JP6506226B2 - ディスクロール用基材及びその製造方法並びにディスクロール及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ディスクロール用基材及びその製造方法並びにディスクロール及びその製造方法に関する。本発明は特に、板ガラスの製造に適したディスクロール及びその基材に関し、それらの製造方法にも関する。
板ガラスは、ガラス溶融物を装置に連続的に供給し、その装置から帯状に流下させて、流下中に冷却して硬化させることにより製造する。ディスクロールは一対の引張ロールとして機能し、帯状ガラス溶融物を挟持して強制的に下方に送り出すために用いられる。
平板形状ガラスは、上記のダウンドロー法の他に、フロート法、ロールアウト法、コルバーン法等により製造することができる。いずれの製法で作製された板ガラスも、熱によるひずみを取り除くために、徐冷工程を必要とする。この徐冷工程で板ガラスを搬送するため、コロの役割をするディスクロールが用いられる。
ディスクロールは、一般に、ディスクロール用基材（ミルボード、板状成形体）をリング状に打ち抜き、これを複数枚、回転軸となる軸部（シャフト）に嵌挿してロール状の積層物とし、両端に配したフランジを介して全体を加圧して固定したものである。リング状に打ち抜いたディスクロール用基材の外周面がガラス溶融物の搬送面として機能する。一般に、リング状のディスクロール用基材は、「ディスク材」と呼ばれることもある。
ディスクロールは長時間帯状ガラス溶融物を搬送するものであるから、ディスク部には、耐熱性とともに、圧縮強度及び耐磨耗性が求められている。また、製造される板ガラスは大型化する傾向にあり、それに従いディスクロールに加わる荷重もより大きなものとなる傾向があることから、ディスクロールにはより高い圧縮強度が要求されている。このような要求に応えるためのディスクロールとして、耐熱性無機繊維、マイカ、粘土を含有させたディスクロール等が知られている（特許文献１〜３）。さらに、マイカ以外の充填剤を用いたディスクロールも知られている（特許文献４）。
「粘土基礎講座１ 粘土の構造と化学組成」 上原誠一郎 粘土科学、第４０巻、第２号（２０００）１００−１１１頁
上記のように、ディスクロール用基材には高い圧縮強度及び耐磨耗性が要求されている。従来から、特許文献１〜４のようなディスクロールが知られていたが、さらなる圧縮強度及び耐磨耗性が求められていた。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、圧縮強度と耐磨耗性に優れるディスクロール用基材、及びディスクロールを提供することを目的とする。また、本発明は、そのようなディスクロール用基材及びディスクロールを製造することができる製造方法を提供することも目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、層状珪酸塩を含むディスクロール用基材であって、該層状珪酸塩として、層間距離が１０オングストロームを超える鉱物を２種類以上含有するものであることを特徴とするディスクロール用基材を提供する。
このように、ディスクロール用基材が、層状珪酸塩として、層間距離が１０オングストロームを超える鉱物を含むことにより、ディスクロール用基材に適度な柔軟性及び弾力性を与えることができ、ディスクロール用基材の圧縮強度を高くすることができる。また、ディスクロール用基材がこのような鉱物を２種類以上含有することにより、異なる種類の鉱物の間で接触した際に鉱物間に引っかかりが生じ、磨耗した際の磨耗片の発生（いわゆる粉落ち）を抑制することができるため、ディスクロール用基材に高い耐磨耗性を与えることができる。
このとき、前記層間距離が１０オングストロームを超える鉱物は、層間距離が１００オングストローム以下のものであることが好ましい。
このように、ディスクロール用基材に含ませる層状珪酸塩鉱物の層間距離の上限を１００オングストローム以下とすることにより、上記の圧縮強度及び耐磨耗性をより効果的に得ることができる。
また、前記層間距離が１０オングストロームを超える鉱物が、スメクタイト族、バーミキュライト族、緑泥石族に含まれる鉱物から選択されるものであることが好ましい。
このような種類の鉱物を採用することにより、層間距離１０オングストローム以上という条件を容易に満たすことができ、上記の圧縮強度及び耐磨耗性をより効果的に得ることができる。
また、前記層間距離が１０オングストロームを超える鉱物の前記ディスクロール用基材の質量に対する質量比が５乃至６０質量％であることが好ましい。
