KR20120038967A - 유리판의 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents

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다까시 무까이
다께시 나라끼
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아사히 가라스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 성형체의 양측면을 따라 용융 유리를 유하시키는 것, 상기 성형체의 하부 테두리부 직하에서 합류시켜 일체화시키는 것, 및 당해 일체화된 판 형상의 유리 리본의 폭 방향 단부를 롤러 쌍으로 협지해서 하방으로 내보냄으로써 상기 유리 리본을 하방으로 잡아 늘여, 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 평균 두께를 0.3㎜ 이하로 성형하는 것을 포함하는 유리판의 제조 방법에 있어서, 상기 롤러 쌍의 롤러에 의해 상기 유리 리본의 폭 방향 단부에 작용하는 협지력 F(단위: N)와 성형 후의 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 평균 두께 T(단위: ㎜)의 비 F/T가 하기 수학식 1로 나타내어지는 관계를 만족하는 범위로 상기 협지력을 조절하는 유리판의 제조 방법에 관한 것이다.
<수학식 1>
Figure pct00008

Description

유리판의 제조 방법 및 제조 장치 {GLASS PLATE PRODUCTION METHOD AND PRODUCTION DEVICE}
본 발명은 유리판의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
고품질 유리판의 제조 방법으로서, 종래로부터 퓨전법이라 일컫는 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 퓨전법은 하방을 향해서 수렴하는 단면이 쐐기 모양인 성형체의 양측면을 따라 용융 유리를 유하시키며, 또한 이들 용융 유리를 성형체의 하부 테두리부 직하에서 합류시켜 일체화하고, 일체화된 판 형상의 유리 리본을 냉각하면서 하방으로 인장함으로써 소정의 두께로 성형하는 방법이다. 성형 후의 유리 리본은 그의 폭 방향 양단부가 잘려서 버려지고, 남은 폭 방향 중앙부가 제품인 유리판으로서 제공된다.
통상적으로 성형체의 하방에는 적어도 한 쌍의 롤러가 설치되어 있다. 한 쌍의 롤러는 모터 등의 구동 장치에 의해 회전 구동되고, 유리 리본의 폭 방향 단부를 협지해서 하방으로 내보낸다. 유리 리본은 성형체의 하부 테두리부 직하에서는 소정의 두께보다 두껍고, 하방으로 인장하는 힘에 의해 얇게 잡아 늘여진다. 유리 리본을 하방으로 인장하는 힘으로서는, 한 쌍의 롤러로부터 유리 리본에 작용하는 회전 토크 외에, 유리 리본의 자중을 이용할 수 있다.
특허문헌 1에서는 유리 리본의 재단 등에 의해 유리 리본의 자중이 정상적으로 변화하는 경우에, 유리 리본을 하방으로 인장하는 힘을 일정하게 유지하기 위해서, 유리 리본으로부터 각 롤러에 작용하는 부하를 검출하고, 검출 결과에 기초하여 각 롤러의 회전 속도를 제어하는 것이 제안되어 있다.
일본 특허 공표 제2008-501605호 공보(단락[0029])
그런데, 한 쌍의 롤러(이하, 롤러 쌍이라고 함)에 의해 유리 리본의 폭 방향 단부에 작용하는 협지력이 너무 약하면, 롤러 쌍이 유리 리본에 대하여 슬립하기 때문에, 유리 리본을 균등하게 잡아 늘이기 어려워진다. 또한, 협지력이 너무 강하면 과도한 부하가 유리 리본의 폭 방향 단부에 걸리므로, 유리 리본이 깨지는 경우가 있다.
또한, 협지력의 적절한 범위는 성형 조건에 따라서 바뀌는 경향이 있다. 이 경향은 유리판의 두께가 얇아질수록 현저하며, 특히 유리판의 두께가 0.3㎜ 이하인 경우에 유리판의 강성이 두드러지게 낮아지므로 현저하다.
여기서 성형 조건이란, 유리판을 성형하는 조건을 말하고, 예를 들어 유리판의 조성이나 두께, 유리 리본을 하방으로 인장하는 힘, 유리 리본의 반송 속도나 온도 분포나 폭 방향 양단부의 두께 등 외에, 유리판의 제조 장치를 구성하는 성형체 및 성형 노벽(爐壁)의 재료, 크기, 배치나 제조 장치 운전 중의 장치 내부 온도 분포 등을 포함한다. 또한, 성형로 내부를 승온시키기 위한 발열체의 배치, 발열량, 제어 방법 등도 포함한다.
