WO2014103478A1 - 徐冷装置、徐冷方法、ガラス板の製造装置、及びガラス板の製造方法 - Google Patents

徐冷装置、徐冷方法、ガラス板の製造装置、及びガラス板の製造方法 Download PDF

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WO2014103478A1
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cooling device
temperature
space
glass
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聡 大柿
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旭硝子株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B25/00Annealing glass products
    • C03B25/04Annealing glass products in a continuous way
    • C03B25/06Annealing glass products in a continuous way with horizontal displacement of the glass products
    • C03B25/08Annealing glass products in a continuous way with horizontal displacement of the glass products of glass sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B18/00Shaping glass in contact with the surface of a liquid
    • C03B18/02Forming sheets

Definitions

  • the present invention relates to a slow cooling device, a slow cooling method, a glass plate manufacturing apparatus, and a glass plate manufacturing method.
  • An apparatus for producing a glass plate includes a forming device for forming molten glass into a strip-like glass ribbon, and a slow cooling device for gradually cooling the glass ribbon formed by the forming device (see, for example, Patent Document 1).
  • the slow cooling device has a slow cooling chamber for slowly cooling the glass ribbon.
  • the slow cooling chamber is provided with a rotating roll and a heater for conveying the glass ribbon, and the furnace body forming the slow cooling chamber is provided with an opening through which the rotating roll and the heater are inserted. Through this opening, low temperature gas enters the slow cooling chamber from the outside, and high temperature gas exits from the slow cooling chamber to the outside.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and has as its main object to provide a slow cooling device that can reduce temperature fluctuations in the slow cooling chamber.
  • a furnace body that forms a slow cooling chamber for slowly cooling the glass;
  • a wall member that forms a space between the outer wall of the furnace body;
  • a temperature sensor for detecting the temperature of the space;
  • a temperature controller for adjusting the temperature of the space;
  • a slow cooling device comprising: a controller that controls the temperature regulator and controls the temperature of the space based on a detection value of the temperature sensor.
  • a slow cooling device that can reduce temperature fluctuations in a slow cooling chamber.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 2.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a glass plate manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a glass plate manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 1 manufactures a glass plate by a float process.
  • the glass plate manufacturing apparatus 100 includes a melting apparatus 200, a forming apparatus 300, and a slow cooling apparatus 400.
  • the melting device 200 melts the glass raw material 10 to obtain a molten glass 12.
  • the melting apparatus 200 includes a melting tank 210 that stores the molten glass 12 and a burner 220 that forms a flame above the molten glass 12 that is stored in the melting tank 210.
  • the glass raw material 10 thrown into the melting tank 210 is gradually melted into the molten glass 12 by the radiant heat from the flame formed by the burner 220.
  • the forming apparatus 300 forms the molten glass 12 supplied from the melting apparatus 200 into a strip-like glass ribbon 14.
  • the forming apparatus 300 includes a tin bath 310 that accommodates the molten tin 16, and the molten glass 12 that is continuously supplied onto the molten tin 16 is caused to flow on the molten tin 16 to be formed into a strip shape.
  • the upper space of the molten tin 16 is filled with a reducing gas (for example, a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas). Further, the upper space of the molten tin 16 is maintained at a pressure higher than the atmospheric pressure in order to prevent outside air from being mixed.
  • a heater 320 is disposed in the upper space of the molten tin 16, and the molten glass 12 is gradually cooled while flowing in a predetermined direction, and gradually becomes hard. The glass ribbon 14 thus molded is pulled out from the molding apparatus 300.
  • the slow cooling device 400 cools the glass ribbon 14 formed by the forming device 300 while continuously conveying it in a predetermined direction.
  • the slow cooling device 400 includes a furnace body 410 (see FIG. 2) that forms a slow cooling chamber 402 for slowly cooling the glass ribbon 14.
  • the temperature of the slow cooling chamber 402 decreases as it goes from the inlet to the outlet of the slow cooling chamber 402.
  • the temperature of the slow cooling chamber 402 is adjusted by a heater or the like (not shown).
  • the glass ribbon 14 drawn out from the slow cooling device 400 is cut into a predetermined size by a cutting machine, and a glass plate as a product is obtained.
  • FIG. 2 is a top view showing a slow cooling device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. In FIG. 3, a part of the molding apparatus 300 is illustrated.
  • 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
  • the conveyance direction of the glass ribbon 14 by the main roll 414 is demonstrated as the front.
  • the furnace body 410 of the slow cooling device 400 includes a lift-out part 420 and a main body part 430. That is, the furnace body 410 is divided into a lift-out part 420 and a main body part 430.
  • the lift-out part 420 is disposed between the molding apparatus 300 and the main body part 430. As shown in FIG. 3, the lift-out unit 420 is provided with a plurality of lift-out rolls 412. Each lift-out roll 412 is a rotary roll that is rotated around the center line of each lift-out roll 412, pulls the glass ribbon 14 formed by the forming apparatus 300 obliquely from the molten tin 16, and sends it to the main body 430. .
  • the lift-out part 420 forms a slight gap between the main body part 430 and the lift-out part 420.
  • the lift-out unit 420 is in contact with the molding apparatus 300 in order to prevent air from entering the molding apparatus 300. Reducing gas flows from the molding apparatus 300 into the lift-out unit 420.
  • an inert gas for example, nitrogen gas is supplied into the liftout unit 420.
  • the lift-out part 420 includes a ceiling part 421, a floor part 422, a left side wall part 423, and a right side wall part 424.
  • the left side wall 423 and the right side wall 424 are formed with openings through which the lift-out roll 412 is inserted.
  • a drive device 413 that rotates the lift-out roll 412 is provided outside the lift-out unit 420.
  • the main body 430 is installed on the floor 112 of the building as shown in FIG.
  • a plurality of main rolls 414 are disposed in the main body 430.
  • Each main roll 414 is a rotary roll that is rotated around the center line of each main roll 414 and transports the glass ribbon 14 horizontally.
