KR20030074259A - 플로트 유리 리본을 제조하기 위한 플로트 플랜트의리프트 아웃 롤러의 표면을 세정하기 위한 장치 - Google Patents

플로트 유리 리본을 제조하기 위한 플로트 플랜트의리프트 아웃 롤러의 표면을 세정하기 위한 장치 Download PDF

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KR10-2003-0013957A
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라우텐샬게르게르하드
쉬나이더클라우스
아펠헬무트
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칼-짜이스-슈티푸통 트레이딩 에즈 쇼트 그라스
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Abstract

본 발명은, 세정 블록에 의해, 플로트 유리 리본을 제조하기 위한 플로트 플랜트에서 플로트 조의 단부에서 주석 조의 표면으로부터 플로트 유리 리본을 인발하고, 이 유리 리본을 그의 상측으로 이송하는 리프트-아웃 롤러의 표면을 세정하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 세정 블록이 리프트-아웃 롤러의 하측면에서 지지되며, 상기 세정 블록이 SiC, ZrO2및/또는 Al2O3와 같은 미세하게 연마된 경질 재료와 6각형 BN의 혼합물을 포함하며, 플로트 유리 리본의 표면 품질 손상을 고려하지 않고도 더 높은 세정 효과가 얻어진다.

Description

플로트 유리 리본을 제조하기 위한 플로트 플랜트의 리프트 아웃 롤러의 표면을 세정하기 위한 장치{Device for cleaning the surfaces of lift-out rollers of a float plant for producing a floated glass ribbon}
본 발명은 플로트 유리 리본을 제조하기 위한 플로트 플랜트에서, 플로트 조(float bath)의 단부에서 주석 조의 표면으로부터 플로트 유리 리본을 인발하고 이를 그 상부측에서 계속 이송하는 리프트-아웃(lift-out) 롤러의 표면을 세정하기 위한 장치에 관한 것이다. 그에 따라, 상기 유리 리본은 플로트 조의 주석 표면으로부터 2 또는 3개 리프트-아웃 롤러에 의해 리프팅 박스에서 인발된다. 따라서, 그 유리 리본은 하측면에 주석 및 주석 산화물(SnO, SnO2)을 갖는다. 그 결과, 리프트-아웃 롤러의 표면과 유리 리본의 하측면의 접촉 중에, 리프트-아웃 롤러가 주석 및 주석 산화물(dross)로 오염된다.
통상적으로, 리프트-아웃 롤러의 롤러 본체는 내열 강(steel)으로 형성된다. 주석 및/또는 주석 산화물(dross)의 입자가 부착력에 의해 롤러 본체들의 표면에 부착하여 남는다. 롤러 본체의 성분들(철, 크롬, 니켈)로부터 그리고 접착성 주석 및/또는 주석 산화물로부터 합금이 형성된다. 이러한 합금 형성은 리프팅 박스내의 온도가 높을 수록 더 빨리 일어난다.
주석 접착, 합금 형성 및 산화는 롤러 본체의 표면의 부착 및 국부적 부식을 가져온다. 리프트-아웃 롤러의 롤러 본체의 표면상의 이러한 결함은 스크래치, 롤러 자국, 미세 균열 등과 같은 유리 결함을 가져온다.
와이어 브러시에 의해 리프트-아웃 롤러의 표면으로부터 롤러 본체상의 이들부착물을 제거하려는 시도가 항상 있었다. 그러나, 이것은 일반적으로 별로 효과적이 아니다. 유리 리본의 하측면상의 유리 결함이 주석 및 주석 산화물에 의한 오염으로 인해서 증가하면, 리프트-아웃 롤러가 교환되어야 한다.