그러나, 종래의 제조 방법으로는 롤러 쌍 사이의 간격이 고정되어 있어, 협지력을 조절하기 어려워서 성형 조건의 변화에 대응하기 곤란하였다. 이 때문에, 평균 두께 0.3㎜ 이하의 유리판을 연속적으로 성형하는 것이 곤란하였다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 성형 조건의 변화에 용이하게 대응할 수 있고, 평균 두께 0.3㎜ 이하의 유리판을 연속적으로 성형할 수 있는 유리판의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 해결하기 위해서 본 발명은,
성형체의 양측면을 따라 용융 유리를 유하시키는 것, 상기 성형체의 하부 테두리부 직하에서 합류시켜 일체화시키는 것, 및 당해 일체화된 판 형상의 유리 리본의 폭 방향 단부를 롤러 쌍으로 협지해서 하방으로 내보냄으로써 상기 유리 리본을 하방으로 잡아 늘여, 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 평균 두께를 0.3㎜ 이하로 성형하는 것을 포함하는 유리판의 제조 방법에 있어서,
상기 롤러 쌍의 롤러에 의해 상기 유리 리본의 폭 방향 단부에 작용하는 협지력 F(단위: N)와 성형 후의 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 평균 두께 T(단위: ㎜)의 비 F/T가 하기 수학식 1로 나타내어지는 관계를 만족하는 범위로 상기 협지력을 조절한다.
Figure pct00001
또한, 본 발명은,
하부 테두리부 직하에서 양측면을 따라 유하한 용융 유리를 합류시켜 일체화시키는 성형체와, 당해 성형체에 의해 일체화된 판 형상의 유리 리본의 폭 방향 단부를 협지해서 하방으로 내보내는 롤러 쌍을 갖고, 상기 유리 리본을 하방으로 잡아 늘여, 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 평균 두께를 0.3㎜ 이하로 성형하는 유리판의 제조 장치에 있어서,
상기 롤러 쌍의 롤러에 의해 상기 유리 리본의 폭 방향 단부에 작용하는 협지력 F(단위: N)와 성형 후의 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 평균 두께 T(단위: ㎜)의 비 F/T가 하기 수학식 1로 나타내어지는 관계를 만족하는 범위로 상기 협지력을 조절하는 조절 유닛을 갖는다.
<수학식 1>
Figure pct00002
본 발명에 따르면, 성형 조건의 변화에 용이하게 대응할 수 있고, 평균 두께 0.3㎜ 이하의 유리판을 연속적으로 성형할 수 있는 유리판의 제조 방법 및 제조 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 유리판의 제조 장치를 나타내는 일부 단면의 측면도이다.
도 2는 도 1의 유리판의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 3은 조절 유닛(31)의 일례를 도시하는 측면도이다.
도 4는 도 3의 변형예를 도시하는 측면도이다.
도 5는 각 롤러 쌍(20)의 구동 제어계를 도시하는 블록도이다.
도 6은 도 2의 변형예를 도시하는 정면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 유리판의 제조 장치를 나타내는 일부 단면의 측면도이다. 도 2는 도 1의 유리판의 제조 장치를 도시하는 정면도이다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 유리판의 제조 장치는 성형체(11)와 제1 롤러(21a)와 제2 롤러(22a), 제1 롤러(21b)와 제2 롤러(22b), 제1 롤러(21c)와 제2 롤러(22c), 제1 롤러(21d)와 제2 롤러(22d)의 각 롤러 쌍을 구비한다. 도 1 및 도 2에 있어서는, 유리 리본(12A)의 폭 방향 편단부에 4쌍의 롤러 쌍, 즉 유리 리본(12A)의 폭 방향 양단부에 합계 8쌍의 롤러 쌍을 구비한 예를 나타내지만, 5쌍 이상 구비할 수도 있고, 롤러 쌍의 수에 제한은 없다.
성형체(11)는 예를 들어 알루미나질이나 지르코니아질 등의 내화물로 구성되어 있다. 성형체(11)는 하방을 향해서 수렴하는 단면이 쐐기 모양인 형상을 갖는다. 성형체(11)의 상부에는 오목부(13)가 형성되어 있다.
성형체(11)의 오목부(13)에는 용융 유리 공급관(도시하지 않음)이 접속되어 있다. 이 용융 유리 공급관으로부터 오목부(13) 내에 공급된 용융 유리(12)는 오목부(13)의 상부 테두리(즉, 성형체(11)의 상부 테두리)(14)로부터 흘러넘쳐, 성형체(11)의 양측면을 따라 유하하고, 성형체(11)의 하부 테두리부(15) 직하에서 합류해 일체화된다. 일체화된 용융 유리(12)는 판 형상 유리 리본(12A)이 된다. 성형체(11)의 하방에는 롤러 쌍(20)이 설치되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시하는 예에서는, 유리 리본(12A)의 폭 방향 편단부에 있어서 도 2에서의 좌우 양측 표면측과 이면측의 양측에 롤러가 1개씩 배치되어 있고, 또한 도 1 및 2에서 상하 방향으로 4개 배치되어 있다. 상기 롤러는 유리 리본(12A)의 폭 방향 양단부에 배치되어 있기 때문에, 전체적으로 16개의 롤러, 다시 말해 8쌍의 롤러 쌍(20)이 배치되게 된다. 8쌍의 롤러 쌍(20)은 각각 유리 리본(12A)의 폭 방향 단부를 협지해서 하방으로 내보낸다. 이에 의해, 유리 리본(12A)을 하방으로 잡아 늘여서 성형한다.