  • Reducing gas flows from the lift-out part 420 into the main body part 430. Further, the outlet of the main body 430 is open to the atmosphere, and air flows into the main body 430. Further, sulfur dioxide gas (SO 2 gas) is supplied inside the main body 430 in order to form a scratch-proof film on the contact surface (lower surface) of the glass ribbon 14 with the main roll 414.
  • SO 2 gas sulfur dioxide gas
  • the main body portion 430 includes a ceiling portion 431, a floor portion 432, a left side wall portion 433, and a right side wall portion 434.
  • the left side wall 433 and the right side wall 434 are formed with openings through which the main roll 414 is inserted.
  • a driving device 415 that rotates the main roll 414 is provided outside the main body 430.
  • the slow cooling chamber 402 is provided with a lift-out roll 412, a main roll 414, a heater, and the like, an opening is provided in the furnace body 410 that forms the slow cooling chamber 402. Through this opening, low temperature gas enters the slow cooling chamber 402 from the outside, and high temperature gas exits from the slow cooling chamber 402 to the outside.
  • the gas in and out of the slow cooling chamber 402 is mainly generated by a temperature difference between the inside and outside of the furnace body 410 forming the slow cooling chamber 402.
  • the slow cooling device 400 includes a plurality of wall members 441 to 443 (FIG. 1 and FIG. 1). 2), a plurality of temperature sensors 451 to 459, a plurality of temperature controllers 461 to 469, and a controller 470.
  • the wall members 441 to 443 are made of a heat-resistant resin such as polycarbonate, ceramics, heat-resistant alloy, or the like. At least a part of each wall member 441 to 443 may be transparent so that the inside of each wall member 441 to 443 can be visually recognized from the outside.
  • the left wall member 441 includes a plurality of (for example, four) left side spaces 481 to 484 between the left wall portion 423 of the lift-out portion 420 and the left wall portion 433 of the main body portion 430.
  • the left wall member 441 includes, for example, a ceiling portion 441a, a left wall portion 441b, a front wall portion 441d, a rear wall portion 441e, and a partition portion 441f.
  • the ceiling portion 441a forms a ceiling surface of each left side space 481 to 484, and suppresses cool air from flowing into the left side spaces 481 to 484 from above.
  • the ceiling part 441a may be divided into a plurality of blocks as shown in FIGS.
  • the left side wall portion 441 b is provided at a distance from the left side wall portion 423 of the lift-out portion 420 and the left side wall portion 433 of the main body portion 430.
  • the front wall portion 441d is attached to a device in front of the slow cooling device 400, and the rear wall portion 441e is attached to the molding device 300.
  • the front wall portion 441d may be provided as a part of a device in front of the slow cooling device.
  • the rear wall portion 441e may be provided as a part of the molding apparatus 300.
  • the partition portion 441f partitions the space between the front wall portion 441d and the rear wall portion 441e into a plurality of left side spaces 481 to 484.
  • a slight gap may be formed between the partition portion 441f and the lift-out portion 420 or the main body portion 430, and the plurality of left side spaces 481 to 484 may communicate with each other through the gap.
  • an outlet 444 for releasing hot air is provided between the lift-out part 420 and the main body part 430 and the ceiling part 441a.
  • hot air leaks from the slow cooling chamber 402 to the left side spaces 481 to 484, it rises because it is light. Since the outlet 444 is provided at a position where the hot air rises, the hot air easily escapes, and it is easy to keep the temperature of each of the left side spaces 481 to 484 at a temperature that an operator can enter.
  • the temperatures of the left side spaces 481 to 484 are detected by the corresponding temperature sensors 451 to 454 and adjusted by the corresponding temperature controllers 461 to 464. Since the temperature controllers 461 to 464 have the same configuration, only one temperature controller 462 will be described, and description of the remaining temperature controllers will be omitted.
  • the temperature controller 462 adjusts the temperature of the gas supplied to the left side space 482.
  • the temperature controller 462 includes an air conditioner 462 a that adjusts the temperature of the air, and a duct 462 b that sends the air whose temperature is adjusted by the air conditioner 462 a to the left side space 482.
  • the duct 462b may be branched in the middle, and air may be supplied to the left side space 482 from a plurality of outlets. Since air is supplied to the left side space 482, an operator can work in the left side space 482.
  • the air supplied to the left side space 482 is discharged from an outlet 444 (see FIGS. 2, 4, and 5) formed between the left wall member 441 and the furnace body 410.
  • the temperature controller 462 of this embodiment uses air as the gas supplied to the left side space 482, the type of gas supplied to the left side space 482 is not particularly limited.
  • the temperature controller 461 may supply an inert gas (for example, nitrogen gas) to the left side space 481 provided on the side of the lift-out unit 420 and the like. Temperature fluctuation due to combustion of the reducing gas in the lift-out unit 420 can be suppressed.
  • the temperature controller 462 may include a filter 462e for purifying the gas supplied to the left side space 482, as shown in FIG.
  • the filter 462e is provided in the middle of the duct 462b, for example. The number of fine particles in the slow cooling chamber 402 is reduced, and the fine particles are hardly caught between the lift-out roll 412 or the main roll 414 and the glass ribbon 14, and the glass ribbon 14 is hardly damaged.
  • the filter 462e of this embodiment is provided in the middle of the duct 462b, it may be attached to the air conditioner 462a, and the installation position is not specifically limited.
  • the temperature controller 462 may include a heating element (for example, a heater) 462c provided in the left side space 482 and a cooling body (for example, a water cooling rod) 462d provided in the left side space 482. . Since the heat generating body 462c and the cooling body 462d are provided in the left side space 482, the responsiveness of temperature control is good.
  • a heating element for example, a heater
  • a cooling body for example, a water cooling rod
  • the temperature controller 462 of this embodiment contains the air conditioner 462a, the heat generating body 462c, and a cooling body, it should just contain at least 1 of these, and does not need to contain all. The types of combinations and the number of combinations may vary widely.
