KR20210042899A - 판유리의 제조 장치, 및 판유리의 제조 장치에 사용되는 성형 부재 - Google Patents

판유리의 제조 장치, 및 판유리의 제조 장치에 사용되는 성형 부재 Download PDF

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KR20210042899A
KR20210042899A KR1020217002781A KR20217002781A KR20210042899A KR 20210042899 A KR20210042899 A KR 20210042899A KR 1020217002781 A KR1020217002781 A KR 1020217002781A KR 20217002781 A KR20217002781 A KR 20217002781A KR 20210042899 A KR20210042899 A KR 20210042899A
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glass
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에이지씨 가부시키가이샤
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Abstract

판유리를 연속적으로 제조하는 제조 장치로서, 용융 유리를 성형하여, 유리 리본을 형성하는 성형 부재를 갖고, 상기 성형 부재는, (i) 흑연으로 구성되거나, 혹은 흑연으로 구성된 부분을 포함하고, 및/또는 (ii) 흑연을 포함하는 지지 부재로 지지되고, 상기 (i) 의 경우, 상기 성형 부재는, 벽으로 둘러싸이고, 상기 (ii) 의 경우, 상기 지지 부재는, 상기 성형 부재와 함께 벽으로 둘러싸이고, 상기 벽으로 둘러싸인 공간은, 100 ppm 이하의 산소 농도로 조정되는, 판유리의 제조 장치.

Description

판유리의 제조 장치, 및 판유리의 제조 장치에 사용되는 성형 부재
본 발명은, 판유리의 제조 장치, 및 판유리의 제조 장치에 사용되는 성형 부재에 관한 것이다.
판유리의 연속 제조 방법의 1 종으로서, 이른바 퓨전법이 알려져 있다 (예를 들어 특허문헌 1).
이 방법에서는, 유리 원료를 용해시킴으로써 얻어진 용융 유리가, 성형용의 부재 (이하,「성형 부재」로 칭한다) 의 상부에 공급된다. 성형 부재는, 단면이 하향으로 뾰족해진 대략 쐐기상으로 되어 있고, 용융 유리는, 이 성형 부재의 대향하는 2 개의 측면을 따라 유하된다. 양 측면을 따라 유하하는 용융 유리는, 성형 부재의 하측 단부 (「합류점」이라고도 한다) 에서 합류, 일체화되고, 이로써 유리 리본이 성형된다. 그 후, 이 유리 리본은, 롤러 등의 견인 부재에 의해, 서랭되면서 하향으로 견인되어 소정의 치수로 절단된다.
일본 공개특허공보 2016-028005호
퓨전법에 있어서, 성형 부재는, 상기 측면 및 합류점이 수평축 방향을 따라 연장되는, 가늘고 긴 형상을 갖는다. 또, 이 수평축 방향의 치수 (이하,「길이 방향」으로 칭한다) 는, 판유리의 폭 방향에 대응하기 때문에, 제조되는 판유리의 폭을 크게 할 필요가 있는 경우, 충분히 길게 구성할 필요가 있다.
이와 같은 구성 상의 제약 및 사용 환경 때문에, 성형 부재를 장시간 사용하면, 성형 부재가 고온 크리프에 의해 변형되어, 중력 방향으로 휜다는 문제가 발생할 수 있다. 또, 성형 부재에 이와 같은 변형이 발생하면, 제조되는 판유리의 치수 정밀도가 저하되고, 특히 두께가 불균일해진다는 문제가 있다.
따라서, 이와 같은 크리프의 문제를 경감시키는 것이 가능한, 판유리의 연속 제조 장치용의 성형 부재가 지금도 또한 요망되고 있다.
본 발명은, 이와 같은 배경을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명에서는, 크리프의 문제가 유의하게 경감된, 판유리의 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 본 발명에서는, 그러한 판유리의 제조 장치용의 성형 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는, 판유리를 연속적으로 제조하는 제조 장치로서,
용융 유리를 성형하여, 유리 리본을 형성하는 성형 부재를 갖고,
상기 성형 부재는,
(i) 흑연으로 구성되거나, 혹은 흑연으로 구성된 부분을 포함하고, 및/또는
(ii) 흑연을 포함하는 지지 부재로 지지되고,
상기 (i) 의 경우, 상기 성형 부재는, 벽으로 둘러싸이고, 상기 (ii) 의 경우, 상기 지지 부재는, 상기 성형 부재와 함께 벽으로 둘러싸이고,
상기 벽으로 둘러싸인 공간은, 100 ppm 이하의 산소 농도로 조정되는, 판유리의 제조 장치가 제공된다.
또, 본 발명에서는, 판유리를 연속적으로 제조하는 제조 장치용의 성형 부재로서,
당해 성형 부재는,
(i) 흑연으로 구성되거나, 혹은 흑연으로 구성된 부분을 포함하고, 및/또는
(ii) 흑연을 포함하는 지지 부재로 지지되고,
상기 (i) 의 경우, 당해 성형 부재는, 벽으로 둘러싸이고, 상기 (ii) 의 경우, 상기 지지 부재는, 당해 성형 부재와 함께 벽으로 둘러싸이고,
상기 벽으로 둘러싸인 공간은, 100 ppm 이하의 산소 농도로 조정되는, 성형 부재가 제공된다.
본 발명에서는, 크리프의 문제가 유의하게 경감된, 판유리의 제조 장치를 제공할 수 있다. 또, 본 발명에서는, 그러한 판유리의 제조 장치용의 성형 부재를 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 판유리의 제조 장치의 구성예를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2 는, 도 1 에 있어서의 성형부를 확대하여 나타낸 측면도이다.