성형 후의 유리 리본(12A)은 그의 폭 방향 양단부를 잘라 버려지고, 남은 폭 방향 중앙부가 제품인 유리판으로서 제공된다.
롤러 쌍(20)은 모터 등의 구동 장치에 의해 회전 구동되고, 유리 리본(12A)의 폭 방향 단부를 협지해서 하방으로 내보낸다. 유리 리본(12A)은 성형체(11)의 하부 테두리부(15) 직하에서는 소정의 두께보다 두껍고, 하방으로 인장하는 힘에 의해 얇게 잡아 늘여진다. 유리 리본(12A)을 하방으로 인장시키는 힘으로서는, 롤러 쌍(20)에 의해 유리 리본(12A)에 작용하는 회전 토크 외에, 유리 리본(12A)의 자중을 이용할 수 있다.
롤러 쌍(20)과 유리 리본(12A)의 정지 마찰 계수는 0.05 내지 0.5가 바람직하다. 정지 마찰 계수가 0.05보다 작으면, 롤러 쌍(20)이 유리 리본(12A)에 대하여 슬립하여 유리 리본(12A)을 균등하게 잡아 늘이는 것이 곤란해진다. 한편, 정지 마찰 계수가 0.5보다 크면, 롤러 쌍(20)이 유리 리본(12A)을 송출하는 방향과 유리 리본(12A)의 반송 방향 사이에 어긋남이 있을 경우, 과도한 부하가 유리 리본(12A)에 걸릴 가능성이 있다.
롤러 쌍(20)의 유리 리본(12A)과 접촉하는 부분은 세라믹 섬유나 금속으로 형성된다. 금속으로 형성되는 경우, 세라믹 섬유로 형성되는 경우와 비교하여 표면이 치밀하므로, 컬릿(cullet) 등의 이물질이 부착되기 어렵다. 이로 인해 롤러 쌍(20)과 유리 리본(12A) 사이에 이물질이 끼어 들어가는 것을 억제할 수 있다. 또한, 금속으로 형성되는 경우, 세라믹스 섬유로 형성되는 경우와 비교하여 표면이 치밀하므로 분진이 발생하기 어렵다. 이로 인해, 발생한 분진이 유리 리본(12A)에 부착되어 결점이 생기는 것을 억제할 수 있다.
롤러 쌍(20)의 롤러(21a 내지 21h, 22a 내지 22h)(단, 22e 내지 22h는 도시하지 않음)에 의해 유리 리본(12A)의 폭 방향 단부에 작용하는 협지력 F는, 유리 리본(12A)의 주면에 대하여 직교하는 방향으로 작용한다. 여기서 협지력 F란, 각 롤러(21a 내지 21h, 22a 내지 22h)에 의해 유리 리본(12A)의 폭 방향 단부에 작용하는 가압력(F1, F2)(도 3 참조)의 각각의 크기를 말한다. 작용 반작용의 법칙에 의해 가압력(F1)의 크기 F와 가압력(F2)의 크기 F는 같다. 또한, 협지력 F는 각 롤러마다 상이한 값으로 설정되어도 좋고, 동일한 값으로 설정되어도 좋다.
그런데, 협지력 F가 너무 약하면, 롤러 쌍(20)이 유리 리본(12A)에 대하여 슬립하기 때문에 유리 리본(12A)을 균등하게 잡아 늘이는 것이 곤란해진다. 또한, 협지력 F가 너무 강하면, 과도한 부하가 유리 리본(12A)에 걸리므로 유리 리본(12A)이 깨지는 경우가 있다.
또한, 협지력 F의 적절한 범위는 성형 조건에 따라서 변화하는 경향이 있다. 이 경향은 유리판의 평균 두께가 얇아질수록 현저하며, 특히 유리판의 평균 두께가 0.3㎜ 이하인 경우에 유리판의 강성이 낮아지므로 현저하다.
여기서 성형 조건이란, 유리판을 성형하는 조건을 말하고, 예를 들어 유리판의 조성이나 두께, 유리 리본(12A)을 하방으로 인장하는 힘, 유리 리본(12A)의 반송 속도나 온도 분포나 폭 방향 단부의 두께 등 외에, 유리판의 제조 장치를 구성하는 구성 부품(성형체(11), 노벽, 발열체 등)의 상태를 포함하고 있다.
이에 대해 본 실시 형태의 유리판의 제조 장치는, 롤러 쌍(20)에 의해 유리 리본(12A)의 폭 방향 단부에 작용하는 협지력 F를 조절하는 조절 유닛(31)을 갖는다. 또한, 조절 유닛(31)은 각 롤러에 1개씩 설치되어 있다. 조절 유닛(31)은 유리판의 평균 두께 T가 0.3㎜ 이하인 경우, 협지력 F(단위: N)와 유리판의 평균 두께 T(단위: ㎜)의 비 F/T가 하기 수학식 1로 나타내어지는 관계를 만족하는 범위로 협지력 F를 조절한다. 이에 의해 성형 조건의 변화에 용이하게 대응할 수 있고, 평균 두께 T가 0.3㎜ 이하인 유리판을 연속적으로 성형할 수 있다.
