TW201934502A - 玻璃物品的製造裝置以及玻璃物品的製造方法 - Google Patents

玻璃物品的製造裝置以及玻璃物品的製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明包括：獨立型的第二退火區域用輥41、42，在玻璃帶GR之寬度方向W的兩端側具有獨立的輥部41a、42a；以及一體型的第一退火區域用輥31～33，位於所述輥41、42的上方側，具有分別配置在玻璃帶GR之寬度方向W的兩端部的輥部31a～33a、以及抑制所述輥部31a～33a間可能產生之上升氣流（α、β箭頭）的氣流抑制部31b～33b。由此，可抑制玻璃帶GR的寬度方向中央部與輥41、42、31～33的接觸，並且可實現玻璃帶GR的平坦性提昇。

Description

玻璃物品的製造裝置以及玻璃物品的製造方法
本發明是有關於一種玻璃物品的製造裝置以及玻璃物品的製造方法。
利用下拉（down draw）法的板狀玻璃物品（玻璃帶（glass ribbon））的製造裝置具備退火爐。退火爐中設置有多組輥，利用輥將經成形的玻璃帶一面在厚度方向上夾持，一面自上方朝下方搬送。輥具有一體型輥及獨立型輥。
例如專利文獻1所示的玻璃帶的製造裝置中，在退火爐內配置有一體型輥。該一體型輥具有分別與玻璃帶之寬度方向兩側部接觸的一對接觸部（輥部）、以及將該一對接觸部的軸向間相連的非接觸部（軸部）。非接觸部不與玻璃帶接觸。
另外，專利文獻2所示的玻璃帶的製造裝置中，在退火爐內配置有獨立型輥。該獨立型輥於玻璃帶之寬度方向兩端側分別設置有獨立的輥部，單端支持各輥部的軸基端側。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2007-051028號公報
[專利文獻2]日本專利特開2017-109881號公報
[發明所欲解決之課題]
在玻璃帶的製造裝置所具備的退火爐內，玻璃帶容易以玻璃帶之寬度方向中央部向厚度方向其中一側凸起的方式彎曲（參照後述的圖4）。另外，在退火爐，從下部朝向上部產生上升氣流。該上升氣流成為在玻璃帶之寬度方向或上下方向的各部位（溫度分佈），實際溫度偏離所需的設定溫度的主要原因。該情況會導致玻璃帶的應變，從而導致與玻璃帶的品質有關的平坦性降低。另外，亦有由上升氣流導致玻璃帶搖晃等而發生破損或變形之虞。
對於一體型輥而言，非接觸部位於一對接觸部的軸向間，故而容易產生伴隨玻璃帶的彎曲而玻璃帶的寬度方向中央部與一體型輥的非接觸部接觸的問題。另一方面，對於獨立型輥而言，在玻璃帶之寬度方向兩端側配置有輥部，在寬度方向的中央並未配置有構件，故可防止玻璃帶之寬度方向中央部與輥接觸的問題。然而，對於獨立型輥而言，獨立的輥部間成為上升氣流的通路，故而由上升氣流所致的平坦性降低容易變得明顯。
本發明是為了解決所述課題而成，其目的在於提供一種製造裝置以及玻璃物品的製造方法，其可抑制玻璃帶之寬度方向中央部與輥的接觸，並且可實現玻璃帶的平坦性提昇的玻璃物品。
[解決課題之手段]
解決所述課題的玻璃物品的製造裝置包括與經流下成形之玻璃帶的表面接觸並將該玻璃帶向下方搬送的多組輥，藉由使所述玻璃帶經過包含退火爐的各步驟而進行所述玻璃物品的製造。所述輥包括：獨立型輥，在所述玻璃帶之寬度方向兩端側具有獨立的第一輥部；以及一體型輥，位於所述獨立型輥的上方側，具有分別配置在所述玻璃帶之寬度方向兩端部的第二輥部、及抑制所述第二輥部間會產生之上升氣流的氣流抑制部。
