직하며, R10 ∼ R20 ㎜ 가 특히 바람직하다. 또 상기 볼록한 만곡 형상에 있어서, 일부에 평탄부를 갖고 있어도 되지만, 평탄부를 갖고 있지 않은 쪽이 유리 리본 (G) 과의 그립력이 안정되므로 바람직하다.
유리 리본 (G) 과의 그립력을 고려하면, 도 7 의 (b) 에 나타내는 상기 볼록한 만곡 형상에 있어서의 세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 반경 방향의 폭 (d) 은, 0.5 ㎜ 이상이 바람직하고, 1 ㎜ 이상이 보다 바람직하며, 2 ㎜ 이상이 더욱 바람직하다. 마찬가지로, 상기 볼록한 만곡 형상에 있어서의 세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 반경 방향의 폭 (d) 은, 5 ㎜ 이하가 바람직하고, 4 ㎜ 이하가 보다 바람직하다.
도 7 의 (b) 에 나타내는 세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 반경 (r) 은, 연결 부재와 유리 리본 (G) 의 접촉 방지나 축 부재 (70) 의 수평성을 고려하면, 100 ㎜ 이상이 바람직하고, 150 ㎜ 이상이 보다 바람직하고, 180 ㎜ 이상이 더욱 바람직하며, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 와 유리 리본 (G) 의 위치 조정이나 세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 회전 속도의 미세 조정을 고려하면, 350 ㎜ 이하가 바람직하고, 300 ㎜ 이하가 보다 바람직하고, 270 ㎜ 이하가 더욱 바람직하다.
세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 외주면의 두께 (w) (도 5 에 있어서의 Y 방향의 폭) 는, 유리 리본 (G) 과의 그립력을 고려하면, 5 ㎜ 이상이 바람직하고, 10 ㎜ 이상이 보다 바람직하고, 15 ㎜ 이상이 더욱 바람직하고, 30 ㎜ 이상이 특히 바람직하며, 유리 리본 (G) 의 평탄성 향상이나 불필요한 그립폭의 확대 방지를 고려하면, 120 ㎜ 이하가 바람직하고, 100 ㎜ 이하가 보다 바람직하고, 80 ㎜ 이하가 더욱 바람직하고, 60 ㎜ 이하가 보다 더 바람직하고, 40 ㎜ 이하가 특히 바람직하다.
이와 같이, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 외주면 (56A) 은, 도 7 의 (a) ∼ (c) 에 나타내는 바와 같이, 전체 둘레에 걸쳐, 단면 형상이 직경 방향 외방으로 볼록한 만곡 형상이며, 톱니바퀴 형상의 요철이 없기 때문에, 잘 파손되지 않고, 성형이나 가공 코스트가 저감된다. 또 도 7 의 (a) ∼ (c) 와 같은 구조의 경우, 유리 리본 (G) 을 안정적으로 판상 유리로 성형할 수 있기 때문에 바람직하다.
세라믹스제 회전 부재 (50A) 는, 전술한 바와 같이, 내부에 냉매 유로를 갖고 있지 않고, 세라믹스로 형성된다. 세라믹스는, 종래의 강이나 내열 합금 등의 금속에 비해 고온 강도가 높기 때문에, 종래 필요했던 냉매 유로가 불필요해진다. 따라서, 냉매가 세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 내부를 흐르지 않기 때문에, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 근방에 있어서, 유리 리본 (G) 이 강하게 냉각되기 어렵다. 그 결과, 유리 리본 (G) 의 온도, 나아가서는 유리 리본 (G) 의 두께가 안정화되므로, 제품인 유리판의 평탄성이 향상된다. 또, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 근방에 있어서, 유리 리본 (G) 이 강하게 냉각되기 어려워, 딱딱해지기 어렵기 때문에, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 외주면 (56A) 이 접촉하는 유리 리본 (G) 과의 밀착성 향상에 의한 마찰력으로, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 유리 리본 (G) 에 대한 그립성이 향상된다. 이 냉각 없음에 의한 효과는, 유리 리본 (G) 의 온도가 낮아지는, 유동 방향 하류측에 있어서 현저하다.
