WO2014174986A1 - ガラス板製造装置、及びガラス板製造方法 - Google Patents

ガラス板製造装置、及びガラス板製造方法 Download PDF

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glass
molten tin
carbon film
tin bath
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勝之 中野
史朗 谷井
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旭硝子株式会社
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C03B40/02—Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it by lubrication; Use of materials as release or lubricating compositions
    • C03B40/027—Apparatus for applying lubricants to glass shaping moulds or tools
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C03B18/02—Forming sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C03B35/14—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands
    • C03B35/16—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors
    • C03B35/167—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors specially adapted for removing defect sheets, ribbons or parts thereof
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    • C03B35/14—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands
    • C03B35/16—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors
    • C03B35/18—Construction of the conveyor rollers ; Materials, coatings or coverings thereof
    • C03B35/181—Materials, coatings, loose coverings or sleeves thereof

Definitions

  • the present invention relates to the production of a glass plate by a float process, and in particular, the glass ribbon caused by the foreign matter adhering to the lift-out roll by suppressing foreign matters such as molten tin brought in from the glass ribbon from adhering to the lift-out roll.
  • the present invention relates to a glass plate manufacturing apparatus and a glass plate manufacturing method for suppressing generation of scratches.
  • a method for producing a glass plate by a float process is to supply molten glass onto the molten tin surface of a molten tin bath and form the molten glass into a continuous sheet on the molten tin bath.
  • This is a manufacturing method in which a glass ribbon formed into a continuous glass plate having a predetermined width is drawn out from the surface of the molten tin and cut into a glass plate having a predetermined size.
  • the drawing of the glass ribbon from the surface of the molten tin bath is performed by lifting the glass ribbon on the downstream side of the molten tin bath by a roll usually called a lift-out roll.
  • the area where the lift-out roll exists is hereinafter referred to as “lift-out area”.
  • the drawn glass ribbon is gradually cooled in a slow cooling process called a layer on the downstream side of the lift-out region.
  • the zone where the cooling is performed is hereinafter referred to as a “layer region”, and a roll that supports and conveys the glass ribbon in the layer region is hereinafter referred to as a “layer roll”. Since the molten tin in the float bath is easily oxidized, the atmosphere in the float bath is kept in a reducing atmosphere. Also, the lift-out area is usually maintained in a reducing atmosphere.
  • Patent Document 1 discloses a removing member that removes foreign matters such as molten tin adhering to the surface of a lift-out roll.
  • the removal member of Patent Document 1 is to remove a foreign substance such as molten tin adhering to the surface of the lift-out roll by pressing the removal member of the carbon plate-like material against the surface of the lift-out roll.
  • Foreign matter such as molten tin adhering to the glass ribbon becomes a defect and causes deterioration in the quality and production yield of the glass plate.
  • the foreign matter remaining on the roll scratches the glass ribbon, further causes slow cooling due to the scratch, and cracks occur in the subsequent processes, causing a decrease in production yield.
  • the carbon plate-like material removal member disclosed in Patent Document 1 has a carbon coating on the surface of the lift-out roll as well as the function of removing the molten tin on the surface of the lift-out roll. It has been found that there is an insufficient function to prevent foreign matters such as molten tin brought in from the glass ribbon from adhering to the roll.
  • the removal member is hereinafter referred to as a carbon film forming member.
  • Patent Document 1 cannot solve the conventional problems because the carbon film is not sufficiently formed.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and by suppressing the adhesion of foreign matter such as molten tin brought in from the glass ribbon to the roll, scratches on the glass ribbon caused by the foreign matter attached to the roll. It aims at providing the glass plate manufacturing apparatus and glass plate manufacturing method which suppress generation
  • the present invention relates to a glass plate manufacturing apparatus by a float method manufactured by pouring molten glass onto a molten tin bath, and a glass ribbon drawn from the molten tin bath and in a melting temperature range of tin in the molten tin bath
  • a carbon film forming member that elastically contacts the roll, and the carbon film forming member is a carbon powder having a particle diameter of 100 nm or less on the contact surface side with the roll It is characterized by including.
  • the present invention relates to a glass plate manufacturing apparatus by a float method manufactured by pouring molten glass onto a molten tin bath, and a glass ribbon drawn from the molten tin bath and in a melting temperature range of tin in the molten tin bath
  • a carbon film forming member that elastically contacts the roll, and the carbon film forming member is a molded product of carbon powder, and has a Shore hardness of 50 HS or less. Or scratch hardness based on ISO 15184 is 4B or less, or both are satisfied.
  • the carbon film forming member of the present invention is preferably supported by a support member that supports the carbon film forming member and elastic support means that elastically supports the support member.
  • the support member of the present invention is at least one molding selected from the group consisting of graphite, boron nitride, alkali sulfate, alkaline earth sulfate, alkali carbonate, alkaline earth carbonate, silica-based fine particles, and alumina fine particles. It is preferable that it is a body.
  • the roll of the present invention preferably has a surface roughness (Ra) of 0.1 to 5.0 ⁇ m.
  • the present invention relates to a method for producing a glass plate by a float process, which is produced by pouring molten glass onto a molten tin bath, and the glass is drawn from the molten tin bath and is in the melting temperature range of tin in the molten tin bath.
  • a carbon film is formed on the roll surface by bringing a carbon powder having a particle diameter of 100 nm or less into contact with a roll that transports the ribbon.
  • the present invention relates to a method for producing a glass plate by a float process, which is produced by pouring molten glass onto a molten tin bath, and the glass is drawn from the molten tin bath and is in the melting temperature range of tin in the molten tin bath.
  • a carbon film is formed on the surface of the roll by bringing a formed body obtained by molding a carbon powder having a particle diameter of 100 nm or less into contact with a roll that transports a ribbon.