도 3 은, 도 2 에 나타낸 성형 부재의 길이 방향에 수직인 방향에 있어서의 단면 및 그 주변 부재를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 4 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 다른 판유리의 제조 장치의 구성의 일부를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 5 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 또 다른 판유리의 제조 장치의 구성의 일부를 모식적으로 나타낸 도면이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 대해 설명한다.
(본 발명의 일 실시형태에 의한 판유리의 제조 장치)
도 1 ∼ 도 3 을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 의한 판유리의 제조 장치에 대해 설명한다.
도 1 에는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 판유리의 제조 장치 (이하,「제 1 제조 장치」로 칭한다) (100) 의 구성을 개략적으로 나타낸다. 제 1 제조 장치 (100) 에서는, 퓨전법에 의해, 판유리를 연속적으로 제조할 수 있다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 1 제조 장치 (100) 는, 상류측으로부터, 용해부 (110), 성형부 (130), 서랭부 (180), 및 절단부 (190) 를 갖는다.
용해부 (110) 는, 제 1 제조 장치 (100) 에 있어서, 유리 원료를 용해시키고, 용융 유리 (MG) 를 형성하는 기능을 갖는 장소이다. 성형부 (130) 는, 용해부 (110) 로부터 공급되는 용융 유리 (MG) 를 성형하고, 유리 리본 (GR) 을 형성하는 기능을 갖는 장소이다. 서랭부 (180) 는, 성형부 (130) 에서 형성된 유리 리본 (GR) 을 서랭시키는 기능을 갖는 장소이다. 또, 절단부 (190) 는, 서랭된 유리 리본 (GR) 을 절단하는 기능을 갖는 장소이다.
또한, 도 1 에 나타낸 제 1 제조 장치 (100) 에 있어서, 각 부분끼리의 경계는, 단순히 편의적인 것이지, 엄밀한 것은 아닌 것에 유의할 필요가 있다. 예를 들어, 용융 유리 (MG) 를 성형부 (130) 에 공급하는 배관 등의 부재는, 용해부 (110) 에 속해도 되고, 성형부 (130) 에 속해도 된다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 용해부 (110) 는, 용해로 (112) 를 갖고, 여기서 유리 원료가 용해된다. 용해로 (112) 는, 출구 (114) 를 갖고, 그 출구 (114) 로부터, 용융 유리 (MG) 가 배출된다. 또한, 도 1 에는 나타내어져 있지 않지만, 용해부 (110) 는, 추가로, 용융 유리로부터 기포를 제거하는 청징부, 및/또는 용융 유리를 균일하게 혼합하는 혼합부 등을 가져도 된다.
용해로 (112) 의 출구 (114) 로부터 배출된 용융 유리 (MG) 는, 다음으로, 입구 (120) 를 통하여, 성형부 (130) 에 도입된다. 성형부 (130) 는, 퓨전법에 의해, 용융 유리 (MG) 로부터 유리 리본 (GR) 을 성형하는 성형 부재 (132) 를 갖는다. 또, 성형부 (130) 는, 롤러 (도시되어 있지 않음) 를 가져도 된다.
또한, 성형부 (130) 의 상세한 것에 대해서는, 후술한다.
성형부 (130) 에서 성형된 유리 리본 (GR) 은, 다음으로, 서랭부 (180) 에 도입된다. 서랭부 (180) 에는, 1 세트 또는 2 세트 이상의 냉각 롤러의 세트가 설치된다.
예를 들어, 도 1 에 나타낸 예에서는, 서랭부 (180) 는, 2 세트의 냉각 롤러를 갖는다. 제 1 냉각 롤러 세트는, 2 개의 냉각 롤러 (182) 로 구성되고, 및 제 2 냉각 롤러 세트는, 다른 2 개의 냉각 롤러 (184) 로 구성된다. 유리 리본 (GR) 을 사이에 둔 상태에서, 이들의 냉각 롤러 (182, 184) 를 회전시킴으로써, 유리 리본 (GR) 이 하방으로 견인된다. 또, 냉각 롤러 (182, 184) 는, 각각, 소정의 온도로 제어되어 있고, 이로써, 유리 리본 (GR) 을 냉각시킬 수 있다.
그 후, 충분히 서랭된 유리 리본 (GR) 은, 절단부 (190) 로 반송된다. 절단부 (190) 에는, 커터와 같은 절단 수단 (192) 이 형성되어 있고, 이로써, 유리 리본 (GR) 이 소정의 치수로 절단된다.
제 1 제조 장치 (100) 에서는, 이상의 공정에 의해, 판유리 (194) 를 연속적으로 제조할 수 있다.
도 2 및 도 3 에는, 제 1 제조 장치 (100) 의 성형부 (130) 를 확대하여 나타낸다. 도 2 에는, 유리 리본 (GR) 을 성형 중의 성형 부재 (132) 를 측방에서 보았을 때의 모식적인 측면도가 나타내어져 있다. 또, 도 3 에는, 도 2 에 나타낸 성형 부재 (132) 의 길이 방향 (X 방향) 에 수직인 단면이 모식적으로 나타내어져 있다. 또한, 이들의 도면에는, 성형 부재 (132) 의 주위에 포함되는 부재 등도 나타내어져 있다.
도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 성형 부재 (132) 는, 단면 대략 쐐기상의 형상을 갖는다.