세라믹스로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 탄화규소 (SiC) 질 세라믹스, 질화규소 (Si3N4) 질 세라믹스 등이 사용된다. 탄화규소나 질화규소는, 용융 금속 (S) 의 비말 (飛沫) 이나 용융 금속 (S) 의 증기에 대한 내성이 높고, 또, 고온 강도나 크리프 특성이 우수하다.
세라믹스의 종류는, 제품인 유리판 (즉, 유리 리본 (G)) 의 종류 등에 따라 선정된다. 예를 들어, 유리판이 무알칼리 유리인 경우, 내열 충격성이 우수한 질화규소질 세라믹스가 적합하다. 무알칼리 유리의 경우, 플로트 배스 (20) 내의 온도가 높은 경향이 있으므로, 내열 충격성이 높은 쪽이 조업 조작의 자유도가 높아지기 때문이다. 또한, 고온일수록 유리 리본 (G) 이나 용융 금속 (S) 과의 반응성이 문제가 되기 쉽지만, 질화규소질 세라믹스는 반응성에 대해서도 낮은 경향이 있기 때문이다. 또, 유리판의 종류가 소다 라임 유리인 경우, 질화규소질 세라믹스 외에, 탄화규소질 세라믹스나 알루미나계 세라믹스를 사용할 수 있다.
본 실시형태에서 사용되는 유리판의 조성은, 예를 들어, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO2 를 50 ∼ 75 ％, Al2O3 을 0.1 ∼ 24 ％, B2O3 을 0 ∼ 12 ％, MgO 를 0 ∼ 10 ％, CaO 를 0 ∼ 14.5 ％, SrO 를 0 ∼ 24 ％, BaO 를 0 ∼ 13.5 ％, Na2O 를 0 ∼ 20 ％, K2O 를 0 ∼ 20 ％, ZrO2 를 0 ∼ 5 ％, MgO＋CaO＋SrO＋BaO 를 5 ∼ 29.5 ％, Na2O＋K2O 를 0 ∼ 20 ％ 를 함유하는 것이다.
무알칼리 유리는, 알칼리 금속 산화물 (Na2O, K2O, Li2O) 을 실질적으로 함유하지 않는 유리이다. 무알칼리 유리 중의 알칼리 금속 산화물의 함유량의 합량 (Na2O＋K2O＋Li2O) 은, 예를 들어 0.1 ％ 이하여도 된다.
무알칼리 유리는, 예를 들어, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO2：50 ∼ 70 ％, 바람직하게는 50 ∼ 66 ％, Al2O3：10.5 ∼ 24 ％, B2O3：0 ∼ 12 ％, MgO：0 ∼ 10 ％, 바람직하게는 0 ∼ 8 ％, CaO：0 ∼ 14.5 ％, SrO：0 ∼ 24 ％, BaO：0 ∼ 13.5 ％, ZrO2：0 ∼ 5 ％ 를 함유하고, MgO＋CaO＋SrO＋BaO：8 ∼ 29.5 ％, 바람직하게는 9 ∼ 29.5 ％ 를 함유하는 것이다.
무알칼리 유리는, 왜곡점이 높고 용해성을 고려하는 경우는 바람직하게는, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO2：58 ∼ 66 ％, Al2O3：15 ∼ 22 ％, B2O3：5 ∼ 12 ％, MgO：0 ∼ 8 ％, CaO：0 ∼ 9 ％, SrO：3 ∼ 12.5 ％, BaO：0 ∼ 2 ％ 를 함유하고, MgO＋CaO＋SrO＋BaO：9 ∼ 18 ％ 를 함유하는 것이다.
무알칼리 유리는, 고 (高) 왜곡점을 고려하는 경우는 바람직하게는, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO2：54 ∼ 73 ％, Al2O3：10.5 ∼ 22.5 ％, B2O3：0 ∼ 5.5 ％, MgO：0 ∼ 10 ％, CaO：0 ∼ 9 ％, SrO：0 ∼ 16 ％, BaO：0 ∼ 2.5 ％, MgO＋CaO＋SrO＋BaO：8 ∼ 26 ％ 를 함유하는 것이다.