  • the molded article of the present invention preferably has a Shore hardness of 50 HS or less, a scratch hardness based on ISO 15184 of 4 B or less, or both.
  • the present invention by suppressing the adhesion of foreign matter such as molten tin brought in from the glass ribbon to the roll, a glass plate manufacturing apparatus that suppresses the generation of scratches on the glass ribbon caused by the foreign matter attached to the roll, And a method of manufacturing a glass plate.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a glass plate manufacturing apparatus to which the carbon film forming apparatus of the embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a side view of the carbon film forming apparatus of the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 3A is a perspective view showing the configuration of the first embodiment of the carbon film forming apparatus shown in FIG. 1.
  • FIG. 3B is a perspective view showing the configuration of the second embodiment of the carbon film forming apparatus shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of an apparatus used for measurement preparation of carbon coating reflectance.
  • FIG. 5 is a graph showing the carbon coating reflectance of conventionally used graphite and the carbon powder of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a glass plate manufacturing apparatus 12 by a float method to which a carbon film forming apparatus 10 according to an embodiment is applied
  • FIG. 2 is a side view of the carbon film forming apparatus 10.
  • 3A and 3B are perspective views of the carbon film forming apparatus 10.
  • “downstream” refers to the same direction as the moving direction of the glass ribbon 16 in FIG. 1 (in the direction of arrow A in FIG. 1), and the opposite direction is referred to as upstream.
  • a carbon film forming apparatus 10 shown in FIG. 1 carries, for example, three liftouts, which are drawn out from the surface of molten tin 20 of a molten tin bath 18 of a float bath 17 and carry a glass ribbon 16 in the melting temperature range of tin.
  • a carbon film is formed on the surfaces of the lift-out rolls 22, 22, 22 by elastically contacting the rolls 22, 22, 22 with a carbon film forming member 24 that is a carbon powder having a particle diameter of 100 nm or less. It is an apparatus to form.
  • the lift-out roll 22 is attached with foreign substances such as molten tin brought in from the glass ribbon 16, exfoliated material exfoliated from the roll surface, and glass cullet.
  • the carbon film forming apparatus 10 can prevent foreign matters such as molten tin from adhering to the lift-out roll 22.
  • the glass ribbon 16 formed on the molten tin 20 is drawn from the molten tin bath 18 and moves in the downstream direction indicated by the arrow A.
  • the carbon film forming apparatus 10 includes a carbon film forming member 24 that contacts the lower surface of the lift-out roll 22 and a rectangular parallelepiped support member 26 that supports the carbon film forming member 24.
  • the member 26 is disposed along the width direction of the glass ribbon 16 (perpendicular to the paper surface).
  • the carbon film forming apparatus 10 includes a carbon film forming module 14 and a leaf spring device 11 as elastic support means.
  • the leaf spring device 11 according to the embodiment includes a lower frame 11A, a plurality of V-shaped plate spring bodies 11B provided adjacent thereto, and an upper frame 11C disposed on the plate spring bodies 11B. It consists of.
  • the lower base 11 ⁇ / b> A and the upper base 11 ⁇ / b> C may be formed to have a length and width that can support a plurality of adjacent carbon film forming modules 14, and one leaf spring body 11 ⁇ / b> B may be provided below each carbon film forming module 14. A plurality of them may be provided.
  • FIG. 1 In the example of FIG.
  • three leaf spring bodies 11 ⁇ / b> B are arranged adjacent to each other in a state where the three carbon film forming modules 14 are arranged adjacent to each other.
  • the bottom of the V-shaped leaf spring body 11B is attached to the lower frame 11A, and the upper frame 11C is elastically supported on the upper side.
  • the carbon film forming member 24 constituting the carbon film forming module 14 is elastically brought into contact with the lift-out roll 22 by the elastic restoring force of the leaf spring device 11.
  • the carbon film forming apparatus 10 may be composed of a carbon film forming member 24A obtained by molding carbon powder and a support member 26, or carbon using the carbon powder as it is in powder form.
  • the film forming member 24 ⁇ / b> B and the support member 26 may be included.
  • the carbon film forming member 24A can be obtained by pressurizing with a pressure exceeding 10 MPa after the mold is filled with carbon powder.
  • the carbon film forming member 24A can also be obtained by filling a rubber mold with carbon powder, placing the rubber mold in a water tank, and pressurizing with a hydrostatic pressure. These molded bodies after molding are cut into a size that can be inserted into the groove of the support member 26.
  • the carbon film forming member 24B Since the carbon film forming member 24B has a relatively strong adhesiveness to the carbon powder, the carbon film forming member 24B is supported by being inserted into the groove of the support member 26, and can be used without being scattered even if pressed lightly. Moreover, as shown to FIG. 3B, you may comprise only the carbon film formation member 24A which shape
  • the support member 26 is lightweight and has heat resistance, a molded body of carbon (graphite) that has been conventionally used as a removal member is preferable.
  • the support member 26 is preferably a molded body having a small difference in thermal expansion coefficient from the carbon film forming member 24. If the difference in coefficient of thermal expansion is large, the carbon film forming member 24 is constrained by the support member 26, and there is a fear that the function may not be performed due to cracking.
  • the support member 26 may be a molded body of boron nitride, alkali sulfate, alkaline earth sulfate, alkali carbonate, alkaline earth carbonate, silica-based fine particles, and alumina fine particles. Further, the boron nitride molded body preferably has a purity of 30% or more.
  • the carbon film forming apparatus 10 is divided into three in the longitudinal direction as shown in FIGS. 3A and 3B, for example, into three divided carbon film forming modules 14, 14, 14 Are arranged in a straight line.
  • the carbon film forming apparatus 10 can also be provided at an arbitrary position of the lift-out area 21 in the above process or an upstream part in the layer area 28.
