WO2020049944A1 - ガラス物品の製造方法及び製造装置 - Google Patents

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WO2020049944A1
WO2020049944A1 PCT/JP2019/031262 JP2019031262W WO2020049944A1 WO 2020049944 A1 WO2020049944 A1 WO 2020049944A1 JP 2019031262 W JP2019031262 W JP 2019031262W WO 2020049944 A1 WO2020049944 A1 WO 2020049944A1
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transfer container
powder
glass
molten glass
manufacturing
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PCT/JP2019/031262
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English (en)
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和幸 天山
洋司 門谷
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日本電気硝子株式会社
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    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/167—Means for preventing damage to equipment, e.g. by molten glass, hot gases, batches
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    • C03B5/42—Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
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    • C03B5/43—Use of materials for furnace walls, e.g. fire-bricks
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for producing a glass article by molding molten glass.
  • flat glass displays such as liquid crystal displays and organic EL displays use sheet glass.
  • Patent Document 1 discloses an apparatus for manufacturing sheet glass.
  • the sheet glass manufacturing apparatus is provided with a melting tank serving as a supply source of the molten glass, a fining tank provided downstream of the melting tank, a stirring tank provided downstream of the fining tank, and a downstream side of the stirring tank. And a molding device.
  • the dissolving tank, the fining tank, the stirring tank, and the molding device are connected to each other by communication channels.
  • the fining tank, the stirring tank, and the connecting flow path connecting them are containers made of a platinum material (platinum or platinum alloy). These platinum material containers have a dried film formed on the outer surface thereof, and are covered with a holding member made of a refractory material. An alumina castable is filled between the dried film and the holding member. The alumina castable is made into an aqueous slurry by adding an appropriate amount of water, and filled between the dried film and the holding member. The alumina castable solidifies the platinum material container by solidifying by drying.
  • the plate glass manufacturing apparatus is preheated before operation, with each component of the melting tank, the fining tank, the stirring tank, the forming apparatus, and the communication channel being separately separated (hereinafter, referred to as “preheating step”).
  • the platinum material container expands due to a rise in temperature.
  • the plate glass manufacturing apparatus is assembled by connecting the components. Thereafter, the molten glass generated in the melting tank is supplied to a forming apparatus through a fining tank, a stirring tank, and a communication channel, and is formed as a sheet glass.
  • the platinum material container expands, but in the manufacturing apparatus described in Patent Document 1, the platinum material container is fixed to a holding member such as a firebrick by solidified alumina castables. For this reason, the expansion of the platinum material container is hindered, and a large thermal stress acts on the container, which may cause breakage or deformation.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing a glass article capable of suitably expanding a platinum material container in a preheating step.
  • the present invention is to solve the above-mentioned problem, and transfers a molten glass by a long-sized transfer container made of a platinum material coated with a refractory brick, and forms a glass article by molding the molten glass.
  • the preheating step the powder is caused to flow in accordance with thermal expansion of the transfer container, and the layered member is compressed and deformed.
  • the transfer container in the preheating step, since the flowable powder acts as a lubricant, the transfer container is allowed to expand in the longitudinal direction. Further, when the transfer container expands in the radial direction, the layered member contracts due to the compressive deformation, so that an increase in pressure acting on the powder due to the radial expansion of the transfer container can be suppressed. Thereby, even if the transfer container expands in the radial direction, the powder can flow appropriately, and an increase in frictional force with the powder when the transfer container expands in the longitudinal direction is suppressed. Therefore, the transfer container can be suitably expanded along the longitudinal direction.
  • the layered member can be made of ceramic paper. Since the ceramic paper has flexibility, the layered member can be easily installed by being deformed according to the shape of the refractory brick or the transfer container in the filling step. Further, since the ceramic paper has a suitable compressive deformation property, the transfer container can be more appropriately expanded in the longitudinal direction.
  • the layered member may be arranged so as to be in contact with the refractory brick.
  • a layered member can be easily installed in a refractory brick. Since the layered member is supported by the refractory brick, no displacement occurs during the preheating step.
  • some types of refractory bricks shrink during the preheating step, and even when the refractory bricks shrink inward in the radial direction, compressing and deforming the layered member allows the transfer container in the radial direction and Suitable expansion in the longitudinal direction can be ensured.
  • the method for manufacturing a glass article according to the present invention includes a molten glass supply step of passing the molten glass inside the transfer container while heating the transfer container after the preheating step.
  • a bonded body may be formed by fixing the transfer container to the refractory brick by diffusing and bonding the powder.
  • the transfer container is formed by a bonded body obtained by diffusion-bonding the powder.
  • the transfer container is formed by a bonded body obtained by diffusion-bonding the powder.
  • the method for manufacturing a glass article according to the present invention includes a molten glass supply step of passing the molten glass inside the transfer container while heating the transfer container after the preheating step.
  • the glass layer may be formed by vitrifying the powder.
  • the amount of oxygen contacting the transfer container can be reduced.
  • the consumption of the transfer container due to oxidation and sublimation can be reduced as much as possible.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and is an apparatus for manufacturing a glass article including a long transfer container made of a platinum material and a refractory brick covering the transfer container, wherein the transfer container A functional layer formed of a flowable powder and a compressible deformable layered member are interposed between the refractory brick and the refractory brick.
  • the platinum material container can be suitably expanded in the preheating step.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 2.
  • 1 shows a flowchart of a method for manufacturing a glass article. It is sectional drawing which shows a filling process. It is sectional drawing which shows a filling process. It is sectional drawing which shows the other example of a filling process. It is sectional drawing which shows a preheating process. It is sectional drawing which shows a preheating process.