  • the temperature controller 462 may include a band heater wound around the duct 462b.
  • the plurality of temperature controllers 461 to 464 are independently controlled by the controller 470.
  • the controller 470 is configured by a CPU, a memory, and the like, and implements various functions by executing a program stored in the memory or the like by the CPU.
  • the controller 470 controls the temperature adjusters 461 to 464 corresponding to the detected values of the temperature sensors 451 to 454, and controls the temperatures of the corresponding left side spaces 481 to 484.
  • the temperature difference between each of the left side spaces 481 to 484 and the slow cooling chamber 402 is maintained within a certain range, and the gas in and out of the slow cooling chamber 402 is stabilized. Therefore, the temperature fluctuation of the slow cooling chamber 402 becomes moderate, and a high-quality glass plate can be obtained stably.
  • the left side space 481 is located on the side of a slight gap formed between the lift-out part 420 and the main body part 430, the gas in / out through the gap is stabilized.
  • the controller 470 may control the temperature controllers 461 to 464 so that the detection values of the temperature sensors 451 to 454 are within a set range (for example, the respective reference temperatures ⁇ 5 ° C.).
  • the reference temperature of each left side space 481-484 may be changed periodically.
  • the controller 470 may independently control the temperatures of the plurality of left side spaces 481 to 484 arranged along the conveyance direction of the glass ribbon 14.
  • the temperature of the gas flowing into the slow cooling chamber 402 from the plurality of left side spaces 481 to 484 can be differentiated. Therefore, it is possible to stabilize the flow of the airflow that passes through the slow cooling chamber 402 and to stabilize the temperature distribution in the transport direction in the glass ribbon 14.
  • the right wall member 442 includes a plurality of (for example, four) right side spaces 485 to 488 between the right wall 424 of the lift-out portion 420 and the right wall 434 of the main body 430.
  • a drive device 413 for the lift-out roll 412 and a drive device 415 for the main roll 414 is provided.
  • drive device 413 of the lift-out roll 412 and the drive device 415 of the main roll 414 may be disposed in the left side spaces 481 to 484.
  • the temperatures of the right side spaces 485 to 488 are detected by the corresponding temperature sensors 455 to 458 and adjusted by the corresponding temperature controllers 465 to 468.
  • the temperature adjusters 465 to 468 have the same configuration as the temperature adjusters 461 to 464 that adjust the temperature of the left side spaces 481 to 484, and thus description thereof is omitted.
  • the controller 470 may independently control the temperatures of a plurality of spaces (for example, the left side space 481 and the right side space 485) provided on both the left and right sides of the furnace body 410.
  • the temperature of the gas flowing into the annealing chamber 402 from the left side space 481 or the right side space 485 can be differentiated. Therefore, the flow of the airflow crossing the slow cooling chamber 402 can be stabilized, and the temperature distribution in the width direction (left-right direction) in the glass ribbon 14 can be stabilized.
  • the lower wall member 443 forms a lower space 489 between the floor 422 of the lift-out part 420 and the floor 432 of the main body part 430.
  • the lower wall member 443 has, for example, a box shape opened upward, and includes a bottom portion 443a, a left wall portion 443b, a right wall portion 443c, a front wall portion 443d, and a rear wall portion 443e.
  • the bottom portion 443a is provided in parallel to the floor portion 422 of the lift-out portion 420 and the floor portion 432 of the main body portion 430 at an interval.
  • the left side wall part 443b, the right side wall part 443c, and the front wall part 443d are suspended from the floor 112 of the building.
  • the rear wall portion 443e is suspended from the floor portion 422 of the lift-out portion 420.
  • the temperature of the lower space 489 is detected by a temperature sensor 459 and adjusted by a temperature controller 469 (only the duct of the temperature controller 469 is shown in FIGS. 1, 2 and 4). Since this temperature adjuster 469 has the same configuration as the temperature adjuster 462 that adjusts the temperature of the left side space 482, description thereof is omitted.
  • the temperature controller 469 may supply an inert gas (for example, nitrogen gas) to the lower space 489 provided below the lift-out unit 420 and the like. Temperature fluctuation due to combustion of the reducing gas in the lift-out unit 420 can be suppressed.
  • an inert gas for example, nitrogen gas
  • the controller 470 controls the temperature adjuster 469 based on the detection value of the temperature sensor 459 and controls the temperature of the lower space 489.
  • the temperature difference between the lower space 489 and the slow cooling chamber 402 is maintained within a certain range, and the gas in / out of the slow cooling chamber 402 is stabilized. Therefore, the temperature fluctuation of the slow cooling chamber 402 becomes moderate, and a high-quality glass plate can be obtained stably. Further, in the present embodiment, since the lower space 489 is below a slight gap formed between the lift-out part 420 and the main body part 430, gas entry and exit through this gap is stabilized.
  • the lower space 489 communicates with the left side space 481 and the right side space 485 through a gap between the building floor 112 and the lift-out part 420, and the lower space 489.
  • the gas supplied to 489 passes through the left side space 481 or the right side space 485 and is discharged to the outside of the slow cooling device 400.
  • the controller 470 controls the temperature adjuster 461 that adjusts the temperature of the left side space 481 based on both the detected value of the temperature of the left side space 481 and the detected value of the temperature of the lower space 489. Good. Similarly, the controller 470 controls the temperature adjuster 465 that adjusts the temperature of the right side space 485 based on both the detected value of the temperature of the right side space 485 and the detected value of the temperature of the lower space 489. Also good. This is because there is a heat transfer as the gas moves.
  • an air duct 120 for sending air between the building and the outside of the building may be provided on the ceiling 114 of the building that houses the slow cooling device 400 and the like.
  • An air fan 122, a damper 124, or the like may be provided in the air duct 120.
  • the air fan 122 is rotated around a rotation axis, introduces outside air into the building, or discharges air inside the building to the outside of the building.
  • the damper 124 adjusts the opening degree of the air duct 120 and adjusts the air volume.
  • an adjustment member 130 that adjusts the flow of air through the air duct 120 may be provided.