このような質量比で層間距離が１０オングストロームを超える鉱物を含ませることにより、ディスクロール用基材に十分な圧縮強度及び耐磨耗性を与えることができる。
また、上記のいずれかのディスクロール用基材であって、該ディスクロール用基材は無機繊維と、粘土とを含み、該ディスクロール用基材の質量に対する含有割合が、前記無機繊維は２０乃至５５質量％であり、前記粘土は５乃至５０質量％であることが好ましい。
このように、本発明のディスクロール用基材は無機繊維及び粘土を含むことができる。また、耐熱性、耐熱衝撃性等が向上するため、その含有量は上記のようにすることが好ましい。
また、本発明のディスクロール用基材は、リング状に成形されているものとすることができる。
このように、本発明のディスクロール用基材はリング状に成形したものとすることができ、リング状のディスクロール用基材であれば、ディスクロールの筒状のディスク部の構成部材として有益である。
また、本発明は、筒状のディスク部と、該ディスク部が挿通される軸部とを備えるディスクロールであって、前記ディスク部が、上記のリング状に成形したディスクロール用基材を含み、前記ディスク部が溶融ガラスに接触するものであり、ガラスの搬送に用いるものであることを特徴とするディスクロールを提供する。
このような、上記のリング状に成形したディスクロール用基材を用いてディスク部としたディスクロールであれば、高い圧縮強度及び高い耐磨耗性を有するディスクロール用基材を用いたディスクロールであるので、ガラスの搬送に用いる際に、ガラスを傷めることが抑制されるとともに、より粉落ちが少ないディスクロールを提供することができる。
また、本発明は、このディスクロールを用いて溶融ガラスを搬送する搬送工程を備えることを特徴とするガラスの製造方法を提供する。
このように、本発明のディスクロール用基材を備えるディスクロールを用いることにより、傷の発生を抑えてガラスを搬送することができ、かつ、ディスクロールからの粉落ちを抑制することができるので、高品質のガラスを製造することができる。
また、本発明は、上記のリング状に成形したディスクロール用基材を軸部に挿通する挿通工程を備え、該ディスクロール用基材を含む筒状のディスク部と、該ディスク部が挿通された軸部とを備えるディスクロールを製造することを特徴とするディスクロールの製造方法を提供する。
このような製造方法により、上記の圧縮強度及び耐磨耗性に優れたディスクロール用基材を備えたディスクロールを製造することができる。
また、本発明は、層状珪酸塩を含むスラリーを準備する工程と、該スラリーを成形してディスクロール用基材を製造する工程とを有するディスクロール用基材の製造方法であって、前記スラリーとして、層間距離が１０オングストロームを超える層状珪酸塩を２種類以上含有するスラリーを準備し、これを成形してディスクロール用基材を製造することを特徴とするディスクロール用基材の製造方法を提供する。
このようなディスクロール用基材の製造方法により、上記の高い圧縮強度と高い耐磨耗性を有するディスクロール用基材を製造することができる。
本発明のディスクロール用基材は、ディスクロール用基材の圧縮強度を高くすることができるとともに、高い耐磨耗性を与えることができる。また、本発明のディスクロール用基材を用いたディスクロールでは、ガラスの搬送に用いる際に、ガラスを傷めることが抑制されるとともに、粉落ちが少ないものとすることができる。また、本発明のディスクロール用基材の製造方法及びディスクロールの製造方法により、そのような優れた機能性を有するディスクロール用基材及びディスクロールを製造することができる。
以下、本発明に関して、図面を参照して詳細に説明する。
本発明のディスクロール用基材は、層状珪酸塩を含み、かつ、該層状珪酸塩として、層間距離が１０オングストロームを超える鉱物を２種類以上含有する。以降の説明では、この層間距離が１０オングストロームを超える鉱物を「長層間距離鉱物」とも称する。長層間距離鉱物は、層間距離が１００オングストローム以下のものであることが好ましい。
層状珪酸塩の層間距離とは、隣り合う珪酸塩層の対応する位置同士の距離のことである。層状珪酸塩の層間距離は、隣り合う珪酸塩層の重心間の距離ということもできる。
非特許文献１（「粘土基礎講座１ 粘土の構造と化学組成」 上原誠一郎 粘土科学、第４０巻、第２号（２０００）１００−１１１頁）によると、スメクタイト族、バーミキュライト族、緑泥石族に含まれる鉱物は層間距離が１０オングストロームを超える。従って、本発明における長層間距離鉱物は、スメクタイト族、バーミキュライト族、緑泥石族に含まれる鉱物から選択されるものであることが好ましい。スメクタイト族（以下、「スメクタイト」ともいう。）の具体例としては、モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト等が挙げられる。バーミキュライト族（以下、「バーミキュライト」ともいう。）の具体例としては、３八面体型バーミキュライト、２八面体型バーミキュライト等が挙げられる。緑泥石族の具体例としては、ドンバサイト、スドーアイト、クッケアイト、クリノクロア、シャモサイト、ニマイト等が挙げられる。
