TWI633071B - 耐熱輥、其製造方法及使用其之平板玻璃的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種耐熱輥之製造方法，包含：輥部製作步驟，其係製作含有5重量%以上之黏土系礦物的輥部；及磨削步驟，其係磨削前述輥部之輥表面；及表面處理步驟，其係進行在使磨削後之前述輥表面潤濕的狀態下予以整平的表面處理；以及黏土被覆膜步驟，其係在前述表面處理後之輥表面形成黏土系礦物之被覆膜。

Description

耐熱輥、其製造方法及使用其之平板玻璃的製造方法
本發明係關於一種耐熱輥、其製造方法及使用其之平板玻璃的製造方法，尤其是關於低揚塵性等之耐熱輥特性的提高。
在平板玻璃之製造中，為了搬運熔融狀態之玻璃帶(glass ribbon)，可使用具備輥部的耐熱輥。為了製造適於液晶顯示器或電漿顯示器之高品質的平板玻璃，有必要盡量減低該耐熱輥帶給玻璃帶的不佳影響。
因此，在專利文獻1至3中，有提出為了耐熱輥之精加工而磨削輥部之表面的方案。更且，在專利文獻4中，有記載在磨削表面之後，用水予以整平的技術。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
專利文獻1：日本特開2004-299980號公報
專利文獻2：日本特開2007-269604號公報
專利文獻3：日本特表2005-520774號公報
專利文獻4：日本特開2010-095437號公報
然而，在製造被用於液晶顯示器或電漿顯示器等之高品質且較薄的平板玻璃之情況，輥表面被要求高度的潔淨性。因而，在耐熱輥中，更被要求揚塵性之降低。
本發明係有鑑於上述課題而開發完成者，其目的之一係在於提供一種可減低來自輥部之表面之揚塵性的耐熱輥、其製造方法及使用其之平板玻璃的製造方法。
本發明之發明人等，經反覆專心檢討的結果，獨自發現藉由在輥部之表面形成黏土系礦物之被覆膜，而不用實質改變耐熱輥之特性，就可以減低揚塵性。
依據本發明，可提供以下的耐熱輥之製造方法等。
1.一種耐熱輥之製造方法，係包含：輥部製作步驟，其係製作含有5重量%以上之黏土系礦物的輥部；及磨削步驟，其係磨削前述輥部之輥表面；及表面處理步驟，其係進行在使磨削後之前述輥表面潤濕的狀態下予以整平的表面處理；以及黏土被覆膜步驟，其係在前述表面處理後之輥表面形成黏土系礦物之被覆膜。
2.如1所述的耐熱輥之製造方法，其中，被覆前述表面的黏土系礦物之膨潤力，為15ml/2g以上。
3.如1或2所述的耐熱輥之製造方法，其中，被覆前述表面的黏土系礦物，為選自膨潤土(bentonite)、木節土(kibushi-clay)、高嶺土(kaolin)的1種以上。
4.如1至3中任一項所述的耐熱輥之製造方法，其中，在前述黏土被覆膜步驟中，係在前述表面處理後之輥表面，附著含黏土系礦物液體，且使之乾燥以形成黏土系礦物之被覆膜。
5.一種耐熱輥之製造方法，係包含：輥部製作步驟，其係製作含有5重量%以上之黏土系礦物的輥部；及磨削步驟，其係磨削前述輥部之輥表面；以及表面處理步驟，其係進行在使磨削後之前述輥表面，藉由含黏土系礦物液體而潤濕的狀態下予以整平的表面處理，且在輥表面形成前述黏土系礦物之被覆膜。
6.如1至5中任一項所述的耐熱輥之製造方法，其中，在前述表面處理步驟之使潤濕狀態下予以整平的表面處理中，實施：使磨削後之前述輥表面潤濕的第一步驟、及接著將已潤濕之前述輥表面予以整平的第二步驟，藉此進行前述表面處理。
7.如6所述的耐熱輥之製造方法，其中，在前述第二步驟中，一邊將基材緊壓於已潤濕之前述輥表面一邊使前述輥部旋轉，藉此整平前述輥表面。
8.如1至7中任一項所述的耐熱輥之製造方法，其中，在前述表面處理步驟中，將潤濕後之基材緊壓於旋轉 的前述輥部之前述輥表面，藉此進行前述表面處理。
9.如1至8中任一項所述的耐熱輥之製造方法，其中，被覆前述黏土系礦物的膜的量以每一平均表面積1m2的固態含量來計算為0.1g以上。
10.一種耐熱輥，其含有5重量%以上之黏土系礦物的輥部之表面部分，是由黏土系礦物所被覆。
11.如10所述的耐熱輥，其中，前述輥部之表面部分，是比前述輥部之內部更緻密化。
12.一種耐熱輥，是由1至9中任一項所述的方法所製造。
13.如10至12中任一項所述的耐熱輥，其中，被覆前述黏土系礦物的膜的量以每一平均表面積1m2的固態含量來計算為0.1g以上。
14.一種平板玻璃之製造方法，是將10至13中任一項所述的耐熱輥作為搬運用輥來使用。