보다 구체적으로는, 성형 부재 (132) 는, 상면 (134) 과, 서로 대향하는 제 1 측면 (138a) 및 제 2 측면 (138b) 을 갖는다.
상면 (134) 에는, 길이 방향 (X 방향) 을 따라, 상측이 개방된 오목부 (136) 가 형성되어 있다. 제 1 측면 (138a) 은, 제 1 상측면 (140a) 과 제 1 하측면 (142a) 을 갖는다. 마찬가지로, 제 2 측면 (138b) 은, 제 2 상측면 (140b) 과 제 2 하측면 (142b) 을 갖는다. 제 1 상측면 (140a) 및 제 2 상측면 (140b) 은, 전부 대략 직사각형 축 방향 (X 방향) 및 대략 연직 방향 (Z 방향) 으로 연장되어 있고, 따라서 XZ 면과 대략 평행하게 배치된다. 한편, 제 1 하측면 (142a) 및 제 2 하측면 (142b) 은, 연직 방향 (Z 방향) 에 대해 경사져 있고, 성형 부재 (132) 의 하측 단부 (변) (144) 와 서로 교차하도록 배치된다.
제 1 하측면 (142a) 의 상부는, 제 1 상측면 (140a) 의 하부와 접속되고, 제 2 하측면 (142b) 의 상부는, 제 2 상측면 (140b) 의 하부와 접속되어 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 성형 부재 (132) 는, 추가로, 1 세트의 캡 부재 (146) 를 갖는다. 캡 부재 (146) 는, 성형 부재 (132) 의 길이 방향 (X 방향) 의 각각의 단부 근방에 설치된다. 캡 부재 (146) 는, 유리 리본 (GR) 이 소정의 폭 내에 수용되도록, 즉, 유리 리본 (GR) 이 소정의 폭을 초과하여 확산되지 않게 하기 위한 스토퍼로서 사용된다.
또, 성형 부재 (132) 의 주위에는, 벽 (150) 이 형성되고, 성형 부재 (132) 는, 이 벽에 의해 주위가 가려진다. 즉, 벽 (150) 에 의해, 성형 부재 (132) 의 주위에, 공간 (152) 이 형성된다. 단, 도 3 으로부터 명확한 바와 같이, 벽 (150) 은, 유리 리본 (GR) 이 서랭부 (180) 를 향하여 배출되는 부분이 제거되어 있다. 이 때문에, 성형부 (130) 에서 형성된 유리 리본 (GR) 은, 벽 (150) 으로 방해되지 않고, 서랭부 (180) 로 이동할 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3 에서는, 명확화를 위하여, 벽 (150) 은, 지면 앞측의 면이 제거된 상태로 나타내어져 있다.
제 1 제조 장치 (100) 의 운전 중, 공간 (152) 은, 산소 농도가 100 ppm 이하로 제어된다. 또, 이것을 가능하게 하기 위하여, 벽 (150) 이 부여된 위치에는, 가스 도입구 (154) 가 설치된다. 가스 도입구 (154) 에는, 개폐 밸브가 설치되어도 된다. 또, 필요한 경우, 벽 (150) 에는, 추가로 가스 배출구 (도시되어 있지 않음) 가 형성되어도 된다.
가스 도입구 (154) 로부터 소정의 조성의 가스를 공급하거나, 가스 배출구로부터 가스를 배기시키거나 함으로써, 공간 (152) 의 산소 농도를, 상기 소정의 범위로 제어할 수 있다.
다음으로, 성형 부재 (132) 에 의해, 유리 리본 (GR) 이 형성되는 과정에 대해 설명한다.
먼저, 벽 (150) 의 내부의 공간 (152) 이, 소정의 산소 농도로 제어된다. 산소 농도는, 100 ppm 이하이고, 50 ppm 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어, 벽 (150) 의 가스 도입구 (154) 로부터 불활성 가스 또는 환원성 가스를 공급함으로써, 공간 (152) 이 소정의 산소 농도로 조정되어도 된다.
다음으로, 상기 서술한 바와 같이, 성형부 (130) 에, 입구 (120) 를 통하여 용융 유리 (MG) 가 공급된다. 공급된 용융 유리 (MG) 는, 성형 부재 (132) 의 상면 (134) 에 도입된다.
상면 (134) 에는, 상기 서술한 바와 같이 오목부 (136) 가 형성되어 있고, 여기에 용융 유리 (MG) 를 수용할 수 있다. 단, 오목부 (136) 의 수용 용적을 초과하는 용융 유리 (MG) 가 공급되면, 잉여의 용융 유리 (MG) 는, 성형 부재 (132) 의 제 1 측면 (138a) 및 제 2 측면 (138b) 을 따라 흘러넘쳐, 하방으로 유출된다.
이로써, 성형 부재 (132) 의 제 1 상측면 (140a) 에, 제 1 용융 유리 부분 (160a) 이 형성되고, 성형 부재 (132) 의 제 2 상측면 (140b) 에, 제 2 용융 유리 부분 (160b) 이 형성된다.
그 후, 제 1 용융 유리 부분 (160a) 은, 성형 부재 (132) 의 제 1 하측면 (142a) 을 따라, 더욱 하방으로 유출된다. 동일하게, 제 2 용융 유리 부분 (160b) 은, 성형 부재 (132) 의 제 2 하측면 (142b) 을 따라, 더욱 하방으로 유출된다.