スメクタイト族、バーミキュライト族、緑泥石族に含まれる鉱物から選択されるものを採用することにより、層間距離１０オングストローム以上という条件を容易に満たすことができ、上記の圧縮強度及び耐磨耗性をより効果的に得ることができる。
層状珪酸塩は組成等により層間距離が伸縮することがある。その場合、Ｘ線回折装置（ＲＩＧＡＫＵ製ＵｌｔｉｍａＩＩＩを用いたＸ線回折により層状珪酸塩の層間距離を求めることが出来る。この層間距離は測定によって得られた回折強度の回折角θを用いて下記式より求めることが出来る。
２ｄ・ｓｉｎθ＝λ
ｄ：層間距離
θ：回折角
λ：測定Ｘ線波長
このようにして測定した層間距離を、その層状珪酸塩の層間距離として用いることもできる。
２ｄ・ｓｉｎθ＝λ
ｄ：層間距離
θ：回折角
λ：測定Ｘ線波長
このようにして測定した層間距離を、その層状珪酸塩の層間距離として用いることもできる。
長層間距離鉱物は、例えば、スメクタイト族から複数種類選択してディスクロール用基材に含有させることもでき、バーミキュライト族又は緑泥石族から複数種類選択してディスクロール用基材に含有させることもできる。また、ディスクロール用基材に含有させる長層間距離鉱物は、スメクタイト族から１種類選択し、かつ、バーミキュライト族又は緑泥石族から１種類選択するものとしても良い。また、ディスクロール用基材に含有させる長層間距離鉱物は３種類以上でもあってもよい。
上記非特許文献１によると、蛇紋石−カオリン族、ハロイサイト族、タルク−パイロフィライト族、雲母（マイカ）族、脆雲母族等の層状珪酸塩は層間距離が１０オングストローム以下である。本発明のディスクロール用基材には、上記のように、層状珪酸塩として層間距離が１０オングストロームを超える鉱物を２種類以上含有することが必要であるが、これらを含むものであれば、それ以外に、層間距離が１０オングストローム以下の鉱物（短層間距離鉱物）を含んでいてもよい。また、ディスクロール用基材は層間距離が１０オングストローム以下の鉱物を含んでいなくてもよい。
上記のように、ディスクロール用基材が、層状珪酸塩として、層間距離が１０オングストロームを超える鉱物（長層間距離鉱物）を含むことにより、ディスクロール用基材に適度な柔軟性及び弾力性を与えることができる（この効果は一般に「アコーディオン効果」と呼ばれることがある。）。これにより、ディスクロール用基材の圧縮強度を高くすることができる。また、ディスクロール用基材が上記長層間距離鉱物を２種類以上含有することにより、異なる種類の鉱物の間で接触した際に鉱物間に引っかかりが生じる（この効果は一般に「アンカリング効果」又は「アンカー効果」と呼ばれることがある。）。これにより、磨耗した際の磨耗片の発生（いわゆる粉落ち）を抑制することができるため、ディスクロール用基材に高い耐磨耗性を与えることができる。このように、本発明のディスクロール用基材では、高い圧縮強度と高い耐磨耗性を両立させることができ、またそのバランスを良好なものとすることができる。
また、上記のように、長層間距離鉱物は層間距離が１００オングストローム以下のものを使用することが好ましい。上記の圧縮強度及び耐磨耗性をより効果的に得ることができるからである。
長層間距離鉱物のディスクロール用基材の質量に対する質量比が５乃至６０質量％であることが好ましい。このような質量比で層間距離が１０オングストロームを超える鉱物を含ませることにより、ディスクロール用基材に十分な圧縮強度及び耐磨耗性を与えることができる。この質量比は７乃至５０質量％であることがさらに好ましく、１０乃至４０質量％であることが特に好ましい。
また、本発明のディスクロール用基材では、上記のように層状珪酸塩として長層間距離鉱物を２種類以上用いるが、長層間距離鉱物間の質量比として、任意の１種類を除いた際に残りの種類の層状珪酸塩で１０％質量以上あることが好ましい。例えば、長層間距離鉱物として２種類用いる場合には、長層間距離鉱物間の質量比は１０％：９０％〜９０％：１０％とすることが好ましい。アンカリング効果がより効果的に作用すると考えられるためである。また、この質量比は１：４〜４：１とすることがより好ましい。
また、本発明のディスクロール用基材は無機繊維と、粘土とを含むことが好ましい。