依據本發明，可以提供一種可減低來自輥部之表面之揚塵性的耐熱輥、其製造方法及使用其之平板玻璃的製造方法。
1‧‧‧圓盤輥
10‧‧‧輥部
11‧‧‧圓盤材料
12‧‧‧輥表面
13‧‧‧內部
20‧‧‧軸部
21‧‧‧凸緣
22‧‧‧螺帽
30‧‧‧玻璃帶
40‧‧‧基材
Ra‧‧‧算術平均粗糙度
Ry‧‧‧最大高度
Rz‧‧‧十點平均粗糙度
第1圖係顯示本發明之一實施形態的耐熱輥之一例的說明圖。
第2圖係顯示使用第1圖所示之耐熱輥的平板玻璃之 製造一例的說明圖。
第3圖係顯示本發明之第1實施形態的耐熱輥之製造方法中所含的主要步驟之概略圖。
第4圖係顯示本發明之第1實施形態的耐熱輥之製造方法中之使用基材的表面處理之一例的說明圖。
第5圖係顯示本發明之第2實施形態的耐熱輥之製造方法中所含的主要步驟之概略圖。
以下，針對本發明例示之實施形態的耐熱輥、其製造方法及使用其之平板玻璃的製造方法，一邊參照圖式一邊加以說明。另外，在本實施形態中，雖然主要是針對本發明之耐熱輥，以具有積層後之複數個圓盤材料(disk material)的圓盤輥(disk roll)之方式來實現之例加以說明，但是本發明並非被限於本實施形態。
首先，針對本實施形態的圓盤輥之概要、和使用該圓盤輥的平板玻璃之製造方法加以說明。第1圖係顯示圓盤輥1之一例。如第1圖所示，圓盤輥1，係具備朝向其長邊方向延伸的圓柱狀之輥部10。
輥部10，係藉由含有5重量%以下之黏土系礦物(以下，也簡稱為黏土)的複數個圓盤材料11，積層於該輥部10之長邊方向所構成。亦即，構成輥部10的複數個圓盤材料11，係嵌插於作為圓盤輥1之旋轉軸的軸部20。
在本發明中，輥部10，係更進一步以黏土系礦物來被覆其表面。均勻地分散於輥部10整體所構成的黏土系礦物、和被覆表面的黏土系礦物可為相同也可為不同。
然後，積層後的複數個圓盤材料11，係藉由分別設置於軸部20之兩端部分的凸緣21及螺帽22，在被壓縮於該軸部20之長邊方向的狀態下固定。因而，輥部10之表面(以下，稱為「輥表面12」)，係藉由在壓縮狀態下積層後的複數個圓盤材料11之外周面相連所構成。
另外，圓盤輥之構造，並未如第1圖所示被限定於軸整體由圓盤材料所覆蓋，例如，有以下構造等：僅玻璃接觸之部分的軸是由圓盤材料所覆蓋、具有單一軸之規格、圓盤部能夠卸下。
該圓盤輥1，在平板玻璃之製造中，係可以作為搬運用輥來使用。第2圖係顯示在平板玻璃之製造中作為搬運用輥來使用的圓盤輥1之一例。如第2圖所示，在平板玻璃之製造裝置(未圖示)中，平行所配置的一對圓盤輥1，是以其軸部20為中心而設置成能夠旋轉。另外，圓盤輥1也可連接於動力產生裝置(未圖示)。在此情況下，圓盤輥1可以基於動力產生裝置所產生的動力來旋轉。
然後，從搬運路之上游側以熔融後之狀態送來的玻璃帶30，係可藉由旋轉的一對輥部10一邊夾持一邊往下游側搬運。亦即，在第2圖所示之例中，玻璃帶 30係朝向鉛直方向下方(第2圖所示之箭頭D所指的方向)搬運。平板形狀玻璃，除了可以利用上述的下拉(down-draw)法來製造以外，還可以利用浮製(float)法、轉出(roll out)法、柯本(Colburn)法等來製造。
藉由圓盤輥1來搬運，藉此可慢慢地冷卻玻璃帶30。另外，第2圖中雖然僅顯示一對圓盤輥1，但是也可以沿著搬運路設置二對以上的圓盤輥1。
又，圓盤輥1，也可以作為為了調整所製造的平板玻璃之標稱板厚而對玻璃帶30施加張力的牽引輥來使用。可以藉由依牽引輥所引起的玻璃帶30之牽引速度，來調整所製造的平板玻璃之標稱板厚。
如此，在平板玻璃之製造中，與玻璃帶30接觸的輥表面12，係可期望兼備以下的特性：可承受玻璃之熔融溫度以上之高溫的耐熱性、用以在發生生產線故障(line trouble)等時立即取出輥的耐剝落(spalling)性、不使所接觸之玻璃帶30受傷的柔軟性、可承受長時間高溫的耐久性、不使玻璃帶30污染的低揚塵性。
在此，本發明之耐熱輥，係稱為：以實施例記載之方法測定出的加熱收縮率為1%以下的輥。
其次，針對具備如此優異特性的圓盤輥1及其製造方法(以下，稱為「本製造方法」)加以說明。
依據本發明之一實施形態，首先，使用複數個圓盤材料11來組裝圓盤輥1。在圓盤材料11之製造中，首先，調製水性漿體(aqueous slurry)，且由該水性 漿體製造既定厚度之板狀體(所謂的紙板(mill board))。
水性漿體，係由與最終所製造之圓盤材料11應具備的組成相應的組成所調製。亦即，例如，該水性漿體，係含有為了在裝設於圓盤輥1的圓盤材料11中達成5重量%以上之含量而所需的量之黏土系礦物。