그 결과, 제 1 용융 유리 부분 (160a) 및 제 2 용융 유리 부분 (160b) 은, 하측 단부 (144) 에 이르러, 여기서 일체화된다. 이로써, 유리 리본 (GR) 이 형성된다.
또한, 그 후, 유리 리본 (GR) 은, 상기 서술한 바와 같이, 더욱 연직 방향으로 연장되어, 서랭부 (180) 에 공급된다.
여기서, 종래의 판유리의 제조 장치에서는, 성형 부재를 장시간 사용하면, 성형 부재가 고온 크리프에 의해 변형되어, 중력 방향 (Z 방향) 으로 휜다는 문제가 발생할 수 있다. 성형 부재에 그러한 휨이 발생하면, 성형 부재의 상면측으로부터 유출되는 용융 유리 (MG) 의 양이, 길이 방향 (X 방향) 을 따라 불균일해지고, 제조되는 판유리의 치수 정밀도, 특히 두께 정밀도가 저하된다는 문제가 발생할 수 있다.
그러나, 제 1 제조 장치 (100) 에서는, 성형 부재 (132) 는, 흑연으로 구성되어 있다는 특징을 갖는다.
흑연은, 1000 ℃ 를 초과하는 고온에 있어서, 비교적 양호한 내크리프 특성을 갖는다. 따라서, 성형 부재 (132) 를 흑연으로 구성한 경우, 종래와 같은 크리프에 의한 변형의 문제를, 유의하게 억제할 수 있다.
단, 흑연은, 고온의 산소 함유 환경에서는, 산화가 발생하기 쉽고, 산화가 발생한 경우, 표면의 평활성이 저하되거나, 표면이 열화되거나 하는 경향이 있다. 거꾸로 말하면, 이들의 성질에 의해, 성형 부재 (132) 에 있어서의 흑연의 사용이 회피되어 온 사정이 있다.
그러나, 제 1 제조 장치 (100) 에서는, 성형부 (130) 에 있어서, 성형 부재 (132) 는, 벽 (150) 으로 가려져 있고, 내부의 공간 (152) 은, 산소 농도가 100 ppm 이하인「저산소 환경」으로 제어되고 있다. 따라서, 제 1 제조 장치 (100) 에서는, 성형 부재 (132) 에 흑연을 사용해도, 성형 부재 (132) 가 산화에 의해 열화되는 것을 억제할 수 있다.
그 결과, 제 1 제조 장치 (100) 에서는, 성형 부재 (132) 에 크리프가 잘 발생하지 않아, 성형 부재 (132) 의 변형이나 휨을, 유의하게 억제할 수 있다.
또, 이로써, 제 1 제조 장치 (100) 에서는, 장기간 사용해도, 제조되는 판유리의 치수를 고정밀도로 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 흑연은, 내열 온도가 2000 ℃ 이상이고, 양호한 내열성을 갖는다. 또한, 흑연은, 열충격성에 강하고, 성형 부재 (132) 의 온도가 급격하게 변화해도, 잘 파손되지 않는 특징을 갖는다. 또한, 흑연은, 가공이 용이하고, 비교적 용이하게 평활한 평면을 얻을 수 있다는 특징을 갖는다.
이와 같은 특징에 의해, 흑연으로 구성된 성형 부재 (132) 는, 예를 들어 1200 ℃ 와 같은 고온에서도, 장시간, 안정적으로 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서의 흑연으로 구성된 부재는, 흑연 원료를 냉간 정수압 프레스 성형, 압출 성형 또는 프레스 성형하여 얻어지는 것이나, 흑연 섬유와 수지 등의 복합 원료를 소성 탄화시킨 카본-카본 콤퍼짓 등을 들 수 있다.
또한, 유리 중에는, 흑연과 접촉시키는 것이 바람직하지 않은 것이 있다. 그러한 경우, 성형 부재 (132) 중, 용융 유리 (MG) (제 1 용융 유리 부분 (160a), 제 2 용융 유리 부분 (160b) 을 포함한다), 및/또는 유리 리본 (GR) 과 접촉하는 지점은, 유리와 반응하지 않는 재료로 피복 또는 코팅해도 된다.
여기서, 성형 부재 (132) 는, 반드시 전체가, 흑연으로 구성될 필요는 없다. 즉, 성형 부재 (132) 의 일부가, 흑연으로 구성되어도 된다. 바꾸어 말하면, 흑연은, 성형 부재 (132) 의 내크리프 특성이 개선되는 양태로, 사용되면 된다. 예를 들어, 흑연은, 성형 부재 (132) 의 내크리프 특성이 개선되는 위치에, 및/또는 성형 부재 (132) 의 내크리프 특성이 개선되는 형상으로, 적용되어도 된다.
이 경우, 대체로, 성형 부재 (132) 전체에 대한 흑연이 차지하는 체적 비율은, 50 ％ 이상이고, 60 ％ 이상인 것이 바람직하고, 70 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 80 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
예를 들어, 흑연은, 성형 부재 (132) 에 있어서, 길이 방향 (X 방향) 을 따라, 일방의 단부 (또는 그 근방) 로부터 타방의 단부 (또는 그 근방) 까지 연장되는 심봉 (芯棒) 으로서, 성형 부재 (132) 에 적용되어도 된다.
그러한 흑연제의 심봉은, 직경을 DC 로 하고, 성형 부재 (132) 의 높이 (상면 (134) 으로부터 하측 단부 (144) 까지의 거리) 를 H 로 했을 때, DC/H ＝ 0.5 ∼ 0.8 을 만족해도 된다.