<수학식 1>
Figure pct00003
비 F/T가 10N/㎜보다 작으면, 협지력 F가 평균 두께 T에 비해서 너무 약하므로, 롤러 쌍(20)이 유리 리본(12A)에 대하여 슬립하기 때문에 유리 리본(12A)을 균등하게 잡아 늘이는 것이 곤란해진다. 그 결과, 유리 리본(12A)의 흐름이 단절되는 경우가 있다.
한편, 비 F/T가 300N/㎜보다 크면, 협지력 F가 평균 두께 T에 비해서 너무 강하여 유리 리본(12A)이 깨지는 경우가 있다.
또한, 비 F/T의 최적치는 10N/㎜ 내지 300N/㎜의 범위 내에서 성형 조건(예를 들어 성형체(11)나 성형체(11)의 주위에 배치된 발열체(도시하지 않음)의 열화 등)에 따라서 변동하는 경우가 있다. 이 경우, 조절 유닛(31)에 의해 비 F/T를 최적화할 수 있다.
이어서, 조절 유닛(31)의 구성에 대해서 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 조절 유닛(31)의 일례를 도시하는 측면도이다.
도 3에 도시하는 예에서는, 각 조절 유닛(31)은 제1 베어링(33), 제2 베어링(34), 제1 가동벽(35), 제2 가동벽(36), 제1 탄성 부재(37), 제2 탄성 부재(38) 등으로 구성된다.
제1 베어링(33)은 제1 롤러(21)의 제1 회전축(23)을 회전 가능하도록 축을 지지하는 것이다. 제2 베어링(34)은 제2 롤러(22)의 제2 회전축(24)을 회전 가능하도록 축을 지지하는 것이다. 제1 베어링(33), 제2 베어링(34)은 각각 예를 들어 볼 베어링 등으로 구성된다. 제1 베어링(33), 제2 베어링(34)의 외륜은 각각 유리 리본(12A)(다시 말해, 성형체(11)의 하부 테두리를 포함하는 연직면(16))에 접근, 이격하는 방향으로 이동 가능하게 지지대(도시하지 않음)에 지지되어 있다. 즉, 제1 베어링(33), 제2 베어링(34)의 외륜은 서로 접근, 이격하는 방향으로 이동 가능하게 지지대에 지지되어 있다.
제1 가동벽(35), 제2 가동벽(36)은 각각 유리 리본(12A)(다시 말해, 연직면(16))에 접근, 이격하는 방향으로 이동 가능하게 상기 지지대에 지지되어 있다. 즉, 제1 가동벽(35), 제2 가동벽(36)은 서로 접근, 이격하는 방향으로 이동 가능하게 상기 지지대에 지지되어 있다. 제1 가동벽(35), 제2 가동벽(36)은 그의 재료에 특별히 제한은 없지만, 예를 들어 스테인리스강 등의 금속 재료로 형성된다.
제1 탄성 부재(37)는 제1 베어링(33)의 외륜과 제1 가동벽(35) 사이에 개재되어 장착되어 있다. 제1 탄성 부재(37)는 예를 들어 코일 스프링 등으로 구성되고, 제1 베어링(33)의 외륜과 제1 가동벽(35) 사이에 압축 상태로 개재되어 장착되어 있다.
제2 탄성 부재(38)는 제2 베어링(34)의 외륜과 제2 가동벽(36) 사이에 개재되어 장착되어 있다. 제2 탄성 부재(38)는 예를 들어 코일 스프링 등으로 구성되고, 제2 베어링(34)의 외륜과 제2 가동벽(36) 사이에 압축 상태로 개재되어 장착되어 있다.
제1 탄성 부재(37)는 제1 베어링(33)을 개재하고, 제1 롤러(21)를 유리 리본(12A)(다시 말해, 연직면(16))에 접근하는 방향으로 탄성 압박한다. 즉, 제1 탄성 부재(37)는 제1 롤러(21)를 제2 롤러(22)에 접근하는 방향으로 탄성 압박한다.
제2 탄성 부재(38)는 제2 베어링(34)을 개재하고, 제2 롤러(22)를 유리 리본(12A)(다시 말해, 연직면(16))에 접근하는 방향으로 탄성 압박한다. 즉, 제2 탄성 부재(38)는 제2 롤러(22)를 제1 롤러(21)에 접근하는 방향으로 탄성 압박한다.
제1 탄성 부재(37)의 탄성 압박력은 제1 탄성 부재(37)의 탄성계수 K1, 자연 상태로부터의 수축량 △×1(도시하지 않음) 등에 의해 정해진다. 제2 탄성 부재(38)의 탄성 압박력은 제2 탄성 부재(38)의 탄성계수 K2, 자연 상태로부터의 수축량 △×2(도시하지 않음) 등에 의해 정해진다. 탄성계수 K1과 탄성계수 K2는 동일하여도 좋고, 상이해도 좋다.
