TWI380956B - Float glass manufacturing method and floating glass manufacturing equipment - Google Patents

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TWI380956B
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Description

浮式玻璃的製造方法及浮式玻璃的製造設備
本發明係關於一種浮式玻璃的製造方法及浮式玻璃的製造設備。
於浮式玻璃的製造方法中,首先,將熔融玻璃連續地供給至收容有熔融金屬的浴槽的水平浴面而形成玻璃帶,其次將玻璃帶自熔融金屬浴槽出口撈起而拉出至熔融金屬浴槽外。利用將該玻璃帶自浴槽的出口撈起的延伸力而將該玻璃帶形成為目標厚度。繼而,將玻璃帶藉由傳送輥(亦稱為提昇輥)傳送而搬入至緩冷爐中,且一面於緩冷爐內傳送該玻璃帶一面使之緩冷。其後,將玻璃帶切割成特定的長度,藉此來製造板狀的浮式玻璃。
上述浮式玻璃的製造方法(以下稱為浮式法)係,藉由熔融金屬的浴面而形成玻璃的一個面,並且藉由熔融玻璃在熔融金屬上延展而形成另一個面即自由面,因此玻璃的平坦性極高,且適合於大量生產。因此,適用於汽車用玻璃、建築用玻璃、電漿顯示器用玻璃及液晶顯示器用玻璃等板玻璃之生產。
然而,於浮式法中,將玻璃帶自熔融金屬的浴面撈起時,熔融金屬有時會附著於玻璃帶的下表面而自熔融金屬浴槽帶出,而附著於提昇輥的外周面。所附著之熔融金屬於提昇輥的外周面上生成成為凸部之氧化物,或者腐蝕提昇輥的外周面而產生凹部或微細之瑕疵,故而有使玻璃帶 產生污垢或瑕疵之虞。
又,於浮式法中,熔融金屬浴槽的熔融金屬容易附著於位於比自熔融金屬浴面被撈起而與上述浴面分離的部分更下游的浴槽壁上端部及其附近。繼而,該附著之熔融金屬藉由再次附著於玻璃帶的下表面而自熔融金屬浴槽帶出,附著於提昇輥的外周面,從而與上述同樣地,生成成為凸部之氧化物,或者腐蝕提昇輥的外周面而生成凹部或微細的瑕疵,故而有使玻璃帶產生污垢或瑕疵之虞。
為了防止上述提昇輥的外周面上的氧化物的生成或外周面的腐蝕,先前,係如專利文獻1中所記載,使用由石英來形成輥胴部之提昇輥。藉由利用石英來形成輥胴部,可於某種程度上抑制熔融金屬或其氧化物的附著。
[專利文獻1]日本專利特開2006-37168號公報
如上所述,使用輥胴部的表面由石英所構成之提昇輥,可於某種程度上抑制熔融金屬或其氧化物的附著,然而卻無法完全抑制。尤其是製造用於所謂平板顯示器的基板的玻璃時,即使產生極其微小之污垢或瑕疵,亦會導致顯示器的顯示不良,故而必須儘可能地防止玻璃帶的污垢或瑕疵的產生。
本發明係鑒於上述情況而研製者,其目的在於提供一種可防止玻璃帶中產生污垢或瑕疵之浮式玻璃的製造方法及浮式玻璃的製造設備。
為了達成上述目的,本發明採用以下之構成。
本發明之浮式玻璃的製造方法係,將熔融玻璃連續地供給至收容有熔融金屬的熔融金屬浴槽的水平浴面而形成玻璃帶,將上述玻璃帶自上述浴面撈起,藉由複數個傳送輥傳送至緩冷爐中;該方法之特徵在於,於上述傳送輥的表面形成有碳膜的狀態下,形成上述玻璃帶、將其撈起並傳送。
其次,本發明之浮式玻璃的製造設備具備熔融金屬浴槽、緩冷爐及傳送輥;該熔融金屬浴槽收容有熔融金屬,且將熔融玻璃連續地供給至上述熔融金屬的水平浴面而形成玻璃帶;該緩冷爐使上述玻璃帶緩冷;該傳送輥將上述玻璃帶自上述熔融金屬浴槽傳送至上述緩冷爐;該製造設備的特徵在於:於上述傳送輥的表面形成有碳膜。