  • the upstream portion in the layer region 28 refers to a region (tin melting temperature region) in which the glass temperature is higher than the melting point of tin in the layer region 28.
  • the lift-out region 21 is usually in the melting temperature region of tin.
  • the carbon film forming member 24 forms a carbon film on the surface of the lift-out roll 22 or the layer roll 30 and removes foreign matters including tin oxide attached to the surface of the glass ribbon 16 by the film.
  • a carbon powder having a particle diameter of 100 nm or less, or a molded body is used as a substance suitable for the above and having a weak scratching force on glass.
  • the particle diameter is 3 to 100 nm.
  • a graphite molded body that has been used as a removing member has a particle diameter (D50) of 1 to 300 ⁇ m. Since the carbon particles are finer than before, the adhesion of the carbon particles to the roll is improved, and the formation of the carbon film is promoted.
  • the carbon film forming member 24 is preferably softer than a conventional graphite molded body. Specifically, those having a Shore hardness of 50 HS or less are preferable. More preferably, the Shore hardness is about 20 to 50 HS.
  • the pencil hardness is preferably 4B or less. More preferably, the pencil hardness is 4B to 8B. Here, the pencil hardness is a scratch hardness based on ISO 15184.
  • Conventional graphite compacts have a Shore hardness of about 20-80 HS and a pencil hardness of HB-4B. Because it is softer than conventional graphite carbon moldings, it is less likely to cause a gap between the roll and the carbon film forming member by elastically contacting the roll, and the carbon film is uniformly applied to the entire roll surface. Is formed.
  • each module 14 of the carbon film forming member 24 is 610 mm.
  • the contact pressure of the carbon film forming member 24 when the carbon film forming member 24 contacts the lift-out roll 22 having a diameter of 300 mm is about 4 to 5 kg (32 to 40 g / cm 2 ).
  • the carbon film forming member 24 is a region after being drawn out from the molten tin bath 18 and is brought into contact with the surface of the lift-out roll 22 whose glass temperature is in the melting temperature region of tin.
  • the melting point of tin is about 230 ° C. Therefore, the region where the carbon film forming member 24 is disposed is a temperature region higher than the melting point of tin.
  • the lift-out region 21 is usually in the glass temperature region above the melting point of tin, and the upstream region of the layer region 28 is also usually in the glass temperature region above the melting point of tin.
  • the carbon film forming member 24 is preferably brought into contact with the surface of the roll in the upstream region of the lift-out region 21 or the layer region 28, and particularly in contact with the surface of the lift-out roll 22 in the lift-out region. It is more preferable.
  • the atmosphere in the region including the carbon film forming member 24 is preferably a non-oxidizing atmosphere (that is, a reducing gas atmosphere or an inert gas atmosphere).
  • a non-oxidizing atmosphere that is, a reducing gas atmosphere or an inert gas atmosphere.
  • the lift-out area 21 is maintained in a reducing gas atmosphere similar to the normal float bath 17.
  • the portion into which the gas in the lift-out region 21 upstream of the layer region 28 flows is usually in a reducing gas atmosphere or an inert gas atmosphere. Therefore, the arrangement
  • the oxygen concentration in the non-oxidizing gas or non-oxidizing atmosphere is preferably 100 ppm or less, particularly preferably 20 ppm or less.
  • the reducing gas hydrogen, acetylene, or an inert gas containing these is preferable.
  • Nitrogen gas or argon gas is preferable as the inert gas.
  • the reducing atmosphere is preferably a hydrogen-containing nitrogen gas atmosphere similar to the atmosphere of the float bath 17.
  • various ceramics such as oxide, carbide, and nitride, or stainless steel is applied.
  • various ceramics include zirconia ceramics mainly composed of zirconium oxide (ZrO 2 ), alumina ceramics mainly composed of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and silicon oxide (SiO 2 ) as a main component. Examples thereof include silica-based ceramics.
  • various cermets such as an oxide dispersion cermet, a chromium carbide cermet, or a boride cermet may be used as an oxide dispersion cermet, a chromium carbide cermet, or a boride cermet may be used.
  • the surface roughness (Ra) of the lift-out roll 22 and the layer roll 30 on which the carbon film is formed is preferably 0.1 to 5.0 ⁇ m. Since the carbon powder having a particle size of 100 nm or less has a diameter smaller than the surface roughness (Ra) of the roll, adhesion to a smooth surface is effective.
  • the carbon powder having a particle diameter of 100 nm or less, or the carbon film forming member 24 that is a molded body thereof is elastically brought into contact with the lift-out roll 22.
  • the method for producing a glass plate using the carbon film forming apparatus 10 it is possible to reduce defects of the glass plate due to foreign matters such as tin and tin oxide attached to the glass ribbon 16, and to cause foreign matters attached to the roll. Since the scratches on the glass ribbon 16 to be reduced are reduced, it is possible to improve the quality of the glass plate and reduce the manufacturing cost.
  • the improvement in the adhesion of the carbon particles to the roll is confirmed by measuring the carbon coating reflectivity.
  • the measurement preparation and measurement method will be described below.
  • the zirconia (ZrO 2 -8 wt% Y 2 O 3 ) plate 41 was washed with ethanol and then with pure water.
  • a carbon piece 42, a zirconia plate 41, a weight 43 and a carbon case 44 are set in the test apparatus 40 shown in FIG. 4 and held at 700 ° C. in a nitrogen atmosphere using an electric heater 45, and then the zirconia plate is attached to the carbon piece 42.
  • 41 was reciprocated at a predetermined speed by a wire (not shown), and a carbon film was applied to the zirconia plate 41.
  • the test apparatus 40 shown in FIG. 4 has a configuration in which a plurality of electric heaters 45 are provided inside a container 40A in which the internal atmosphere can be adjusted to a nitrogen atmosphere.