根據該構成，在獨立型輥的上方配置一體型輥。因此，一體型輥與溫度相對較高的玻璃帶接觸，故而在配置有一體型輥的區域，藉由伴隨玻璃帶之熱收縮而在玻璃帶之寬度方向上產生的張力來減少玻璃帶的彎曲。因此，一體型輥雖於輥部間具有氣流抑制部，但可抑制玻璃帶的寬度方向中央部與一體型輥（氣流抑制部）接觸。另一方面，在配置獨立型輥的區域，與配置一體型輥的區域相比，玻璃帶的溫度降低，故伴隨熱收縮的玻璃帶的寬度方向的張力減少，玻璃帶的彎曲增加。因此，藉由配置獨立型輥，而抑制玻璃帶的寬度方向中央部與輥接觸。
於獨立型輥，輥部在玻璃帶之寬度方向兩端獨立，故在獨立的輥部間產生上升氣流。所產生的上升氣流雖然到達位在獨立型輥之上方的一體型輥，但被設在一體型輥的各輥部間的氣流抑制部所阻斷。因此，可阻止使玻璃帶的平坦性降低般的上升氣流的產生，從而可實現玻璃帶的平坦性提昇。
所述玻璃物品的製造裝置中，較佳為所述獨立型輥是在所述玻璃帶的應變點與較該應變點高30[℃]～100[℃]，更佳為較應變點高50[℃]～80[℃]的溫度之間的溫度區域中設置有至少一組，所述一體型輥是在較設置有所述獨立型輥的位置更靠上方設置有至少一組。
在玻璃帶的應變點與較該應變點高30[℃]～100[℃]的溫度之間的溫度區域，有伴隨熱收縮的玻璃帶的張力減少的傾向，在玻璃帶的應變點與較該應變點高50[℃]～80[℃]的溫度之間的溫度區域，有伴隨熱收縮的玻璃帶的張力進一步減少的傾向。藉由在此種溫度區域配置有獨立型輥，可更可靠地抑制玻璃帶的寬度方向中央部與輥接觸。另外，在較所述溫度區域更靠上方的區域，伴隨熱收縮而充分的張力作用於玻璃帶，故充分減少玻璃帶的彎曲，由此能可靠地抑制玻璃帶的寬度方向中央部與一體型輥（氣流抑制部）接觸。
所述玻璃物品的製造裝置中，較佳為所述獨立型輥是在所述玻璃帶的溫度成為600[℃]～800[℃]之溫度區域中設置有至少一組，所述一體型輥是於較設置有所述獨立型輥的位置更靠上方設置有至少一組。
在玻璃帶的溫度成為600[℃]～800[℃]的溫度區域，有伴隨熱收縮的玻璃帶的張力減少的傾向。藉由在此種溫度區域配置有獨立型輥，可更可靠地抑制玻璃帶的寬度方向中央部與輥接觸。另外，在較所述溫度區域更靠上方的區域，伴隨熱收縮而充分的張力作用於玻璃帶，故而充分減少玻璃帶的彎曲，由此能可靠地抑制玻璃帶的寬度方向中央部與一體型輥（氣流抑制部）接觸。
所述玻璃物品的製造裝置中，較佳為在將所述玻璃帶的黏度設為η[poise]時，所述獨立型輥是在所述黏度成為11 ≤ Logη ≤ 16，更佳為12 ≤ Logη ≤ 13.5的黏度區域中設置有至少一組，所述一體型輥是在較設置有所述獨立型輥的位置更靠上方設置有至少一組。
在玻璃帶的黏度η成為11 ≤ Logη ≤ 16的黏度區域，有伴隨熱收縮的玻璃帶的張力減少的傾向，在黏度η成為12 ≤ Logη ≤ 13.5的黏度區域，有伴隨熱收縮的玻璃帶的張力進一步減少的傾向。藉由在此種黏度區域配置有獨立型輥，可更可靠地抑制玻璃帶的寬度方向中央部與輥接觸。另外，在較所述黏度區域更靠上方的區域，伴隨熱收縮而充分的張力作用於玻璃帶，故充分減少玻璃帶的彎曲，由此能可靠地抑制玻璃帶的寬度方向中央部與一體型輥（氣流抑制部）接觸。
所述玻璃物品的製造裝置中，較佳為所述一體型輥是在上下方向上連續配置有兩組以上。
根據該構成，一體型輥是在上下方向上連續配置有兩組以上，故一體型輥所具備的氣流抑制部亦成為兩段以上的多段，由此可更可靠地抑制向上方的上升氣流。該情況可有助於玻璃帶的平坦性的進一步提昇。