유리판의 종류가 무알칼리 유리인 경우, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 중, 적어도, 유리 리본 (G) 과 접촉하는 부분이, 질화규소질 세라믹스여도 되고, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 전체가 질화규소질 세라믹스가 아니어도 된다. 예를 들어, 금속, 카본 또는 다른 세라믹스로 이루어지는 기재 상에, 질화규소질 세라믹스의 층이 성막, 접합 또는 끼워 맞춤 등에 의해 형성되어 있어도 된다. 이와 같이, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 부위마다, 상이한 종류의 세라믹스가 사용되어도 된다. 또한, 본 실시형태에서는, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 전체가 질화규소질 세라믹스로 형성되어 있다.
질화규소질 세라믹스는, 질화규소의 분말과 소결 보조제의 분말을 포함하는 혼합 분말로 제조한 성형체를 소결한 소결체여도 된다. 소결 방법으로는, 상압 소결법, 가압 소결법 (핫 프레스 소결, 가스압 소결을 포함한다) 등이 있다. 소결 보조제로는, 예를 들어, 알루미나 (Al2O3), 마그네시아 (MgO), 티타니아 (TiO2), 지르코니아 (ZrO2), 및 이트리아 (Y2O3) 에서 선택되는 적어도 1 종류가 사용된다.
질화규소질 세라믹스는, 알루미늄 (Al) 의 함유량이 0.1 질량％ 이하, 바람직하게는 1 질량％ 미만, 마그네슘 (Mg) 의 함유량이 0.7 질량％ 이하, 바람직하게는 0.7 질량％ 미만, 티탄 (Ti) 의 함유량이 0.9 질량％ 이하, 바람직하게는 0.9 질량％ 미만인 것이 바람직하다. Al 함유량, Mg 함유량, 및 Ti 함유량이 상기의 범위이면, 유리 리본 (G) 과 잘 반응하지 않고, 또, 유리 리본 (G) 이 잘 부착되지 않기 때문에, 양호한 내구성이 얻어진다. 또한, Al 함유량, Mg 함유량, 및 Ti 함유량은, 각각 0 질량％ 여도 된다.
질화규소질 세라믹스는, 지르코늄 (Zr) 의 함유량이 3.5 질량％ 이하, 바람직하게는 3.5 질량％ 미만, 이트륨 (Y) 의 함유량이 0.5 질량％ 이상, 바람직하게는 0.5 질량％ 초과, 10 질량％ 이하, 바람직하게는 10 질량％ 미만인 것이 바람직하다. Zr 이나 Y 는, Al 이나 Mg, Ti 에 비해, 유리 리본 (G) 과 상호 확산하기 어려운 성분이므로, 상기 범위로 함유되어도 된다. 상기 범위로 함유됨으로써, 질화규소 분말의 소결을 촉진할 수 있다. 또한, Zr 은 임의 성분으로서, Zr 함유량은 0 질량％ 여도 된다.
또한, 본 실시형태의 질화규소질 세라믹스는, 상압 소결법 또는 가압 소결법에 의해 얻어지는 소결체라고 했지만, 반응 소결법에 의해 얻어지는 소결체여도 된다. 반응 소결법은, 금속 규소 (Si) 의 분말로 성형된 성형체를 질소 분위기 중에서 가열하는 방법이다. 반응 소결법은, 소결 보조제를 사용하지 않기 때문에, 고순도의 소결체가 얻어지고, 소결체의 유리 리본 (G) 에 대한 내구성을 향상할 수 있다.
세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 중심에는, 둥근 구멍 (52A) 이 관통 형성되어 있다. 둥근 구멍 (52A) 에는, 로드부 (64) 가 삽입 통과된다. 둥근 구멍 (52A) 의 내경은, 로드부 (64) 의 외경보다 크다.