  • a nitrogen gas supply source is connected to a part of the container 40A, and an opening / closing door is provided in a part of the container 40A so that the carbon piece 42 and the zirconia plate 41 can be taken in and out. Is provided so that the reciprocation test can be performed in the above heating state.
  • the carbon piece 42 a graphite molded body conventionally used as a removing member and a molded body molded from the carbon powder of the present invention were used.
  • the number of reciprocations (hereinafter referred to as the number of times of application) was determined to be comparatively evaluated as 1, 3, 5, and 10 times.
  • FIG. 5 is a graph showing the carbon coating reflectivity of conventionally used graphite (comparative example) and carbon pieces using the carbon powder of the present invention (example).
  • the vertical axis represents the reflectance R (%), and the higher the value, the lower the adhesion of the carbon powder to the glass.
  • the horizontal axis represents the number of times of application N. From FIG.
  • the molded body molded from the carbon powder of the present invention had a lower reflectance than the conventionally used graphite, and the same tendency was observed even when the number of coatings was increased. Since the reflectance is lower than that of conventionally used graphite, it can be seen that the carbon powder of the example has high adhesion of carbon particles to the zirconia plate 41.
  • Carbon film forming device 11
  • Leaf spring device (elastic support means) DESCRIPTION OF SYMBOLS 12
  • Glass plate production apparatus 12
  • Carbon film formation module 16
  • Glass ribbon 17 Float bath
  • Molten tin bath 20
  • Molten tin 20
  • Molten tin 21
  • Liftout area 22
  • Liftout roll 24, 24A, 24B
  • Carbon film formation member 26
  • Support member 28
  • Layer area 30
  • Weight 44 Carbon case 45 Electric heater

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

　本発明は、ガラスリボンから持ち込まれる溶融錫などの異物がロールへ付着することを抑制することで、ロールに付着した異物に起因するガラスリボンのキズ発生を抑制するガラス板の製造装置、およびガラス板の製造方法を提供する。本発明は、溶融ガラスを溶融錫浴１８上に流し込むことにより製造されるフロート法によるガラス板製造装置１２において、溶融錫浴１８から引き出されかつ前記溶融錫浴１８中の錫の溶融温度域にあるガラスリボン１６を搬送するロール２２、３０に、粒子径が１００ｎｍ以下のカーボン粉体からなるカーボン被膜形成部材２４が、弾性的に当接されることにより、ロール２２、３０表面にカーボン被膜が形成されることを特徴とする。

Description

ガラス板製造装置、及びガラス板製造方法
　本発明は、フロート法によるガラス板の製造に関し、特にガラスリボンから持ち込まれる溶融錫などの異物がリフトアウトロールへ付着することを抑制することで、リフトアウトロールに付着した異物に起因するガラスリボンのキズ発生を抑制するガラス板製造装置、及びガラス板製造方法に関する。
　建築用板ガラス、自動車用板ガラス、及びディスプレイ用板ガラスなどのガラス板において、より一層の高品質化と低コスト化が求められている。高品質化と低コスト化を妨げる要因はいくつかあるが、溶融錫浴（フロートバス）の溶融錫がガラス板に付着して生じた錫や錫酸化物などが問題となることが少なくない。
