JP2003300739A - フロートガラスを製造する際にスパウトリップを介して溶融ガラスを供給する装置 - Google Patents

フロートガラスを製造する際にスパウトリップを介して溶融ガラスを供給する装置

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JP2003300739A
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Gerhard Lautenschlaeger
ラウテンシュレーガー ゲアハルト
Klaus Schneider
シュナイダー クラウス
Andreas Morstein
モルシュタイン アンドレーアス
Uwe Eichhorn
アイヒホルン ウーヴェ
Steffen Mehrman
メアマン シュテフェン
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Carl Zeiss SMT GmbH
Carl Zeiss AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スパウトリップが1400℃までの高い温度
安定性、種々の溶融ガラスに対する高い侵食安定性を有
し、溶融ガラスとの不所望の相互作用を有せず、温度変
化に対して安定でなくかつ溶融ガラス内に侵食生成物を
放出しない、フロートガラスを製造する際にスパウトリ
ップを介して溶融ガラスを供給する装置を提供する。 【解決手段】 少なくとも溶融ガラス(12.1)と接
触するスパウトリップ(20)の表面が耐熱貴金属層
(22)で覆われている。 【効果】 金属層とスパウトリップの材料で熱膨張率の
良好な適合が達成されるので、金属層内での皺及び亀裂
形成が回避される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス溶融槽から
調節可能な供給通路を介してスパウトリップ(spout li
p: Ueberlaufstein)に供給されかつ該スパウトリップ
の、金属層でライニングされた表面上を導かれてフロー
ト浴のスズ表面上に達するフロートガラスを製造する際
にスパウトリップを介して溶融ガラスを供給する装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】フロート法に基づきフロートガラスを製
造する際には、ガラスをガラス溶融槽内で溶融させ、清
澄部分で気泡不含に“清澄”にし、ガラス溶融槽とフロ
ート浴の間の供給通路内で均質にしかつ状態調節(成形
のために必要な粘度に調整する)するのが通例である。
状態調節された溶融ガラスは、供給通路の末端部でスパ
ウトリップを介してフロート浴内の液状スズ上に流し出
される。フロート浴内で、溶融ガラスのガラスリボンへ
の成形が行われる。
【0003】この場合には、スズの表面までのスパウト
リップの下方エッジの間隔並びにスパウトリップの表面
特性が、フロート浴内での成形プロセス、ひいてはフロ
ート加工されたガラスの品質にとって決定的である。
【0004】溶融ガラスと接触するスパウトリップの表
面が亀裂、孔又は侵食プロフィールを有していれば、こ
れはフロート加工されたガラスにおいて表面欠陥(Cros
s Distorsion)を生じる。
【0005】スパウトリップの侵食の増大に基づきフロ
ート浴内のスズの表面までのスパウトリップの下方エッ
ジの間隔が大きくなりすぎれば、フロート浴内への溶融
ガラスの供給条件、例えばバックフロー:フロントフロ
ー比が変化する。その際には、ウエット・バック・バブ
ル(Wet Back Bubble)が生じる。
【0006】公知の装置においては、スパウトリップは
耐火性セラミック材料からなる。通常、スパウトリップ
の材料としては、鋳込成形されかつ焼結されたシリカガ
ラスセラミック(溶融シリカ)又は溶融流し込成形され
たAlが使用される。この材料は、ソーダ石灰ガ
ラスを製造する際には完全に十分でありかつ2〜3年の
スパウトリップの寿命をもたらす。
【0007】しかし、高融点の侵食性ガラス、例えばホ
ウケイ酸ガラス(低アルカリ及びアルカリ分不含)及び
アルミノケイ酸ガラスを製造する際には、この材料から
なるスパウトリップの寿命は最大6ヶ月に過ぎない。従
って、スパウトリップのために別の材料を使用すること
によりその寿命を高めることが既に試みられた。よっ
て、ZrO85〜97質量%を有する溶融流し込成形
された材料を使用しかつこのようなスパウトリップをホ
ウケイ酸ガラス、特に低アルカリホウケイ酸ガラスを製
造する際に使用することが既に提案された。それによっ
て、スパウトリップの寿命を約1年に高めることができ
た(特開平06−345467号公報)。
【0008】スパウトリップのための従来公知の材料の
欠点は、ガラス品質のための公知の結果(歪み等)を伴
う溶融ガラスによる侵食に基づき制限される寿命にあ
る。更に、セラミック材料のあらゆる侵食は、ガラス品
質を同様に劣化する気泡形成及び侵食物質の溶出と結び
付いている。
【0009】特開平06−345467号公報に記載さ
れたスパウトリップの材料は、確かに比較的良好な侵食
安定性を有しているが、しかしこれは温度変化に対して
敏感である。温度変化の際に、容易に表面における剥離
が生じ、極端な場合にはしかもフロートガラスの公知の
品質欠陥を伴う亀裂を生じる。更に、こられらの材料は
極めて高価である。
【0010】金属層を有するスパウトリップを形成する