本発明において、無機繊維は、従来からディスクロールに用いられている各種無機繊維を適宜用いることができ、その例としてセラミック繊維、ムライト繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、ガラス繊維、ロックウール繊維等が挙げられる。中でも、耐熱性に優れたアルミナ繊維、ムライト繊維、シリカ・アルミナ繊維、シリカ繊維が好適である。また、無機繊維は、必要に応じて２種以上を併用することができる。
無機繊維のディスクロール用基材の質量に対する含有割合は、２０乃至５５質量％であることが好ましい。この含有割合は、より好ましくは３０質量％以上５０質量％以下であり、さらに好ましくは３３質量％以上４５質量％以下であり、特に好ましくは３５質量％以上４３質量％以下である。無機繊維が２０質量％以上であれば耐熱性、耐熱衝撃性が向上するため好ましい。また、無機繊維が５５質量％以下であれば、ディスクロール用基材の密度を十分な高さに保つことができ、作業性を良くすることができる。
本発明に用いる無機繊維は、無機繊維全体に対する割合として通常、アルミナを４０質量％以上９９質量％以下、好ましくは４０質量％以上８０質量％以下、より好ましくは７０質量％以上８０質量％以下、さらに好ましくは７０質量％以上７５質量％以下含む。また、無機繊維は、通常、シリカを１質量％以上６０質量％以下、好ましくは２０質量％以上６０質量％以下、より好ましくは２０質量％以上３０質量％以下、さらに好ましくは２５質量％以上３０質量％以下含むことができる。アルミナが増えると耐熱性が増す。
本発明において、粘土は、木節粘土、ベントナイト、カオリン粘土、蛙目粘土、及び耐火粘土等を用いることができるが、特に木節粘土及びベントナイトを用いることが好ましい。粘土は１種類でもよいし、２種類以上を共に用いてもよい。
ディスクロール用基材の質量に対し、粘土は５乃至５０質量％の範囲で含まれることが好ましい。この含有割合は、より好ましくは１０質量％以上４８質量％以下、さらに好ましくは１５質量％以上４５質量％以下、特に好ましくは２０以上４５質量％以下である。粘土の含有量が５質量％以上であれば、より耐磨耗性を高くすることができ、５０質量％以下であれば、より生産性を向上することができる。
本発明のディスクロール用基材では、必要に応じ、木節粘土を、ディスクロール用基材の質量に対し、２質量％以上３０質量％以下の範囲で含むことが好ましい。この含有割合は、５質量％以上２５重量％以下であることがより好ましく、１０質量％以上２０質量％以下で含むことが特に好ましい。木節粘土をこの範囲で含むと表面潤滑性（平滑性）が良好となる。
本発明のディスクロール用基材では、必要に応じ、スメクタイト（具体的にはモンモリロナイト）を主成分とするベントナイトを２質量％以上３０質量％以下の範囲で含むことが好ましい。この含有割合は、５質量％以上２５質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以上２５質量％以下であることが特に好ましい。ディスクロール用基材がベントナイトを含むと、定着・凝集が十分となり、また濾水性が向上する。逆にベントナイトの含有量が３０質量％以下であれば、スラリーの粘性が高くなりすぎず、濾水性が向上する。
粘土成分にも長層間距離鉱物に分類される層状珪酸塩が含まれることがあるが、この層状珪酸塩も、上記の長層間距離鉱物のディスクロール用基材の質量に対する質量比に算入される。粘土成分に含まれる長層間距離鉱物と、これ以外に用いられる長層間距離鉱物とで合わせて２種類以上がディスクロール用基材に含まれていれば本発明の効果を奏することができる。粘土成分に含まれている長層間距離鉱物と、それ以外に用いる長層間距離鉱物とで、同じ種類のものが用いられていてもよい。
また、本発明のディスクロール用基材は、形状は特に限定されないが、板状をなし、例えば四角形状のほか、リング状などに成形されているものとすることができる。
このように、本発明のディスクロール用基材はリング状に成形したものとすることができ、リング状のディスクロール用基材を重ねて筒状のディスク部を形成することでディスクロールの構成部品とすることができる。
次に、図１を参照して、本発明のディスクロールの構成を説明する。本発明のディスクロール１０は、筒状のディスク部１３と、該ディスク部が挿通される軸部１１とを備える。また、ディスク部１３は、リング状に成形したディスクロール用基材１２を複数、軸部１１に挿通してなるものである。軸部（シャフト）１１に複数枚挿通されたリング状ディスクロール用基材１２は、ロール状の積層物とされ、その両端に配したフランジ１４を介して全体を加圧してディスクロール用基材１２に若干の圧縮を加えた状態でナット１５等により固定されたものである。本発明のディスクロール１０は、ディスクロール用基材１２として、上記の本発明のディスクロール用基材をリング状に形成したものを含むものである。また、ディスク部１３は溶融ガラスに接触するものであり、ガラスの搬送に用いるものである。