　フロート法によるガラス板の製造方法は、溶融ガラスを溶融錫浴の溶融錫表面上に供給して、溶融ガラスを溶融錫浴上で連続したシート状に成形するものであり、溶融錫浴上で所定の幅の連続したガラス板となったガラスリボンを溶融錫表面から引き出し、これを所定の大きさのガラス板に切断する製法である。
　溶融錫浴表面からのガラスリボンの引き出しは、通常リフトアウトロールと呼ばれるロールによりガラスリボンを溶融錫浴の下流側で持ち上げることによって行われる。このリフトアウトロールが存在する区域を以下「リフトアウト域」という。引き出されたガラスリボンは、リフトアウト域の下流側のレヤーと呼ばれる徐冷工程で徐冷される。この徐冷する区域を以下「レヤー域」といい、このレヤー域でガラスリボンを支持搬送するロールを以下「レヤーロール」という。フロートバス中の溶融された錫は酸化されやすいため、フロートバス中の雰囲気は還元雰囲気に保たれている。また、リフトアウト域も通常還元雰囲気に保たれている。
　このようなガラス板の製造過程において、溶融錫の表面から引き出されたガラスリボンの下面には溶融錫が付着しやすい。ロールの表面がガラスリボンの下面に接触することによって、ガラスリボンの下面に付着している溶融錫がロールの表面に付着すると、その後搬送されるガラスリボンに溶融錫が繰り返し付着される。特許文献１には、リフトアウトロールの表面に付着した溶融錫などの異物を除去する除去部材が開示されている。
　特許文献１の除去部材は、リフトアウトロールの表面にカーボン製の板状材の除去部材を押し当てて、リフトアウトロールの表面に付着した溶融錫などの異物を除去するものである。
日本国特開平１１－３３５１２７号公報
　しかしながら、特許文献１の技術では、リフトアウトロールの表面の溶融錫を確実に除去することができず、ガラスリボンに溶融錫が再付着するという問題と、ガラスリボンにキズが発生するという問題を十分に解決できていない。
　ガラスリボンに付着した溶融錫などの異物は、欠点となりガラス板の品質低下及び生産歩留まり低下の原因となる。場合によっては、徐冷後のガラスリボンやガラス板に対してこの異物を除去する必要が生じるため、新たにこの異物除去の工程を設ける必要もあり、一層のコストアップになっている。また、ロールに残存する異物は、ガラスリボンにキズを付け、さらにそのキズが原因となって徐冷、及びその後の工程で割れが発生し、生産歩留まり低下の原因にもなっている。
　本発明者による鋭意検討の結果、特許文献１に開示のカーボン製の板状材の除去部材は、リフトアウトロールの表面の溶融錫を除去する機能だけでなく、リフトアウトロールの表面にカーボン被膜を形成することで、ガラスリボンから持ち込まれる溶融錫などの異物がロールへ付着することを抑制する機能が、不十分ながらあることを見出した。本発明では、従来から用いられる除去部材のカーボン被膜形成機能に着目し、以下、除去部材をカーボン被膜形成部材と呼ぶ。
　当該機能により、ロールに付着した異物に起因するガラスリボンのキズ発生を抑制できる。また、ガラスリボンからの異物がロールへ付着することを抑制できるため、ロールからガラスリボンに溶融錫が再付着することを抑制できる。
　しかしながら、特許文献１の技術では、カーボン被膜の形成が十分でないため、従来からの問題点を解決できていない。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ガラスリボンから持ち込まれる溶融錫などの異物がロールへ付着することを抑制することで、ロールに付着した異物に起因するガラスリボンのキズ発生を抑制するガラス板製造装置、及びガラス板製造方法を提供することを目的とする。
　本発明は、溶融ガラスを溶融錫浴上に流し込むことにより製造されるフロート法によるガラス板製造装置において、前記溶融錫浴から引き出されかつ前記溶融錫浴中の錫の溶融温度域にあるガラスリボンを搬送するロールと、前記ロールに弾性的に当接されるカーボン被膜形成部材と、を有し、前記カーボン被膜形成部材は、前記ロールとの当接面側が１００ｎｍ以下の粒子径のカーボン粉体を含む、ことを特徴とする。
　本発明は、溶融ガラスを溶融錫浴上に流し込むことにより製造されるフロート法によるガラス板製造装置において、前記溶融錫浴から引き出されかつ前記溶融錫浴中の錫の溶融温度域にあるガラスリボンを搬送するロールと、前記ロールに弾性的に当接されるカーボン被膜形成部材と、を有し、前記カーボン被膜形成部材は、カーボン粉体の成形品であり、ショア硬度が５０ＨＳ以下であるか、もしくはＩＳＯ　１５１８４に基づく引っかき硬度が４Ｂ以下であるか、もしくはその両方を満足する、ことを特徴とする。
　本発明の前記カーボン被膜形成部材は、該カーボン被膜形成部材を支持する支持部材と、該支持部材を弾性的に支持する弾性支持手段と、で支持することが好ましい。
　本発明の前記支持部材は、黒鉛、窒化ホウ素、アルカリ硫酸塩、アルカリ土類硫酸塩、アルカリ炭酸塩、アルカリ土類炭酸塩、シリカ系微粒子、およびアルミナ微粒子からなる群から選ばれる少なくとも１つの成形体であることが好ましい。
　本発明の前記ロールは、表面粗さ（Ｒａ）が０．１～５．０μｍであることが好ましい。
　本発明は、溶融ガラスを溶融錫浴上に流し込むことにより製造されるフロート法によるガラス板の製造方法において、前記溶融錫浴から引き出されかつ前記溶融錫浴中の錫の溶融温度域にあるガラスリボンを搬送するロールに、粒子径が１００ｎｍ以下のカーボン粉体を当接させることにより、前記ロール表面にカーボン被膜を形成することを特徴とする。
　本発明は、溶融ガラスを溶融錫浴上に流し込むことにより製造されるフロート法によるガラス板の製造方法において、前記溶融錫浴から引き出されかつ前記溶融錫浴中の錫の溶融温度域にあるガラスリボンを搬送するロールに、粒子径が１００ｎｍ以下のカーボン粉体を成形した成形体を当接させることにより、前記ロール表面にカーボン被膜を形成することを特徴とする。