  • FIG. 1 to 9 show one embodiment of a method and an apparatus for manufacturing a glass article according to the present invention.
  • the apparatus for manufacturing a glass article includes, in order from an upstream side, a melting tank 1, a fining tank 2, a homogenizing tank (stirring tank) 3, a pot 4, and a molded body. 5 and glass supply paths 6a to 6d connecting these components 1 to 5 respectively.
  • the manufacturing apparatus includes an annealing furnace (not shown) that gradually cools the sheet glass GR (glass article) formed by the formed body 5 and a cutting device (not shown) that cuts the sheet glass GR after the slow cooling.
  • Melting tank 1 is a vessel for performing a melting step of melting molten glass raw materials to obtain molten glass GM.
  • the melting tank 1 is connected to the fining tank 2 by a glass supply path 6a.
  • the fining tank 2 is a container for performing a fining step of removing bubbles by the action of a fining agent or the like while transferring the molten glass GM.
  • the fining tank 2 is connected to the homogenizing tank 3 by a glass supply path 6b.
  • the fining tank 2 includes a hollow transfer container 7 for transferring the molten glass GM from upstream to downstream, refractory bricks 8 a and 8 b covering the transfer container 7, and the refractory brick.
  • a lid 9 for closing the ends of 8a and 8b, a joined body 10 and layered members 11a and 11b interposed between the transfer container 7 and the refractory bricks 8a and 8b are provided.
  • the transfer container 7 is formed in a tubular shape from a platinum material (platinum or platinum alloy), but is not limited to this configuration, and may be any structure having a space through which the molten glass GM passes.
  • the transfer container 7 includes a tubular portion 12 and flange portions 13 provided at both ends of the tubular portion 12.
  • the tubular portion 12 is formed in a circular tubular shape, but is not limited to this configuration. It is desirable that the inner diameter of the tubular portion 12 be 100 mm or more and 300 mm or less. It is desirable that the wall thickness of the tubular portion 12 be 0.3 mm or more and 3 mm or less. It is desirable that the length of the tubular portion 12 be 300 mm or more and 10000 mm or less. These dimensions are not limited to the above ranges, and are appropriately set according to the type and temperature of the molten glass GM, the scale of the manufacturing apparatus, and the like.
  • tubular portion 12 may be provided with a vent (vent pipe) for discharging gas generated in the molten glass GM, if necessary. Further, the tubular portion 12 may include a partition plate (baffle plate) for changing a direction in which the molten glass GM flows.
  • the flange portion 13 is formed in a circular shape, but is not limited to this shape.
  • the flange portion 13 is formed integrally with the tubular portion 12 by, for example, deep drawing.
  • the flange portion 13 is connected to a power supply device (not shown).
  • the transfer container 7 of the fining tank 2 heats the molten glass GM flowing inside the tubular portion 12 by resistance heating (Joule heat) generated by applying an electric current to the tubular portion 12 through each flange portion 13.
  • the refractory bricks 8a and 8b are made of a high zirconia-based refractory, a zircon-based refractory, a fused silica-based refractory, or an alumina-based refractory, but are not limited to these materials.
  • the high zirconia-based refractories include those containing 80 to 100% by mass of ZrO 2 .
  • the refractory bricks 8a and 8b are configured by a plurality of refractory bricks, and in the illustrated example, are configured by a first refractory brick 8a and a second refractory brick 8b.
  • the first refractory brick 8a supports the tubular portion 12 from below.
  • the second refractory brick 8b covers the upper part of the tubular portion 12.
  • the first refractory brick 8a and the second refractory brick 8b may be further divided into a plurality of refractory bricks in the longitudinal direction.
  • the first refractory brick 8a and the second refractory brick 8b have surfaces (hereinafter referred to as “covering surfaces”) 14a and 14b for covering the outer peripheral surface 12a of the tubular portion 12, and surfaces that abut on each other (hereinafter “abutting surfaces”). 15a and 15b).
  • the covering surfaces 14a and 14b also have a function of holding the outer peripheral surface 12a of the tubular portion 12.
  • the covering surfaces 14a and 14b are formed by arcuate curved surfaces in a sectional view so as to cover the outer peripheral surface 12a of the tubular portion 12.
  • the radius of curvature of the covering surfaces 14a and 14b is smaller than the radius of the outer peripheral surface 12a so that a gap (a housing space for the joined body 10 and the layer members 11a and 11b) is formed between the outer peripheral surface 12a and the tubular portion 12. Is also set large.
  • the distance between the covering surfaces 14a and 14b and the outer peripheral surface 12a of the tubular portion 12 is preferably 3 mm or more, more preferably 7.5 mm or more. Is set. From the viewpoint of preventing creep deformation of the tubular portion 12, this interval is preferably set to 50 mm or less, more preferably 20 mm or less.
  • the tubular portions 12 are covered with the covering surfaces 14a and 14b of the respective refractory bricks 8a and 8b.
  • a cylindrical surface is configured (see FIG. 3).
  • the lid 9 is made of, for example, a high zirconia-based refractory, a zircon-based refractory, a fused silica-based refractory, or an alumina-based refractory, like the refractory bricks 8a and 8b, but is not limited to this material.
  • the lid 9 is divided into a plurality of parts, and is formed into a disk shape (annular shape) by combining the divided bodies.
  • the lid 9 closes one end of the refractory bricks 8a and 8b by contacting one end in the thickness direction with the end in the longitudinal direction.
  • the joined body 10 is configured by filling a powder P as a raw material (see FIG. 5 and the like described below) between the tubular portion 12 of the transfer container 7 and the refractory bricks 8a and 8b, and then performing diffusion bonding by heating.
