TWI585051B - Production method of plate glass and manufacturing method of plate glass - Google Patents
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Description
本發明係關於一種板玻璃之製造裝置及板玻璃之製造方法。
先前以來,作為板玻璃之製造方法,廣泛使用浮式法。浮式法為如下方法,即,將熔融玻璃連續地供給至收容於浴槽內之熔融金屬(例如熔融錫)上,於熔融金屬上成形為帶狀之玻璃帶。成形之玻璃帶係由提升輥(lift out roll)自熔融金屬提起,並搬送至緩冷爐內。於緩冷爐內緩冷之玻璃帶係由切割機被切割成特定尺寸,而獲得板玻璃。緩冷爐內之溫度係越是自入口朝向出口則越成為低溫,於緩冷爐內設置有將玻璃帶向特定方向搬送之複數個搬送輥(例如參照專利文獻1)。
專利文獻1:日本專利特開2009-155164號公報
複數個搬送輥中之搬送方向上游區域之搬送輥易暴露於自浮拋窯流入之熔融金屬之蒸氣中,而使上游區域之搬送輥之外表面易附著熔融金屬。所謂上游區域係指自緩冷爐之最上游部至下游之固定區域且玻璃帶之溫度為600~800℃之區域。已附著之熔融金屬與緩冷爐內之氧氣反應而氧化,以固體物之形式牢固地附著於搬送輥之表面。
若該附著物捲入至旋轉之搬送輥與玻璃帶之間,則玻璃帶有時
會受損傷。玻璃帶於上游區域之搬送輥附近未完全固化而較為柔軟。
若因上游區域之搬送輥而使玻璃帶受損傷,則有不等待定期維護而必須更換上游區域之搬送輥之情形,而產生降低板玻璃製造之生產性之問題。
本發明係鑒於上述問題而完成者,其目的在於提供一種可獲得品質良好之板玻璃之板玻璃之製造裝置及板玻璃之製造方法。
為解決上述問題,本發明之一態樣之板玻璃之製造裝置包括:提升輥,其將於收容於浴槽內之熔融金屬上成形之玻璃帶自上述熔融金屬提起並搬送至緩冷爐內;及複數個搬送輥,其等係於上述緩冷爐內將上述玻璃帶向特定方向搬送;且該複數個搬送輥中之配設於玻璃帶之溫度為600~800℃之區域之一部分或全部搬送輥包含作為於與上述玻璃帶之間形成間隙之非接觸部之軸部、及與上述玻璃帶之寬度方向端部接觸之接觸部。
又,本發明之另一態樣之板玻璃之製造方法包括如下步驟:利用提升輥將於收容於浴槽內之熔融金屬上成形之玻璃帶自上述熔融金屬提起並搬送至緩冷爐內;及利用配置於上述緩冷爐內之複數個搬送輥將上述玻璃帶向特定方向搬送;且該複數個搬送輥中之配設於玻璃帶之溫度為600~800℃之區域之一部分或全部搬送輥包含作為於與上述玻璃帶之間形成間隙之非接觸部之軸部、及與上述玻璃帶之寬度方向端部接觸之接觸部。
根據本發明,提供一種可獲得品質良好之板玻璃之板玻璃之製造裝置及板玻璃之製造方法。
10‧‧‧玻璃原料
12‧‧‧熔融玻璃
14‧‧‧玻璃帶
100‧‧‧板玻璃之製造裝置
200‧‧‧熔解裝置
210‧‧‧熔解槽
220‧‧‧燃燒器
300‧‧‧成形裝置
310‧‧‧熔融金屬
320‧‧‧浴槽
330‧‧‧頂棚
331‧‧‧供給口
340‧‧‧加熱器
400‧‧‧提升裝置
410‧‧‧隔熱構造體
420‧‧‧提升輥
430‧‧‧懸垂物
440‧‧‧密封塊
500‧‧‧緩冷裝置
510‧‧‧緩冷爐
520‧‧‧搬送輥
520-1‧‧‧搬送輥
520A-1‧‧‧搬送輥
520-2‧‧‧搬送輥
521‧‧‧軸部(非接觸部)
522‧‧‧接觸部
