WO2010113836A1 - 板ガラスの成形方法 - Google Patents

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WO2010113836A1
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rolls
glass
liquid
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篤史 辻
達也 都築
正 村本
直樹 三田村
篤 谷川
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セントラル硝子株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B13/00—Rolling molten glass, i.e. where the molten glass is shaped by rolling
    • C03B13/04—Rolling non-patterned sheets continuously
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B40/00—Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it
    • C03B40/04—Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it using gas

Definitions

  • the present invention relates to a roll-out molding method for molten glass by a roll-out method.
  • the tin float method is currently most widely used as a mass production method for sheet glass, and is a method in which glass is floated on molten tin and stretch-formed.
  • the metal tin that is solid at room temperature must be kept in a molten state at all times, so the energy required to keep the kiln warm is enormous.
  • tin ions diffuse from the tin / molten glass interface into the glass, which may adversely affect the glass quality.
  • the fusion method is a method in which molten glass flows down along both side surfaces of a refractory molded body, and the glass is joined at the lower part of the molded body.
  • a high-quality plate glass can be obtained.
  • devitrification occurs on the contact surface between the refractory and the molten glass, defects will occur continuously, so the refractory must be replaced, and the refractory increases as the glass width increases.
  • the manufacturing cost of the system is enormous.
  • it is necessary to consider the compatibility of a refractory and a glass composition in order not to cause devitrification the glass composition which can be used is limited.
  • the roll-out method is generally a method in which a molten glass is sandwiched between metal rolls and molded, and has an advantage that glass molding can be performed with a simple apparatus configuration at a lower cost than the tin float method and the fusion method.
  • the molten glass is rapidly cooled by contact with the metal roll, it is inevitable that contact marks, wrinkles, and undulations remain on the formed glass, and a polishing process is required to obtain a high-quality sheet glass product. It is essential.
  • Patent Documents a method has been proposed in which a roll base material that generates steam is used to impart conveying force to glass and roll-out molding to obtain high-quality glass that does not leave roll marks.
  • a method of adjusting the thickness by applying tension in the glass traveling direction between a plurality of rolls is used for forming, but since the tension in the width direction of the glass is not applied, the plate width shrinks as the glass is cooled. Cause swell.
  • the present invention relates to a method for rolling a molten glass flowing down from a molten glass supply apparatus in a wide manner between two pairs of rolls, wherein the roll is made of a material or structure that can contain a liquid inside.
  • the glass which formed the molten glass broadly through the liquid vapor film between the rolls while rotating the pair of rolls, sent the formed molten glass ribbon downward, and passed the roll pair below It is a molten glass roll-out molding method characterized by uniformly cooling a glass ribbon while holding both ends of the ribbon with guide rolls.
  • the present invention is a molten glass roll-out molding method in which the molten glass flowing down from the molten glass supply apparatus is rolled and formed widely between two pairs of rolls, and includes the following steps: While rotating the roll, sandwiching the flowing molten glass, forming a molten glass wide via a liquid vapor film between the rolls, and thus feeding the molded molten glass ribbon downward,
  • the roll is made of a base material made of a material or a structure that can contain a liquid; and further, the glass ribbon is uniformly cooled while holding both ends of the molded molten glass ribbon with a guide roll.
  • the molten glass roll-out molding method is characterized in that the glass ribbon is molded while sandwiching the glass ribbon by using a pair of the roll and the guide roll.
  • the liquid glass roll-out molding method is characterized in that the liquid that forms the vapor film is water.
  • the present invention it becomes possible to roll-form molten glass without using a large facility, and it is possible to suppress the occurrence of sheet width shrinkage and undulation due to cooling.
  • the present invention relates to a method for rolling a molten glass flowing down from a molten glass supply apparatus in a wide manner between two pairs of rolls, wherein the roll is made of a material or structure that can contain a liquid inside.
  • the glass which formed the molten glass broadly through the liquid vapor film between the rolls while rotating the pair of rolls, sent the formed molten glass ribbon downward, and passed the roll pair below It is a molten glass roll-out molding method characterized by uniformly cooling a glass ribbon while holding both ends of the ribbon with guide rolls.
  • the present invention is a molten glass roll-out molding method in which the molten glass flowing down from the molten glass supply apparatus is rolled and formed widely between two pairs of rolls, and includes the following steps: While rotating the roll, sandwiching the flowing molten glass, forming a molten glass wide via a liquid vapor film between the rolls, and thus feeding the molded molten glass ribbon downward,
  • the roll is made of a base material made of a material or a structure that can contain a liquid; and further, the glass ribbon is uniformly cooled while holding both ends of the molded molten glass ribbon with a guide roll.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing an example of a roll-out molding apparatus for a sheet glass product for carrying out the present invention
  • FIG. 2 is a front view.
  • the forming apparatus includes a pair of rolls 3 having a base material that can include water on the surface, a liquid supply apparatus 4 that supplies liquid (water) to the rolls 3, and a vertical direction while applying a certain tension to the glass after the rollout. It consists of a guide roll 5 that leads to
  • a molten glass supply apparatus 1 which is an apparatus that can supply molten glass 2 that has been melted from the raw material over a sufficient time at a desired temperature.
  • the molten glass 2 is supplied onto a pair of rolls 3 and spreads in the width direction on the rolls 3.
  • the molten glass 2 spread to a desired width on the roll passes through the rolls 3 while being formed into a plate shape by the rolls 3.
  • the pair of rolls 3 can freely set the distance to the molten glass supply device 1, the roll rotation speed, and the roll interval, and even if a pair of rolls are arranged in the vertical direction according to the temperature of the molten glass. I do not care.
  • the roll base material that can include the liquid on the surface of the roll 3
  • examples of the material include porous inorganic materials, metal materials, carbon materials, paper, and fibers.
  • the properties required for these materials are heat resistance against radiant heat from the molten glass 2 received through the vapor film, water content that can hold a sufficient amount of liquid on the rotating roll, water absorption speed and surface Flatness etc.
  • the liquid supply device 4 to the roll substrate is a device that can supply a sufficient amount of liquid to the rotating roll. In addition to the water tank type as shown in FIGS. It is done. Alternatively, one more roll containing sufficient liquid may be installed, and the liquid may be supplied to the base material of the roll 3 by contacting it somewhere on the roll 3.
  • the molten glass after passing through the roll is immediately held at both ends by the guide roll 5 and formed into a glass ribbon 6 in order to suppress shrinkage due to cooling.
  • the number of guide rolls does not need to be three pairs as shown in FIG. 1, and one or more pairs are installed according to the glass temperature. It is desirable that the position of the guide roll can be set freely in both the width direction and the height direction, and it is desirable that the rotation speed of the guide roll can be set freely as well.
  • the position where the guide roll is applied is outside the plate width to be used as a product, and the rotation speed of the guide roll is set relatively equal to the flow speed of the molten glass.
  • the material of the guide roll can be a metal material, inorganic material, carbon material, etc., but for the purpose of preventing the shrinkage of the glass ribbon, it should have a shape that provides holding power, such as making the surface uneven rather than simply pinching it. Is desirable. Furthermore, since the guide roll is always in contact with the molten glass, it is desirable that the guide roll have sufficient heat resistance and good mold releasability.