際には、特にフロート浴からの還元性フォーミングガス
の侵食に対する金属層の保護も考慮しなければならな
い。更に、スパウトリップのための材料を選択する際に
は、スパウトリップの材料と金属層の熱膨張率が類似し
ていることが保証されるべきである。
【0011】スパウトリップのための通常の材料、例え
ば溶融シリカ、Al又はジルコニウムを使用する
場合には、スパウトリップは金属層のような明らかに小
さい熱膨張率を有する。これは1200℃〜1400℃
の使用温度で、金属層内に皺形成及び亀裂、極端な場合
に破壊を生じる。
【0012】
【特許文献1】特開平06−345467号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、スパ
ウトリップが1400℃までの高い温度安定性、種々の
溶融ガラスに対する高い侵食安定性を有し、溶融ガラス
との不所望の相互作用を有せず、温度変化に対して敏感
でなくかつ溶融ガラス内に侵食生成物を放出しない、冒
頭に記載した形式の装置を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記課題は、少なくとも
溶融ガラスと接触するスパウトリップの表面が耐熱(re
fraktraere)貴金属層で覆われていることにより解決さ
れる。
【0015】耐熱貴金属からなる金属層は、溶融ガラス
と接触するスパウトリップの表面に、スパウトリップの
ための優れた侵食安定性、ひいては高い寿命を付与す
る。更に、侵食生成物の溶融ガラス内への侵入が防止さ
れかつスパウトリップの材料の選択のために熱膨張率の
より良好な適合が付与されている。従って、金属層のた
めに白金又は白金合金を、スパウトリップのためにアル
ミン酸マグネシウムスピネルを選択し、そうして類似し
た熱膨張特性を達成することができる。従って、金属層
内の皺及び亀裂形成が容易に回避される。熱膨張率は、
10〜14×10 - - の範囲内にある。
【0016】金属層としては、白金とロジウム10質量
%を有する合金、及び白金と金5質量%を有する合金が
好適であることが判明した。
【0017】フロート浴からの還元性フォーミングガス
の侵食に対して白金を保護するために、スパウトリップ
の下でノズルを介して800〜1200℃の温度を有す
るガス状窒素を供給する。
【0018】該装置は、フロート法に基づきフラットパ
ネル・ディスプレイのための基板ガラスを製造するため
に特に好適である。
【0019】まさに白金及びその合金は、ホウケイ酸ガ
ラス及びアルミノケイ酸ガラスに対して優れた侵食安定
性を有する。
【0020】ホウケイ酸ガラスの場合には、 SiO 55〜65質量%、 Al 12〜20質量%、 B ≧5質量%、 BaO 0〜5質量%、 CaO 3〜9質量%、 MgO 1〜5質量%、 SrO 1〜5質量% を有する組成が特に好適でありかつ本発明に基づき構成
されたスパウトリップは、フロート加工されたガラスリ
ボンの改良された表面品質にとって決定的に重要である
皺及び亀裂の無い表面と同時に高い寿命を有する。
【0021】
【実施例】図面に示した実施例により、本発明を詳細に
説明する。
【0022】図1による原理図から明らかなように、ガ
ラスはガラス溶融槽10内で溶融せしめられかつ供給通
路11に供給され、該供給通路内で清澄にされた溶融ガ
ラスの量が供給通路11の末端部のスパウトリップ20
に配属されたガラス量調整装置14(フロント・ツウィ
ール:Front Tweel)で調整可能である。
【0023】供給通路11には遮断装置13(バック・
ツウィール:Back Tweel)が配属されており、これを用
いてスパウトリップ20に対する溶融ガラス13の供給
を完全に遮断することができる。
【0024】図2に明らかに示されているように、スパ
ウトリップ20の上面に供給される溶融ガラス12.1
の量はガラス量調整装置14(フロント・ツウィール)
の調節によて計量供給される。スパウトリップ20の上
面は、金属層22で覆われている。この金属層は、この
場合には白金又は白金合金からなる。該金属層は、白金
又は白金合金ピンによってスパウトリップ20の側面を
制限する側面ブロック内に固定されている。この場合、
固定位置は、ライニングされたスパウトリップ20上を
流動する溶融ガラス12.1と接触しないように設定す
ることができる。ここで明確に言及すれば、本発明の範
囲内で金属層22は前記のように分離された構成部材か
らなっていてもよく、又はこの金属層はスパウトリップ
20と一体に構成されていてもよい。金属層22がスパ
ウトリップ20に蒸着されているか又はその他の方式で
被覆されていることも考えられる。
【0025】溶融ガラス12.1は、入口壁15及び底
部部材17で示されかつ液状スズ18を収容するフロー
ト浴内に達する。流入する溶融ガラス12.1は、液状
スズ18の上にガラスリボン12.2を形成し、該ガラ
スリボンは引出しロールを介してフロート浴から引出さ
れる。
【0026】スパウトリップ20の下方エッジは、液状
スズ18の表面に対して正確な間隔を取らねばならな
い。この場合、スパウトリップ20は、フロート浴の入
口壁15の上に配置されていてもよい。スパウトリップ
20の下にはノズル21が配置されており、該ノズルを
介して800〜1200℃の温度を有する窒素をスパウ
トリップ20とフロート浴の間の移行部に供給可能であ
る。それにより、白金被覆の、溶融ガラスによって覆わ
れない部分が還元性フロート浴雰囲気に対して保護され
る。
