WO2019045099A1 - ガラス物品の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Abstract
ガラス物品の製造方法は、移送容器7,16と耐火レンガ8a,8b,17a,17bとの間に、加熱によって拡散接合される粉末Pを介在させる充填工程S1と、充填工程S1後に移送容器7,16を加熱する予熱工程S2と、予熱工程S2後に、移送容器7,16を加熱しつつ、移送容器7,16の内部に溶融ガラスGMを通過させる溶融ガラス供給工程S5と、を備える。本方法は、溶融ガラス供給工程S5中に、粉末Pを拡散接合させることにより、移送容器7,16を耐火レンガ8a,8b,17a,17bに固定する接合体10,20を形成する。
Description
本発明は、溶融ガラスを成形してガラス物品を製造する方法及び装置に関する。
周知のように、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、板ガラスが使用される。
特許文献1には、板ガラスを製造するための装置が開示されている。板ガラス製造装置は、溶融ガラスの供給源となる溶解槽と、溶解槽の下流側に設けられた清澄槽と、当該清澄槽の下流側に設けられた攪拌槽と、攪拌槽の下流側に設けられた成形装置とを備える。溶解槽、清澄槽、攪拌槽、及び成形装置は、それぞれ連絡流路によって接続されている。
清澄槽、攪拌槽、及びこれらを接続する連絡流路は、白金材料により構成される容器である。これらの白金材料容器は、その外表面に乾燥被膜が形成されており、耐火物材料からなる保持部材によって被覆されている。乾燥被膜と保持部材との間には、アルミナキャスタブルが充填される。アルミナキャスタブルは、適当量の水が添加されて水性スラリーとされ、乾燥被膜と保持部材との間に充填される。アルミナキャスタブルは、乾燥によって固化することで白金材料容器を固定する。
ところで、板ガラス製造装置は、操業前に、溶解槽、清澄槽、攪拌槽、成形装置、連絡流路の各構成要素を個別に分離した状態で予備加熱される(以下「予熱工程」という)。予熱工程では、白金材料容器が温度上昇によって膨張する。白金材料容器が十分に膨張した後に、各構成要素を接続することで、板ガラス製造装置が組み立てられる。その後、溶解槽で生成された溶融ガラスが、清澄槽、攪拌槽、連絡流路を通じて成形装置に供給され、板ガラスとして成形される。
上記の予熱工程では、白金材料容器が膨張するが、固化したアルミナキャスタブルによって当該白金材料容器が保持部材に固定されている。このため、膨張が阻害され、容器に大きな熱応力が作用し、破損や変形の要因となるおそれがあった。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、昇温中の白金材料容器の膨張を可及的に許容し、かつ、操業時において当該容器がずれないように固定することが可能なガラス物品の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
本発明は上記の課題を解決するためのものであり、耐火レンガで被覆された白金材料製の移送容器によって溶融ガラスを移送し、前記溶融ガラスを成形してガラス物品を製造する方法において、前記移送容器と前記耐火レンガとの間に、加熱によって拡散接合される粉末を介在させる充填工程と、前記充填工程後に前記移送容器を加熱する予熱工程と、前記予熱工程後に、前記移送容器を加熱しつつ、前記移送容器の内部に前記溶融ガラスを通過させる溶融ガラス供給工程と、を備え、前記溶融ガラス供給工程中に、前記粉末を拡散接合させることにより、前記移送容器を前記耐火レンガに固定する接合体を形成することを特徴とする。
かかる構成によれば、予熱工程では、移送容器と耐火レンガの間に、拡散接合可能な粉末が介在する。予熱工程で移送容器が膨張する場合、この粉末は、移送容器の耐火レンガとの間で流動できることから、潤滑材として作用する。このため、予熱工程において移送容器の膨張を許容した状態にすることができ、移送容器に作用する熱応力を可及的に低減できる。
一方、溶融ガラス供給工程では、溶融ガラスの通過と移送容器の加熱とによって、粉末は昇温し、粉末同士の拡散接合が活性化する。ここで、拡散接合とは、粉末同士を接触させ、粉末の融点以下の温度条件で、接触面間に生じる原子の拡散を利用して接合する方法をいう。溶融ガラス供給工程中に粉末が拡散接合によって接合体を構成することで、移送容器は、この接合体によって耐火レンガに対して移動しないように固定される。
前記充填工程において、前記粉末が充填される、前記移送容器と前記耐火レンガとの間隔は、7.5mm以上であることが望ましい。かかる構成により、粉末の潤滑材としての作用をより向上させることができる。このため、膨張に伴って移送容器に発生する熱応力をさらに低減することができる。
前記充填工程において、前記粉末は、平均粒径が0.8mm以上である骨材を含むことが望ましい。また、前記粉末は、アルミナ粉末を主成分として含むことが望ましく、さらには、シリカ粉末を含んでいてもよい。前記移送容器によって移送される前記溶融ガラスの温度に応じて、前記粉末における前記シリカ粉末の含有量を調整してもよい。また、前記移送容器は、1300℃以上の温度で前記接合体によって前記耐火レンガに固定されることが望ましい。
前記接合体は多孔質構造体であってもよく、前記溶融ガラス供給工程では、前記粉末から生成する溶融ガラスを含む前記接合体を形成してもよい。これにより、溶融ガラス供給工程における接合体のガスバリア性を向上させることができ、白金材料製の移送容器が酸素と接触するのを低減できる。したがって、移送容器の酸化、昇華による消耗を低減できる。
前記移送容器は、その外周面に溶射膜を有していてもよく、前記溶融ガラス供給工程では、前記粉末から生成された前記溶融ガラスを前記溶射膜に浸透させてもよい。この場合、前記溶射膜は、ジルコニア溶射膜であることが好ましい。
このように、移送容器の外周面に溶射膜を形成することで、白金材料製の移送容器が酸素と接触するのを低減できる。したがって、白金材料製の移送容器の酸化、昇華による消耗を低減できる。溶融ガラス供給工程において、移送容器と耐火レンガとの間に配された粉末から溶融ガラスを生成し、この溶融ガラスを溶射膜に含浸させることで、当該溶射膜のガスバリア性を一層向上させることができ、白金材料製の移送容器の酸化による消耗をさらに低減できる。
本発明は上記の課題を解決するためのものであり、溶融ガラスを移送する白金材料製の移送容器と、前記移送容器を被覆する耐火レンガと、を備えるガラス物品の製造装置であって、前記移送容器と前記耐火レンガとの間に、粉末を拡散接合させてなる接合体を備えることを特徴とする。
本発明によれば、昇温中の白金材料容器の膨張を可及的に許容し、かつ、操業時において当該容器がずれないように固定できる。
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図1乃至図13は、本発明に係るガラス物品の製造方法、及び製造装置の一実施形態(第一実施形態)を示す。
図1に示すように、本実施形態に係るガラス物品の製造装置は、上流側から順に、溶解槽1と、清澄槽2と、均質化槽(攪拌槽)3と、ポット4と、成形体5と、これらの各構成要素1~5を連結するガラス供給路6a~6dとを備える。この他、製造装置は、成形体5により成形された板ガラスGR(ガラス物品)を徐冷する徐冷炉(図示せず)及び徐冷後に板ガラスGRを切断する切断装置(図示せず)を備える。
溶解槽1は、投入されたガラス原料を溶解して溶融ガラスGMを得る溶解工程を行うための容器である。溶解槽1は、ガラス供給路6aによって清澄槽2に接続されている。
