WO2022014288A1 - ガラス物品の製造方法 - Google Patents

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WO2022014288A1
WO2022014288A1 PCT/JP2021/023864 JP2021023864W WO2022014288A1 WO 2022014288 A1 WO2022014288 A1 WO 2022014288A1 JP 2021023864 W JP2021023864 W JP 2021023864W WO 2022014288 A1 WO2022014288 A1 WO 2022014288A1
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furnace
molded body
heater
glass
molding
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Inventor
周作 玉村
Original Assignee
日本電気硝子株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06Forming glass sheets
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a glass article.
  • the overflow downdraw method may be used as a method for manufacturing glass articles such as glass plates.
  • the molding apparatus includes a substantially wedge-shaped molded body in a molding furnace.
  • the molten glass supplied to the molded body overflows from the groove formed at the top of the molded body, and then flows along both outer surfaces of the molded body and joins at the lower end portion.
  • a strip-shaped glass ribbon is continuously formed from the molten glass.
  • Patent Document 1 since the front and back surfaces of the glass ribbon to be molded do not come into contact with the molded body during the molding process, there is an advantage that a smooth glass ribbon without scratches or the like can be molded on the front and back surfaces (for example, Patent Document 1). reference).
  • the temperature around the molded body is raised before the operation (before supplying the molten glass to the molded body). Then, a temperature raising step of raising the temperature of the molded product is performed.
  • the molded body is liable to be damaged such as cracked by the thermal shock caused by the temperature fluctuation of the molded body.
  • the lower part of the molded body has a small cross-sectional area (thickness) due to the substantially wedge-shaped shape, so that the heat capacity is small and it is easy to cool.
  • tensile stress is likely to occur in the lower part of the molded body due to bending due to its own weight. Therefore, when the temperature of the lower part of the molded body is lowered due to the updraft generated in the molding furnace or the like, the molded body is liable to be damaged starting from the lower part of the molded body.
  • the present invention suppresses damage to the molded product used in the overflow downdraw method in the temperature raising step.
  • the present invention which was invented to solve the above problems, is a method for manufacturing a glass article by an overflow downdraw method, in which a temperature raising step of raising a temperature of a molded body arranged in a molding furnace and a temperature raising step of raising the temperature of the molded body are performed. It is equipped with a molding process in which molten glass is supplied to the body and a glass ribbon is molded from the molten glass. do.
  • the heater inside the furnace is arranged in the molding furnace in this way, the heater can be arranged near the lower part of the molded body as compared with the case where the heater outside the furnace is arranged outside the molding furnace. As a result, even when an updraft or the like is generated in the molding furnace, the temperature of the lower part of the molded body can be stabilized by the heater in the furnace, so that damage such as cracking of the molded body can be reduced.
  • the molded body when the molten glass is supplied to the molded body, the molded body is covered with the high-temperature molten glass, so that the temperature drop at the lower part of the molded body is less likely to occur.
  • the molten glass and / or the glass ribbon is overheated, and it becomes difficult to stably form the glass ribbon. There is a risk. Therefore, after supplying the molten glass to the molded product, it is preferable to reduce or stop the heating by the heater in the furnace as in the above configuration.
  • the heating of the lower part of the molded product by the heater in the furnace can be easily and surely reduced or stopped.
  • the heater in the furnace is separated from the molten glass and the glass ribbon, there is an advantage that the heater in the furnace does not get in the way in the production process.
  • the heater in the furnace sandwiches a pair of both outer surfaces of the lower part of the molded body in the thickness direction of the glass ribbon or the passing portion of the glass ribbon below the lower part of the molded body from both sides in the thickness direction. It is preferable that they are arranged so as to form a ribbon.
  • the lower part of the molded product can be heated uniformly from both sides.
  • the heater in the furnace is arranged in the molding furnace through the opening for the transfer roller of the glass ribbon provided in the side wall portion of the molding furnace.
  • the heater in the furnace can be arranged without providing a new opening in the molding furnace, so that an increase in equipment cost can be suppressed.
  • thermometer for measuring the temperature of the lower part of the molded body is arranged in the molding furnace.