  • the adjustment member 130 may be, for example, a plate shape and may be disposed horizontally. It is possible to restrict the air flow formed between the inside and outside of the building from directly hitting the slow cooling device 400.
  • SiO 2 50% to 75%
  • Al 2 O 3 0.1% to 24%
  • B 2 O 3 0% to 12%
  • MgO 0% to 10%
  • CaO 0% to 14.5%
  • SrO 0% to 24%
  • BaO 0% to 13.5%
  • K 2 O 0% to 20%
  • ZrO 2 0% to 5%
  • MgO + CaO + SrO + BaO 5% to 29.5%
  • An example of the glass containing is.
  • Glass manufactured using the slow cooling device 400 is required to have high quality, for example, in the case of glass for a flat panel display substrate, it is expressed in mass percentage on an oxide basis.
  • SiO 2 50% to 73% Al 2 O 3 : 10.5% to 24%
  • B 2 O 3 0% to 12%
  • ZrO 2 0% to 5% It is preferable that it is an alkali free glass containing.
  • the alkali-free glass produced using the slow cooling device 400 is a glass for a flat panel display substrate, and has a high strain point and takes solubility into consideration, in terms of oxide-based mass percentage, SiO 2 : 58% to 66% Al 2 O 3 : 15% to 22% B 2 O 3 : 5% to 12% MgO: 0% to 8% CaO: 0% to 9% SrO: 3% to 12.5% BaO: 0% to 2% MgO + CaO + SrO + BaO: 9% to 18% It is preferable that it is an alkali free glass containing.
  • the alkali-free glass produced using the slow cooling device 400 is a glass for a flat panel display substrate, and when considering a high strain point, the oxide-based mass percentage display, SiO 2 : 54% to 73% Al 2 O 3 : 10.5% to 22.5% B 2 O 3 : 0% to 5.5% MgO: 0% to 8% CaO: 0% to 9% SrO: 0% to 16% BaO: 0% to 2.5% MgO + CaO + SrO + BaO: 8% to 26% It is preferable that it is an alkali free glass containing.
  • the glass plate manufacturing apparatus 100 of the above embodiment manufactures glass by a float process, but may manufacture glass by a fusion method, and the manufacturing method is not particularly limited.
  • the forming apparatus joins the molten glass overflowing from the saddle-like member to the left and right sides at the lower end of the saddle-like member to form a ribbon-like glass ribbon.
  • the slow cooling device may transport the glass ribbon downward when the formed glass ribbon is slowly cooled.
  • the slow cooling device 400 of the above embodiment is a device that continuously cools the belt-like glass ribbon, but a device that slowly cools the plate-like glass discontinuously (by a predetermined number of sheets) (that is, a predetermined number).
  • a batch type slow cooling apparatus has, for example, a box furnace.
  • the slow cooling device may be one that slowly cools the plate-like glass obtained by cutting the glass ribbon while transporting the glass from the inlet to the outlet of the slow cooling chamber. In this case, the plate-like glass obtained by cutting may be carried into the slow cooling chamber 402 at intervals in order.
  • left wall member and the right wall member in the above embodiment are provided over the whole from the rear end to the front end of the slow cooling device 400, but may be provided only in part.
  • only one left side space 481 among the plurality of left side spaces 481 to 484 may be provided, and the remaining left side spaces 482 to 484 may not be provided.