清澄槽2は、溶融ガラスGMを移送しながら清澄剤等の作用により脱泡する清澄工程を行うための容器である。清澄槽2は、ガラス供給路6bによって均質化槽3に接続されている。
清澄槽2は、溶融ガラスGMを上流から下流へと移送する中空状の移送容器7と、移送容器7を被覆する耐火レンガ8a,8bと、この耐火レンガ8a,8bの端部を閉塞する蓋体9と、移送容器7と耐火レンガ8a,8bとの間に介在する接合体10とを備える。
移送容器7は、白金材料(白金又は白金合金)によって管状に構成されるが、この構成に限定されず、内部に溶融ガラスGMが通過する空間を有する構造体であればよい。図2、図3に示すように、移送容器7は、管状部11と、当該管状部11の両端部に設けられるフランジ部12とを備える。なお、0℃から1300℃まで昇温した際の白金材料の熱膨張率は、例えば1.3~1.5%である。0℃から1300℃まで昇温した際の熱膨張率Rは、0℃の長さをL0(mm)とし、1300℃の長さをL1(mm)とした場合に、R=(L1-L0)/L0で算出できる。
管状部11は、円管状にされるが、この構成に限定されない。管状部11の内径は、100mm以上300mm以下とされることが望ましい。管状部11の肉厚は、0.3mm以上3mm以下とされることが望ましい。管状部11の長さは、300mm以上10000mm以下とされることが望ましい。これらの寸法は、上記の範囲に限定されず、溶融ガラスGMの種別、温度、製造装置の規模等に応じて適宜設定される。
なお、管状部11は、必要に応じ、溶融ガラスGM中に発生するガスを排出するためのベント部(通気管)を備えてもよい。また、管状部11は、溶融ガラスGMが流れる方向を変更するための仕切り板(邪魔板)を備えてもよい。
フランジ部12は、円形に構成されるが、この形状に限定されない。フランジ部12は、例えば深絞り加工により管状部11と一体的に形成される。フランジ部12は、電源装置(図示なし)に接続される。清澄槽2の移送容器7は、各フランジ部12を介して管状部11に電流を流すことで生じる抵抗加熱(ジュール熱)によって、当該管状部11の内部を流れる溶融ガラスGMを加熱する。
耐火レンガ8a,8bは、高ジルコニア系耐火物、ジルコン系耐火物又は溶融シリカ系耐火物により構成されるが、この材質に限定されない。なお、高ジルコニア系耐火物とは、質量%で80~100%のZrO2を含むものをいう。0℃から1300℃まで昇温した際の高ジルコニア系耐火物の熱膨張率は、例えば0.1~0.3%である。この高ジルコニア系耐火物は1100℃~1200℃において収縮を示し、0℃から1100℃まで昇温した際の熱膨張率は例えば0.6~0.8%、0℃から1200℃まで昇温した際の熱膨張率は例えば0.0~0.3%である。また、0℃から1300℃まで昇温した際のジルコン系耐火物の熱膨張率は、例えば0.5~0.7%であり、溶融シリカ系耐火物の熱膨張率は、例えば0.03~0.1%である。
図2及び図3に示すように、耐火レンガ8a,8bは、複数の耐火レンガによって構成され、図例では第一耐火レンガ8a及び第二耐火レンガ8bによって構成される。第一耐火レンガ8aは、管状部11を下側から支持する。第二耐火レンガ8bは、管状部11の上部を被覆する。なお、第一耐火レンガ8a及び第二耐火レンガ8bは、その長手方向において、さらに複数の耐火レンガに分割されてもよい。
第一耐火レンガ8a及び第二耐火レンガ8bは、管状部11の外周面11aを被覆するための面(以下「被覆面」という)14a,14bと、互いに当接する面(以下「当接面」という)15a,15bと、を有する。なお、被覆面14a,14bは、管状部11の外周面11aを保持する機能も有する。
図3に示すように、被覆面14a,14bは、管状部11の外周面11aを被覆すべく、断面視において円弧状の曲面により構成される。被覆面14a,14bの曲率半径は、管状部11の外周面11aとの間に隙間(接合体10の収容空間)が形成されるように、当該外周面11aの半径よりも大きく設定される。被覆面14a,14bと管状部11の外周面11aとの間隔(外周面11aの半径と被覆面14a,14bの曲率半径との差)は、3mm以上が好ましく、より好ましくは7.5mm以上に設定される。管状部11のクリープ変形防止の観点から、この間隔は、50mm以下に設定されることが好ましく、20mm以下に設定されることがより好ましい。
第一耐火レンガ8aの当接面15aと第二耐火レンガ8bとの当接面15bとを接触させた状態では、各耐火レンガ8a,8bの被覆面14a,14bによって、管状部11を被覆する円筒面が構成される(図3参照)。
蓋体9は、耐火レンガ8a,8bと同様に、例えば高ジルコニア系耐火物、ジルコン系耐火物又は溶融シリカ系耐火物により構成されるが、この材質に限定されない。蓋体9は、複数に分割されており、各分割体を組み合わせることによって、円板状(円環状)に構成される。蓋体9は、厚さ方向における一方の面が耐火レンガ8a,8bの長手方向端部に当接することで、当該端部を閉塞する。
接合体10は、原料となる粉末P(後述の図9等参照)を、移送容器7の管状部11と耐火レンガ8a,8bとの間に充填した後に、加熱によって拡散接合させることにより構成される。拡散接合とは、粉末同士を接触させ、接触面間に生じる原子の拡散を利用して接合する方法をいう。
粉末Pとしては、例えば、アルミナ粉末とシリカ粉末とを混合したものを使用できる。この場合、融点が高いアルミナ粉末を主成分することが望ましい。上記の構成に限らず、アルミナ粉末、シリカ粉末の他、ジルコニア粉末、イットリア粉末その他の各材料粉末を単体で使用し、或いは複数種の粉末を混合することにより構成され得る。
粉末Pの平均粒径は、例えば0.01~5mmとすることができる。予熱工程での粉末Pの潤滑作用を向上させる観点から、粉末Pは、平均粒径が0.8mm以上である骨材を含むことが好ましい。骨材の平均粒径は、例えば5mm以下とすることができる。粉末Pが骨材を含む場合、粉末Pに対する骨材の含有量は、例えば25質量%~75質量%とすればよく、骨材を除いた粉末Pの平均粒径は、例えば0.01~0.6mmとすればよい。例えば、粉末Pがアルミナ粉末とシリカ粉末からなる場合、アルミナ粉末の一部を骨材とすればよい。
本発明において、「平均粒径」は、レーザー回折法で測定した値を指し、レーザー回折法により測定した際の体積基準の累積粒度分布曲線においてその積算量が粒子の小さい方から累積して50%である粒径を表す。
粉末Pは、1300℃以上で接合体10の形成によって清澄槽2の移送容器7を耐火レンガ8a,8bに固定するように調合され、換言すると、1300℃以上で粉末P同士の拡散接合が活性化するように調合される。例えば粉末Pが、アルミナ粉末とシリカ粉末との混合粉末である場合、当該粉末Pの拡散接合が活性化する温度は、その混合比を調整することにより適宜設定できる。アルミナ粉末とシリカ粉末との混合比は、例えばアルミナ粉末が90wt%、シリカ粉末が10wt%とされるが、これに限定されない。
均質化槽3は、清澄された溶融ガラスGMを攪拌し、均一化する工程(均質化工程)を行うための白金材料製の移送容器である。均質化槽3の移送容器は、底付きの管状容器であり、その外周面は耐火レンガ(図示なし)で被覆される。均質化槽3は、攪拌翼を有するスターラ3aを備える。均質化槽3は、ガラス供給路6cによってポット4に接続されている。
ポット4は、溶融ガラスGMを成形に適した状態に調整する状態調整工程を行うための容器である。ポット4は、溶融ガラスGMの粘度調整及び流量調整のための容積部として例示される。ポット4は、ガラス供給路6dによって成形体5に接続されている。