522a‧‧‧對向面
522b‧‧‧對向面
522c‧‧‧外周面
523‧‧‧環狀部
526‧‧‧旋轉軸
530‧‧‧搬送輥
540‧‧‧加熱器
550‧‧‧緩冷裝置
560‧‧‧滑動機構
561‧‧‧滑動構件
562‧‧‧滾珠螺桿螺帽
563‧‧‧滾珠螺桿
564‧‧‧滾珠螺桿機構
Br‧‧‧軸承
圖1係表示本發明之一實施形態之板玻璃之製造裝置之剖面圖。
圖2係表示包含作為非接觸部之軸部與接觸部之搬送輥及其滑動機構之一例的圖(1)。
圖3係表示包含作為非接觸部之軸部與接觸部之搬送輥及其滑動機構之一例的圖(2)。
圖4係表示包含作為非接觸部之軸部與接觸部之搬送輥之變化例之圖。
圖5(a)~5(e)係表示搬送方向上游區域之搬送輥之組合例之圖。
以下,參照圖式對用以實施本發明之形態進行說明。於各圖式中,對相同或對應之構成附註相同或對應之符號,並省略說明。
圖1係表示本發明之一實施形態之板玻璃之製造裝置之剖面圖。
板玻璃之製造裝置100包括:熔解裝置200,其將玻璃原料10熔解而製作熔融玻璃12;及成形裝置300,其使自熔解裝置200供給之熔融玻璃12成形為帶狀而製作玻璃帶14。又,板玻璃之製造裝置100包括:提升裝置400,其將藉由成形裝置300而成形之玻璃帶14搬送至緩冷裝置500;及緩冷裝置500,其對玻璃帶14進行緩冷。
熔解裝置200係將玻璃原料10熔解而製作熔融玻璃12。熔解裝置200包括:熔解槽210,其收容熔融玻璃12;及燃燒器220,其於收容於熔解槽210內之熔融玻璃12之上方形成火焰。投入至熔解槽210內之玻璃原料10藉由來自燃燒器220所形成之火焰之輻射熱而逐漸地熔入至熔融玻璃12中。熔融玻璃12係自熔解槽210被連續地供給至成形裝置300。
成形裝置300為浮式成形裝置,且包括收容熔融金屬(例如熔融錫)310之浴槽320。於浴槽320之上方配設有頂棚330。於頂棚330上形
成有對熔融金屬310之上方空間供給還原性氣體之供給口331,以防止熔融金屬310之氧化。作為還原性氣體,使用氮氣與氫氣之混合氣體。於供給口331中插通有加熱器340。
成形裝置300係藉由使連續地供給至熔融金屬310上之熔融玻璃12於熔融金屬310上向特定方向流動而使其成形為帶狀,從而製作玻璃帶14。玻璃帶14一面向特定方向流動,一面逐漸地成為低溫,而成為可自熔融金屬310提起之溫度。玻璃帶14係藉由提升裝置400而自熔融金屬310提起,並搬送至緩冷裝置500。
提升裝置400包括配設於成形裝置300與緩冷裝置500之間之隔熱構造體410、及配設於隔熱構造體410之內部空間之提升輥420。
隔熱構造體410圍繞玻璃帶14之搬送路徑。亦可於隔熱構造體410之內部設置加熱器或冷卻器,以調節玻璃帶14之溫度。於隔熱構造體410之內部,還原性氣體自成形裝置300流入。於隔熱構造體410之上部懸掛有懸垂物430,以阻斷成形裝置300與緩冷裝置500之間之氣流。又,於隔熱構造體410之下部設置有石墨製之密封塊440,以阻斷成形裝置300與緩冷裝置500之間之氣流。密封塊440固定於隔熱構造體410,藉由與旋轉之提升輥420之外周面接觸,而使提升輥420之外周面潔淨化。
各提升輥420之中心軸與玻璃帶14之寬度方向平行。提升輥420藉由未圖示之旋轉馬達而旋轉,而將玻璃帶14自熔融金屬310提起。其後,玻璃帶14於複數個提升輥420上被朝向斜上方搬送,並供給至緩冷裝置500。