또, 성형 부재 (132) 의 일부가 흑연으로 구성되는 경우, 상기 서술한 이유로부터, 성형 부재 (132) 에 있어서, 용융 유리 (MG), 및/또는 유리 리본 (GR) 과 접촉하는 부분은, 흑연 이외의 재료로 구성되어도 된다. 혹은, 접촉 부분에, 유리와 반응하지 않는 재료에 의한 피복 또는 코팅을 실시해도 된다.
또, 이것과는 반대로, 성형 부재 (132) 에 있어서, 상면 (134) 은, 흑연으로 구성되어도 된다. 상기 서술한 바와 같이, 흑연으로 상면 (134) 을 구성한 경우, 가공이 비교적 용이하기 때문에, 비교적 평활한 상면 (134) 을 형성할 수 있다. 따라서, 이 경우, 상면 (134) 으로부터 유출되는 용융 유리 (MG) 의 분포를 균일화할 수 있고, 최종적으로 얻어지는 판유리 (194) 의 치수 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 이 경우, 용융 유리 (MG) 와 흑연이 접촉하게 된다. 그러나, 단기간이면, 양자가 접촉해도, 흑연 유래 성분이 판유리 (194) 에 혼입되는 문제는, 그다지 현저해지지는 않는 것으로 생각된다.
이상, 도 1 ∼ 도 3 을 참조하여, 제 1 제조 장치 (100) 의 구성 및 특징에 대해 설명하였다. 그러나, 상기 구성은, 단순한 일례로서, 제 1 제조 장치 (100) 가 그 밖의 구성을 가져도 되는 것은 분명하다.
예를 들어, 도 1 ∼ 도 3 에 나타낸 예에서는, 제 1 제조 장치 (100) 에 있어서, 서랭부 (180) 의 냉각 롤러 (182, 184) 는, 성형 부재 (132) 를 가리는 벽 (150) 보다 하류에 설치된다. 그러나, 서랭부 (180) 의 냉각 롤러 (182, 184) 는, 벽 (150) 내에 포함되어도 된다. 바꾸어 말하면, 벽 (150) 내에, 서랭부 (180) 의 적어도 일부가 포함되고, 벽 (150) 내에서 유리 리본 (GR) 의 서랭의 적어도 일부가 실시되어도 된다.
예를 들어, 서랭부 (180) 의 적어도 일부가 벽에 포함되는 경우, 벽 (150) 으로부터 배출되는 유리 리본 (GR) 의 점도는, 1013 포아즈 이상이어도 된다. 이 경우, 유리 리본의 서랭이 비교적 실시하기 쉽다는 이점이 얻어진다.
(본 발명의 일 실시형태에 의한 다른 판유리의 제조 장치)
상기 서술한 성형 부재 (132) 를 구비하는 제 1 제조 장치 (100) 는, 퓨전법에 의해, 판유리를 제조하는 장치이다. 그러나, 본 발명이 적용 가능한 판유리의 제조 장치, 특히 성형 부재는, 이것에 한정되지 않는다. 본 발명은, 다른 제조 방법을 이용하는 판유리의 제조 장치, 및 그 제조 장치에 사용되는 성형 부재에도 적용할 수 있다.
그래서, 다음으로, 도 4 를 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 의한 다른 판유리의 제조 장치에 대해 설명한다.
도 4 에는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 다른 판유리의 제조 장치 (이하,「제 2 제조 장치」로 칭한다) (200) 의 일부를 개략적으로 나타낸다. 제 2 제조 장치 (200) 는, 이른바 슬릿 성형법 (다운 드로법) 에 의해, 판유리를 제조하는 장치이다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 2 제조 장치 (200) 는, 성형부 (230) 와, 서랭부 (280) 와, 절단부 (도시되어 있지 않음) 를 갖는다.
또한, 도 4 에 나타낸 예에서는, 용융 유리 (MG) 를 형성하는 용해부는 나타내어져 있지 않지만, 제 2 제조 장치 (200) 에 있어서, 성형부 (230) 의 상류에, 용해부가 형성되어도 된다. 혹은, 성형부 (230) 에 있어서, 용융 유리 (MG) 가 형성되어도 된다. 이 경우, 용해부는 생략된다.
성형부 (230) 에는, 성형 부재 (232) 가 설치된다. 성형부 (230) 에는, 추가로 롤러 (도시되어 있지 않음) 가 설치되어도 된다. 또, 서랭부 (280) 에는, 적어도 1 세트의 냉각 롤러 (282) 가 설치된다.
성형 부재 (232) 는, 내부 측면 (238), 내부 바닥면 (244), 및 외부 바닥면 (245) 을 갖는다. 성형 부재 (232) 는, 내부 측면 (238) 및 내부 바닥면 (244) 으로 구획되는 내부에, 용융 유리 (MG) 를 수용할 수 있다. 내부 바닥면 (244) 으로부터 외부 바닥면 (245) 에는, 양자를 관통하는 슬릿 (247) 이 형성된다.
또한, 도 4 에서는 명확하지 않지만, 성형 부재 (232) 의 각 부분은, 지면과 수직인 방향으로 연장되어 있다. 따라서, 도 4 에 나타낸 성형 부재 (232) 는, 길이 방향 (X 방향으로 한다) 을 따른, 가늘고 긴 형상을 갖는다.
성형 부재 (232) 는, 흑연으로 구성된다.