본 실시 형태에서는, 제1 탄성 부재(37)의 탄성 압박력이 제1 롤러(21)에 의해 유리 리본(12A)의 폭 방향 단부에 작용하는 가압력(F1)이 되고, 제2 탄성 부재(38)의 탄성 압박력이 제2 롤러(22)에 의해 유리 리본(12A)의 폭 방향 단부에 작용하는 가압력(F2)이 된다. 작용 반작용의 법칙에 의해 가압력(F1)의 크기 F와 가압력(F2)의 크기 F는 같다.
이어서, 조절 유닛(31)의 동작에 대해서 도 3을 참조하여 설명한다.
수동 또는 에어 실린더 등의 제1 구동 장치(39), 제2 구동 장치(40)에 의해 제1 가동벽(35), 제2 가동벽(36)을 서로 접근 또는 이격하는 방향으로 이동한 후에 연직면(16)에 대하여 고정하면, 자연 상태로부터의 수축량 △×1, △×2가 변화한다. 그 결과, 제1 탄성 부재(37), 제2 탄성 부재(38)의 탄성 압박력이 변화하고, 협지력 F가 변화한다. 이에 의해, 성형 조건의 변화에 용이하게 대응할 수 있다.
또한, 제1 가동벽(35), 제2 가동벽(36)을 연직면(16)에 대하여 고정하면, 유리 리본(12A)의 폭 방향 단부 두께의 변동에 따라, 자연 상태로부터의 수축량 △×1, △×2가 변화한다. 그 결과, 제1 탄성 부재(37), 제2 탄성 부재(38)의 탄성 압박력이 변화하고, 협지력 F가 변화한다. 보다 상세하게는, 유리 리본(12A)의 폭 방향 단부가 두꺼워지면, 자연 상태로부터의 수축량 △×1, △×2가 커지므로 탄성 압박력의 크기가 커지고, 협지력 F가 커진다. 또한, 유리 리본(12A)의 폭 방향 단부가 얇아지면, 자연 상태로부터의 수축량 △×1, △×2가 작아지므로, 탄성 압박력의 크기가 작아져 협지력 F가 작아진다. 이에 의해, 유리 리본(12A)의 폭 방향 단부에 과도한 협지력 F가 가해지는 것을 억제할 수 있다.
도 4는 도 3의 변형예를 도시하는 측면도이다.
도 4에 도시하는 예에서는, 조절 유닛(31A)은 제1 베어링(33), 제2 베어링(34A)과, 제1 가동벽(35)과, 제1 탄성 부재(37) 등으로 구성된다. 이하, 조절 유닛(31A)의 구성, 동작에 대해서 설명하지만, 도 3과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략한다.
도 3에 도시하는 예에서는, 제2 베어링(34)의 외륜은 제1 베어링(33)의 외륜에 대하여 접근, 이격하는 방향으로 이동 가능하게 지지대에 지지되어 있는 것으로 하였다.
이에 대해 도 4에 도시하는 예에서는, 제2 베어링(34A)의 외륜은 상기 지지대에 대하여 고정되어 있다.
이어서, 조절 유닛(31A)의 동작에 대해서 도 4를 참조하여 설명한다.
수동 또는 에어 실린더 등의 제1 구동 장치(39)에 의해, 제1 가동벽(35)을 유리 리본(12A)(다시 말해, 연직면(16))에 접근 또는 이격하는 방향으로 이동한 후에 연직면(16)에 대하여 고정하면, 자연 상태로부터의 수축량 △×1이 변화한다. 그 결과, 제1 탄성 부재(37)의 탄성 압박력이 변화하고, 협지력 F가 변화한다. 따라서, 이 경우도 성형 조건의 변화에 용이하게 대응할 수 있다.
또한, 제1 가동벽(35)을 연직면(16)에 대하여 고정하면, 유리 리본(12A)의 폭 방향 단부 두께의 변동에 따라, 자연 상태로부터의 수축량 △×1이 변화한다. 그 결과, 제1 탄성 부재(37)의 탄성 압박력이 변화하고, 협지력 F가 변화한다. 따라서, 이 경우도 유리 리본(12A)의 폭 방향 단부에 과도한 협지력 F가 가해지는 것을 억제할 수 있다.
또한, 도 3, 도 4에 도시하는 예에서는, 협지력 F를 조절하기 위해서, 제1 탄성 부재(37), 제2 탄성 부재(38)의 탄성 압박력을 이용했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 협지력 F를 조절하기 위해서 에어 실린더나 유압 실린더 등의 압력을 이용해도 좋고, 추 등의 중력을 이용해도 좋다.
이어서, 롤러 쌍(20)의 구동 제어계에 대해서 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 롤러 쌍(20)의 구동 제어계를 도시하는 블록도이다.