Abstract

溶融ガラスのロールアウト成形において、板幅を確保し、冷却による板幅の収縮やうねりの発生を抑える為の方法である。即ち、溶融ガラス供給装置から流下する溶融ガラスを、対をなす二つのロール間で幅広に圧延成形する方法であって、該ロールが液体を内部に包含しうる材質または構造からなる基材からなり、対のロールを回転させながらロール間で液体の蒸気膜を介して幅広に溶融ガラスを成形するとともに、成形された溶融ガラスリボンを下方向へ送り出し、下方で前記ロール対を通過したガラスリボンの両端部をガイドロールで保持しながらガラスリボンを均一に冷却することを特徴とする溶融ガラスのロールアウト成形方法。

Description

板ガラスの成形方法
　本発明は、ロールアウト方式による溶融ガラスのロールアウト成形方法に関する。
　溶融ガラスを板状に成形する方法としては、種々のものが知られている。特に普及しているものとして、スズフロート法、フュージョン法、ロールアウト法が挙げられる。
スズフロート法は、現在板ガラスの大量生産法として最も広く普及しているもので、溶融スズ上にガラスを浮かべて延伸成形される方法である。しかし、常温では固体である金属スズを常時溶融状態に保たなければならないため、窯の保温に要するエネルギーは莫大である。また、スズと溶融ガラス界面からガラス内にスズイオンが拡散し、ガラス品質に悪影響を及ぼすことがある。
フュージョン法は、耐火物成形体の両側面に沿って溶融ガラスを流下させ、成形体下部でガラスを合流させる方法である。この方法では、表面は非接触状態が保たれるため、高品質な板ガラスが得られる。しかし、耐火物と溶融ガラスの接触面に失透が生じた場合、連続的に欠陥が生じてしまうため、耐火物を交換しなければならず、ガラスの板幅が大きくなる程、この耐火物の製造コストは莫大になっている。また、失透を起こさないためには耐火物とガラス組成の相性を考慮する必要があることから、使用できるガラス組成は限定的となっている。
ロールアウト法は、一般に金属ロールにより溶融ガラスを挟み、成形するもので、スズフロート法、フュージョン法と比較して低コストで簡易な装置構成でガラス成形が行える長所がある。しかし、金属ロールとの接触により溶融ガラスが急冷されるため、成形されたガラスにロールとの接触痕、しわ、うねりが残ることが避けがたく、高品質な板ガラス製品を得るには研磨工程が不可欠である。
これらの状況を鑑みて、蒸気を発生させるロール基材を用いてガラスに搬送力を付与し、ロールアウト成形することでロール痕が残らない高品質ガラスを得る方法が提案されている(特許文献１参照)。
特開２００１－１８０９４９号公報
　前述した特開２００１－１８０９４９号公報に記載のものは、溶融ガラスの板幅を広げる方法について言及されていないため、何らかの方法で溶融ガラスを板状に広げた状態でロール間に流し込む必要がある。そのためには、溶融ガラス供給口を耐火物部材や白金若しくは白金を含む合金製の部材で幅広のスリット状に加工することが考えられるが、高コストな部材である上、これらに接触することで板ガラス表面の平滑性が失われる恐れがある。また、成形には複数のロール間でガラス進行方向に張力をかけて厚みを調整する方法が取られるが、ガラスの幅方向への張力がかからないため、ガラスが冷却されるにつれて板幅が収縮し、うねりの原因になる。
本発明は、溶融ガラス供給装置から流下する溶融ガラスを、対をなす二つのロール間で幅広に圧延成形する方法であって、該ロールが液体を内部に包含しうる材質または構造からなる基材からなり、対のロールを回転させながらロール間で液体の蒸気膜を介して幅広に溶融ガラスを成形するとともに、成形された溶融ガラスリボンを下方向へ送り出し、下方で前記ロール対を通過したガラスリボンの両端部をガイドロールで保持しながらガラスリボンを均一に冷却することを特徴とする溶融ガラスのロールアウト成形方法である。
つまり、本発明は、溶融ガラス供給装置から流下する溶融ガラスを、対をなす二つのロール間で幅広に圧延成形する溶融ガラスのロールアウト成形方法であって、次の工程よりなる：　前記二つのロールを回転させながら、前記流下する溶融ガラスを挟持し、該ロール間で液体の蒸気膜を介して幅広に溶融ガラスを成形し、以って成形溶融ガラスリボンを下方向へ送り出す工程、尚、該ロールは液体を内部に包含しうる材質または構造からなる基材からなっている；更に、前記成形溶融ガラスリボンの両端部をガイドロールで保持しながら該ガラスリボンを均一に冷却する工程。