成形体5は、溶融ガラスGMを所望の形状に成形するための容器である。本実施形態では、成形体5は、オーバーフローダウンドロー法によって溶融ガラスGMを板状に成形する。詳細には、成形体5は、断面形状(図1の紙面と直交する断面形状)が略楔形状を成しており、この成形体5の上部には、オーバーフロー溝(図示せず)が形成されている。
成形体5は、溶融ガラスGMをオーバーフロー溝から溢れ出させて、成形体5の両側の側壁面(紙面の表裏面側に位置する側面)に沿って流下させる。成形体5は、流下させた溶融ガラスGMを側壁面の下頂部で融合させる。これにより、帯状の板ガラスGRが成形される。帯状の板ガラスGRは、後述の徐冷工程S7及び切断工程S8に供され、所望寸法の板ガラスとされる。
このようにして得られた板ガラスは、例えば、厚みが0.01~10mmであって、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ、有機EL照明、太陽電池などの基板や保護カバーに利用される。成形体5は、スロットダウンドロー法などの他のダウンドロー法を実行するものであってもよい。本発明に係るガラス物品は、板ガラスGRに限定されず、ガラス管その他の各種形状を有するものを含む。例えば、ガラス管を形成する場合には、成形体5に代えてダンナー法を利用する成形装置が配備される。
板ガラスの組成としては、ケイ酸塩ガラス、シリカガラスが用いられ、好ましくはホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス、アルミノ珪酸塩ガラス、化学強化ガラスが用いられ、最も好ましくは無アルカリガラスが用いられる。ここで、無アルカリガラスとは、アルカリ成分(アルカリ金属酸化物)が実質的に含まれていないガラスのことであって、具体的には、アルカリ成分の重量比が3000ppm以下のガラスのことである。本発明におけるアルカリ成分の重量比は、好ましくは1000ppm以下であり、より好ましくは500ppm以下であり、最も好ましくは300ppm以下である。
各ガラス供給路6a~6dは、溶解槽1、清澄槽2、均質化槽(攪拌槽)3、ポット4及び成形体5をその順に連結する。図4、図5に示すように、各ガラス供給路6a~6dは、複数の移送容器16と、各移送容器16を被覆する耐火レンガ17a,17bと、耐火レンガ17a,17bの端部を閉塞する蓋体18とを備える。耐火レンガ17a,17bと移送容器16との間には、移送容器16を耐火レンガ17a,17bに固定するための接合体20が介在する。なお、移送容器16同士の間に絶縁層を介在させてもよい。
移送容器16は、白金材料(白金又は白金合金)によって管状に構成されるが、この構成に限定されず、内部に溶融ガラスGMが通過する空間を有する構造体であればよい。図5、図6に示すように、各移送容器16は、管状部21と、当該管状部21の両端部に設けられるフランジ部22とを備える。管状部21は、円管状にされるが、この構成に限定されない。管状部21の内径は、100mm以上300mm以下とされることが望ましい。管状部21の肉厚は、0.3mm以上3mm以下とされることが望ましい。これらの寸法は、上記の範囲に限定されず、溶融ガラスGMの種別、温度、製造装置の規模等に応じて適宜設定される。
フランジ部22は、円形に構成されるが、この形状に限定されない。フランジ部22は、例えば深絞り加工により、管状部21と一体に構成される。フランジ部22は、電源装置(図示なし)に接続される。各ガラス供給路6a~6dでは、清澄槽2と同様に、フランジ部22を介して管状部21に電流を流すことで生じる抵抗加熱(ジュール熱)によって、当該移送容器16の内部を流れる溶融ガラスGMを加熱する。
耐火レンガ17a,17bは、高ジルコニア系耐火物、ジルコン系耐火物又は溶融シリカ系耐火物により構成されるが、この材質に限定されない。耐火レンガ17a,17bの熱膨張率は、清澄槽2に係る耐火レンガ8a,8bの熱膨張率と同じである。図6及び図7に示すように、耐火レンガ17a,17bは、複数の耐火レンガによって構成され、図例では、第一耐火レンガ17a及び第二耐火レンガ17bによって構成される。第一耐火レンガ17aは、管状部21を下側から支持する。第二耐火レンガ17bは、管状部21の上部を被覆する。なお、第一耐火レンガ17a及び第二耐火レンガ17bは、その長手方向において、さらに複数の耐火レンガに分割されてもよい。
第一耐火レンガ17a及び第二耐火レンガ17bは、管状部21の外周面21aを被覆するための面(以下「被覆面」という)23a,23bと、互いに当接する面(以下「当接面」という)24a,24bと、を有する。なお、被覆面23a,23bは、管状部21の外周面21aを保持する機能も有する。
図7に示すように、被覆面23a,23bは、管状部21の外周面21aを被覆すべく、断面視において円弧状の曲面により構成される。被覆面23a,23bの曲率半径は、管状部21の外周面21aとの間に隙間(接合体20の収容空間)が形成されるように、当該外周面21aの半径よりも大きく設定される。被覆面23a,23bと管状部21の外周面21aとの間隔(外周面21aの半径と被覆面23a,23bの曲率半径との差)は、7.5mm以上に設定されることが望ましい。管状部21のクリープ変形防止の観点から、この間隔は、50mm以下に設定されることが望ましく、20mm以下に設定されることがより望ましい。
第一耐火レンガ17aの当接面15aと第二耐火レンガ17bとの当接面15bとを接触させた状態では、各耐火レンガ17a,17bの被覆面23a,23bによって、管状部21を被覆する円筒面が構成される(図7参照)。
蓋体18は、清澄槽2に使用される蓋体9と同じ構成を有する。蓋体18は、厚さ方向における一方の面が耐火レンガ17a,17bの長手方向端部に当接することで、当該端部を閉塞する。
接合体20の構成は、清澄槽2の接合体10と同じ構成を有する。接合体20の原料となる粉末Pは、接合体10に使用されるものと同じである。
以下、上記構成の製造装置によってガラス物品(板ガラスGR)を製造する方法について説明する。図8に示すように、本方法は、充填工程S1、予熱工程S2、組立工程S3、溶解工程S4、溶融ガラス供給工程S5、成形工程S6、徐冷工程S7、及び切断工程S8を備える。
充填工程S1では、清澄槽2に粉末Pを充填する。例えば、図9に示すように、清澄槽2の移送容器7を被覆する第一耐火レンガ8aと第二耐火レンガ8bとを上下に離間させた状態で、第一耐火レンガ8aの被覆面14aと、移送容器7の管状部11の外周面11aとの間に粉末Pを充填する。その後、図10に示すように、第二耐火レンガ8bの当接面15bを第一耐火レンガ8aの当接面15aに当接させる。そして、外周面11aの上側の部分と、第二耐火レンガ8bの被覆面14bとの間の空間に、粉末Pを充填する。その後、耐火レンガ8a,8bの端部を蓋体9により閉塞する。
また、充填工程S1において、各ガラス供給路6a~6dにおける移送容器16を個別に分離させた状態で、各移送容器16に粉末Pを充填する。例えば、図11に示すように、第一耐火レンガ17aと第二耐火レンガ17bとを上下に離間させた状態で、第一耐火レンガ17aの被覆面23aと、移送容器16における管状部21の外周面21aとの間に粉末Pを充填する。その後、図12に示すように、第二耐火レンガ17bの当接面24aを第一耐火レンガ17aの当接面24bに当接させる。そして、外周面21aの上側の部分と、第二耐火レンガ17bの被覆面23bとの間に形成される空間に、粉末Pを充填する。その後、耐火レンガ17a,17bの端部を蓋体18により閉塞する。以上により、充填工程S1が終了する。
