WO2023112731A1 - ガラス物品の製造装置及び製造方法 - Google Patents

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WO2023112731A1
WO2023112731A1 PCT/JP2022/044614 JP2022044614W WO2023112731A1 WO 2023112731 A1 WO2023112731 A1 WO 2023112731A1 JP 2022044614 W JP2022044614 W JP 2022044614W WO 2023112731 A1 WO2023112731 A1 WO 2023112731A1
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WO
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cooling
glass
outer tube
glass ribbon
tube
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/044614
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English (en)
French (fr)
Inventor
寛典 青木
彰 服部
Original Assignee
日本電気硝子株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06Forming glass sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B25/00Annealing glass products
    • C03B25/04Annealing glass products in a continuous way
    • C03B25/10Annealing glass products in a continuous way with vertical displacement of the glass products
    • C03B25/12Annealing glass products in a continuous way with vertical displacement of the glass products of glass sheets

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for manufacturing glass articles such as glass ribbons.
  • Glass plates are used as substrates and covers for displays such as liquid crystal displays and organic EL displays and for organic EL lighting.
  • the overflow down-draw method is known as a method for manufacturing these glass sheets.
  • molten glass is poured into an overflow groove provided in the upper part of a molded body having a substantially wedge-shaped cross section, and the molten glass flowing out on both sides from the overflow groove is allowed to flow down along two side surfaces of the molded body. , and by fusing and integrating these molten glasses at the lower end of the molded body, one sheet of glass ribbon is continuously molded.
  • the glass ribbon formed in this way is conveyed while being given an appropriate tension by conveying rollers arranged below the molded body. Thereby, the thickness of the glass ribbon can be controlled.
  • the viscosity of the molten glass supplied to the molded body is relatively high in order to apply an appropriate tension to the glass ribbon.
  • the viscosity of the molten glass is low, it is impossible to apply an appropriate tension to the glass ribbon, and the thickness of the glass ribbon cannot be controlled due to the influence of gravity.
  • rollers forming rollers arranged below the formed body (isopipe) are used.
  • the viscosity of the glass ribbon (glass stream) formed by the forming body can be increased by contacting the roller and cooling the glass ribbon (see paragraph 0120 of the same document).
  • the technical problem of the present invention is to uniformly cool the rollers for cooling the glass ribbon.
  • the present invention is intended to solve the above problems, and an apparatus for manufacturing a glass article comprising a formed body for forming a glass ribbon from molten glass by a down-draw method, and a cooling roller in contact with the entire width of the glass ribbon.
  • the cooling roller includes an outer tube whose outer surface is in contact with the glass ribbon, an inner tube disposed inside the outer tube, and a coolant supply channel formed by the inner surface of the inner tube. and a cooling channel through which the coolant supplied from the supply channel flows, wherein the cooling channel is formed between the inner surface of the outer tube and the outer surface of the inner tube.
  • the inner tube is arranged inside the outer tube, and the flow from the supply channel formed by the inner surface of the inner tube to the cooling channel formed between the outer surface of the inner tube and the inner surface of the outer tube.
  • the outer surface of the inner pipe has a plurality of supply holes for ejecting the coolant flowing through the supply flow channel to the cooling flow channel, and the plurality of supply holes are spaced apart in the longitudinal direction of the inner pipe. may be formed after
  • the plurality of supply holes formed on the outer surface of the inner pipe are spaced apart in the longitudinal direction of the inner pipe, thereby reducing the temperature difference of the coolant in the cooling flow path. It becomes possible to cool the outer tube more evenly.
  • the supply hole is configured to eject the coolant upward from the outer surface of the inner tube, and the coolant is supplied so as not to overlap a contact area where the glass ribbon contacts the outer tube. It may be configured to jet.
  • the cooling of the glass ribbon may become uneven.
  • the coolant by ejecting the coolant upward so as to avoid the contact area of the glass ribbon, it is possible to uniformly cool the outer tube and suitably cool the glass ribbon.
  • the outer tube may be rotatable, and the inner tube having the supply hole may be non-rotatable. With such a configuration, the refrigerant can always be supplied in a constant direction from the supply hole of the inner tube, and the outer tube can be stably cooled.
  • the inner tube includes a first inner tube extending from one end of the outer tube to the inside of the outer tube, and a second inner tube extending from the other end of the outer tube to the inside of the outer tube,
  • the supply channel may include a first supply channel formed by the inner surface of the first inner tube and a second supply channel formed by the inner surface of the second inner tube.
  • the cooling channel can be supplied from each supply channel. It is possible to reduce the temperature difference of the refrigerant to be applied as much as possible. As a result, even if the length dimension of the outer tube is large, for example, even if the length dimension of the outer tube is 1000 mm or more, the outer tube can be uniformly cooled.
  • the one end of the outer tube includes a first discharge channel for discharging the coolant supplied from the first supply channel to the cooling channel, and the other end of the outer tube includes the second A second discharge channel may be provided for discharging the coolant supplied from the supply channel to the cooling channel.
  • the coolant supplied from the first supply channel to the cooling channel is discharged from the first discharge channel, and the coolant supplied from the second supply channel to the cooling channel is discharged from the second discharge channel.
  • the outer tube can be cooled more evenly even if the length of the outer tube is increased.
  • the cooling roller may include a partition member that partitions the intermediate portion of the cooling channel. According to such a configuration, by partitioning the cooling channel by the partition member, the coolant supplied from the first supply channel to the cooling channel is discharged from the first discharge channel and cooled from the second supply channel. It is possible to promote discharge of the coolant supplied to the channel from the second discharge channel. Therefore, even if the length dimension of the outer tube is increased, the outer tube can be cooled more uniformly.
  • the partition member may be fixed to the inner tube, and a gap may be formed between the partition member and the inner surface of the outer tube. As a result, it is possible to prevent the cooling effect from being lowered due to the contact of the partition member with the inner surface of the outer tube.
  • the present invention is intended to solve the above problems, and manufactures a glass article comprising a forming step of forming a glass ribbon from molten glass by a down-draw method, and a cooling step of contacting the glass ribbon with a cooling roller.
  • the cooling roller comprises an outer tube whose outer surface is in contact with the entire width of the glass ribbon, an inner tube disposed inside the outer tube, and a coolant supply formed by the inner surface of the inner tube. and a cooling channel through which the coolant supplied from the supply channel flows, wherein the cooling channel is formed between the outer surface of the inner tube and the inner surface of the outer tube.
  • the inner tube is arranged inside the outer tube, and the flow from the supply channel formed by the inner surface of the inner tube to the cooling channel formed between the outer surface of the inner tube and the inner surface of the outer tube.
  • the outer surface of the outer tube can be evenly cooled over its entire lengthwise range in the cooling process.
  • the rollers for cooling the glass ribbon can be evenly cooled.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1; It is a sectional view of a cooling device in a manufacturing device of glass articles. It is a front view which shows the manufacturing apparatus of the glass article which concerns on 2nd embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view along the VV arrow line of FIG. 4; It is sectional drawing which shows the manufacturing apparatus of the glass article which concerns on 3rd embodiment. It is a sectional view showing a manufacturing device of a glass article concerning a fourth embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a cooling device in a glass article manufacturing apparatus according to a fifth embodiment;
  • FIG. 1 to 3 show an embodiment of a glass article manufacturing apparatus and manufacturing method according to the present invention.
  • the manufacturing apparatus 1 mainly includes a molding area 2, a cooling area 3 provided below the molding area 2, and a slow cooling area 4 provided below the cooling area 3. Prepare.
  • the molding area 2 includes a molding 5 for molding the glass ribbon GR from the molten glass GM.
  • the compact 5 is made of dense zircon, alumina-based, zirconia-based, or other refractory bricks.
  • the compact 5 may be provided with a coating of noble metal (for example platinum or a platinum alloy).
  • the noble metal coating can be formed, for example, by thermal spraying.