根據本發明之浮式玻璃的製造方法,於傳送輥的表面形成有碳膜,因此,可防止熔融金屬或其氧化物附著於傳送輥上,從而可製成無污垢或瑕疵之玻璃帶。又,碳膜亦作為潤滑劑而發揮作用,因此,即使於傳送輥與玻璃帶之間產生速度差而導致玻璃帶於傳送輥的輥面上產生摩擦時,玻璃帶上亦不可能產生瑕疵。
又,於本發明之浮式玻璃的製造方法中,亦可於熔融金屬浴槽的浴槽壁上端部及其附近的表面形成碳膜,此時,熔融金屬或其氧化物難以附著於浴槽壁上端部及其附近, 從而,熔融金屬或其氧化物不會自浴槽壁上端部及其附近的表面附著於玻璃帶的下表面,藉此,可防止熔融金屬或其氧化物再次附著於傳送輥上,故而可製造無污垢或瑕疵的玻璃帶。
又,本發明之浮式玻璃的製造方法中,較好的是供給含碳氣體並使之熱分解而形成碳膜,此時,即使於玻璃帶的製造過程中碳膜發生損耗或分解之情形時,亦可重新形成碳膜,藉此,可連續地製造無污垢或瑕疵之玻璃帶。
又,本發明之浮式玻璃的製造方法中,較好的是選擇乙炔作為含碳氣體,此時,可容易地形成緻密的碳膜,可防止熔融金屬或其氧化物附著於傳送輥或浴槽壁上端部等,故而可製造出無污垢或瑕疵的玻璃帶。
其次,根據本發明之浮式玻璃的製造設備,於傳送輥的表面形成有碳膜,因此,會防止熔融金屬或其氧化物附著於傳送輥,故而可製造出無污垢或瑕疵的玻璃帶。又,碳膜亦作為潤滑劑而發揮作用,因此,即使於傳送輥與玻璃帶之間產生速度差而導致玻璃帶於傳送輥的輥面上產生摩擦時,玻璃帶上亦不可能產生瑕疵。
又,本發明之浮式玻璃的製造設備中,亦可於熔融金屬浴槽的浴槽壁上端部及其附近的表面形成有碳膜,藉此,可防止熔融金屬或其氧化物附著於浴槽壁上端部等,從而可防止熔融金屬或其氧化物再次附著於傳送輥,故而可製造出無污垢或瑕疵的玻璃帶。
又,本發明之浮式玻璃的製造設備中,較好的是具備供 給含碳氣體並使之熱分解而形成碳膜的碳膜形成裝置,從而,可於傳送輥表面或浴槽壁上端部及其附近的表面容易地形成碳膜。藉此,可防止熔融金屬或其氧化物附著於該等部件,故而可製造出無污垢或瑕疵的玻璃帶。
又,本發明之浮式玻璃的製造設備中,沿著傳送輥的長度方向而配置至少一個氣體供給噴嘴,藉此,可於傳送輥的整個傳送輥表面上形成碳膜。
又,本發明之浮式玻璃的製造設備中,較好的是選擇乙炔作為含碳氣體,此時,可容易地形成緻密的碳膜,防止熔融金屬或其氧化物附著於傳送輥或浴槽壁上端部等,故而可製造無污垢或瑕疵的玻璃帶。
以下,參照圖式說明本發明之實施形態。再者,以下說明中所參照的圖式係用以說明本實施形態之浮式玻璃的製造設備及浮式玻璃的製造方法者,所圖示之各部分的大小、厚度、尺寸等,有時與實際製造設備的尺寸關係不同。
首先,說明本實施形態之浮式玻璃的製造設備(以下,稱為製造設備)。圖1係表示本實施形態之浮式玻璃的製造設備之剖面示意圖,圖2係表示圖1之浮式玻璃的製造設備中所具備的碳膜形成裝置之立體示意圖。
圖1所示的製造設備大致包含金屬浴1、金屬浴出口部2及緩冷爐3,該金屬浴1設置於用於使玻璃原料熔解並且澄清之熔解澄清槽(省略圖示)的後段,該金屬浴出口部2設置 於金屬浴1的後段,該緩冷爐3設置於金屬浴出口部2的後段。
又,於緩冷爐3的後段,具備省略圖示的缺陷檢測器及省略圖示的切割機,該缺陷檢測器用於檢查玻璃帶6的表面,該切割機用以切割被冷卻的玻璃帶6。
如圖1所示,金屬浴1包含裝滿熔融金屬1a的熔融金屬浴槽1c、以及設置於熔融金屬浴槽1c上部的上部構造體1d,且構成為使金屬浴1的內部儘可能地與外部氣體環境隔絕。又,金屬浴出口部2大致包含具備提昇輥2a的下部套管即渣箱2A、以及上部套管即密封閘2B。
於熔融金屬浴槽1c中,裝滿由金屬錫等所構成之熔融金屬1a,且構成為自熔解澄清槽(省略圖示,以下相同)連續地將熔融玻璃5供給至該熔融金屬1a的浴面1b上。又,上部構造體1d中具備省略圖示的導管,自該導管供給包含氫氣及氮氣之還原性混合氣體,從而,使金屬浴1內始終保持為大氣壓以上之還原性氣體環境。藉此,可儘可能地使得金屬浴1的內部與外部氣體環境隔絕。金屬浴內之還原氣體環境氣體係自玻璃帶6已拉出之金屬浴1的出口向渣箱2A側流出。