도 5에 도시하는 예에서는 롤러 쌍(20)에 있어서, 제1 롤러(21), 제2 롤러(22)의 제1 회전축(23), 제2 회전축(24)은 기어(도시하지 않음)를 개재하여, 하나의 제3 구동 장치(42)에 접속되어 있다.
제3 구동 장치(42)는, 예를 들어 모터 등으로 구성되고, 제어 장치(43)에 의한 제어 하에서 제1 회전축(23), 제2 회전축(24)을 서로 역방향으로 회전 구동한다. 이에 의해, 제1 롤러(21), 제2 롤러(22)가 서로 역방향으로 회전하고, 유리 리본(12A)을 협지해서 하방으로 내보낸다.
제3 구동 장치(42)는 복수의 롤러 쌍(20a 내지 20h)에 1개씩 설치되어 있다. 복수의 제3 구동 장치(42)는 하나의 제어 장치(43)에 접속되어 있다.
제어 장치(43)는 복수의 제3 구동 장치(42)를 제어하고, 복수의 롤러 쌍(20a 내지 20h)의 각각의 회전 속도를 서로 대응시켜서 제어하므로, 각 복수의 롤러 쌍(20a 내지 20h)에 의해 유리 리본(12A)에 가해지는 응력 분포를 용이하게 최적화할 수 있다.
예를 들어, 제어 장치(43)는 복수의 롤러 쌍(20a 내지 20h)의 각각의 회전 속도를 변경하는 경우에, 복수의 롤러 쌍(20a 내지 20h)의 회전 속도비를 일정하게 할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 용융 유리 공급량의 변동에 따라서 복수의 롤러 쌍(20a 내지 20h)의 각각의 회전 속도를 변경할 때에 유리 리본(12A)에 가해지는 응력 분포를 최적화할 수 있고, 유리판의 평균 두께 T를 일정하게 유지하는 것이 용이해질 수 있다.
또한, 도 5에 도시하는 예에서는 제1 회전축(23), 제2 회전축(24)은 기어를 개재해서 하나의 제3 구동 장치(42)에 접속되어 있다고 했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 회전축(23), 제2 회전축(24)은 각각 서로 다른 제3 구동 장치(42)에 직접 접속되어 있어도 좋다.
이어서, 롤러 쌍(20)의 각도, 위치의 조절에 대해서 도 1 및 도 2를 재차 참조하여 설명한다.
도 1에 2점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 수동 또는 에어 실린더 등의 구동 장치에 의해 상기 지지대를 이동시키고, 또는 제1 가동벽(35), 제2 가동벽(36)을 상기 지지대에 대하여 이동시키고, 롤러 쌍(20)을 그의 간극을 유지하면서 연직면(16)에 대하여 직교하는 방향으로 이동시키면, 유리 리본(12A)의 폭 방향 단부의 위치가 변화한다.
이에 의해, 유리 리본(12A)에 가해지는 응력 분포가 변화하므로, 유리 리본(12A)의 휨을 억제할 수 있는 경우가 있다.
또한, 이에 의해, 성형 조건에 따라 롤러 쌍(20)을 적절한 위치로 이동시킬 수 있다.
도 2에 2점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 수동 또는 에어 실린더 등의 구동 장치에 의해 상기 지지대를 이동시키고, 롤러 쌍(20)의 제1 회전축(23), 제2 회전축(24)을 연직 방향으로 회동하면, 제1 회전축(23), 제2 회전축(24)과 수평면의 각도 θ가 변화한다.
이에 의해, 각 롤러 쌍(20)이 유리 리본(12A)를 내보내는 방향과 유리 리본(12A)의 반송 방향을 조절할 수 있다. 그 결과, 유리 리본(12A)의 휨을 억제할 수 있는 경우가 있다.
또한, 이에 의해, 성형 조건에 따라 각 롤러 쌍(20)을 적절한 위치로 이동시킬 수 있다.
도 1에 점선으로 나타낸 바와 같이, 수동 또는 에어 실린더 등의 구동 장치에 의해 상기 지지대를 이동시키고, 또는 제1 가동벽(35), 제2 가동벽(36)을 상기 지지대에 대하여 이동시켜, 롤러 쌍(20)을 연직면(16)에 대하여 이격하는 방향으로 이동시키면, 롤러 쌍(20)이 유리 리본(12A)으로부터 이격한다. 이에 의해, 복수의 롤러 쌍(20a 내지 20h)을 선택적으로 사용할 수 있고, 유리 리본(12A)에 가해지는 응력 분포를 조절할 수 있다.
