KR20160007483A - 유리판의 제조 장치 및 유리판의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

용융 유리를 플로트 배스 (20) 의 유입구로부터 플로트 배스 (20) 내의 용융 금속 (S) 상에 공급하고, 플로트 배스 (20) 의 성형 영역에 있어서, 플로트 배스 (20) 의 양측으로부터 삽입된 지지 롤 (40) 에 의해 유리 리본 (G) 을 폭방향으로 넓혀 소정의 두께로 성형하는 유리판의 제조 장치에 있어서, 성형 영역 (L2) 과 플로트 배스 출구 (29) 사이의 서랭 영역 (L3) 에 유리 리본 (G) 을 하류 방향으로 송출하기 위한 구동 롤 (71A ∼ 71C) 을 갖는 유리 리본 송출 기구 (70) 를 형성한다. 유리 리본 송출 기구 (70) 는, 구동 롤 (71A ∼ 71C) 을 유리 리본 (G) 의 폭방향의 양측 가장자리부에 접촉시키고, 당해 양측 가장자리부를 하류 방향으로 송출하도록 구동시킨다.

Description

유리판의 제조 장치 및 유리판의 제조 방법{DEVICE FOR MANUFACTURING GLASS SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING GLASS SHEET}
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 올려져, 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, 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, 용융 유리를 플로트 배스 내에 저류된 용융 금속 상을 유동시켜 유리 리본을 소정의 두께로 성형하고 있다.
일본 공개특허공보 2011-225386호
그런데, 최근, 유리판의 두께를 보다 얇게 하는 것이 요망되고 있고, 특히 디스플레이 기판용 유리판의 경우, 바람직하게는 0.7 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 0.5 ㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 0.3 ㎜ 이하, 특히 0.2 ㎜ 이하, 나아가서는 0.1 ㎜ 이하의 유리판이 요망되고 있다.
유리 리본은, 플로트 배스의 출구로부터 후방에 배치된 리프트 아웃 롤 및 반송 롤의 회전에 의해 하류로 반송된다. 그 때문에, 플로트 배스 내에 있어서는, 리프트 아웃 롤 및 반송 롤에 의해 하류 방향으로의 인장력을 유리 리본에 작용시켜 반송하고 있다.
한편, 상기 유리판의 제조 장치에 있어서는, 플로트 배스로부터 인출되는 유리 리본의 이동 속도와 리프트 아웃 롤에 의한 유리 리본의 반송 속도 사이에서 상대적인 속도차가 발생한 경우, 유리 리본의 하면에 리프트 아웃 롤과 접촉하는 흠집이 발생하는 문제가 발생하기 쉬웠다.
플로트 배스로부터 인출되는 유리 리본의 이동 속도에 대해 리프트 아웃 롤의 회전 속도가 저하된 경우에는, 플로트 배스의 출구 부근에서 유리 리본에 파형 변형이 발생할 우려가 있었다.
플로트 배스의 출구 부근에 있어서, 유리 리본이 리프트 아웃 롤의 높이 위치로 끌어 올려지는 과정에서 폭방향의 크랙이 발생한 경우에는, 유리 리본이 절단되어 유리 리본을 연속적으로 인출할 수가 없게 된다는 문제가 발생한다.
이들 현상은, 유리판을 얇게 성형하는 경우에 발생하기 쉬워진다.
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 플로트 배스의 성형 영역에 있어서, 지지 롤에 의해 유리 리본을 폭방향으로 넓혀 소정의 두께로 성형하는 유리판의 제조 장치에 있어서,
상기 성형 영역과 플로트 배스 출구 사이의 서랭 영역에 상기 유리 리본을 하류 방향으로 송출하기 위한 구동 롤을 갖는 유리 리본 송출 수단을 형성하고,
상기 유리 리본 송출 수단은, 상기 구동 롤을 상기 유리 리본의 폭방향의 양측 가장자리부에 접촉시키고, 상기 양측 가장자리부를 하류 방향으로 송출하도록 구동시키는 것을 특징으로 하는 유리판의 제조 장치가 제공된다.
본 발명에 의하면, 고품질인 유리판을 안정되게 얻을 수 있다.
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 개략 구성의 일례를 측방에서 본 종단면도이다.
도 3 은, 지지 롤의 장착 구조를 나타내는 일부 종단면도이다.
도 4 는, 구동 롤의 장착 구조를 나타내는 일부 종단면도이다.
도 5 는, 구동 롤의 세라믹스제 회전 부재를 축방향에서 본 도면이다.
도 6 은, 세라믹스제 회전 부재의 단면 형상을 나타내는 종단면도이다.
도 7 은, 회전 부재의 장착 구조를 확대하여 나타내는 도면이다.
도 8 은, 유리 리본 송출 기구의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 9 는, 구동 롤의 공구강 회전 부재를 축방향에서 본 도면이다.
도 10 은, 도 9 중 X-X 선을 따른 공구강 회전 부재의 단면 형상을 나타내는 종단면도이다.
도 11 은, 회전 부재의 볼록부를 설명하는 도면이다.
도 12 는, 볼록부의 끝이 가늘어지는 형상 부분의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 은, 실시형태 2 에 있어서의 유리판의 제조 장치의 개략 구성의 일례를 상방에서 본 횡단면도이다.
도 14 는, 실시형태 2 에 있어서의 유리판의 제조 장치의 개략 구성의 일례를 측방에서 본 종단면도이다.
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. 도 2 는, 실시형태 1 에 있어서의 유리판의 제조 장치 (10) 의 개략 구성의 일례를 측방에서 본 종단면도이다.