  • Diffusion bonding refers to a method in which powders are brought into contact with each other and bonded by utilizing diffusion of atoms generated between contact surfaces.
  • Such a joined body 10 is a functional layer formed from the flowable powder P, and is integrated with the layer members 11a and 11b to fix the tubular portion 12 to the fire bricks 8a and 8b.
  • the powder P for example, a mixture of an alumina powder and a silica powder can be used.
  • alumina powder having a high melting point it is desirable to use alumina powder having a high melting point as a main component, but the present invention is not limited thereto, and silica powder may be used as a main component.
  • the powder P is not limited to the above-described configuration, and the powder P may be formed by using individual powders of zirconia, yttria, and other materials in addition to alumina powder and silica powder, or by mixing plural kinds of powders.
  • the average particle size of the powder P can be, for example, 0.01 to 5 mm.
  • the powder P preferably contains an aggregate having an average particle diameter of 0.8 mm or more.
  • the average particle size of the aggregate can be, for example, 5 mm or less.
  • the content of the aggregate with respect to the powder P may be, for example, from 25% by mass to 75% by mass, and the average particle size of the powder P excluding the aggregate is, for example, from 0.01 to 75%. It may be 0.6 mm.
  • the powder P includes an alumina powder and a silica powder, a part of the alumina powder or a part of the silica powder may be used as the aggregate.
  • the ⁇ average particle size '' refers to a value measured by a laser diffraction method, and in a volume-based cumulative particle size distribution curve measured by a laser diffraction method, the integrated amount is accumulated from the smaller particle. Represents a particle size that is 50%.
  • the powder P is prepared so that the transfer container 7 of the fining tank 2 is fixed to the refractory bricks 8a and 8b by forming the joined body 10 at 1300 ° C. or higher, in other words, the diffusion bonding between the powders P is activated at 1300 ° C. or higher.
  • the temperature at which diffusion bonding of the powder P is activated can be appropriately set by adjusting the mixing ratio.
  • the mixing ratio between the alumina powder and the silica powder is, for example, 90 wt% for the alumina powder and 10 wt% for the silica powder, but is not limited thereto.
  • a powder containing 90 wt% or more of silica powder can be used.
  • the powder P is desirably composed of, for example, 93% by weight of silica powder, 4% by weight of alumina powder, and the balance of another powder, but is not limited to this mixing ratio.
  • vitrification progresses by being heated to 1500 ° C. or higher.
  • the powder P eventually becomes a glass layer by being entirely or mostly vitrified.
  • the layer members 11a and 11b are formed in a flexible sheet shape and are configured to be compressively deformable in the thickness direction.
  • the layer members 11a and 11b are made of, for example, ceramic paper.
  • the ceramic paper is, for example, a woven or non-woven fabric of ceramic fibers, and zirconia paper and alumina paper are preferably used.
  • the thickness Tb (mm) of the layered members 11a and 11b before compression deformation is a ratio (Tb / D) to a distance D (mm) between the coating surfaces 14a and 14b and the outer peripheral surface 12a of the tubular portion 12 at normal temperature. Preferably, it is 0.1 to 0.5.
  • the thickness Ta (mm) of the layered members 11a and 11b after the compression deformation in the preheating step S2 is a ratio (Ta / Tb) of 0.1 to the thickness Tb (mm) of the layered members 11a and 11b before the compression deformation. Preferably, it is set to 5 to 0.9.
  • a plurality of thin ceramic papers or the like may be laminated and used.
  • the porosity of the layer members 11a and 11b is preferably set to 70 to 99%.
  • the density of the layered members 11a and 11b can be, for example, 0.1 to 1.0 g / cm 3 .
  • the layered members 11a and 11b are arranged so as to contact the covering surfaces 14a and 14b of the refractory bricks 8a and 8b.
  • the layered members 11a and 11b include a first layered member 11a that contacts the covering surface 14a of the first refractory brick 8a and a second layered member 11b that contacts the covering surface 14b of the second refractory brick 8b. Due to its flexibility, the layer members 11a and 11b can be deformed from a flat plate shape into a curved shape so as to follow the curved surfaces of the covering surfaces 14a and 14b.
  • the area of each of the layered members 11a and 11b is equal to the area of each of the covering surfaces 14a and 14b, but is not limited to this configuration.
  • a plurality of layered members 11a and 11b having an area smaller than the area of the covering surfaces 14a and 14b may be provided in parallel with the covering surfaces 14a and 14b.
  • the thickness of the first layered member 11a and the thickness of the second layered member 11b are equal, but the invention is not limited to this, and the thicknesses of the layered members 11a and 11b may be different. In this case, for example, the first layered member 11a located below the transfer container 7 can be made thicker than the second layered member 11b.
  • the homogenization tank 3 is a transfer container made of a platinum material for performing a step (homogenization step) of stirring and homogenizing the clarified molten glass GM.
  • the transfer container of the homogenization tank 3 is a tubular container with a bottom, and its outer peripheral surface is covered with a refractory brick (not shown).
  • the homogenizing tank 3 includes a stirrer 3a having a stirring blade.
  • the homogenizing tank 3 is connected to the pot 4 by a glass supply path 6c.
  • the pot 4 is a container for performing a state adjusting step of adjusting the molten glass GM to a state suitable for molding.
  • the pot 4 is exemplified as a volume for adjusting the viscosity and the flow rate of the molten glass GM.
  • the pot 4 is connected to the molded body 5 by a glass supply path 6d.
  • the molded body 5 is formed by molding the molten glass GM into a plate by an overflow down draw method. Specifically, the molded body 5 has a substantially wedge-shaped cross-sectional shape (a cross-sectional shape orthogonal to the paper surface of FIG. 1), and an overflow groove (not shown) is formed on the upper part of the molded body 5. Have been.
