KR20150063947A - 플로트 유리 제조 장치 및 플로트 유리 제조 방법 - Google Patents

플로트 유리 제조 장치 및 플로트 유리 제조 방법 Download PDF

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KR20150063947A
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데츠시 다키구치
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아사히 가라스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 유리 리본이 떠오르는 용융 금속을 수용하는 욕조와, 상기 욕조의 상방에 배치되는 루프와, 상기 루프와의 사이에 공간을 형성하는 루프 케이싱과, 상기 공간을 상기 유리 리본의 폭 방향으로 구획하는 파티션과, 상기 유리 리본의 측연부를 지지함으로써, 상기 유리 리본에 대하여 폭 방향으로 장력을 가하는 톱 롤과, 상기 루프의 관통 구멍에 삽입 관통되는 복수의 히터를 구비하고, 상기 복수의 히터는 구역마다 제어되며, 상기 욕조 내의 영역은, 상기 톱 롤에 의하여 상기 유리 리본에 대하여 장력을 가하는 성형 영역을 갖고, 상면에서 보아, 상기 성형 영역에 있어서의 상기 유리 리본의 상기 측연부의 적어도 일부를 따라 상기 구역의 경계선이 설정되고, 상기 경계선을 따라 상기 파티션이 형성되는 플로트 유리 제조 장치에 관한 것이다.

Description

플로트 유리 제조 장치 및 플로트 유리 제조 방법{APPARATUS FOR MANUFACTURING FLOAT GLASS AND METHOD FOR MANUFACTURING FLOAT GLASS}
본 발명은 플로트 유리 제조 장치 및 플로트 유리 제조 방법에 관한 것이다.
플로트 유리 제조 장치는, 유리 리본이 떠오르는 용융 금속을 수용하는 욕조, 상기 욕조의 상방에 배치되는 루프, 상기 루프와의 사이에 공간을 형성하는 루프 케이싱, 및 루프의 관통 구멍에 삽입 관통되는 복수의 히터를 갖는다(예를 들어 특허문헌 1 참조). 복수의 히터는 구역마다 제어되며, 유리 리본은 용융 금속 상을 유동하면서 서서히 단단해진다. 유리 리본은 욕조의 하류 영역에 있어서 용융 금속으로부터 인상되어 서냉로를 향하여 보내진다. 유리 리본은 양 측연부 사이에 평탄부를 갖는다. 유리 리본의 양 측연부는 유리 리본의 평탄부보다도 두껍기 때문에 서냉 후에 절제된다. 이것에 의하여 대략 균일한 판 두께의 플로트 유리가 얻어진다.
국제 공개 제2009/054411호
성형 시에 유리 리본의 폭 방향의 수축을 제한하기 위하여 톱 롤이 사용되는 경우가 있다. 톱 롤은 유리 리본의 측연부를 지지함으로써, 유리 리본에 대하여 폭 방향으로 장력을 가한다. 톱 롤은 열 열화를 억제하기 위하여 물 등의 냉매에 의하여 냉각된다.
톱 롤은 유리 리본의 측연부의 열을 빼앗는다. 유리 리본의 측연부의 온도 저하를 억제하기 위하여, 유리 리본의 측연부를 가열하는 히터의 출력은, 유리 리본의 평탄부를 가열하는 히터의 출력보다도 크게 설정된다.
유리 리본의 평탄부를 가열하는 히터는, 유리 리본의 유동 방향 및 유리 리본의 폭 방향으로 분할되는 구역마다 제어된다. 유리 리본의 평탄부는 하류 방향으로 유동하면서 서서히 단단해짐과 아울러, 서서히 평탄해진다.
종래, 출력이 큰 히터의 배선의 열 열화를 억제하기 위하여 루프 케이싱의 내부 공간에 공급되는 가스의 유량이 많았고, 가스의 대류에 의한 열의 이동이 심하였다. 그 때문에, 유리 리본의 평탄부를 가열하는 히터를 구역마다 제어함으로써, 유리 리본의 평탄부의 두께 불균일을 저감시키는 효과가 충분히 얻어지지 않았다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 유리 리본의 평탄부의 두께 불균일을 저감시킬 수 있는 플로트 유리 제조 장치의 제공을 주된 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 의하면
유리 리본이 떠오르는 용융 금속을 수용하는 욕조와,
상기 욕조의 상방에 배치되는 루프와,
상기 루프와의 사이에 공간을 형성하는 루프 케이싱과,
상기 공간을 상기 유리 리본의 폭 방향으로 구획하는 파티션과,
상기 유리 리본의 측연부를 지지함으로써, 상기 유리 리본에 대하여 폭 방향으로 장력을 가하는 톱 롤과,
상기 루프의 관통 구멍에 삽입 관통되는 복수의 히터를 구비하고,
상기 복수의 히터는 구역마다 제어되며,
상기 욕조 내의 영역은, 상기 톱 롤에 의하여 상기 유리 리본에 대하여 장력을 가하는 성형 영역을 갖고,
상면에서 보아, 상기 성형 영역에 있어서의 상기 유리 리본의 상기 측연부의 적어도 일부를 따라 상기 구역의 경계선이 설정되고, 상기 경계선을 따라 상기 파티션이 형성되는 플로트 유리 제조 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 유리 리본의 평탄부의 두께 불균일을 저감시킬 수 있는 플로트 유리 제조 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 플로트 유리 제조 장치를 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따른 단면도이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따른 단면도이다.
도 5는 변형예에 의한, 구역의 경계선 및 파티션의 위치를 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 각 도면에 있어서 동일하거나 또는 대응하는 구성에는, 동일하거나 또는 대응하는 부호를 붙여 설명을 생략한다. 이하의 설명에 있어서 수치 범위를 나타내는 「내지」는, 그 전후의 수치를 포함하는 범위를 의미한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 플로트 유리 제조 장치를 도시하는 단면도이다. 도 2는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따른 단면도이다. 도 3은, 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따른 단면도이다. 도 4는, 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따른 단면도이다. 도 5는, 변형예에 의한, 구역의 경계선 및 파티션의 위치를 도시하는 도면이다. 도 4 및 도 5에 있어서, 루프 아래에 가려지는 유리 리본을 파선으로 나타낸다.