緩冷裝置500對玻璃帶14進行緩冷。緩冷裝置500例如包含隔熱構造之緩冷爐(lehr)510、及配設於緩冷爐510內且將玻璃帶14向特定方向搬送之複數個搬送輥520、530。緩冷爐510內之環境溫度係越是自緩冷爐510之入口朝向出口則越成為低溫。緩冷爐510內之環境溫度
可由設置於緩冷爐510內之加熱器540進行調整。再者,亦可於緩冷爐510內設置冷卻器。
加熱器540固定於緩冷爐510之頂棚、爐床、或側壁。加熱器540於玻璃帶14之搬送方向上隔開間隔而設置有複數個,且各自獨立地被控制。加熱器540亦可於玻璃帶14之寬度方向上隔開間隔設置有複數個,且各自獨立地被控制,以使玻璃帶14之寬度方向上之溫度分佈均勻。
緩冷爐510之出口附近之玻璃帶溫度成為玻璃之應變點以下之溫度。於玻璃之應變點以下之溫度下,基本不會因溫度不均而產生殘留應變,故而自緩冷爐510之出口搬出之玻璃帶14被放置冷卻。
複數個搬送輥520、530係以各搬送輥520、530之中心軸為中心而旋轉自如。各搬送輥520、530之中心軸與玻璃帶14之寬度方向平行。複數個搬送輥520、530藉由未圖示之旋轉馬達而旋轉,而將玻璃帶14向特定方向搬送。玻璃帶14係一面於搬送輥520、530上被水平地搬送,一面被緩冷,而自緩冷爐510之出口被搬出。
大氣自緩冷爐510之出口流入至緩冷爐510之內部。因此,於大氣環境下會燒毀之石墨製塊體無法於緩冷爐510內使用,配設於緩冷爐510內之搬送輥520、530之外周面之潔淨化較為困難。
搬送方向上游區域之搬送輥520易暴露於熔融金屬310之蒸氣中,而使上游區域之搬送輥520之外表面易附著液化之熔融金屬。若該附著物捲入至旋轉之搬送輥520與玻璃帶14之間,則玻璃帶14有時會受損傷。尤其是最上游之搬送輥520之熔融金屬之附著較為顯著,故而玻璃帶14易受損傷。玻璃帶14於上游區域之搬送輥520附近未完全固化而較為柔軟。
上游區域之搬送輥520之一部分或全部為包含作為於與玻璃帶14之間形成間隙之非接觸部之軸部521、及與玻璃帶14之寬度方向端部
接觸之接觸部522等之搬送輥520-1。
圖2及圖3係表示包含作為非接觸部之軸部與接觸部之搬送輥及其滑動機構之一例之圖。圖2及圖3係自玻璃帶之搬送方向觀察時之圖。圖3係圖2之搬送輥向圖中左方滑動時之圖。於圖3中,以二點鏈線表示圖2之狀態。再者,圖2之搬送輥亦可向圖中右方滑動。
作為非接觸部之軸部521係與2個接觸部522一體地形成,且將2個接觸部522之間連結。軸部521之外徑小於接觸部522之外徑。又,軸部521係與自搬送輥520-1之兩端部延伸之旋轉軸526同軸地形成。旋轉軸526與搬送輥520-1一體地形成。
接觸部522係於玻璃帶14之寬度方向上隔開間隔而設置有2個,且自下方支撐玻璃帶14之寬度方向兩端部。玻璃帶14之寬度方向兩端部處於成形時因表面張力而成為厚壁之傾向,故而藉由緩冷後之切割而被去除。玻璃帶14之寬度方向兩端部即便受損傷,亦不會成為板玻璃之一部分,故而不會損害板玻璃之品質。
2個接觸部522之相互對向之面522a、522b、與各接觸部522之外周面522c之角部被倒角。倒角係如例如圖2等所示般可為R倒角、或C倒角。接觸部522不易侵入至玻璃帶14,而使玻璃帶14不易破損。再者,各接觸部522之與對向面522a、522b為相反側之面、與各接觸部522之外周面522c之角部可如圖2等所示般被倒角,亦可不被倒角。