세라믹스제 회전 부재 (50A) 에는, 1 쌍의 삽입 통과 구멍 (54A) 이 관통 형성되어 있다. 각 삽입 통과 구멍 (54A) 에는, 축부 (67 및 68) 가 삽입 통과된다. 각 삽입 통과 구멍 (54A) 의 내경은, 대응하는 축부 (67 및 68) 의 외경보다 크다.
세라믹스제 지지 롤 (40A) 은, 세라믹스제 회전 부재 (50A) 가 유리 리본 (G) 에 접촉했을 때, 냉각을 실시하는 금속제 지지 롤 (40) 과 비교하여 유리 리본 (G) 의 접촉부의 온도를 낮추지 않는다.
[복수의 지지 롤 (40) 및 세라믹스제 지지 롤 (40A) 의 배치예 1]
도 8 은, 복수의 지지 롤의 배치예 1 및 유리 리본 (G) 에 형성된 롤 자국을 상방에서 본 도면이다. 또한, 도 8 에 있어서는, 플로트 배스 (20) 에 형성된 복수의 지지 롤 (40), 복수의 세라믹스제 지지 롤 (40A) 의 일부를 나타내고 있으며, 실제로는 좀더 많은 지지 롤이 배치되어 있다. 또, 설명의 편의상, 유리 리본 (G) 의 에지 (가장자리부) 가 흐름 방향 (X 방향) 으로 직선적으로 나타나 있지만, 실제의 유리 리본 (G) 은 가로폭 방향 (Y 방향) 으로 수축하기 때문에, 도 1 에 나타내는 바와 같이 곡선적으로 변화한다.
도 8 에 나타내는 바와 같이, 지지 롤 배치예 1 에서는, 상기 복수의 지지 롤 (40) 과 복수의 세라믹스제 지지 롤 (40A) 이 배치된 경우를 나타내고 있다. 이 배치예 1 의 경우, 플로트 배스 (20) 에 있어서, 유리 리본 (G) 의 유입측 (상류측) 에 지지 롤 (40) 이 형성되어 있다. 그리고, 유리 리본 (G) 의 흐름 방향 (X 방향) 의 하류측에 세라믹스제 지지 롤 (40A) 이 형성되어 있다.
지지 롤 (40-2) 의 회전 부재 (50-2) 와 지지 롤 (40-1) 의 회전 부재 (50-1) 는, Y 방향의 상이한 위치에서 유리 리본 (G) 의 표면에 접촉한다. 그 때문에, 유리 리본 (G) 에는, 2 개의 롤 자국 (요철) (100 및 110) 이 형성된다.
각 세라믹스제 지지 롤 (40A) 의 위치는, 적어도 하나의 세라믹스제 지지 롤 (40A) 이 유리 리본 (G) 에 접촉하는 위치를, 유리 리본 (G) 의 흐름 방향의 상류측에 배치된 다른 지지 롤 (지지 롤 (40) 또는 세라믹스제 지지 롤 (40A)) 중 적어도 하나의 지지 롤 (지지 롤 (40) 또는 세라믹스제 지지 롤 (40A)) 이 유리 리본 (G) 에 접촉하는 위치와 겹치도록 설정되어 있다.
구체적으로는, 지지 롤 (40-1 및 40-2) 의 하류에 배치된 세라믹스제 지지 롤 (40A-1 및 40A-2) 은, 세라믹스제 회전 부재 (50A-1 및 50A-2) 의 접촉에 의한 롤 자국 (100 및 110) 이 롤 자국의 패임 (102 및 112) 과 일치하도록 배치되어 있다. 즉, 하류에 배치된 세라믹스제 회전 부재 (50A-1 및 50A-2) 는, 지지 롤 (40-1 및 40-2) 에 의한 롤 자국의 패임 (102 및 112) 과 겹치는 위치에서 유리 리본 (G) 에 접촉하도록 배치되어 있다.
