JPWO2009148139A1 - 板ガラスの製造装置及び板ガラスの製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、反りや残留応力の発生を抑えた品質のよい板ガラスを製造することができる板ガラスの製造装置及び板ガラスの製造方法を提供する。本発明のガラス板製造設備によれば、成形部と徐冷部との境界部に再加熱防止手段を設ける。この再加熱防止手段によって、成形部内の水素ガスが徐冷部に浸入するのを防止でき、これにより水素炎の発生を防止できるため、ガラスリボンの再加熱を防止できる。すなわち、実施の形態のガラス板製造設備では、成形部と徐冷部との境界部に設けた再加熱防止手段によって、成形部内の水素ガスが徐冷部に浸入することを防止できるため、水素ガスの浸入によって発生する水素炎によるガラスリボンの再加熱を防止できる。

Description

本発明は、フロート法による板ガラスの製造装置及びその製造方法に関し、特に還元雰囲気の溶融金属浴槽から引き出された高温のガラスリボンを酸化雰囲気である徐冷部に搬送して板ガラスを製造する板ガラスの製造装置及び板ガラスの製造方法に関する。

建築用板ガラス、自動車用板ガラス、及びディスプレイ用板ガラスなどのガラス板においては、フロートバス（溶融錫浴槽）を使用したフロート法による板ガラスの製造装置、及び製造方法が従来から知られている（特許文献１）。

フロート法による板ガラスの製造方法は、溶融ガラスをフロートバスの溶融錫表面上に供給して、溶融ガラスを溶融錫浴上で連続したシート状に成形するものであり、溶融錫浴で所定の幅の連続したガラス板となった高温のガラスリボンを溶融錫表面から引き出し、これを徐冷して所定の大きさのガラス板に切断する製法である。

溶融錫浴表面からのガラスリボンの引き出しは、リフトアウトロールと称されるロールによってガラスリボンを溶融錫浴の出口で持ち上げて搬送することにより行われる。このリフトアウトロールが存在する箇所を以下ドロスボックスという。この、フロートバス及びドロスボックスが存在する区域を成形部という。引き出されたガラスリボンは、ドロスボックスの下流側の徐冷炉に連通する連結部及び徐冷炉で徐冷される。この連結部及び徐冷炉が存在する区域を以下徐冷部という。この徐冷部でガラスリボンを支持搬送するロールを以下徐冷ロールという。フロートバスの溶融錫は酸化しやすいため、フロートバスの雰囲気は窒素（Ｎ_２）ガスと水素（Ｈ_２）ガスとの混合ガスにより還元雰囲気（Ｈ_２濃度：１〜１２％、酸素（Ｏ_２）濃度：１００ｐｐｍ以下）で正圧に保たれている。また、フロートバスと連通しているドロスボックスも正圧の還元雰囲気に保たれている。そして、徐冷炉の酸化雰囲気のＯ_２濃度は５〜２１％である。

国際公開 ＷＯ ０２／０５１７６７号公報

ところで、フロート法による従来の板ガラスの製造装置は、還元雰囲気である成形部と酸化雰囲気である徐冷部とを仕切壁によって仕切ってはいるものの、成形部から徐冷炉にガラスリボンを通過させるために、ガラスリボンの上面と仕切壁との間には若干の隙間が設けられている。

このため、成形部のドロスボックス内の水素ガスが前記隙間を通って徐冷部に漏れてしまい、これが高温のガラスリボンの近傍の酸素と反応して水素炎が発生し、本来であれば徐々に冷却されているガラスリボンが水素炎により再加熱されるという問題があった。このガラスリボンの再加熱に起因して、製造された板ガラスに反りが発生したり、残留応力が発生したりするため、板ガラスの品質が低下するという問題があった。特に、プラズマディスプレイパネル用、液晶ディスプレイパネル用等のディスプレイ用板ガラスや電子用途ガラス（太陽電池カバーガラス、磁気ディスク基板等）では、反りや残留応力の低減がその品質上で求められている。なお、ドロスボックスにおいて、ガラスリボンのボトム面はリフトアウトロールによってその幅方向全域に渡って連続的に接触されているため、ガラスリボンのボトム面とリフトアウトロールとの間から水素ガスが徐冷部に漏れることによる水素炎の発生はない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、反りや残留応力の発生を抑えた品質のよい板ガラスを製造することができる板ガラスの製造装置及び板ガラスの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の板ガラスの製造装置の発明は、前記目的を達成するために、水素ガスを含有する還元雰囲気に保たれた成形部においてフロートバス上で形成されたガラスリボンを、酸化雰囲気の徐冷部に搬送して徐冷することにより板ガラスを製造する板ガラスの製造装置において、前記成形部と前記徐冷部との境界部に、成形部内の水素ガスに起因した水素炎によるガラスリボンの再加熱を防止する再加熱防止手段が設けられていることを特徴としている。

本発明の板ガラスの製造方法の発明は、前記目的を達成するために、前記製造装置を用いて、徐冷部のガラスリボン温度が成形部のガラスリボン温度以下になるようにガラスリボンを徐冷することを特徴としている。