  • the noble metal coating may be formed, for example, on the entire surface of the compact 5, or may be formed only on the portion that comes into contact with the molten glass GM.
  • the molded body 5 is configured in a long shape and has an overflow groove 6 formed along its longitudinal direction at the top.
  • the molded body 5 also includes a pair of side surfaces 7 and a guide portion 8 that guides (regulates) the widthwise end portions of the molten glass GM downward.
  • Each side surface 7 includes a vertical surface portion 9 positioned on the upper side and an inclined surface portion 10 positioned on the lower side. As shown in FIG. 2, the pair of vertical surface portions 9 associated with the pair of side surfaces 7 are formed along the vertical direction. The pair of inclined surface portions 10 are inclined so as to approach each other downward. The lower end portions of the inclined surface portions 10 are connected to form the lower end portion 11 of the molded body 5 .
  • the molten glass GM overflowing from the overflow groove 6 on both sides flows down along each side surface 7 to form a plate.
  • the plate-shaped molten glass GM flowing down each side surface 7 is fused and integrated at the lower end portion 11 to continuously form one glass ribbon GR.
  • the glass ribbon GR includes a first main surface GRa and a second main surface GRb located on the opposite side of the first main surface GRa.
  • the glass ribbon GR includes each end portion GRc in the width direction X and a central portion GRd in the width direction X.
  • the end portion GRc of the glass ribbon GR is a portion that is cut off from the central portion GRd in a subsequent step and discarded.
  • the central portion GRd of the glass ribbon GR is a portion that can be made into a product by removing the end portion GRc.
  • silicate glass is used, preferably borosilicate glass or soda lime glass, more preferably alkali aluminosilicate glass, LAS glass or non-alkali glass. If alkali aluminosilicate glass is used, it will be suitable for the cover of the display by performing chemical strengthening treatment in a post-process. In addition, if LAS-based glass is used, it is suitable for heat-resistant crystallized glass by subjecting it to a crystallization treatment in a post-process. If alkali-free glass is used, it will be suitable for display substrates.
  • the alkali-free glass is a glass that does not substantially contain an alkali component (alkali metal oxide), and specifically, a glass in which the weight ratio of the alkali component is 3000 ppm or less. be.
  • the weight ratio of the alkaline component is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, and most preferably 300 ppm or less.
  • the thickness dimension of the glass ribbon GR is, for example, 400 to 1200 ⁇ m.
  • the width dimension of the glass ribbon GR is, for example, 400 to 2000 mm.
  • the cooling area 3 includes a cooling device 12 that cools the glass ribbon GR formed by the formed body 5 .
  • the cooling device 12 includes a cooling roller 13 that contacts the entire width of the glass ribbon GR from one end GRc to the other end GRc, and a driving mechanism that rotates the cooling roller 13. 14, and a guide roller 15 that sandwiches the glass ribbon GR together with the cooling roller 13. As shown in FIG.
  • the cooling roller 13 is arranged below the compact 5 .
  • a vertical distance D between the cooling roller 13 and the lower end portion 11 of the compact 5 is, for example, 50 to 150 mm.
  • the cooling roller 13 is made of metal, and is cylindrically formed of, for example, heat-resistant steel.
  • the cooling roller 13 includes an outer tube 16 having a length dimension larger than the width dimension of the glass ribbon GR, and an inner tube 17 arranged inside the outer tube 16.
  • the length dimension of the outer tube 16 is, for example, 450 to 2300 mm, preferably 1000 to 2300 mm.
  • the outer tube 16 has an outer surface 16a and an inner surface 16b.
  • An outer surface 16a of the outer tube 16 is a contact surface that contacts the glass ribbon GR.
  • the outer tube 16 has a first shaft portion 18A at one end and a second shaft portion 18B at the other end.
  • Each shaft portion 18A, 18B is hollow and has an outer surface 18a and an inner surface 18b.
  • the inside of each shaft portion 18A, 18B communicates with the inside of the outer tube 16. As shown in FIG.
  • the glass ribbon GR contacts part of the upper portion of the outer surface 16 a of the outer tube 16 .
  • the area where the glass ribbon GR contacts the outer surface 16a of the outer tube 16 will be referred to as a "contact area” and indicated by the symbol CA.
  • a region of the upper portion of the outer surface 16a of the outer tube 16 that is not in contact with the glass ribbon GR is referred to as a "non-contact region" and denoted by NCA.
  • the inner tube 17 includes a first inner tube 17A extending from one end of the outer tube 16 (first shaft portion 18A side) into the outer tube 16 and the other end of the outer tube 16 (first shaft portion 18A side).
  • a second inner tube 17B extending from the side of the biaxial portion 18B into the outer tube 16, and a partition member 19 separating the first inner tube 17A and the second inner tube 17B.
  • each of the inner tubes 17A and 17B is housed inside the outer tube 16 and the other part extends outside the outer tube 16 .
  • outer tube 16 Outside the outer tube 16, intermediate portions of the inner tubes 17A and 17B are non-rotatably supported by a support member 20. As shown in FIG.
  • Each of the inner tubes 17A and 17B has an outer surface 17a, an inner surface 17b, coolant supply passages 21a and 21b formed therein, and a plurality of supply holes 17c formed in the outer surface 17a.
  • coolant supplied to the inner pipe 17 include air, water vapor, and water.
  • each inner tube 17A, 17B is smaller than the inner diameter of the outer tube 16.
  • cooling channels 22a, 22b through which the coolant flows are formed.
  • each of the inner tubes 17A, 17B is smaller than the inner diameter of each of the shaft portions 18A, 18B of the outer tube 16.
  • discharge passages 23a and 23b for discharging the refrigerant are formed between the outer surfaces 17a of the inner tubes 17A and 17B and the inner surfaces 18b of the respective shaft portions 18A and 18B.
  • a discharge port 23c for discharging the refrigerant passing through the discharge passages 23a and 23b to the outside of the outer tube 16 is formed at the end of each of the shaft portions 18A and 18B.
  • the supply channels 21a and 21b include a first supply channel 21a formed by the inner surface 17b of the first inner tube 17A and a second supply channel 21b formed by the inner surface 17b of the second inner tube 17B.
  • the first supply channel 21 a extends from one end of the outer tube 16 into the outer tube 16
  • the second supply channel 21 b extends from the other end of the outer tube 16 into the outer tube 16 .
  • the first supply channel 21a and the second supply channel 21b are separated by the partition member 19 and are not in communication with each other.
  • a plurality of supply holes 17c formed in the first inner tube 17A and the second inner tube 17B are formed at intervals in the longitudinal direction of each inner tube 17A, 17B.
  • Each supply hole 17c is a hole penetrating from the inner surface 17b of each inner tube 17A, 17B to the outer surface 17a.
  • Each supply hole 17c is formed in the upper part of each inner tube 17A, 17B so as to eject the refrigerant upward.
  • Each supply hole 17c can jet coolant toward the inner surface 16b of the outer tube 16 so as not to overlap the contact area CA of the glass ribbon GR with respect to the outer tube 16.
  • the partition member 19 is fixed so as to connect the end of the first inner tube 17A and the end of the second inner tube 17B.
  • the ends of the first inner tube 17A and the second inner tube 17B support the partition member 19 so that the partition member 19 does not contact the inner surface 16b of the outer tube 16.
  • the partition member 19 is configured in a disc shape, it is not limited to this shape.
  • the outer diameter of the partition member 19 is smaller than the inner diameter of the outer tube 16 . Therefore, a gap S is formed between the outer peripheral surface of the partition member 19 and the inner surface 16 b of the outer tube 16 .
  • the size of this gap S ie, the distance between the inner surface 16b of the outer tube 16 and the outer peripheral surface of the partition member 19, is set to 5 to 20 mm, for example.
  • the partition member 19 is positioned inside the outer tube 16 at an intermediate portion in the longitudinal direction of the outer tube 16 .
  • the cooling channels 22a and 22b are partitioned by the partition member 19 into the first cooling channel 22a and the second cooling channel 22b.