予熱工程S2では、製造装置の構成要素1~5,6a~6dを個別に分離した状態で、これらを昇温する。以下では、清澄槽2を昇温する場合、及びガラス供給路6a~6dを構成する複数の移送容器16を分離した状態で昇温する場合について説明する。
予熱工程S2では、清澄槽2の移送容器7を昇温するため、フランジ部12を介して管状部11に電流を流す。同様に、ガラス供給路6a~6dの移送容器16を昇温するため、フランジ部22を介して管状部21に電流を流す。これによって各移送容器7,16が加熱され、各管状部11,21は、その軸心方向(長手方向)及び半径方向に膨張する。このとき、各耐火レンガ8a,8b,17a,17bと管状部11,21との間に充填された粉末Pは、粉末状態を維持しており、管状部11,21と耐火レンガ8a,8b,17a,17bとの間の空間において、流動(移動)可能である。このような粉末Pが潤滑材として作用することにより、各管状部11,21は、熱応力を発生させることなく膨張できる。
管状部11,21が所定の温度(例えば1200℃以上かつ粉末Pの拡散接合が活性化する温度未満)にまで到達すると、予熱工程S2が終了し、組立工程S3が実行される。組立工程S3では、複数の移送容器16を連結して、各ガラス供給路6a~6dが組み立てられる。具体的には、一方の移送容器16のフランジ部22と他方の移送容器16のフランジ部22とを突き合わせる。これにより、複数の移送容器16が互いに連結固定される(図4、図5参照)。
その後、溶解槽1、清澄槽2、均質化槽3、ポット4、成形体5、及びガラス供給路6a~6dを接続することで、製造装置が組み立てられる。以上により、組立工程S3が終了する。
溶解工程S4では、溶解槽1内に供給されたガラス原料が加熱され、溶融ガラスGMが生成される。なお、立ち上げ期間の短縮のため、組立工程S3以前に溶解槽1内で予め溶融ガラスGMを生成してもよい。
溶融ガラス供給工程S5では、溶解槽1の溶融ガラスGMを、各ガラス供給路6a~6dを介して、清澄槽2、均質化槽3、ポット4、そして成形体5へと順次移送する。
組立工程S3直後の溶融ガラス供給工程S5(製造装置の立ち上げ時)において、清澄槽2(移送容器7)及び各ガラス供給路6a~6d(各移送容器16)は、管状部11,21への通電によって昇温し続ける。さらに、清澄槽2及びガラス供給路6a~6dは、高温の溶融ガラスGMが清澄槽2の管状部11及び各ガラス供給路6a~6dの管状部21を通過することによっても昇温する。この昇温に伴い、清澄槽2及びガラス供給路6a~6dに充填された粉末Pも昇温する。
粉末Pの温度が、粉末Pの拡散接合が活性化する温度に達すると、拡散結合が活性化する。粉末Pの加熱温度は、粉末Pの拡散接合が活性化する温度以上とすればよく、1400℃以上とすることが好ましい。また、1700℃以下とすることが好ましく、1650℃以下とすることがより好ましい。
本実施形態では、粉末P中のアルミナ粉末同士、及びアルミナ粉末とシリカ粉末との間で、拡散接合が発生する。また、アルミナ粉末とシリカ粉末とによりムライトが発生する。ムライトは、アルミナ粉末同士を強固に接合する。時間の経過とともに拡散接合が進行し、最終的に、粉末Pは一個又は複数個の接合体10,20となる。接合体10,20は、管状部11,21及び耐火レンガ8a,8b,17a,17bと密着することから、耐火レンガ8a,8b,17a,17bに対する管状部11,21の移動を阻害する。このため、管状部11,21は、耐火レンガ8a,8b,17a,17bに固定される。接合体10,20は、板ガラスGRの製造が終了するまでの間、耐火レンガ8a,8b,17a,17bとともに管状部11,21を支持し続ける。なお、粉末Pが全て接合体10,20となるまでに要する時間は、二十四時間以内であることが望ましいが、この範囲に限定されない。
加えて、溶融ガラス供給工程S5では、溶融ガラスGMが清澄槽2の移送容器7内を流通する際、ガラス原料には清澄剤が配合されていることから、この清澄剤の作用により溶融ガラスGMからガス(泡)が除去される。また、均質化槽3において、溶融ガラスGMは、攪拌されて均質化される。溶融ガラスGMがポット4、ガラス供給路6dを通過する際には、その状態(例えば粘度や流量)が調整される。
成形工程S6では、溶融ガラス供給工程S5を経て溶融ガラスGMが成形体5に供給される。成形体5は、溶融ガラスGMをオーバーフロー溝から溢れ出させ、その側壁面に沿って流下させる。成形体5は、流下させた溶融ガラスGMを下頂部で融合させることで、板ガラスGRを成形する。
その後、板ガラスGRは、徐冷炉による徐冷工程S7、切断装置による切断工程S8を経て、所定寸法に形成される。或いは、切断工程S8で板ガラスGRの幅方向の両端を除去した後に、帯状の板ガラスGRをロール状に巻き取ってもよい(巻取工程)。以上により、ガラス物品(板ガラスGR)が完成する。
以上説明した本実施形態に係るガラス物品の製造方法によれば、予熱工程S2において、清澄槽2の移送容器7及びガラス供給路6a~6dの移送容器16は、耐火レンガ8a,8b,17a,17bとの間に充填される拡散接合可能な粉末Pによって支持される。清澄槽2及びガラス供給路6a~6dの管状部11,21が膨張する場合には、この粉末Pは、各管状部11,21の膨張を阻害しないように、各管状部11,21と耐火レンガ8a,8b,17a,17bとの間において移動(流動)できる。
これにより、予熱工程S2において各管状部11,21に作用する熱応力を可及的に低減できる。また、溶融ガラス供給工程S5中は、粉末Pが拡散接合によって接合体10,20として構成されることで、当該接合体10,20と耐火レンガ8a,8b,17a,17bとによって、各管状部11,21を、移動しないように確実に固定できる。
図14乃至図17は、本発明に係るガラス物品の製造方法及び製造装置の他の実施形態(第二実施形態)を示す。図14及び図15は充填工程終了時(予熱工程前)の清澄槽の断面図であり、図16及び図17は、溶融ガラス供給工程における清澄槽の断面図である。
図14及び図15に示すように、本実施形態において、清澄槽2の移送容器7は、管状部11の外周面11aを被覆する溶射膜25を有する。溶射膜25は、セラミック溶射膜であり、好ましくは、アルミナ溶射膜、ジルコニア溶射膜である。特にジルコニア溶射膜は、アルミナ溶射膜と比較してガスバリア性が高いため、溶射膜25に最も適する。溶射膜25の厚みは、100~500μmとされることが好ましい。図15に示すように、溶射膜25は、溶射材を吹き付けて形成されることから、多孔質構造体であり、内部に微小な多数の気孔25aを有する。溶射膜25の気孔率は、10~35%である。溶射膜25は、管状部11の外周面11aの全周に亘って形成されている。溶射膜25が形成されることで、白金材料で構成される管状部11の外周面11aが酸素と接触するのを低減できる。したがって、移送容器7(管状部11の外周面11a)の酸化、昇華による消耗を低減できる。
本実施形態において、移送容器7と耐火レンガ8a,8bとの間に充填される粉末Pは、溶融ガラス供給工程S5中に溶融ガラスGMaを生成するように、充填工程S1前の調合工程において、シリカ粉末の添加量(含有量)が調整される。
溶融ガラス供給工程S5において比較的高温の溶融ガラスGMを移送する移送容器(例えばガラス供給路6aの移送容器16、清澄槽2の移送容器7)に設けられる粉末Pでは、シリカ粉末の含有量を低減させることが好ましい。この場合、粉末Pにおけるシリカ粉末の含有量は、質量%で5~30%とされることが好ましい。移送される溶融ガラスGMが高温である場合、粉末Pから生成される溶融ガラスGMaは、粘性の低下により流動性が高まることから、接合体10による移送容器7の安定的な支持を確保するために、シリカ粉末の含有量を低減させる。