플로트 유리 제조 장치(10)는 욕조(11) 내의 용융 금속 M 상에 있어서 판상의 유리 리본 G를 성형한다. 유리 리본 G는 용융 금속 M상을 유동하면서 서서히 단단해진다. 유리 리본 G는 욕조(11)의 하류 영역에 있어서 용융 금속 M으로부터 인상되어 서냉로를 향하여 보내진다. 유리 리본 G는 양 측연부 사이에 평탄부를 갖는다. 유리 리본 G의 양 측연부는 유리 리본의 평탄부보다도 두껍기 때문에 서냉 후에 절제된다. 이것에 의하여 대략 균일한 판 두께의 플로트 유리가 얻어진다.
플로트 유리 제조 장치(10)는 스파우트 립(2), 트윌(3), 리스트릭터 타일(4)(도 3 참조), 욕조(11), 루프(13), 루프 케이싱(14), 파티션(17), 톱 롤(18) 및 히터(19) 등을 갖는다.
스파우트 립(2)은, 트윌(3)과의 간격에 따른 유량의 용융 유리를 욕조(11)에 대하여 공급한다. 욕조(11)에 공급된 용융 유리는, 한 쌍의 리스트릭터 타일(4)과 접촉하면서 하류 방향으로 유동함으로써 폭을 넓힌다. 그 후, 용융 유리는 한 쌍의 리스트릭터 타일(4)로부터 이격되어 유리 리본 G로 된다.
욕조(11)는, 도 1에 도시한 바와 같이 유리 리본 G가 떠오르는 용융 금속 M을 수용한다. 용융 금속 M은 일반적인 것이어도 되며, 예를 들어 용융 주석 또는 용융 주석 합금이어도 된다. 용융 금속 M의 액면은, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 유리 리본 G로 덮인 피복 부분과, 유리 리본 G로 덮여 있지 않은 노출 부분을 갖는다. 노출 부분은 피복 부분의 좌우 양측에 형성된다. 욕조(11)는, 예를 들어 벽돌 등으로 구성된다.
욕조(11) 내의 영역은, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이 유리 리본 G의 유동 방향(도 1 및 도 3에 있어서 좌우 방향)으로 상류 영역 Z1, 성형 영역 Z2 및 하류 영역 Z3을 갖는다. 성형 영역 Z2는 톱 롤(18)에 의하여 유리 리본 G에 대하여 장력을 가하는 영역이다. 상류 영역 Z1은 성형 영역 Z2보다도 상류의 영역이다. 하류 영역 Z3은 성형 영역 Z2보다도 하류의 영역이다.
루프(13)는, 도 1에 도시한 바와 같이 욕조(11)의 상방에 배치되어 욕조(11)의 상방 공간(12)을 덮는다. 욕조(11)의 상방 공간(12)에는, 용융 금속 M의 산화를 방지하기 위하여 루프(13)의 관통 구멍(13a)으로부터 환원성 가스 또는 불활성 가스가 공급된다. 환원성 가스로서는, 예를 들어 질소 가스와 수소 가스의 혼합 가스가 사용된다. 욕조(11)의 상방 공간(12)은 외기의 혼입을 방지하기 위하여 대기압보다도 높은 정압으로 된다.
루프 케이싱(14)은 루프(13)와의 사이에 공간(이하, 루프 케이싱(14)의 내부 공간(15)이라고 함)을 형성한다. 환원성 가스 또는 불활성 가스는 루프 케이싱(14)의 내부 공간(15)에 공급된 후, 루프(13)의 관통 구멍(13a)를 통하여 욕조(11)의 상방 공간(12)에 공급된다.
파티션(17)은 루프 케이싱(14)의 내부 공간(15)을 구획한다. 파티션(17)은 도 4에 도시한 바와 같이 유리 리본 G의 유동 방향으로 내부 공간(15)을 구획하는 가로 파티션(17-1)과, 유리 리본 G의 폭 방향으로 내부 공간(15)을 구획하는 세로 파티션(17-2A, 17-2B, 17-2C)을 포함한다. 내부 공간(15)은 파티션(17)에 의하여 복수의 방으로 구획되며, 방마다 가스의 공급량이나 가스의 종류를 변경할 수 있다.
톱 롤(18)은 도 2에 도시한 바와 같이 유리 리본 G의 측연부를 지지함으로써, 유리 리본 G에 대하여 폭 방향으로 장력을 가한다. 유리 리본 G의 폭 방향의 수축을 제한할 수 있어, 얇은 유리 리본 G를 성형할 수 있다.
톱 롤(18)은 유리 리본 G의 좌우 양측에 배치되며, 유리 리본 G의 유동 방향으로 간격을 두고 복수 배치된다. 유리 리본 G의 유동 방향에 있어서의 톱 롤(18)의 배치 영역은, 예를 들어 유리 리본 G의 폭 방향 중앙의 점도가 104.5d㎩·s 내지 107.5d㎩·s로 되는 영역 내여도 된다.
톱 롤(18)은 축부(18a)와, 축부(18a)의 선단부에 설치되는 원반부(18b)로 구성된다. 원반부(18b)는, 예를 들어 기어형으로 형성되며, 원반부(18b)의 외주가 유리 리본 G의 측연부와 접촉한다. 원반부(18b)를 회전시킴으로써, 유리 리본 G가 하류 방향으로 송출된다.
톱 롤(18)은 열 열화를 억제하기 위하여 물 등의 냉매에 의하여 냉각된다. 냉매의 유로는, 축부(18a)의 내부 및 원반부(18b)의 내부의 양쪽에 형성되어도 되고, 축부(18a)의 내부에만 형성되어도 된다.
히터(19)는 도 1에 도시한 바와 같이 루프(13)의 관통 구멍(13a)에 삽입 관통되어, 루프(13)로부터 하방으로 돌출되고, 유리 리본 G 등을 가열한다. 히터(19)는 일반적인 것이어도 되며, 예를 들어 SiC 히터여도 된다.