作為黏土系礦物，可以較佳地使用具有藉由加熱而燒結的特性物。可以單獨使用1種類或是組合2種類以上來使用。具體而言，例如，可以使用木節土或蛙目黏土(gairome clay)等之耐火性黏土、或膨潤土、高嶺土，可以較佳地使用該耐火性黏土。其中，木節土，因藉由燒結所引起的黏結效果(binder effect)較高，且雜質也較少，故而較佳。
又，水性漿體，也可更進一步含有無機纖維或填充材。作為無機纖維，只要是可以成為用以提高圓盤材料11之強度的補強材料則並未被特別限制，而可以適當選擇任意的種類來使用，且可以單獨使用1種類或組合2種類以上來使用。
亦即，例如，可以較佳地使用陶瓷纖維、玻璃纖維、礦石棉(rock wool)纖維等之人造無機纖維。更具體而言，例如，可以特佳地使用耐熱性優異的氧化鋁纖維、莫來石(mullite)纖維、矽石˙氧化鋁纖維、矽石纖維。
作為填充材，只要是有助於圓盤材料11之耐 熱性或強度等特性的提高則並未被特別受限，而可以適當選擇任意的種類來使用，且可以單獨使用1種類或組合2種類以上來使用。亦即，例如，可以使用雲母(mica)、矽灰石(wollastonite)、海泡石(meerschaum)、矽石、氧化鋁、堇青石(cordierite)、煅燒高嶺土等的無機填充材，其中可以較佳地使用顯示高彈性、光滑性、耐磨損性、耐熱性等優異特性的雲母。又，可以使用鱗片狀矽石或鱗片狀氧化鋁，尤其是鱗片狀矽石之磨損性較高而較佳。鱗片狀矽石，較佳為鱗片狀矽石平行重疊所形成的二次凝聚體、或前述二次凝聚體集合複數個所形成的三次凝聚體。具體而言，是鱗片狀矽石之薄片一次粒子彼此使交界面平行地配向，且重疊複數片所形成的葉狀矽石二次粒子。葉狀矽石二次粒子，也可更進一步以三次元方式凝聚而形成三次粒子。有關葉狀矽石二次粒子及三次粒子，已記載於日本特開2006-143666、特許公報3795671等中。
又，水性漿體，係可以更進一步含有用以提高成形性等特性的助劑。作為該助劑，例如，可以使用：藉由煅燒圓盤材料11，而可以從該圓盤材料11消失的有機材料或無機材料。作為有機材料，係可以使用紙漿(pulp)、澱粉、合成樹脂之纖維或粒子等的有機黏結劑。
將以如此原料之混合物之方式調製所得的水性漿體成形為板狀，且使之乾燥，藉此可以製造紙板。紙板之成形，係可以較佳地藉由使用造紙機(paper making machine)的造紙法來進行。紙板之厚度係可以設定在與圓盤材料11之厚度相當的所期望之值，例如，可以設為2mm至30mm之範圍。
然後，將紙板之一部分衝裁成圓盤狀，且將衝裁後之圓盤體作為圓盤材料11所獲得。另外，在圓盤材料11之中央，係形成有在組裝時用以插通軸部20的貫通孔。
又，圓盤材料11，係可以將從紙板衝裁後之圓盤予以煅燒所得，又，也可以不煅燒而將紙板予以衝裁所得的圓盤。也可以在組裝具有複數個圓盤材料11的圓盤輥1之後，才煅燒包含該複數個圓盤材料11的輥部10。又，也可以在對輥部10施予後述的表面處理步驟S20中之表面處理之後，才煅燒該輥部10。另外，煅燒條件並未被特別限制，可以按照煅燒爐之規格、圓盤材料11之容積密度(bulk density)或大小等的條件進行適當變更。亦即，雖然煅燒溫度並未被特別限制，但是可以設為例如300℃至1000℃之範圍，較佳為400℃至900℃之範圍，更佳為500℃至800℃之範圍。雖然煅燒時間並未被特別限制，但是可以設為例如1小時至24小時之範圍。
在製造已煅燒之圓盤材料11的情況，可以藉由該煅燒，使紙板中所含的有機材料等之助劑消失。結果，可獲得由已煅燒之無機材料所構成的圓盤材料11。又，在煅燒後之圓盤材料11，係形成有因伴隨該煅燒使 一部分之材料耗盡(burning up)所引起的空隙。
又，圓盤材料11，也可以藉由模造成形法來製造。亦即，圓盤材料11，例如，可以將以如上述之原料的混合物之方式調製所得的漿體，流入與該圓盤材料11之形狀對應的既定形狀之成形模(mold die)中，且藉由進行吸引脫水成形來製造。又，也可以使黏土漿體含浸於模造成形後的圓盤之表面，且使之乾燥，藉此製造含有該黏土系礦物的圓盤材料11。
模造成形後的圓盤材料11，也可以進行煅燒。煅燒方法、煅燒時期、煅燒溫度、煅燒時間等的煅燒條件，係與前述相同。
如此所獲得的圓盤材料11(在進行煅燒的情況煅燒後的圓盤材料11)，係含有5重量%以上的黏土系礦物。該黏土系礦物之含量，再佳為10重量%以上，更佳為15重量%以上。