一方、比較的低温の溶融ガラスGMを移送する移送容器(例えばガラス供給路6b~6dの移送容器16)に設けられる粉末Pでは、シリカ粉末の含有量を増加させることが好ましい。この場合、粉末Pにおけるシリカ粉末の含有量は、質量%で40~70%とされることが好ましい。移送される溶融ガラスGMの温度が低温の場合には、シリカ粉末から生成される溶融ガラスGMaの粘性が高く、当該溶融ガラスGMaを接合体10に内包させた状態で、当該接合体10により移送容器16を安定的に支持できる。したがって、移送容器7,16によって移送される溶融ガラスGMの温度が低い程、シリカ粉末の含有量を多くすることが望ましい。
図16に示すように、溶融ガラス供給工程S5中は、粉末Pの拡散接合により接合体10が形成される。接合体10は、図17に示すように、多数の気孔10aを有する多孔質構造体となる。溶融ガラス供給工程S5では、粉末Pのシリカ粉末の含有量を調整することにより、粉末P(主にシリカ粉末)由来の溶融ガラスGMaが生成し、この溶融ガラスGMaは接合体10の気孔10aに保持される。このように接合体10が溶融ガラスGMaを含めば、接合体10のガスバリア性を向上させることができ、白金材料製の移送容器7(管状部11の外周面11a)が酸素と接触するのを低減できる。このため、移送容器7の酸化、昇華による消耗を低減できる。なお、ガラス供給路6a~6dにおける移送容器16と耐火レンガ17a,17bとの間に形成される接合体20も、上記の接合体10と同じ構造を有する。また、溶融ガラスGMaは、粉末Pから形成された接合体10を高温で長時間保持することで、接合体10に含まれるシリカ成分等がガラス化して生成すると推察される。
図17に示すように、溶融ガラス供給工程S5中は、粉末P(主にシリカ粉末)から生成される溶融ガラスGMaの一部が溶射膜25の気孔25aに含浸する。これにより、溶射膜25のガスバリア性が向上する。したがって、溶射膜25は、移送容器7(管状部11の外周面11a)の消耗をより効果的に低減できる。
なお、本実施形態に係る溶射膜25は、ガラス供給路6a~6dに係る移送容器16の管状部21に形成してもよい。
図18乃至図21は、本発明に係るガラス物品の製造方法及び製造装置の他の実施形態(第三実施形態)を示す。図18は、溶融ガラス供給工程における清澄槽を示す。
清澄槽2は、移送容器7と耐火レンガ8a,8bとの間に介在する接合体10の他、当該移送容器7と第一耐火レンガ8aとの間に介在する層状部材26を有する。層状部材26は、移送容器7と第二耐火レンガ8bとの間に設けられてもよく、ガラス供給路6a~6dに係る移送容器16と耐火レンガ17a,17bとの間に設けられてもよい。
層状部材26は、例えば高アルミナ系耐火物によって長尺状の板状に構成されるが、この材質及び形状に限定されない。なお、高アルミナ系耐火物とは、質量%で90~100%のAl2O3を含むものをいう。層状部材26の熱膨張率は、耐火レンガ8a,8bの熱膨張率よりも大きく、例えば0.8~1.2%とすることができる。層状部材26の熱膨張率A(%)は、白金材料の熱膨張率B(%)に近いことが好ましく、具体的にはA/Bが0.6~1.0であることが好ましい。なお、本段落において、熱膨張率は、いずれも、0℃から1300℃まで昇温した際の熱膨張率である。層状部材26の厚みは、3~17mmとされることが好ましい。
図19に示すように、層状部材26は、移送容器7の管状部11及び第一耐火レンガ8a,8bの被覆面14a,14bの形状に対応するように、円弧状の湾曲形状を有する。層状部材26は、第一耐火レンガ8aの被覆面14aに接触するように配置される。すなわち、層状部材26は、移送容器7の下方位置に配される。
以下、本実施形態に係るガラス物品の製造方法について説明する。本実施形態では、充填工程S1において、清澄槽2の移送容器7を被覆する第一耐火レンガ8aと第二耐火レンガ8bとを上下に離間させた状態で、第一耐火レンガ8aの被覆面14aに接触するように層状部材26を配置(載置)する(配置工程)。次に、第一耐火レンガ8aの被覆面14aと、移送容器7の管状部11の外周面11aとの間に粉末Pを充填する。充填工程S1における他の工程については、図1乃至図9に係る実施形態と同じである。
粉末Pは流動可能であり、潤滑材として作用するので、管状部11は、その長手方向に沿って耐火レンガ8a,8bに対して相対移動できる。換言すると、管状部11は、耐火レンガ8a,8bに固定されることなく、管状部11の長手方向の膨張が許容された状態にある。
予熱工程S2では、清澄槽2の管状部11と耐火レンガ8a,8bとの間に配される粉末Pを流動させながら、各管状部11を長手方向に膨張させる。また、耐火レンガ8a,8bよりも熱膨張率の大きな層状部材26を管状部11の長手方向に沿って膨張させる。これにより、粉末Pが管状部11の膨張を促進するように流動し、管状部11の膨張を補助する。
図20に示す層状部材26は、長さの等しい複数の構成部材26aを管状部11の周方向に沿って並設することにより構成される。各構成部材26aの長辺同士を接触させることで、第一実施形態と同様な湾曲形状を有する層状部材26が構成される。このように、層状部材26を複数の構成部材26aを組み合わせて構成することで、第一耐火レンガ8aへの層状部材26の設置作業が容易となる。また、本実施形態に係る層状部材26は、複数の構成部材26aに分割して軽量化しているため、図19に示す一枚の層状部材26を製造する場合と比較して、設置作業を容易に行うことができ、その製造コストを可及的に低減できる。
図21に示す層状部材26は、長さの異なる第一構成部材26a及び第二構成部材26bを管状部11の周方向及び長手方向に並設することにより構成される。具体的には、複数の第一構成部材26aの端部同士を接触させて長尺状に構成するとともに、複数の第二構成部材26bの端部同士を接触させて長尺状に構成する。さらに、第一構成部材26aの長辺と第二構成部材26bの長辺とを接触させることで、図19の例と同様な湾曲形状を有する層状部材26が構成される。
図22乃至図26は、本発明に係るガラス物品の製造方法及び製造装置の他の実施形態(第四実施形態)を示す。図22は、溶融ガラス供給工程における清澄槽を示す。図23及び図24は充填工程における清澄槽を示す。図25及び図26は予熱工程における清澄槽を示す。
清澄槽2は、移送容器7と耐火レンガ8a,8bとの間に、接合体10及び吸収部材27a,27bを有する。この吸収部材27a,27bは、移送容器7(管状部11)の半径方向の膨張を吸収するために配置される。
吸収部材27a,27bは、可撓性を有するシート状又は層状に構成されるとともに、その厚さ方向に圧縮変形可能に構成される。吸収部材27a,27bは、例えばセラミックペーパーにより構成される。セラミックペーパーは、例えばセラミック繊維の織布又は不織布であり、ジルコニアペーパーやアルミナペーパーが好適に使用される。吸収部材27a,27bの圧縮変形前の厚さTb(mm)は、常温での被覆面14a,14bと管状部11の外周面11aとの間隔D(mm)に対する比(Tb/D)で、0.1~0.5とされることが好ましい。さらに、予熱工程S2における吸収部材27a,27bの圧縮変形後の厚みTa(mm)は、吸収部材27a,27bの圧縮変形前の厚さTb(mm)に対する比(Ta/Tb)で、0.5~0.9に設定されることが好ましい。上述の厚さの吸収部材27a,27bを構成するため、薄いセラミックペーパー等を複数枚積層して用いてもよい。吸収部材27a,27bの気孔率は、70~99%とされることが好ましい。吸収部材27a,27bの密度は、例えば0.1~1.0g/cm3とすることができる。