　本発明の前記成形体は、ショア硬度が５０ＨＳ以下であるか、もしくはＩＳＯ　１５１８４に基づく引っかき硬度が４Ｂ以下であるか、もしくはその両方を満足することが好ましい。　
　本発明によれば、ガラスリボンから持ち込まれる溶融錫などの異物がロールへ付着することを抑制することで、ロールに付着した異物に起因するガラスリボンのキズ発生を抑制するガラス板の製造装置、およびガラス板の製造方法が提供される。
図１は、実施の形態のカーボン被膜形成装置が適用されたガラス板製造装置の断面図である。 図２は、図１に示す実施の形態のカーボン被膜形成装置の側面図である。 図３Ａは、図１に示すカーボン被膜形成装置の第一実施形態の構成を示す斜視図である。 図３Ｂは、図１に示すカーボン被膜形成装置の第二実施形態の構成を示す斜視図である。 図４は、カーボン塗布反射率の測定準備に用いる装置の断面図である。 図５は、従来から用いられる黒鉛と本発明のカーボン粉体のカーボン塗布反射率を示すグラフである。
　以下、本発明を適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。
　図１は、実施の形態に係るカーボン被膜形成装置１０が適用されたフロート法によるガラス板製造装置１２の断面図であり、図２は、カーボン被膜形成装置１０の側面図である。また、図３Ａ、図３Ｂは、カーボン被膜形成装置１０の斜視図である。なお、以下の説明において、下流とは図１のガラスリボン１６の移動方向を基準としてそれと同方向側をいい（図１の矢印Ａ方向）、その反対方向側を上流という。
　図１に示すカーボン被膜形成装置１０は、フロートバス１７の溶融錫浴１８の溶融錫２０の表面から引き出され、かつ錫の溶融温度域にあるガラスリボン１６を搬送する、例えば３本のリフトアウトロール２２、２２、２２に、粒子径が１００ｎｍ以下のカーボン粉体であるカーボン被膜形成部材２４を、それぞれ弾性的に当接させることにより、リフトアウトロール２２、２２、２２の表面にカーボン被膜を形成する装置である。
　リフトアウトロール２２には、ガラスリボン１６から持ち込まれる溶融錫、ロール表面から剥離された剥離物、及びガラスカレットなどの異物が付着する。カーボン被膜形成装置１０により、溶融錫などの異物がリフトアウトロール２２へ付着することを抑制できる。
　溶融錫２０上で成形されたガラスリボン１６は、溶融錫浴１８から引き出され、矢印Ａで示した下流方向に移動している。
　カーボン被膜形成装置１０は、リフトアウトロール２２の下側面に当接するカーボン被膜形成部材２４と、カーボン被膜形成部材２４を支持する直方体形状の支持部材２６とから構成され、カーボン被膜形成部材２４及び支持部材２６は、ガラスリボン１６の幅方向（紙面に垂直方向）に沿って配置されている。
　図２に示すように、カーボン被膜形成装置１０は、カーボン被膜形成モジュール１４と弾性支持手段としての板ばね装置１１により構成される。実施の形態の板ばね装置１１は、下架台１１Ａと、その上に隣接して設けられた複数のＶ字型の板ばね本体１１Ｂと、これら板ばね本体１１Ｂの上に配置された上架台１１Ｃとからなる。下架台１１Ａと上架台１１Ｃは複数隣接されたカーボン被膜形成モジュール１４を支持できる長さと幅に形成され、板ばね本体１１Ｂは各カーボン被膜形成モジュール１４の下方に１つずつ設けられていても良いし、複数設けられていても良い。図２の例では、３つのカーボン被膜形成モジュール１４を隣接配置した状態で、３つの板ばね本体１１Ｂが隣接配置されている。Ｖ字型の板ばね本体１１Ｂはその底部側を下架台１１Ａに取り付け、その上部側で上架台１１Ｃを弾性支持している。
　以上の構成により、板ばね装置１１の弾性復元力により、カーボン被膜形成モジュール１４を構成するカーボン被膜形成部材２４は、リフトアウトロール２２に弾性的に当接される。
　カーボン被膜形成装置１０は、図３Ａに示すように、カーボン粉体を成形したカーボン被膜形成部材２４Ａと、支持部材２６とから構成されても良いし、カーボン粉体をそのまま粉末状で用いたカーボン被膜形成部材２４Ｂと、支持部材２６とから構成されても良い。このカーボン被膜形成部材２４Ａは、金型にカーボン粉末を充填後、１０ＭＰａを超える圧力で加圧すれば得ることができる。また、このカーボン被膜形成部材２４Ａは、ゴム型にカーボン粉末を充填後、そのゴム型を水槽に入れて、静水圧によって加圧しても得られる。これらの成形後の成形体は、支持部材２６の溝に挿入可能なサイズに削り出す。このカーボン被膜形成部材２４Ｂは、そのカーボン粉末の粘着性が比較的強いため、支持部材２６の溝に入れて支持し、軽く押し込めば粉末の飛散もなく使用できる。また、図３Ｂに示すように、カーボン粉体を成形したカーボン被膜形成部材２４Ａのみから構成されても良い。
　本発明において支持部材２６は、軽量で耐熱性を有することから、従来から除去部材として用いられてきたカーボン（黒鉛）の成形体が好ましい。また、支持部材２６は、カーボン被膜形成部材２４と熱膨張率の差が小さい成形体が好ましい。熱膨張率の差が大きいと、カーボン被膜形成部材２４が支持部材２６に拘束され、割れが生じて機能を果たせなくなる怖れがある。また、支持部材２６は、窒化ホウ素、アルカリ硫酸塩、アルカリ土類硫酸塩、アルカリ炭酸塩、アルカリ土類炭酸塩、シリカ系微粒子、アルミナ微粒子の成形体を用いても良い。また、窒化ホウ素の成形体は純度３０％以上のものが好ましい。
　カーボン被膜形成装置１０は、カーボン被膜形成部材２４の交換作業性を向上させるために、図３Ａ、図３Ｂの如く長手方向に３分割され、例えば３分割されたカーボン被膜形成モジュール１４、１４、１４が直線状に配置されて構成される。
　ところで、フロート法によるガラス板の製造方法においては、不図示の溶解窯で原料を溶解する工程、溶解した溶融ガラスをフロートバス１７の溶融錫浴１８の溶融錫２０上で平板に成形する工程、溶融錫浴１８からガラスリボン１６をリフトアウトロール２２、２２、２２によって引き出す工程、レヤー域２８内のレヤーロール３０、３０…によってガラスリボン１６を移動しながらガラスリボン１６の内部に歪を残留させないように徐冷する工程とからなる。これらの工程は、通常の設備による操業でよく、カーボン被膜形成装置１０の設置による影響はない。