另一方面，黏土系礦物之含量的上限，係可以按照圓盤輥1所要求之特性而適當設定。亦即，黏土系礦物之含量，例如，較佳為50重量%以下，更佳為45重量%以下。當黏土系礦物之含量較多時，在輥部10中，就容易發生破裂之產生、裂痕之形成、複數個圓盤材料11之分離的問題，有時圓盤輥1無法充分地發揮其性能。
因而，圓盤材料11中的黏土系礦物之含量，例如，可以設為5重量%至50重量%之範圍，較佳為10 重量%至30重量%之範圍，更佳為10重量%至43重量%之範圍。
作為黏土系礦物，較佳是包含木節土和膨潤土。此等的含量係分別較佳為5重量%至30重量%，更佳為7重量%至25重量%，再佳為8重量%至23重量%。
又，圓盤材料11中所含的無機纖維或填充材之量，係可以按照此等材料之種類或圓盤輥1所要求的特性來適當設定。亦即，無機纖維之含量，例如，較佳為20重量%至50重量%，更佳為25重量%至45重量%，再佳為30重量%至43重量%。
又，填充材之含量，例如，較佳是設為5重量%至50重量%，更佳為7重量%至40重量%，再佳為10重量%至35重量%。
黏土系礦物、無機纖維、填充材及有機黏結劑，係可以佔有圓盤輥之90%以上、95%以上、98%以上、或100%。
將如此所製造出的複數個圓盤材料11依順序嵌入軸部20。進而將沿著軸部20積層所得的複數個圓盤材料11，藉由油壓機等，緊固於該軸部20之長邊方向。然後，將被壓縮之狀態的複數個圓盤材料11，藉由設置於軸部20之兩端部分的一對凸緣21來夾住，進而藉由一對螺帽22來固定。另外，在將複數個圓盤材料11嵌入軸部20之後，也可以不用壓縮，而用凸緣21及螺帽22來固定此等。
如此，可以組裝具備有輥部10的圓盤輥1，該輥部10係由積層後之複數個圓盤材料11所構成。將構成輥部10的複數個圓盤材料11予以壓縮並固定，藉此可以使該輥部10，比組裝前的各圓盤材料11更硬化且緻密化。
另外，輥部10，並未被限於具有上述積層後之複數個圓盤材料11者。亦即，輥部10，例如，也可以形成含有5重量%以上之黏土系礦物的一個圓筒狀成形體。又，輥部10，係可以形成為使含有5重量%以上之黏土系礦物的複數個圓筒狀成形體沿著軸部20積層所構成。
如此的圓筒狀成形體，例如，可以藉由使用以如上述之無機材料作為主成分的原料之模造成形法所製造。在此情況下，輥部10，係將以如上述之原料的混合物之方式調製所得的漿體，流入與該輥部10之形狀對應的既定形狀之成形模中，且進行吸引脫水成形，藉此可製造作為圓筒狀成形體。在此情況下，也可使模造成形前的漿體事先含有黏土系礦物。又，也可以使黏土漿體含浸於模造成形後的圓筒狀成形體之表面，且使之乾燥，藉此製造含有該黏土系礦物的輥部10。
又，輥部10，也可以形成為在纖維間含有黏土系礦物的無機纖維成形體。亦即，輥部10，例如，可以形成為使在纖維間含有黏土系礦物的薄片狀之無機纖維成形體在軸部20纏繞一次或複數次所構成。
在此情況下，輥部10，例如，可以藉由使黏土漿體含浸於無機纖維成形體來製造。具體而言，例如，可以使黏土漿體含浸於無機纖維紙，接著，藉由將該無機纖維紙纏繞於軸部20來製造輥部10。又，例如，也可以將含有黏土系礦物的漿體進行造紙，藉此製造含有該黏土系礦物的無機纖維紙，接著，使用該無機纖維紙來製造輥部10。又，例如也可以將無機纖維支架(bracket)纏繞於軸部20，接著，使黏土漿體含浸於該無機纖維支架，且使之乾燥，藉此製造輥部10。
此等圓筒狀成形體或無機纖維成形體，也可以進行煅燒。又，也可以在組裝具備輥部10的耐熱輥之後，才煅燒該輥部10，該輥部10係具有如上述之複數個圓盤材料11、圓筒狀成形體或無機纖維成形體。又，也可以在對輥部10施予後述之表面處理步驟S20中的表面處理之後，才煅燒該輥部10。在此等的情況下，煅燒條件也未被特別限制，可以按照煅燒爐之規格、圓筒狀成形體或無機纖維成形體之容積密度或大小等的條件進行適當變更。煅燒溫度和煅燒時間，係與前述相同。
以下，使用圖式就如此所製造出的輥之表面精加工加以說明。第3圖係顯示本製造方法之第1實施形態中所含的主要步驟。右端係顯示表面之樣態的概略。
一開始，在磨削步驟S10中，磨削在組裝步驟中組裝所得的圓盤輥1之輥表面12。亦即，將乾燥狀態的輥表面12之一部分予以刮平，藉此使該輥表面12平 滑化，並且調節輥部10之直徑。例如，如第1圖所示，可以將輥部10之長邊方向的直徑調整成一定。
在本實施形態中，磨削步驟S10係包含切削步驟S12及研磨步驟S14。
首先，藉由車床等之切削裝置來切削輥表面12，藉此消除輥表面12上之比較大的凹凸(切削步驟S12)。然而，如圖之右欄所示，表面依然殘留有微小的凹凸。