세라믹스제 지지 롤 (40A-1 및 40A-2) 의 세라믹스제 회전 부재 (50A) 는, 유리 표면과의 접촉 폭이 지지 롤 (40-1 및 40-2) 보다 넓고, 또 재질상, 유리 리본 (G) 의 접촉면과의 마찰이 얻어진다.
도 9 는, 종래의 롤 자국과 배치예 1 의 롤 자국을 비교하는 유리 리본 (G) 의 종단면도이다. 도 9 의 (a) 는, 에지 영역 (불필요 영역) (B2) 에 형성되는 롤 자국 영역 (B3) 에 다수의 롤 자국 (120) 이 형성된 종래의 경우 (도 14 에 나타내는 바와 같이 각 지지 롤 (40-1 ∼ 40-4) 의 회전 부재 (50-1 ∼ 50-4) 의 각 접촉 위치를 Y 방향으로 어긋나게 한 경우) 를 나타내고 있다. 롤 자국 영역 (B3) 에는, 지지 롤 (40) 의 수와 동수 (同數) 의 복수의 롤 자국 (120) 이 형성된다. 그 때문에, 제품화의 과정에서 삭제되는 에지 영역 (B2) 이 폭이 넓어지고, 제품 영역 (B1) 의 가로폭이 좁아져 있다. 또한, 종래의 경우, 지지 롤 (40) 의 롤 자국 영역 (B3) 에 남는 복수의 롤 자국 (120) 은, 회전 부재 (50) 의 볼록부 (52a) 에 의한 것이며, 예각인 패임으로 이루어진다.
도 9 의 (b) 는, 도 8 에 나타내는 배치예 1 에 의해 형성된 1 쌍의 롤 자국 (100 및 110) 을 나타낸다. 즉, 에지 영역 (B2a) 의 롤 자국 영역 (B3a) 에는, 롤 자국의 패임 (102 및 112) 상에 겹치도록 롤 자국의 패임 (102 및 112) 의 오목부에 걸쳐서 롤 자국 (100 및 110) 이 형성되기 때문에, 도 9 의 (a) 에 나타내는 종래의 경우보다 롤 자국 영역 (B3a) 의 폭이 좁아진다. 따라서, 배치예 1 에 의해 성형된 유리 리본 (G) 의 제품 영역 (B1a) 이 종래의 제품 영역 (B1) 과 비교하여 폭이 넓어지고, 생산성 및 수율을 높이는 것이 가능해진다.
또한, 세라믹스제 지지 롤 (40A-1 및 40A-2) 에 의한 롤 자국 (100 및 110) 은, 세라믹스제 회전 부재 (50A-1 및 50A-2) 의 외주면 (56A) 의 외주 형상에 따른 것이며, 상류측 지지 롤에 의한 롤 자국의 패임 (102 및 112) 보다 폭이 넓다.
[지지 롤 (40) 및 세라믹스제 지지 롤 (40A) 의 배치예 2]
도 10 은 지지 롤의 다른 배치예 2 및 유리 리본 (G) 에 형성된 롤 자국을 상방에서 본 도면이다. 또한, 도 10 에 있어서는, 플로트 배스 (20) 에 형성된 복수의 지지 롤 (40) 및 세라믹스제 지지 롤 (40A) 의 일부를 나타내고 있다. 또, 설명의 편의상, 유리 리본 (G) 의 에지 (가장자리부) 가 흐름 방향 (X 방향) 으로 직선적으로 나타나 있지만, 실제의 유리 리본 (G) 은 가로폭 방향 (Y 방향) 으로 수축하기 때문에, 도 1 에 나타내는 바와 같이 곡선적으로 변화한다.
도 10 에 나타내는 바와 같이, 지지 롤 배치예 2 에서는, 상류측에 지지 롤 (40) 이 배치되고, 하류측에 세라믹스제 지지 롤 (40A) 이 배치된 경우를 나타내고 있다. 이 배치예 2 의 경우, 플로트 배스 (20) 에 있어서, 유리 리본 (G) 의 유입측 (상류측) 에 세라믹스제 지지 롤 (40A) 이 복수 형성되어 있다. 그리고, 유리 리본 (G) 의 흐름 방향 (X 방향) 의 하류측에 지지 롤 (40) 이 형성되어 있다.