【0027】スパウトリップ20とフロート浴の間の移
行領域は、供給通路11に向かってフロントカバー部材
19によりカバーされている。液状スズ18は、入口壁
15及び底部部材17からなるフロート浴内に、タイル
16を介してフロート浴の入口壁15から分離されたフ
ロート加工されたガラスリボン12.2のための液状支
持体を形成する。
【0028】スパウトリップ20は、白金とロジウム1
0質量%又は白金と金5質量%からなる金属層と類似し
た、10〜14×10- - の熱膨張率を有するアル
ミン酸マグネシウムスピネルからなる。これらの合わせ
られた熱膨張率は、1200〜1400℃の温度で金属
層が皺又は亀裂形成を示さずかつ従ってフロート加工さ
れたガラスリボン12.2の改良された表面品質のため
に優れた表面を形成することを保証する。スパウトリッ
プ20の下側で、フロート浴からの還元性雰囲気に対し
て白金を保護するために、ノズル21を介して800〜
1200℃の温度を有するガス状が供給される。
【0029】金属層の下側は、また、フロート浴から流
出するスズ蒸気及び還元性フロートガスに対して金属層
を保護するために、気密の拡散防止層を支持していても
よい。
【0030】本発明による装置は、フロート法に基づき
フラットパネル・ディスプレイのための基板ガラスを製
造するために特に好適である。このために使用されるホ
ウケイ酸ガラスは、有利には以下の組成: SiO 55〜65質量%、 Al 12〜20質量%、 B ≧5質量%、 BaO 0〜5質量%、 CaO 3〜9質量%、 MgO 1〜5質量%、 SrO 1〜5質量% を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】スパウトリップを有する、ガラス溶融槽からフ
ロート浴までの移行領域におけるフロートガラスを製造
するためのフロート装置を示す図である。
【図2】1つの遮断スライダだけを有するフロート装置
におけるスパウトリップを有する移行領域を詳細に示す
図である。
【符号の説明】
10 ガラス溶融槽、 11 供給通路、 12,1
2.1 溶融ガラス、12.2 ガラスリボン、 13
遮断装置(バック・ツウィール)、 14ガラス量調
整装置(フロント・ツウィール)、 15 入口壁、
16 タイル、 17 底部部材、 18 液状スズ、
19 フロントカバー部材、 20スパウトリップ、
21 ノズル、 22 金属層
【手続補正書】
【提出日】平成15年4月16日(2003.4.1
6)
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス シュナイダー ドイツ連邦共和国 アポルダ ローベルト −ビルクナー−ヴェーク 16 (72)発明者 アンドレーアス モルシュタイン ドイツ連邦共和国 イェーナ フライリヒ ラート−シュトラーセ 71 (72)発明者 ウーヴェ アイヒホルン ドイツ連邦共和国 マインツ ゼルトリウ スリング 24 (72)発明者 シュテフェン メアマン ドイツ連邦共和国 イェーナ オットーゲ ルト−ミュールマン−シュトラーセ 12

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フロートガラスを製造する際にスパウト
    リップを介して溶融ガラスを供給する装置において、少
    なくとも溶融ガラス(12.1)と接触するスパウトリ
    ップ(20)の表面が耐熱貴金属層(22)で覆われて
    いることを特徴とする、フロートガラスを製造する際に
    スパウトリップを介してガラス溶融物を供給する装置。
  2. 【請求項2】 金属層(22)の、溶融ガラス(12.
    1)と接触しない下側面が気密の拡散遮断層を備えてい
    る、請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】 金属層(22)が白金又は白金合金から
    なる、請求項1又は2記載の方法。
  4. 【請求項4】 スパウトリップ(20)が10〜14×
    10- - の熱膨張率(WAK)を有する材料からな
    る、請求項1から3までのいずれか1項記載の装置。
  5. 【請求項5】 スパウトリップ(20)が、白金又はそ
    の合金からなる金属層(22)の熱膨張特性に合わせら
    れた熱膨張特性を有するアルミン酸マグネシウムスピネ
    ルからなる、請求項4記載の装置。
  6. 【請求項6】 金属層(22)が、白金とロジウム10
    質量%又は白金と金5質量%を有する合金からなる、請
    求項3から5までのいずれか1項記載の装置。
  7. 【請求項7】 スパウトリップ(20)の下でノズル
    (21)を介して、有利には800〜1200℃の温度
    を有する窒素を導入可能である、請求項1から6までの
    いずれか1項記載の装置。
  8. 【請求項8】 フロート法に基づきフラットパネル・デ
    ィスプレイのための基板ガラスを製造する際に使用され
    る、請求項1から7までのいずれか1項記載の装置。
  9. 【請求項9】 基板ガラスが以下の組成: SiO 55〜65質量%、 Al 12〜20質量%、 B ≧5質量%、 BaO 0〜5質量%、 CaO 3〜9質量%、 MgO 1〜5質量%、 SrO 1〜5質量% を有するホウケイ酸ガラスである、請求項8記載の装
    置。
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