其次，藉由砂紙等的研磨具更進一步研磨輥表面12來平坦化(研磨步驟S14)。此時，如圖之右欄所示，依研磨而生的微粒子會進入凹處。
又，也可不用將磨削步驟S10，分成切削步驟S12及研磨步驟S14，而是以一個步驟來進行切削及研磨，或是也可依表面狀態，來省略其中一個步驟。
其次，在表面處理步驟S20中，進行在使磨削步驟S10中所磨削後之輥表面12潤濕的狀態下予以整平的表面處理。在此實施形態中，在表面處理步驟S20中，首先，在磨削後之已乾燥的輥表面12塗佈水(水塗佈步驟S22)。
另外，雖然在本實施形態中係使用水，但是只要是可以使含浸於輥表面12之不包含溶質的液體則並未被特別限制，而可以適當選擇任意之種類的液體來使用，且可以單獨使用1種類或是組合2種以上來使用。亦即，例如，可以較佳地使用水、乙醇(ethanol)、丙酮(acetone)之極性溶劑，其中從處理容易且可以有效地塑 化黏土系礦物之觀點來看，可以特佳地使用水。
又，未被限於塗佈，也可使用噴霧等之噴霧器具。
輥表面12，係可以藉由使潤濕來塑化。亦即，構成輥表面12的微粒子，雖然是在乾燥狀態下硬化且被強力拘束，但是在濕潤狀態下會軟化，且變形或移動變得比較容易。
因此，在該表面處理步驟S20中，係更進一步對潤濕後之輥表面12施加外力，以整平該輥表面12(整平步驟S24)。亦即，例如，研磨潤濕後之輥表面12，以對沿著該輥表面12的方向施加剪斷力。
藉此，可以使構成輥表面12的微粒子之一部分，沿著該輥表面12移動。結果，可以減低輥表面12之凹凸。
亦即，例如，如圖之右欄所示，使構成輥表面12之凸部的微粒子，沿著該輥表面12移動，並埋入該輥表面12之凹部，藉此可以使該輥表面12平滑化。
又，也可以藉由施加用以按壓輥表面12之力，而更緊密地填充構成該輥表面12的微粒子。亦即，在潤濕後之輥表面12，因微粒子係可以一邊彼此偏移一邊移動，故而藉由適度的按壓力之負荷，就可以再次配置且重新填充以將微粒子成為更均勻的分散狀態。結果，可以使輥表面12緻密化。
又，水塗佈步驟S22和整平步驟S24，亦可使輥部10一邊旋轉一邊進行。
表面處理步驟S20，亦可不分成水塗佈步驟S22及整平步驟S24，而是以在用水潤濕的同時予以整平的一個步驟來進行。
上述之表面處理步驟S20，係可以如第4圖所示地使用基材來實施。
第4圖係顯示在實現上述之表面處理方面為較佳的態樣之一例。第4圖係顯示第1圖所示之圓盤輥1當中以IV-IV線切斷的輥部10之剖面、和被用於表面處理之基材40對該輥部10的剖面。
如第4圖所示，在此例中，將基材40緊壓於旋轉的輥表面12，藉此進行上述之表面處理。亦即，首先以軸部20為中心，使輥部10朝向第4圖所示之箭頭R所指的方向旋轉。
然後，將基材40緊壓於旋轉的輥表面12，且維持該狀態。此時，如第4圖所示，較佳是將基材40沿著輥表面12配置。另外，雖然第4圖僅顯示沿著輥表面12之圓周方向配置有基材40的樣態，但是該基材40，也可以沿著該輥表面12之長邊方向來配置。如此，可使輥表面12，一邊接觸基材40一邊旋轉。
作為基材40，例如，可以較佳地使用薄片狀之基材40。
在水塗佈步驟S22中，係可以使用使事先已保持液體的基材40接觸輥表面12的方法。
在整平步驟S24中，係藉由將薄片狀之基材40緊壓 於潤濕後之輥表面12而一邊將該基材40沿著該輥表面12之圓周方向配置一邊使輥部10旋轉，藉此整平該輥表面12。
作為基材40，例如，可以較佳地使用砂紙等在與輥表面12接觸的表面形成有研磨用之凹凸的薄片狀之基材40。藉由使用具有如此研磨能力的基材40，就可以如上述般地實現構成輥表面12的微粒子之移動及再填充。
又，如第4圖所示，可以較佳地使用可以沿著輥表面12配置之具有柔軟性的基材40。具體而言，例如，可以較佳地使用織布或不織布等之薄片狀纖維基材、或具有可撓性的合成高分子製之薄片狀多孔質基材(例如，發泡成形體)。又，較佳也可以使用如上述般地在表面形成有研磨用之凹凸的薄片狀之基材40(例如，砂紙)。
在表面處理步驟S20中，也可以實施一次以上之如下的反覆處理：對朝向圓周方向之一方旋轉的輥部10之輥表面12施予上述之表面處理，進而將該輥部10之旋轉方向切換成相反方向而進行上述之表面處理。
亦即，在此情況下，首先，進行以下的表面處理：一邊使輥部10朝向圓周方向之一方(例如，第4圖所示之箭頭R所指的方向)旋轉，一邊在使輥表面12潤濕之狀態下予以整平。該表面處理，也可如上述般，以首先使之潤濕，之後予以整平的2階段來實施。