복수의 히터(19)는 구역마다 제어되며, 구역마다 상이한 제어기가 사용된다. 제어기는 마이크로컴퓨터 등으로 구성된다. 루프 케이싱(14)의 내부 공간(15)에는, 히터(19)와 제어기를 접속하는 배선이 설치된다.
도 4에 도시한 바와 같이 상면에서 보아, 성형 영역 Z2에 있어서의 유리 리본 G의 측연부의 적어도 일부를 따라 구역 B1과 구역 B2의 경계선(22)이 설정되고, 상기 경계선(22)을 따라 세로 파티션(17-2B)이 형성된다.
또한 도 4에 도시하는 경계선(22)은 상면에서 보아, 성형 영역 Z2의 상류 단부에서 하류 단부까지의 사이의 일부에 설정되지만, 성형 영역 Z2의 상류 단부에서 하류 단부까지 설정되어도 된다. 도 5에 있어서도 마찬가지이다. 유리 리본 G의 유동 방향에 있어서의 경계선(22)의 설정 영역은, 예를 들어 유리 리본 G의 폭 방향 중앙의 점도가 104.5d㎩·s 내지 106.5d㎩·s(바람직하게는 105.0d㎩·s 내지 106.0d㎩·s, 보다 바람직하게는 105.3d㎩·s 내지 105.7d㎩·s)로 되는 영역 내여도 된다.
경계선(22)은 가상적인 것이다. 경계선(22)은, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이 곡선형으로 형성되어도 된다. 또한 경계선(22)은 도 5에 도시한 바와 같이 계단형으로 형성되어도 되고, 직선형으로 형성되어도 되며, 경계선(22)의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 경계선(22)은 직선형으로 형성되는 경우, 유리 리본 G의 유동 방향에 대하여 평행하게 되어도 된다.
경계선(22)은 유리 리본 G의 측연부보다도 폭 방향 내측에 위치해도 된다. 경계선(22)과 유리 리본 G의 측연부의, 유리 리본 G의 폭 방향에 있어서의 거리 W2는, 예를 들어 250㎜ 내지 850㎜, 바람직하게는 350㎜ 내지 800㎜이다.
세로 파티션(17-2B)은 경계선(22)을 따라 형성된다. 세로 파티션(17-2B)은, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이 곡선형으로 형성되어도 된다. 또한 세로 파티션(17-2B)은 도 5에 도시한 바와 같이 계단형으로 형성되어도 되고, 직선형으로 형성되어도 되며, 세로 파티션(17-2B)의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 세로 파티션(17-2B)은 직선형으로 형성되는 경우, 유리 리본 G의 유동 방향에 대하여 평행하게 되어도 된다.
세로 파티션(17-2B)은, 도 4 및 도 5에서는 경계선(22) 상에 형성되지만, 경계선(22)으로부터 어긋나 있어도 된다. 예를 들어 경계선(22)이 도 4에 도시한 바와 같이 곡선형으로 형성되는 경우에, 세로 파티션(17-2B)이 도 5에 도시한 바와 같이 계단형으로 형성되어도 된다. 또한 경계선(22)이 도 5에 도시한 바와 같이 계단형으로 형성되는 경우에, 세로 파티션(17-2B)이 도 4에 도시한 바와 같이 곡선형으로 형성되어도 된다.
폭 방향 외측의 구역 B1에 배치되는 히터(19)는, 유리 리본 G 중 주로 측연부를 가열한다. 한편, 폭 방향 내측의 구역 B2에 배치되는 히터(19)는, 유리 리본 G 중 주로 평탄부를 가열한다.
폭 방향 외측의 구역 B1에 배치되는 히터(19)의 출력은, 폭 방향 내측의 구역 B2에 배치되는 히터(19)의 출력보다도 커도 된다. 톱 롤(18)에 의하여 열을 빼앗기는 유리 리본 G의 측연부의 온도 저하를 억제할 수 있다.
루프 케이싱(14)의 내부 공간(15)에 있어서, 폭 방향 외측의 구역 B1과 폭 방향 내측의 구역 B2는, 세로 파티션(17-2B)에 의하여 구획된다. 따라서 폭 방향 외측의 구역 B1에는, 당해 구역 B1에 배치되는 대출력의 히터(19)의 배선의 열 열화를 억제할 수 있는 양의 가스를 공급할 수 있음과 아울러, 폭 방향 내측의 구역 B2에는 적당량의 가스를 공급할 수 있다. 세로 파티션(17-2B)이 없는 경우보다도, 폭 방향 외측의 구역 B1에 대한 가스 공급량과, 폭 방향 내측의 구역 B2에 대한 가스 공급량의 합계량을 저감시킬 수 있다. 그로 인하여, 가스에 의한 유리 리본 G의 탈열을 억제할 수 있어 히터(19)의 출력 증가를 억제할 수 있다.
루프 케이싱(14)의 내부 공간에 있어서, 폭 방향 외측의 구역 B1에 공급된 가스는 대출력의 히터(19)에 의하여 데워져 고온으로 된다. 이 고온의 가스는, 세로 파티션(17-2B)에 의하여 폭 방향 내측의 구역 B2으로의 이동이 제한된다. 그로 인하여, 당해 구역 B2의 배선의 열 열화를 억제하기 위한 가스 공급량을 저감시킬 수 있다. 따라서 가스의 공급에 의하여 유리 리본 G의 상면에 발생할 수 있는 결함을 저감시킬 수 있다. 이 결함은, 용융 금속 M의 액면의 노출 부분으로부터 기화한 금속 화합물이 환원성 가스에 의하여 환원됨으로써 용융 금속의 액적이 발생하고, 그 액적이 낙하함으로써 발생할 수 있다.
