TW202134193A

TW202134193A - 成形裝置、具備如該成形裝置之製造設備、及玻璃板之製造方法

Info

Publication number: TW202134193A
Application number: TW109145979A
Authority: TW
Inventors: 石橋弘輝; 中野正徳
Original assignee: 日商Ａｇｃ股份有限公司
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2020-12-24
Publication date: 2021-09-16
Also published as: WO2021132150A1; CN114845961A; JPWO2021132150A1

Abstract

本發明係成形熔融玻璃而形成玻璃帶之成形裝置，且具有：本體；及板構件，其設置於該本體之至少與玻璃接觸之部分；且上述板構件之厚度為0.5 mm～100 mm之範圍，由對上述玻璃呈惰性之材料構成。

Description

成形裝置、具備如該成形裝置之製造設備、及玻璃板之製造方法

本發明係關於一種玻璃板之製造設備用之成形裝置、具備如該成形裝置之製造設備、及玻璃板之製造方法。

玻璃板可使用例如如熔化法及狹縫下拉法等方法連續製造。

例如，於熔化法，將藉由熔解玻璃原料獲得之熔融玻璃供給至成形用之裝置(以下，稱為「成形裝置」)之上部。成形裝置呈剖面朝下較尖之大致楔狀，熔融玻璃沿該成形裝置之對向之2個側面流下。沿兩側面流下之熔融玻璃於成形裝置之下側端部(亦稱為「合流點」)合流、一體化，成形玻璃帶。之後，該玻璃帶藉由輥等牽引構件，一面緩冷卻一面被向下牽引，並以特定之尺寸被切斷(例如專利文獻1)。

又，於狹縫下拉法，收納熔融玻璃之成形裝置於底部具有狹縫狀之開口。熔融玻璃於經由該開口流下之後，成為玻璃帶。之後將玻璃帶緩冷卻後，進行切斷，製造玻璃板。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2016-028005號公報

[發明所欲解決之問題]

於以如上所述之方法或其他方法製造玻璃板之製造設備中，自提高玻璃板之製造效率等觀點而言，對於成形裝置，期望可承受迅速之升溫及降溫之構成。但，為此，作為成形裝置，需採用熱衝擊較強之材料。

然而，通常具有如該耐熱衝擊性之材料有對玻璃之反應性較高之情形較多，難以作為成形裝置之材料使用之問題。因此，於先前之成形裝置，有幾乎無法提高升溫速度及降溫速度，因此難以提高玻璃板之製造效率之問題。

本發明係鑑於此種背景而完成者，於本發明，目的在於提供一種與先前相比，可迅速升溫及降溫之玻璃板之製造設備用之成形裝置。又，於本發明，目的在於提供一種具備如該成形裝置之玻璃板之製造設備。進而，於本發明，目的在於提供一種與先前相比，可迅速升溫及降溫之玻璃板之製造方法。 [解決問題之技術手段]

於本發明，提供一種成形裝置，其係成形熔融玻璃而形成玻璃帶之成形裝置，且具有：本體；及板構件，其設置於該本體之至少與玻璃接觸之部分；且上述板構件之厚度為0.5 mm～100 mm之範圍，由對上述玻璃呈惰性之材料構成。

又，於本發明，提供一種製造設備，其係連續製造玻璃板之製造設備，且具有：成形裝置，其成形熔融玻璃而形成玻璃帶；且上述成形裝置具有：本體；及板構件，其設置於該本體之至少與玻璃接觸之部分；且上述板構件之厚度為0.5 mm～100 mm之範圍，由對上述玻璃呈惰性之材料構成。

進而，於本發明，提供一種製造方法，其係玻璃板之製造方法，且具有以下步驟：使用成形裝置，自熔融玻璃形成玻璃帶；且上述成形裝置具有：本體；及板構件，其設置於該本體之至少與玻璃接觸之部分；且上述板構件之厚度為0.5 mm～100 mm之範圍，由對上述玻璃呈惰性之材料構成。 [發明之效果]