本発明によれば、成形部と徐冷部との境界部に設けた再加熱防止手段によって、成形部内の水素ガスが徐冷部に浸入するのを防止できるため、該水素ガスに起因した水素炎は発生せず、よって、ガラスリボンの再加熱を防止できる。これにより、成形部から徐冷部に流れるガラスリボンは、その温度が徐々に低下するように徐冷されるため、反りや残留応力の発生を抑えた品質のよい板ガラスを製造することができる。

本発明によれば、前記再加熱防止手段は、前記再加熱防止手段の前記ガラスリボン上面と接する部分が耐熱繊維シートからなることが好ましい。これにより、成形部の雰囲気と徐冷部の雰囲気とが接触部材（耐熱繊維シート）によって完全に遮断されるため、成形部の水素ガスが徐冷部に浸入するのを防止できる。また、耐熱繊維としては、フロートバスの出口から引き出されるガラスリボンの温度（歪点以上で軟化点以下の温度、具体的にはプラズマディスプレイ用等のソーダライムガラスの場合は５１０〜８４０℃、液晶ディスプレイ用等の無アルカリガラスの場合は６７０〜９５０℃）に耐えられる材質、すなわち、９５０℃以上、特に約１０００℃以上の温度に耐えられる材質の繊維が好ましい。

本発明によれば、前記耐熱繊維シートが、カーボン繊維、又はシリカ繊維であることが好ましい。また、硬度が低くガラスリボンを傷付け難い観点からみれば、シリカ繊維よりもカーボン繊維がより好ましい。カーボン繊維が仮にガラスリボンの上面に付着したとしても、比較的高温の酸化雰囲気である徐冷部の下流側で燃え尽きて無くなるので、汚れなどの欠点にはならない。

なお、耐熱繊維はカーボン繊維、シリカ繊維に限定されるものではなく、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維、金属繊維などの無機繊維でもよい。繊維シートとしては、フェルト状のシートや織布、又は不織布状のシートが好ましい。具体的には例えばカーボン繊維のフェルト状シートやカーボン繊維の織布などを使用できる。耐熱繊維シートは、異なる材質の無機繊維２種以上からなる繊維シートであってもよい。

本発明に係る板ガラスの製造装置及び板ガラスの製造方法によれば、成形部と徐冷部との境界部に再加熱防止手段を設けたので、水素ガスに起因した水素炎によるガラスリボンの再加熱を防止でき、これによって、反りや残留応力の発生を抑えた品質のよい板ガラスを製造することができる。本発明は、ディスプレイ用板ガラスの製造に有効である。

実施の形態のガラス板製造設備の構成を示した断面図。 ドロスボックスから徐冷部を通過するガラスリボンの温度変化を示したグラフ。 図１のガラス板製造設備に設置された再加熱防止部材の斜視図。

以下、添付図面に従って本発明の板ガラスの製造装置及び板ガラスの製造方法の好ましい実施の形態について説明する。

図１は、本発明に係る板ガラスの製造装置が適用されたフロート法によるガラス板製造設備１０の断面図である。なお、以下の説明において、下流側とは図１のガラスリボン１２の移動方向を基準としてそれと同方向側をいい（図１の矢印Ａ方向）、その反対方向側を上流側という。

図１に示すガラス板製造設備１０は、上流側から下流側に向けて成形部１４、及び徐冷部１６が設けられている。成形部１４はフロートバス（溶融金属浴槽）１８及びドロスボックス２０から構成され、徐冷部１６は連結部２１及び徐冷炉２２から構成され、徐冷炉２２にはガラスリボン１２を支持搬送する徐冷ロール２３が設けられている。

フロートバス１８には高温の溶融錫２４が収容され、この溶融錫２４の水平な浴面に溶融ガラスが連続的に供給されることによりフロートバス１８の出口１９に向けてガラスリボン１２が形成される。ガラスリボン１２はフロートバス１８の出口１９において、ドロスボックス２０のリフトアウトロール２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃにより溶融錫２４から引き上げられてドロスボックス２０内を搬送される。そして、このガラスリボン１２は、連結部２１から徐冷炉２２に搬出され、この徐冷炉２２を通過中に徐々に冷却されて板ガラスに製造される。なお、錫の溶融温度以上の雰囲気であるフロートバス１８及びドロスボックス２０は、周知の如く還元（非酸化性）雰囲気に保持する必要があるため、不図示のノズルから窒素（Ｎ_２）と水素（Ｈ_２）との混合ガスが常時供給され、溶融錫２４の酸化が防止されるとともに正圧に保持されている。

一方、成形部１４と徐冷部１６との境界部には再加熱防止手段３２、すなわち仕切壁１５が設けられ、この仕切壁１５と接して該仕切壁の下部に、ガラスリボン１２の上面と接する耐熱繊維シート３０が設けられている。この耐熱繊維シート３０によって、成形部１４内の水素ガスが徐冷部１６に浸入することにより発生する水素炎によるガラスリボン１２の再加熱が防止されている。