  • the drive mechanism 14 includes a bearing portion 24 that rotatably supports the shaft portions 18A and 18B of the outer tube 16, a power transmission mechanism 25 provided on the first shaft portion 18A, and a motor 26 that drives the power transmission mechanism 25.
  • the power transmission mechanism 25 is configured by, for example, a gear mechanism, but is not limited to this configuration.
  • the power transmission mechanism 25 includes a first gear 27a (driven gear) provided on the outer surface 18a of the first shaft portion 18A, and a second gear 27b (drive gear) that meshes with the first gear 27a.
  • an intermediate gear may be provided between the first gear 27a and the second gear 27b.
  • the second gear 27 b is rotationally driven by the motor 26 .
  • the shaft of the motor 26 is connected to the second gear 27b.
  • a shaft portion of the motor 26 is arranged parallel to the first shaft portion 18A of the outer tube 16 at a position away from the first shaft portion 18A.
  • the guide roller 15 includes a roller portion 28 and a shaft portion 29 that supports the roller portion 28 .
  • the roller portion 28 is made of, for example, metal (more specifically, heat-resistant steel).
  • the outer peripheral surface (surface) of the roller portion 28 has an uneven shape and serves as a contact surface that contacts the glass ribbon GR.
  • the shaft portion 29 is rotationally driven by a drive source such as a motor.
  • the guide roller 15 has a cooling mechanism inside.
  • the position (height) of the guide roller 15 in the vertical direction of the axis O2 is the same as the position (height) of the cooling roller 13 in the vertical direction of the axis O1. That is, the axis O1 of the cooling roller 13 and the axis O2 of the guide roller 15 are positioned on the same horizontal line HL.
  • the slow cooling region 4 includes a plurality of upper and lower stages of transport rollers 30 that transport the glass ribbon GR downward.
  • the transport roller 30 is arranged below the cooling roller 13 and the guide roller 15 .
  • the conveying rollers 30 on each of the upper and lower stages are composed of a pair of rollers that sandwich the end portion GRc of the glass ribbon GR in the width direction X between the first main surface GRa side and the second main surface GRb side.
  • Each transport roller 30 has a roller portion 31 and a shaft portion 32 .
  • the roller portion 31 is made of ceramics, for example.
  • the roller portion 31 has a surface (contact surface) that contacts the end portion GRc in the width direction X of the glass ribbon GR.
  • the shaft portion 32 is rotationally driven by a driving source such as a motor.
  • the slow cooling region 4 includes heaters (not shown) arranged along the transport path of the glass ribbon GR.
  • the heater forms a predetermined temperature gradient in the conveying path of the glass ribbon GR.
  • This method includes a forming step of forming a glass ribbon GR from molten glass GM by an overflow downdraw method, a cooling step of contacting the glass ribbon GR with a cooling roller 13 of a cooling device 12, and a glass ribbon GR passing through the cooling roller 13. and a slow cooling step of slowly cooling the
  • the molten glass GM is overflowed from the overflow groove 6 of the molded body 5 and flowed downward through both side surfaces 7 of the molded body 5.
  • the glass ribbon GR is formed by fusing the plate-shaped molten glass GM at the lower end portion 11 of the formed body 5 .
  • the formed body 5 can form a glass ribbon GR having a constant width by regulating the end portion of the molten glass GM with the guide portion 8 .
  • the temperature of the glass ribbon GR is, for example, 1000 to 1450° C. before contacting the cooling roller 13 away from the lower end portion 11 of the formed body 5 .
  • the viscosity of the glass ribbon GR in this case is 10 2.0 to 10 5.5 dPa ⁇ s.
  • the viscosity is 10 2.0 to 10 4.5 dPa ⁇ s.
  • the viscosity is, for example, 10 2.0 to 10 5.5 dPa ⁇ s, preferably 10 4.5 to 10 5.5 dPa ⁇ s.
  • the liquidus viscosity of the molten glass GM is preferably 10 2 dPa ⁇ s or more and 10 4.5 dPa ⁇ s or less.
  • the "liquidus viscosity” refers to the viscosity of the glass at the liquidus temperature, and can be measured by the platinum ball pull-up method.
  • the viscosity of the molten glass GM at 1000° C. can be 10 4.5 dPa ⁇ s or more, preferably 10 7.0 dPa ⁇ s or more.
  • the upper limit of the viscosity of the molten glass GM at 1000° C. is preferably 10 7.6 dPa ⁇ s or less from the viewpoint of preventing cracks.
  • the second main surface GRb of the glass ribbon GR separated from the lower end portion 11 of the formed body 5 is brought into contact with the outer surface 16a of the outer tube 16 on the cooling roller 13 in the cooling area 3 .
  • the temperature of the second main surface GRb of the glass ribbon GR becomes 650 to 1000° C., for example.
  • the temperature of the second main surface GRb of the glass ribbon GR becomes lower than the temperature of the first main surface GRa due to contact with the cooling roller 12, and the temperature difference is, for example, 150-450.degree.
  • the viscosity of the second main surface GRb of the glass ribbon GR is, for example, 10 7.0 to 10 9.9 dPa ⁇ s, preferably 10 7.6 to 10 9.9 dPa ⁇ s.
  • the guide roller 15 contacts the end portion GRc of the glass ribbon GR from the first main surface GRa side. As a result, the end portion GRc of the glass ribbon GR is held between a portion of the outer surface 16 a of the outer tube 16 of the cooling roller 13 and the guide roller 15 .
  • the cooling roller 13 and the guide roller 15 guide the glass ribbon GR vertically downward while rotating.
  • the cooling device 12 causes the drive mechanism 14 to rotate the outer tube 16 at a predetermined rotational speed (clockwise in FIG. 2).
  • the cooling device 12 supplies coolant to the cooling channels 22a and 22b through the supply channels 21a and 21b and the supply holes 17c of the inner pipes 17A and 17B.
  • Each supply hole 17c of each inner pipe 17A, 17B ejects the refrigerant supplied through each supply flow path 21a, 21b upward as indicated by the arrow in FIG. At this time, the coolant is jetted so as not to overlap the contact area CA, that is, toward the non-contact area NCA.
  • the coolant supplied to the cooling channels 22a and 22b from the supply hole 17c flows through the cooling channels 22a and 22b, passes through the discharge channels 23a and 23b, and is discharged to the outside of the outer pipe 16 from the discharge port 23c. be done.
  • the glass ribbon GR passes through the slow cooling region 4 by being conveyed by the conveying rollers 30 (conveying process).
  • the glass ribbon GR sent out vertically downward from the cooling roller 13 is conveyed vertically downward by the conveying rollers 30 .
  • the glass ribbon GR can be transported while being inclined with respect to the vertical direction.
  • a rectangular glass plate is obtained by cutting the middle portion of the glass ribbon GR along the width direction X.
  • quality inspection process after cutting a portion corresponding to the end portion GRc of the glass ribbon GR from the glass plate, quality inspection of the surface of the glass plate (inspection process), grinding/polishing of the end portion of the glass plate (grinding/polishing process).
  • the surface of the glass plate is washed (washing step) to produce a glass plate as a glass article.
  • the method may include a winding step of winding into a roll the glass ribbon GR that has the ends GRc cut off and is composed only of the central portion GRd. Thereby, a glass roll as a glass article is manufactured.
  • the inner tube 17 of the cooling roller 13 of the cooling device 12 is arranged inside the outer tube 16, and the inner surface 17b of the inner tube 17 forms the By supplying coolant from supply channels 21a and 21b formed between the outer tube 17 and the inner surface 16b of the outer tube 16 to cooling channels 22a and 22b formed between the outer surface 17a of the inner tube 17 and the inner surface 16b of the outer tube 16, the outer tube 16 is lengthwise Even cooling can be achieved over the entire range of directions.
  • the cooling area 3 of the manufacturing apparatus 1 includes edge rollers 33 positioned below the cooling rollers 13 .