於本發明，可提供一種與先前相比，可迅速升溫及降溫之玻璃板之製造設備用之成形裝置。又，於本發明，可提供一種具備如該成形裝置之玻璃板之製造設備。進而，於本發明，可提供一種與先前相比，可迅速升溫及降溫之玻璃板之製造方法。

以下，參照圖式，對本發明之一實施形態進行說明。

(本發明之一實施形態之玻璃板之製造設備) 參照圖1及圖2，對本發明之一實施形態之玻璃板之製造設備進行說明。

於圖1及圖2，概略性顯示本發明之一實施形態之玻璃板之製造設備(以下，稱為「第1製造設備」)100之構成。於第1製造設備100，可藉由熔化法，連續製造玻璃板。

另，圖2係模式性顯示圖1中之第1製造設備100之沿A-A線之剖面之圖。

如圖1及圖2所示，第1製造設備100具備成形裝置110、收納該成形裝置110之爐150、及配置於成形裝置110之下方之複數個輥160。另，雖未圖示，但第1製造設備100進而於爐150之下方，具有切斷構件。

成形裝置110具有自熔融玻璃MG成形玻璃帶GR之功能。成形裝置110與供給管105連接，並經由該供給管105，對成形裝置110供給熔融玻璃MG。

成形裝置110具有本體120、與板構件130。

成形裝置110之本體120具有如圖2所示之剖面大致楔狀之形狀。更具體而言，本體120具有：凹部122，其設置於該本體120之上表面121；相互對向之第1側面124a及第2側面124b；及第1側面124a與第2側面124b之交叉部即下側端部129。

凹部122沿本體120之長邊方向，即圖1及圖2中之X方向形成。

第1側面124a具有第1上側面126a、與第1下側面128a。同樣地，第2側面124b具有第2上側面126b、與第2下側面128b。

第1上側面126a及第2上側面126b均於本體120之大致長邊方向(X方向)及大致鉛直方向(Z方向)延伸，因此與XZ面大致平行地配置。另一方面，第1下側面128a及第2下側面128b相對於鉛直方向(Z方向)傾斜，以於本體120之下側端部129相互交叉之方式配置。

第1下側面128a之上部與第1上側面126a之下部連接，第2下側面128b之上部與第2上側面126b之下部連接。

又，成形裝置110之板構件130設置於本體120之露出表面中至少與玻璃直接接觸之部位。

例如，於圖2所示之例，板構件130以覆蓋本體120之上表面121、凹部122、第1側面124a(第1上側面126a及第1下側面128a)、及第2側面124b(第2上側面126b及第2下側面128b)之方式設置。

另，成形裝置110具有與本體120之形狀大致共形之形狀。即，成形裝置110具有上表面111、凹部112、第1側面114a(第1上側面116a及第1下側面118a)、第2側面114b(第2上側面116b及第2下側面118b)、及下側端部119，該等部位均具有與本體120之對應之各個部位類似之形狀。又，該等部位均由板構件130之露出表面構成。

各輥160具有一面調整玻璃帶GR之厚度，一面將玻璃帶GR向下方搬送之作用。

於使用此種第1製造設備100製造玻璃板之情形時，首先，經由供給管105，對成形裝置110供給熔融玻璃MG。

供給至成形裝置110之熔融玻璃MG收納於凹部112。但，若供給超過凹部112之收納容積之熔融玻璃MG，則熔融玻璃MG沿成形裝置110之第1側面114a及第2側面114b溢出，流出至下方。

藉此，於成形裝置110之第1上側面116a，形成第1熔融玻璃部分190a，於成形裝置110之第2上側面116b，形成第2熔融玻璃部分190b。

之後，第1熔融玻璃部分190a沿成形裝置110之第1下側面118a，進而流出至下方。同樣地，第2熔融玻璃部分190b沿成形裝置110之第2下側面118b，進而流出至下方。