플로트 유리 리본의 품질의 개량은 세라믹으로 된 롤러 본체를 갖는 리프트-아웃 롤러를 사용함으로써 달성될 수 있다. 그에 따라, 특히 슬립 주조 및 소결된 용융형 실리카 세라믹이 사용된다. 이러한 용융형 실리카 세라믹은 주석 및 주석 산후물에 불활성이어서, 합금 형성이 일어나지 않는다. 이에 더해서, 용융형 실리카 세라믹은 황 및 황 화합물과 반응하지 않는다. 용융형 실리카 세라믹으로 된 롤러 본체와 및 내열성 강으로 된 연속 롤러 축을 갖는 이러한 유형의 리프트-아웃 롤러가 일본국 공개특허공고 07-069657호 및 07-069658호에 공지되어 있다
일본국 공개특허공고 2000-154028호에서 도시된 바와 같이, 용융형 실리카 세라믹으로 형성된 롤러 본체가 무기, 비(非)금속 물질의 코팅을 가지는 리프트-아웃 롤러 역시 공지되어 있다.
세라믹 롤러-본체로부터 형성되는 리프트-아웃 롤러의 한가지 단점은 세정 장치(기계적 브러시, 스크레이퍼(scraper), 면도기 등)에 대한 낮은 기계적 저항이다. 따라서, 이러한 유형의 리프트-아웃 롤러의 표면은 일반적으로, 압축되는 흑연으로 된 블록에 의해 접착성 외부 입자가 연속적 세정된다. 흑연 블록은 탄성력에 의해 하부로부터 리프트-아웃 롤러에 대해 압축된다. 흑연의 단점은 산화 분위기에서 부적당한 열 저항을 가진다는 것이다. 탄소의 산화는 600℃로부터 시작된다. 흑연은 "연소한다". 리프트-아웃 롤러에서 700℃보다 높은 온도가 요구되는데, 특히 높은 변형점을 갖는 특수 유리를 플로팅할 때 요구된다. 흑연 세정 블록의 서비스 수명은 매우 낮다. 또한, 흑연의 낮은 산화 저항은, 일본국 공개특허공고 11-302029호에 제안된 바와 같이, 롤러 본체에 대한 "탄소"의 사용을 허용하지 않는다.
본 발명의 목적은, 리프트-아웃 롤러의 표면의 연속 세정을 허용하지만 롤러의 표면을 기계적으로 손상시키지 않는, 앞에서 설명된 유형의 장치를 제공하는데 있다. 이에 더해서, 롤러 표면상에 그리고 유리 리본의 하측면에 어떤 손상 잔유물도 남지 않으며, 600 내지 800℃ 보다 높은 온도 저항이 주어지는 것이 보장되도록 한다.
도 1은 플로트 조의 폭의 일부에 걸쳐 리프트-아웃 롤러의 영역에서 연장하는 본 발명의 장치의 부분도,
도 2는 플로트 조로부터 리프트-아웃 장치로의 전이 영역을 통한 부분적인 길이방향 단면도,
도 3은 흑연으로 된 기저체에 연결되는, 본 발명에 따른 재료 혼합물로 된 삽입체를 갖는 세정 블록,
도 4 및 도 5는 삽입체가 도브테일 조인트를 통해 흑연으로 된 기저체에 연결되는 조립된 세정 블록을 90도 회전시켜 나타낸 2개의 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10, 10.1, 10.2, 10.3: 리프트 아웃 롤러11: 롤러 축
13: 장착대14, 15: 조정 장치20: 세정 블록
21: 삽입체22: 기저체23: 은촉이음부
24: 도브테일 조인트25: 압축 스프링
이러한 목적은, 세정 블록이 리프트-아웃 롤러의 하측면에서 지지되며, 이 세정 블록은 SiC, ZrO2및/또는 Al2O3와 같은 미세 연마 경질 재료와 6각형 BN의 혼합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따라 달성된다.
6각형 BN(보론 질화물)은 흑연 구조를 가지며, 그의 기계적 성질 및 열 성질이 흑연과 유사하다. 공기중에서의 6각형 BN의 최대 사용 온도는 1000℃이다. BN은 비교적 낮은 경도(Knoop에 따라 2300, Vickers 경도는 약 20)로 인해서 경질 재료에 포함되지 않는다. 따라서, 보론 질화물(BN)은 특수 강 또는 용융형 실리카 세라믹으로 형성되는 리프트-아웃 롤러의 표면을 손상시킬 수 없다. BN의 낮은 경도로 인해서, 세정 효과는 흑연에서 보다 확실히 낮다. 따라서, 6각형 BN의 열 성질과 흑연의 기계적 성질을 가지는 재료가 요구된다. 세정 블록을 위한 그러한 최적 재료는 SiC, ZrO2및/또는 Al2O3와 같은 미세하게 연마된 경질 재료와 6각형 BN의 혼합물이다.