또, 성형 부재 (232) 의 주위에는, 벽 (250) 이 형성되고, 성형 부재 (232) 는, 이 벽 (250) 에 의해 주위가 가려진다. 즉, 벽 (250) 에 의해, 성형 부재 (232) 의 주위에 공간 (252) 이 형성된다. 단, 도 4 로부터 명확한 바와 같이, 벽 (250) 은, 유리 리본 (GR) 이 서랭부 (280) 를 향하여 배출되는 부분이 제거되어 있다. 이 때문에, 성형부 (230) 에서 형성된 유리 리본 (GR) 은, 벽 (250) 으로 방해되지 않고, 서랭부 (280) 로 이동할 수 있다.
제 2 제조 장치 (200) 의 운전 중, 공간 (252) 은, 산소 농도가 100 ppm 이하로 제어된다. 또, 이것을 가능하게 하기 위하여, 벽 (250) 이 부여된 위치에는, 가스 도입구 (254) 가 설치된다. 가스 도입구 (254) 에는, 개폐 밸브가 설치되어도 된다. 또, 필요한 경우, 벽 (250) 에는, 추가로 가스 배기구 (도시되어 있지 않음) 가 형성되어도 된다.
가스 도입구 (254) 로부터 소정의 조성의 가스를 공급하거나 가스 배기구로부터 가스를 배기시키거나 함으로써, 공간 (252) 의 산소 농도를, 상기 범위로 제어할 수 있다.
이와 같은 제 2 제조 장치 (200) 를 사용하여, 판유리를 제조하는 경우, 먼저, 용해부 (도시되어 있지 않음) 에서 유리 원료를 용해시켜, 용융 유리 (MG) 가 형성된다. 또, 이 용융 유리 (MG) 가, 성형부 (230) 의 성형 부재 (232) 에 공급된다.
혹은, 상기 서술한 바와 같이, 용해부가 존재하지 않는 경우, 성형부 (230) 의 성형 부재 (232) 에 있어서, 유리 원료로부터 용융 유리 (MG) 가 제조되어도 된다.
다음으로, 성형 부재 (232) 에 공급된, 또는 성형 부재 (232) 로 제조된 용융 유리 (MG) 는, 성형 부재 (232) 의 슬릿 (247) 을 통하여, 하방으로 유출된다. 이 때에, 용융 유리 (MG) 는, 형상 (두께) 이 조정되고, 유리 리본 (GR) 이 된다.
그 후, 유리 리본 (GR) 은, 성형부 (230) 에 형성된 롤러 (도시되어 있지 않음) 및 냉각 롤러 (282) 에 의해 하방으로 견인되고, 서랭부 (280) 에 공급된다. 서랭부 (280) 에서는, 유리 리본 (GR) 이 소정의 온도까지 서랭된다.
그 후, 서랭된 유리 리본 (GR) 은, 절단부 (도시되어 있지 않음) 에 공급되고, 소정의 치수로 절단된다. 이로써, 판유리가 제조된다.
제 2 제조 장치 (200) 에 있어서, 성형 부재 (232) 는, 흑연으로 구성되어 있다. 따라서, 제 2 제조 장치 (200) 에서는, 종래와 같은 크리프에 의한 변형의 문제를, 유의하게 억제할 수 있다.
또, 제 2 제조 장치 (200) 에서는, 성형 부재 (232) 는, 벽 (250) 으로 가려져 있고, 내부의 공간 (252) 은, 산소 농도가 100 ppm 이하인 저산소 환경으로 제어되고 있다. 따라서, 제 2 제조 장치 (200) 에서는, 성형 부재 (232) 에 흑연을 사용해도, 성형 부재 (232) 가 산화에 의해 열화되는 것을 억제할 수 있다.
그 결과, 제 2 제조 장치 (200) 에서는, 성형 부재 (232) 에 크리프가 잘 발생하지 않아, 성형 부재 (232) 의 변형이나 휨을 유의하게 억제할 수 있다.
또, 이로써, 제 2 제조 장치 (200) 에서는, 장기간 사용해도, 제조되는 판유리의 치수를 고정밀도로 유지하는 것이 가능해진다.
제 2 제조 장치 (200) 에 있어서도, 성형 부재 (232) 는, 반드시 전체가, 흑연으로 구성될 필요는 없다. 즉, 성형 부재 (232) 의 일부가, 흑연으로 구성되어도 된다. 예를 들어, 흑연은, 성형 부재 (232) 의 내크리프 특성이 개선되는 위치에, 및/또는 성형 부재 (232) 의 내크리프 특성이 개선되는 형상으로, 적용되어도 된다.
이 경우, 대체로, 성형 부재 (232) 전체에 대한 흑연이 차지하는 체적 비율은, 50 ％ 이상이고, 60 ％ 이상인 것이 바람직하고, 70 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 80 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
예를 들어, 흑연은, 성형 부재 (232) 에 있어서, 내부 바닥면 (244) ∼ 외부 바닥면 (245) 을 구성하는 바닥부 재료로서 적용되어도 된다.
또, 제 1 제조 장치 (100) 에 있어서도 설명한 바와 같이, 성형 부재 (232) 의 일부가 흑연으로 구성되는 경우, 성형 부재 (232) 에 있어서, 용융 유리 (MG) 및/또는 유리 리본 (GR) 과 접촉하는 부분은, 흑연 이외의 재료로 구성되어도 된다. 제조되는 판유리에, 흑연 유래 성분이 함유되는 것을 방지하기 위해서이다.