其結果，第1熔融玻璃部分190a及第2熔融玻璃部分190b到達成形裝置110之下側端部119，於此處一體化。藉此，形成玻璃帶GR。

另，之後，玻璃帶GR被輥160進而於鉛直方向朝下方牽引，並於該過程緩冷卻。

之後，充分緩冷卻之玻璃帶GR自爐150排出，藉由切斷機構(未圖示)，切斷為特定之尺寸。

藉由以上之步驟，可連續製造玻璃板。

此處，自提高玻璃板之製造效率等觀點而言，對於玻璃板之製造設備所包含之成形裝置，期望可承受迅速之升溫及降溫之構成。

然而，於先前之製造設備，成形裝置之主要部分由耐熱磚般之材料構成之情形較多，若進行急遽之升溫及降溫，則有因熱衝擊而損傷本體之危險。因此，於先前之製造設備，有幾乎無法提高升溫速度及降溫速度之問題。此處熱衝擊所致之損傷包含因急遽之溫度變化於材料產生之溫度分佈而破裂之脆性破壞、與因急遽之溫度變化於材料產生之較大溫度分佈而變形之延性變形之任一者或兩者。

另，為了處理此種問題，而考慮採用熱衝擊較強之材料作為本體之材料。然而，一般而言，具有良好之耐熱衝擊性之材料與玻璃之反應性較高，難以作為成形裝置之本體使用。

對此，於第1製造設備100，成形裝置110之主要部分具有本體120、與厚度為0.5 mm～100 mm之範圍之板構件130。又，該板構件130由對熔融玻璃MG呈惰性之材料構成，設置於本體120之與熔融玻璃MG接觸之部位。

於具有此種特徵之第1製造設備100，因本體120藉由板構件130保護，故於製造玻璃板時，有意地抑制成形裝置110之本體120與熔融玻璃MG接觸之可能性。因此，可對本體120選定具有耐熱衝擊性之材料。

又，成形裝置110之板構件130之厚度為0.5 mm～100 mm之範圍，具有即使受到熱衝擊亦不易破裂之特徵。

再者，於第1製造設備100，板構件130與塗膜般之被膜不同，作為「板」適用於本體120之上。

一般而言，塗膜以與被設置對象密接之狀態設置於該設置對象之上。因此，於在成形裝置之本體設置塗膜之情形，於成形裝置承受急遽之升溫及降溫之負荷時，因本體與塗膜之間之熱膨脹之差，塗膜可能自本體剝離，或成為皺褶狀，或破裂。

然而，於在本體120之上作為板設置之板構件130中，於本體120與板構件130之間，不要求嚴密之密接性。因此，於使用板構件130之情形時，亦不易產生起因於與本體120之熱膨脹之差的不良。

藉由以上之效果，於第1製造設備100，可對成形裝置110進行迅速之升溫及降溫。又，藉此，於第1製造設備100，可更有效地製造玻璃板。

又，於成形裝置110，板構件130容易自本體120卸除。因此，於將要製造之玻璃板變更為對板構件130之反應性較高之其他玻璃板而進行製造時，本發明之成形裝置110僅將板構件130更換為由其他材料構成之板構件130即可。因此，於成形裝置110，可更有效地製造玻璃板。

又，於先前之成形裝置，於成形裝置在玻璃板之製造中侵蝕或劣化之情形時，因需更換成形裝置整體，故耗費工夫與成本。然而，於成形裝置110，因板構件130容易自本體120卸除，故於在玻璃板之製造中板構件130侵蝕或劣化之情形時，僅更換板構件130即可。因此，成形裝置110可有效且低成本地進行玻璃板製造時之設備之維持管理。