도 1 ∼ 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 (S) 상에 도입된 용융 유리를 소정 방향으로 유동시킴으로써, 띠판 형상의 유리 리본 (G) 으로 하는 방법이다. 유리 리본 (G) 은, 하류 방향 (도 1, 도 2 중, X 방향) 으로 유동하는 과정에서 냉각된 후, 리프트 아웃 롤에 의해 용융 금속 (S) 으로부터 끌어 올려지고, 서랭로 내에서 서랭되어, 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 두어 복수 형성되고, 격자 형상으로 배치되어 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 판두께가 폭방향 (Y 방향) 으로 균일하게 되도록 제어된다.
플로트 배스 (20) 의 내부는, 상기와 같이 공급되는 저점성 영역인 공급 영역 (L1) 과, 그 하류측에 용융 금속 (S) 상을 유동하는 유리 리본 (G) 을 좌우 양측 (폭방향) 으로 넓혀 소정의 두께로 성형하는 성형 영역 (L2) 과, 성형 영역 (L2) 과 플로트 배스 (20) 의 출구 (29) 사이에 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. 또, 서랭 영역 (L3) 은, 유리 리본 (G) 의 연화점보다 온도가 낮은 영역인 것이 바람직하다.
공급 영역 (L1) 에 공급되는 용융 유리의 점도는, 예를 들어, 104 dPa·s 이다.
성형 영역 (L2) 은, 유리 리본 (G) 의 점도가, 예를 들어 104.5 ∼ 107.5 dPa·s 가 된다.
성형 영역 (L2) 에 있어서, 플로트 배스 (20) 내의 유리 리본 (G) 이 폭방향으로 수축하는 것을 억제하기 위해서, 유리 리본 (G) 의 폭방향의 수축을 억제하는 복수의 지지 롤 (40) 을 갖는다.
도 3 은, 지지 롤의 장착 구조를 나타내는 일부 종단면도이다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 지지 롤 (40) 은, 주로, 회전 부재 (50) 와, 연결 부재 (60) 와, 축 부재 (65) 에 의해 구성된다. 축 부재 (65) 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. 구동 장치 (34) 는, 구동 모터와 감속 기구 등으로 이루어지고, 회전 부재 (50) 를 유리 리본 (G) 의 진행 방향으로 회전한다. 회전 부재 (50) 는, 외주의 볼록부가 유리 리본 (G) 의 상면에 파고들어가, 유리 리본 (G) 이 폭방향으로 수축하지 않도록, 유리 리본 (G) 의 폭방향 단부에 장력을 가한다.
서랭 영역 (L3) 에 있어서의 유리 리본 (G) 의 온도는, 소다 라임 (소다 석회 유리) 의 경우, 예를 들어 736 ℃ 이하, 무알칼리 유리의 경우, 예를 들어 937 ℃ 이하로 조정된다. 상기 히터 제어의 온도 관리에 의한 서랭 영역 (L3) 에 있어서의 유리 리본 (G) 의 점도는, 예를 들어 107.65 dPa·s 초과로 조정된다. 이 서랭 영역 (L3) 에 있어서의 유리 리본 (G) 의 점도는, 성형 영역 (L2) 을 통과할 때보다 딱딱해져 있다. 후술하는 유리 리본 송출 기구 (70) 의 구동 롤 (71A ∼ 71C) 은 유리 리본 (G) 을 하류 방향 (X 방향) 으로 송출할 수 있도록 구성되어 있다.
서랭 영역 (L3) 에 있어서의 유리 리본 (G) 의 온도는, 유리 리본폭이 축소되지 않는 영역의 온도, 구체적으로는 유리 연화점 (유리 점도가 107.65 dPa·s 가 되는 온도) 보다 낮은 온도인 것이 바람직하다. 서랭 영역 (L3) 에 있어서의 유리 리본의 점도는, 107.65 dPa·s 초과가 바람직하고, 108.3 dPa·s 이상이 보다 바람직하며, 109.3 dPa·s 이상이 더욱 바람직하다.
서랭 영역 (L3) 에는, 유리 리본 (G) 을 하류 방향 (X 방향) 으로 송출하기 위한 유리 리본 송출 기구 (유리 리본 송출 수단) (70) 가 배치되어 있다. 이 유리 리본 송출 기구 (70) 는, 유리 리본 (G) 을 소정의 이동 속도로 송출하도록 유리 리본 (G) 을 하류 방향으로 구동하는 복수의 구동 롤 (71A ∼ 71C) 과, 구동 장치 (78) 를 갖는다.
[유리 리본 송출 기구 (70), 드로스 박스 (80), 서랭로 (90)]
도 4 는 구동 롤의 장착 구조를 나타내는 일부 종단면도이다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 유리 리본 송출 기구 (70) 는, 복수의 구동 롤 (71A ∼ 71C) 과, 구동 장치 (78) 를 갖는다. 구동 롤 (71A ∼ 71C) 은, 세라믹스제 또는 금속제의 회전 부재 (120) 와, 연결 부재 (74) 와, 축 부재 (76) 에 의해 구성된다. 상기 금속제란, 예를 들어 탄소강, 스테인리스강 등이다.
유리 리본 송출 기구 (70) 의 구동 장치 (78) 는, 각각 축 부재 (76) 를 회전 구동하는 구동 모터를 갖는다. 구동 장치 (78) 는, 구동 모터와 감속 기구 등으로 이루어지고, 제어 장치 (100) 에 의해 유리 리본 (G) 의 이동 속도에 따른 회전수로 제어되고, 구동 롤 (71A ∼ 71C) 의 축 부재 (76), 연결 부재 (74) 를 통해서 회전 부재 (120) 의 회전 구동력을 유리 리본 (G) 에 전달한다. 그에 따라, 유리 리본 (G) 을 소정의 이동 속도로 플로트 배스 출구로 송출한다.