  • the edge rollers 33 are paired left and right so as to grip a pair of edges included in the ends GRc in the width direction X of the glass ribbon GR.
  • each edge roller 33 includes two rollers that sandwich the glass ribbon GR.
  • Each edge roller 33 has a roller portion 34 and a shaft portion 35 .
  • the roller portion 34 is made of, for example, a heat-resistant member such as ceramics or metal.
  • the shaft portion 35 is rotationally driven by a driving source such as a motor.
  • Each edge roller 33 has a cooling mechanism inside, like the guide roller 15 of the first embodiment.
  • the edge roller 33 is configured to be movable along its axial direction.
  • the edge rollers 33 hold (cool) the edges of the glass ribbon GR that has passed through the cooling rollers 13, thereby suppressing the shrinkage of the glass ribbon GR in the width direction X and keeping the glass ribbon GR constant. Form in width.
  • FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention. This embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the molded body 5 and the molding process.
  • the molded body 5 includes one side surface 7 that guides downward the molten glass GM that has flowed out of the overflow groove 6, and a guide portion 8 that guides (regulates) downward the widthwise end of the molten glass GM.
  • the side surface 7 of the molded body 5 is composed only of the vertical surface portion 9 extending in the vertical direction, but the shape of the side surface 7 is not limited to this embodiment.
  • the side surface 7 may be a surface inclined with respect to the vertical direction, or may be a surface formed by combining a vertical surface portion 9 and an inclined surface portion.
  • the molding process instead of fusing the molten glass GM at the lower end portion 11 of the molded body 5 by the pair of side surfaces 7 as in the first embodiment, only one side surface 7 is used to fuse the molten glass GM from the A glass ribbon GR can be molded.
  • the glass ribbon GR has a first main surface GRa and a second main surface GRb formed by the contact of the molten glass GM with the side surface 7 .
  • the cooling roller 13 of the cooling device 12 contacts the second main surface GRb of the glass ribbon GR.
  • FIG. 7 shows a fourth embodiment of the invention.
  • the molded body 5 of the manufacturing apparatus 1 according to this embodiment has two side surfaces 7 , but each side surface 7 is composed only of the vertical surface portion 9 .
  • the lower end portions 11 of the two vertical surface portions 9 are not connected, and each side surface 7 can independently form one glass ribbon GR1, GR2. That is, in the method for manufacturing a glass article according to the present embodiment, in the forming step, the plate-shaped molten glass GM flowing on one side surface 7 and the plate-shaped molten glass GM flowing on the other side surface 7 form the molded body 5. There is no fusion at each lower end 11 .
  • first glass ribbon GR1 the glass ribbon formed by one of the two side surfaces 7
  • second glass ribbon GR2 the glass ribbon formed by the other side surface 7
  • the cooling area 3 of the manufacturing apparatus 1 includes a first cooling device 12a that cools the first glass ribbon GR1 and a second cooling device 12b that cools the second glass ribbon GR2.
  • the first cooling device 12a includes a first cooling roller 13a and a first guide roller 15a that contact the first glass ribbon GR1, and a first driving device (not shown).
  • the second cooling device 12b includes a second cooling roller 13b and a second guide roller 15b that contact the second glass ribbon GR2, and a second driving device (not shown).
  • Each cooling device 12a, 12b has the same configuration as the cooling device 12 of the first embodiment.
  • the slow cooling region 4 of the manufacturing apparatus 1 includes first transport rollers 30a that transport the first glass ribbon GR1 and second transport rollers 30b that transport the second glass ribbon GR2.
  • Each transport roller 30a, 30b has the same configuration as the transport roller 30 of the first embodiment.
  • the molten glass GM overflowing from the overflow groove 6 is caused to flow down along the two side surfaces 7, thereby simultaneously forming two glass ribbons GR1 and GR2. do.