包含非接觸部521及接觸部522之搬送輥520-1可不損害板玻璃之品質而於板玻璃製造時支撐玻璃帶14。其結果,藉由抑制上游區域之搬送輥520與玻璃帶14之接觸,而抑制玻璃帶14之損傷,而可降低上游區域之搬送輥520之更換頻度。尤其,若將包含非接觸部521及接觸部522之搬送輥520-1用於最上游之搬送輥520,則可顯著地抑制玻璃帶14之損傷。
再者,配設於緩冷爐510之上游區域之所有搬送輥亦可為包含接
觸部與非接觸部之搬送輥520-1(圖5(a))。又,於緩冷爐510之上游區域,亦可交替地配設包含接觸部與非接觸部之搬送輥520-1、及不包含非接觸部之外徑固定之搬送輥520-2(圖5(b))。又,於緩冷爐510之上游區域,亦可交替地配設包含接觸部與非接觸部之搬送輥520-1、及由複數根(例如2根、3根)不包含非接觸部之搬送輥520-2所組成之輥群(圖5(c)、(d))。又,於緩冷爐510之上游區域,亦可隨機配設包含接觸部與非接觸部之搬送輥520-1、及不包含非接觸部之搬送輥520-2。進而,亦可僅對最上游之搬送輥520使用包含接觸部與非接觸部之搬送輥520-1,對自上游起第2根以後之搬送輥520使用不包含非接觸部之搬送輥520-2(圖5(e))。若如圖5(a)所示般連續地配置包含接觸部與非接觸部之搬送輥520-1,則有時玻璃帶14之中央部會彎曲。因此,如圖5(b)~(e)所示,組合包含接觸部與非接觸部之搬送輥520-1、與不包含非接觸部之直棒之搬送輥520-2之情形就防止玻璃帶14之彎曲之方面而言較佳。
再者,配置於較上游區域之搬送輥520更靠下游之搬送輥530不易暴露於熔融金屬310之蒸氣中,故而可遍及寬度方向整體而支撐玻璃帶14。
包含接觸部與非接觸部之搬送輥520-1係由普通構造用壓延鋼(SS(Stainless Steel,不鏽鋼)材料)等金屬、或碳化矽(SiC)等陶瓷而形成。金屬係就成本方面而言較為優異,陶瓷係就耐熱性等方面而言較為優異。
於緩冷爐510內,有時會設置朝向玻璃帶14之下表面噴出亞硫酸氣體(SO2)之噴嘴,以於玻璃帶14之下表面形成抗損傷膜。
包含接觸部與非接觸部之搬送輥520-1亦可利用陶瓷塗佈金屬材料而形成。作為塗佈方法,例如使用噴塗法。根據該搬送輥520,可兼顧耐熱性等、與成本。
用於塗佈之上述陶瓷係包含氧化物之母材包含選自氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化釔、氧化鈰、氧化鑭之群中之至少一種者,亦可含有鹼土類金屬氧化物、氧化鋁、氧化鐵、氧化鎳、氧化鈦、氧化鋅、稀土類金屬氧化物等。
自包含接觸部與非接觸部之搬送輥520-1之兩端部延伸之旋轉軸526係以該旋轉軸526為中心旋轉自如且沿該旋轉軸526之軸向移動自如地由輥支撐構件550支撐。輥支撐構件550固定於緩冷爐510。
緩冷裝置500係如圖2及圖3所示,可包括使包含接觸部與非接觸部之搬送輥520-1沿軸向滑動之滑動機構560。可根據玻璃帶14向寬度方向之移位,而使上游區域之搬送輥520-1之位置最佳化。
滑動機構560設置於一輥支撐構件550。滑動機構560包含經由軸承Br而安裝於搬送輥520-1之旋轉軸526之滑動構件561、固定於滑動構件561之滾珠螺桿螺帽562、螺合於滾珠螺桿螺帽562之滾珠螺桿軸563等。由滾珠螺桿螺帽562及滾珠螺桿軸563構成滾珠螺桿機構564。
滑動構件561固定於軸承Br之外輪,軸承Br之內輪固定於旋轉軸526。因此,滑動構件561可與搬送輥520-1之旋轉軸526一併相對於輥支撐構件550進退。