其次,於渣箱2A中具備提昇輥2a(傳送輥),且構成為藉由提昇輥2a之牽引力而自熔融金屬浴槽1c拉出成形為板狀的玻璃帶6。提昇輥2a大致包含由石英所形成的輥胴部及支持輥胴部的軸,且於該輥胴部之輥面形成有碳膜。碳膜係藉由後述碳膜形成裝置,於玻璃帶之形成、撈起或傳送 過程中、或者生產開始前或該等操作之間歇時間所形成者。藉由該碳膜,使得熔融金屬1a或其氧化物難以附著於提昇輥2a上。再者,對於提昇輥2a之根數並無特別限制,只要能將玻璃帶6傳送至緩冷爐,即可具備任意根。
又,於各提昇輥2a之下部,為了隔斷熔融金屬浴槽1c與緩冷爐3之間的氣流,而配置有石墨製成的密封塊21。各密封塊21以其上表面與各提昇輥2a的輥面相接觸之方式而設置於台座22之上。
又,於金屬浴出口部2,設有省略圖示的加熱器,以能夠調節玻璃帶6之溫度。進而,於提昇輥2a之下方,設置有供氮氣等惰性氣體噴出之省略圖示的配管。該惰性氣體較好的是於預熱至400~600℃後噴出。其目的在於防止玻璃帶6因惰性氣體而局部冷卻。
又,於提昇輥2a之上方,設有鋼材製成的密封閘2B。又,於金屬浴出口部2之入口及出口、以及玻璃帶6與提昇輥2a之接點的上方,分別配置有不鏽鋼製成的垂簾2c。各垂簾2c以自密封閘2B吊下之狀態而設置於不會與玻璃帶6接觸的位置。藉由設置垂簾2c,可防止熔融金屬浴槽1c內壓力之降低、以及因氧氣滲入至熔融金屬浴槽1c內而引起的熔融金屬1a受污染。
其次,於緩冷爐3內,具備有層間輥(layer roll)3b,且構成為藉由層間輥3b而將自渣箱2A傳送的玻璃帶6傳送至緩冷爐3內。
將於熔解澄清槽熔融的熔融玻璃5,自熔解澄清槽連續 地供給至熔融金屬浴槽1c的熔融金屬1a的浴面1b上,且將熔融玻璃5成形為具有預期的厚度及寬度之玻璃帶6之後,藉由提昇輥2a(傳送輥)之牽引力而自熔融金屬浴槽1c的出口拉出該玻璃帶6。將玻璃帶6通過金屬浴出口部2而傳送至緩冷爐3,於通過緩冷爐3內部時逐漸冷卻。
其次,如圖2所示,於本實施形態之製造設備中,具備用以於提昇輥2a上形成碳膜之碳膜形成裝置11。碳膜形成裝置11係向提昇輥2a的輥面(表面)之周圍供給含碳氣體,使含碳氣體熱分解而於輥面形成碳膜者,其包含:氣體供給部12(氣體供給機構);至少一個氣體供給噴嘴,沿著提昇輥2a的長度方向,以與輥面對向之方式配置;以及至少一個導入部13,與氣體供給部12連接而將含碳氣體導至氣體供給噴嘴。當氣體供給噴嘴及導入部13有複數個之情形時,各導入部13自氣體供給部12岔開而連接,且沿著與各提昇輥2a的旋轉軸平行的方向(長度方向)而延伸。再者,氣體供給噴嘴只要具有能夠向提昇輥2a的輥面周圍大致均勻地供給含碳氣體的形狀即可,既可為長度與提昇輥2a大致相同的一體式噴嘴,亦可為沿著複數個提昇輥面而配置噴出口直徑為1 mm~30 mm的個別的噴嘴。
氣體供給部12係供給含碳氣體與惰性氣體的混合氣體者,包括含碳氣體源12a及惰性氣體供給源12b。作為自含碳氣體源12a供給的含碳氣體,較好的是例如烴,其中特別好的是乙炔。又,作為自惰性氣體供給源12b供給的惰性氣體,較好的是例如氮氣等。惰性氣體較好的是加熱至 600℃左右。又,該混合氣體(以下,稱為導入氣體)中的含碳氣體的濃度較好的是例如30體積%以下。進而,導入氣體的溫度較好的是處於500℃~600℃的範圍內。若為600℃以下,則氣體供給部12及導入部13內部之含碳氣體不易分解;若為500℃以上,則使被塗佈的部件冷卻而對製造製程造成影響的可能性將減少。