본 실시 형태에 의하면, 루프 케이싱(14)의 내부 공간(15) 및 욕조(11)의 상방 공간(12)에 대한 가스의 공급량을 저감시킬 수 있다. 그로 인하여, 가스에 의한 유리 리본 G의 탈열을 억제할 수 있어 유리 리본 G의 온도 분포를 제어하기 쉽다. 그 결과, 상세하게는 후술하겠지만, 성형 영역 Z2에 있어서의 유리 리본 G의 평탄부의 온도 분포를 구역마다 제어함으로써, 유리 리본 G의 평탄부의 두께 불균일을 저감시킬 수 있다. 또한 가스의 공급량을 저감시킬 수 있기 때문에, 유리 리본 G의 측연부에 접촉하는 가스의 풍량이 적당량으로 되어, 유리 리본 G의 측연부와 평탄부의 두께 차를 저감시킬 수 있다. 따라서 서냉 시에 유리 리본 G의 측연부와 평탄부의 냉각 속도 차를 저감시킬 수 있어, 변형이 발생하기 어렵고 깨짐이 발생하기 어렵다. 또한 서냉 후에 유리 리본 G의 절단이 용이하다.
유리 리본 G의 평탄부의 두께 불균일을 저감시키기 위하여 폭 방향 내측의 구역 B2는, 예를 들어 유리 리본 G의 유동 방향 및 유리 리본 G의 폭 방향으로 복수의 구역으로 더 분할되어도 된다. 분할된 구역마다 히터(19)가 제어된다. 유리 리본 G의 폭 방향으로 일렬로 배열되는 복수의 구역마다 히터(19)를 제어함으로써, 유리 리본 G의 폭 방향의 온도 분포를 조정할 수 있어, 유리 리본 G의 폭 방향의 점도 분포를 조정할 수 있다. 점도가 낮은 부분일수록 장력에 의하여 얇게 잡아 늘려지기 쉽다. 이것에 의하여 유리 리본 G의 폭 방향에 있어서의 두께 불균일을 저감시킬 수 있다. 유리 리본 G의 평탄부는 성형 영역 Z2에 있어서 하류 방향으로 유동하면서 서서히 단단해짐과 아울러, 서서히 평탄해진다.
또한 폭 방향 내측의 구역 B2뿐만 아니라 폭 방향 외측의 구역 B1도, 유리 리본 G의 유동 방향 및 유리 리본 G의 폭 방향으로 복수의 구역으로 더 분할되어도 된다.
루프 케이싱(14)의 내부 공간(15)에 있어서, 폭 방향 외측의 구역 B1과 폭 방향 내측의 구역 B2에서 동일한 가스가 공급되어도 되고, 상이한 가스가 공급되어도 된다. 폭 방향 외측의 구역 B1에는 환원성 가스가 공급되어도 된다. 용융 금속 M의 액면의 노출 부분의 산화를 억제할 수 있다. 또한 폭 방향 내측의 구역 B2에는 환원성 가스 또는 불활성 가스가 공급되어도 된다. 폭 방향 내측의 구역 B2에 불활성 가스가 공급되는 경우, 유리 리본 G의 상방에 불활성 가스를 공급할 수 있어, 유리 리본 G의 상면의 결함을 저감시킬 수 있다.
그런데 외기온의 온도 변화에 따라, 루프 케이싱(14)의 내부 공간(15)에 공급되는 가스의 온도가 변화하는 경우가 있다.
외기온의 온도 변화에 따라 폭 방향 내측의 구역 B2에 대한 가스 공급량을 조정함으로써, 유리 리본 G의 평탄부 근방에 있어서의 가스의 온도 변화를 억제할 수 있다. 폭 방향 내측의 구역 B2의 하방에 있어서 유리 리본 G의 평탄부의 온도 분포를 제어하기 쉬워, 유리 리본 G의 평탄부의 두께 불균일을 저감시키기 쉽다.
또한 도 4에 도시한 바와 같이 상면에서 보아, 상류 영역 Z1에 있어서의 유리 리본 G의 측연부의 적어도 일부를 따라 구역 A1과 구역 A2의 경계선(21)이 설정되고, 상기 경계선(21)을 따라 세로 파티션(17-2A)이 형성되어도 된다.
또한 도 4에 도시하는 경계선(21)은 상면에서 보아, 상류 영역 Z1의 상류 단부에서 하류 단부까지 설정되지만, 상류 영역 Z1의 상류 단부에서 하류 단부까지의 사이의 일부에 설정되어도 된다. 도 5에 있어서도 마찬가지이다.
경계선(21)은 가상적인 것이다. 경계선(21)은, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이 곡선형으로 형성되어도 된다. 또한 경계선(21)은 도 5에 도시한 바와 같이 계단형으로 형성되어도 되고, 직선형으로 형성되어도 되며, 경계선(21)의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 경계선(21)은 직선형으로 형성되는 경우, 유리 리본 G의 유동 방향에 대하여 경사져도 된다.
또한 본 실시 형태의 경계선(21)은 상면에서 보아, 상류 영역 Z1에 있어서의 유리 리본 G의 측연부의 적어도 일부를 따르지만, 따르지 않아도 되며, 예를 들어 유리 리본 G의 유동 방향에 대하여 평행하게 되어도 된다.
경계선(21)은, 도 4 및 도 5에서는 유리 리본 G의 측연부보다도 폭 방향 내측에 위치해도 된다. 경계선(21)과 유리 리본 G의 측연부의, 유리 리본 G의 폭 방향에 있어서의 거리 W1은, 예를 들어 250㎜ 내지 500㎜이다. 경계선(21)의 상류 단부와 리스트릭터 타일(4)의 하류 단부가, 유리 리본 G의 유동 방향으로 대략 동일한 위치에 있는 경우, 경계선(21)의 상류 단부와 리스트릭터 타일(4)의 하류 단부의, 유리 리본 G의 폭 방향에 있어서의 거리는, 예를 들어 250㎜ 내지 500㎜이다.
세로 파티션(17-2A)은 경계선(21)을 따라 형성된다. 세로 파티션(17-2A)은, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이 곡선형으로 형성되어도 된다. 또한 세로 파티션(17-2A)은 도 5에 도시한 바와 같이 계단형으로 형성되어도 되고, 직선형으로 형성되어도 되며, 세로 파티션(17-2A)의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 세로 파티션(17-2A)은 직선형으로 형성되는 경우, 유리 리본 G의 유동 방향에 대하여 경사져도 된다.