所述玻璃物品的製造裝置中，所述獨立型輥較佳為在上下方向上連續配置有兩組以上。
根據該構成，獨立型輥是於上下方向上連續配置有兩組以上，故而能可靠地抑制玻璃帶的寬度方向中央部與輥接觸，並且穩定地牽引玻璃帶。
解決所述課題的玻璃物品的製造方法是使用與經流下成形之玻璃帶的表面接觸並將該玻璃帶向下方搬送的多組輥，藉由使所述玻璃帶經過包含退火爐的各步驟而進行所述玻璃物品的製造，且使用下述輥做為所述輥：獨立型輥，於所述玻璃帶之寬度方向兩端側具有獨立的第一輥部；以及一體型輥，位於所述獨立型輥的上方側，具有分別配置於所述玻璃帶之寬度方向兩端部的第二輥部、以及抑制該第二輥部間會產生之上升氣流的氣流抑制部。根據此種構成，可享有與所述對應構成同樣的效果。
[發明的效果]
根據本發明的玻璃物品的製造裝置以及玻璃物品的製造方法，可抑制玻璃帶的寬度方向中央部與輥的接觸，並且可實現玻璃帶的平坦性提昇。
以下，一方面參照圖式一方面對玻璃物品的製造裝置以及玻璃物品的製造方法的一實施形態進行說明。
如圖1～圖3所示，玻璃物品的製造裝置11自玻璃帶GR的搬送方向X的上游朝向下游、即自上方朝向下方依序配置有成形爐12、退火爐13。
位在玻璃物品之製造裝置11的上部的成形爐12在成形爐框體12a內具備成形體21及冷卻輥22。
成形體21用於使用溢流下拉法（overflow down draw）來成形玻璃帶GR。成形體21具有藉由從側方側供給熔融玻璃G而使熔融玻璃G從上部溢出的槽21a、引導該熔融玻璃G的流動的第一引導面21b、及位於第一引導面21b的相反側的第二引導面21c。熔融玻璃G自成形體21的上部的槽21a分為第一引導面21b及第二引導面21c而流動，於成形體21的下部一體化，並向下方被拉伸。由此，連續地成形板狀（帶狀）的玻璃帶GR。
關於冷卻輥22，以在寬度方向W及厚度方向D上分別成對的方式將四個輥設置於相同高度。冷卻輥22成為支持軸基端部的單端支持結構。冷卻輥22分別於厚度方向D上夾持經成形的玻璃帶GR之寬度方向W的兩端部，並向退火爐13搬送。在該過程，冷卻輥22將玻璃帶GR的寬度方向W的兩端部冷卻。
位於成形爐12的下部的退火爐13於與成形爐12連續地設置的退火爐框體13a內，具備一體型輥的第一退火區域用輥31～33及獨立型輥的第二退火區域用輥41、42。
第一退火區域用輥31～33(以下以輥31～33表示)配置於退火爐13的最上游側的第一退火區域A1中。輥31～33為遍及玻璃帶GR的整個寬度方向W而一體地延伸的輥，與寬度方向W平行的自身的軸較玻璃帶GR的寬度更長而於其兩側進行支持，即，成為兩端支持結構（單軸支持結構）。
輥31～33具有位於較玻璃帶GR的兩端部於寬度方向W上略靠內側的輥部31a～33a、及以將輥部31a～33a間相連的方式直徑略小於輥部31a～33a的氣流抑制部31b～33b。輥部31a～33a為接觸部，其外周面與玻璃帶GR的表面接觸。另一方面，氣流抑制部31b～33b為非接觸部，其外周面以不與玻璃帶GR的表面接觸的程度而稍遠離玻璃帶GR的表面。
此種構成的輥31～33是於厚度方向D上成對地設置。即，在玻璃帶GR的正面側及背面側以相同高度分別設置有相同的輥31～33，利用成對的輥31～33的輥部31a～33a彼此夾持玻璃帶GR。對於此種第一退火區域用輥31～33而言，由一對形成一組。第一退火區域A1中，於上下方向上排列設置有三組（三對）第一緩冷區域用輥31～33。