  • the temperature control of the lower part of the molded body becomes easy, and the damage of the molded body can be further reduced.
  • a first outside furnace heater for heating the upper part of the molded body is arranged at a position corresponding to the upper part of the side wall portion of the molding furnace, and a position corresponding to the lower part of the side wall portion of the molding furnace.
  • a second outside furnace heater that heats the lower part of the molded body is arranged in, and a third outside furnace heater that heats the upper part of the molded body is arranged at a position corresponding to the ceiling of the molding furnace.
  • the molded body may be further heated by the first out-of-firer heater, the second out-of-firer heater and the third out-of-firer heater.
  • the temperature of the molded body can be raised while the desired temperature distribution is given to the molded body.
  • the X direction and the Y direction are the horizontal direction
  • the Z direction is the vertical direction.
  • the direction corresponding to the width direction of the glass ribbon Gr to be molded is referred to as the width direction X
  • the direction corresponding to the thickness direction of the glass ribbon Gr to be molded is referred to as the thickness direction Y.
  • duplicate description may be omitted.
  • the method for manufacturing a glass article according to the first embodiment is to manufacture a glass plate G as a glass article by an overflow down draw method using a glass article manufacturing apparatus 1.
  • a temperature raising step (FIGS. 3 and 4) for raising the temperature of the molded body 3 arranged in the molding furnace 2 and a molten glass Gm are supplied to the heated molded body 3 to supply the molten glass Gm.
  • a production process (FIGS. 1 and 2) including a molding process of molding the glass ribbon Gr from the above.
  • the production process is carried out after the temperature raising process.
  • the production step includes a molding step, a slow cooling step, a cooling step, and a cutting step.
  • the manufacturing apparatus 1 in the production process includes a molding furnace 2, a slow cooling furnace 4 located below the molding furnace 2, a cooling chamber 5 located below the slow cooling furnace 4, and a cooling chamber 5. It is provided with a cutting chamber 6 located below.
  • a partition member having an opening (for example, a slit) through which the glass ribbon Gr passes between the forming furnace 2 and the slow cooling furnace 4, between the slow cooling furnace 4 and the cooling chamber 5, and between the cooling chamber 5 and the cutting chamber 6, respectively. (For example, the floor of a building) It is partitioned by F1, F2, and F3.
  • the molding furnace 2 is a region for molding the glass ribbon Gr from the molten glass Gm by the overflow down draw method. Inside the molding furnace 2, a molded body 3 for molding the glass ribbon Gr from the molten glass Gm and a first transport roller 7 for cooling both ends of the glass ribbon Gr molded by the molded body 3 in the width direction X are provided. Have been placed.
  • the molded body 3 is formed of a long refractory material along the width direction X.
  • the refractory include zircon, zirconia, alumina, magnesia, and xenotime.
  • a groove portion (overflow groove) 8 formed along the width direction X is provided on the top of the molded body 3.
  • a supply pipe 9 is connected to one end side of the groove portion 8 in the width direction X.
  • the molten glass Gm is supplied into the groove 8 through the supply pipe 9.
  • the method of supplying the molten glass Gm is not limited to this.
  • the molten glass Gm may be supplied from both ends of the groove portion 8 in the width direction X, or the molten glass Gm may be supplied from above the groove portion 8.
  • the molded body 3 has a symmetrical shape in the thickness direction Y.
  • Both outer surfaces 10 of the thickness direction Y of the molded body 3 are a vertical surface portion 11 forming a planar shape along the vertical direction and an inclined surface portion 11 connected below the vertical surface portion 11 and forming a planar shape inclined with respect to the vertical direction. It is equipped with twelve.
  • Each vertical plane portion 11 is a plane parallel to each other.
  • Each inclined surface portion 12 is a plane inclined so as to approach each other in the thickness direction Y as it goes downward. That is, the molded body 3 has a wedge shape that tapers downward when viewed from the width direction X by forming each inclined surface portion 12, and the corner portion where the inclined surface portions 12 intersect is the lower end of the molded body 3. Part 3a is formed.