  • cooling of the first glass ribbon GR1 and the second glass ribbon GR2 by the cooling rollers 13a, 13b and the guide rollers 15a, 15b of the cooling devices 12a, 12b proceeds simultaneously.
  • the glass ribbons GR1 and GR2 are simultaneously conveyed by the conveyance rollers 30a and 30b.
  • FIG. 8 shows a fifth embodiment of the present invention. This embodiment differs from the above embodiment in the configuration of the cooling rollers in the cooling device of the manufacturing apparatus.
  • the inner tube 17 is partitioned by the partition member 19, but the inner tube 17 according to this embodiment does not include the partition member 19.
  • the inner tube 17 in this embodiment is a single tube extending from one end (first shaft portion 18A side) of the outer tube 16 to the other end (second shaft portion 18B side).
  • the supply flow path 21 configured inside the inner tube 17 extends from one end (first shaft portion 18A) side and the other end (second shaft portion 18B) side of the outer tube 16 toward an intermediate portion in the longitudinal direction. Circulate the refrigerant.
  • the supply flow path 21 configured inside the inner tube 17 is arranged on the one end (first shaft portion 18A) side and the other end (second shaft portion 18A) side of the outer tube 16. 18B) side toward the middle portion in the longitudinal direction, but the refrigerant may flow from one end portion (first shaft portion 18A) side toward the other end portion (second shaft portion 18B) side. , the refrigerant may flow from the other end portion (second shaft portion 18B) side toward the one end portion (first shaft portion 18A) side.
  • the discharge channels 23a and 23b for discharging the coolant that has flowed through the cooling channel 22 are provided at both ends of the outer tube 16. It may be provided only at one end.
  • the glass ribbon GR is formed from the molten glass GM by the overflow down-draw method, but the glass ribbon GR may be formed from the molten glass GM by the slit down-draw method.

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Abstract

ガラス物品の製造装置は、ダウンドロー法によって溶融ガラスからガラスリボンを成形する成形体と、ガラスリボンの全幅にわたって接触する冷却ローラと、を備える。冷却ローラは、その外面がガラスリボンと接触する外管と、外管の内部に配置された内管と、内管の内面により形成される冷媒の供給流路と、供給流路から供給された冷媒が流通する冷却流路と、を備える。冷却流路は、外管の内面と内管の外面との間に形成される。

Description

ガラス物品の製造装置及び製造方法
 本発明は、ガラスリボン等のガラス物品を製造する装置及び方法に関する。
 液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイなどのディスプレイや有機EL照明には、基板やカバーとしてガラス板が用いられる。これらのガラス板を製造する方法として、オーバーフローダウンドロー法が公知である。
 オーバーフローダウンドロー法は、断面が略くさび形の成形体の上部に設けられたオーバーフロー溝に溶融ガラスを流し込み、このオーバーフロー溝から両側に流れ出た溶融ガラスを成形体の二つの側面に沿って流下させ、これらの溶融ガラスを成形体の下端部で融合一体化することで、一枚のガラスリボンを連続成形するというものである。
 このようにして成形されたガラスリボンは、成形体の下方に配置される搬送ローラによって、適度な張力が付与された状態で搬送される。これにより、ガラスリボンの厚さを制御することができる。
 上記の製造方法において、ガラスリボンに適度な張力を付与するには、成形体に供給される溶融ガラスの粘度が比較的高いことが必要とされる。溶融ガラスの粘度が低い場合には、ガラスリボンに適度な張力を付与することができず、重力の影響も相俟ってガラスリボンの厚さを制御することができなくなる。
 このような事態を防止するために、例えば特許文献1に開示されるガラス板の製造方法では、成形体(アイソパイプ)の下方に配置されるローラ(成形ローラ)を使用する。この方法では、成形体によって成形されたガラスリボン(ガラス流)をローラに接触させ、冷却することによって、ガラスリボンの粘度を増加させることができる(同文献の段落0120参照)。
特表2011-505322号公報
 上記のように、従来の製造方法では、成形体によって成形されたガラスリボンをローラに接触させることで、ガラスリボンの粘度を制御することが可能である。この場合において、ガラスリボンをその全幅にわたって均等に冷却するために、ガラスリボンが接触するローラを、その長手方向にわたって均等に冷却することが必要となる。
 本発明は、ガラスリボンを冷却するためのローラを均等に冷却することを技術的課題とする。
 本発明は上記の課題を解決するためのものであり、ダウンドロー法によって溶融ガラスからガラスリボンを成形する成形体と、前記ガラスリボンの全幅にわたって接触する冷却ローラと、を備えるガラス物品の製造装置であって、前記冷却ローラは、その外面が前記ガラスリボンと接触する外管と、前記外管の内部に配置された内管と、前記内管の内面により形成される冷媒の供給流路と、前記供給流路から供給された冷媒が流通する冷却流路と、を備え、前記冷却流路は、前記外管の内面と前記内管の外面との間に形成されることを特徴とする。
 かかる構成によれば、内管を外管の内部に配置し、内管の内面により形成される供給流路から、内管の外面と外管の内面との間に形成される冷却流路に冷媒を供給することによって、ガラスリボンに接触する外管をその長手方向の全範囲にわたって均等に冷却することができる。
 前記内管の前記外面は、前記供給流路を流れる前記冷媒を前記冷却流路に噴出する複数の供給孔を有しており、前記複数の前記供給孔は、前記内管の長手方向に間隔をおいて形成されてもよい。
 内管の先端部から冷却流路に冷媒を供給すると、冷却流路内で冷媒に温度差が生じてしまい、外管の均等な冷却を好適に行うことができない。これに対し、本発明では、内管の外面に形成された複数の供給孔を、内管の長手方向に間隔をおいて形成することで、冷却流路内における冷媒の温度差を低減でき、外管をより均等に冷却することが可能となる。
 前記供給孔は、前記内管の前記外面から上方に向かって前記冷媒を噴出するように構成され、かつ、前記外管に対して前記ガラスリボンが接触する接触領域に重ならないように前記冷媒を噴出するように構成されてもよい。
 本発明者らの知見によれば、外管におけるガラスリボンの接触領域に重なるように冷媒を噴出させると、ガラスリボンの冷却が不均一となる場合があった。本発明のように、ガラスリボンの接触領域を避けるように冷媒を上方に向かって噴出させることで、外管を均等に冷却するとともにガラスリボンを好適に冷却することが可能となる。
 前記外管は、回転可能に構成されており、前記供給孔を有する前記内管は回転不能に構成されてもよい。かかる構成によれば、冷媒を内管の供給孔から常に一定の方向に供給することができ、外管を安定的に冷却することが可能となる。
 前記内管は、前記外管の一端部から前記外管の内部に延びる第一内管と、前記外管の他端部から前記外管の内部に延びる第二内管と、を含み、前記供給流路は、前記第一内管の内面により形成される第一供給流路と、前記第二内管の内面により形成される第二供給流路と、を含んでもよい。