  • the wall member of the above embodiment is provided on the left side of the furnace body 410, on the right side of the furnace body 410, or on the lower side of the furnace body 410, but may be formed in an annular shape so as to surround the top, bottom, left and right of the furnace body 410. Good.
  • the hot air outlet of the above embodiment is provided between the ceiling of the wall member and the furnace body, but may be provided in the ceiling of the wall member.
  • the lift-out roll 412 and the main roll 414 of the above embodiment support the entire width direction of the glass ribbon 14, but may support only the both ends in the width direction of the glass ribbon 14.
  • the end in the width direction of the glass ribbon 14 is sandwiched between a pair of nip rolls and sent downward.

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Abstract

【解決手段】ガラスを徐冷する徐冷室を形成する炉体と、該炉体の外壁との間に空間を形成する壁部材と、前記空間の温度を検出する温度センサと、前記空間の温度を調節する温度調節器と、前記温度センサの検出値に基づいて、前記温度調節器を制御し、前記空間の温度を制御するコントローラとを備える、徐冷装置。

Description

徐冷装置、徐冷方法、ガラス板の製造装置、及びガラス板の製造方法
 本発明は、徐冷装置、徐冷方法、ガラス板の製造装置、及びガラス板の製造方法に関する。
 ガラス板の製造装置は、溶融ガラスを帯板状のガラスリボンに成形する成形装置と、成形装置で成形されたガラスリボンを徐冷する徐冷装置とを備える(例えば、特許文献1参照)。徐冷装置は、ガラスリボンを徐冷する徐冷室を有する。
日本国特開2011-121834号公報
 徐冷室には、ガラスリボンを搬送する回転ロール、ヒータなどが配設され、徐冷室を形成する炉体には、回転ロールやヒータなどを挿通させる開口部が設けられる。この開口部を介して、外部から徐冷室に低温のガスが入り、徐冷室から外部に高温のガスが出る。
 従来、徐冷室の温度変動が激しく、ガラス板の品質が悪くなることあった。
 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、徐冷室の温度変動を低減できる、徐冷装置の提供を主な目的とする。
 上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
 ガラスを徐冷する徐冷室を形成する炉体と、
 該炉体の外壁との間に空間を形成する壁部材と、
 前記空間の温度を検出する温度センサと、
 前記空間の温度を調節する温度調節器と、
 前記温度センサの検出値に基づいて、前記温度調節器を制御し、前記空間の温度を制御するコントローラとを備える、徐冷装置が提供される。
 本発明の一態様によれば、徐冷室の温度変動を低減できる、徐冷装置が提供される。
本発明の一実施形態によるガラス板の製造装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態による徐冷装置を示す上面図である。 図2のIII-III線に沿った断面図である。 図2のIV-IV線に沿った断面図である。 図2のV-V線に沿った断面図である。
 以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。
 図1は、本発明の一実施形態によるガラス板の製造装置を示す断面図である。図1に示すガラス板の製造装置100は、フロート法でガラス板を製造する。ガラス板の製造装置100は、溶解装置200と、成形装置300と、徐冷装置400とを備える。
 溶解装置200は、ガラス原料10を溶解し溶融ガラス12とする。溶解装置200は、溶融ガラス12を収容する溶解槽210と、溶解槽210内に収容される溶融ガラス12の上方に火炎を形成するバーナ220とを備える。溶解槽210内に投入されたガラス原料10は、バーナ220が形成する火炎からの輻射熱によって溶融ガラス12に徐々に溶け込む。
 成形装置300は、溶解装置200から供給される溶融ガラス12を帯板状のガラスリボン14に成形する。成形装置300は、溶融スズ16を収容するスズ浴槽310を備え、溶融スズ16上に連続的に供給される溶融ガラス12を、溶融スズ16上で流動させて帯板状に成形する。溶融スズ16の酸化防止のため、溶融スズ16の上方空間は、還元性ガス(例えば窒素ガスと水素ガスの混合ガス)で満たされる。また、溶融スズ16の上方空間は、外気の混入防止のため、大気圧よりも高い気圧に保たれる。溶融スズ16の上方空間にはヒータ320が配設され、溶融ガラス12は、所定方向に流動しながら徐々に冷却され、徐々に固くなる。このようにして成形されたガラスリボン14は、成形装置300から引き出される。
 徐冷装置400は、成形装置300で成形されたガラスリボン14を所定方向に連続的に搬送しながら徐冷する。徐冷装置400は、ガラスリボン14を徐冷する徐冷室402を形成する炉体410(図2参照)を含む。徐冷室402の入口から出口に向かうほど、徐冷室402の温度が低くなる。徐冷室402の温度は、図示されないヒータ等で調整される。徐冷装置400から引き出されたガラスリボン14は、切断機で所定のサイズに切断され、製品であるガラス板が得られる。
 次に、図2~図4を参照して、徐冷装置400について詳説する。図2は、本発明の一実施形態による徐冷装置を示す上面図である。図3は、図2のIII-III線に沿った断面図である。図3において、成形装置300の一部を図示する。図4は、図2のIV-IV線に沿った断面図である。図5は、図2のV-V線に沿った断面図である。以下、メインロール414によるガラスリボン14の搬送方向を前方として説明する。
 徐冷装置400の炉体410は、図2および図3に示すように、リフトアウト部420と、本体部430とで構成される。つまり、炉体410は、リフトアウト部420と、本体部430とに分割されている。
 リフトアウト部420は、成形装置300と本体部430との間に配設される。リフトアウト部420には、図3に示すように複数のリフトアウトロール412が配設される。各リフトアウトロール412は、各リフトアウトロール412の中心線を中心に回転させられ、成形装置300で成形されたガラスリボン14を溶融スズ16から斜めに引き上げ、本体部430に送る回転ロールである。