  • the molded body 5 causes the molten glass GM to overflow from the overflow groove and flow down along the side wall surfaces on both sides of the molded body 5 (side surfaces located on the front and back sides of the paper).
  • the molded body 5 fuses the molten glass GM that has flowed down at the lower apex of the side wall surface.
  • the band-shaped plate glass GR is formed.
  • the band-shaped sheet glass GR is subjected to a slow cooling step S7 and a cutting step S8 described below, and is made into a sheet glass having desired dimensions.
  • the sheet glass thus obtained has a thickness of, for example, 0.01 to 10 mm, and is used for a flat panel display such as a liquid crystal display or an organic EL display, an organic EL lighting, a substrate for a solar cell, or a protective cover. You.
  • the molded body 5 may execute another downdraw method such as a slot downdraw method.
  • the glass article according to the present invention is not limited to the sheet glass GR, and includes a glass tube and others having various shapes. For example, in the case of forming a glass tube, a molding device using a Danner method is provided instead of the molded body 5.
  • silicate glass or silica glass is used, preferably borosilicate glass, soda lime glass, aluminosilicate glass, or chemically strengthened glass, and most preferably non-alkali glass.
  • the alkali-free glass is a glass that does not substantially contain an alkali component (alkali metal oxide), specifically, a glass having a weight ratio of the alkali component of 3000 ppm or less. is there.
  • the weight ratio of the alkali component in the present invention is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, and most preferably 300 ppm or less.
  • the glass supply paths 6a to 6d connect the melting tank 1, the fining tank 2, the homogenizing tank (stirring tank) 3, the pot 4, and the molded body 5 in that order.
  • Each of the glass supply paths 6a to 6d includes a transfer container made of a platinum material.
  • the method includes a filling step S1, a preheating step S2, an assembling step S3, a melting step S4, a molten glass supplying step S5, a forming step S6, a slow cooling step S7, and a cutting step S8.
  • the finer tank 2 is filled with the powder P.
  • the first refractory brick 8 a and the second refractory brick 8 b covering the transfer container 7 of the fining tank 2 are vertically separated from each other and contact the coating surface 14 a of the first refractory brick 8 a.
  • the first layered member 11a is arranged so as to perform the operation.
  • the second layered member 11b is arranged so as to be in contact with the covering surface 14b of the second refractory brick 8b.
  • the powder P is filled between the covering surface 14a (the first layered member 11a) of the first refractory brick 8a and the outer peripheral surface 12a of the tubular portion 12 of the transfer container 7. Thereafter, as shown in FIG. 6, the contact surface 15b of the second fire brick 8b is brought into contact with the contact surface 15a of the first fire brick 8a. At this time, the first layered member 11a and the second layered member 11b have a cylindrical shape so as to cover the entire circumference of the tubular portion 12. Then, the powder P is filled into the space between the upper portion of the outer peripheral surface 12a and the covering surface 14b (the second layered member 11b) of the second refractory brick 8b. Thereafter, the ends of the refractory bricks 8a and 8b are closed by the lid 9.
  • FIG. 7 shows another example of the filling step S1.
  • the second layered member 11b includes a first component 11c and a second component 11d.
  • the powder P is poured between the covering surface 14a (first layered member 11a) of the first refractory brick 8a and the outer peripheral surface 12a (lower portion) of the tubular portion 12 of the transfer container 7. After filling, the powder P is placed so as to cover the upper part of the outer peripheral surface 12a. After that, the first constituent member 11c of the second layered member 11b is put on the powder P. Then, the powder P on the upper side of the outer peripheral surface 12a is covered with the second component member 11d.
  • the powder P By pressing the powder P by the first component 11c and the second component 11d, the powder P can be prevented from dropping from the outer peripheral surface 12a. Then, the covering surface 14b of the second refractory brick 8b is put on the second layered member 11b (the first component 11c and the second component 11d). When the contact surface 15b of the second refractory brick 8b comes into contact with the contact surface 15a of the first refractory brick 8a (see FIG. 6), the filling step S1 of the present example ends.
  • the components 1 to 5 and 6a to 6d of the manufacturing apparatus are individually separated and the temperature is increased.
  • the fining tank 2 is heated
  • the preheating step S2 an electric current is supplied to the tubular portion 12 through the flange portion 13 in order to raise the temperature of the transfer container 7 of the fining tank 2.
  • the transfer container 7 is heated, and the tubular portion 12 expands in the axial direction (longitudinal direction) and the radial direction.
  • the powder P filled between the refractory bricks 8a and 8b and the tubular portion 12 maintains a powder state, and flows in the space between the tubular portion 12 and the refractory bricks 8a and 8b ( Move) is possible.
  • a powder P acts as a lubricant, each tubular portion 12 can expand without generating thermal stress.
  • FIGS. 8 and 9 are partial cross-sectional views of the fining tank 2 showing a mode in which the tubular portion 12 expands in the radial direction.
  • the tubular portion 12 in the preheating step S2, the tubular portion 12 tends to expand radially outward as indicated by a two-dot chain line and an arrow. In this case, the pressure acting on the powder P and the first layered member 11a increases.
  • the first layered member 11a is compressed and deformed (shrinks) so that its thickness is reduced by being pressed by the powder P due to the expansion of the tubular portion 12 (the shrinking mode is indicated by a two-dot chain line). , Arrows and solid lines).
  • the contraction of the layer members 11a and 11b allows the tubular portion 12 to expand without increasing the pressure acting on the powder P.
  • the powder P can flow suitably.