도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 플로트 배스 (20) 의 출구 (29) 로부터 하류에는, 드로스 박스 (80) 및 서랭로 (90) 가 형성되어 있다. 드로스 박스 (80) 에는, 플로트 배스 (20) 의 출구 (29) 로부터 유출하는 유리 리본 (G) 을 끌어올려 반송하는 복수의 리프트 아웃 롤 (82A ∼ 82C) 이 형성되어 있다. 드로스 박스 (80) 는, 리프트 아웃 롤 (82A ∼ 82C) 을 회전 구동하는 구동 장치 (84) 를 갖는다. 구동 장치 (84) 는, 구동 모터와 감속 기구 등으로 이루어지고, 제어 장치 (100) 로부터 출력되는 제어 신호에 의해 각 리프트 아웃 롤 (82A ∼ 82C) 을 소정의 회전수로 회전 구동한다.
제어 장치 (100) 는, 구동 롤 (71A ∼ 71C) 에 의한 유리 리본 (G) 의 반송 속도가, 리프트 아웃 롤 (82A ∼ 82C) 에 의한 유리 리본 (G) 의 반송 속도와 동일해지도록, 구동 장치 (78) 를 구동 제어한다. 그 때문에, 플로트 배스 (20) 로부터 유출되는 유리 리본 (G) 의 이동 속도와 리프트 아웃 롤 (82A ∼ 82C) 에 의한 유리 리본 (G) 의 반송 속도 사이에서 상대적인 속도차가 발생하지 않게 된다. 그 결과, 리프트 아웃 롤 (82A ∼ 82C) 및 서랭로 (90) 의 각 반송 롤 (92A ∼ 92N) 에 접촉하는 유리 리본 (G) 의 표면에 흠집이 생기지 않고, 또 유리 리본 (G) 의 파형 변형이나 유리 리본 (G) 의 크랙 발생에 의한 절단 등을 방지할 수 있다.
또한, 복수의 리프트 아웃 롤 (82A ∼ 82C) 중, 적어도 플로트 배스 (20) 의 출구 (29) 에 근접 배치된 1 번째의 리프트 아웃 롤 (82A) 을 자유 회전 롤로 해도 된다.
서랭로 (90) 는, 복수의 반송 롤 (92A ∼ 92N) 과, 각 반송 롤 (92A ∼ 92N) 을 회전 구동하는 구동 장치 (94) 를 갖는다. 구동 장치 (94) 는, 구동 모터와 감속 기구 등으로 이루어지고, 제어 장치 (100) 로부터 출력되는 제어 신호에 의해 각 반송 롤 (92A ∼ 92N) 을 소정의 회전수로 회전 구동한다. 또한, 서랭로 (90) 는, 하류에 연장되어 있지만, 도 1 및 도 2 에서는 반송 롤 (92A, 92B) 만을 도시하고, 그 밖의 반송 롤은 편의상 생략하고 있다.
[회전 부재 (120)]
도 5 는, 구동 롤 (71A ∼ 71C) 의 회전 부재 (120) 를 나타내는 정면도이다. 도 6 의 (a) ∼ (c) 는, 도 5 의 VI-VI 선을 따른 단면도의 예이다. 도 7 은 회전 부재 (120) 의 장착 구조를 확대하여 나타내는 도면이다.
도 5 에 나타내는 회전 부재 (120) 는, 외주면 (122) 이, 예를 들어 도 6 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 전체 둘레에 걸쳐, 단면 형상이 직경 방향 외방으로 볼록한 만곡 형상이다. 회전 부재 (120) 의 외주면 (122) 은, 축방향 중앙부가 축방향 양단부보다 직경 방향 외방으로 돌출한다. 회전 부재 (120) 는 외주면 (122) 에 톱니바퀴 형상의 요철을 갖지 않는다. 톱니바퀴 형상의 요철이 없어도, 회전 부재 (120) 는 세라믹스제이기 때문에, 유리 리본 (G) 의 표면에 마찰력이 발생한다.
회전 부재 (120) 의 외주면 (122) 에 높이 0.1 ∼ 10 ㎜ 의 돌기를 복수 형성해도 되고, 회전 부재 (120) 의 외주면 (122) 에 깊이 0.1 ∼ 10 ㎜ 의 홈을 복수 형성해도 된다. 또, 회전 부재 (120) 의 외주면 (122) 에 돌기와 홈을 양방 형성해도 된다. 돌기의 높이나 홈의 깊이는, 회전 부재 (120) 의 외주면 (122) 을 기준으로 하여 계측된다. 돌기의 높이나 홈의 깊이는, 도 6 의 (a) 에 나타내는 반경 (r), 도 6 의 (b) 에 나타내는 곡률 반경 (Ra), 및 도 6 의 (c) 에 나타내는 Rb, Rc 에 비해 작다. 이와 같이, 외주면 (122) 에 작은 돌기, 홈을 형성함으로써 유리 리본 (G) 의 표면에 마찰력이 발생한다.
회전 부재 (120) 는, 세라믹스제 및 금속제 중 어느 것도 내부에 냉매가 흐르고 있지 않기 때문에, 회전 부재 (120) 의 근방에 있어서, 유리 리본 (G) 이 강하게 냉각되지 않아, 유리 리본 (G) 에 대해 잘 미끄러지지 않는다.
예를 들어, 도 6 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. 또 상기 볼록한 만곡 형상에 있어서, 예를 들어 도 6 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 6 의 (b) 에 나타내는 상기 볼록한 만곡 형상에 있어서의 회전 부재 (120) 의 반경 방향의 폭 (d) 은, 0.5 ㎜ 이상이 바람직하고, 1 ㎜ 이상이 보다 바람직하며, 2 ㎜ 이상이 더욱 바람직하다. 마찬가지로, 상기 볼록한 만곡 형상에 있어서의 회전 부재 (120) 의 반경 방향의 폭 (d) 은, 5 ㎜ 이하가 바람직하고, 4 ㎜ 이하가 보다 바람직하다.