또한 경계선(21)이 유리 리본 G의 유동 방향에 대하여 평행하게 되는 경우, 세로 파티션(17-2A)도 유리 리본 G의 유동 방향에 대하여 평행하게 되어도 된다.
세로 파티션(17-2A)은, 도 4 및 도 5에서는 경계선(21) 상에 형성되지만, 경계선(21)으로부터 어긋나 있어도 된다. 예를 들어 경계선(21)이 도 4에 도시한 바와 같이 곡선형으로 형성되는 경우에, 세로 파티션(17-2A)이 도 5에 도시한 바와 같이 계단형으로 형성되어도 된다. 또한 경계선(21)이 도 5에 도시한 바와 같이 계단형으로 형성되는 경우에, 세로 파티션(17-2A)이 도 4에 도시한 바와 같이 곡선형으로 형성되어도 된다.
폭 방향 외측의 구역 A1에 배치되는 히터(19)는, 유리 리본 G 중 주로 측연부를 가열한다. 한편, 폭 방향 내측의 구역 A2에 배치되는 히터(19)는, 유리 리본 G 중 주로 평탄부로 되는 부분을 가열한다. 이 부분은, 폭 방향 내측의 구역 A2의 하방을 통과할 때는 평탄하지 않아도 되며, 유리 리본 G의 양 측연부보다도 두꺼워도 된다.
폭 방향 외측의 구역 A1에 배치되는 히터(19)의 출력은, 폭 방향 내측의 구역 A2에 배치되는 히터(19)의 출력보다도 커도 된다. 상류 영역 Z1에 있어서 유리 리본 G의 측연부의 유동성이 높아, 유리 리본 G의 폭이 넓어지기 쉽다. 상류 영역 Z1에 있어서 유리 리본 G의 두께가, 원하는 두께로 되기 쉽다.
루프 케이싱(14)의 내부 공간(15)에 있어서 폭 방향 외측의 구역 A1과 폭 방향 내측의 구역 A2는, 세로 파티션(17-2A)에 의하여 구획된다. 따라서 폭 방향 외측의 구역 A1에는, 당해 구역 A1에 배치되는 대출력의 히터(19)의 배선의 열 열화를 억제할 수 있는 양의 가스를 공급할 수 있음과 아울러, 폭 방향 내측의 구역 A2에는 적당량의 가스를 공급할 수 있다. 세로 파티션(17-2A)이 없는 경우보다도, 폭 방향 외측의 구역 A1에 대한 가스 공급량과, 폭 방향 내측의 구역 A2에 대한 가스 공급량의 합계량을 저감시킬 수 있다. 그로 인하여, 가스에 의한 유리 리본 G의 탈열을 억제할 수 있어 히터(19)의 출력 증가를 억제할 수 있다.
루프 케이싱(14)의 내부 공간(15)에 있어서, 폭 방향 외측의 구역 A1에 공급된 가스는 대출력의 히터(19)에 의하여 데워져 고온으로 된다. 이 고온의 가스는 세로 파티션(17-2A)에 의하여 폭 방향 내측의 구역 A2로의 이동이 제한된다. 그로 인하여, 당해 구역 A2의 배선의 열 열화를 억제하기 위한 가스 공급량을 저감시킬 수 있다. 가스의 공급에 의하여 유리 리본 G의 상면에 발생할 수 있는 결함을 저감시킬 수 있다.
루프 케이싱(14)의 내부 공간(15)에 있어서, 폭 방향 외측의 구역 A1과 폭 방향 내측의 구역 A2에서 동일한 가스가 공급되어도 되고, 상이한 가스가 공급되어도 된다. 폭 방향 외측의 구역 A1에는 환원성 가스가 공급되어도 된다. 용융 금속 M의 액면의 노출 부분의 산화를 억제할 수 있다. 또한 폭 방향 내측의 구역 A2에는 환원성 가스 또는 불활성 가스가 공급되어도 된다. 폭 방향 내측의 구역 A2에 불활성 가스가 공급되는 경우, 유리 리본 G의 상방에 불활성 가스를 공급할 수 있어, 유리 리본 G의 상면의 결함을 저감시킬 수 있다.
또한 도 4에 도시한 바와 같이 상면에서 보아, 하류 영역 Z3에 있어서의 유리 리본 G의 측연부의 적어도 일부를 따라 구역 C1과 구역 C2의 경계선(23)이 설정되고, 상기 경계선(23)을 따라 세로 파티션(17-2C)이 형성되어도 된다.
또한 도 4에 도시하는 경계선(23)은 상면에서 보아, 하류 영역 Z3의 상류 단부에서 하류 단부까지 설정되지만, 하류 영역 Z3의 상류 단부에서 하류 단부까지의 사이의 일부에 설정되어도 된다. 도 5에 있어서도 마찬가지이다.
경계선(23)은 가상적인 것이다. 경계선(23)은, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이 곡선형으로 형성되어도 된다. 또한 경계선(23)은 도 5에 도시한 바와 같이 계단형으로 형성되어도 되고, 직선형으로 형성되어도 되며, 경계선(23)의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 경계선(23)은 직선형으로 형성되는 경우, 유리 리본 G의 유동 방향에 대하여 평행하게 되어도 된다.
경계선(23)은, 도 4 및 도 5에서는 유리 리본 G의 측연부보다도 폭 방향 내측에 위치해도 된다. 경계선(23)과 유리 리본 G의 측연부의, 유리 리본 G의 폭 방향에 있어서의 거리 W3은, 예를 들어 250㎜ 내지 500㎜이다.