上記のディスクロール１０は、例えば、図２に示す板ガラス製造装置１００に組み込まれ、板ガラスの成形及び搬送に用いることができる。この板ガラス製造装置１００は、溶融炉１０１の線状に開口したスリット１０２から帯状のガラス溶融物１１０を連続的に排出し、この排出された帯状のガラス溶融物１１０を流下させ、流下中に冷却して硬化させることにより板ガラスを製造する装置であるが、ディスクロール１０は一対の引張ロールとして機能し、帯状ガラス溶融物１１０を挟持して強制的に下方に送出（搬送）している。
本発明のディスクロールは、上記の長層間距離鉱物を２種類以上含有するディスクロール用基材を用いてディスク部としたディスクロールであるので、高い圧縮強度及び高い耐磨耗性を有するディスクロール用基材が用いられている。従って、ガラスの搬送に用いる際に、ガラスを傷めることが抑制されるとともに、より粉落ちが少ないディスクロールとすることができる。
次に、上記のディスクロール用基材及びディスクロールの製造方法を説明する。
本発明のディスクロール用基材の製造方法は、層状珪酸塩を含むスラリーを準備する工程（工程ａ）と、該スラリーを成形してディスクロール用基材を製造する工程（工程ｂ）とを有する。また、本発明のディスクロール用基材の製造方法では、工程ａにおいて、上記スラリーとして、層間距離が１０オングストロームを超える層状珪酸塩（長層状珪酸塩）を２種類以上含有するスラリーを準備する。このスラリーを工程ｂにおいて成形してディスクロール用基材を製造する。
このようなディスクロール用基材の製造方法により、上記の高い圧縮強度と高い耐磨耗性を有するディスクロール用基材を製造することができる。
より具体的には、長層間距離鉱物を２種類以上、無機繊維、粘土（木節粘土、ベントナイト）、必要に応じて充填剤、凝集剤、有機バインダー等を所定量含む水性スラリーを調製し、この水性スラリーを成形し、乾燥することにより基材を得ることができる。水性スラリーの成形、乾燥の方法は、例えば、抄造法や、金網等の成形金型の一方の面にスラリーを供給しつつ他方の面から吸引を行う脱水成形法等とすることができる。ディスクロール用基材の厚さは適宜設定することができ、２〜３０ｍｍが一般的である。
次に、図１を参照してディスクロールの製造方法に関して説明する。上記のように製造したディスクロール用基材をリング状に打ち抜き、リング状ディスクロール用基材１２とする。その後、リング状ディスクロール用基材１２を軸部１１に挿通する挿通工程を備える。挿通工程において、リング状ディスクロール用基材１２を含む筒状のディスク部１３と、該ディスク部が挿通された軸部１１とを備えるディスクロールを製造する。このような製造方法により、上記の圧縮強度及び耐磨耗性に優れたディスクロール用基材を備えたディスクロールを製造することができる。
より具体的には以下のようにディスクロールを製造することができる。すなわち、リング状ディスクロール用基材１２を複数枚、金属製（例えば鉄製、ステンレス鋼製）の軸部１１に嵌挿してロール状の積層物（ディスク部１３）とし、両端に配したフランジ１４を介して両端から全体を加圧してリング状ディスクロール用基材に若干の圧縮を加えた状態でナット１５等の固定具で固定する。必要により焼成する。焼成は、軸部へ挿通して充填する前でも充填した後でもよいが、充填後が好ましい。そして、所定のロール径となるようにディスク部１３の外周面（すなわち、リング状のディスクロール用基材１２の外周面）を研削することにより、ディスクロール１０が得られる。
ディスクロールにおけるディスク部の硬度（ＳｈｏｒｅＤ硬度）は、通常、３０〜７０、好ましくは３５〜６５である。ディスク部の充填密度は、通常、１．０〜１．５ｇ／ｃｍ３、好ましくは１．１〜１．４ｇ／ｃｍ３である。
ディスクロールの構造には軸部全体がリング状ディスクロール用基材で覆われている仕様のもの、ガラスの接触する部分のみ軸部がリング状ディスクロール用基材で覆われている仕様のもの等があり、いずれでも構わない。
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