도 6 의 (b) 에 나타내는 회전 부재 (120) 의 반경 (r) 은, 연결 부재 (74) 와 유리 리본 (G) 의 접촉 방지나 축 부재 (76) 의 수평성을 고려하면, 100 ㎜ 이상이 바람직하고, 150 ㎜ 이상이 보다 바람직하고, 180 ㎜ 이상이 더욱 바람직하며, 회전 부재 (120) 와 유리 리본 (G) 의 위치 조정이나 회전 부재 (120) 의 회전 속도의 미세 조정을 고려하면, 350 ㎜ 이하가 바람직하고, 300 ㎜ 이하가 보다 바람직하고, 270 ㎜ 이하가 더욱 바람직하다.
회전 부재 (120) 의 두께 (w) 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, 회전 부재 (120) 의 외주면 (122) 은, 도 5 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 5 의 (a) ∼ (c) 와 같은 구조의 경우, 유리 리본 (G) 을 안정되게 판상 유리로 성형할 수 있기 때문에 바람직하다. 단, 회전 부재 (120) 의 외주면 (122) 에 작은 요철을 형성하는 것은 할 수 있다. 이 작은 요철을 외주면 (122) 에 형성한 경우, 유리 리본 (G) 의 표면에 대한 마찰력이 더 얻어진다.
도 4 에 나타낸 회전 부재 (120) 는, 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 회전 부재 (120) 의 내부를 흐르지 않기 때문에, 회전 부재 (120) 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, 회전 부재 (120) 의 근방에 있어서, 유리 리본 (G) 이 강하게 냉각되기 어려워, 딱딱해지기 어렵기 때문에, 전술한 유리 온도가 저하되어 유리 표면이 딱딱해진 서랭 영역 (L3) 에 있어서도 회전 부재 (120) 의 유리 리본 (G) 에 대한 그립성이 향상된다. 이 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) 을 서랭 및 냉각시킨 것) 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, 회전 부재 (120) 중, 적어도, 유리 리본 (G) 과 접촉하는 부분이, 질화규소질 세라믹스여도 되고, 회전 부재 (120) 의 전체가 질화규소질 세라믹스가 아니어도 된다. 예를 들어, 금속, 카본 또는 다른 세라믹스로 이루어지는 기재 상에, 질화규소질 세라믹스의 층이 성막, 접합 또는 끼워맞춤 등에 의해 형성되어 있어도 된다. 이와 같이, 회전 부재 (120) 의 부위마다, 상이한 종류의 세라믹스가 사용되어도 된다 또한, 본 실시형태에서는, 회전 부재 (120) 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.
회전 부재 (120) 의 중심에는, 둥근 구멍 (124) 이 관통 형성되어 있다. 둥근 구멍 (124) 에는, 로드부 (74c) 가 삽입 통과된다. 둥근 구멍 (124) 의 내경은, 로드부 (74c) 의 외경보다 크다.
도 7 에 나타내는 바와 같이, 회전 부재 (120) 에는, 1 쌍의 삽입 통과 구멍 (126) 이 관통 형성되어 있다. 각 삽입 통과 구멍 (126) 에는, 축부 (75, 75) 가 삽입 통과된다. 각 삽입 통과 구멍의 내경은, 대응하는 축부 (75, 75) 의 외경보다 크다.
[축 부재 (76)]
도 7 에 나타내는 바와 같이, 축 부재 (76) 는, 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 (76) 의 외주에는, 단열재 등을 휘감아도 된다.
축 부재 (76) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 측벽 (24) 을 관통하고 있고, 플로트 배스 (20) 의 외부에 있어서, 모터나 감속기 등으로 구성되는 구동 장치 (78) 에 접속되어 있다. 구동 장치 (78) 가 작동함으로써, 축 부재 (76) 의 중심 축선을 중심으로, 축 부재 (76), 연결 부재 (74), 및 회전 부재 (120) 가 일체적으로 회전한다.
연결 부재 (74) 는, 축 부재 (76) 와 회전 부재 (120) 를 연결하는 부재이다. 연결 부재 (74) 는, 예를 들어 통 형상으로서, 연결 부재 (74) 의 축 부재 (76) 측의 단부의 외경 및 내경이, 각각, 축 부재 (76) 의 외관의 외경 및 내경과 동일하다. 연결 부재 (74) 는, 축 부재 (76) 의 외관과 맞대어지고, 예를 들어 용접에 의해 동축적으로 연결되어 있다. 연결 부재 (74) 는 축 부재 (76) 와 용접이 용이한 재질인 것이 바람직하고, 동일 재료로 형성되는 것이 보다 바람직하다.
[연결 부재 (74)]
연결 부재 (74) 는, 축 부재 (76) 와 일체화되어 있고, 강이나 내열 합금 등의 금속 재료로 형성되어도 된다. 연결 부재 (74) 에는, 회전 부재 (120) 가 분리 가능하게 장착된다.
연결 부재 (74) 는, 축 부재 (76) 와 일체화되는 샤프트부 (74a) 와, 샤프트부 (74a) 의 선단부로부터, 샤프트부 (74a) 의 직경 방향 외방으로 돌출하는 환상 (環狀) 의 플랜지부 (74b) 와, 샤프트부 (74a) 의 선단부로부터, 샤프트부 (74a) 와 동축적으로 연장되는 로드부 (74c) 를 일체적으로 갖는다.
샤프트부 (74a) 는, 축 부재 (76) 와 맞대어지고, 예를 들어 용접에 의해 일체화되어 있다. 플랜지부 (74b) 는, 샤프트부 (74a) 의 선단부 (축 부재 (76) 와 반대측의 단부) 로부터, 샤프트부 (74a) 의 직경 방향 외방으로 돌출하여 있다.