지지 롤 (40) 의 회전 부재 (50), 그리고 세라믹스제 지지 롤 (40A-1 및 40A-2) 의 세라믹스제 회전 부재 (50A-1 및 50A-2) 가 동일한 유리 리본 (G) 의 표면에 접촉한다. 즉, 하류측의 세라믹스제 회전 부재 (50A-1 및 50A-2) 는, 상류측의 회전 부재 (50) 에 의한 롤 자국의 패임 (132) 상을 겹치는 위치에서 유리 리본 (G) 에 접촉한다. 그 때문에, 유리 리본 (G) 에는, 1 개의 롤 자국 (130) 과 롤 자국의 패임 (132) 이 일치하여 형성된다.
회전 부재 (50), 세라믹스제 회전 부재 (50A-1 및 50A-2) 의 위치는, 적어도 하나의 지지 롤이 유리 리본 (G) 에 접촉하는 위치를, 유리 리본 (G) 의 흐름 방향의 상류측에 배치된 다른 지지 롤 중 적어도 하나의 지지 롤이 유리 리본 (G) 에 접촉하는 위치와 겹치도록 설정해 둔다.
도 11 은 종래의 롤 자국과 배치예 2 의 롤 자국을 비교하는 유리 리본 (G) 의 종단면도이다. 도 11 의 (a) 는, 에지 영역 (불필요 영역) (B2) 에 형성되는 롤 자국 영역 (B3) 에 다수의 롤 자국 (120) 이 형성된 종래의 경우 (도 14 에 나타내는 바와 같이 각 지지 롤 (40-1 ∼ 40-4) 의 회전 부재 (50-1 ∼ 50-4) 의 각 접촉 위치를 Y 방향으로 어긋나게 한 경우) 를 나타내고 있다.
도 11 의 (b) 는, 도 10 에 나타내는 배치예 2 에 의해 형성된 롤 자국 (130) 을 나타낸다. 즉, 에지 영역 (B2a) 의 롤 자국 영역 (B3a) 에는, 롤 자국 (130) 상에 겹치도록 롤 자국의 패임 (132) 의 오목부에 걸쳐서 롤 자국 (130) 이 형성되기 때문에, 도 11 의 (a) 에 나타내는 종래의 경우보다 롤 자국 영역 (B3a) 의 폭이 좁아진다. 따라서, 배치예 2 에 의해 성형된 유리 리본 (G) 의 제품 영역 (B1a) 이 종래의 제품 영역 (B1) 과 비교하여 폭이 넓어지고, 생산성 및 수율을 높이는 것이 가능해진다.
[세라믹스제 지지 롤 (40A) 의 배치예 3]
도 12 는 지지 롤의 다른 배치예 3 및 유리 리본 (G) 에 형성된 롤 자국을 상방에서 본 도면이다. 도 12 에 나타내는 바와 같이, 지지 롤 배치예 3 에서는, 복수의 세라믹스제 지지 롤 (40A) 이 연속하여 배치된 경우를 나타내고 있다. 이 배치예 3 의 경우, 플로트 배스 (20) 에 있어서, 유리 리본 (G) 의 유입측 (상류측) 으로부터 하류측에 세라믹스제 지지 롤 (40A) 만이 연속하여 배치되어 있다.
상류측으로부터 세라믹스제 지지 롤 (40A-1), 세라믹스제 지지 롤 (40A-2), 및 세라믹스제 지지 롤 (40A-3) 은, 각각 세라믹스제 회전 부재 (50A-1, 50A-2 및 50A-3) 가 유리 리본 (G) 에 대해 동일한 접촉 위치가 되도록 설정되어 있다. 즉, 하류측의 세라믹스제 회전 부재 (50A-2 및 50A-3) 는, 상류측의 세라믹스제 회전 부재 (50A-1) 의 롤 자국 (140) 과 겹치는 위치에서 유리 리본 (G) 에 접촉한다. 그 때문에, 유리 리본 (G) 에는, 1 개의 롤 자국 (140) 이 형성된다.