表１に示す配合（質量％）のように、バーミキュライト３２質量％、スメクタイト（具体的にはモンモリロナイト）１０質量％、無機繊維（アルミナ７０質量％以上、シリカ３０質量％以下のムライト繊維）４０質量％、木節粘土１０質量％、パルプ６質量％及び澱粉２質量％を含む水性スラリーを調製し、吸引脱水成形法により乾燥後の寸法が２００ｍｍ×２００ｍｍ×６ｍｍのディスクロール用基材（ミルボード）を成形した。
表１に示す配合（質量％）のように、バーミキュライト３２質量％、スメクタイト（具体的にはモンモリロナイト）１０質量％、無機繊維（アルミナ７０質量％以上、シリカ３０質量％以下のムライト繊維）４０質量％、木節粘土１０質量％、パルプ６質量％及び澱粉２質量％を含む水性スラリーを調製し、吸引脱水成形法により乾燥後の寸法が２００ｍｍ×２００ｍｍ×６ｍｍのディスクロール用基材（ミルボード）を成形した。
得られたディスクロール用基材について、下記（１）〜（４）の評価を行った。結果を表１に示す。
（１）表面平滑性試験
得られたディスクロール用基材について、触針式表面粗さ測定機（ＪＩＳ Ｂ ０６５１）を使用して、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４で規定された方法により測定し、算術平均粗さＲａ、最大高さＲｙ、十点平均粗さＲｚを測定した。
得られたディスクロール用基材について、触針式表面粗さ測定機（ＪＩＳ Ｂ ０６５１）を使用して、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４で規定された方法により測定し、算術平均粗さＲａ、最大高さＲｙ、十点平均粗さＲｚを測定した。
（２）耐衝撃試験
ディスクロール用基材を外径６０ｍｍ内径２０ｍｍのリング状に打ち抜き、リング状ディスクロール用基材を作製した。これを直径２０ｍｍのステンレス鋼製軸部（シャフト）に挿通し、長さ１００ｍｍ、充填密度１．３５ｇ／ｃｍ３になるようにロールビルドし、試験用ディスクロールを作製した。この試験用ディスクロールを９００℃の炉の中に投入し、３時間保持後、炉から取り出した。取り出した直後にステンレス製（３５０ｇ）の衝撃用治具を所定高さ（５０〜３００ｍｍ）から落下させた。落下後の外観を観察した。クラックが入ったときの高さを衝撃強さとした。
ディスクロール用基材を外径６０ｍｍ内径２０ｍｍのリング状に打ち抜き、リング状ディスクロール用基材を作製した。これを直径２０ｍｍのステンレス鋼製軸部（シャフト）に挿通し、長さ１００ｍｍ、充填密度１．３５ｇ／ｃｍ３になるようにロールビルドし、試験用ディスクロールを作製した。この試験用ディスクロールを９００℃の炉の中に投入し、３時間保持後、炉から取り出した。取り出した直後にステンレス製（３５０ｇ）の衝撃用治具を所定高さ（５０〜３００ｍｍ）から落下させた。落下後の外観を観察した。クラックが入ったときの高さを衝撃強さとした。
（３）磨耗試験
ディスクロール用基材を外径７０ｍｍ内径２０ｍｍのリング状に打ち抜き、リング状ディスクロール用基材を作製した。これを直径２０ｍｍのステンレス鋼製軸部（シャフト）に挿通し、長さ１００ｍｍ、充填密度１．３５ｇ／ｃｍ３になるようにロールビルドし、ディスクロールを作製した。このようにして作製したディスクロールを、図３（ａ）の試験用ディスクロール３１０として図示した。この試験用ディスクロール３１０を９００℃で３時間加熱したあと、このディスクロール３１０のディスク部表面に、１ｍｍ間隔で幅１ｍｍの溝加工を１０本施した直径１２ｍｍのアルミナ製の軸（磨耗材３２２）を接触させた。磨耗材３２２には錘３２４により荷重をかけた。磨耗材３２２をディスクロール３１０のディスク部に接触させた状態で１５分間回転させ、ディスクロール３１０のディスク部表面に出来た溝の深さを測定した。図３（ｂ）は図３（ａ）の点線部を横から見て拡大した概略図である。磨耗材３２２には実際には上記のように溝が１０本加工されている。
ディスクロール用基材を外径７０ｍｍ内径２０ｍｍのリング状に打ち抜き、リング状ディスクロール用基材を作製した。これを直径２０ｍｍのステンレス鋼製軸部（シャフト）に挿通し、長さ１００ｍｍ、充填密度１．３５ｇ／ｃｍ３になるようにロールビルドし、ディスクロールを作製した。このようにして作製したディスクロールを、図３（ａ）の試験用ディスクロール３１０として図示した。この試験用ディスクロール３１０を９００℃で３時間加熱したあと、このディスクロール３１０のディスク部表面に、１ｍｍ間隔で幅１ｍｍの溝加工を１０本施した直径１２ｍｍのアルミナ製の軸（磨耗材３２２）を接触させた。磨耗材３２２には錘３２４により荷重をかけた。磨耗材３２２をディスクロール３１０のディスク部に接触させた状態で１５分間回転させ、ディスクロール３１０のディスク部表面に出来た溝の深さを測定した。図３（ｂ）は図３（ａ）の点線部を横から見て拡大した概略図である。磨耗材３２２には実際には上記のように溝が１０本加工されている。