도 2에 점선으로 나타낸 바와 같이, 수동 또는 에어 실린더 등의 구동 장치에 의해 상기 지지대를 이동시키고, 사용하지 않는 롤러 쌍(20)을 유리 리본(12A)의 폭 방향 외측으로 이동시키면, 유리 리본(12A)의 흐름이 흐트러졌을 경우에, 사용하지 않은 롤러 쌍(20)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면 유리판의 평균 두께 T가 0.3㎜ 이하인 경우, 롤러 쌍(20)의 롤러에 의해 유리 리본의 폭 방향 단부에 작용하는 협지력 F(단위: N)와 유리판의 평균 두께 T(단위: ㎜)의 비 F/T가 하기 수학식 1로 나타내어지는 관계를 만족하는 범위로 협지력 F를 조절하므로, 성형 조건의 변화에 용이하게 대응할 수 있고, 평균 두께 0.3㎜ 이하인 유리판을 연속적으로 성형할 수 있다.
<수학식 1>
Figure pct00004
또한, 본 실시 형태에 따르면, 유리 리본(12A)의 폭 방향 단부의 두께 변동에 따라서 협지력 F를 변화시키므로, 유리 리본(12A)의 폭 방향 단부에 과도한 협지력 F가 가해지는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 롤러 쌍(20)의 제1 회전축(23), 제2 회전축(24)과 수평면의 각도 θ를 조절하므로, 유리 리본(12A)의 휨을 방지할 수 있는 경우가 있다. 또한, 성형 조건에 따라 롤러 쌍(20)을 적절한 위치로 이동시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 복수의 롤러 쌍(20a 내지 20h)을 선택적으로 사용할 수 있고, 유리 리본(12A)에 가해지는 응력 분포를 조절할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 사용하지 않은 롤러 쌍(20)을 유리 리본(12A)의 폭 방향 외측으로 이동시키므로, 유리 리본(12A)의 흐름이 흐트러졌을 경우에 사용하지 않은 롤러 쌍(20)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 복수의 롤러 쌍(20a 내지 20h)의 각각의 회전 속도를 서로 대응시켜서 하나의 제어 장치(43)에 의해 제어하므로, 롤러 쌍(20)에 의해 유리 리본(12A)에 가해지는 응력 분포를 용이하게 최적화할 수 있다.
예를 들어, 복수의 롤러 쌍(20a 내지 20h)의 각각의 회전 속도를 변경하는 경우에, 복수의 롤러 쌍(20a 내지 20h)의 회전 속도비를 일정하게 할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 용융 유리 공급량의 변동에 따라서 복수의 롤러 쌍(20a 내지 20h)의 각각의 회전 속도를 변경할 때에 유리 리본(12A)에 가해지는 응력 분포를 최적화할 수 있고, 유리판의 평균 두께 T를 일정하게 유지하는 것이 용이해질 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 롤러 쌍(20)의 유리 리본(12A)과 접촉하는 부분이 금속으로 형성되어 있으므로, 세라믹스 섬유로 형성되어 있을 경우에 비교하여 컬릿 등의 이물질의 부착을 억제할 수 있다. 이에 의해, 롤러 쌍(20)과 유리 리본(12A) 사이에 이물질이 끼어 들어가는 것을 억제할 수 있다. 또한, 롤러 쌍(20)의 유리 리본(12A)과 접촉하는 부분이 금속으로 형성되어 있으므로, 세라믹스 섬유로 형성되는 경우에 비교하여 분진의 발생을 억제할 수 있고, 발생한 분진이 유리 리본(12A)에 부착되어 결점이 되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 롤러 쌍(20)과 유리 리본(12A)의 정지 마찰 계수가 0.05 내지 0.5이므로, 유리 리본(12A)을 균등하게 잡아 늘일 수 있으며, 또한 과도한 부하가 유리 리본(12A)에 걸리는 것을 억제할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명했는데, 본 발명은 상술한 실시 형태에 제한되지 않고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고서 상술한 실시 형태에 다양한 변형 및 치환을 가할 수 있다.
예를 들어, 상술한 실시 형태에서는 도 2에 도시한 바와 같이, 좌우의 롤러(21a 내지 21d, 21e 내지 21h)는 독립적으로 회전 가능한 구성으로 했지만, 도 6에 도시한 바와 같이, 좌우의 롤러(21a 내지 21d, 21e 내지 21h)를 연결하는 연결 막대(51a 내지 51d)를 동축에 설치하고, 좌우의 롤러(21a 내지 21d, 21e 내지 21h)의 회전을 동기시켜도 좋다. 마찬가지로 상기 좌우 롤러와 대향하는 다른 좌우의 롤러(22a 내지 22d(도시하지 않음), 22e 내지 22h(도시하지 않음))를 연결하는 연결 막대(도시하지 않음)를 동축에 설치하고, 좌우의 롤러(22a 내지 22d, 22e 내지 22h)의 회전을 동기시켜도 좋다.
[실시예]
이하에 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이하의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1 내지 12, 비교예 1 내지 12)
실시예 1 내지 12, 비교예 1 내지 12에서는 도 1 내지 도 3에 도시하는 유리판의 제조 장치를 사용하여, 무알칼리 유리판을 제조하고, 하기 판정 기준에 의해 유리판의 성형성을 평가하였다. 평가 결과를 유리판의 평균 두께 T, 롤러 쌍(20)의 롤러에 의한 협지력 F, 및 그의 비 F/T와 함께 표 1에 나타내었다.