如圖3所示,導入部13包含具有中空部14a之圓筒狀的噴嘴用外插管14(以下,稱為外插管14)、以及插入至外插管14之中空部14a的複數個氣體供給用內插管15(以下,稱為內插管15)。圖3中,具備有4根內插管15,各內插管15設為各不相同的長度。又,各內插管15之一端15a側與氣體供給部12連接,於各內插管的另一端15b側開設有氣體供給口15c。又,於外插管14,沿著其長度方向而設有複數個氣體供給噴嘴14b。各氣體供給噴嘴14b設於與位於各內插管的另一端15b的氣體供給口15c的位置相對應的部位。
藉由該構成,自氣體供給部12供給至導入部13的導入氣體於構成導入部13的內插管15內流通後自氣體供給口15c排出,所排出之導入氣體分別主要通過位於附近之氣體供給噴嘴14b而向外部排出。再者,將外插管14的前端部14c堵塞,藉此形成導入氣體不會自前端部14c漏出之構成。圖3中,用一點鏈線來標示導入氣體的流動。
圖4及圖5中,以剖面示意圖及自玻璃帶6的移動方向觀察之示意圖來表示導入部13的設置例。構成導入部13之外插管14例如,如圖4所示,設置於提昇輥2a的下側、石墨 製成之密封塊21的內部。密封塊21如上所述,為了使熔融金屬浴槽1c與緩冷爐3之間的氣流隔斷,係以與提昇輥2a的輥面2b相接觸之方式而設置,但亦可如圖4所示,於該密封塊21之上表面21a形成槽部21b,將成為導入部13的外插管14插入至該槽部21b中而設置。又,設置外插管14時,使氣體供給噴嘴14b朝向輥面2b側而設置即可。進而,為使密封塊21對氣流的隔斷功能有效發揮作用,以堵塞密封塊21上所設的槽部21b之方式而配置提昇輥2a即可。以堵塞槽部21b之方式而配置提昇輥2a,並且將外插管14設置於該槽部21b,藉此,自外插管14的氣體供給噴嘴14b排出的導入氣體難以擴散至槽部21b的外部,設於密封塊21上的槽部21b作為含碳氣體的反應室而發揮作用。
又,如圖5所示,將導入部13設置於提昇輥2a上時,設於外插管14上之氣體供給噴嘴14b以沿著提昇輥2a的旋轉軸方向、以相等間隔排列之方式而配置即可。藉此,遍及提昇輥2a的輥面2b的幾乎整個面上均等地供給有導入氣體,因此碳膜的成長速度大致固定。再者,圖4及圖5中,圖示了於提昇輥2a的輥面2b形成有碳膜30的狀態。
其次,於圖6中,以剖面示意圖之方式表示導入部13的其他設置例。該其他設置例中,與前一例不同,於與密封塊21稍分離的位置且係與輥面2b對向的位置設置有導入部13。此時,於外插管14上安裝氣流控制板16即可。氣流控制板16以夾著氣體供給噴嘴14b之方式而設置有一對,且以向輥面2b側突出之方式而設置即可。藉由設置氣流控制 板16,導入氣體將容易與輥面2b接觸,從而可減少導入氣體自輥面2b與外插管14之間擴散而流出的量。又,根據本例,密封塊21與輥面2b接觸,故而可進一步發揮隔斷氣流之功能。
其次,圖7中,以剖面示意圖之方式表示導入部的其他設置例。於該其他設置例中,與圖4所示之例相同,於密封塊21的上表面21a形成槽部21c,將成為導入部13的外插管14插入至該槽部21c,但與圖4之不同點在於,將槽部21c之形成位置設置於與輥面2b的接觸位置S稍分離的位置。更具體而言,設置於和密封塊21與輥面2b的接觸位置S相離而偏向輥2a的旋轉方向的行進側之位置。又,於密封塊21的端部形成有突出部21b,藉由該突出部21b,使輥面2b與密封塊21之間隔變窄。藉此,自外插管14的氣體供給噴嘴14b排出之導入氣體難以擴散至槽部21c的外部,設於密封塊21的槽部21c作為含碳氣體的反應室而發揮作用。又,根據本例,可使密封塊21進一步發揮隔斷氣流之功能。
其次,對使用上述製造設備的浮式玻璃的製造方法進行說明。