（４）圧縮強度試験
上記のようにして得られたディスクロール用基材から、図４（ａ）に示すような形状の測定用試料４２３を作製した。図４（ａ）に示す接触部の外径が６５ｍｍ、接触部の長さが３０ｍｍの試料とした。測定用試料４２３には、軸部に通すための貫通孔が形成されている。この測定用試料４２３を図４（ｂ）に示したように、軸部４１１に測定用試料４２３を挿通し、フランジ４１４を介してナット４１５で固定した。この状態で図４（ｂ）に示すように測定用試料４２３を上部圧縮子４３２と下部圧縮子４３４とで挟み、上部圧縮子を上方向から圧縮し、破壊したときの線荷重を算出した。また、所定荷重をかけた際の沈み込み変形量（ストローク）を測定した。
上記のようにして得られたディスクロール用基材から、図４（ａ）に示すような形状の測定用試料４２３を作製した。図４（ａ）に示す接触部の外径が６５ｍｍ、接触部の長さが３０ｍｍの試料とした。測定用試料４２３には、軸部に通すための貫通孔が形成されている。この測定用試料４２３を図４（ｂ）に示したように、軸部４１１に測定用試料４２３を挿通し、フランジ４１４を介してナット４１５で固定した。この状態で図４（ｂ）に示すように測定用試料４２３を上部圧縮子４３２と下部圧縮子４３４とで挟み、上部圧縮子を上方向から圧縮し、破壊したときの線荷重を算出した。また、所定荷重をかけた際の沈み込み変形量（ストローク）を測定した。
（実施例２〜４）
表１に示すように、層状珪酸塩の量を変えた他は、実施例１と同様にしてディスクロール用基材とディスクロールを製造して評価した。結果を表１に示す。
表１に示すように、層状珪酸塩の量を変えた他は、実施例１と同様にしてディスクロール用基材とディスクロールを製造して評価した。結果を表１に示す。
（比較例１）
表１に示すように、層状珪酸塩としてマイカ（層間距離１０オングストローム以下）とスメクタイト（具体的にはモンモリロナイト）を用いた他は、実施例１と同様にしてディスクロール用基材とディスクロールを製造して評価した。結果を表１に示す。
表１に示すように、層状珪酸塩としてマイカ（層間距離１０オングストローム以下）とスメクタイト（具体的にはモンモリロナイト）を用いた他は、実施例１と同様にしてディスクロール用基材とディスクロールを製造して評価した。結果を表１に示す。
（比較例２）
表１に示すように、層状珪酸塩としてスメクタイト（具体的にはモンモリロナイト）のみを用いた他は、実施例１と同様にしてディスクロール用基材とディスクロールを製造して評価した。結果を表１に示す。
表１に示すように、層状珪酸塩としてスメクタイト（具体的にはモンモリロナイト）のみを用いた他は、実施例１と同様にしてディスクロール用基材とディスクロールを製造して評価した。結果を表１に示す。
表１に示すように、層状珪酸塩として層間距離が１０オングストロームを超える層状珪酸塩を２種類（バーミキュライトとスメクタイト）用いた実施例１〜４では、ディスクロールの磨耗量が比較例１、２より格段に小さかった。また、実施例１〜４では比較例１、２に対して圧縮強度も高いことがわかる。また、ディスクロール用基材の表面平滑性も、実施例１〜４では比較例１、２より優れた結果が得られている。耐衝撃性も実施例１〜４は比較例１、２と比較して遜色ない結果となった。特に実施例３、４は比較例１、２と比較して耐衝撃性が優れた結果になっている。これらの結果より、本発明のディスクロール用基材及びディスクロールは耐磨耗性及び圧縮強度に優れることがわかる。
また、実施例１及び比較例１の圧縮強度試験において得られた圧縮線荷重とストローク（圧縮変形量）の関係を図５に示した。この結果からも、ともに層間距離が１０オングストロームを超えるバーミキュライトとスメクタイトを併用した実施例１は、スメクタイトと、層間距離が１０オングストローム以下であるマイカを併用した比較例１よりも圧縮強度が高いことがわかる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
１０…ディスクロール、
１１…軸部（金属製シャフト）、
１２…ディスクロール用基材（リング状のディスクロール用基材）、
１３…ディスク部、
１４…フランジ、
１５…ナット、
１００…板ガラス製造装置、
１０１…溶融炉、
１０２…スリット、
１１０…帯状ガラス溶融物、
３１０…試験用ディスクロール、
３２２…磨耗材、
３２４…錘、
４１１…軸部、
４１４…フランジ、
４１５…ナット、
４２３…測定用試料、
４３２…上部圧縮子、
４３４…下部圧縮子。
１１…軸部（金属製シャフト）、
１２…ディスクロール用基材（リング状のディスクロール用基材）、