로드부 (74c) 는, 샤프트부 (74a) 의 선단부로부터, 샤프트부 (74a) 와 동축적으로 연장되어 있다. 로드부 (74c) 는, 회전 부재 (120) 를 관통하고 있고, 선단부에 수나사부를 갖고 있다. 수나사부에 나사 고정되는 너트 (73) 와, 플랜지부 (74b) 에 의해, 회전 부재 (120) 의 축방향의 이동이 제한된다. 너트 (73) 를 수나사부로부터 떼어냄으로써, 회전 부재 (120) 의 분리가 가능해진다.
연결 부재 (74) 는, 플랜지부 (74b) 의 선단측의 면에 고정되고, 로드부 (74c) 의 중심 축선과 평행한 축부 (67 및 68) 를 갖고 있다. 축부 (75) 와 로드부 (74c) 에 의해 연결 부재 (74) 와 회전 부재 (120) 가 일체적으로 회전 가능해진다.
축부 (75) 는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 각각, 회전 부재 (120) 를 관통하고 있고, 선단부에 수나사부를 갖고 있다. 수나사부에 나사 고정되는 너트 (77) 와, 플랜지부 (74b) 에 의해, 회전 부재 (120) 의 축방향의 이동이 제한된다. 너트 (77) 를 수나사부로부터 떼어냄으로써, 회전 부재 (120) 의 분리가 가능해진다.
[유리 리본 송출 기구의 변형예]
도 8 은 유리 리본 송출 기구의 변형예를 나타내는 도면이다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 변형예의 유리 리본 송출 기구 (70A) 는, 복수의 구동 롤 (71A ∼ 71C) 과, 구동 장치 (78) 를 갖는다. 구동 롤 (71A ∼ 71C) 은, 공구강제의 회전 부재 (72) 와, 연결 부재 (74A) 와, 축 부재 (76A) 에 의해 구성된다.
[축 부재 (76A)]
축 부재 (76A) 는, 냉매 유로를 내부에 갖고 있고, 냉매 유로를 흐르는 냉매에 의해 냉각되고, 스테인리스강 (일본 공업 규격 (JIS) 으로 SUS 로 나타내는 강재) 이나 탄소강 (일본 공업 규격 (JIS) 으로 SC 로 나타내는 강재) 등의 금속 재료로 형성되어 이루어진다. 축 부재 (76A) 의 외주에는, 단열재 등을 휘감아도 된다.
축 부재 (76A) 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 (74A) 및 회전 부재 (72) 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.
축 부재 (76A) 는, 도 8 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 (76A) 의 중심 축선을 중심으로, 축 부재 (76A), 연결 부재 (74), 및 회전 부재 (72) 가 일체적으로 회전한다.
연결 부재 (74A) 는, 축 부재 (76A) 와 회전 부재 (72) 를 연결하는 부재이다. 연결 부재 (74A) 는, 축 부재 (76A) 의 냉매 유로와 연통하는 내측 공간을 내부에 갖고 있다. 연결 부재 (74A) 는, 예를 들어 통 형상으로서, 연결 부재 (74A) 의 축 부재 (76A) 측의 단부의 외경 및 내경이, 각각, 축 부재 (76A) 의 외관의 외경 및 내경과 동일하다. 연결 부재 (74A) 는, 축 부재 (76A) 의 외관과 맞대어지고, 예를 들어 용접에 의해 동축적으로 연결되어 있다. 연결 부재 (74A) 는 축 부재 (76A) 와 용접이 용이한 재질인 것이 바람직하고, 동일 재료로 형성되는 것이 보다 바람직하다.
[구동 롤의 회전 부재 (72)]
도 9 는, 변형예의 회전 부재를 나타내는 정면도이다. 도 10 은, 도 9 의 X-X 선을 따른 단면의 일부 확대도이다. 도 11 은, 회전 부재 (72) 의 볼록부를 설명하는 도면이고, 도 12 의 (a) 는 볼록부의 끝이 가늘어지는 형상 부분의 단면을 나타내고, 도 12 의 (b) 는 볼록부의 피치와 높이를 나타낸다.
회전 부재 (72) 는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 원반 형상으로서, 회전 부재 (72) 의 중심 축선과 축 부재 (76) 의 중심 축선은 동일 직선 상에 있다. 또, 회전 부재 (72) 는, 외주에서, 유리 리본 (G) 의 표면 (본 실시형태에서는, 상면) 과 접촉한다. 회전 부재 (72) 가 회전함으로써, 유리 리본 (G) 이 소정 방향 (X 방향) 으로 송출된다.
회전 부재 (72) 는, 예를 들어 도 9 에 나타내는 바와 같이, 원반 형상의 본체부 (72a) 와, 본체부 (72a) 의 외주를 따라 형성되는 복수의 볼록부 (72b) 를 일체적으로 갖는다.
회전 부재 (72) 는, 도 10 및 도 11 에 나타내는 바와 같이, 내부에, 냉매 유로로서의 내측 공간 (72c) 을 갖는다. 이 내측 공간 (72c) 은, 회전 부재 (72) 의 배면측에 형성되는 개구부를 통해서, 연결 부재 (74A) 의 내측 공간과 연통하고 있다.
복수의 볼록부 (72b) 는, 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 볼록부 (72b) 에 의해, 전술한 유리 온도가 저하되어 유리 표면이 딱딱해진 서랭 영역 (L3) 에 있어서도 회전 부재 (72) 가 유리 리본 (G) 의 양측 가장자리부와 미끄러지기 어려워진다. 또 톱니바퀴 형상의 볼록부 (72b) 는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 본체부 (72a) 의 외주에 2 열 형성되어 있지만, 3 열 이상 형성되어도 되고, 1 열만 형성되어도 된다. 또한, 유리 리본 (G) 의 냉각 방지를 고려하면, 볼록부 (72b) 는 1 ∼ 2 열 형성되는 것이 바람직하다.
각 볼록부 (72b) 는, 유리 리본 (G) 에 파고들기 쉽도록, 끝이 가늘어지는 형상 (예를 들어, 사각뿔 형상) 이어도 된다.