세로 파티션(17-2C)은 경계선(23)을 따라 형성된다. 세로 파티션(17-2C)은, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이 곡선형으로 형성되어도 된다. 또한 세로 파티션(17-2C)은 도 5에 도시한 바와 같이 계단형으로 형성되어도 되고, 직선형으로 형성되어도 되며, 세로 파티션(17-2C)의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 세로 파티션(17-2C)은 직선형으로 형성되는 경우, 유리 리본 G의 유동 방향에 대하여 평행하게 되어도 된다.
세로 파티션(17-2C)은, 도 4 및 도 5에서는 경계선(23) 상에 형성되지만, 경계선(23)으로부터 어긋나 있어도 된다. 예를 들어 경계선(23)이 도 4에 도시한 바와 같이 곡선형으로 형성되는 경우에, 세로 파티션(17-2C)이 도 5에 도시한 바와 같이 계단형으로 형성되어도 된다. 또한 경계선(23)이 도 5에 도시한 바와 같이 계단형으로 형성되는 경우에, 세로 파티션(17-2C)이 도 4에 도시한 바와 같이 곡선형으로 형성되어도 된다.
폭 방향 외측의 구역 C1에 배치되는 히터(19)는, 유리 리본 G 중 주로 측연부를 가열한다. 한편, 폭 방향 내측의 구역 C2에 배치되는 히터(19)는, 유리 리본 G 중 주로 평탄부를 가열한다.
폭 방향 외측의 구역 C1에 배치되는 히터(19)의 출력은, 폭 방향 내측의 구역 C2에 배치되는 히터(19)의 출력보다도 커도 된다. 폭 방향 내측의 구역 C2에 배치되는 히터(19)의 출력이 낮기 때문에, 하류 영역 Z3에 있어서 유리 리본 G의 평탄부를 급속히 냉각할 수 있다. 유리 리본 G의 양 측연부는 유리 리본 G의 평탄부보다도 두껍기 때문에 완만히 냉각되어도 된다. 변형을 저감시킬 수 있다.
루프 케이싱(14)의 내부 공간(15)에 있어서, 폭 방향 외측의 구역 C1과 폭 방향 내측의 구역 C2는, 세로 파티션(17-2C)에 의하여 구획된다. 따라서 폭 방향 외측의 구역 C1에는, 당해 구역 C1에 배치되는 대출력의 히터(19)의 배선의 열 열화를 억제할 수 있는 양의 가스를 공급할 수 있음과 아울러, 폭 방향 내측의 구역 C2에는 적당량의 가스를 공급할 수 있다. 세로 파티션(17-2C)이 없는 경우보다도, 폭 방향 외측의 구역 C1에 대한 가스 공급량과, 폭 방향 내측의 구역 C2에 대한 가스 공급량의 합계량을 저감시킬 수 있다. 그로 인하여, 가스에 의한 유리 리본 G의 탈열을 억제할 수 있어 히터(19)의 출력 증가를 억제할 수 있다.
루프 케이싱(14)의 내부 공간(15)에 있어서, 폭 방향 외측의 구역 C1에 공급된 가스는 대출력의 히터(19)에 의하여 데워져 고온으로 된다. 이 고온의 가스는 세로 파티션(17-2C)에 의하여 폭 방향 내측의 구역 C2로의 이동이 제한된다. 그로 인하여, 당해 구역 C2의 배선의 열 열화를 억제하기 위한 가스 공급량을 저감시킬 수 있다. 가스의 공급에 의하여 유리 리본 G의 상면에 발생할 수 있는 결함을 저감시킬 수 있다.
루프 케이싱(14)의 내부 공간(15)에 있어서, 폭 방향 외측의 구역 C1과 폭 방향 내측의 구역 C2에서 동일한 가스가 공급되어도 되고, 상이한 가스가 공급되어도 된다. 폭 방향 외측의 구역 C1에는 환원성 가스가 공급되어도 된다. 용융 금속 M의 액면의 노출 부분의 산화를 억제할 수 있다. 또한 폭 방향 내측의 구역 C2에는 환원성 가스 또는 불활성 가스가 공급되어도 된다. 폭 방향 내측의 구역 C2에 불활성 가스가 공급되는 경우, 유리 리본 G의 상방에 불활성 가스를 공급할 수 있어, 유리 리본 G의 상면의 결함을 저감시킬 수 있다.
그런데 폭 방향 외측의 구역 C1의 하방에는 용융 금속 M의 액면이 노출되어 있으며, 그 노출 부분에 용융 금속 M의 보급 재료가 투입되는 일이 있다. 보급 재료는 용융 금속 M과 동종의 재료이면 되며, 고체, 고체보다도 고온의 액체 중 어느 것이어도 된다.
폭 방향 외측의 구역 C1에 대한 환원성 가스의 공급량을 일시적으로 증가시킴으로써, 보급 재료의 투입 시에 폭 방향 외측으로부터 유입하는 외기를 빠르게 환원할 수 있다. 또한 폭 방향 외측의 구역 C1에 배치되는 히터(19)의 출력을 일시적으로 크게 함으로써, 보급 재료의 투입에 의한 용융 금속 M의 국소적인 온도 저하를 제한할 수 있어, 유리 리본 G의 유동이 안정된다.
다음으로, 도 1을 다시 참조하여 상기 구성의 플로트 유리 제조 장치를 사용한 플로트 유리 제조 방법에 대하여 설명한다.
플로트 유리 제조 방법은, 욕조(11) 내의 용융 금속 M 상에 있어서 판상의 유리 리본 G를 성형하는 성형 공정을 갖는다. 유리 리본 G는 용융 금속 M상을 유동하면서 서서히 단단해진다. 유리 리본 G는 욕조(11)의 하류 영역에 있어서 용융 금속 M으로부터 인상되어 서냉로를 향하여 반송된다. 유리 리본 G의 양 측연부는 그 내측의 평탄부보다도 두껍기 때문에 서냉 후에 절제된다. 이것에 의하여 대략 균일한 판 두께의 플로트 유리가 얻어진다.