而且，藉由將輥31～33旋轉驅動，而經由輥部31a～33a進行玻璃帶GR的向下方的搬送。此時，藉由輥部31a～33a的旋轉驅動，向搬送方向X即下方的張力作用於玻璃帶GR。另外，玻璃帶GR欲向寬度方向W的內側收縮，故而張力亦作用於寬度方向W的外側。
第二退火區域用輥41、42 (以下以輥41、42表示)配置於配置有第一退火區域用輥31～33的第一退火區域A1的下方（下游）的第二退火區域A2中。輥41、42是於相同高度，於玻璃帶GR的寬度方向W的兩端部（正面視時為左右）獨立地成對而分別設置。輥41、42於左右獨立地支持各軸基端部，即，成為單端支持結構。
此種構成的輥41、42於厚度方向D上亦成對地設置。即，在玻璃帶GR的正面側及背面側，以相同高度分別設置有相同的輥41、42，利用成對的輥41、42的輥部41a、42a彼此來夾持玻璃帶GR。對於此種第二退火區域用輥41、42而言，由寬度方向W的對及厚度方向D的對形成一組。於第二退火區域A2，在上下方向上排列設置有兩組第二退火區域用輥41、42。
而且，藉由將輥41、42旋轉驅動，而經由輥部41a、42a進行玻璃帶GR的向下方的搬送。另外，玻璃帶GR欲向寬度方向W的內側收縮，故而張力也作用在寬度方向W的外側。
附帶而言，第二退火區域用輥41、42的周速是設定為較第一退火區域用輥31～33的周速更快。另外，輥41、42左右獨立，故而亦可獨立地進行旋轉驅動控制。
且說，當將玻璃帶GR退火時，玻璃的狀態變化。即，在玻璃帶GR的退火步驟，以所需的溫度曲線逐漸降低溫度，此過程中，出現與玻璃帶GR的應變相關的特徵性溫度即應變點T[℃]。應變點T[℃]為玻璃帶GR變得不發生應變的溫度，低於該溫度時玻璃帶GR的形狀確定。相對於此，於應變點T[℃]以上，可調整玻璃帶GR的形狀。
另外，本實施形態中，使用應變點T[℃]以上中較該應變點T[℃]更高30[℃]～100[℃]以上的溫度（相當於退火點），設定為較應變點T[℃]更高30[℃]～100[℃]以上的第一退火區域A1，將低於第一退火區域A1的下限溫度至應變點T[℃]為止設定為第二退火區域A2。
第一退火區域A1中，玻璃帶GR的收縮大，但第二退火區域A2中，玻璃帶GR的收縮變小。因此，第一退火區域A1中，即便以玻璃帶的寬度方向中央部向厚度方向其中一側凸起的方式產生玻璃帶GR的彎曲（參照圖4），也由於伴隨玻璃帶GR的收縮而張力在寬度方向W的外側作用於玻璃帶GR，而減少玻璃帶GR的彎曲（參照圖3）。因此，可抑制配置於第一退火區域A1中的一體型輥31～33（氣流抑制部31b～33b）與玻璃帶GR的寬度方向中央部接觸。另一方面，第二退火區域A2中，伴隨收縮的減少而寬度方向W的外側的張力亦減少，故而產生玻璃帶GR的彎曲。因此，第二退火區域A2中，藉由配置獨立型輥41、42而抑制玻璃帶的寬度方向中央部與輥接觸。
在退火爐13內，如圖1的α、β箭頭所示，產生上升氣流。尤其是第一退火區域A1中，若由該上升氣流導致玻璃帶GR的溫度分佈局部地偏離設定溫度，則成為使玻璃帶GR的平坦性劣化的主要原因。考慮到該情況，第一退火區域A1中，使用在各輥部31a～33a間具備氣流抑制部31b～33b的一體型輥31～33。於該情形時，藉由氣流抑制部31b～33b而阻斷玻璃帶GR的表面附近的上升氣流。即，在配置於第二退火區域中的獨立型輥41、42間上升而來的氣流因第一退火區域A1的尤其是最下段的輥33（主要為氣流抑制部33b）而離開玻璃帶GR的表面（α箭頭），或向玻璃帶GR的寬度方向W的外側岔開（β箭頭）。由此，可阻止使玻璃帶GR的平坦性降低般的上升氣流的產生，從而可實現玻璃帶GR的平坦性提昇。