　カーボン被膜形成装置１０は、上記工程のリフトアウト域２１の任意の位置又はレヤー域２８内の上流部に設けることもできる。ここにおけるレヤー域２８内の上流部とは、レヤー域２８内でガラス温度が錫の融点以上の温度にある領域（錫の溶融温度域）をいう。リフトアウト域２１は通常錫の溶融温度域にある。
　実施の形態において、カーボン被膜形成部材２４には、リフトアウトロール２２またはレヤーロール３０の表面にカーボン被膜を形成するとともに、該被膜によりガラスリボン１６の表面に付着した酸化錫を含む異物を除去するのに適し、かつガラスへの擦傷力が弱い物質として、粒子径が１００ｎｍ以下のカーボン粉体、または成形体が用いられる。好ましくは、その粒子径が３～１００ｎｍである。従来から除去部材として用いられてきた黒鉛の成形体は、粒子径（Ｄ５０）が１～３００μｍである。従来よりもカーボン粒子が細かいため、ロールに対してのカーボン粒子の付着性が向上し、カーボン被膜の形成が促進される。
　カーボン被膜形成部材２４は、従来からの黒鉛の成形体よりも軟質であることが好ましい。具体的には、ショア硬度が５０ＨＳ以下のものが好ましい。より好ましくは、ショア硬度が２０～５０ＨＳ程度である。また、鉛筆硬度は４Ｂ以下が好ましい。より好ましくは、鉛筆硬度は４Ｂ～８Ｂである。ここで、鉛筆硬度とは、ＩＳＯ　１５１８４に基づく引っかき硬度のことである。従来からの黒鉛の成形体は、ショア硬度が２０～８０ＨＳ程度であり、鉛筆硬度はＨＢ～４Ｂである。従来からの黒鉛のカーボン成形体よりも軟質のため、弾性的にロールに当接させることにより、ロールとカーボン被膜形成部材との間に隙間が生じにくく、ロール表面に対して全面均一にカーボン被膜が形成される。
　実施の形態において、カーボン被膜形成部材２４の各モジュール１４の幅は６１０ｍｍである。このカーボン被膜形成部材２４が、直径３００ｍｍのリフトアウトロール２２に当接された時のカーボン被膜形成部材２４の当接圧は、４～５ｋｇ（３２～４０ｇ／ｃｍ２）程度である。
　カーボン被膜形成部材２４は、溶融錫浴１８から引き出された後の領域であって、ガラス温度が錫の溶融温度域にあるリフトアウトロール２２の表面に当接される。錫の融点は約２３０℃であり、したがって、カーボン被膜形成部材２４が配置される領域は、錫の融点よりも高い温度域である。前記のように、リフトアウト域２１は通常錫の融点以上のガラス温度域にあり、レヤー域２８の上流域も通常錫の融点以上のガラス温度域にある。したがって、カーボン被膜形成部材２４はリフトアウト域２１又はレヤー域２８の上流域にあるロールの表面に当接されることが好ましく、特にリフトアウト域にあるリフトアウトロール２２の表面に当接されることがより好ましい。
　カーボン被膜形成部材２４を含む領域の雰囲気は、非酸化性雰囲気（すなわち、還元ガス雰囲気又は不活性ガス雰囲気）にあることが好ましい。例えば、リフトアウト域２１は、通常フロートバス１７と同様の還元ガス雰囲気に保たれている。また、レヤー域２８上流部のリフトアウト域２１のガスが流入する部分は、通常還元ガス雰囲気又は不活性ガス雰囲気にある。したがって、カーボン被膜形成部材２４の配置領域はこれらの領域にある。
　非酸化性ガスや非酸化性雰囲気中の酸素濃度は１００ｐｐｍ以下、特に２０ｐｐｍ以下が好ましい。還元性ガスとしては、水素、アセチレン、又はこれらを有する不活性ガスが好ましい。不活性ガスとしては窒素ガス又はアルゴンガスが好ましい。還元性雰囲気はフロートバス１７の雰囲気と同様の水素含有窒素ガス雰囲気が好ましい。
　リフトアウトロール２２、レヤーロール３０の表面材質として、酸化物系、炭化物系、窒化物系等の各種セラミック、またはステンレス鋼等が適用される。各種セラミックの具体例として、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を主成分とするジルコニア系セラミックス、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とするアルミナ系セラミックス、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を主成分とするシリカ系セラミックス等が挙げられる。また、リフトアウトロール２２、レヤーロール３０の表面材質として、酸化物分散系サーメット、炭化クロム系サーメット、または硼化物系サーメット等の各種サーメットを用いてもよい。
　カーボン被膜が形成されるリフトアウトロール２２、レヤーロール３０の表面粗さ（Ｒａ）は、０．１～５．０μｍであることが好ましい。粒子径が１００ｎｍ以下のカーボン粉体は、前記ロールの表面粗さ（Ｒａ）よりも径が小さいので、平滑な表面に対する付着性が効果的である。
　以上の如く、実施の形態のカーボン被膜形成装置１０によれば、粒子径が１００ｎｍ以下のカーボン粉体、またはその成形体であるカーボン被膜形成部材２４を、弾性的にリフトアウトロール２２に当接させる。これにより、カーボン被膜形成部材はロールに密着するため、ロール表面にカーボン被膜が形成され、ガラスリボンから持ち込まれる溶融錫などの異物がロールへ付着することを抑制できる。よって、ロールに付着した異物に起因するガラスリボンのキズ発生を抑制できる。また、ガラスリボンからの異物がロールへ付着することを抑制できるため、ロールからガラスリボンに溶融錫が再付着することを抑制できる。
　この結果、カーボン被膜形成部材２４より下流においてガラスリボン１６に接するレヤーロール３０などのロールに付着する異物も削減できるので、これらのロールからの異物がガラスリボン１６に再付着することも防止できる。
　このカーボン被膜形成装置１０を使用したガラス板の製造方法によれば、ガラスリボン１６に付着した錫や酸化錫などの異物に起因するガラス板の欠点を削減でき、ロールに付着した異物を起因とするガラスリボン１６のキズも少なくなるので、ガラス板の高品質化と製造経費の低減化が可能となる。