滑動構件561係以於搬送輥520-1之旋轉軸526旋轉時不與旋轉軸526一併旋轉之方式由複數個滾珠螺桿機構564止轉。
滾珠螺桿軸563係以其中心軸為中心旋轉自如且不可沿軸向移動地安裝於輥支撐構件550。滾珠螺桿軸563可利用旋轉馬達等驅動源或手動地進行正反旋轉。若複數個滾珠螺桿軸563同步地進行正反旋轉,則複數個滾珠螺桿螺帽562沿軸向進退。藉此,固定有複數個滾珠螺桿螺帽562之滑動構件561沿圖中左右方向進退,從而使搬送輥520-1進退。以如此之方式,搬送輥520-1相對於輥支撐構件550沿圖中左右方向進退(滑動)。
由上述製造裝置100製造之板玻璃之玻璃種類並無特別限定,例如可為無鹼玻璃、鈉鈣玻璃等。無鹼玻璃使用於液晶顯示器(LCD,liquid crystal display)或有機EL(Electroluminescence,電致發光)顯示器等平板顯示器(FPD,Flat Panel Display)用之玻璃基板或覆蓋玻璃。鈉鈣玻璃使用於汽車之窗玻璃或建築物之窗玻璃等。
於無鹼玻璃之情形時,相較於鈉鈣玻璃之情形,玻璃之成形溫度較高,熔融金屬310易蒸發。因此,上游區域之搬送輥520易暴露於熔融金屬310之蒸氣中,故而可顯著地獲得應用本案發明之效果。
無鹼玻璃為實質上不含有鹼金屬氧化物(Na2O、K2O、Li2O)(即,去除不可避免之雜質,不含有鹼金屬氧化物)之玻璃。無鹼玻璃中之鹼金屬氧化物之含量之合量(Na2O+K2O+Li2O)可為例如0.1%以下。
無鹼玻璃例如以氧化物基準之質量百分率表示含有SiO2:50~66%、Al2O3:10.5~24%、B2O3:0~12%、MgO:0~8%、CaO:0~14.5%、SrO:0~24%、BaO:0~13.5%、ZrO2:0~5%、SnO:0~3%,且MgO+CaO+SrO+BaO:9~29.5%。
無鹼玻璃較佳為以氧化物基準之質量百分率表示含有SiO2:58~66%、Al2O3:15~22%、B2O3:5~12%、MgO:0~8%、CaO:0~9%、SrO:3~12.5%、BaO:0~2%、SnO:0~1%,且MgO+CaO+SrO+BaO:9~18%。
板玻璃之化學組成係由市售之螢光X射線分析裝置(例如,理學電氣工業股份有限公司製造,ZSX100e)而測定。板玻璃之化學組成與玻璃帶14之化學組成大致相同。
圖4係表示包含接觸部與非接觸部之搬送輥之變化例之圖。該搬送輥係於玻璃帶14沿寬度方向於3個部位以上被切割之情形時使用。
上游區域之搬送輥520-1A包含作為非接觸部之軸部521、2個接觸部522、及配設於2個接觸部522之間且與玻璃帶14之要被切割之部
分接觸之環狀部523。環狀部523係與軸部521一體地形成。以下,對環狀部523進行詳細說明。
環狀部523自軸部521之外周突出,自下方支撐玻璃帶14之要被切割之部分。玻璃帶14之要被切割之部分於切割後進行倒角加工並研磨。玻璃帶14之要被切割之部分即便受損傷,亦不會成為板玻璃之一部分,故而不會損害板玻璃之品質。因此,環狀部523可不損害板玻璃之品質而減輕玻璃帶14之因自身重量而引起之彎曲變形。
環狀部523之外周部可形成為自搬送方向觀察時帶弧度之形狀,以不對玻璃帶14造成損傷。例如,如圖4所示,環狀部523之外周部具有朝向徑向外側凸出之剖面形狀,越是沿著軸向自兩端朝向中央,則越向徑向外側突出。
環狀部523可如圖4所示般僅設置有1個,亦可沿軸向隔開間隔而設置有複數個。