図23及び図24に示すように、吸収部材27a,27bは、耐火レンガ8a,8bの被覆面14a,14bに接触するように配置される。吸収部材27a,27bは、第一耐火レンガ8aの被覆面14aに接触する第一吸収部材27aと、第二耐火レンガ8bの被覆面14bに接触する第二吸収部材27bとを含む。吸収部材27a,27bは、その可撓性により、平板状の状態から被覆面14a,14bの湾曲面の形状に沿うように湾曲状に変形できる。本実施形態では、各吸収部材27a,27bの面積は、各被覆面14a,14bの面積と等しくされているが、この構成に限定されない。例えば被覆面14a,14bの面積よりも小さな面積を有する複数の吸収部材27a,27bを被覆面14a,14bに対して並設してもよい。
本実施形態において、第一吸収部材27aの厚さと第二吸収部材27bの厚さとは等しくされているが、これに限らず、各吸収部材27a,27bの厚さを異ならせてもよい。この場合、例えば移送容器7の下方に位置する第一吸収部材27aを第二吸収部材27bよりも厚くすることができる。
以下、本実施形態に係るガラス物品の製造方法について説明する。本実施形態では、充填工程S1において、清澄槽2に粉末Pを充填する。例えば図23に示すように、清澄槽2の移送容器7を被覆する第一耐火レンガ8aと第二耐火レンガ8bとを上下に離間させた状態で、第一耐火レンガ8aの被覆面14aに接触するように第一吸収部材27aを配置する。また、第二耐火レンガ8bの被覆面14bに接触するように第二吸収部材27bを配置する(配置工程)。
次に、第一耐火レンガ8aの被覆面14a(第一吸収部材27a)と、移送容器7の管状部11の外周面11aとの間に粉末Pを充填する。その後、図24に示すように、第二耐火レンガ8bの当接面15bを第一耐火レンガ8aの当接面15aに当接させる。このとき、第一吸収部材27a及び第二吸収部材27bは、管状部11の全周を覆うように円筒状となる。そして、外周面11aの上側の部分と、第二耐火レンガ8bの被覆面14b(第二吸収部材27b)との間の空間に、粉末Pを充填する。その後、耐火レンガ8a,8bの端部を蓋体9により閉塞する。
図25に示すように、予熱工程S2において、管状部11は二点鎖線及び矢印で示すように半径方向外方に膨張しようとする。この場合、粉末P及び第一吸収部材27aに作用する圧力が増加する。
図26に示すように、第一吸収部材27aは、管状部11の膨張により粉末Pに押圧されることで、その厚みが減少するように圧縮変形(収縮)する(収縮態様を二点鎖線、矢印及び実線で示す)。図示を省略するが、第二吸収部材27bも、第一吸収部材27aと同様に、その厚みが減少するように圧縮変形(収縮)する。このように、吸収部材27a,27bが収縮することで、管状部11は、粉末Pに作用する圧力を増加させることなく膨張できる。これにより、粉末Pは好適に流動できる。また、管状部11が長手方向に膨張する際に、粉末Pとの摩擦力の増加が抑制される。したがって、管状部11は、半径方向に膨張しつつ、長手方向にも好適に膨張できる。
場合によっては、第一吸収部材27aは、圧縮変形後に粉砕され、体積がさらに減少する。この場合でも、粉末Pとの摩擦力の増加が抑制されるので、管状部11は、半径方向に膨張しつつ、長手方向にも好適に膨張できる。
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
上記実施形態では、組立工程S3後に拡散接合する例を示したが、本発明はこの態様に限定されない。予熱工程S2中に移送容器の膨張が許容されている限り、粉末Pの一部が予熱工程S2中に拡散接合してもよい。同様に、予熱工程S2中に粉末Pの一部から溶融ガラスGMaが生成してもよい。
上記実施形態では、清澄槽2の移送容器7を長手方向に分割することなく、一つの移送容器7によって構成したが、図4に示すガラス供給路6a~6dのように、清澄槽2の移送容器7を長手方向に分割し、複数の移送容器7(移送容器)によって構成してもよい。また、上記実施形態では、ガラス供給路6a~6dを複数の移送容器16によって構成したが、図2に示す清澄槽2のように、長手方向に分割することなく、一つの移送容器16によって構成してもよい。
上記実施形態では、耐火レンガ8a,8bの長手方向端部を別体の蓋体9で閉塞したが、耐火レンガ8a,8bの長手方向端部を無機繊維からなるブランケットで閉塞してもよい。或いは、耐火レンガ8a,8bと蓋体9を一体で構成してもよい。また、粉末Pの充填では、耐火レンガに8a,8bに粉末充填用の貫通孔を設け、貫通孔を介して粉末Pを充填してもよい。この場合、充填後に貫通孔を不定形耐火物で閉塞すればよい。
上記実施形態では、清澄槽2の管状部11と耐火レンガ8a,8bの間、及び、ガラス供給路6a~6dの管状部21と耐火レンガ17a,17bの間に接合体10,20を形成したが、均質化槽3を構成する白金材料製の移送容器と耐火レンガの間にも接合体を形成してよく、層状部材26又は吸収部材27a,27bを介在させてもよい。内部を流通する溶融ガラスGMの温度が高温になる程、移送容器に発生する熱応力によって破損や変形が顕著となる。つまり、内部を流通する溶融ガラスGMの温度が高温である移送容器に、本発明を適用すれば、移送容器の破損や変形を防止する効果がより顕著となる。このため、溶解槽1と清澄槽2を接続するガラス供給路6a、清澄槽2、清澄槽2と均質化槽3を接続するガラス供給路6b、均質化槽3、及び、均質化槽3とポット4を接続するガラス供給路6cに本発明を適用することが好ましく、ガラス供給路6a及び清澄槽2に適用することがより好ましい。
以下、本発明に係る実施例を示すが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
本発明者らは、本発明の効果を確認するため、具体的には、予熱工程における粉末の潤滑作用を確認するための試験を行った。この試験では、円形断面からなる管状部を有する白金材料製の移送容器を耐火レンガにより被覆し、実施例1~6に係る試験体を製作した。移送容器における管状部の外周面と耐火レンガの被覆面との間には隙間が形成されており、この隙間には各種の粉末が充填される。試験では、管状部の移動に要する力(抵抗値)を測定した。
以下、各実施例1~6に使用される粉末の詳細な構成について説明する。
実施例1~5では、充填粉末を純度99.7wt%のアルミナ粉末とした。このアルミナ粉末の平均粒径は、0.11mmである。実施例6では、純度99.7wt%、平均粒径0.11mmのアルミナ粉末と、平均粒径1mmのアルミナボール(骨材)とを、1:1の割合(重量比)で混合してなる粉末を使用した。
試験結果を表1に示す。表1における「粉末」は、当該粉末に含まれる主成分を示す。表1における「隙間」は、第一耐火レンガの被覆面と第二耐火レンガの被覆面を合せて円形に構成した場合の直径(被覆面内径)と、移送容器における管状部外径との差を2で除した値である。
抵抗値は、以下のようにして測定した。すなわち、ロードセルを介して管状部を長手方向に荷重を負荷し、管状部が移動を開始した時の荷重(kgf)をロードセルで測定した。測定された荷重(kgf)を管状部の長さ(m)で除することによって抵抗値(kgf/m)を算出した。
実施例1~5では、同じ粉末を用い、管状部と耐火レンガの隙間を変化させた。実施例1及び2は、管状部と耐火レンガの隙間を7.5mm未満とし、管状部が移動することが確認できた。実施例3~5は、管状部と耐火レンガの隙間を7.5mm以上とし、抵抗値が低減されて100kgf/m以下となった。このため、管状部と耐火レンガの隙間が7.5mm以上であれば、粉末の潤滑作用がより向上することが確認できた。