미세하게 연마된 경질 재료의 유형 및 비율에 따라, 리프트-아웃 롤러의 마모 및 찢어짐에 대한 저항이 정해진 방식으로 설정될 수 있다. 따라서, 세정 블록의 마모 및 찢어짐에 대한 저항은 롤러 본체의 것보다 더 작아야 하지만, 롤러 본체의 표면을 적당히 세정을 달성하기에 충분히 커야 한다.
세정을 균일하게 유지하기 위해, 본 발명에 의하면, 세정 블록이 압축 스프링의 장력하에서 리프트-아웃 롤러의 하측면에 대해 접하여 있다. 그에 따라, 충분히 큰 세정 표면을 얻기 위해, 세정 블록의 접촉 면이 리프트-아웃 롤러의 굴곡된 외주면에 적합하게 된 구성이 부가적으로 제공될 수 있다.
세정 블록은 흑연으로 된 기저체(basic body)와 경질 재료와 6각형 BN으로 된 삽입체(insert)를 포함하도록 구성되는 것이 유리하다. 이 삽입체는 리프트-아웃 롤러를 향해서 흑연 기저체에 삽입된다.
따라서, 삽입체 및 기저체는 이 삽입체가 리프트-아웃 롤러의 축방향으로 정렬되는 은촉이음부(tongue and groove joint), 특히, 도브테일(dovetail) 조인트에 의해 흑연 기저체에 연결되어 세정 블록에 결합된다.
유리 리본의 폭이 실제로 상당히 클 수 있기 때문에, 제조상의 이유로, 다수의 세정 블록이 리프트-아웃 롤러의 축방향으로 서로 이웃해서 배치되게 된다.
세정 블록의 삽입체에 특별히 적합한 혼합물은 50 중량%의 6각형 BN, 10 중량%의 SiC, 및 40 중량%의 ZrO2를 포함하고, 열간 프레싱 또는 고온 아이소스태틱(isostatic) 프레싱에 의해 성형체로 제조된다.
본 발명에 따르면, 세정 블록이 압축 스프링에 의해 장착대에 지지되고 세정 블록을 갖는 장착대가 조정 장치에 의해 리프트-아웃 롤러의 하측면의 방향으로 수직으로 조정이 가능하며 고정 가능하게 되어, 세정 블록이 사용후에 그에 대응하여 재조정될 수 있는 구성이 제공된다. 리프트-아웃 롤러는 강(steel) 롤러 축상에 배치된 롤러 본체를 포함하며, 이 롤러 본체는 슬립 주조 및 소결된 용융형 실리카 세라믹과 같은, 내열성 강 또는 세라믹으로 만들어진다.
SiC, ZrO2및/또는 Al2O3와 같은 미세 연마 경질 재료와 6각형 BN의 혼합물을 포함하는 세정 블록을 갖는 본 발명에 따른 장치는 흑연으로 된 세정 블록에 비해 상당한 장점을 갖는다. 한편, 1000℃까지의 산화 저항 및 마모 및 찢어짐에 대한 더 큰 저항이 얻어진다. 리프트-아웃 롤러의 표면상에서의 세정 효과는 롤러 본체의 표면을 손상시킬 염려없이 개선되어, 롤러 본체의 표면의 결함으로 인한 유리 결함이 방지된다.
이에 더해서, 세정 블록, 즉, 새로운 재료 혼합물을 갖는 삽입체의 재료로 된로 된 박막이 리프트-아웃 롤러의 표면상에 형성된다. 이러한 박막은 유리 용융물에 의해 젖지 않으므로, 리프트-아웃 롤러, 즉, 그의 롤러 본체를 위한 보호 층으로서 작용한다.
이하, 도면에서 예시된 실시예에 의거하여 본 발명은 더 상세히 설명한다.