(構成成形裝置之各構件) 接著，對構成第1製造設備100中之成形裝置110之各個構件更詳細進行說明。

(本體120) 本體120係由熱衝擊較強之材料構成。

具體而言，本體120於將室溫之熱傳導率設為κ(W/mK)，將熱膨脹率設為ρ(10^-6 /K)時，由比κ/ρ為1以上之材料構成。

於此種材料，有如下特徵：即使自室溫急遽升溫至玻璃之成形溫度(例如500℃～1500℃)，或自玻璃之成形溫度急遽降溫至室溫，亦不易產生損傷。

作為比κ/ρ為1以上之材料，包含例如比κ/ρ為23.5之碳(C)、比κ/ρ為60.0之碳化矽(SiC)、比κ/ρ為2.7之氧化矽燒結體、比κ/ρ為7.3之鎳(Ni)、比κ/ρ為28.8之鉬(Mo)、及比κ/ρ為1.2之不銹鋼、比κ/ρ為4.4之氧化鋁燒結體、及比κ/ρ為1.2之莫來石燒結體。上述氧化矽燒結體通常可相對於燒結體整體量包含0.2～5重量%之氧化矽以外之成分。上述氧化鋁燒結體通常可相對於燒結體整體量包含0.2～10重量%之氧化鋁以外之成分。上述莫來石燒結體通常可相對於燒結體整體量包含0.5～5重量%之莫來石以外之成分。

(板構件130) 板構件130係由對使用之玻璃呈惰性之材料構成。例如板構件130用之材料列舉矽氧化物、鋯氧化物、鋁氧化物、鎂氧化物等金屬氧化物。可將該等金屬氧化物設為僅包含1種者，但亦可設為包含2種以上者。又，可包含構成該等金屬氧化物之金屬2種以上之複合氧化物。又，可包含鉬等金屬。具體而言，亦可由自包含石英、氧化鋯、莫來石、鋯石、氧化鎂、氧化鋁、及鉬之群選定之1種以上之材料構成。構成板構件130之材料較佳為材料所包含之雜質相對於材料整體量為1重量%以下。

藉由使用之玻璃之成分組成之不同，相對於玻璃呈惰性之材料變化。因此，作為構成板構件130之材料，適當選擇對使用之玻璃反應性較低之材料，即惰性之材料。

板構件130之厚度如上所述，為0.5 mm～100 mm之範圍。厚度較佳為0.75 mm～50 mm之範圍，更佳為1 mm～30 mm之範圍。

另，板構件130可組合形狀實質上相等、或形狀不同之複數個板狀零件構成。例如，板構件130可藉由於本體120所需之表面，安裝板構件130用之複數個零件而構成。或，板構件130亦可藉由於本體120所需之表面，配置板構件130用之複數個零件之後，將該等零件相互結合而構成。

(本發明之一實施形態之另一玻璃板之製造設備) 接著，參照圖3，對本發明之另一實施形態之玻璃板之製造設備進行說明。

於圖3，概略性顯示本發明之另一實施形態之玻璃板之製造設備(以下，稱為「第2製造設備」)200之一構成例。於第2製造設備200，可藉由狹縫下拉法，連續製造玻璃板。

如圖3所示，第2製造設備200具備成形裝置210、收納該成形裝置210之爐250、及配置於成形裝置210之下方之複數個輥260。另，雖未圖示，但第2製造設備200進而於爐250之下方，具有切斷構件。

成形裝置210具有自熔融玻璃MG成形玻璃帶GR之功能。成形裝置210與供給管(未圖示)連接，經由該供給管，對成形裝置210供給熔融玻璃MG。

成形裝置210具有本體220、與板構件230。

成形裝置210之本體220具有如圖3所示之「箱狀」之剖面形狀。更具體而言，本體220具有內部側面221、內部底面225、外部底面227、及狹縫229。狹縫229自內部底面225貫通至外部底面227。

成形裝置210之板構件230設置於本體220之露出表面中至少與玻璃直接接觸之部位。

例如，於圖3所示之例，板構件230以覆蓋本體220之內部側面221、內部底面225、及狹縫229之方式設置。

成形裝置210具有與本體220之形狀大致共形之形狀。例如，成形裝置210具有內部側面211、內部底面215、及狹縫219，該等部位均具有與本體220之對應之各個部位類似之形狀。又，該等部位均由板構件230之露出表面構成。