接著，不使表面處理後之輥表面12乾燥，而將輥部10之旋轉方向切換成相反方向，並進行反覆處理。亦即，在反覆處理中，係進行以下的表面處理：一邊使輥部10朝向圓周方向之另一方(例如，與第4圖所示之箭頭R所指的方向為相反之方向)旋轉，一邊在使輥表面12潤濕之狀態下予以整平。
更且，在進行第二次之反覆處理的情況時，不使上述第一反覆處理後之輥表面12乾燥，而將輥部10之旋轉方向再次切換成相反方向，並進行第二反覆處理。亦即，在該第二反覆處理中，係進行以下的表面處理：一邊使輥部10再次朝向圓周方向之一方旋轉，一邊在使輥表面12潤濕之狀態下予以整平。
然後，在實施三次以上之反覆處理的情況時，係同樣地，切換輥部10之旋轉方向，並對朝向被切換後之方向旋轉的輥部10之輥表面12施予表面處理。另外，反覆處理中的表面處理，也可如上述般地以2階段來實施。
在表面處理步驟S20中，為了整平輥表面12而加載於該輥表面12的按壓力並未特別限制，而可以在可以達成如上述的該輥表面12之平滑化及緻密化的範圍內做任意設定。
亦即，在如上述般地將基材40(例如，具有砂紙等之研磨能力的薄片狀之基材40)緊壓於輥表面12以整平該輥表面12的情況，係可以對該輥表面12，例 如，以該基材40之寬度方向(軸部20之長邊方向)的每一單位長度(1mm)加載100N至2000N之範圍的按壓力(亦即，100N/mm至2000N/mm之範圍的按壓力)。
又，在表面處理步驟S20中，在整平輥表面12時使該輥表面12旋轉的速度並未特別限制，而可以在可以達成如上述的該輥表面12之平滑化及緻密化的範圍內做任意設定。
亦即，輥部10之轉速，例如，可以設為10rpm至1500rpm之範圍。又，輥表面12之圓周速度，例如，可以設為1m/分至100m/分之範圍。
又，在以1階段來進行表面處理步驟S20時，係使用事先潤濕的基材來整平輥表面12，且進行表面處理。
在使水含浸於基材40來使用時，例如，可以使用可以保持水等之液體的纖維基材或多孔質基材。具體而言，例如，在使用水進行表面處理的情況，可以較佳地使用由親水性之材料所構成的含水性之纖維基材或多孔質基材。
當在將潤濕後之基材40沿著輥表面12配置的狀態下，使該輥表面12旋轉時，因已潤濕的基材40就會覆蓋輥表面12之一部分，故而可以藉由來自該基材40之液體(水分)的慢慢釋放使該輥表面12潤濕，並且可以有效地防止一度潤濕的輥表面12再次乾燥。
其次，在黏土被覆膜步驟S30中，對已施予 上述表面處理的輥表面12塗佈黏土水(黏土水塗佈步驟S32)。之後，予以乾燥(乾燥步驟S34)。雖然乾燥可為自然乾燥，但是也可以使用乾燥機。藉由如此，可形成黏土系礦物之被覆膜，也可以使僅在表面處理步驟S20無法充分平坦化的凹凸平坦化。結果，可抑制揚塵。
作為黏土系礦物，係可以使用膨潤力15ml/2g以上者，較佳為20ml/2g以上者，更佳為30ml/2g以上者。可以使用例如木節土或蛙目黏土等的耐火性黏土、或膨潤土、高嶺土。
膨潤力只要是以日本膨潤土工業會標準試驗方法(JBAS-104-77)為標準來測定即可。具體而言只要是以如下方式來測定即可。正確地測量試料2g，且施加於有放入純化水100ml的100ml之帶有栓塞的量筒(measuring cylinder)。此時，注意不使所施加的試料附著於內壁。又，以試料足以吸水及分散的方式分成數次施加試料，並且在前面所施加的試料之大部分沉降之後施加下一個試料。施加完全部的試料之後上栓，且靜放24小時後，讀取堆積於量筒之下部的容積A(ml)。所讀取到的值就成為膨潤力(ml/2g)。
作為用於塗佈的黏土水，例如，可以使用使1g至1000g之黏土系礦物溶解或分散於10L之水中的黏土水。
另外，雖然在本實施形態中係使用水，但是只要是可以適當地溶解或分散黏土系礦物，則並未被特別受限而可 以適當選擇任意之種類來使用，且可以單獨使用1種類或是組合2種類以上來使用。從處理容易度等觀點來看，較佳為水。
被覆的量，較佳為平均膜厚0.01mm至5mm左右，也可以設為更厚。或是，例如，以每一平均表面積1m2的固態含量來計算為0.1g至1000g左右，較佳為0.1g至100g，更佳為0.3g至50g。
另外，被覆也可未被覆表面之全部。較佳為80%以上，更佳為90%以上，最佳為100%。
將黏土系礦物，例如用噴霧的方法、浸漬、刷塗、或滴下等，附著於輥表面12上。
第5圖係顯示本發明之第2實施形態中所含的主要步驟。右端係顯示表面之樣態的概略。
在該實施形態中，係在磨削步驟S10之後，塗佈第1實施形態中所使用的含黏土水，以取代塗佈水(表面處理步驟S40)。另外，因磨削步驟S10係與第1實施形態相同故而省略說明。