附帶而言，在較第二退火區域A2更靠下游、及退火爐13的爐外的區域中，設有支持輥51等（退火爐13內省略）。此支持輥51通常為兩端支持結構的輥，左右的輥部51a間僅成為軸。繼而，完成了退火步驟的玻璃帶GR是由支持輥51等進一步向下游側搬送，例如由圖示省略的切斷裝置加工成既定尺寸的板玻璃。或者，也可將玻璃帶GR的寬度方向的兩端去除後，捲取成捲狀。
所述實施形態中，將配置有第一退火區域用輥31～33的第一退火區域A1、與配置有第二退火區域用輥41、42的第二退火區域A2的邊界設定為較玻璃帶GR的應變點T[℃]高30[℃]～100[℃]的溫度，但不限於此。更佳為設定在較玻璃帶GR的應變點T[℃]高50[℃]～80[℃]的溫度。
例如，也可在玻璃帶GR的溫度為600[℃]～800[℃]之間的任一處設定第一退火區域A1與第二退火區域A2的邊界。第一退火區域用輥31～33及第二退火區域用輥41、42是同樣地配置於各區域A1、A2中。如此亦可獲得與所述實施形態同樣的作用效果。
另外，於將玻璃帶GR的黏度設為η[poise]時，亦可於該黏度η為11 ≤ Logη ≤ 16、更佳為12 ≤ Logη ≤ 13.5之間的任一處設定第一退火區域A1與第二退火區域A2的邊界。在該情形時，第一退火區域用輥31～33及第二退火區域用輥41、42亦是同樣地配置於各區域A1、A2中。如此亦可獲得與所述實施形態同樣的作用效果。
所述實施形態中，於第一退火區域A1中具備三組第一退火區域用輥31～33，於第二退火區域A2中具備兩組第二退火區域用輥41、42，但組數及配置不限於此。亦可於第一退火區域A1的一部分中配置獨立型輥41、42，亦可於第二退火區域A2的一部分中配置一體型輥31～33。另外，亦可混合存在一體型輥31～33及獨立型輥41、42以外的構成。
11‧‧‧玻璃物品的製造裝置
12‧‧‧成形爐
12a‧‧‧成形爐框體
13‧‧‧退火爐
13a‧‧‧退火爐框體
21‧‧‧成形體
21a‧‧‧槽
21b‧‧‧第一引導面
21c‧‧‧第二引導面
22‧‧‧冷卻輥
31～33‧‧‧第一退火區域用輥（一體型輥）
31a～33a、41a、42a、51a‧‧‧輥部
31b～33b‧‧‧氣流抑制部
41、42‧‧‧第二退火區域用輥（獨立型輥）
51‧‧‧支持輥
A1‧‧‧第一退火區域
A2‧‧‧第二退火區域
D‧‧‧厚度方向
G‧‧‧熔融玻璃
GR‧‧‧玻璃帶
W‧‧‧寬度方向
α、β‧‧‧箭頭
圖1為示意性地表示實施形態的玻璃物品的製造裝置的正面圖。
圖2為圖1的A-A剖面圖。
圖3為圖1的B-B剖面圖。
圖4為表示玻璃帶的彎曲的剖面圖。

Claims (12)

  1. 一種玻璃物品的製造裝置，包括與經流下成形之玻璃帶的表面接觸並將所述玻璃帶向下方搬送的多組輥，且藉由使所述玻璃帶通過包含退火爐的各步驟而進行所述玻璃物品的製造，所述玻璃物品的製造裝置之特徵在於：所述輥包括： 獨立型輥，在所述玻璃帶之寬度方向兩端側具有獨立的第一輥部；以及 一體型輥，位於所述獨立型輥的上方側，包括分別配置在所述玻璃帶之寬度方向兩端部的第二輥部、以及抑制所述第二輥部間會產生之上升氣流的氣流抑制部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的玻璃物品的製造裝置，其中所述獨立型輥是在所述玻璃帶之應變點與較所述應變點高30[℃]～100[℃]的溫度之間的溫度區域，設置至少一組， 所述一體型輥是在較設置有所述獨立型輥的位置更靠上方設置至少一組。