另，自圖3雖未明確，但成形裝置210之各構件沿與紙面垂直之方向延伸。因此，圖3所示之成形裝置210具有沿長邊方向(X方向)之細長之形狀。

各輥260具有一面調整自成形裝置210排出之玻璃帶GR之厚度，一面將玻璃帶GR向下方搬送之作用。

於使用此種第2製造設備200製造玻璃板之情形時，首先，經由供給管(未圖示)，對成形裝置210供給熔融玻璃MG。

供給至成形裝置210之熔融玻璃MG首先收納於由內部側面211及內部底面215區劃之內部。

接著，熔融玻璃MG經由成形裝置210之狹縫219流出至下方，於其中途降溫。藉此，形成玻璃帶GR。

之後，玻璃帶GR被輥260進而於鉛直方向朝下方牽引，並於該過程緩冷卻。

之後，充分緩冷卻之玻璃帶GR自爐250排出，藉由切斷機構(未圖示)，切斷為特定之尺寸。

於第2製造設備200，藉由以上之步驟，可連續製造玻璃板。

此處，於第2製造設備200，成形裝置210之主要部分具有本體220、與厚度為0.5 mm～100 mm之範圍之板構件230。又，該板構件230由對熔融玻璃MG呈惰性之材料構成，設置於本體220之與玻璃接觸之部位。

於具有此種特徵之第2製造設備200，因本體220藉由板構件230保護，故於製造玻璃板時，有意地抑制成形裝置210之本體220與玻璃接觸之可能性。因此，可對本體220選定具有耐熱衝擊性之材料。

又，成形裝置210之板構件230之厚度為0.5 mm～100 mm之範圍，具有即使受到熱衝擊亦不易破裂之特徵。

進而，於第2製造設備200，板構件230與塗膜般之被膜不同，作為「板」適用於本體220之上。因此，亦不易產生起因於板構件230與本體220之間之熱膨脹之差的不良。

藉由以上之效果，於第2製造設備200，可對成形裝置210進行迅速之升溫及降溫。又，藉此，於第2製造設備200，可更有效地製造玻璃板。

又，於成形裝置210，板構件230容易自本體220卸除。因此，於將要製造之玻璃板變更為對板構件230之反應性較高之其他玻璃板而進行製造時，成形裝置210僅將板構件230更換為由其他材料構成之板構件230即可。因此，成形裝置210可更有效地製造玻璃板。

又，於先前之成形裝置，於成形裝置在玻璃板之製造中侵蝕或劣化之情形時，因需更換成形裝置整體，故非常耗費工夫與成本。然而，於成形裝置210，因板構件230容易自本體220卸除，故於玻璃板之製造中板構件230侵蝕或劣化之情形時，僅更換板構件230即可。因此，成形裝置210可有效且低成本地進行玻璃板製造時之設備之維持管理。

另，作為成形裝置210之本體220及板構件230，可分別參照上述成形裝置110中之本體120及板構件130之記載。因此，於此處未進一步說明。

以上，參照第1製造設備100之成形裝置110、及第2製造設備200之成形裝置210，對本發明之一實施形態之構成及特徵進行說明。

然而，與本案接觸之本領域技術人員明瞭：該等僅為一例，本發明之玻璃板之製造設備、進而成形裝置亦可具有其他構成。

本案係基於2019年12月27日申請之日本專利申請案第2019-238256號而主張優先權，該日本申請案之全部內容作為參照而援引於本案中。

100:第1製造設備 105:供給管 110:成形裝置 111:成形裝置之上表面 112:成形裝置之凹部 114a:成形裝置之第1側面 114b:成形裝置之第2側面 116a:成形裝置之第1上側面 116b:成形裝置之第2上側面 118a:成形裝置之第1下側面 118b:成形裝置之第2下側面 119:成形裝置之下側端部 120:本體 121:本體之上表面 122:本體之凹部 124a:本體之第1側面 124b:本體之第2側面 126a:本體之第1上側面 126b:本體之第2上側面 128a:本體之第1下側面 128b:本體之第2下側面 129:本體之下側端部 130:板構件 150:爐 160:輥 190a:第1熔融玻璃部分 190b:第2熔融玻璃部分 200:第2製造設備 210:成形裝置 211:成形裝置之內部側面 215:成形裝置之內部底面 219:成形裝置之狹縫 220:本體 221:本體之內部側面 225:本體之內部底面 227:本體之外部底面 229:本體之狹縫 230:板構件 250:爐 260:輥 GR:玻璃帶 MG:熔融玻璃