圖1中,將熔解澄清槽中所熔融的熔融玻璃5,自熔解澄清槽連續地供給至熔融金屬浴槽1c之熔融金屬1a的浴面1b上。將熔融玻璃5成形為具有預期的厚度及寬度的玻璃帶6之後,藉由提昇輥2a的牽引力而自熔融金屬浴槽1c的出口拉出,被拉出的玻璃帶6藉由提昇輥2a而在金屬浴出口部2 內傳送且被送入至緩冷爐3。送入至緩冷爐3的玻璃帶6於通過緩冷爐3內部時緩緩冷卻。
於與該玻璃帶6之形成、撈起或傳送等一系列操作的同時,或者於該等操作的間歇時間,自圖2所示的氣體供給部12,將包括含碳氣體與惰性氣體的導入氣體供給至導入部13。供給至導入部13之導入氣體經由氣體供給用的內插管15,自外插管14的各氣體供給噴嘴14b,向旋轉的提昇輥2a的輥面2b排出。此時,導入氣體中所含之含碳氣體於輥面2b熱分解,而於輥面2b形成緻密的碳膜30。又,供給導入氣體時,使提昇輥2a旋轉,藉此可將碳膜以均勻的厚度形成於輥面2b的整個面上,故而較好。
為了防止熔融金屬浴槽1c中之熔融金屬1a氧化,將浮式玻璃的製造設備中所具備之提昇輥2a設置於含有氫氣的還原氣體環境下。又,提昇輥2a由於會與自熔融金屬浴槽1c所撈起之玻璃帶6接觸,故而為了防止玻璃帶翹曲或破裂,而將之配置於650℃~700℃左右之高溫氣體環境中。於上述具有還原性且高溫之氣體環境中,就能夠形成緻密的碳膜30方面而言,較好的是使用乙炔作為含碳氣體。乙炔於輥表面2b上經還原分解而形成碳膜30。
又,提昇輥2a的輥面2b較好的是,例如,由石英、Fe等而形成。
導入氣體中的含碳氣體、較好的是乙炔氣體的濃度,較好的是40體積%以下,更好的是10~20體積%的範圍內。若濃度為40體積%以下,則可形成均質的碳膜,而不易形成 碳的凝聚體。又,若濃度為10~20體積%的範圍內,則乙炔的供給量將變得充分,從而可進一步均勻地形成碳膜30。
又,作為導入氣體的供給量,結合輥的大小、輥的旋轉速度、以及用以暴露的開口部面積而適當設定即可。
又,關於導入氣體之供給,亦可間隔固定的時間而間斷地供給,但是為了確保碳膜30的均質性,較好的是連續不斷地供給。形成於輥面2b上的碳膜由於處於還原氣體環境中,故而通常不會氧化分解,但有時自緩冷爐3側會有微量的氧氣混入至渣箱2A的內部,此時,由於微量的氧氣,碳膜30將氧化分解,從而使得碳膜30的膜厚局部變薄,抑或甚至碳膜30局部消失。又,由於玻璃帶6係一面與提昇輥2a之間發生稍許滑動一面被傳送,故而碳膜亦難以避免損耗。因此,為了確保碳膜30的均質性,較好的是連續不斷地供給原料氣體。
再者,對於碳膜30的厚度並無特別限制,但較好的是0.01 μm~10 μm的範圍內。若碳膜30的厚度為0.01 μm以上,則可確實地防止熔融金屬1a或其氧化物的附著,故而較好。又,若碳膜30的厚度為10 μm以下,則碳膜30不可能剝落而附著於玻璃帶6上。又,即使萬一碳膜30的一部分附著於玻璃帶6上之情形時,傳送玻璃帶6的後段的緩冷爐3亦處於大氣氣體環境中,故而碳膜30會因大氣氣體環境中的氧氣而氧化,變為二氧化碳,而自玻璃帶6的表面消失,故而在玻璃的品質上並不會有較大問題。碳膜30的 厚度更好的是處於0.1 μm~1 μm的範圍內。
如以上說明,根據上述浮式玻璃的製造方法,於提昇輥2a的輥面2b形成碳膜30,故而可降低提昇輥2a相對於Sn等熔融金屬1a的濡濕性。藉此,可藉由形成碳膜30來防止熔融金屬1a或其氧化物附著於提昇輥2a上,又,碳膜30亦作為潤滑劑而發揮作用,故而可製造無污垢或瑕疵的玻璃帶6。
於本發明中,亦可於在提昇輥2a上形成碳膜30的同時,在鄰接於玻璃帶6的下側的部件即熔融金屬浴槽1c的浴槽壁上端部1e及浴槽壁上端部附近形成碳膜。
圖8中,以剖面示意圖之方式表示圖1的浮式玻璃的製造設備中所具備的熔融金屬浴槽1c的浴槽壁上端部1e。