본 실시 형태에 의하면, 상면에서 보아, 성형 영역 Z2에 있어서의 유리 리본 G의 측연부의 적어도 일부를 따라 구역 B1과 구역 B2의 경계선(22)이 설정되고, 상기 경계선(22)을 따라 세로 파티션(17-2B)이 형성된다. 따라서 상술한 바와 같이 히터(19)의 제어에 의하여, 유리 리본 G의 평탄부의 폭 방향에 있어서의 두께 불균일을 저감시킬 수 있다.
유리 리본 G의 점도가 104d㎩·s일 때의 유리 리본 G의 온도는, 예를 들어 1100℃ 이상이고, 바람직하게는 1150℃ 이상이다.
유리 리본 G의 점도가 104d㎩·s일 때의 유리 리본 G의 온도가 높을수록 유리 리본 G의 점성이 높다. 그 때문에 상류 영역 Z1에 있어서 유리 리본 G가 얇게 퍼지기 어려워, 성형 영역 Z2에 있어서의 유리 리본 G의 두께 조정이 중요해진다.
본 실시 형태에 의하면, 성형 영역 Z2에 있어서 두께 불균일을 저감시키는 효과가 얻어지기 쉽기 때문에, 유리 리본 G의 점도가 104d㎩·s일 때의 유리 리본 G의 온도가 1100℃ 이상인 경우에, 대략 균일한 판 두께의 플로트 유리가 얻어진다.
제조되는 플로트 유리의 판 두께는, 예를 들어 1.0㎜ 이하, 바람직하게는 0.7㎜ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.5㎜ 이하이다. 즉, 유리 리본 G의 평탄부의 두께는, 예를 들어 1.0㎜ 이하, 바람직하게는 0.7㎜ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.5㎜ 이하이다.
유리 리본 G의 평탄부의 두께가 얇을수록 유리 리본 G가 폭 방향으로 수축되기 쉬워, 사용되는 톱 롤(18)의 수가 많다. 따라서 톱 롤(18)에 의하여 유리 리본 G의 측연부로부터 빼앗기는 열량이 많다. 그 때문에, 유리 리본 G의 측연부의 온도 저하를 억제하기 위하여, 폭 방향 외측의 구역 B1에 배치되는 히터(19)의 출력이 크다. 대출력의 히터(19)의 배선의 열 열화를 제한하기 위하여 폭 방향 외측의 구역 B1에 대한 가스의 공급량이 많다.
제조되는 플로트 유리의 판 두께가 1.0㎜ 이하인 경우, 폭 방향 외측의 구역 B1에 대한 가스의 공급량이 많기 때문에, 구역 B1과 구역 B2의 경계선(22)을 따라 세로 파티션(17-2B)를 형성하는 효과가 현저히 얻어진다.
제조되는 플로트 유리는, 예를 들어 디스플레이용 유리 기판, 디스플레이용 커버 유리, 창유리로서 사용된다.
제조되는 플로트 유리는 디스플레이용 유리 기판으로서 사용되는 경우, 무알칼리 유리여도 된다. 무알칼리 유리는 Na2O, K2O, Li2O 등의 알칼리 금속 산화물을 실질적으로 함유하지 않는 유리이다. 무알칼리 유리는 알칼리 금속 산화물의 함유량의 합량이 0.1질량％ 이하여도 된다.
무알칼리 유리는, 예를 들어 산화물 기준의 질량％ 표시로 SiO2: 50％ 내지 73％, Al2O3: 10.5％ 내지 24％, B2O3: 0％ 내지 12％, MgO: 0％ 내지 10％, CaO: 0％ 내지 14.5％, SrO: 0％ 내지 24％, BaO: 0％ 내지 13.5％, MgO+CaO+SrO+BaO: 8％ 내지 29.5％, ZrO2: 0％ 내지 5％를 함유한다.
무알칼리 유리는 높은 변형점과 높은 용해성을 양립시키는 경우, 바람직하게는 산화물 기준의 질량％ 표시로 SiO2: 58％ 내지 66％, Al2O3: 15％ 내지 22％, B2O3: 5％ 내지 12％, MgO: 0％ 내지 8％, CaO: 0％ 내지 9％, SrO: 3％ 내지 12.5％, BaO: 0％ 내지 2％, MgO+CaO+SrO+BaO: 9％ 내지 18％를 함유한다.
무알칼리 유리는 특히 높은 변형점을 얻고자 하는 경우, 바람직하게는 산화물 기준의 질량％ 표시로 SiO2: 54％ 내지 73％, Al2O3: 10.5％ 내지 22.5％, B2O3: 0％ 내지 5.5％, MgO: 0％ 내지 10％, CaO: 0％ 내지 9％, SrO: 0％ 내지 16％, BaO: 0％ 내지 2.5％, MgO+CaO+SrO+BaO: 8％ 내지 26％를 함유한다.
제조되는 플로트 유리는 디스플레이용 커버 유리로서 사용되는 경우, 화학 강화용 유리여도 된다. 화학 강화용 유리를 화학 강화 처리한 것이 커버 유리로서 사용된다. 화학 강화 처리는, 유리 표면에 포함되는 알칼리 이온 중 작은 이온 반경의 이온(예를 들어 Li 이온이나 Na 이온)을 큰 이온 반경의 이온(예를 들어 K 이온)으로 치환함으로써, 유리 표면으로부터 소정의 깊이의 압축 응력층을 형성한다.
화학 강화용 유리는, 예를 들어 산화물 기준의 몰％ 표시로 SiO2: 62％ 내지 68％, Al2O3: 6％ 내지 12％, MgO: 7％ 내지 13％, Na2O: 9％ 내지 17％, K2O: 0％ 내지 7％를 함유하고, Na2O 및 K2O의 함유량의 합계에서 Al2O3 함유량을 감한 차가 10％ 미만이며, ZrO2를 함유하는 경우, 그 함유량이 0.8％ 이하이다.
다른 화학 강화용 유리는 산화물 기준의 몰％ 표시로 SiO2: 65％ 내지 85％, Al2O3: 3％ 내지 15％, Na2O: 5％ 내지 15％, K2O: 0％ 내지 2％ 미만, MgO: 0％ 내지 15％, ZrO2: 0％ 내지 1％를 함유하고, SiO2 및 Al2O3의 함유량의 합계 SiO2+Al2O3이 88％ 이하이다.