  • the tubular portion 12 expands in the longitudinal direction, an increase in frictional force with the powder P is suppressed. Therefore, the tubular portion 12 can be suitably expanded in the longitudinal direction while expanding in the radial direction.
  • the first layered member 11a is pulverized after the compression deformation, and the volume is further reduced. Also in this case, the increase in the frictional force with the powder P is suppressed, so that the tubular portion 12 can favorably expand in the longitudinal direction while expanding in the radial direction.
  • the refractory bricks 8a and 8b when a high zirconia-based refractory is used as the refractory bricks 8a and 8b, when the temperature of the transfer container 7 reaches 1100 ° C. in the preheating step S2, the refractory bricks 8a and 8b contract. The phenomenon has been confirmed. In this case, as the refractory bricks 8a and 8b contract inward in the radial direction of the transfer container 7, the transfer container 7 is compressed via the powder P. Even in such a case, by compressively deforming the layered members 11a and 11b, the transfer container 7 can be appropriately expanded in the radial direction and the longitudinal direction.
  • the preheating step S2 ends, and the assembling step S3 is executed.
  • the manufacturing apparatus is assembled by connecting the melting tank 1, the fining tank 2, the homogenizing tank 3, the pot 4, the molded body 5, and the glass supply paths 6a to 6d.
  • the glass raw material supplied into the melting tank 1 is heated to generate a molten glass GM.
  • the molten glass GM may be generated in the melting tank 1 before the assembling step S3.
  • the molten glass GM in the melting tank 1 is sequentially transferred to the refining tank 2, the homogenizing tank 3, the pot 4, and the compact 5 through the glass supply paths 6a to 6d.
  • the fining tank 2 and each of the glass supply paths 6a to 6d continue to be heated by energizing the tubular portion 12. Further, the temperature of the refining tank 2 and the glass supply paths 6a to 6d is also increased by the high-temperature molten glass GM passing through the refining tank 2 and the tubular portion 12 of each of the glass supply paths 6a to 6d. With this temperature rise, the temperature of the powder P filled in the fining tank 2 also rises.
  • the diffusion bonding of the powder P is activated by the temperature increase.
  • the temperature of the powder P may be 1400 ° C. or more and 1700 ° C. or less.
  • diffusion bonding occurs between the alumina powders in the powder P and between the alumina powder and the silica powder.
  • mullite is generated by the alumina powder and the silica powder.
  • Mullite strongly bonds the alumina powders. Diffusion bonding progresses with the passage of time, and finally, the powder P becomes one or a plurality of bonded bodies 10.
  • the joined body 10 is integrated with the layered members 11a and 11b and adheres tightly to the tubular portion 12 and the refractory bricks 8a and 8b, thereby inhibiting movement of the tubular portion 12 with respect to the refractory bricks 8a and 8b. For this reason, the tubular part 12 is fixed to the refractory bricks 8a and 8b.
  • the joined body 10 continues to support the tubular portion 12 together with the refractory bricks 8a and 8b until the production of the sheet glass GR ends.
  • the time required until all of the powder P becomes the joined body 10 is preferably within 24 hours, but is not limited to this range.
  • the powder P containing silica powder as a main component containing 90 wt% or more
  • the powder P maintains a flowable state in the preheating step S2.
  • the powder P compressively deforms the layered members 11a and 11b in accordance with the radial expansion of the transfer container 7.
  • the powder P flows in accordance with the longitudinal expansion of the transfer container 7.
  • the molten glass supply step S5 when the molten glass GM flows through the transfer container 7 of the fining tank 2, a fining agent is blended in the glass raw material. Bubbles) are removed. Further, in the homogenization tank 3, the molten glass GM is stirred and homogenized. When the molten glass GM passes through the pot 4 and the glass supply path 6d, its state (for example, viscosity and flow rate) is adjusted.
  • the molten glass GM is supplied to the formed body 5 through the molten glass supply step S5.
  • the molded body 5 causes the molten glass GM to overflow from the overflow groove and flow down along the side wall surface.
  • the molded body 5 forms the plate glass GR by fusing the molten glass GM that has flowed down at the lower apex.
  • the sheet glass GR is formed into predetermined dimensions through a slow cooling step S7 using a slow cooling furnace and a cutting step S8 using a cutting device.
  • the band-shaped sheet glass GR may be wound into a roll shape (winding step).
  • a glass article (sheet glass GR) is completed.
  • the transfer container 7 of the refining tank 2 contains the powder P capable of being diffusion-bonded between the refractory bricks 8a and 8b or Supported by vitrizable powder P.
  • the powder P can move (flow) between each tubular portion 12 and the refractory bricks 8a and 8b so as not to hinder the expansion of each tubular portion 12. .
  • the transfer container 7 expands in the radial direction in the preheating step S2, the expansion acts to compressively deform (shrink) the layered members 11a and 11b, thereby reducing the pressure acting on the powder P.
  • the powder P can flow suitably, and the increase in the frictional force acting on the transfer container 7 when expanding in the longitudinal direction can be suppressed.
  • the transfer container 7 can be suitably expanded to a desired length.
  • the powder P is formed as the bonded body 10 by diffusion bonding, so that the bonded body 10 and the refractory bricks 8a and 8b ensure that each tubular portion 12 is not moved. Can be fixed. Further, by vitrifying the powder P to form a glass layer, it is possible to reduce oxidation and sublimation of each tubular portion 12 due to sublimation.
  • the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, nor is it limited to the above-described operation and effect.
  • the present invention can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
  • the present invention is not limited to this embodiment. As long as the expansion of the transfer container 7 is permitted during the preheating step S2, a part of the powder P may be diffusion-bonded during the preheating step S2.