如圖8所示,所謂熔融金屬浴槽1c的浴槽壁上端部1e,位於玻璃帶6的脫離部TO下游的浴槽壁1f的上端部。再者,所謂玻璃帶6的脫離部TO,係指自熔融金屬1a的浴面1b連續地撈起玻璃帶6時玻璃帶6與浴面1b分離的位置。位於該脫離部TO附近的浴槽壁上端部1e係鄰接於玻璃帶6下側的部件,係熔融金屬1a或其氧化物易於附著的部分。附著於浴槽壁上端部1e的熔融金屬1a或其氧化物,有時會藉由再次附著於玻璃帶6的下表面而自熔融金屬浴槽1c帶出,附著於提昇輥2a等傳送輥的外周面。
又,所謂浴槽壁上端部附近,如圖8所示,係指位於玻璃帶6的脫離部TO下游的浴槽壁1e的側壁部1g,且係夾著浴槽壁上端部1e的側壁部1g。該側壁部1g上亦容易附著熔融金屬1a或其氧化物。
因此,較好的是,與上述提昇輥2a的情形相同,在浴槽壁上端部1e及/或側壁部1g的周圍配置碳膜形成裝置的氣體供給噴嘴114b,自該氣體供給噴嘴114b供給含碳氣體,以形成碳膜31。
藉由形成碳膜31,可降低浴槽壁上端部1e及/或側壁部1g相對於熔融金屬1a的濡濕性,故而熔融金屬1a難以附著。
藉此,可防止熔融金屬1a或其氧化物附著於玻璃帶6、提昇輥2a,故而可製造無污垢或瑕疵的玻璃帶6。再者,作為用於將碳膜31塗佈於浴槽壁上端部1e的含碳氣體,例如,可例示乙炔、乙烯、乙烷、甲烷、丙烷等。
[實施例] (實驗1)
使用圖9所示的用於形成碳膜的實驗裝置,於提昇輥的輥的構成材料即石英玻璃板(樣品)105上形成碳膜,對所形成的碳膜進行各種評價。
對圖9所示的實驗裝置進行說明,該實驗裝置100以於管狀的反應容器101外周配設有加熱器102的管型電爐103為主體而構成。於反應容器101的內部,設置有由耐熱性材料構成的樣品台104,該樣品台104上,設置有形成著碳膜的石英玻璃板105。又,於反應容器101中,配設有由石英玻璃製成的供給管106,用於供給含有含碳氣體的導入氣體。位於供給管106前端的氣體供給噴嘴106a配置於石英玻璃板105的表面附近,其可將含碳氣體供給至石英玻璃 板105的表面周圍。進而,於反應容器101中,配設有用於供給含有氫氣的還原性氣體的另一供給管107。
以下,對使用上述實驗裝置的碳膜的形成方法進行說明。首先,於反應容器101的樣品台104上,設置石英玻璃板105,且以將導入氣體噴至石英玻璃板105表面之方式而配置氣體供給噴嘴106a。其次,自另一供給管107將包含氫氣與氮氣的混合氣體的還原性氣體供給至反應容器101內,以使反應容器101內的氣體環境變為與玻璃製造設備的金屬浴出口部的相同。繼而,藉由加熱器102,使反應容器內升溫至特定的處理溫度為止。其後,自氣體供給噴嘴106a導入特定濃度的導入氣體(特定的烴與氮氣的混合氣體),經過特定的處理時間而進行碳膜的形成處理後,停止導入氣體的導入並排出剩餘氣體,而後降低溫度。
按照上述順序,如下述表1設定含碳氣體的種類、導入氣體中的含碳氣體的濃度、處理溫度及處理時間,獲得實施例1~13及比較例1~2的樣品。
利用光學顕微鏡及掃描電子顕微鏡(SEM,Scanning Electron Microscope),觀察所得的樣品的石英玻璃板105的表面狀態。對形成有碳膜者測定碳膜的摩擦係數,並且對錫的濡濕性進行評價。結果如表2所示。
碳膜的摩擦係數的測定係使用圖10所示的評價裝置來進行。若對圖10所示的評價裝置進行說明,則該評價裝置200係以於管狀的容器201的外周配設有加熱器202的管型電爐203為主體而構成。於容器201的內部,設置有不鏽鋼 製成的一對輥切片204,其中一個輥切片204中,嵌入著用於計測位置的紅寶石針204a。於該等輥切片204上,將藉由上述實驗裝置處理過的石英玻璃板105以被處理面朝下之方式而設置。