볼록부 (72b) 의 상기 끝이 가늘어지는 형상 부분의 축 부재 (76A) 에 수직인 면에 대한 각도 (A 또는 B) (도 12 의 (a) 참조) 는, 유리 리본 (G) 에 대한 그립력을 고려하면, 45° 이하가 바람직하고, 30° 이하가 보다 바람직하며, 25° 이하가 더욱 바람직하다. 또 상기 끝이 가늘어지는 형상 부분의 강도를 고려하면, 각도 (A 또는 B) 는 15° 이상이 바람직하다.
볼록부 (72b) 의 상기 끝이 가늘어지는 형상 부분의 선단부의 폭 (C) (도 12 의 (a) 참조) 은, 유리 리본 (G) 에 대한 그립력을 고려하면, 2 ㎜ 이하가 바람직하고, 1 ㎜ 이하가 보다 바람직하며, 0.5 ㎜ 이하가 더욱 바람직하다. 상기 선단부는 반드시 직선상일 필요는 없고, 곡선상 혹은 복합 형상을 나타내고 있어도 된다.
볼록부 (72b) 의 피치 (D) (도 12 의 (b) 참조) 는, 유리 리본 (G) 에 대한 그립력을 고려하면, 6.5 ㎜ 이하가 바람직하고, 5.5 ㎜ 이하가 보다 바람직하다. 또 상기 끝이 가늘어지는 형상 부분의 강도나 가공성을 고려하면, 피치 (D) 는 1.5 ㎜ 이상이 바람직하고, 2.5 ㎜ 이상이 보다 바람직하다.
볼록부 (72b) 의 높이 (E) (도 12 의 (b) 참조) 는, 유리 리본 (G) 에 대한 그립력을 고려하면, 4 ㎜ 이상이 바람직하고, 5 ㎜ 이상이 보다 바람직하다. 또 상기 끝이 가늘어지는 형상 부분의 강도나 가공성을 고려하면, 높이 (E) 는 8 ㎜ 이하가 바람직하고, 7 ㎜ 이하가 보다 바람직하다.
회전 부재 (72) 의 반경은, 연결 부재 (74) 와 유리 리본 (G) 의 접촉 방지나 축 부재 (76) 의 수평성을 고려하면, 100 ㎜ 이상이 바람직하고, 150 ㎜ 이상이 보다 바람직하고, 180 ㎜ 이상이 더욱 바람직하며, 회전 부재 (72) 와 유리 리본 (G) 의 위치 조정이나 회전 부재 (72) 의 회전 속도의 미세 조정을 고려하면, 350 ㎜ 이하가 바람직하고, 300 ㎜ 이하가 보다 바람직하고, 270 ㎜ 이하가 더욱 바람직하다.
회전 부재 (72) 중 적어도 볼록부 (72b) 가 공구강, 바람직하게는 열간 다이스강으로 형성된다. 또한, 본 실시형태에서는, 본체부 (72a) 나 공구강으로 형성되어 있다.
여기서, 「열간 다이스강」 이란, JIS G4404 에 기재된 「SKD」 중, 「열간 금형용」 의 합금 공구강을 의미한다.
공구강으로는, 특별히 한정은 없고, 예를 들어 일본 공업 규격 (JIS) 으로 SKS, SKD, SKT, SKH 로 나타내는 강재 등을 사용할 수 있다. 공구강에는, 예를 들어 SKS4, SKS41, SKS42, SKS43, SKS44, SKS1, SKS11, SKS2, SK21, SKS5, SKS51, SKS7, SKS8, SKS3, SKS31, SKS93, SKD1, SKD11, SKD12, SKD2, SKD4, SKD5, SKD6, SKD61, SKT1, SKT2, SKT3, SKT4, SKT5, SKT6, SKH2, SKH3, SKH4A, SKH4B, SKH40, SKH5, SKH51, SKH52, SKH53, SKH54, SKH55, SKH56, SKH57, SKH58, SKH59, SKH10 등이나 이들 재종 (材種) 으로부터 개량된 각 회사의 개발 강을 사용할 수 있다. 이와 같은 개발 강은, Fe 를 주성분으로 하고, 바람직하게는 C 의 함유량이 0.3 ∼ 2.5 질량％, Si 의 함유량이 0 ∼ 1.1 질량％, Mn 의 함유량이 0 ∼ 1.1 질량％, Ni 의 함유량이 0 ∼ 2.0 질량％, Cr 의 함유량이 0 ∼ 13.5 질량％, Mo 의 함유량이 0 ∼ 5.0 질량％, V 의 함유량이 0 ∼ 4.0 질량％, W 의 함유량이 0 ∼ 10.0 질량％, Co 의 함유량이 0 ∼ 10.0 질량％ 이다. 열간 다이스강으로는, 특별히 한정되지 않고, SKD61 이나 각 회사의 개량 강재를 사용할 수 있다. 이와 같은 열간 다이스강은, Fe 를 주성분으로 하고, 바람직하게는 C 의 함유량이 0.3 ∼ 0.5 질량％, Si 의 함유량이 0.3 ∼ 1.20 질량％, Mn 의 함유량이 0.4 ∼ 0.9 질량％, Ni 의 함유량이 0 ∼ 1.8 질량％, Cr 의 함유량이 1.3 ∼ 5.50 질량％, Mo 의 함유량이 0.4 ∼ 2.7 질량％, V 의 함유량이 0.2 ∼ 1.7 질량이다. 가공성이나 코스트의 관점에서, 열간 다이스강은 SKD61 인 것이 바람직하다. SKD61 은, Fe 를 주성분으로 하고, 일본 공업 규격 (JIS) 에 규정되어 있는 바와 같이, C 의 함유량이 0.35 ∼ 0.42 질량％, Si 의 함유량이 0.80 ∼ 1.20 질량％, Mn 의 함유량이 0.25 ∼ 0.50 질량％, P 의 함유량이 0 ∼ 0.030 질량％, S 의 함유량이 0 ∼ 0.020 질량％, Cr 의 함유량이 4.80 ∼ 5.50 질량％, Mo 의 함유량이 1.00 ∼ 1.50 질량％, V 의 함유량이 0.80 ∼ 1.15 질량％ 인 강재이고, 불가피적으로 함유되는 불순물을 추가로 포함해도 된다. SKD61 은, 국제 규격 (ISO 4957：1999) 에 있어서 X40CrMoV5-1 로 나타내는 경우도 있다.