また、前記ロール及びガイドロールを一対以上用いて前記ガラスリボンを挟持しながら成形することを特徴とする上記の溶融ガラスのロールアウト成形方法である。
さらに、蒸気膜を生成する液体が水であることを特徴とする、上記の溶融ガラスのロールアウト成形方法である。
　本発明によれば、大きな設備を使用せずに、溶融ガラスの圧延成形が可能となり、冷却による板幅の収縮やうねりの発生を抑えることができる。
本発明を実施するための装置例の側面図である。 本発明を実施するための装置例の正面図である。
　本発明は、溶融ガラス供給装置から流下する溶融ガラスを、対をなす二つのロール間で幅広に圧延成形する方法であって、該ロールが液体を内部に包含しうる材質または構造からなる基材からなり、対のロールを回転させながらロール間で液体の蒸気膜を介して幅広に溶融ガラスを成形するとともに、成形された溶融ガラスリボンを下方向へ送り出し、下方で前記ロール対を通過したガラスリボンの両端部をガイドロールで保持しながらガラスリボンを均一に冷却することを特徴とする溶融ガラスのロールアウト成形方法である。
つまり、本発明は、溶融ガラス供給装置から流下する溶融ガラスを、対をなす二つのロール間で幅広に圧延成形する溶融ガラスのロールアウト成形方法であって、次の工程よりなる：　前記二つのロールを回転させながら、前記流下する溶融ガラスを挟持し、該ロール間で液体の蒸気膜を介して幅広に溶融ガラスを成形し、以って成形溶融ガラスリボンを下方向へ送り出す工程、尚、該ロールは液体を内部に包含しうる材質または構造からなる基材からなっている；更に、前記成形溶融ガラスリボンの両端部をガイドロールで保持しながら該ガラスリボンを均一に冷却する工程。
図１は、本発明を行うための板状ガラス製品のロールアウト成形装置例を模式的に示した側面図であり、図２は正面図である。成形装置は表面に水を包含しうる基材を有する対をなすロール３と該ロール３に液体（水）を供給する液体供給装置４およびロールアウト後のガラスに一定の張力をかけつつ垂直方向に誘導するガイドロール５から成る。
ロールアウト成形装置の上には溶融ガラス供給装置１があり、原料から充分な時間をかけて溶解された溶融ガラス２を所望の温度で供給することのできる装置である。溶融ガラス２は対をなすロール３上に供給され、ロール３上で幅方向に広がる。ロール上で所望の幅に広げられた溶融ガラス２はロール３によって板状に成形されつつ、ロール３間を通り抜ける。
このとき、対を成すロール３は溶融ガラス供給装置１までの距離、ロール回転速度、ロール間隔を自由に設定できることが望ましく、また溶融ガラスの温度に応じてロール対を一対以上垂直方向に並べても構わない。
ロール３表面の液体を内部に包含しうるロール基材については、材質は多孔質の無機材料、金属材料、炭素材料や紙、繊維質などが挙げられる。これらの材料に求められる特性は蒸気膜を介して受ける溶融ガラス２からの放射熱に対する耐熱性、回転するロール上で充分な量の液体を内部に保持することのできる含水量、吸水速度や表面の平坦度などである。
ロール基材への液体供給装置４は回転するロールに充分な量の液体を供給できる装置であり、図１、２に示すような水桶型のもの以外にもスプレー型やノズルフロー型などが考えられる。また、充分に液体を含んだロールをさらに一つ設置し、ロール３のどこかに接触させることでロール３の基材に液体を供給しても構わない。
ロール通過後の溶融ガラスは冷却による収縮を抑えるために、すぐにガイドロール５に両端を保持され、ガラスリボン６に成形される。このとき、ガイドロールの数は図１に示すような３対である必要はなく、ガラス温度に応じて1対以上設置するものとする。ガイドロールの位置は幅方向、高さ方向共に自由に設定できることが望ましく、ガイドロール回転速度も同様に自由に設定できることが望ましい。ガイドロールをかける位置は製品として使用したい板幅よりも外側であり、ガイドロール回転速度は溶融ガラスの流下速度に対して相対的に等しく設定する。
また、ガイドロールの材質は金属材料、無機材料、炭素材料などが挙げられるが、ガラスリボンの収縮を防ぐ目的から、単に挟むのではなく表面に凹凸を施すなど、保持力をもたらす形状であることが望ましい。さらに、ガイドロールは溶融ガラスに常に接触していることから、充分な耐熱性を有すると共に、ガラスに対して良好な離型性を有することが望ましい。
　１：溶融ガラス供給装置
　２：溶融ガラス
３：ロール
４：液体供給装置
５：ガイドロール
６：ガラスリボン