제조되는 플로트 유리는 창유리로서 사용되는 경우, 소다 석회 유리여도 된다. 소다 석회 유리는, 예를 들어 산화물 기준의 질량％ 표시로 SiO2: 65％ 내지 75％, Al2O3: 0％ 내지 3％, CaO: 5％ 내지 15％, MgO: 0％ 내지 15％, Na2O: 10％ 내지 20％, K2O: 0％ 내지 3％, Li2O: 0％ 내지 5％, Fe2O3: 0％ 내지 3％, TiO2: 0％ 내지 5％, CeO2: 0％ 내지 3％, BaO: 0％ 내지 5％, SrO: 0％ 내지 5％, B2O3: 0％ 내지 5％, ZnO: 0％ 내지 5％, ZrO2: 0％ 내지 5％, SnO2: 0％ 내지 3％, SO3: 0％ 내지 0.5％를 함유한다.
이상, 플로트 유리 제조 장치 및 플로트 유리 제조 방법의 실시 형태 등을 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태 등에 한정되지 않으며, 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 요지 범위 내에 있어서 다양한 변형, 개량이 가능하다.
본 출원은 2013년 12월 2일에 출원된 일본 특허 출원 제2013-248814호에 기초하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.
10: 플로트 유리 제조 장치
11: 욕조
12: 욕조의 상방 공간
13: 루프
14: 루프 케이싱
15: 루프 케이싱의 내부 공간
17: 파티션
17-1: 가로 파티션
17-2A, 17-2B, 17-2C: 세로 파티션
18: 톱 롤
19: 히터
21 내지 23: 경계선
G: 유리 리본
M: 용융 금속

Claims (12)

  1. 유리 리본이 떠오르는 용융 금속을 수용하는 욕조와,
    상기 욕조의 상방에 배치되는 루프와,
    상기 루프와의 사이에 공간을 형성하는 루프 케이싱과,
    상기 공간을 상기 유리 리본의 폭 방향으로 구획하는 파티션과,
    상기 유리 리본의 측연부를 지지함으로써 상기 유리 리본에 대하여 폭 방향으로 장력을 가하는 톱 롤과,
    상기 루프의 관통 구멍에 삽입 관통되는 복수의 히터를 구비하고,
    상기 복수의 히터는 구역마다 제어되며,
    상기 욕조 내의 영역은, 상기 톱 롤에 의하여 상기 유리 리본에 대하여 장력을 가하는 성형 영역을 갖고,
    상면에서 보아, 상기 성형 영역에 있어서의 상기 유리 리본의 상기 측연부의 적어도 일부를 따라 상기 구역의 경계선이 설정되고, 상기 경계선을 따라 상기 파티션이 형성되는 플로트 유리 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상면에서 보아, 상기 성형 영역보다 상류의 상류 영역에 있어서의 상기 유리 리본의 상기 측연부의 적어도 일부를 따라 상기 구역의 경계선이 설정되고, 상기 경계선을 따라 상기 파티션이 형성되는 플로트 유리 제조 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 플로트 유리 제조 장치를 사용하여 플로트 유리를 제조하는 플로트 유리 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유리 리본의 점도가 104d㎩·s일 때의 상기 유리 리본의 온도가 1100℃ 이상인 플로트 유리 제조 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    제조되는 플로트 유리의 판 두께가 1.0㎜ 이하인 플로트 유리 제조 방법.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    제조되는 플로트 유리는 무알칼리 유리인 플로트 유리 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 무알칼리 유리는 산화물 기준의 질량％ 표시로 SiO2: 50％ 내지 73％, Al2O3: 10.5％ 내지 24％, B2O3: 0％ 내지 12％, MgO: 0％ 내지 10％, CaO: 0％ 내지 14.5％, SrO: 0％ 내지 24％, BaO: 0％ 내지 13.5％, MgO+CaO+SrO+BaO: 8％ 내지 29.5％, ZrO2: 0％ 내지 5％를 함유하는 플로트 유리 제조 방법.
  8. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    제조되는 플로트 유리는 화학 강화용 유리인 플로트 유리 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 화학 강화용 유리는 산화물 기준의 몰％ 표시로 SiO2: 62％ 내지 68％, Al2O3: 6％ 내지 12％, MgO: 7％ 내지 13％, Na2O: 9％ 내지 17％, K2O: 0％ 내지 7％를 함유하고, Na2O 및 K2O의 함유량의 합계에서 Al2O3 함유량을 감한 차가 10％ 미만이며, ZrO2를 함유하는 경우, 그 함유량이 0.8％ 이하인 플로트 유리 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 화학 강화용 유리는 산화물 기준의 몰％ 표시로 SiO2: 65％ 내지 85％, Al2O3: 3％ 내지 15％, Na2O: 5％ 내지 15％, K2O: 0％ 내지 2％ 미만, MgO: 0％ 내지 15％, ZrO2: 0％ 내지 1％를 함유하고, SiO2 및 Al2O3의 함유량의 합계 SiO2+Al2O3가 88％ 이하인 플로트 유리 제조 방법.
  11. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    제조되는 플로트 유리는 소다 석회 유리인 플로트 유리 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 소다 석회 유리는 산화물 기준의 질량％ 표시로 SiO2: 65％ 내지 75％, Al2O3: 0％ 내지 3％, CaO: 5％ 내지 15％, MgO: 0％ 내지 15％, Na2O: 10％ 내지 20％, K2O: 0％ 내지 3％, Li2O: 0％ 내지 5％, Fe2O3: 0％ 내지 3％, TiO2: 0％ 내지 5％, CeO2: 0％ 내지 3％, BaO: 0％ 내지 5％, SrO: 0％ 내지 5％, B2O3: 0％ 내지 5％, ZnO: 0％ 내지 5％, ZrO2: 0％ 내지 5％, SnO2: 0％ 내지 3％, SO3: 0％ 내지 0.5％를 함유하는 플로트 유리 제조 방법.
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