すなわち、実施の形態のガラス板製造設備１０では、成形部１４と徐冷部１６との境界部に設けた再加熱防止手段３２によって、成形部１４内の水素ガスが徐冷部１６に浸入することを防止できるため、水素ガスの浸入によって発生する水素炎によるガラスリボン１２の再加熱が防止されている。これにより、成形部１４内の水素ガスが徐冷部１６に浸入することにより発生する水素炎によるガラスリボン１２の再加熱が防止され、徐冷部１６のガラスリボン１２の温度が成形部１４のガラスリボン１２の温度以下になるようにガラスリボン１２が徐冷される。よって、製造された板ガラスは、反りや残留応力の発生を抑えた品質のよいものとなる。

図２は、ドロスボックス２０から徐冷部１６を通過するプラズマディスプレイパネル用ガラスリボンの温度変化を示したグラフである。同グラフの縦軸はガラスリボン１２の温度が示され、横軸は溶融金属浴１８の出口１９から徐冷炉２２へ向けての距離が示されている。また、同グラフにおいて、実線は、実施の形態の再加熱防止手段３２を成形部１４と徐冷部１６との境界部に配置したときのガラスリボン１２の温度変化を示しており、二点鎖線は、再加熱防止手段３２を前記境界部に配置しないがために水素炎が発生してガラスリボン１２が再加熱されたときの温度変化が示されている。

同グラフの実線で示した形態では、成形部１４内の水素ガスが徐冷部１６に浸入することにより発生する水素炎によるガラスリボン１２の再加熱が防止され、徐冷部１６のガラスリボン１２の温度が成形部１４のガラスリボン１２の温度以下になるようにガラスリボン１２が徐冷される。したがって、反りや残留応力の発生を抑えた品質のよい板ガラスとなる。

これに対して二点鎖線で示した形態では、成形部１４と徐冷部１６との間に水素炎が発生するため、６５０℃から徐々に温度低下していたガラスリボンがその水素炎により加熱されて６５０〜６６０℃に再加熱される。このため、反りや残留応力が発生した板ガラスとなる。なお、その再加熱のピーク温度時に対応する実線で示した形態の温度との差は約４０℃となる。また、プラズマディスプレイ用ガラスリボンであるソーダライムガラスの場合は図２の如く、フロートバス１８の出口１９におけるガラスリボンの出口温度は約６５０℃であるが、例えば液晶ディスプレイパネル用ガラスリボンである無アルカリガラスの出口温度は約７５０℃である。なお、無アルカリガラスの再加熱のピーク温度時に対応する温度との差も約４０℃となる。

ところで、耐熱繊維シート３０は、図３に示すようにガラスリボン１２の上面でガラスリボン１２の幅方向の全長に渡って連続的に接触する接触部材であることが好ましい。これにより、成形部１４の雰囲気と徐冷部１６の雰囲気とが完全に遮断されるため、成形部１４の水素ガスが徐冷部１６に浸入することを確実に防止できる。また、耐熱繊維シート３０の設置位置は、最下流側のリフトアウトロール２６Ｃの真上が好ましい。

実施例として、フロートバスから連続的に引き出されるソーダライムガラス及び無アルカリガラスのガラスリボンに対し、再加熱防止手段を適用して、徐冷を行う。水素炎によるガラスリボンへの再加熱が防止され、徐冷部のガラス温度が、成形部のガラス温度以下となるため、ガラスリボンの反りや残留応力が低減される。

本発明は、フロート法による建築用板ガラス、自動車用板ガラス、及びディスプレイ用板ガラスなどの板ガラスの製造に利用できる。
なお、２００８年６月６日に出願された日本特許出願２００８−１４９６１６号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

１０…ガラス板製造設備、１２…ガラスリボン、１４…成形部、１５…仕切壁、１６…徐冷部、１８…フロートバス、１９…出口、２０…ドロスボックス、２１…連結部、２２…徐冷炉、２４…溶融錫、２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ…リフトアウトロール、３０…耐熱繊維シート、３２…再加熱防止手段

Claims (4)

1. 水素ガスを含有する還元雰囲気に保たれた成形部においてフロートバス上で形成されたガラスリボンを、酸化雰囲気の徐冷部に搬送して徐冷することにより板ガラスを製造する板ガラスの製造装置において、
   前記成形部と前記徐冷部との境界部に、成形部内の水素ガスに起因した水素炎によるガラスリボンの再加熱を防止する再加熱防止手段が設けられていることを特徴とする板ガラスの製造装置。
2. 前記再加熱防止手段の前記ガラスリボン上面と接する部分が耐熱繊維シートからなる請求項１に記載の板ガラスの製造装置。
3. 前記耐熱繊維シートが、カーボン繊維、又はシリカ繊維である請求項２に記載の板ガラスの製造装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の板ガラスの製造装置を用いて、徐冷部のガラスリボン温度が成形部のガラスリボン温度以下になるようにガラスリボンを徐冷することを特徴とする板ガラスの製造方法。

Images