 リフトアウト部420は、本体部430との間に僅かな隙間を形成している。また、リフトアウト部420は、成形装置300の内部に大気が混入するのを防止するため、成形装置300と接触している。リフトアウト部420の内部には、成形装置300から還元性ガスが流入する。還元性ガス(詳細には水素ガス)の燃焼による温度変動を押さえるため、リフトアウト部420の内部には不活性ガス(例えば窒素ガス)が供給される。
 リフトアウト部420は、図4に示すように、天井部421、床部422、左側壁部423、および右側壁部424で構成される。左側壁部423および右側壁部424には、リフトアウトロール412を挿通させる開口部が形成されている。リフトアウト部420の外部に、リフトアウトロール412を回転させる駆動装置413が設けられる。
 本体部430は、図3に示すように建屋の床112の上に設置される。本体部430には、複数のメインロール414が配設される。各メインロール414は、各メインロール414の中心線を中心に回転させられ、ガラスリボン14を水平に搬送する回転ロールである。
 本体部430の内部には、リフトアウト部420から還元性ガスが流入する。また、本体部430の出口は大気に開放されており、本体部430の内部には空気が流入する。さらに、本体部430の内部には、ガラスリボン14におけるメインロール414との接触面(下面)に防傷膜を形成するため、亜硫酸ガス(SOガス)が供給される。
 本体部430は、図5に示すように、天井部431、床部432、左側壁部433、および右側壁部434で構成される。左側壁部433および右側壁部434には、メインロール414を挿通させる開口部が形成されている。本体部430の外部に、メインロール414を回転させる駆動装置415が設けられる。
 ところで、徐冷室402にはリフトアウトロール412やメインロール414、ヒータなどが設けられるため、徐冷室402を形成する炉体410には開口部が設けられる。この開口部を介して、外部から徐冷室402に低温のガスが入り、徐冷室402から外部に高温のガスが出る。徐冷室402のガスの出入りは、主に、徐冷室402を形成する炉体410の内外の温度差などによって生じる。
 そこで、炉体410の外の温度変化(温度変化の影響)を抑え、徐冷室402のガスの出入りを安定化させるため、徐冷装置400は、複数の壁部材441~443(図1および図2参照)と、複数の温度センサ451~459と、複数の温度調節器461~469と、コントローラ470とを備える。
 各壁部材441~443は、ポリカーボネートなどの耐熱性樹脂、セラミックス、耐熱合金などで形成される。各壁部材441~443の外側から内側を視認できるように、各壁部材441~443の少なくとも一部は透明であってよい。
 図2に示すように、左側の壁部材441は、リフトアウト部420の左側壁部423や本体部430の左側壁部433との間に複数(例えば4つ)の左サイド空間481~484を形成する。左側の壁部材441は、例えば、天井部441aと、左側壁部441bと、前壁部441dと、後壁部441eと、仕切り部441fとを含む。
 天井部441aは、各左サイド空間481~484の天井面を形成し、各左サイド空間481~484に上方から冷気が流れ込むのを抑制する。天井部441aは、図2や図3に示すように複数のブロックに分割されてよい。
 左側壁部441bは、図4や図5に示すようにリフトアウト部420の左側壁部423や本体部430の左側壁部433と間隔をおいて設けられる。
 前壁部441dは徐冷装置400の前方の装置に付けられ、後壁部441eは成形装置300に付けられる。尚、前壁部441dは、徐冷装置の前方の装置の一部として設けられてもよい。また、後壁部441eは成形装置300の一部として設けられてもよい。
 仕切り部441fは、前壁部441dと後壁部441eとの間の空間を複数の左サイド空間481~484に仕切る。仕切り部441fと、リフトアウト部420や本体部430との間には僅かな隙間が形成されてよく、この隙間を介して、複数の左サイド空間481~484が連通してよい。
 リフトアウト部420や本体部430と、天井部441aとの間には、図4や図5に示すように、熱気を逃がす出口444が設けられる。熱気は、徐冷室402から左サイド空間481~484へ漏出すると、軽いので上昇する。熱気が上昇する位置に出口444が設けられるため、熱気が逃げやすく、各左サイド空間481~484の温度を作業者が入れる程度の温度に保つことが容易である。
 各左サイド空間481~484の温度は、対応する温度センサ451~454で検出され、対応する温度調節器461~464で調節される。各温度調節器461~464は同じ構成であるので、1つの温度調節器462について説明し、残りの温度調節器について説明を省略する。
 温度調節器462は、左サイド空間482に供給するガスの温度を調節する。例えば、温度調節器462は、図2に示すように、空気の温度を調節する空調機462a、および空調機462aで温度調節された空気を左サイド空間482に送るダクト462bを含む。ダクト462bは、途中で分岐してよく、複数の出口から左サイド空間482に空気を供給してよい。左サイド空間482に空気が供給されるので、左サイド空間482で作業者が作業できる。左サイド空間482に供給された空気は、左側の壁部材441と炉体410との間に形成される出口444(図2、図4、図5参照)などから排出される。
 尚、本実施形態の温度調節器462は、左サイド空間482に供給するガスとして、空気を用いるが、左サイド空間482に供給するガスの種類は特に限定されない。例えば、温度調節器461は、リフトアウト部420などの側方に設けられる左サイド空間481に不活性ガス(例えば窒素ガス)を供給してもよい。リフトアウト部420内の還元性ガスの燃焼による温度変動を抑制することができる。
 また、温度調節器462は、図2に示すように、左サイド空間482に供給するガスを浄化するフィルター462eを含んでよい。フィルター462eは、例えばダクト462bの途中に設けられる。徐冷室402における微粒子の数が減り、リフトアウトロール412やメインロール414と、ガラスリボン14との間に微粒子が噛み込むことが少なく、ガラスリボン14が傷付きにくい。
 尚、本実施形態のフィルター462eは、ダクト462bの途中に設けられるが、空調機462aに附設されてもよく、その設置位置は特に限定されない。
 また、温度調節器462は、図5に示すように、左サイド空間482に設けられる発熱体(例えばヒータ)462c、および左サイド空間482に設けられる冷却体(例えば水冷菅)462dを含んでよい。発熱体462cや冷却体462dは、左サイド空間482に設けられるので、温度制御の応答性がよい。
 尚、本実施形態の温度調節器462は、空調機462a、発熱体462c、および冷却体を含むが、これらの少なくとも1つを含んでいればよく、全てを含んでいなくてもよい。組合せの種類や組合せの数は多種多様であってよい。また、温度調節器462は、ダクト462bに巻き付けられるバンドヒータなどを含んでもよい。