実施例6では、隙間を上述の実施例3と同じ設定にし、平均粒径が0.8mm以上である骨材を添加した。その結果、実施例6では、実施例3よりも抵抗値が減少した。これらから、粉末が骨材を含むことにより、粉末の潤滑作用がより向上することが確認できた。
2 清澄槽
7 移送容器
8a 第一耐火レンガ
8b 第二耐火レンガ
10 接合体
16 移送容器
17a 第一耐火レンガ
17b 第二耐火レンガ
20 接合体
25 溶射膜
GM 溶融ガラス
GMa 溶融ガラス
GR ガラス物品(板ガラス)
P 粉末
S1 充填工程
S2 予熱工程
S5 溶融ガラス供給工程
7 移送容器
8a 第一耐火レンガ
8b 第二耐火レンガ
10 接合体
16 移送容器
17a 第一耐火レンガ
17b 第二耐火レンガ
20 接合体
25 溶射膜
GM 溶融ガラス
GMa 溶融ガラス
GR ガラス物品(板ガラス)
P 粉末
S1 充填工程
S2 予熱工程
S5 溶融ガラス供給工程
Claims (11)
- 耐火レンガで被覆された白金材料製の移送容器によって溶融ガラスを移送し、前記溶融ガラスを成形してガラス物品を製造する方法において、
前記移送容器と前記耐火レンガとの間に、加熱によって拡散接合される粉末を介在させる充填工程と、
前記充填工程後に前記移送容器を加熱する予熱工程と、
前記予熱工程後に、前記移送容器を加熱しつつ、前記移送容器の内部に前記溶融ガラスを通過させる溶融ガラス供給工程と、を備え、
前記溶融ガラス供給工程中に、前記粉末を拡散接合させることにより、前記移送容器を前記耐火レンガに固定する接合体を形成することを特徴とするガラス物品の製造方法。 - 前記充填工程において、前記粉末が充填される、前記移送容器と前記耐火レンガとの間隔は、7.5mm以上である請求項1に記載のガラス物品の製造方法。
- 前記充填工程において、前記粉末は、平均粒径が0.8mm以上である骨材を含む請求項1又は2に記載のガラス物品の製造方法。
- 前記移送容器は、1300℃以上の温度で前記接合体によって前記耐火レンガに固定される請求項1から3のいずれか一項に記載のガラス物品の製造方法。
- 前記接合体は多孔質構造体であり、
前記溶融ガラス供給工程では、前記粉末から生成する溶融ガラスを含む前記接合体を形成する請求項1から4のいずれか一項に記載のガラス物品の製造方法。 - 前記移送容器は、その外周面に溶射膜を有しており、
前記溶融ガラス供給工程では、前記粉末から生成された前記溶融ガラスを前記溶射膜に含浸させる請求項5に記載のガラス物品の製造方法。 - 前記溶射膜は、ジルコニア溶射膜である請求項6に記載のガラス物品の製造方法。
- 前記充填工程において、前記粉末は、アルミナ粉末を主成分として含む請求項1から7のいずれか一項に記載のガラス物品の製造方法。
- 前記充填工程において、前記粉末は、シリカ粉末をさらに含む請求項8に記載のガラス物品の製造方法。
- 前記移送容器によって移送される前記溶融ガラスの温度に応じて、前記粉末における前記シリカ粉末の含有量が調整される請求項9に記載のガラス物品の製造方法。
- 溶融ガラスを移送する白金材料製の移送容器と、前記移送容器を被覆する耐火レンガと、を備えるガラス物品の製造装置であって、
前記移送容器と前記耐火レンガとの間に、粉末を拡散接合させてなる接合体を備えることを特徴とするガラス物品の製造装置。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020049944A1 (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造方法及び製造装置 |
JP2022153290A (ja) * | 2021-03-29 | 2022-10-12 | AvanStrate株式会社 | ガラス基板製造装置、およびガラス基板の製造方法 |
JP2022152757A (ja) * | 2021-03-29 | 2022-10-12 | AvanStrate株式会社 | ガラス基板装置 |
WO2024048298A1 (ja) * | 2022-08-30 | 2024-03-07 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造装置及び製造方法 |
WO2024054406A1 (en) * | 2022-09-09 | 2024-03-14 | Corning Incorporated | Molten glass delivery apparatus |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6925583B2 (ja) * | 2017-12-20 | 2021-08-25 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造方法及び製造装置 |
CN112624574A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-04-09 | 郑州旭飞光电科技有限公司 | 玻璃料道结构 |
CN114873905B (zh) * | 2022-05-30 | 2023-09-22 | 彩虹显示器件股份有限公司 | 一种用于基板玻璃通道升温膨胀管理装置及方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012111667A (ja) * | 2010-11-26 | 2012-06-14 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス製造装置及びそれを用いたガラス製造方法 |
JP2012121740A (ja) * | 2010-12-06 | 2012-06-28 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス製造装置及びそれを用いたガラス製造方法 |
JP2013063881A (ja) * | 2011-09-20 | 2013-04-11 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラスの製造装置及びそれを用いたガラス製造方法 |
JP2013216535A (ja) * | 2012-04-06 | 2013-10-24 | Avanstrate Inc | ガラス板の製造方法および製造装置 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11199335A (ja) * | 1998-01-12 | 1999-07-27 | Kawasaki Refract Co Ltd | キャスタブル耐火物 |
WO2002044115A2 (de) * | 2000-11-30 | 2002-06-06 | Schott Glas | Beschichtetes metallteil in der glasherstellung |
JP2005053712A (ja) * | 2003-08-04 | 2005-03-03 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 無アルカリガラス |
JP4503339B2 (ja) * | 2004-04-13 | 2010-07-14 | サンゴバン・ティーエム株式会社 | 高ジルコニア質電鋳耐火物とその製造方法 |
WO2007000844A1 (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-04 | Asahi Glass Company, Limited | 減圧脱泡装置の上昇管または下降管のバックアップ構造 |