공구강은, SUS 나 SC 등의 종래의 재료에 비해, 고온 강도가 높기 때문에, 유리 리본 (G) 에 파고드는 볼록부 (72b) 의 변형을 억제할 수 있고, 회전 부재 (72) 의 내구성을 향상할 수 있다.
공구강은, SUS 나 SC 등의 종래의 재료에 비해, 고온 강도가 높기 때문에, 볼록부 (72b) 가 유리 리본 (G) 에 파고들기 쉬워지도록, 볼록부 (72b) 를 첨예화 (尖銳化) 할 수 있다. 이 효과는, 플로트 배스 (20) 내의 하류측일수록 유리 리본 (G) 이 차가워져 딱딱해지므로, 현저하고, 종래 사용할 수 없었던 온도 영역에 있어서, 구동 롤 (71A ∼ 71C) 의 사용이 가능해진다.
회전 부재 (72) 는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 외표면의 적어도 일부에, 내식성이 우수한 보호막 (72d) 을 가져도 된다. 특히 크롬질화물 또는 금속 크롬을 포함하는 보호막 (72d) 을 갖는 것이 바람직하다. 크롬질화물 및 금속 크롬은, 용융 주석 (S) 의 비말이나 증기에 대한 내식성이 열간 다이스강보다 높기 때문에, 회전 부재 (72) 의 내주석성을 향상할 수 있다.
보호막 (72d) 은, 볼록부 (72b) 의 외표면을 덮고 있고, 본체부 (72a) 의 외표면의 일부를 덮고 있다.
보호막 (72d) 의 성막 방법으로는, 예를 들어, 도금법, 증착법, 스퍼터링법, CVD 법, 이온 코팅법, 용사법 등이 있으며, 볼록부 (72b) 의 형상 등에 따라 적절히 선택된다. 예를 들어, 볼록부 (72b) 를 첨예화하는 경우, 증착법이나 스퍼터링법이나 이온 코팅법 등의 드라이 코팅법이 바람직하다.
[실시형태 2]
도 13 은, 실시형태 2 에 있어서의 유리판의 제조 장치 (10A) 의 개략 구성의 일례를 상방에서 본 횡단면도이다. 도 14 는, 실시형태 2 에 있어서의 유리판의 제조 장치 (10A) 의 개략 구성의 일례를 측방에서 본 종단면도이다. 또한, 도 13 및 도 14 에 있어서, 실시형태 1 과 동일 부분에는, 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다.
도 13 및 도 14 에 나타내는 바와 같이, 실시형태 2 의 유리판의 제조 장치 (10A) 는, 플로트 배스 (20) 의 출구 (29) 의 하류에 배치된 리프트 아웃 롤 (82A ∼ 82C) 의 상방에 유리 리본 누름 기구 (유리 리본 누름 수단) (170) 가 누름 롤 (171A ∼ 171C) 과, 각 누름 롤 (171A ∼ 171C) 을 회전 구동하는 구동 장치 (178) 를 갖는다. 구동 장치 (178) 는, 구동 모터와 감속 기구 등으로 이루어지고, 제어 장치 (100) 에 의해 유리 리본 (G) 의 이동 속도에 따른 회전수로 제어된다.
이 유리 리본 누름 기구 (170) 의 누름 롤 (171A ∼ 171C) 은, 플로트 배스 출구의 하류에 배치된 리프트 아웃 롤 (82A ∼ 82C) 의 각각에 대향하는 상방에 배치되어 있다.
누름 롤 (171A ∼ 171C) 은, 전술한 구동 롤 (71A ∼ 71C) 과 마찬가지로, 세라믹스제 또는 금속제의 회전 부재 (120) 와, 연결 부재 (74) 와, 축 부재 (76) 에 의해 구성된다. 누름 롤 (171A ∼ 171C) 은, 유리 리본 (G) 의 폭방향의 양측 가장자리부에 접촉하고, 유리 리본 (G) 의 양측 가장자리부를 하류 방향으로 송출하도록 리프트 아웃 롤 (82A ∼ 82C) 에 압압 (押壓) 한다. 그리고, 구동 롤 (71A ∼ 71C) 의 회전에 의해 플로트 배스 (20) 의 출구 (29) 로부터 송출된 유리 리본 (G) 은, 또한 누름 롤 (171A ∼ 171C) 및 리프트 아웃 롤 (82A ∼ 82C) 의 회전에 의해 하류 방향으로 송출된다.
누름 롤 (171A ∼ 171C) 의 회전 부재 (120) 는, 전술한 바와 같이 세라믹스제 또는 금속제의 외주면 (122) 이, 예를 들어 도 6 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 전체 둘레에 걸쳐, 단면 형상이 직경 방향 외방으로 볼록한 만곡 형상이다. 또, 세라믹스제 및 금속제의 회전 부재 (120) 의 내부에 냉매가 흐르고 있지 않기 때문에, 회전 부재 (120) 의 근방에 있어서, 유리 리본 (G) 이 강하게 냉각되지 않아, 유리 리본 (G) 에 대해 잘 미끄러지지 않는다.