  • the present invention is applied to the transfer container 7 provided in the fining tank 2, but the present invention may be applied to the transfer container provided in the glass supply paths 6a to 6d. Further, the present invention may be applied to a transfer container provided in the homogenization tank 3. As the temperature of the molten glass GM flowing through the inside increases, the breakage and deformation become more remarkable due to the thermal stress generated in the transfer container. That is, if the present invention is applied to a transfer container in which the temperature of the molten glass GM flowing inside is high, the effect of preventing the transfer container from being damaged or deformed becomes more remarkable.
  • the glass supply path 6a connecting the melting tank 1 and the fining tank 2, the fining tank 2, the glass supply path 6b connecting the fining tank 2 and the homogenizing tank 3, the homogenizing tank 3, and the homogenizing tank 3 The present invention is preferably applied to the glass supply path 6c connecting the pot 4, and more preferably to the glass supply path 6a and the fining tank 2.
  • the fining tank 2 and the glass supply paths 6a to 6d of the above embodiment are constituted by one transfer container, but may be constituted by a plurality of transfer containers. In the latter case, a transfer container of a desired length is formed by butt-connecting a plurality of transfer containers.
  • the preheating step S2 is performed by filling the transfer container 7 and the refractory bricks 8a and 8b with the powder P that can be diffusion-bonded
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • a powder that does not form the joined body 10 by diffusion bonding specifically, a flowable powder such as a glass powder or a ceramic powder may be interposed between the refractory bricks 8a and 8b of the transfer container 7 as a filler. Good.

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Abstract

ガラス物品の製造方法は、移送容器７と耐火レンガ８ａ，８ｂとの間に、流動可能な粉末Ｐと、圧縮変形可能な層状部材１１ａ，１１ｂとを介在させる充填工程Ｓ１と、充填工程Ｓ１後に移送容器７を加熱する予熱工程Ｓ２と、を備える。予熱工程Ｓ２では、移送容器７の熱膨張に伴って粉末Ｐを流動させるとともに層状部材１１ａ，１１ｂを圧縮変形させる。

Description

ガラス物品の製造方法及び製造装置
　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、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（白金又は白金合金）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。
特開２０１０－２２８９４２号公報
　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、特許文献１に記載の製造装置では、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耐火レンガ等の保持部材に固定されている。このため、白金材料容器の膨張が阻害され、当該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為されたものであり、予熱工程において白金材料容器を好適に膨張させ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で長尺状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、流動可能な粉末と、圧縮変形可能な層状部材と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、を備え、前記予熱工程では、前記移送容器の熱膨張に伴って前記粉末を流動させるとともに前記層状部材を圧縮変形させることを特徴とする。
　かかる構成によれば、予熱工程において、流動可能な粉末が潤滑材として作用することから、移送容器が長手方向に膨張することが許容される。また、移送容器が半径方向に膨張すると、層状部材が圧縮変形によって収縮するので、移送容器の半径方向の膨張によって粉末に作用する圧力が増加することを抑制できる。これにより、移送容器が半径方向に膨張しても、粉末は好適に流動できると共に、移送容器が長手方向に膨張する際の粉末との摩擦力の増加が抑制される。したがって、移送容器を長手方向に沿って好適に膨張させることができる。
　前記層状部材は、セラミックペーパーにより構成され得る。セラミックペーパーは可撓性を有するため、充填工程において、耐火レンガや移送容器の形状に応じて変形させることで、当該層状部材を容易に設置できる。また、セラミックペーパーは好適な圧縮変形性を有するので、移送容器を長手方向に沿ってより好適に膨張させることができる。
　前記充填工程では、前記層状部材は、前記耐火レンガに接触するように配置されてもよい。これにより、充填工程において、層状部材を耐火レンガに容易に設置することができる。層状部材は、耐火レンガに支持されることで、予熱工程中に位置ずれを生じることもない。加えて、耐火レンガの種別によっては予熱工程中に収縮するものもあり、耐火レンガが半径方向内方に収縮した場合であっても、層状部材を圧縮変形させることで、移送容器の半径方向及び長手方向への好適な膨張を確保できる。
　本発明に係るガラス物品の製造方法は、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してもよい。
　かかる構成によれば、予熱工程において粉末を流動させることで移送容器の長手方向への膨張を促すことができ、その後の溶融ガラス供給工程では、当該粉末を拡散接合させてなる接合体によって移送容器を固定することで、当該移送容器の変形及び位置ずれを防止できる。これにより、溶融ガラスを安定的に移送できる。
　本発明に係るガラス物品の製造方法は、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を備え、前記溶融ガラス供給工程中に、前記粉末をガラス化させることにより、ガラス層を形成してもよい。
　かかる構成によれば、白金材料製の移送容器をガラス層で覆うことで、当該移送容器に接触する酸素の量を低減できる。これにより、移送容器の酸化、昇華による消耗を可及的に低減できる。
　本発明は上記の課題を解決するためのものであり、白金材料製で長尺状の移送容器と、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、流動可能な粉末から形成される機能層と、圧縮変形可能な層状部材とが介在することを特徴とする。
　本発明によれば、予熱工程において白金材料容器を好適に膨張させることが可能になる。
ガラス物品の製造装置を示す側面図である。 清澄槽の断面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。 ガラス物品の製造方法のフローチャートを示す。 充填工程を示す断面図である。 充填工程を示す断面図である。 充填工程の他の例を示す断面図である。 予熱工程を示す断面図である。 予熱工程を示す断面図である。