또한, 세라믹스제 회전 부재 (50A-1, 50A-2 및 50A-3) 의 위치는, 적어도 하나의 지지 롤이 유리 리본 (G) 에 접촉하는 위치를, 유리 리본 (G) 의 흐름 방향의 상류측에 배치된 다른 지지 롤 중 적어도 하나의 지지 롤이 유리 리본 (G) 에 접촉하는 위치와 겹치도록 배치되어 있다.
도 13 은, 종래의 롤 자국과 배치예 3 의 롤 자국을 비교하는 유리 리본 (G) 의 종단면도이다. 도 13 의 (a) 는, 에지 영역 (불필요 영역) (B2) 에 형성되는 롤 자국 영역 (B3) 에 다수의 롤 자국 (120) 이 형성된 종래의 경우 (도 14 에 나타내는 바와 같이 각 지지 롤 (40-1 ∼ 40-4) 의 회전 부재 (50-1 ∼ 50-4) 의 각 접촉 위치를 Y 방향으로 어긋나게 한 경우) 를 나타내고 있다.
도 13 의 (b) 는, 도 12 에 나타내는 배치예 3 에 의해 형성된 롤 자국 (140) 을 나타낸다. 즉, 에지 영역 (B2a) 의 롤 자국 영역 (B3a) 에는, 1 개의 롤 자국 (140) 이 형성되기 때문에, 도 13 의 (a) 에 나타내는 종래의 경우보다 롤 자국 영역 (B3a) 의 폭이 좁아진다. 따라서, 배치예 3 에 의해 성형된 유리 리본 (G) 의 제품 영역 (B1a) 이 종래의 제품 영역 (B1) 과 비교하여 폭이 넓어지고, 생산성 및 수율을 높이는 것이 가능해진다.
상기 배치예 1 ∼ 3 은, 지지 롤 (40) 및 세라믹스제 지지 롤 (40A) 의 배치의 일례를 나타내고 있지만, 이외의 배치예를 채용해도 된다.
지지 롤 (40) 의 회전 부재 (50) 및 세라믹스제 지지 롤 (40A) 의 세라믹스제 회전 부재 (50A) 에 의한 유리 리본 (G) 에 대한 장력의 작용 방향은, 수평 방향 (Y 방향) 이어도 되고, 혹은 수평 방향에 대해 소정 각도 경사진 비스듬한 상방향이어도 된다.
상기 세라믹스제 회전 부재 (50A) 의 외주면 (56A) 의 형상은, 도 7 에 나타내는 것에 한정되지 않고, 완만한 곡면을 갖는 형상이면, 다른 형상으로 해도 된다.
각 지지 롤 (40) 및 세라믹스제 지지 롤 (40A) 에 의한 롤 자국은, 100 ％ 일치하지 않아도 일부가 중첩하도록 배치해도 된다.
금속제 지지 롤 (40) 로는, 볼록부 (52a) 가 일렬로 돌출하는 구성의 것이어도 되고, 혹은, 볼록부 (52a) 가 복수열로 돌출하는 구성의 것이어도 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태 및 실시예에 대하여 상세히 서술했지만, 본 발명은 상기한 특정한 실시형태 및 실시예에 한정되는 것이 아니라, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 여러 가지 변형·변경이 가능한 것이다.
본 국제출원은 2013년 5월 16일에 출원된 일본 특허출원 2013-104536호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체 내용을 여기에 원용한다.