於石英玻璃板105上載置有鉛垂205a,對於每一與輥切片204的接觸面積,施加100 g的載荷。進而,於石英玻璃板105上安裝鉑線206,且鉑線206與捲繞器207連接,可使石英玻璃板105以30 mm/分鐘的速度相對於輥切片而滑動。又,於鉑線206上,組裝有載荷儀208,可計測石英玻璃板105相對於輥切片的摩擦力。進而,於容器201中,配設有用於供給氫氣與氮氣的混合氣體的供給管209。
繼而,為使容器201內的氣體環境變為與玻璃製造設備的金屬浴出口部的相同,自供給管209供給氫氣與氮氣的混合氣體,且藉由加熱器202使容器201內升溫至500℃,於此狀態下,使捲繞器工作,並進行摩擦力的評價。根據所計測出的摩擦力,求出摩擦係數。結果如表2所示。
又,關於錫的濡濕性,係使用評價高溫下的金屬的濡濕性的裝置(ULVAC股份有限公司製造的WET1200)來實施。於上述裝置的加熱平台上,將藉由上述實驗裝置處理過的石英玻璃板105以被處理面朝上之方式而設置,自開設於石英玻璃板105上的小孔噴出已熔融的錫,來測定熔融狀態的錫的接觸角。
將接觸角為110°以上者評價為「良好」,將接觸角未滿110°者評價為「不充分」。結果如表2所示。
如表1及表2所示,比較例1中顯示熱處理的情形,比較例2中顯示未處理的情形,但由於該等比較例1及比較例2中無碳膜,故而摩擦係數亦高,相對於錫可迅速濡濕。
另一方面,當利用乙炔(C2 H2 )來形成碳膜之情形時,如實施例1~11所示,會於650℃~700℃的範圍內產生熱分解,而形成良好的碳膜。作為一例,將實施例2的樣品的表面狀態顯示於圖11及圖12中。圖11係肉眼觀察玻璃上附有碳膜的狀態的照片,根據光澤可知,玻璃表面上生成有厚度均勻的平滑的膜。圖12係利用電子顯微鏡觀察圖11的碳膜的照片,可知表面均勻而無間隙地分布著直徑10 nm左右的碳的微粒子(白色部分),該膜非常緻密而難以劃傷。由此可知,實施例2的樣品中,形成有緻密而均質的碳膜。
又,即使形成如丙烷(C3 H8 )、苯(C6 H6 )等乙炔(C2 H2 )以外的碳膜之情形時,如實施例12及實施例13所示,亦會於1000℃左右的溫度下產生熱分解,而形成良好的碳膜。
又,於形成有碳膜的實施例1~13中,摩擦係數低,相對於錫的濡濕控制亦良好。
(實驗2)
於玻璃製造設備的金屬浴出口部,設置圖2~5所示的碳膜形成裝置而進行實機試驗。如圖2~圖5所示,於旋轉的提昇輥的下側設置氣體供給噴嘴,以向輥表面噴出原料氣體,繼而,對噴出原料氣體時與未噴出原料氣體時的玻璃帶的滑動傷痕的產生頻率等進行對比。
作為導入氣體,係使用與氮氣混合而將乙炔濃度調節至20%的混合氣體(導入氣體),相對於直徑為300 mm、長度為4 m的提昇輥,將導入氣體的供給量設為0.6 m3 /h。又,將氣體環境溫度(金屬浴出口部內的溫度)設為700℃,氣體環境氣體設為氫氣與氮氣的混合氣體。
結果,藉由所噴出的導入氣體,使提昇輥的輥面生成碳膜而變黑,與成膜前相比,玻璃帶的滑動傷痕的產生頻率降至約50%。雖有因附著於玻璃帶上的碳膜片而產生缺陷之嫌,但實際上,在暴露於大氣氣體環境中的時點,碳膜片已燃燒殆盡,故而不會形成缺陷。
如上所述,藉由使碳膜形成於傳送輥的表面,可防止熔融金屬或其氧化物附著於傳送輥,故而可製造無污垢或瑕疵的玻璃帶。又,由於碳膜亦作為潤滑劑而發揮作用,故而即使傳送輥與玻璃帶之間產生速度差而導致玻璃帶於傳送輥的輥面上產生摩擦時,玻璃帶上亦不可能產生瑕疵。進而,使導入氣體連續或間斷地噴出至傳送輥的周邊,以增強因損耗等而減少的碳膜,藉此可製造長時間無污垢或瑕疵的玻璃帶。
又,藉由使碳膜形成於熔融金屬浴槽的浴槽壁上端部及其附近,而使得熔融金屬或其氧化物難以附著於浴槽壁上端部及其附近,故而,熔融金屬或其氧化物不會自浴槽壁上端部及其附近而附著到玻璃帶的下表面。
因此,可防止熔融金屬或其氧化物再次附著於傳送輥上,故而可製造無污垢或瑕疵的玻璃帶。