DE102006003531A1 (de) * | 2006-01-24 | 2007-08-02 | Schott Ag | Verfahren und Vorrichtung zum blasenfreien Transportieren, Homogenisieren und Konditionieren von geschmolzenem Glas |
KR101037988B1 (ko) * | 2006-05-25 | 2011-05-30 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | 무알칼리 유리 및 무알칼리 유리 기판 |
WO2009107428A1 (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-03 | 日本電気硝子株式会社 | 有機elディスプレイ用封着材料 |
RU2010154445A (ru) * | 2008-05-30 | 2012-07-10 | Фостер Вилер Энергия Ой (Fi) | Способ и система для генерации энергии путем сжигания в чистом кислороде |
JP5500077B2 (ja) * | 2008-12-11 | 2014-05-21 | 旭硝子株式会社 | 溶融ガラス搬送設備要素およびガラス製造装置 |
JP2010228942A (ja) | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス製造装置の製造方法及びガラス製造装置 |
EP2486170B8 (en) * | 2009-10-06 | 2015-06-10 | Haldor Topsøe A/S | Sealing glass for solid oxide electrolysis cell (soec) stacks |
US8240170B2 (en) * | 2010-02-22 | 2012-08-14 | Corning Incorporated | Apparatus for sealing a joint between vessels for conveying molten glass |
WO2011122218A1 (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-06 | 日本電気硝子株式会社 | 封着材料及びこれを用いたペースト材料 |
JP5605748B2 (ja) * | 2010-04-22 | 2014-10-15 | 日本電気硝子株式会社 | 耐火性フィラー粉末、封着材料及び耐火性フィラー粉末の製造方法 |
TW201210967A (en) * | 2010-06-29 | 2012-03-16 | Avanstrate Inc | Production device of glass panel and production method using the same |
KR101280703B1 (ko) * | 2011-03-30 | 2013-07-01 | 아반스트레이트 가부시키가이샤 | 유리판의 제조 방법 및 유리판 제조 장치 |
EP2821375A4 (en) * | 2012-02-27 | 2015-10-28 | Asahi Glass Co Ltd | PROCESS FOR PRODUCING NON-ALKALINE GLASS |
JP5752648B2 (ja) * | 2012-06-29 | 2015-07-22 | AvanStrate株式会社 | ガラス基板の製造方法及び製造装置 |
JP6281747B2 (ja) * | 2014-03-13 | 2018-02-21 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造装置およびその製造方法 |
-
2018
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012111667A (ja) * | 2010-11-26 | 2012-06-14 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス製造装置及びそれを用いたガラス製造方法 |
JP2012121740A (ja) * | 2010-12-06 | 2012-06-28 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス製造装置及びそれを用いたガラス製造方法 |
JP2013063881A (ja) * | 2011-09-20 | 2013-04-11 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラスの製造装置及びそれを用いたガラス製造方法 |
JP2013216535A (ja) * | 2012-04-06 | 2013-10-24 | Avanstrate Inc | ガラス板の製造方法および製造装置 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020049944A1 (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造方法及び製造装置 |
JPWO2020049944A1 (ja) * | 2018-09-03 | 2021-08-12 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造方法及び製造装置 |
JP7245439B2 (ja) | 2018-09-03 | 2023-03-24 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造方法及び製造装置 |
JP2022153290A (ja) * | 2021-03-29 | 2022-10-12 | AvanStrate株式会社 | ガラス基板製造装置、およびガラス基板の製造方法 |
JP2022152757A (ja) * | 2021-03-29 | 2022-10-12 | AvanStrate株式会社 | ガラス基板装置 |
JP7319316B2 (ja) | 2021-03-29 | 2023-08-01 | AvanStrate株式会社 | ガラス基板装置 |
JP7319412B2 (ja) | 2021-03-29 | 2023-08-01 | AvanStrate株式会社 | ガラス基板製造装置、およびガラス基板の製造方法 |
WO2024048298A1 (ja) * | 2022-08-30 | 2024-03-07 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造装置及び製造方法 |
WO2024054406A1 (en) * | 2022-09-09 | 2024-03-14 | Corning Incorporated | Molten glass delivery apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102522821B1 (ko) | 2023-04-18 |
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