 かかる構成によれば、冷媒の供給流路を、第一内管による第一供給流路と第二内管による第二供給流路とに分けることで、各供給流路から冷却流路の供給される冷媒の温度差を可及的に低減できる。これにより、外管の長さ寸法が大きくなったとしても、例えば外管の長さ寸法が1000mm以上であったとしても、この外管を均等に冷却することができる。
 前記外管の前記一端部は、前記第一供給流路から前記冷却流路に供給された前記冷媒を排出する第一排出流路を備え、前記外管の前記他端部は、前記第二供給流路から前記冷却流路に供給された前記冷媒を排出する第二排出流路を備えてもよい。
 かかる構成によれば、第一供給流路から冷却流路に供給される冷媒を第一排出流路から排出し、第二供給流路から冷却流路に供給された冷媒を第二排出流路から排出することで、外管の長さ寸法が大きくなったとしても、この外管をより均等に冷却することができる。
 前記冷却ローラは、前記冷却流路の中間部を区切る仕切り部材を備えてもよい。かかる構成によれば、仕切り部材によって冷却流路を区切ることで、第一供給流路から冷却流路に供給される冷媒を第一排出流路から排出することと共に、第二供給流路から冷却流路に供給された冷媒を第二排出流路から排出することを促進できる。このため、外管の長さ寸法が大きくなったとしても、この外管をより均等に冷却することができる。
 前記仕切り部材は、前記内管に固定されており、前記仕切り部材と、前記外管の前記内面との間に隙間が形成されてもよい。これにより、仕切り部材が外管の内面に接触することによる冷却効果の低下を防止することができる。
 本発明は上記の課題を解決するためのものであり、ダウンドロー法によって溶融ガラスからガラスリボンを成形する成形工程と、前記ガラスリボンを冷却ローラに接触させる冷却工程と、を含むガラス物品の製造方法であって、前記冷却ローラは、その外面が前記ガラスリボンの全幅にわたって接触する外管と、前記外管の内部に配置された内管と、前記内管の内面により形成される冷媒の供給流路と、前記供給流路から供給された冷媒が流通する冷却流路とを備え、前記冷却流路は、前記内管の外面と前記外管の内面との間に形成されることを特徴とする。
 かかる構成によれば、内管を外管の内部に配置し、内管の内面により形成される供給流路から、内管の外面と外管の内面との間に形成される冷却流路に冷媒を供給することによって、冷却工程において、外管の外面をその長手方向の全範囲にわたって均等に冷却することができる。
 本発明によれば、ガラスリボンを冷却するためのローラを均等に冷却することができる。
第一実施形態に係るガラス物品の製造装置を示す正面図である。 図1のII-II矢視線に係る断面図である。 ガラス物品の製造装置における冷却装置の断面図である。 第二実施形態に係るガラス物品の製造装置を示す正面図である。 図4のV-V矢視線に係る断面図である。 第三実施形態に係るガラス物品の製造装置を示す断面図である。 第四実施形態に係るガラス物品の製造装置を示す断面図である。 第五実施形態に係るガラス物品の製造装置における冷却装置の断面図である。
 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3は、本発明に係るガラス物品の製造装置及び製造方法の一実施形態を示す。
 図1及び図2に示すように、製造装置1は、成形領域2と、成形領域2の下方に設けられる冷却領域3と、冷却領域3の下方に設けられる徐冷領域4と、を主に備える。
 成形領域2は、溶融ガラスGMからガラスリボンGRを成形する成形体5を備える。成形体5は、デンスジルコンやアルミナ系、ジルコニア系等の耐火煉瓦により構成される。成形体5は、貴金属(例えば白金又は白金合金)の被膜を備えてもよい。貴金属の被膜は、例えば溶射により形成することができる。貴金属の被膜は、例えば成形体5の表面の全部に形成してもよく、溶融ガラスGMと接触する部分だけに形成してもよい。
 成形体5は、長尺状に構成されるとともに、頂部にその長手方向に沿って形成されたオーバーフロー溝6を有する。また、成形体5は、一対の側面7と、溶融ガラスGMにおける幅方向の端部を下方に案内(規制)するガイド部8とを備える。
 各側面7は、上側に位置する垂直面部9と、下側に位置する傾斜面部10とを含む。図2に示すように、一対の側面7に係る一対の垂直面部9は、鉛直方向に沿うように形成されている。一対の傾斜面部10は、下方に向かって相互に接近するように傾斜している。各傾斜面部10の下端部は繋がっており、これにより成形体5の下端部11が構成される。
 成形体5では、オーバーフロー溝6から両側に溢れ出た溶融ガラスGMが各側面7に沿って流下しながら板状にされる。各側面7を流下する板状の溶融ガラスGMは、下端部11で融合一体化し、一枚のガラスリボンGRが連続成形される。ガラスリボンGRは、第一主面GRaと、第一主面GRaの反対側に位置する第二主面GRbとを含む。
 また、図1に示すように、ガラスリボンGRは、幅方向Xにおける各端部GRcと、幅方向Xにおける中央部GRdとを含む。ガラスリボンGRの端部GRcは、後工程で中央部GRdから切除されて廃棄される部分である。ガラスリボンGRの中央部GRdは、端部GRcが除去されることで製品となり得る部分である。
 ガラスとしては、ケイ酸塩ガラスが用いられ、好ましくはホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス、より好ましくは、アルカリアルミノ珪酸塩ガラス、LAS系ガラス、無アルカリガラスが用いられる。アルカリアルミノ珪酸塩ガラスを用いれば、後工程で化学強化処理を施すことにより、ディスプレイのカバーに好適となる。また、LAS系ガラスを用いれば、後工程で結晶化処理を施すことにより、耐熱性結晶化ガラスに好適となる。無アルカリガラスを用いれば、ディスプレイの基板に好適となる。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。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。
 ガラスリボンGRの厚さ寸法は、例えば400~1200μmとされる。ガラスリボンGRの幅寸法は、例えば400~2000mmとされる。
 冷却領域3は、成形体5によって成形されたガラスリボンGRを冷却する冷却装置12を備える。図1乃至図3に示すように、冷却装置12は、ガラスリボンGRの一方の端部GRcから他方の端部GRcまでの全幅にわたって接触する冷却ローラ13と、冷却ローラ13を回転駆動する駆動機構14と、冷却ローラ13とともにガラスリボンGRを挟持するガイドローラ15と、を備える。
 冷却ローラ13は、成形体5の下方に配置されている。冷却ローラ13と成形体5の下端部11との上下方向における距離Dは、例えば50~150mmとされる。冷却ローラ13は、金属製であり、例えば耐熱鋼により円筒状に構成されている。
 図1乃至図3に示すように、冷却ローラ13は、ガラスリボンGRの幅寸法よりも大きな長さ寸法を有する外管16と、外管16の内部に配置された内管17と、を備える。外管16の長さ寸法は、例えば450~2300mmとされ、1000~2300mmとされることが好ましい。
 外管16は、外面16aと、内面16bとを有する。外管16の外面16aは、ガラスリボンGRに接触する接触面である。図1及び図3に示すように、外管16は、その一端部に第一軸部18Aを備え、その他端部に第二軸部18Bを備える。各軸部18A,18Bは、中空状に構成されており、外面18aと、内面18bとを有する。各軸部18A,18Bの内部は、外管16の内部と連通している。
 図2に示すように、ガラスリボンGRは、外管16の外面16aにおける上側部分の一部に接触する。以下、ガラスリボンGRが外管16の外面16aに接触する領域を、「接触領域」といい、符号CAで示す。また、外管16の外面16aの上側部分においてガラスリボンGRが接触しない領域を「非接触領域」といい、符号NCAで示す。
 図3に示すように、内管17は、外管16の一端部(第一軸部18A側)から外管16の内部に延びる第一内管17Aと、外管16の他端部(第二軸部18B側)から外管16の内部に延びる第二内管17Bと、第一内管17Aと第二内管17Bとを区切る仕切り部材19と、を備える。
 各内管17A,17Bは、その一部が外管16の内部に収容され、他の一部が外管16の外部に延びている。外管16の外部において、各内管17A,17Bの中途部は、支持部材20によって回転不能に支持されている。
 各内管17A,17Bは、外面17aと、内面17bと、その内部に構成される冷媒の供給流路21a,21bと、外面17aに形成される複数の供給孔17cと、を有する。内管17に供給される冷媒としては、例えば、空気、水蒸気、水などが挙げられる。
 各内管17A,17Bの外径は、外管16の内径よりも小さい。これにより、各内管17A,17Bの外面17aと外管16の内面16bとの間に、冷媒が流通する冷却流路22a,22bが構成される。
 また、各内管17A,17Bの外径は、外管16の各軸部18A,18Bの内径よりも小さい。これにより、内管17A,17Bの外面17aと、各軸部18A,18Bの内面18bとの間に、冷媒を排出する排出流路23a,23bが構成される。各軸部18A,18Bの端部には、排出流路23a,23bを通過する冷媒を外管16の外部に排出する排出口23cが形成されている。
 供給流路21a,21bは、第一内管17Aの内面17bにより形成される第一供給流路21aと、第二内管17Bの内面17bにより形成される第二供給流路21bとを含む。第一供給流路21aは、外管16の一端部から外管16の内部に延び、第二供給流路21bは、外管16の他端部から外管16の内部に延びている。第一供給流路21aと第二供給流路21bとは仕切り部材19によって区切られており、相互に連通していない。