　本発明において、ロールに対してのカーボン粒子の付着性の向上は、カーボン塗布反射率測定により確認される。以下、測定準備、測定方法について説明する。
　ジルコニア（ＺｒＯ２－８ｗｔ％Ｙ２Ｏ３）プレート４１をエタノール洗浄した後、純水洗浄を行った。図４に示す試験装置４０にカーボン片４２とジルコニアプレート４１と重り４３とカーボンケース４４をセットし、電気ヒーター４５を用いて窒素雰囲気下７００℃に保持した後、カーボン片４２に対してジルコニアプレート４１をワイヤー（不図示）により所定の速度で往復移動させ、カーボン被膜をジルコニアプレート４１に付与した。
　図４に示す試験装置４０は、内部雰囲気を窒素雰囲気に調整可能な容器４０Ａの内部に、複数の電気ヒーター４５を設けた構成であり、容器４０Ａの内部を窒素雰囲気に調整した状態で目的の温度に加熱できるように構成されている。即ち、容器４０Ａの一部に窒素ガス供給源が接続され、容器４０Ａの一部に上述のカーボン片４２とジルコニアプレート４１を出し入れ自在とする開閉扉が設けられ、上述のワイヤーを駆動する駆動装置が設けられていて、上述の加熱状態で往復移動試験ができるように構成されている。
　カーボン片４２として、従来から除去部材として用いられてきた黒鉛の成形体と本発明のカーボン粉体から成形した成形体を用いた。往復回数（以下、塗布回数と呼ぶ）は、１回、３回、５回、１０回として比較評価を行うことにした。
　試験装置４０の内部を室温まで下げてから、ジルコニアプレート４１を抜き出し、カーボン塗布反射率測定を行った。反射率の測定には、東京電色社製のリフレクトメーター　ＴＣ－６Ｄ（商品名）を用いた。
　図５は、従来から用いられる黒鉛（比較例）と本発明のカーボン粉体（実施例）を用いたカーボン片とのカーボン塗布反射率を示したグラフを示す。縦軸は、反射率Ｒ（％）を表し、値が高いほどカーボン粉体のガラスへの付着性が低いことを示す。また、横軸は、塗布回数Ｎを表す。
　図５より、本発明のカーボン粉体から成形した成形体は、従来から用いられる黒鉛よりも反射率が低く、塗布回数を増やしても同様の傾向が見られた。従来から用いられている黒鉛よりも反射率が低いことから、実施例のカーボン粉体はジルコニアプレート４１に対し、カーボン粒子の付着性が高いことがわかる。
本出願は、２０１３年４月２６日出願の日本特許出願２０１３－０９３９５６に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１０　カーボン被膜形成装置
１１　板ばね装置（弾性支持手段）
１２　ガラス板製造装置
１４　カーボン被膜形成モジュール
１６　ガラスリボン
１７　フロートバス
１８　溶融錫浴
２０　溶融錫
２１　リフトアウト域
２２　リフトアウトロール
２４、２４Ａ、２４Ｂ　カーボン被膜形成部材
２６　支持部材
２８　レヤー域
３０　レヤーロール
４０　試験装置
４１　ジルコニアプレート
４２　カーボン片
４３　重り
４４　カーボンケース
４５　電気ヒーター

Claims (8)

  1. 　溶融ガラスを溶融錫浴上に流し込むことにより製造されるフロート法によるガラス板製造装置において、
    　前記溶融錫浴から引き出されかつ前記溶融錫浴中の錫の溶融温度域にあるガラスリボンを搬送するロールと、前記ロールに弾性的に当接されるカーボン被膜形成部材と、を有し、
    　前記カーボン被膜形成部材は、前記ロールとの当接面側が１００ｎｍ以下の粒子径のカーボン粉体を含む、ことを特徴とするガラス板製造装置。
  2. 　溶融ガラスを溶融錫浴上に流し込むことにより製造されるフロート法によるガラス板製造装置において、
    　前記溶融錫浴から引き出されかつ前記溶融錫浴中の錫の溶融温度域にあるガラスリボンを搬送するロールと、前記ロールに弾性的に当接されるカーボン被膜形成部材と、を有し、
    　前記カーボン被膜形成部材は、カーボン粉体の成形品であり、ショア硬度が５０ＨＳ以下であるか、もしくはＩＳＯ　１５１８４に基づく引っかき硬度が４Ｂ以下であるか、もしくはその両方を満足する、ことを特徴とするガラス板製造装置。
  3. 　前記カーボン被膜形成部材は、該カーボン被膜形成部材を支持する支持部材と、該支持部材を弾性的に支持する弾性支持手段と、で支持される請求項1または２に記載のガラス板製造装置。
  4. 　前記支持部材は、黒鉛、窒化ホウ素、アルカリ硫酸塩、アルカリ土類硫酸塩、アルカリ炭酸塩、アルカリ土類炭酸塩、シリカ系微粒子、およびアルミナ微粒子からなる群から選ばれる少なくとも１つの成形体である請求項３に記載のガラス板製造装置。
  5. 　前記ロールは、表面粗さ（Ｒａ）が０．１～５．０μｍである請求項１乃至４のいずれか一項に記載のガラス板製造装置。
  6. 　溶融ガラスを溶融錫浴上に流し込むことにより製造されるフロート法によるガラス板の製造方法において、
    　前記溶融錫浴から引き出されかつ前記溶融錫浴中の錫の溶融温度域にあるガラスリボンを搬送するロールに、粒子径が１００ｎｍ以下のカーボン粉体を当接させることにより、前記ロール表面にカーボン被膜を形成することを特徴とするガラス板製造方法。
  7. 　溶融ガラスを溶融錫浴上に流し込むことにより製造されるフロート法によるガラス板の製造方法において、
    　前記溶融錫浴から引き出されかつ前記溶融錫浴中の錫の溶融温度域にあるガラスリボンを搬送するロールに、粒子径が１００ｎｍ以下のカーボン粉体を成形した成形体を当接させることにより、前記ロール表面にカーボン被膜を形成することを特徴とするガラス板製造方法。
  8. 　前記成形体は、ショア硬度が５０ＨＳ以下であるか、もしくはＩＳＯ　１５１８４に基づく引っかき硬度が４Ｂ以下であるか、もしくはその両方を満足する請求項７に記載のガラス板製造方法。
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