플로트 방법에 따른 플로트 유리의 제조에 있어서, 유리 용융 조(bath)에서 유리를 용융시키고, 유리를 정련시키고, 스파우트 립(spout lip)을 통해 조정가능한 조정 슬라이드(트윌(Tweel))를 갖는 공급 채널에서 플로트 조로 유리를 공급하는 것이 일반적이며, 이 유리 용융물은 주석 조의 상측으로 진행한다.
리프트-아웃 롤러(10, 10.1, 10.2, 10.3)(도 1 및 도 2)를 갖는 리프트-아웃 장치가 플로트 조에 인접하며, 상기 리프트-아웃 롤러는 주석 조의 표면(31)으로부터 플로트 유리 리본을 인발하고, 그것을 상측면을 통해 더 이송한다. 그에 따라, 리프트-아웃 롤러(10, 10.1, 10.2, 10.3)는 그의 단부(12)를 통해 회전 운동이 설정된 강으로 된 롤러 축(11)을 가질 수 있다. 이 롤러 축(11)은, 예를 들어, 특수 강 또는 세라믹, 예를 들어, 슬립 주조 및 소결된 용융형 실리카 세라믹과 같은 내열성 강으로 형성된 롤러 본체를 지지한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 리프트-아웃 장치는 3개의 리프트-아웃 롤러(10.1, 10.2, 103)을 가지며, 그의 상측은 주석 조의 표면(31) 위에서 조정된다. 그에 따라, 세정 장치는 각각의 리프트-아웃 롤러의 하부에 배치되고, 리프트-아웃 롤러의 축방향으로 함께 결합된 다수의 세정 블록(20)을 포함한다. 이들 세정 블록(20)은 적당한 세정 효과를 얻기 위해 리프트-아웃 롤러(10.1, 10.2, 10.3)의 하측에서 장력 하에 압축 스프링(25)에 의해 유지된다. 그에 따라, 세정 블록(20)은 압축 스프링(25)이 지지되는 장착대(13)에서 고정되어 있다. 세정 블록(20)을 갖는 장착대(13)는 수직으로 조정될 수 있고, 조정 장치(14, 15)를 통해 재조정될 수 있다. 그에 따라, 세정된 품목들이 수집 및 제거될 수 있다.
도 1 및 도 2에서, 본 발명에 따른 장치를 설명하는데 중요한 부품들에만 참조 번호가 제공되어 있다. 플로트 플랜트의 나머지 부품들의 디자인 및 배치는 공지된 방식으로 수행된다.
세정 블록(20)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 흑연으로 된 기저체(22)와, 새로운 재료 혼합물로 제조된 삽입체(21)로 조립될 수 있다. 그에 따라, 기저체(22)와 삽입체(21)의 결합은 은촉이음부(23)에 의해 이루어질 수 있고, 그 이음 방향은 리프트-아웃 롤러(10, 10.1, 10.2 또는 10.3)의 롤러 축(11)에 평행하게 향한다.
도 4 및 도 5의 2개의 도면에 나타낸 바와 같이, 삽입체(21)는 도브테일 조인트(24)를 통해 기저체(22)에 연결될 수도 있다. 각각의 경우, 리프트-아웃 롤러(10, 10.1, 10.2 또는 10.3)가 삽입체(21)에 유리 리본의 이동방향에 거슬리는 장력을 발휘하면, 삽입체(21)는 연결방향의 선택으로 인해 기저체(22)로부터 떨어질 수 없다.
따라서, 전체 세정 블록은 완전히 새로운 재료 혼합물로 제조될 필요가 없다. 롤러 본체의 하측면을 향하는 리프트-아웃 롤러(10.1, 10.2, 10.3)의 삽입체가 나타내는 바와 같이, 전체 용적의 일부가 충족된다.
신규의 장치에서 중요한 점은 세정 블록(20)의 삽입체(21)을 위한 재료 선택이다. 그에 따라, 신규의 재료 혼합물로 제조되는 세정 블록(20)만이 삽입체(21)의 크기 및 형상에서 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다. SiC, ZrO2및/또는 Al2O3, 특히 10 중량%의 SiC 및 40 중량%의 ZrO2와 같은 미세하게 연마된 경질 재료와 50 중량% 6각형 보론 질화물(BN)을 포함하는 재료 혼합물이 특히 적합한 것으로 입증되었고, 상기 재료 혼합물은 성형체로 열간 프레스된다.