10 : 유리판의 제조 장치
20 : 플로트 배스
22 : 욕조
24 : 측벽
26 : 천정
28 : 공간
30 : 가스 공급로
32 : 히터
32a : 발열부
34 : 구동 장치
40, 40-1, 40-2, 40-3, 40-4 : 지지 롤
40A, 40A-1, 40A-2, 40A-3 : 세라믹스제 지지 롤
41, 42 : 너트
50, 50-1, 50-2, 50-3 : 회전 부재
50A, 50A-1, 50A-2, 50A-3 : 세라믹스제 회전 부재
52 : 요철
52A : 둥근 구멍
52a : 볼록부
54A : 삽입 통과 구멍
56A : 외주면
60, 60A : 연결 부재
62 : 샤프트부
63 : 플랜지부
64 : 로드부
67, 68 : 축부
70, 70-1, 70-2, 70A, 70A-1, 70A-2, 70A-3 : 축 부재
100, 110, 120, 130, 140 : 롤 자국
102, 112, 132 : 롤 자국의 패임
G : 유리 리본
B1, B1a : 제품 영역
B2, B2a : 에지 영역
B3, B3a : 롤 자국 영역
L1 : 공급 영역
L2 : 성형 영역
L3 : 서랭 영역
S : 용융 금속

Claims (7)

  1. 용융 유리를 플로트 배스의 유입구로부터 플로트 배스 내의 용융 금속 상에 공급하고, 상기 용융 금속 상을 흐르는 유리 리본에 상기 플로트 배스의 양측에 배치된 복수의 지지 롤의 회전 부재를 접촉시켜 상기 유리 리본을 가로폭 방향으로 넓혀 소정의 두께로 성형하는 유리판의 제조 장치에 있어서,
    적어도 하나의 세라믹스제 지지 롤이 상기 유리 리본에 접촉하는 위치를, 상기 유리 리본의 흐름 방향의 상류측에 배치된 다른 지지 롤 중 적어도 하나의 지지 롤이 상기 유리 리본에 접촉하는 위치와 겹치도록 배치하고,
    상기 적어도 하나의 세라믹스제 지지 롤의 상기 유리 리본에 접촉하는 회전 부재의 당해 유리 리본과의 접촉 폭이 상기 다른 지지 롤 중 적어도 하나의 지지 롤의 상기 회전 부재보다 넓은 것을 특징으로 하는 유리판의 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세라믹스제 지지 롤은, 상기 유리 리본에 접촉하는 회전 부재가 세라믹스에 의해 형성되고, 상기 회전 부재의 외주면의 두께가 5 ㎜ 이상 120 ㎜ 이하인 유리판의 제조 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 다른 지지 롤 중 적어도 하나의 지지 롤은, 상기 유리 리본에 접촉하는 회전 부재가 금속에 의해 형성되는, 유리판의 제조 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 다른 지지 롤 중 적어도 하나의 지지 롤은, 상기 유리 리본에 접촉하는 회전 부재가 세라믹스에 의해 형성된 유리판의 제조 장치.
  5. 용융 유리를 플로트 배스의 유입구로부터 플로트 배스 내의 용융 금속 상에 공급하고, 상기 용융 금속 상을 흐르는 유리 리본에 상기 플로트 배스의 양측에 배치된 복수의 지지 롤의 회전 부재를 접촉시켜 상기 유리 리본을 가로폭 방향으로 넓혀 소정의 두께로 성형하는 유리판의 제조 방법에 있어서,
    적어도 하나의 세라믹스제 지지 롤이 상기 유리 리본에 접촉하는 위치를, 상기 유리 리본의 흐름 방향의 상류측에 배치된 다른 지지 롤 중 적어도 하나의 지지 롤이 상기 유리 리본에 접촉하는 위치와 겹치도록 배치하는 공정을 갖고,
    상기 적어도 하나의 세라믹스제 지지 롤의 상기 유리 리본에 접촉하는 회전 부재의 당해 유리 리본과의 접촉 폭이 상기 다른 지지 롤 중 적어도 하나의 지지 롤의 상기 회전 부재보다 넓은 것을 특징으로 하는 유리판의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다른 지지 롤 중 적어도 하나의 지지 롤은, 상기 유리 리본에 접촉하는 회전 부재가 금속에 의해 형성되는, 유리판의 제조 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 지지 롤에 의해 성형된 상기 유리 리본을 서랭하고, 절단하는 공정을 갖는, 유리판의 제조 방법.
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