以上參照特定的實施態樣對本發明進行了詳細說明,但本領域技術人員當知,可在未脫離本發明的精神及範圍之情況下加以各種變更或修正。
本申請案係基於2007年7月23日申請之日本專利申請2007-190708,該申請案之內容以參照的形式併入本文中。
1a‧‧‧熔融金屬
1b‧‧‧浴面
1c‧‧‧熔融金屬浴槽
1e‧‧‧浴槽壁上端部
2a‧‧‧提昇輥(傳送輥)
2b‧‧‧輥面
3‧‧‧緩冷爐
5‧‧‧熔融玻璃
6‧‧‧玻璃帶
11‧‧‧碳膜形成裝置
12‧‧‧氣體供給部(氣體供給機構)
14b‧‧‧氣體供給噴嘴
30‧‧‧碳膜
TO‧‧‧脫離部
圖1係表示本發明的實施形態即浮式玻璃的製造設備之剖面示意圖。
圖2係表示圖1的浮式玻璃的製造設備中所具備的碳膜形成裝置之立體示意圖。
圖3係表示構成圖2的碳膜形成裝置的導入部之立體示意圖。
圖4係表示構成碳膜形成裝置的導入部的設置例之剖面示意圖。
圖5係自玻璃帶的移動方向觀察構成碳膜形成裝置之導入部的設置例之示意圖。
圖6係表示構成碳膜形成裝置之導入部的其他設置例之剖面示意圖。
圖7係表示構成碳膜形成裝置之導入部的其他設置例之剖面示意圖。
圖8係表示圖1的浮式玻璃的製造設備中所具備之熔融金屬浴槽的浴槽壁上端部之剖面示意圖。
圖9係表示實施例中之用於形成碳膜的實驗裝置之剖面 示意圖。
圖10係表示實施例中之碳膜的摩擦係數的評價裝置之剖面示意圖。
圖11係表示實施例2中所製造之碳膜的照片。
圖12係實施例2中所製造之碳膜的掃描型電子顯微鏡照片。
1‧‧‧金屬浴
1a‧‧‧熔融金屬
1b‧‧‧浴面
1c‧‧‧熔融金屬浴槽
1d‧‧‧上部構造體
2‧‧‧金屬浴出口部
2a‧‧‧提昇輥(傳送輥)
2A‧‧‧渣箱
2B‧‧‧密封閘
2c‧‧‧垂簾
3‧‧‧緩冷爐
3b‧‧‧層間輥
5‧‧‧熔融玻璃
6‧‧‧玻璃帶
21‧‧‧密封塊
22‧‧‧台座

Claims (9)

  1. 一種浮式玻璃的製造方法,將熔融玻璃連續地供給至收容有熔融金屬的熔融金屬浴槽的水平浴面而形成玻璃帶,將上述玻璃帶自上述浴面撈起,藉由複數個傳送輥傳送至緩冷爐中;該方法之特徵在於,於上述傳送輥的表面形成有碳膜之狀態下,形成上述玻璃帶、將其撈起並傳送。
  2. 如請求項1之浮式玻璃的製造方法,其中在位於比上述玻璃帶自上述浴面被撈起而與上述浴面分離的部分更下游的上述熔融金屬浴槽的浴槽壁上端部及上述浴槽壁上端部附近的表面,形成有碳膜。
  3. 如請求項1或2之浮式玻璃的製造方法,其中上述碳膜係使含碳氣體熱分解而形成。
  4. 如請求項3之浮式玻璃的製造方法,其中上述含碳氣體為乙炔。
  5. 一種浮式玻璃的製造設備,其具備熔融金屬浴槽、緩冷爐及傳送輥;該熔融金屬浴槽收容有熔融金屬,且熔融玻璃連續地供給至上述熔融金屬的水平浴面而形成玻璃帶;該緩冷爐使上述玻璃帶緩冷;該傳送輥將上述玻璃帶自上述熔融金屬浴槽傳送至上述緩冷爐;該製造設備之特徵在於,於上述傳送輥的表面形成有碳膜。
  6. 如請求項5之浮式玻璃的製造設備,其中在位於比從上述浴面分離的部分更下游的上述熔融金屬浴槽的浴槽壁 上端部及上述浴槽壁上端部附近的表面,形成有碳膜。
  7. 如請求項5或6之浮式玻璃的製造設備,其中具備碳膜形成裝置,其供給含碳氣體並使之熱分解而形成上述碳膜。
  8. 如請求項7之浮式玻璃的製造設備,其中碳膜形成裝置包含:至少一個氣體供給噴嘴,沿著上述傳送輥的長度方向,以與上述傳送輥表面對向之方式配置;氣體供給機構,將上述含碳氣體供給至上述氣體供給噴嘴;以及氣體導入部,將上述含碳氣體自上述氣體供給機構導至上述氣體供給噴嘴。
  9. 如請求項7或8之浮式玻璃的製造設備,其中上述含碳氣體為乙炔。
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