　以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１乃至図９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。
　図２及び図３に示すように、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及び層状部材１１ａ，１１ｂ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。移送容器７は、管状部１２と、当該管状部１２の両端部に設けられるフランジ部１３とを備える。
　管状部１２は、円管状にされるが、この構成に限定されない。管状部１２の内径は、１００ｍｍ以上３００ｍｍ以下とされることが望ましい。管状部１２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１２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１２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１２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１３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１３は、例えば深絞り加工により管状部１２と一体的に形成される。フランジ部１３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１３を介して管状部１２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１２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、溶融シリカ系耐火物又はアルミナ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。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１２を下側から支持する。第二耐火レンガ８ｂは、管状部１２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１２の外周面１２ａ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１２の外周面１２ａ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１２の外周面１２ａ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１２の外周面１２ａとの間に隙間（接合体１０及び層状部材１１ａ，１１ｂの収容空間）が形成されるように、当該外周面１２ａの半径よりも大きく設定される。被覆面１４ａ，１４ｂと管状部１２の外周面１２ａとの間隔（外周面１２ａ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１２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１２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、溶融シリカ系耐火物又はアルミナ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５等参照）を、移送容器７の管状部１２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。このような接合体１０は、流動可能な粉末Ｐから形成される機能層であり、層状部材１１ａ，１１ｂと一体化して管状部１２を耐火レンガ８ａ，８ｂに固定する。
　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とすることが望ましいが、これに限らずシリカ粉末を主成分としてもよい。上記の構成に限らず、粉末Ｐは、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又はシリカ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。
　粉末Ｐの他の例として、９０ｗｔ％以上のシリカ粉末を含むものを使用することができる。この粉末Ｐでは、例えばシリカ粉末が９３ｗｔ％、アルミナ粉末が４ｗｔ％、残部が他の粉末により構成されるものが望ましいが、この混合比に限定されない。この粉末Ｐを使用した場合には、１５００℃以上に加熱されることでガラス化が進展する。この粉末Ｐは、最終的に全て又は大部分がガラス化することで、ガラス層となる。
　層状部材１１ａ，１１ｂは、可撓性を有するシート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。層状部材１１ａ，１１ｂ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。層状部材１１ａ，１１ｂ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１２の外周面１２ａ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における層状部材１１ａ，１１ｂの圧縮変形後の厚みＴａ（ｍｍ）は、層状部材１１ａ，１１ｂ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。上述の厚さの層状部材１１ａ，１１ｂ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。層状部材１１ａ，１１ｂの気孔率は、７０～９９％とされることが好ましい。層状部材１１ａ，１１ｂの密度は、例えば０．１～１．０ｇ／ｃｍ３とすることができる。
　図２及び図３に示すように、層状部材１１ａ，１１ｂ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。層状部材１１ａ，１１ｂは、第一耐火レンガ８ａの被覆面１４ａに接触する第一層状部材１１ａと、第二耐火レンガ８ｂの被覆面１４ｂに接触する第二層状部材１１ｂとを含む。層状部材１１ａ，１１ｂ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、各層状部材１１ａ，１１ｂ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層状部材１１ａ，１１ｂ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、第一層状部材１１ａの厚さと第二層状部材１１ｂの厚さとは等しくされているが、これに限らず、各層状部材１１ａ，１１ｂ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層状部材１１ａを第二層状部材１１ｂよりも厚くすることができる。
　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、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。各ガラス供給路６ａ～６ｄは、白金材料製の移送容器を備える。
　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４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５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層状部材１１ａ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層状部材１１ｂを配置する。
　次に、第一耐火レンガ８ａの被覆面１４ａ（第一層状部材１１ａ）と、移送容器７の管状部１２の外周面１２ａとの間に粉末Ｐを充填する。その後、図６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、第一層状部材１１ａ及び第二層状部材１１ｂは、管状部１２の全周を覆うように円筒状となる。そして、外周面１２ａの上側の部分と、第二耐火レンガ８ｂの被覆面１４ｂ（第二層状部材１１ｂ）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７は充填工程Ｓ１の他の例を示す。本例では、第二層状部材１１ｂは、第一構成部材１１ｃと第二構成部材１１ｄとを備える。本例における充填工程Ｓ１では、第一耐火レンガ８ａの被覆面１４ａ（第一層状部材１１ａ）と、移送容器７の管状部１２の外周面１２ａ（下側部分）との間に粉末Ｐを充填した後、外周面１２ａの上側部分を覆うように粉末Ｐを載せる。その後、この粉末Ｐに、第二層状部材１１ｂの第一構成部材１１ｃを被せる。そして、第二構成部材１１ｄによって外周面１２ａの上側の粉末Ｐを被覆する。第一構成部材１１ｃ及び第二構成部材１１ｄによって粉末Ｐを押さえることで、当該粉末Ｐの外周面１２ａからの脱落を防止できる。その後、第二層状部材１１ｂ（第一構成部材１１ｃ、第二構成部材１１ｄ）の上に、第二耐火レンガ８ｂの被覆面１４ｂを被せる。第二耐火レンガ８ｂの当接面１５ｂが第一耐火レンガ８ａの当接面１５ａに接触することにより（図６参照）、本例の充填工程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、予熱工程Ｓ２の例として、清澄槽２を加熱する場合を説明する。