Claims (4)

  1. 溶融ガラス供給装置から流下する溶融ガラスを、対をなす二つのロール間で幅広に圧延成形する方法であって、該ロールが液体を内部に包含しうる材質または構造からなる基材からなり、対のロールを回転させながらロール間で液体の蒸気膜を介して幅広に溶融ガラスを成形するとともに、成形された溶融ガラスリボンを下方向へ送り出し、下方で前記ロール対を通過したガラスリボンの両端部をガイドロールで保持しながらガラスリボンを均一に冷却することを特徴とする溶融ガラスのロールアウト成形方法。
  2. 溶融ガラス供給装置から流下する溶融ガラスを、対をなす二つのロール間で幅広に圧延成形する溶融ガラスのロールアウト成形方法が次の工程よりなる：　
    　前記二つのロールを回転させながら、前記流下する溶融ガラスを挟持し、該ロール間で液体の蒸気膜を介して幅広に溶融ガラスを成形し、以って成形溶融ガラスリボンを下方向へ送り出す工程、尚、該ロールは液体を内部に包含しうる材質または構造からなる基材からなっている；更に、
    　前記成形溶融ガラスリボンの両端部をガイドロールで保持しながら該ガラスリボンを均一に冷却する工程。
    　　
  3. 前記ロール及びガイドロールを一対以上用いて前記ガラスリボンを挟持しながら成形することを特徴とする請求項１又は２記載の溶融ガラスのロールアウト成形方法。
  4. 蒸気膜を生成する液体が水であることを特徴とする、請求項１、２又は３記載の溶融ガラスのロールアウト成形方法。
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