在該實施形態中，係在塗佈含黏土水(黏土水塗佈步驟S42)，且予以整平並乾燥之後(整平步驟S44、乾燥步驟S46)，與第1實施形態同樣地形成黏土系礦物之被覆膜。在該步驟中，係如圖之右欄所示，在潤濕後之輥表面12，朝向沿著表面12之方向施予剪斷力，且使構成輥表面12的微粒子之一部分，沿著該輥表面12移動，以減少輥表面12之凹凸。與此同時，黏土水中所含的黏土系 礦物也進入表面12之凹部且埋於此，進而在表面之上方形成黏土被覆膜。因而，也可以使如僅在第1實施形態之僅用水的表面處理步驟S20中無法充分平坦化之凹凸平坦化。結果，可抑制揚塵。
在如此所獲得的圓盤輥1中，輥表面12，是比輥部10之內部13更緻密化。亦即，在輥部10中，可使包含該輥部10之外表面及其附近部分的既定厚度之表面部分局部緻密化。
另外，在第2實施形態中，如在第1實施形態所實施般，並沒有需要再次使黏土水附著並乾燥的步驟(黏土被覆膜步驟S30)。但是，也可如第1實施形態般地更進一步形成黏土系礦物之被覆膜(實施黏土被覆膜步驟S30)，以增加厚度。
本發明之耐熱輥的表面12係可抑制揚塵，且可平滑化。又，因具有黏土系礦物之被覆膜故而強度也變高。
以JIS B 0601-1994規定之方法所測定的輥表面12之算術平均粗糙度Ra，係可以設為5.0μm以下，更佳為3.0μm以下，特佳為1.0μm以下。
又，以JIS B 0601-1994規定之方法所測定的輥表面12之最大高度Ry，係可以設為25.0μm以下，更佳為15.0μm以下，特佳為10.0μm以下。
又，以JIS B 0601-1994規定之方法所測定的輥表面12之十點平均粗糙度Rz，係可以設為25.0μm以 下，更佳為15.0μm以下，特佳為10.0μm以下。
輥表面12，較佳是其算術平均粗糙度Ra、最大高度Ry及十點平均粗糙度Rz當中的至少一個為上述之範圍，特佳是此等三個全部為上述之範圍。
又，以本發明所獲得的耐熱輥之輥部10，係可以在上述之表面精加工的前後，維持同等的耐熱性等之特性。
〔實施例〕 〔實施例1、比較例1〕
從圓盤輥用基材衝裁外徑60mm內徑20mm之圓盤材料，且在直徑20mm之不鏽鋼製軸以長度100mm、填充密度成為1.35g/cm3之方式來製輥(roll build)，而製作出如第1圖所示的圓盤輥1。
該圓盤材料11，係含有10重量%之木節土、10重量%之膨潤土作為黏土系礦物，含有40重量%之莫來石纖維作為無機纖維，含有32重量%之雲母作為填充材。另外，圓盤輥用基材係含有6重量%之紙漿和2重量%之有機黏結劑作為助劑。
煅燒該組裝成的圓盤輥1。圓盤材料11中所含的紙漿及有機黏結劑，係藉由該煅燒而使其耗盡。
接著，磨削該圓盤輥1之輥表面12。磨削，係藉由將圓盤輥1設置於既定之驅動裝置並以軸部20為 中心而使其旋轉，且使砂紙接觸到旋轉的輥表面12來進行。
然後，與磨削時同樣，將事先含浸水並潤濕的無塵紙(Kimwipes，日本製紙克里西亞(Crecia)股份有限公司)，壓抵於旋轉的輥表面12並保持既定時間，藉此進行在使該輥表面12潤濕之狀態下予以整平的表面處理。
將表面處理後之輥表面12加熱並使其乾燥。
在進行上述表面處理後的輥表面12，利用噴霧和刷毛來塗佈膨潤土水溶液並進行被覆膜處理。膨潤土水溶液，係將50g之膨潤土溶解於10L之水中來調製。之後，使輥表面12自然乾燥而製造成圓盤輥1。
作為比較例1，準備了雖然已進行上述表面處理，但是並未進行上述被覆膜處理的圓盤輥。
就圓盤輥1及未進行被覆膜處理的圓盤輥，分別評估以下的特性。將結果顯示於表1中。
(1)加熱收縮率(耐熱性)
將圓盤輥在900℃下加熱3小時之後，測定輥之長邊方向的長度，且基於下述數式評估加熱收縮率。
[(加熱前之測定值-加熱後之測定值)/加熱前之測定值]×100
(2)耐剝落性(耐熱性)
將圓盤輥，投入保持900℃的電熱爐中，且在15小時後取出並急冷至室溫25℃。然後，反覆該加熱及急冷之循環直至發生圓盤輥之裂痕或圓盤分離(disk separation)，且計數已發生裂痕或圓盤分離的循環數。
(3)柔軟性(荷重變形量)
利用架台來支撐軸之兩端，藉由壓縮件將圓盤輥以8.82N/mm加壓於由圓盤材料所構成的輥面，且測定當時的荷重變形量。
(4)耐久性(熱磨損試驗)
從含有陶瓷纖維之圓盤輥用基材衝裁外徑80mm內徑30mm的圓盤材料，且以長度100mm、填充密度成為1.25g/cm3之方式，在直徑30mm之不鏽鋼製軸上製輥，而製作出圓盤輥。