<판정 기준>
○… 5시간 이상, 유리 리본(12A)을 연속해서 성형할 수 있었다.
×… 5시간 이하인 동안에 유리 리본(12A)의 흐름이 단절되었다.
Figure pct00005
표 1에 의해 비 F/T가 300N/㎜를 초과한 경우 및 비 F/T가 10N/㎜보다 작은 경우, 유리 리본(12A)의 흐름이 단절되는 것을 알 수 있다. 또한, 표 1에 의해 성형 조건에 따라서 비 F/T를 10N/㎜ 내지 300N/㎜의 범위로 조절함으로써, 유리판을 연속적으로 안정되게 성형할 수 있는 것을 알 수 있다.
본 발명을 상세하게, 또한 특정한 실시 형태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고서 여러 가지 변형 및 수정을 가할 수 있음은, 당업자에 있어서 명확한 것이다.
본 출원은 2009년 7월 13일 출원된 일본 특허 출원 제2009-164346호에 기초하는 것이고, 그의 내용은 여기에 참조로서 포함된다.
<산업상 이용가능성>
본 발명에 따르면, 성형 조건의 변화에 용이하게 대응할 수 있고, 평균 두께 0.3㎜ 이하의 유리판을 연속적으로 성형할 수 있는 유리판의 제조 방법 및 제조 장치를 제공할 수 있다.
11 성형체
12 용융 유리
12A 유리 리본
14 상부 테두리
15 하부 테두리부
20 롤러 쌍
21 제1 롤러
22 제2 롤러
23 제1 회전축
24 제2 회전축
31 조절 유닛
43 제어 장치

Claims (11)

  1. 성형체의 양측면을 따라 용융 유리를 유하시키는 것,
    상기 성형체의 하부 테두리부 직하에서 합류시켜 일체화시키는 것, 및
    당해 일체화된 판 형상의 유리 리본의 폭 방향 단부를 롤러 쌍으로 협지(挾持)해서 하방으로 내보냄으로써 상기 유리 리본을 하방으로 잡아 늘여, 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 평균 두께를 0.3㎜ 이하로 성형하는 것
    을 포함하는 유리판의 제조 방법에 있어서,
    상기 롤러 쌍의 롤러에 의해 상기 유리 리본의 폭 방향 단부에 작용하는 협지력 F(단위: N)와 성형 후의 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 평균 두께 T(단위: ㎜)의 비 F/T가 하기 수학식 1로 나타내어지는 관계를 만족하는 범위로 상기 협지력을 조절하는 유리판의 제조 방법.
    <수학식 1>
    Figure pct00006
  2. 제1항에 있어서, 상기 롤러 쌍 사이를 통과하는 상기 유리 리본의 폭 방향 단부의 두께의 변동에 따라서 상기 협지력을 변화시키는 유리판의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 롤러 쌍의 회전축과 수평면의 각도를 조절하는 유리판의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 롤러 쌍은 복수이며,
    상기 복수의 롤러 쌍을 선택적으로 사용하는 유리판의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 사용하지 않은 상기 롤러 쌍을 상기 유리 리본의 폭 방향 외측으로 이동시키는 유리판의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 한에 있어서, 상기 롤러 쌍은 복수이며,
    상기 복수의 롤러 쌍의 각각의 회전 속도를 서로 대응시켜서 하나의 제어 장치에 의해 제어하는 유리판의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 복수의 롤러 쌍의 회전 속도비를 일정하게 하는 유리판의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 롤러 쌍의 상기 유리 리본과 접촉하는 부분이 금속으로 형성되어 있는 유리판의 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 롤러 쌍과 상기 유리 리본의 정지 마찰 계수가 0.05 내지 0.5인 유리판의 제조 방법.
  10. 하부 테두리부 직하에서 양측면을 따라 유하한 용융 유리를 합류시켜 일체화시키는 성형체와, 당해 성형체에 의해 일체화된 판 형상의 유리 리본의 폭 방향 단부를 협지해서 하방으로 내보내는 롤러 쌍을 갖고, 상기 유리 리본을 하방으로 잡아 늘여, 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 평균 두께를 0.3㎜ 이하로 성형하는 유리판의 제조 장치에 있어서,
    상기 롤러 쌍의 롤러에 의해 상기 유리 리본의 폭 방향 단부에 작용하는 협지력 F(단위: N)와 성형 후의 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 평균 두께 T(단위: ㎜)의 비 F/T가 하기 수학식 1로 나타내어지는 관계를 만족하는 범위로 상기 협지력을 조절하는 조절 유닛을 갖는 유리판의 제조 장치.
    <수학식 1>
    Figure pct00007
  11. 제10항에 있어서, 상기 조절 유닛은 상기 롤러 쌍 사이를 통과하는 상기 유리 리본의 폭 방향 단부 두께의 변동에 따라서 상기 협지력을 변화시키는 유리판의 제조 장치.
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