 複数の温度調節器461~464は、コントローラ470で独立に制御される。コントローラ470は、CPUやメモリなどで構成され、メモリなどに記憶されたプログラムをCPUで実行することにより、各種機能を実現する。
 コントローラ470は、各温度センサ451~454の検出値に基づいて、対応する温度調節器461~464を制御し、対応する左サイド空間481~484の温度を制御する。各左サイド空間481~484と徐冷室402との温度差が一定の範囲に保持され、徐冷室402のガスの出入りが安定化する。よって、徐冷室402の温度変動が緩やかになり、良質なガラス板が安定して得られる。また、本実施形態では、リフトアウト部420と本体部430との間に形成される僅かな隙間の側方に左サイド空間481があるので、この隙間からのガスの出入りが安定化する。
 例えば、コントローラ470は、各温度センサ451~454の検出値が設定範囲(例えばそれぞれの基準温度±5℃)になるように、各温度調節器461~464を制御してよい。各左サイド空間481~484の基準温度は、定期的に変更されてもよい。
 コントローラ470は、ガラスリボン14の搬送方向に沿って並ぶ複数の左サイド空間481~484の温度を独立に制御してよい。複数の左サイド空間481~484から徐冷室402に流入するガスの温度に差をつけることができる。よって、徐冷室402を縦断する気流の流れを安定化することができ、ガラスリボン14における搬送方向の温度分布を安定化することができる。
 図2に示すように、右側の壁部材442は、リフトアウト部420の右側壁部424や本体部430の右側壁部434との間に複数(例えば4つ)の右サイド空間485~488を形成する。各右サイド空間485~488には、リフトアウトロール412の駆動装置413、メインロール414の駆動装置415の少なくとも一方が設けられる。
 尚、リフトアウトロール412の駆動装置413、メインロール414の駆動装置415は、左サイド空間481~484に配設されてもよい。
 右側の壁部材442は、左側の壁部材441と同様に構成されるので、説明を省略する。
 各右サイド空間485~488の温度は、対応する温度センサ455~458で検出され、対応する温度調節器465~468で調節される。温度調節器465~468は、左サイド空間481~484の温度を調節する温度調節器461~464と同じ構成であるので、説明を省略する。
 右サイド空間485~488の温度の制御方法は、左サイド空間481~484の温度の制御方法と同様であるので、説明を省略する。
 コントローラ470は、炉体410を挟んで左右両側に設けられる複数の空間(例えば左サイド空間481と右サイド空間485)の温度を独立に制御してよい。左サイド空間481や右サイド空間485から徐冷室402に流入するガスの温度に差をつけることができる。よって、徐冷室402を横断する気流の流れを安定化することができ、ガラスリボン14における幅方向(左右方向)の温度分布を安定化することができる。
 図3や図4に示すように、下側の壁部材443は、リフトアウト部420の床部422や本体部430の床部432との間に下部空間489を形成する。
 下側の壁部材443は、例えば上方に開放された箱形状であって、底部443aと、左側壁部443b、右側壁部443c、前壁部443d、後壁部443eとを含む。底部443aは、リフトアウト部420の床部422や本体部430の床部432と間隔をおいて平行に設けられる。左側壁部443b、右側壁部443c、および前壁部443dは、建屋の床112から吊り下げられる。後壁部443eは、リフトアウト部420の床部422から吊り下げられる。
 下部空間489の温度は、温度センサ459で検出され、温度調節器469(図1、図2、および図4に温度調節器469のダクトのみ図示する)で調節される。この温度調節器469は、左サイド空間482の温度を調節する温度調節器462と同じ構成であるので、説明を省略する。
 尚、温度調節器469は、リフトアウト部420などの下方に設けられる下部空間489に不活性ガス(例えば窒素ガス)を供給してもよい。リフトアウト部420内の還元性ガスの燃焼による温度変動を抑制することができる。
 コントローラ470は、温度センサ459の検出値に基づいて、温度調節器469を制御し、下部空間489の温度を制御する。下部空間489と徐冷室402との温度差が一定の範囲に保持され、徐冷室402のガスの出入りが安定化する。よって、徐冷室402の温度変動が緩やかになり、良質なガラス板が安定して得られる。また、本実施形態では、リフトアウト部420と本体部430との間に形成される僅かな隙間の下方に下部空間489があるので、この隙間からのガスの出入りが安定化する。
 ところで、下部空間489は、図4に示すように、建屋の床112とリフトアウト部420との間の隙間などを介して、左サイド空間481および右サイド空間485と連通しており、下部空間489に供給されたガスは、左サイド空間481または右サイド空間485を通って、徐冷装置400の外部に排出される。
 そこで、コントローラ470は、左サイド空間481の温度の検出値と、下部空間489の温度の検出値との両方に基づいて、左サイド空間481の温度を調節する温度調節器461を制御してもよい。同様に、コントローラ470は、右サイド空間485の温度の検出値と、下部空間489の温度の検出値との両方に基づいて、右サイド空間485の温度を調節する温度調節器465を制御してもよい。ガスの移動に伴って熱の移動があるからである。
 ところで、図1に示すように徐冷装置400などを収容する建屋の天井114には、建屋内と建屋外との間で空気を送る空気ダクト120が設けられてよい。空気ダクト120内には、空気ファン122やダンパー124などが設けられてよい。空気ファン122は、回転軸を中心に回転され、建屋内に外気を導入する、または建屋内の空気を建屋外に排出する。ダンパー124は、空気ダクト120の開度を調節し、風量を調節する。
 徐冷装置400と空気ダクト120との間には、空気ダクト120を通る空気の流れを調整する調整部材130が設けられてよい。調整部材130は、例えば板状であってよく、水平に配設されてよい。建屋内外の間に形成される空気の流れが徐冷装置400に直接当たるのを制限することができる。
 徐冷装置400を用いて製造されるガラスとしては、例えば酸化物基準の質量百分率表示で、
SiO:50%~75%、
Al:0.1%~24%、
:0%~12%、
MgO:0%~10%、
CaO:0%~14.5%、
SrO:0%~24%、
BaO:0%~13.5%、
NaO:0%~20%、
O:0%~20%、
ZrO:0%~5%、
MgO+CaO+SrO+BaO:5%~29.5%、
NaO+KO:0%~20%
を含有するガラスが例示できる。
 徐冷装置400を用いて製造されるガラスは、高品質が求められる、例えばフラットパネルディスプレイ基板用ガラスの場合は、酸化物基準の質量百分率表示で、
SiO:50%~73%
Al:10.5%~24%
:0%~12%
MgO:0%~8%
CaO:0%~14.5%
SrO:0%~24%
BaO:0%~13.5%
MgO+CaO+SrO+BaO:8%~29.5%
ZrO:0%~5%
を含有する無アルカリガラスであることが好ましい。
 徐冷装置400を用いて製造される無アルカリガラスは、フラットパネルディスプレイ基板用ガラスで、歪点が高く溶解性を考慮する場合は、酸化物基準の質量百分率表示で、