혹은, 성형 부재 (232) 에 있어서, 슬릿 (247) 을 구성하는 부분은, 흑연으로 구성되어도 된다. 상기 서술한 바와 같이, 흑연은, 가공이 비교적 용이하기 때문에, 슬릿 (247) 을 구성하는 부분을 흑연으로 구성한 경우, 비교적 평활한 슬릿 (247) 을 형성할 수 있다. 따라서, 이 경우, 슬릿 (247) 으로부터 유출되는 용융 유리 (MG) 의 분포를 균일화할 수 있고, 최종적으로 얻어지는 판유리의 치수 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 상기 서술한 바와 같이, 용융 유리 (MG) 와 흑연이 접촉해도, 접촉의 시간이 짧으면, 흑연 유래 성분이 판유리에 혼입되는 문제는, 그다지 현저해지지는 않는 것으로 생각된다.
제 2 제조 장치 (200) 에 있어서도, 서랭부 (280) 의 냉각 롤러 (282) 는, 성형 부재 (232) 를 가리는 벽 (250) 의 내부에 포함되어도 된다. 바꾸어 말하면, 벽 (250) 내에서, 유리 리본 (GR) 의 서랭의 적어도 일부가 실시되어도 된다.
(본 발명의 일 실시형태에 의한 또 다른 판유리의 제조 장치)
다음으로, 도 5 를 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 의한 또 다른 판유리의 제조 장치에 대해 설명한다.
도 5 에는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 또 다른 판유리의 제조 장치 (이하,「제 3 제조 장치」로 칭한다) (300) 의 일부를 개략적으로 나타낸다. 제 3 제조 장치 (300) 는, 이른바 슬릿 성형법 (다운 드로법) 에 의해, 판유리를 제조하는 장치이다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 제 3 제조 장치 (300) 는, 기본적으로, 상기 서술한 제 2 제조 장치 (200) 와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 제 3 제조 장치 (300) 에 있어서, 제 2 제조 장치 (200) 에 사용되는 부재와 동일한 부재에는, 도 4 에 나타낸 각 부재의 참조 부호에 100 을 더한 참조 부호가 부여되어 있다. 예를 들어, 제 3 제조 장치 (300) 는, 성형 부재 (332), 벽 (350), 및 1 세트의 냉각 롤러 (382) 등을 갖는다.
단, 제 3 제조 장치 (300) 는, 추가로 지지 부재 (370) 를 구비하는 점에서, 제 2 제조 장치 (200) 와는 상이하다.
지지 부재 (370) 는, 성형 부재 (332) 의 하측에, 성형 부재 (332) 를 지지하도록 설치되어 있다. 지지 부재 (370) 는, 성형 부재 (332) 의 외부 측면 (339) (의 적어도 일부) 및 외부 바닥면 (345) (의 적어도 일부) 과 접하도록 하여, 설치된다.
지지 부재 (370) 는, 흑연으로 구성된다. 또는, 지지 부재 (370) 는, 흑연을 함유한다.
벽 (350) 은, 성형 부재 (332) 및 지지 부재 (370) 의 주위에 설치되고, 이 벽 (350) 에 의해, 성형 부재 (332) 및 지지 부재 (370) 의 주위에, 공간 (352) 이 형성된다. 단, 도 5 로부터 명확한 바와 같이, 벽 (350) 은, 유리 리본 (GR) 이 서랭부 (380) 를 향하여 배출되는 부분이 제거되어 있다. 이 때문에, 성형부 (330) 에서 형성된 유리 리본 (GR) 은, 벽 (350) 으로 방해되지 않고, 서랭부 (380) 로 이동할 수 있다.
제 3 제조 장치 (300) 의 운전 중, 공간 (352) 은, 산소 농도가 100 ppm 이하로 제어된다.
이와 같은 제 3 제조 장치 (300) 를 사용하여, 판유리를 제조하는 방법은, 기본적으로 상기 제 2 제조 장치 (200) 의 경우와 동일하다. 따라서, 여기서는, 상세한 설명을 생략한다.
제 3 제조 장치 (300) 에서는, 성형 부재 (332) 는, 흑연을 포함하는 지지 부재 (370) 로 지지되어 있다. 따라서, 제 3 제조 장치 (300) 에 있어서도, 성형 부재 (332) 가 크리프에 의해 변형된다는 문제를, 유의하게 억제할 수 있다.
또, 제 3 제조 장치 (300) 에서는, 지지 부재 (370) 는, 벽 (350) 으로 가려져 있고, 내부의 공간 (352) 은, 산소 농도가 100 ppm 이하의 저산소 환경으로 제어되어 있다. 따라서, 제 3 제조 장치 (300) 에서는, 지지 부재 (370) 에 흑연을 사용해도, 지지 부재 (370) 이 산화에 의해 열화되는 것을 억제할 수 있다.
그 결과, 제 3 제조 장치 (300) 에서는, 성형 부재 (332) 에 크리프가 잘 발생하지 않아, 성형 부재 (332) 의 변형이나 휨을, 유의하게 억제할 수 있다.
또, 이로써, 제 3 제조 장치 (300) 에서는, 장기간 사용해도, 제조되는 판유리의 치수를 고정밀도로 유지하는 것이 가능해진다.
제 3 제조 장치 (300) 에 있어서도, 서랭부 (380) 의 냉각 롤러 (382) 는, 성형 부재 (332) 를 가리는 벽 (350) 의 내부에 포함되어도 된다. 바꾸어 말하면, 벽 (350) 내에서, 유리 리본 (GR) 의 서랭 공정의 적어도 일부가 실시되어도 된다.