 第一内管17A及び第二内管17Bに形成される複数の供給孔17cは、各内管17A,17Bの長手方向に間隔をおいて形成されている。各供給孔17cは、各内管17A,17Bの内面17bから外面17aまで貫通する孔である。各供給孔17cは、上方に向かって冷媒を噴出するように、各内管17A,17Bの上部に形成されている。
 各供給孔17cは、外管16に対するガラスリボンGRの接触領域CAに重ならないように、外管16の内面16bに向かって冷媒を噴出することができる。
 仕切り部材19は、第一内管17Aの端部と、第二内管17Bとの端部とを連結するように固定されている。換言すると、第一内管17A及び第二内管17Bの各端部は、仕切り部材19が外管16の内面16bに接触しないように、この仕切り部材19を支持している。
 仕切り部材19は、円板状に構成されるが、この形状に限定されない。仕切り部材19の外径は、外管16の内径よりも小さい。このため、仕切り部材19の外周面と、外管16の内面16bとの間には隙間Sが形成されている。この隙間Sの大きさ、すなわち外管16の内面16bと仕切り部材19の外周面との間隔は、例えば5~20mmとされる。
 仕切り部材19は、外管16の内部において、この外管16の長手方向における中間部に位置する。これにより、冷却流路22a,22bは、仕切り部材19によって第一冷却流路22aと第二冷却流路22bとに区切られている。
 駆動機構14は、外管16の各軸部18A,18Bを回転可能に支持する軸受部24と、第一軸部18Aに設けられる動力伝達機構25と、動力伝達機構25を駆動するモータ26とを備える。動力伝達機構25は、例えばギヤ機構により構成されるが、この構成に限定されない。動力伝達機構25は、第一軸部18Aの外面18aに設けられる第一ギヤ27a(被動ギヤ)と、第一ギヤ27aと噛み合う第二ギヤ27b(駆動ギヤ)とを備える。この構成に限らず、第一ギヤ27aと第二ギヤ27bの間に中間ギヤが設けられてもよい。第二ギヤ27bは、モータ26によって回転駆動される。
 モータ26の軸部は、第二ギヤ27bに連結されている。モータ26の軸部は、外管16の第一軸部18Aから離れた位置で、この第一軸部18Aと平行に配置されている。
 図1及び図2に示すように、ガイドローラ15は、ローラ部28と、ローラ部28を支持する軸部29とを備える。ローラ部28は、例えば金属(より具体的には耐熱鋼)により構成される。ローラ部28の外周面(表面)は、凹凸形状を有するとともに、ガラスリボンGRに接触する接触面となっている。軸部29は、モータ等の駆動源によって回転駆動される。ガイドローラ15は、その内部に冷却機構を有する。
 図2に示すように、ガイドローラ15の軸心O2の上下方向における位置(高さ)は、冷却ローラ13の軸心O1の上下方向における位置(高さ)と同じになっている。すなわち、冷却ローラ13の軸心O1と、ガイドローラ15の軸心O2とは、同一の水平線HL上に位置している。
 図1及び図2に示すように、徐冷領域4は、ガラスリボンGRを下方に搬送する上下複数段の搬送ローラ30を備える。搬送ローラ30は、冷却ローラ13及びガイドローラ15の下方に配置される。上下各段の搬送ローラ30は、ガラスリボンGRの幅方向Xにおける端部GRcを第一主面GRa側と第二主面GRb側とで挟持する対のローラにより構成される。
 各搬送ローラ30は、ローラ部31と、軸部32とを有する。ローラ部31は、例えばセラミックスにより構成される。ローラ部31は、ガラスリボンGRの幅方向Xにおける端部GRcに接触する面(接触面)を有する。軸部32は、モータ等の駆動源によって回転駆動される。
 上記の他、徐冷領域4は、ガラスリボンGRの搬送経路に沿って配置されたヒータ(図示省略)を備える。徐冷領域4では、このヒータによって、ガラスリボンGRの搬送経路に所定の温度勾配が構成されている。
 以下、上記構成の製造装置1を用いてガラス物品を製造する方法について説明する。
 本方法は、オーバーフローダウンドロー法によって溶融ガラスGMからガラスリボンGRを成形する成形工程と、ガラスリボンGRを冷却装置12の冷却ローラ13に接触させる冷却工程と、冷却ローラ13を通過したガラスリボンGRを徐冷する徐冷工程と、を主に含む。
 図1及び図2に示すように、成形工程では、成形領域2において、成形体5のオーバーフロー溝6から溶融ガラスGMを溢れ出させ、成形体5の両側面7を介して下方に流下させて板状とする。この板状の溶融ガラスGMを成形体5の下端部11で融合させることで、ガラスリボンGRを成形する。成形体5は、ガイド部8によって溶融ガラスGMの端部を規制することで、一定幅のガラスリボンGRを成形することができる。
 成形体5の下端部11から離れ、冷却ローラ13に接触する前におけるガラスリボンGRの温度は、例えば1000~1450℃である。また、この場合におけるガラスリボンGRの粘度は、102.0~105.5dPa・sである。ガラスリボンGRが低液相粘度の溶融ガラスからなる場合、上述の粘度は102.0~104.5dPa・sとなる。ガラスリボンGRが高粘性の溶融ガラスからなる場合、上述の粘度は例えば102.0~105.5dPa・sとなり、好ましくは104.5~105.5dPa・sとなる。
 溶融ガラスGMの液相粘度は、102dPa・s以上104.5dPa・s以下であることが好ましい。ここで、「液相粘度」は、液相温度におけるガラスの粘度を指し、白金球引き上げ法で測定可能である。また、1000℃における溶融ガラスGMの粘度は、104.5dPa・s以上とすることができ、107.0dPa・s以上であることが好ましい。一方、1000℃における溶融ガラスGMの粘度の上限は、クラックの発生を防止する観点から、107.6dPa・s以下とすることが好ましい。
 冷却工程では、成形体5の下端部11から離れたガラスリボンGRの第二主面GRbを冷却領域3の冷却ローラ13における外管16の外面16aに接触させる。これにより、ガラスリボンGRの第二主面GRbの温度は、例えば650~1000℃となる。この場合において、ガラスリボンGRの第二主面GRbの温度は、冷却ローラ12に対する接触により、第一主面GRaの温度よりも低くなり、その温度差は例えば150~450℃となる。また、ガラスリボンGRの第二主面GRbの粘度は、例えば107.0~109.9dPa・sとなり、107.6~109.9dPa・sとなることが好ましい。
 冷却工程において、ガイドローラ15は、ガラスリボンGRの端部GRcに第一主面GRa側から接触する。これにより、ガラスリボンGRの端部GRcは、冷却ローラ13における外管16の外面16aの一部と、このガイドローラ15とによって挟持される。冷却ローラ13及びガイドローラ15は、回転しながら、ガラスリボンGRを鉛直下方に案内する。
 冷却工程において、冷却装置12は、駆動機構14によって外管16を所定の回転速度で回転(図2において時計回りに回転)させる。冷却装置12は、各内管17A,17Bの各供給流路21a,21b及び供給孔17cを通じて、冷媒を各冷却流路22a,22bに供給する。
 各内管17A,17Bの各供給孔17cは、各供給流路21a,21bを通じて供給される冷媒を図2において矢印で示すように上方に向かって噴出させる。このとき、冷媒は、接触領域CAに重ならないように、すなわち非接触領域NCAに向かうように噴射される。
 供給孔17cから冷却流路22a,22bに供給された冷媒は、冷却流路22a,22bを流動した後に、各排出流路23a,23bを通過し、排出口23cから外管16の外部に排出される。
 その後の徐冷工程において、ガラスリボンGRは、搬送ローラ30によって搬送されることで徐冷領域4を通過する(搬送工程)。搬送工程では、冷却ローラ13から鉛直下方に送り出されたガラスリボンGRを、搬送ローラ30によって鉛直下方に搬送する。これに限らず、搬送ローラ30の水平方向における位置を変更することで、ガラスリボンGRを鉛直方向に対して傾斜させて搬送することも可能である。
 その後、切断工程等の各種工程が実施され得る。例えば切断工程では、ガラスリボンGRの中途部を幅方向Xに沿って切断することにより、矩形状のガラス板を得る。その後、例えば、ガラスリボンGRの端部GRcに相当する部分をガラス板から切除した後、ガラス板の表面の品質検査(検査工程)、ガラス板の端部の研削・研磨(研削・研磨工程)、ガラス板の表面の洗浄(洗浄工程)を経て、ガラス物品としてのガラス板が製造される。
 上記の各工程の他、本方法は、端部GRcが切除され、中央部GRdのみにより構成されるガラスリボンGRをロール状に巻き取る巻取工程を備えてもよい。これにより、ガラス物品としてのガラスロールが製造される。
 以上説明した本実施形態に係るガラス物品の製造装置1及び製造方法によれば、冷却装置12の冷却ローラ13における内管17を外管16の内部に配置し、内管17の内面17bにより形成される供給流路21a,21bから、内管17の外面17aと外管16の内面16bとの間に形成される冷却流路22a,22bに冷媒を供給することによって、外管16をその長手方向の全範囲にわたって均等に冷却することができる。
 図4及び図5は、本発明の第二実施形態を示す。本実施形態に係る製造装置1の冷却領域3は、冷却ローラ13の下方に位置するエッジローラ33を備える。図4に示すように、エッジローラ33は、ガラスリボンGRの幅方向Xにおける端部GRcに含まれる一対の縁部を把持するように、左右対となっている。また、図5に示すように、各エッジローラ33は、ガラスリボンGRを挟持する二つのローラを含む。
 各エッジローラ33は、ローラ部34と、軸部35とを備える。ローラ部34は、例えばセラミックスや金属等の耐熱性部材により構成される。軸部35は、モータ等の駆動源によって回転駆動される。各エッジローラ33は、第一実施形態のガイドローラ15と同様に、その内部に冷却機構を有する。エッジローラ33は、その軸方向に沿って移動可能に構成される。