SiO:58%~66%
Al:15%~22%
:5%~12%
MgO:0%~8%
CaO:0%~9%
SrO:3%~12.5%
BaO:0%~2%
MgO+CaO+SrO+BaO:9%~18%
を含有する無アルカリガラスであることが好ましい。
 徐冷装置400を用いて製造される無アルカリガラスは、フラットパネルディスプレイ基板用ガラスで、高歪点を考慮する場合は、酸化物基準の質量百分率表示で、
SiO:54%~73%
Al:10.5%~22.5%
:0%~5.5%
MgO:0%~8%
CaO:0%~9%
SrO:0%~16%
BaO:0%~2.5%
MgO+CaO+SrO+BaO:8%~26%
を含有する無アルカリガラスであることが好ましい。
 以上、徐冷装置、徐冷方法、ガラス板の製造装置、およびガラス板の製造方法の実施形態等を説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されず、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内で、種々の変形及び改良が可能である。
 例えば、上記実施形態のガラス板の製造装置100は、フロート法でガラスを製造するが、フュージョン法でガラスを製造してもよく、製造方法は特に限定されない。フュージョン法の場合、成形装置は、樋状部材から左右両側に溢れ出た溶融ガラスを、樋状部材の下端で合流させて帯板状のガラスリボンに成形する。また、フュージョン法の場合、徐冷装置は、成形されたガラスリボンを徐冷するとき、ガラスリボンを下方に搬送してよい。
 また、上記実施形態の徐冷装置400は、帯板状のガラスリボンを連続的に徐冷する装置であるが、板状のガラスを不連続的に(所定枚数ずつ)徐冷する装置(つまり、バッチ式の徐冷装置)でもよい。バッチ式の徐冷装置は、例えばボックス炉を有する。また、徐冷装置は、ガラスリボンを切断することにより得られる板状のガラスを徐冷室の入口から出口にむけて搬送しながら徐冷するものでもよい。この場合、切断により得られる板状のガラスは順番に間隔をおいて徐冷室402に搬入されてよい。
 また、上記実施形態の左側の壁部材や右側の壁部材は、徐冷装置400の後端から前端まで全体にわたって設けられるが、一部だけに設けられてもよい。例えば、複数の左サイド空間481~484のうち、1つの左サイド空間481だけが設けられ、残りの左サイド空間482~484が設けられなくてもよい。
 また、上記実施形態の壁部材は、炉体410の左側、炉体410の右側、または炉体410の下側に設けられるが、炉体410の上下左右を囲むように環状に形成されてもよい。
 また、上記実施形態の熱気の出口は、壁部材の天井部と、炉体との間に設けられるが、壁部材の天井部に設けられてもよい。
 また、上記実施形態のリフトアウトロール412やメインロール414は、ガラスリボン14の幅方向全体を支えるが、ガラスリボン14の幅方向両端部のみを支えてもよい。フュージョン法では、ガラスリボン14の幅方向端部を一対のニップロールで挟んで、下方に送る。
 本出願は、2012年12月28日に日本国特許庁に出願された特願2012-287195号に基づく優先権を主張するものであり、特願2012-287195号の全内容を本出願に援用する。
12  溶融ガラス
14  ガラスリボン
16  溶融スズ
100 ガラス板の製造装置
112 建屋の床
114 建屋の天井
120 空気ダクト
122 空気ファン
124 ダンパー
130 調整部材
200 溶解装置
300 成形装置
400 徐冷装置
410 炉体
412 リフトアウトロール(回転ロール)
413 駆動装置
414 メインロール(回転ロール)
415 駆動装置
420 リフトアウト部
423、424 リフトアウト部の側壁部
430 本体部
433、434 本体部の側壁部
441~443 壁部材
441a 天井部
441b 側壁部
441f 仕切り部
444 出口
451~459 温度センサ
461~469 温度調節器
462a 空調機
462b ダクト
462c 発熱体
462d 冷却体
462e フィルター
470 コントローラ
481~484 左サイド空間
485~488 右サイド空間
489 下部空間

Claims (14)

  1.  ガラスを徐冷する徐冷室を形成する炉体と、
     該炉体の外壁との間に空間を形成する壁部材と、
     前記空間の温度を検出する温度センサと、
     前記空間の温度を調節する温度調節器と、
     前記温度センサの検出値に基づいて、前記温度調節器を制御し、前記空間の温度を制御するコントローラとを備える、徐冷装置。
  2.  前記コントローラは、前記炉体を挟んで両側に設けられる複数の前記空間の温度を独立に制御する、請求項1に記載の徐冷装置。
  3.  前記コントローラは、前記ガラスの搬送方向に沿って並ぶ複数の前記空間の温度を独立に制御する、請求項1または2に記載の徐冷装置。
  4.  前記徐冷室内において前記ガラスを搬送する回転ロールを備え、
     前記炉体の側壁部には、前記回転ロールを挿通させる開口部が設けられ、
     前記壁部材は、前記炉体のうち、少なくとも、前記開口部が設けられる側壁部との間に前記空間を形成する、請求項1~3のいずれか1項に記載の徐冷装置。
  5.  前記壁部材は、前記空間の天井面を形成する天井部を含む、請求項4に記載の徐冷装置。
  6.  前記壁部材の天井部と、前記炉体との間に、前記徐冷室から前記空間へ漏出した熱気を逃がす出口が設けられる、請求項5に記載の徐冷装置。
  7.  前記温度調節器は、前記空間に供給するガスの温度を調節する、請求項1~6のいずれか1項に記載の徐冷装置。
  8.  前記温度調節器は、前記空間に供給するガスを浄化するフィルターを含む、請求項7に記載の徐冷装置。
  9.  前記温度調節器は、前記空間に設けられる発熱体、および前記空間に設けられる冷却体の少なくとも一方を含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の徐冷装置。
  10.  請求項1~9のいずれか1項に記載の徐冷装置を用いる、徐冷方法。
  11.  前記徐冷装置を収容する建屋の天井には、該建屋内と該建屋外との間で空気を送る空気ダクトが設けられ、
     前記徐冷装置と前記空気ダクトとの間には、前記空気ダクトを通る空気の流れを調整する調整部材が設けられる、請求項10に記載の徐冷方法。
  12.  溶融ガラスを帯板状のガラスリボンに成形する成形装置と、
     該成形装置で成形されたガラスリボンを徐冷する徐冷装置としての、請求項1~9のいずれか1項に記載の徐冷装置とを備える、ガラス板の製造装置。
  13.  溶融ガラスを帯板状のガラスリボンに成形する成形工程と、
     請求項1~9のいずれか1項に記載の徐冷装置を用いて、前記成形工程で成形されたガラスリボンを徐冷する徐冷工程とを有する、ガラス板の製造方法。
  14.  前記徐冷装置を収容する建屋の天井には、該建屋内と該建屋外との間で空気を送る空気ダクトが設けられ、
     前記徐冷装置と前記空気ダクトとの間には、前記空気ダクトを通る空気の流れを調整する調整部材が設けられる、請求項13に記載のガラス板の製造方法。
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