１３…ディスク部、
１４…フランジ、
１５…ナット、
１００…板ガラス製造装置、
１０１…溶融炉、
１０２…スリット、
１１０…帯状ガラス溶融物、
３１０…試験用ディスクロール、
３２２…磨耗材、
３２４…錘、
４１１…軸部、
４１４…フランジ、
４１５…ナット、
４２３…測定用試料、
４３２…上部圧縮子、
４３４…下部圧縮子。
Claims (12)
- 層状珪酸塩を含むディスクロール用基材であって、
該層状珪酸塩として、層間距離が１０オングストロームを超える鉱物を２種類以上含有するものであり、
前記層間距離が１０オングストロームを超える鉱物として、バーミキュライト及びスメクタイトを含み、前記ディスクロール用基材の質量に対する含有割合が、バーミキュライトが１０質量％以上４０質量％以下、スメクタイトが２質量％以上２０質量％以下であることを特徴とするディスクロール用基材。 - 前記層間距離が１０オングストロームを超える鉱物は、層間距離が１００オングストローム以下のものであることを特徴とする請求項１に記載のディスクロール用基材。
- 前記バーミキュライト及び前記スメクタイトの他に前記ディスクロール用基材に含まれる前記層間距離が１０オングストロームを超える鉱物が、スメクタイト族、バーミキュライト族、緑泥石族に含まれる鉱物から選択されるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のディスクロール用基材。
- 前記層状珪酸塩として、層間距離が１０オングストロームを超える鉱物を３種類以上含有するものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のディスクロール用基材。
- 前記層間距離が１０オングストロームを超える鉱物の前記ディスクロール用基材の質量に対する質量比が１２乃至６０質量％であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のディスクロール用基材。
- 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のディスクロール用基材であって、
該ディスクロール用基材は無機繊維と、粘土とを含み、該ディスクロール用基材の質量に対する含有割合が、
前記無機繊維は２０乃至５５質量％であり、
前記粘土は５乃至５０質量％である
ことを特徴とするディスクロール用基材。 - 前記ディスクロール用基材の質量に対する含有割合が、
前記無機繊維は３０乃至４５質量％であり、
前記粘土は２０乃至４５質量％である
ことを特徴とする請求項６に記載のディスクロール用基材。 - 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のディスクロール用基材において、
前記層間距離が１０オングストロームを超える鉱物間の質量比として、いずれの１種類の層間距離が１０オングストロームを超える鉱物を除いた時においても、残りの種類の層間距離が１０オングストロームを超える鉱物で１０％質量以上あることを特徴とするディスクロール用基材。 - 筒状のディスク部と、該ディスク部が挿通される軸部とを備えるディスクロールであって、
前記ディスク部が、請求項８に記載のディスクロール用基材を含み、
前記ディスク部が溶融ガラスに接触するものであり、ガラスの搬送に用いるものであることを特徴とするディスクロール。 - 請求項９に記載のディスクロールを用いて溶融ガラスを搬送する搬送工程を備えることを特徴とするガラスの製造方法。
- 請求項８に記載のディスクロール用基材を軸部に挿通する挿通工程を備え、該ディスクロール用基材を含む筒状のディスク部と、該ディスク部が挿通された軸部とを備えるディスクロールを製造することを特徴とするディスクロールの製造方法。
- 層状珪酸塩を含むスラリーを準備する工程と、
該スラリーを成形してディスクロール用基材を製造する工程と
を有するディスクロール用基材の製造方法であって、
前記スラリーとして、層間距離が１０オングストロームを超える層状珪酸塩を２種類以上含有するスラリーを準備し、これを成形してディスクロール用基材を製造し、
前記層間距離が１０オングストロームを超える層状珪酸塩として、バーミキュライト及びスメクタイトを含み、前記ディスクロール用基材の質量に対する含有割合が、バーミキュライトが１０質量％以上４０質量％以下、スメクタイトが２質量％以上２０質量％以下であるディスクロール用基材を製造することを特徴とするディスクロール用基材の製造方法。
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