以上,對本發明之一實施形態及其變化例進行了說明,但本發明並不限定於上述實施形態等,可於申請專利範圍中記載之本發明之主旨之範圍內進行各種變形、變更。
例如,亦可將上述實施形態之滑動機構560應用於不包含接觸部之搬送輥520-2、設置於較上游區域更靠下游之搬送輥530等。
本申請案係基於2012年6月15日提出申請之日本專利申請案2012-136287者,其內容以參照之形式併入本文中。
14‧‧‧玻璃帶
520-1‧‧‧搬送輥
521‧‧‧軸部(非接觸部)
522‧‧‧接觸部
522a‧‧‧對向面
522b‧‧‧對向面
522c‧‧‧外周面
526‧‧‧旋轉軸
550‧‧‧緩冷裝置
560‧‧‧滑動機構
561‧‧‧滑動構件
562‧‧‧滾珠螺桿螺帽
563‧‧‧滾珠螺桿
564‧‧‧滾珠螺桿機構
Br‧‧‧軸承
Claims (12)
- 一種板玻璃之製造裝置,其包括:提升輥,其將於收容於浴槽內之熔融金屬上成形之玻璃帶自上述熔融金屬提起並搬送至緩冷爐內;及複數個搬送輥,其等係於上述緩冷爐內將上述玻璃帶向特定方向搬送;且該複數個搬送輥中之至少最上游之搬送輥包含作為於與上述玻璃帶之間形成間隙之非接觸部之軸部、及與上述玻璃帶之寬度方向端部接觸之接觸部。
- 如請求項1之板玻璃之製造裝置,其中包含上述接觸部與非接觸部之搬送輥係以陶瓷塗佈金屬材料而形成。
- 如請求項1之板玻璃之製造裝置,其中包含上述接觸部與非接觸部之搬送輥係由陶瓷形成。
- 如請求項1至3中任一項之板玻璃之製造裝置,其進而包括使包含上述接觸部與非接觸部之搬送輥沿軸向滑動之滑動機構。
- 如請求項1至3中任一項之板玻璃之製造裝置,其中2個上述接觸部之相互對向之面、與各上述接觸部之外周面之角部被倒角。
- 一種板玻璃之製造方法,其包括如下步驟:利用提升輥將於收容於浴槽內之熔融金屬上成形之玻璃帶自上述熔融金屬提起並搬送至緩冷爐內;及利用配置於上述緩冷爐內之複數個搬送輥將上述玻璃帶向特定方向搬送;且該複數個搬送輥中之至少最上游之搬送輥包含作為於與上述玻璃帶之間形成間隙之非接觸部之軸部、及與上述玻璃帶之寬度方向端部接觸之接觸部。
- 如請求項6之板玻璃之製造方法,其中包含上述接觸部與非接觸部之搬送輥係以陶瓷塗佈金屬材料而形成。
- 如請求項6之板玻璃之製造方法,其中包含上述接觸部與非接觸部之搬送輥係由陶瓷而形成。
- 如請求項6至8中任一項之板玻璃之製造方法,其進而包括根據上述玻璃帶向寬度方向之移位,而使包含上述接觸部與非接觸部之搬送輥沿軸向滑動之步驟。
- 如請求項6至8中任一項之板玻璃之製造方法,其中2個上述接觸部之相互對向之面、與各上述接觸部之外周面之角部被倒角。
- 如請求項10之板玻璃之製造方法,其中上述板玻璃為無鹼玻璃,且以氧化物基準之質量%表示含有SiO2:50~66%、Al2O3:10.5~24%、B2O3:0~12%、MgO:0~8%、CaO:0~14.5%、SrO:0~24%、BaO:0~13.5%、ZrO2:0~5%、SnO:0~3%,且MgO+CaO+SrO+BaO:9~29.5%。
- 如請求項11之板玻璃之製造方法,其中上述板玻璃為無鹼玻璃,且以氧化物基準之質量%表示含有SiO2:58~66%、Al2O3:15~22%、B2O3:5~12%、MgO:0~8%、CaO:0~9%、SrO:3~12.5%、BaO:0~2%、SnO:0~1%,且MgO+CaO+SrO+BaO:9~18%。
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