　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１３を介して管状部１２に電流を流す。これによって移送容器７が加熱され、管状部１２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と管状部１２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１２と耐火レンガ８ａ，８ｂ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１２は、熱応力を発生させることなく膨張できる。
　図８及び図９は、管状部１２が半径方向に膨張する態様を示す清澄槽２の部分断面図である。図８に示すように、予熱工程Ｓ２において、管状部１２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及び第一層状部材１１ａに作用する圧力が増加する。
　図９に示すように、第一層状部材１１ａは、管状部１２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）。このように、層状部材１１ａ，１１ｂが収縮することで、管状部１２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１２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１２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、第一層状部材１１ａ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１２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。
　本発明者の知見によれば、耐火レンガ８ａ，８ｂとして高ジルコニア系耐火物を用いた場合、予熱工程Ｓ２において移送容器７の温度が１１００℃に到達すると、当該耐火レンガ８ａ，８ｂが収縮する現象が確認されている。この場合、耐火レンガ８ａ，８ｂが移送容器７の半径方向内方に収縮することで、移送容器７は、粉末Ｐを介して圧縮されることになる。このような場合であっても、層状部材１１ａ，１１ｂを圧縮変形させることで、移送容器７は、半径方向及び長手方向に好適に膨張できる。
　管状部１２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、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。
　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及び各ガラス供給路６ａ～６ｄは、管状部１２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及び各ガラス供給路６ａ～６ｄの管状部１２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に充填された粉末Ｐも昇温する。
　この昇温によって、粉末Ｐの拡散接合が活性化する。この際、粉末Ｐの温度は、１４００℃以上１７００℃以下とすればよい。
　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となる。接合体１０は、層状部材１１ａ，１１ｂと一体化し、管状部１２及び耐火レンガ８ａ，８ｂと密着することで、耐火レンガ８ａ，８ｂに対する管状部１２の移動を阻害する。このため、管状部１２は、耐火レンガ８ａ，８ｂに固定される。接合体１０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とともに管状部１２を支持し続ける。なお、粉末Ｐが全て接合体１０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。
　シリカ粉末が主成分である（９０ｗｔ％以上含まれる）粉末Ｐを使用した場合、当該粉末Ｐは、予熱工程Ｓ２において流動可能な状態を維持する。これにより、粉末Ｐは、移送容器７の半径方向の膨張に応じて層状部材１１ａ，１１ｂを圧縮変形させる。また、粉末Ｐは、移送容器７の長手方向の膨張に応じて流動する。
　溶融ガラス供給工程Ｓ５において、この粉末Ｐは、１５００℃以上に加熱されると、ガラス化を進展させる。全ての粉末Ｐがガラス化すると、移送容器７の管状部１２を被覆するガラス層（機能層）が形成される。このガラス層（機能層）は、管状部１２に接触する酸素の量を低減する。これにより、管状部１２の酸化、昇華による消耗を可及的に低減できる。
　溶融ガラス供給工程Ｓ５において、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は、耐火レンガ８ａ，８ｂとの間に充填される拡散接合可能な粉末Ｐ又はガラス化可能な粉末Ｐによって支持される。移送容器７の管状部１２が膨張する場合には、この粉末Ｐは、各管状部１２の膨張を阻害しないように、各管状部１２と耐火レンガ８ａ，８ｂとの間において移動（流動）できる。また、予熱工程Ｓ２において移送容器７が半径方向に膨張する場合、その膨張によって層状部材１１ａ，１１ｂを圧縮変形（収縮）させることで、粉末Ｐに作用する圧力を低減する。これにより、粉末Ｐは好適に流動できると共に、長手方向に膨張する際に移送容器７に働く摩擦力の増加を抑制できる。その結果、予熱工程Ｓ２において、移送容器７を好適に所期の長さまで膨張させることができる。
　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として構成されることで、当該接合体１０と耐火レンガ８ａ，８ｂとによって、各管状部１２を移動しないように確実に固定できる。また、粉末Ｐをガラス化させ、ガラス層を形成することで、各管状部１２の酸化、昇華による消耗を低減できる。
　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後に粉末Ｐを拡散接合させる例を示したが、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７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。
　上記実施形態では、清澄槽２が備える移送容器７に本発明を適用したが、ガラス供給路６ａ～６ｄが備える移送容器に本発明を適用してもよい。また、均質化槽３が備える移送容器に本発明を適用してもよい。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。
　上記実施形態の清澄槽２及びガラス供給路６ａ～６ｄは、一つの移送容器によって構成されるが、複数の移送容器によって構成されてもよい。後者の場合、複数の移送容器を突き合わせて接続することによって所望の長さの移送容器が形成される。
　上記の実施形態では、移送容器７と耐火レンガ８ａ，８ｂとの間に拡散接合可能な粉末Ｐを充填して予熱工程Ｓ２を行う例を示したが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、移送容器７の耐火レンガ８ａ，８ｂとの間に、拡散接合によって接合体１０を形成しない粉末、具体的にはガラス粉末、セラミック粉末等の流動可能な粉末を充填材として介在させてもよい。
　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（機能層）
１１ａ　　　　第一層状部材
１１ｂ　　　　第二層状部材
　ＧＭ　　　　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 (6)

  1. 　耐火レンガで被覆された白金材料製で長尺状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、流動可能な粉末と、圧縮変形可能な層状部材と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、を備え、
    　前記予熱工程では、前記移送容器の熱膨張に伴って前記粉末を流動させるとともに前記層状部材を圧縮変形させることを特徴とするガラス物品の製造方法。
  2. 　前記層状部材は、セラミックペーパーにより構成される請求項１に記載のガラス物品の製造方法。
  3. 　前記充填工程では、前記層状部材は、前記耐火レンガに接触するように配置される請求項１又は２に記載のガラス物品の製造方法。
  4. 　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。
  5. 　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を備え、
    　前記溶融ガラス供給工程中に、前記粉末をガラス化させることにより、ガラス層を形成する請求項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。
  6. 　白金材料製で長尺状の移送容器と、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、流動可能な粉末から形成される機能層と、圧縮変形可能な層状部材とが介在することを特徴とするガラス物品の製造装置。
     
     
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