본 발명에 의하면, 리프트-아웃 롤러의 표면의 연속 세정을 허용하지만 롤러의 표면을 기계적으로 손상시키지 않는 세정 장치가 제공된다.

Claims (9)

  1. 플로트 유리 리본을 제조하기 위한 플로트 플랜트에서 플로트 조의 단부에서 주석 조의 표면으로부터 플로트 유리 리본을 인발하고, 이 유리 리본을 상측에서 계속 이송하는 리프트-아웃 롤러의 표면을 세정 블록에 의해 세정하기 위한 장치에 있어서,
    상기 세정 블록(20)은 상기 리프트-아웃 롤러(10, 10.1, 10.2, 10.3)의 하측에 지지되어 있고, 상기 세정 블록은 SiC, ZrO2및/또는 Al2O3와 같은 미세하게 연마된 경질 재료와 6각형 BN의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 플로트 플랜트의 리프트-아웃 롤러 표면 세정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 세정 블록(20)은 압축 스프링(25)의 장력하에 상기 리프트-아웃 롤러(10, 10.1, 10.2, 10.3)의 하측면에 대해 접하는 것을 특징으로 하는 플로트 플랜트의 리프트-아웃 롤러 표면 세정장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 세정 블록(20)의 접촉 면은 상기 리프트-아웃 롤러(10, 10.1, 10.2, 10.3)의 굴곡된 외주면에 적응하도록 된 것을 특징으로 하는 플로트 플랜트의 리프트-아웃 롤러 표면 세정장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세정 블록(20)은 흑연 기저체(22)와, 상기 리프트-아웃 롤러(10, 10.1, 10.2, 10.3)으로 향하여 상기 흑연 기저체(22)에 삽입되는 경질 재료와 6각형 BN으로 된 삽입체(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플로트 플랜트의 리프트-아웃 롤러 표면 세정장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 삽입체(21)는, 상기 리프트-아웃 롤러(10, 10.1, 10.2, 10.3)의 축방향으로 정렬되는 은촉이음부(23), 특히, 도브테일 조인트(24)에 의해 상기 흑연 기저체(22)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 플로트 플랜트의 리프트-아웃 롤러 표면 세정장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 세정 블록(20)이 상기 리프트-아웃 롤러(10, 10.1, 10.2, 10.3)의 축방향으로 서로 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 플로트 플랜트의 리프트-아웃 롤러 표면 세정장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세정 블록(20)의 삽입체(21)는 열간 프레싱 또는 고온 아이소스태틱(isostatic) 프레싱에 의해 50 중량%의 6각형 BN, 10 중량%의 SiC 및 40 중량%의 ZrO2를 포함하는 혼합물로 제조되는 것을 특징으로 하는 플로트 플랜트의 리프트-아웃 롤러 표면 세정장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세정 블록(20)은 압축 스프링에 의해 장착대(13)에 지지되고, 조정가능하며, 상기 세정 블록(20)와 함께 상기 장착대(13)는 조정 장치(14, 15)에 의해 상기 리프트-아웃 롤러(10, 10.1, 10.2, 10.3)의 하측의 방향으로 수직으로 조정가능하며 고정가능한 것을 특징으로 하는 플로트 플랜트의 리프트-아웃 롤러 표면 세정장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리프트-아웃 롤러(10, 10.1, 10.2, 10.3)는 강으로 된 롤러 축(11)상에 배치된 롤러 본체를 가지며, 그 롤러 본체는 슬립 주조 및 소결된 용융형 실리카 세라믹과 같은 내열성 강 또는 세라믹으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 플로트 플랜트의 리프트-아웃 롤러 표면 세정장치.
KR10-2003-0013957A 2002-03-06 2003-03-06 플로트 유리 리본을 제조하기 위한 플로트 플랜트의리프트 아웃 롤러의 표면을 세정하기 위한 장치 KR20030074259A (ko)

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