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的玻璃物品的製造裝置，其中所述獨立型輥是在所述玻璃帶之溫度成為600[℃]～800[℃]的溫度區域，設置至少一組， 所述一體型輥是在較設置有所述獨立型輥的位置更靠上方設置至少一組。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的玻璃物品的製造裝置，其中所述獨立型輥是在所述玻璃帶之溫度成為600[℃]～800[℃]的溫度區域，設置至少一組， 所述一體型輥是在較設置有所述獨立型輥的位置更靠上方設置至少一組。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的玻璃物品的製造裝置，其中在將所述玻璃帶之黏度設為η[poise]時，所述獨立型輥是在所述黏度η成為11 ≤ Logη ≤ 16的黏度區域，設置至少一組， 所述一體型輥是在較設置有所述獨立型輥的位置更靠上方設置至少一組。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的玻璃物品的製造裝置，其中在將所述玻璃帶之黏度設為η[poise]時，所述獨立型輥是在所述黏度η成為11 ≤ Logη ≤ 16的黏度區域，設置至少一組， 所述一體型輥是在較設置有所述獨立型輥的位置更靠上方設置至少一組。
  7. 如申請專利範圍第3項所述的玻璃物品的製造裝置，其中在將所述玻璃帶之黏度設為η[poise]時，所述獨立型輥是在所述黏度η成為11 ≤ Logη ≤ 16的黏度區域，設置至少一組， 所述一體型輥是在較設置有所述獨立型輥的位置更靠上方設置至少一組。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的玻璃物品的製造裝置，其中在將所述玻璃帶之黏度設為η[poise]時，所述獨立型輥是在所述黏度η成為11 ≤ Logη ≤ 16的黏度區域，設置至少一組， 所述一體型輥是在較設置有所述獨立型輥的位置更靠上方設置至少一組。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的玻璃物品的製造裝置，其中所述一體型輥是在上下方向上連續配置兩組以上。
  10. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的玻璃物品的製造裝置，其中所述獨立型輥是在上下方向上連續配置兩組以上。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的玻璃物品的製造裝置，其中所述獨立型輥是在上下方向上連續配置兩組以上。
  12. 一種玻璃物品的製造方法，使用與經流下成形之玻璃帶的表面接觸並將所述玻璃帶向下方搬送的多組輥，藉由使所述玻璃帶通過包含退火爐的各步驟而進行所述玻璃物品的製造，所述玻璃物品的製造方法之特徵在於： 使用下述輥做為所述輥：獨立型輥，於所述玻璃帶之寬度方向兩端側具有獨立的第一輥部；以及 一體型輥，位於所述獨立型輥的上方側，包括分別配置於所述玻璃帶之寬度方向兩端部的第二輥部、以及抑制所述第二輥部間會產生之上升氣流的氣流抑制部。
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