在使以2mm間隔施予5條的2mm之槽加工的直徑30mm之不鏽鋼製的軸接觸到該圓盤輥之輥面的狀態下，在900℃下使其旋轉5小時之後，冷卻至室溫25℃，且測定在圓盤輥之輥表面所形成的槽之深度。
(5)揚塵性
揚塵性，係將輥表面磨於黑色的畫用紙上，藉此測定附著於該畫用紙上的粉末重量，並且用色差計來測量該畫 用紙的明亮度，藉此進行評估。
在使用上述的圓盤輥，來實際製造出平板玻璃時，結果揚塵性存在著有效的差異。
(6)表面粗糙度
使用觸針式表面粗糙度測定機(JIS B 0651)，並藉由以JIS B 0601-1994規定的方法來測定，而測定出算出平均粗糙度Ra、最大高度Ry及十點平均粗糙度Rz。
〔產業上之可利用性〕
藉由本發明之製造方法所獲得的圓盤輥，係可用於平板玻璃、特別是液晶用玻璃或電漿顯示器用玻璃之製造中。
雖然在上述中已詳細說明幾個本發明之實施形態及/或實施例，但是該發明所屬技術領域中具有通常 知識者，係容易不實質脫離本發明之新的教示及效果地在作為此等例示的實施形態及/或實施例上施加較多的變更。因而，此等較多的變更係涵蓋在本發明之範圍內。
將此說明書中所記載之文獻及作為本案之巴黎優先權基礎案的日本申請案說明書之內容全部援用於此。

Claims (14)

  1. 一種耐熱輥之製造方法，其特徵為，包含：輥部製作步驟，其係製作均勻含有5重量%以上之黏土系礦物的輥部；及磨削步驟，其係磨削前述輥部之輥表面；及表面處理步驟，其係進行在使磨削後之前述輥表面潤濕的狀態下予以整平的表面處理；以及黏土被覆膜步驟，其係形成覆蓋前述表面處理後之輥表面的80%以上的黏土系礦物之被覆膜。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的耐熱輥之製造方法，其中，被覆前述表面的黏土系礦物之膨潤力，為15ml/2g以上。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的耐熱輥之製造方法，其中，被覆前述表面的黏土系礦物包含膨潤土。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的耐熱輥之製造方法，其中，在前述黏土被覆膜步驟中，係在前述表面處理後之輥表面，附著含黏土系礦物液體，且使之乾燥以形成黏土系礦物之被覆膜，前述被覆膜的平均厚度為0.01mm~5mm。
  5. 一種耐熱輥之製造方法，其特徵為，包含：輥部製作步驟，其係製作均勻含有5重量%以上之黏土系礦物的輥部；及磨削步驟，其係磨削前述輥部之輥表面；以及表面處理步驟，其係進行在使磨削後之前述輥表面，藉由含黏土系礦物液體而潤濕的狀態下予以整平的表面處理，而形成覆蓋輥表面的80%以上的黏土系礦物之被覆膜。
  6. 如申請專利範圍第1項或第5項所述的耐熱輥之製造方法，其中，在前述表面處理步驟之使潤濕狀態下予以整平的表面處理中，實施：使磨削後之前述輥表面潤濕的第一步驟、以及接著將已潤濕之前述輥表面予以整平的第二步驟，藉此進行前述表面處理。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的耐熱輥之製造方法，其中，在前述第二步驟中，一邊將基材緊壓於已潤濕之前述輥表面一邊使前述輥部旋轉，藉此整平前述輥表面。
  8. 如申請專利範圍第1項或第5項所述的耐熱輥之製造方法，其中，在前述表面處理步驟中，將潤濕後之基材緊壓於旋轉的前述輥部之前述輥表面，藉此進行前述表面處理。
  9. 如申請專利範圍第1項或第5項所述的耐熱輥之製造方法，其中，被覆前述黏土系礦物的膜的量以每一平均表面積1m2的固態含量來計算為0.1g~100g。
  10. 一種耐熱輥，其特徵為，具有：均勻含有5重量%以上之黏土系礦物的輥部，前述輥部之表面的80%以上，是由黏土系礦物所被覆。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的耐熱輥，其中，前述輥部之表面部分，是比前述輥部之內部更緻密化。
  12. 一種耐熱輥，其特徵為：由申請專利範圍第1至9項中任一項所述的方法所製造。
  13. 如申請專利範圍第10至12項中任一項所述的耐熱輥，其中，被覆前述黏土系礦物的膜的量以每一平均表面積1m2的固態含量來計算為0.1g~100g。
  14. 一種平板玻璃之製造方法，其特徵為：將申請專利範圍第10至13項中任一項所述的耐熱輥作為搬運用輥來使用。
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