누름 롤 (171A ∼ 171C) 의 축 부재 (76) 는, 드로스 박스 (80) 의 외측에 연장되어 있고, 드로스 박스 (80) 의 외측에 배치된 구동 장치 (178) 에 접속되어 있다. 구동 장치 (178) 는, 제어 장치 (100) 로부터 출력되는 제어 신호에 의해, 리프트 아웃 롤 (82A ∼ 82C) 과 동일한 반송 속도가 되도록 회전 제어된다.
상기 세라믹스제 또는 금속제의 회전 부재 (120) 대신에 공구강제의 회전 부재 (72) 를 사용해도 된다. 회전 부재 (72) 는, 예를 들어 도 8 및 도 9 에 나타내는 바와 같이, 외주에 톱니바퀴 형상의 요철 (72b) 을 갖는 회전 부재 (72) 를 하고 있어, 유리 리본 (G) 의 표면과 잘 미끄러지지 않는다. 또한, 누름 롤 (171A ∼ 171C) 은, 플로트 배스 (20) 의 외부에 형성되기 때문에, 전술한 냉각기 및 냉매의 통로를 형성하지 않아도 된다.
또한, 상기 누름 롤 (171A ∼ 171C) 중 어느 1 개 또는 어느 2 개를 형성하는 구성으로 해도 된다.
누름 롤 (171A ∼ 171C) 은, 리프트 아웃 롤 (82A ∼ 82C) 의 배치수에 따른 수를 형성해도 되고, 혹은 리프트 아웃 롤 (82A ∼ 82C) 의 배치수보다 적은 수를 배치해도 된다.
적어도 플로트 배스 (20) 의 출구 (29) 에 근접한 1 번째의 누름 롤 (171A) 및 리프트 아웃 롤 (82A) 을 자유 회전 롤로 해도 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 2013-104537호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체 내용을 여기에 원용한다.
10, 10A : 유리판의 제조 장치
20 : 플로트 배스
22 : 욕조
24 : 측벽
26 : 천정
28 : 공간
29 : 출구
30 : 가스 공급로
32 : 히터
32a : 발열부
34, 78, 84, 94, 178 : 구동 장치
40 : 지지 롤
50, 72, 120 : 회전 부재
60, 74, 74A : 연결 부재
65, 76, 76A : 축 부재
67, 68, 75 : 축부
70, 70A : 유리 리본 송출 기구
71A ∼ 71C : 구동 롤
72a : 본체부
72b : 볼록부
72c : 내측 공간
72d : 보호막
73, 77 : 너트
74a : 샤프트부
74b : 플랜지부
74c : 로드부
80 : 드로스 박스
82A ∼ 82C : 리프트 아웃 롤
90 : 서랭로
92A ∼ 92N : 반송 롤
100 : 제어 장치
122 : 외주면
124 : 둥근 구멍
126 : 삽입 통과 구멍
170 : 유리 리본 누름 기구
171A ∼ 171C : 누름 롤
G : 유리 리본
S : 용융 금속
L1 : 공급 영역
L2 : 성형 영역
L3 : 서랭 영역

Claims (10)

  1. 용융 유리를 플로트 배스의 유입구로부터 플로트 배스 내의 용융 금속 상에 공급하고, 상기 플로트 배스의 성형 영역에 있어서, 지지 롤에 의해 유리 리본을 폭방향으로 넓혀 소정의 두께로 성형하는 유리판의 제조 장치에 있어서,
    상기 성형 영역과 플로트 배스 출구 사이의 서랭 영역에 상기 유리 리본을 하류 방향으로 송출하기 위한 구동 롤을 갖는 유리 리본 송출 수단을 형성하고,
    상기 유리 리본 송출 수단은, 상기 구동 롤을 상기 유리 리본의 폭방향의 양측 가장자리부에 접촉시키고, 상기 양측 가장자리부를 하류 방향으로 송출하도록 구동시키는 것을 특징으로 하는 유리판의 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서랭 영역이, 상기 유리 리본의 온도가 유리 리본의 연화점보다 낮은 영역인 유리판의 제조 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 구동 롤은, 세라믹스에 의해 형성된 회전 부재를 갖는 유리판의 제조 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 구동 롤은, 금속에 의해 형성된 회전 부재를 갖는 유리판의 제조 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 구동 롤은, 복수의 볼록부가 외주에 형성된 회전 부재를 갖고, 적어도 상기 볼록부가 공구강에 의해 형성되는 유리판의 제조 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 리본을 상기 플로트 배스로부터 인출하기 위한 리프트 아웃 롤과 동일한 유리 반송 속도로 상기 구동 롤을 구동하는 유리판의 제조 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    적어도 상기 출구에 인접하는 리프트 아웃 롤은, 상기 유리 리본과의 접촉에 의해 자유 회전하는 유리판의 제조 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 리본을 사이에 두고 상기 리프트 아웃 롤과 대향하는 위치에, 상기 유리 리본을 하류 방향으로 송출하기 위한 누름 롤을 갖는 유리 리본 누름 수단이 형성된 유리판의 제조 장치.
  9. 용융 유리를 플로트 배스의 유입구로부터 플로트 배스 내의 용융 금속 상에 공급하고, 상기 플로트 배스의 성형 영역에 있어서, 지지 롤에 의해 유리 리본을 폭방향으로 넓혀 소정의 두께로 성형하는 유리판의 제조 방법에 있어서,
    상기 성형 영역과 플로트 배스 출구 사이의 서랭 영역에 상기 유리 리본을 하류 방향으로 송출하기 위한 구동 롤을 갖는 유리 리본 송출 수단을 형성하고, 상기 유리 리본 송출 수단은, 상기 구동 롤을 상기 유리 리본의 폭방향의 양측 가장자리부에 접촉시키고, 상기 양측 가장자리부를 하류 방향으로 송출하도록 구동하는 것을 특징으로 하는 유리판의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 구동 롤에 의해 송출된 상기 유리 리본을 서랭하고, 절단하는 공정을 갖는, 유리판의 제조 방법.
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