圖1係模式性顯示本發明之一實施形態之玻璃板之製造設備之構成例之圖。圖2係模式性顯示圖1所示之玻璃板之製造設備之沿A-A線之剖面之剖視圖。圖3係模式性顯示本發明之另一實施形態之玻璃板之製造設備之構成例之圖。

100:第1製造設備

110:成形裝置

111:成形裝置之上表面

112:成形裝置之凹部

114a:成形裝置之第1側面

114b:成形裝置之第2側面

116a:成形裝置之第1上側面

116b:成形裝置之第2上側面

118a:成形裝置之第1下側面

118b:成形裝置之第2下側面

119:成形裝置之下側端部

120:本體

121:本體之上表面

122:本體之凹部

124a:本體之第1側面

124b:本體之第2側面

126a:本體之第1上側面

126b:本體之第2上側面

128a:本體之第1下側面

128b:本體之第2下側面

129:本體之下側端部

130:板構件

150:爐

160:輥

190a:第1熔融玻璃部分

190b:第2熔融玻璃部分

GR:玻璃帶

MG:熔融玻璃

Claims

一種成形裝置，其係成形熔融玻璃而形成玻璃帶之成形裝置，且具有：本體；及板構件，其設置於該本體之至少與玻璃接觸之部分；且上述板構件之厚度為0.5 mm～100 mm之範圍，由對上述玻璃呈惰性之材料構成。
如請求項1之成形裝置，其中上述本體於將該本體之室溫之熱傳導率設為κ(W/mK)，將熱膨脹率設為ρ(10^-6 /K)時，由比κ/ρ為1以上之材料構成。
如請求項1或2之成形裝置，其中上述本體係由自包含碳(C)、碳化矽(SiC)、氧化矽燒結體、鎳(Ni)、鉬(Mo)、及不銹鋼之群選定之1種以上之材料構成。
如請求項1至3中任一項之成形裝置，其中上述板構件係由自包含石英、氧化鋯、莫來石、鋯石、及氧化鎂之群選定之1種以上之材料構成。
一種製造設備，其係連續製造玻璃板之製造設備，且具有：成形裝置，其成形熔融玻璃而形成玻璃帶；且上述成形裝置具有：本體；及板構件，其設置於該本體之至少與玻璃接觸之部分；且上述板構件之厚度為0.5 mm～100 mm之範圍，由對上述玻璃呈惰性之材料構成。
如請求項5之製造設備，其中上述本體於將該本體之室溫之熱傳導率設為κ(W/mK)，將熱膨脹率設為ρ(10^-6 /K)時，由比κ/ρ為1以上之材料構成。
如請求項5或6之製造設備，其中上述本體係由自包含碳(C)、碳化矽(SiC)、氧化矽燒結體、鎳(Ni)、鉬(Mo)、及不銹鋼之群選定之1種以上之材料構成。
如請求項5至7中任一項之製造設備，其中上述板構件係由自包含石英、氧化鋯、莫來石、鋯石、及氧化鎂之群選定之1種以上之材料構成。
一種製造方法，其係玻璃板之製造方法，且具有以下步驟：使用成形裝置，自熔融玻璃形成玻璃帶；且上述成形裝置具有：本體；及板構件，其設置於該本體之至少與玻璃接觸之部分；且上述板構件之厚度為0.5 mm～100 mm之範圍，由對上述玻璃呈惰性之材料構成。
如請求項9之製造方法，其中上述本體於將該本體之室溫之熱傳導率設為κ(W/mK)，將熱膨脹率設為ρ(10^-6 /K)時，由比κ/ρ為1以上之材料構成。
如請求項9或10之製造方法，其中上述本體係由自包含碳(C)、碳化矽(SiC)、氧化矽燒結體、鎳(Ni)、鉬(Mo)、及不銹鋼之群選定之1種以上之材料構成。
如請求項9至11中任一項之製造方法，其中上述板構件係由自包含石英、氧化鋯、莫來石、鋯石、及氧化鎂之群選定之1種以上之材料構成。