이상, 제 1 제조 장치 (100) ∼ 제 3 제조 장치 (300) 를 참조하여, 본 발명의 구성 및 특징에 대해 설명하였다.
그러나, 이들은 단순한 일례로서, 본 발명은, 그 밖의 구성을 가져도 되는 것은 분명하다.
예를 들어, 제 3 제조 장치 (300) 에 있어서, 성형 부재 (332) 는, 흑연을 포함하는 지지 부재 (370) 로 지지된다. 이 구성에 있어서, 추가로, 성형 부재 (332) 는 흑연으로 구성되거나, 또는 흑연을 함유해도 된다.
이 밖에도, 각종 조합 및/또는 변경이 상정되는 것은, 당업자에게는 분명하다.
본원은 2018년 8월 13일에 출원한 일본 특허출원 2018-152489호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로서, 동 일본 출원의 전체 내용을 본원에 참조에 의해 원용한다.
100 : 제 1 제조 장치
110 : 용해부
112 : 용해로
114 : 출구
120 : 입구
130 : 성형부
132 : 성형 부재
134 : 상면
136 : 오목부
138a : 제 1 측면
138b : 제 2 측면
140a : 제 1 상측면
140b : 제 2 상측면
142a : 제 1 하측면
142b : 제 2 하측면
144 : 하측 단부
146 : 캡 부재
150 : 벽
152 : 공간
154 : 가스 도입구
160a : 제 1 용융 유리 부분
160b : 제 2 용융 유리 부분
180 : 서랭부
182 : 냉각 롤러
184 : 냉각 롤러
190 : 절단부
192 : 절단 수단
194 : 판유리
200 : 제 2 제조 장치
230 : 성형부
232 : 성형 부재
238 : 내부 측면
244 : 내부 바닥면
245 : 외부 바닥면
247 : 슬릿
250 : 벽
252 : 공간
254 : 가스 도입구
280 : 서랭부
282 : 냉각 롤러
300 : 제 3 제조 장치
330 : 성형부
332 : 성형 부재
338 : 내부 측면
339 : 외부 측면
344 : 내부 바닥면
345 : 외부 바닥면
347 : 슬릿
350 : 벽
352 : 공간
354 : 가스 도입구
370 : 지지 부재
380 : 서랭부
382 : 냉각 롤러
GR : 유리 리본
MG : 용융 유리

Claims (9)

  1. 판유리를 연속적으로 제조하는 제조 장치로서,
    용융 유리를 성형하여, 유리 리본을 형성하는 성형 부재를 갖고,
    상기 성형 부재는,
    (i) 흑연으로 구성되거나, 혹은 흑연으로 구성된 부분을 포함하고, 및/또는
    (ii) 흑연을 포함하는 지지 부재로 지지되고,
    상기 (i) 의 경우, 상기 성형 부재는, 벽으로 둘러싸이고, 상기 (ii) 의 경우, 상기 지지 부재는, 상기 성형 부재와 함께 벽으로 둘러싸이고,
    상기 벽으로 둘러싸인 공간은, 100 ppm 이하의 산소 농도로 조정되는, 판유리의 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공간에는, 불활성 가스 또는 환원성 가스가 공급되는, 판유리의 제조 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 성형 부재는, 상기 용융 유리와 접촉하는 적어도 일부가 흑연 이외의 재료로 구성되어 있는, 판유리의 제조 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 성형 부재는, 상기 용융 유리와 접촉하는 적어도 일부가 흑연으로 구성되어 있는, 판유리의 제조 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로, 상기 유리 리본을 서랭시키는 서랭 수단을 갖는, 판유리의 제조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 서랭 수단은, 상기 벽으로 가려져 있는, 판유리의 제조 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (i) 의 경우, 상기 성형 부재는, 길이 방향으로 연신하는 가늘고 긴 형상을 갖고, 상기 길이 방향에 수직인 단면이 쐐기 형상이고,
    상기 성형 부재는, 상기 길이 방향으로 연신하는 심봉을 갖고, 그 심봉은, 흑연으로 구성되어 있는, 판유리의 제조 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (ii) 의 경우, 상기 성형 부재는, 내부 측면, 그 내부 측면과 대향하는 외부 측면, 내부 바닥면, 및 상기 내부 바닥면과 대향하는 외부 바닥면을 갖고, 상기 내부 측면 및 상기 내부 바닥면으로 둘러싸인 내부에 용융 유리를 수용하고,
    상기 성형 부재는, 추가로, 상기 내부 바닥면으로부터 상기 외부 바닥면까지 관통하는 슬릿을 갖고,
    상기 지지 부재는, 상기 성형 부재의 상기 외부 측면의 적어도 일부, 및 상기 외부 바닥면의 적어도 일부와 접하는, 판유리의 제조 장치.
  9. 판유리를 연속적으로 제조하는 제조 장치용의 성형 부재로서,
    당해 성형 부재는,
    (i) 흑연으로 구성되거나, 혹은 흑연으로 구성된 부분을 포함하고, 및/또는
    (ii) 흑연을 포함하는 지지 부재로 지지되고,
    상기 (i) 의 경우, 당해 성형 부재는, 벽으로 둘러싸이고, 상기 (ii) 의 경우, 상기 지지 부재는, 당해 성형 부재와 함께 벽으로 둘러싸이고,
    상기 벽으로 둘러싸인 공간은, 100 ppm 이하의 산소 농도로 조정되는, 성형 부재.
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