 エッジローラ33は、冷却工程において、冷却ローラ13を通過したガラスリボンGRの縁部を把持する(冷却する)ことにより、ガラスリボンGRの幅方向Xにおける収縮を抑制しつつ、ガラスリボンGRを一定幅に形成する。
 本実施形態におけるその他の構成は、第一実施形態と同じである。本実施形態において第一実施形態と共通する構成要素には共通の符号を付している。
 図6は、本発明の第三実施形態を示す。本実施形態では、成形体5及び成形工程の構成が第一実施形態と異なる。成形体5は、オーバーフロー溝6から流出した溶融ガラスGMを下方に案内する一つの側面7と、溶融ガラスGMにおける幅方向の端部を下方に案内(規制)するガイド部8とを備える。
 成形体5の側面7は、鉛直方向に延びる垂直面部9のみにより構成されるが、側面7の形状は本実施形態に限定されない。側面7は、鉛直方向に対して傾斜する面であってもよく、垂直面部9と傾斜面部とを組み合わせによる面であってもよい。
 本実施形態では、成形工程において、第一実施形態のように一対の側面7によって溶融ガラスGMを成形体5の下端部11で融合させるのではなく、一つの側面7のみによって、溶融ガラスGMからガラスリボンGRを成形することができる。ガラスリボンGRは、第一主面GRaと、溶融ガラスGMが側面7に接触することによって形成された第二主面GRbとを有する。冷却工程において、冷却装置12の冷却ローラ13は、ガラスリボンGRの第二主面GRbに接触する。
 本実施形態におけるその他の構成は、第一実施形態と同じである。本実施形態において第一実施形態と共通する構成要素には共通の符号を付している。
 図7は、本発明の第四実施形態を示す。本実施形態に係る製造装置1の成形体5は、二つの側面7を有するが、各側面7は、垂直面部9のみにより構成されている。二つの垂直面部9の下端部11は繋がっておらず、各側面7は、各々独立して一枚のガラスリボンGR1,GR2を成形することができる。すなわち、本実施形態に係るガラス物品の製造方法では、成形工程において、一方の側面7を流れる板状の溶融ガラスGMと、他方の側面7を流れる板状の溶融ガラスGMとは成形体5の各下端部11において融合しない。
 以下、二つの側面7のうち、一方の側面7によって成形されるガラスリボンを第一ガラスリボンGR1といい、他方の側面7によって成形されるガラスリボンを第二ガラスリボンGR2という。
 製造装置1の冷却領域3は、第一ガラスリボンGR1を冷却する第一冷却装置12aと、第二ガラスリボンGR2を冷却する第二冷却装置12bとを備える。第一冷却装置12aは、第一ガラスリボンGR1に接触する第一冷却ローラ13a及び第一ガイドローラ15aと、第一駆動装置(図示略)とを備える。第二冷却装置12bは、第二ガラスリボンGR2に接触する第二冷却ローラ13b及び第二ガイドローラ15bと、第二駆動装置(図示略)とを備える。各冷却装置12a,12bは、第一実施形態の冷却装置12と同じ構成を有する。
 製造装置1の徐冷領域4は、第一ガラスリボンGR1を搬送する第一搬送ローラ30aと、第二ガラスリボンGR2を搬送する第二搬送ローラ30bとを備える。各搬送ローラ30a,30bは、第一実施形態の搬送ローラ30と同じ構成を有する。
 本実施形態に係るガラス物品の製造方法では、成形工程において、オーバーフロー溝6から溢れ出た溶融ガラスGMを二つの側面7に沿って流下させることで、二枚のガラスリボンGR1,GR2を同時に成形する。
 その後の冷却工程において、各冷却装置12a,12bにおける各冷却ローラ13a,13b及び各ガイドローラ15a,15bによる第一ガラスリボンGR1及び第二ガラスリボンGR2の冷却が同時に進行する。同様に、徐冷工程(搬送工程)において、各搬送ローラ30a,30bによる各ガラスリボンGR1,GR2の搬送が同時に進行する。
 本実施形態におけるその他の構成は、第一実施形態と同じである。本実施形態において第一実施形態と共通する構成要素には共通の符号を付している。
 図8は、本発明の第五実施形態を示す。本実施形態では、製造装置の冷却装置における冷却ローラの構成が上記の実施形態と異なる。上記の実施形態に係る冷却ローラ13において、内管17は、仕切り部材19によって区切られていたが、本実施形態に係る内管17は、仕切り部材19を備えていない。したがって、本実施形態において、冷却流路22は、仕切り部材19によって区切られていない。
 本実施形態における内管17は、外管16の一端部(第一軸部18A側)から他端部(第二軸部18B側)まで延びる一本の管である。内管17の内部に構成される供給流路21は、外管16の一端部(第一軸部18A)側及び他端部(第二軸部18B)側から長手方向の中間部に向かって冷媒を流通させる。
 本実施形態におけるその他の構成は、第一実施形態と同じである。本実施形態において第一実施形態と共通する構成要素には共通の符号を付している。
 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。
 上記の実施形態において例示した冷却ローラ13では、内管17の内部に構成される供給流路21が、外管16の一端部(第一軸部18A)側及び他端部(第二軸部18B)側から長手方向の中間部に向かって冷媒を流通させるが、一端部(第一軸部18A)側から他端部(第二軸部18B)側に向かって冷媒を流通させてもよく、他端部(第二軸部18B)側から一端部(第一軸部18A)側に向かって冷媒を流通させてもよい。
 上記の実施形態において例示した冷却ローラ13では、冷却流路22を流通した冷媒を排出するための排出流路23a,23bを外管16の両端部に設けるが、排出流路を外管16の一方の端部のみに設けてもよい。
 上記の実施形態では、オーバーフローダウンドロー法によって溶融ガラスGMからガラスリボンGRを成形したが、スリットダウンドロー法によって溶融ガラスGMからガラスリボンGRを成形してもよい。
 1      ガラス物品の製造装置
 5      成形体
13      冷却ローラ
13a     第一冷却ローラ
13b     第二冷却ローラ
16      外管
16a     外管の外面
16b     外管の内面
17      内管
17A     第一内管
17B     第二内管
17a     内管の外面
17b     内管の内面
17c     供給孔
19      仕切り部材
21      供給流路
21a     第一供給流路
21b     第二供給流路
22      冷却流路
22a     第一冷却流路
22b     第二冷却流路
23a     第一排出流路
23b     第二排出流路
 CA     接触領域
 GM     溶融ガラス
 GR     ガラスリボン
 GR1    第一ガラスリボン
 GR2    第二ガラスリボン
 S      仕切り部材と外管の内面との間の隙間

Claims (9)

  1.  ダウンドロー法によって溶融ガラスからガラスリボンを成形する成形体と、前記ガラスリボンの全幅にわたって接触する冷却ローラと、を備えるガラス物品の製造装置であって、
     前記冷却ローラは、その外面が前記ガラスリボンと接触する外管と、前記外管の内部に配置された内管と、前記内管の内面により形成される冷媒の供給流路と、前記供給流路から供給された冷媒が流通する冷却流路と、を備え、
     前記冷却流路は、前記外管の内面と前記内管の外面との間に形成されることを特徴とするガラス物品の製造装置。
  2.  前記内管の前記外面は、前記供給流路を流れる前記冷媒を前記冷却流路に噴出する複数の供給孔を有しており、
     前記複数の前記供給孔は、前記内管の長手方向に間隔をおいて形成される請求項1に記載のガラス物品の製造装置。
  3.  前記供給孔は、前記内管の前記外面から上方に向かって前記冷媒を噴出するように構成され、かつ、前記外管に対して前記ガラスリボンが接触する接触領域に重ならないように前記冷媒を噴出するように構成される請求項2に記載のガラス物品の製造装置。
  4.  前記外管は、回転可能に構成されており、
     前記供給孔を有する前記内管は、回転不能に構成される請求項2又は3に記載のガラス物品の製造装置。
  5.  前記内管は、前記外管の一端部から前記外管の内部に延びる第一内管と、前記外管の他端部から前記外管の内部に延びる第二内管と、を含み、
     前記供給流路は、前記第一内管の内面により形成される第一供給流路と、前記第二内管の内面により形成される第二供給流路と、を含む請求項1から3のいずれか一項に記載のガラス物品の製造装置。
  6.  前記外管の前記一端部は、前記第一供給流路から前記冷却流路に供給された前記冷媒を排出する第一排出流路を備え、
     前記外管の前記他端部は、前記第二供給流路から前記冷却流路に供給された前記冷媒を排出する第二排出流路を備える請求項5に記載のガラス物品の製造装置。
  7.  前記冷却ローラは、前記冷却流路の中間部を区切る仕切り部材を備える請求項6に記載のガラス物品の製造装置。
  8.  前記仕切り部材は、前記内管に固定されており、
     前記仕切り部材と、前記外管の前記内面との間に隙間が形成される請求項7に記載のガラス物品の製造装置。
  9.  ダウンドロー法によって溶融ガラスからガラスリボンを成形する成形工程と、前記ガラスリボンを冷却ローラに接触させる冷却工程と、を含むガラス物品の製造方法であって、
     前記冷却ローラは、その外面が前記ガラスリボンの全幅にわたって接触する外管と、前記外管の内部に配置された内管と、前記内管の内面により形成される冷媒の供給流路と、前記供給流路から供給された冷媒が流通する冷却流路とを備え、
     前記冷却流路は、前記内管の外面と前記外管の内面との間に形成されることを特徴とするガラス物品の製造方法。
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