  • the shape of the vertical surface portion 11 may be changed to an inclined surface, a curved surface, or the like, or may be omitted.
  • the first transport roller 7 is configured as a roller pair that sandwiches each end of the glass ribbon Gr in the width direction X in the thickness direction Y immediately below the molded body 3.
  • the first transfer roller 7 is a cantilever type roller and is always internally cooled in the molding process.
  • the first transfer roller 7 is also referred to as a cooling roller or an edge roller.
  • the first transport roller 7 may be provided in a plurality of stages (for example, two stages) in the vertical direction Z. For example, in the case of two upper and lower stages, it is preferable that the first transfer roller 7 in the upper stage is a drive roller and the first transfer roller 7 in the lower stage is a free roller.
  • the slow cooling furnace 4 is a region for reducing the warp and internal strain of the glass ribbon Gr.
  • a second transfer roller 13 is arranged inside the slow cooling furnace 4.
  • the second transfer roller 13 is also referred to as an annealer roller.
  • the second transfer roller 13 is configured as a pair of rollers that sandwich each end of the glass ribbon Gr in the width direction X in the thickness direction Y.
  • the second transfer roller 13 may be a double-sided type roller arranged so as to straddle the entire width direction X of the glass ribbon Gr, but in the present embodiment, it is a cantilever type roller.
  • the second transfer roller 13 is provided in a plurality of stages in the vertical direction Z.
  • the cooling chamber 5 is a region for cooling the glass ribbon Gr to near room temperature.
  • a third transfer roller 14 is arranged inside the cooling chamber 5.
  • the third transfer roller 14 is configured as a pair of rollers that sandwich each end of the glass ribbon Gr in the width direction X in the thickness direction Y.
  • the third transfer roller 14 may be a double-sided type roller arranged so as to straddle the entire width direction X of the glass ribbon Gr, but in the present embodiment, it is a cantilever type roller.
  • the third transfer roller 14 is provided in a plurality of stages in the vertical direction Z.
  • the second transfer roller 13 and / or the third transfer roller 14 may include those that do not sandwich both ends of the glass ribbon Gr in the width direction X. That is, the facing distance between the roller pairs constituting the second transport roller 13 and / or the third transport roller 14 is made larger than the thickness of both ends of the glass ribbon Gr in the width direction X, and the space between the roller pairs is set to the glass ribbon Gr. May pass through.
  • both ends of the glass ribbon Gr obtained in the manufacturing apparatus 1 in the width direction X have ears that are thicker than the central portion in the width direction X due to the influence of shrinkage in the molding process and the like. include.
  • the cutting chamber 6 is a region for cutting the glass ribbon Gr to a predetermined size to obtain a glass plate G as a glass article.
  • a cutting device (not shown) for cutting the glass ribbon Gr is arranged inside the cutting chamber 6, inside the cutting chamber 6, a cutting device (not shown) for cutting the glass ribbon Gr is arranged.
  • the method for cutting the glass ribbon Gr by the cutting device is, but is not limited to, scribe cutting in which a scribe line is formed on the glass ribbon Gr and then folded along the scribe line.
  • the cutting method of the cutting device may be, for example, laser cutting or laser fusing.
  • the glass plate G is a glass original plate (mother glass plate) from which one or more product glass plates are collected.
  • the thickness of the product glass plate is, for example, 0.2 mm to 10 mm, and the size of the product glass plate is, for example, 700 mm ⁇ 700 mm to 3500 mm ⁇ 3500 mm.
  • the product glass plate is used, for example, as a display substrate or a cover glass.
  • the display substrate and cover glass are not limited to flat panels, and may be curved panels.
  • molten glass Gm is supplied to the groove 8 of the molded body 3 and overflows from the groove 8 on both sides.
  • the molten glass Gm is allowed to flow down along the respective vertical surface portions 11 and inclined surface portions 12 and rejoined at the lower end portion 3a.
  • the strip-shaped glass ribbon Gr is continuously formed from the molten glass Gm (molding step).
  • the glass ribbon Gr is slowly cooled (slow cooling step), and in the cooling chamber 5, the glass ribbon Gr is cooled to near room temperature (cooling step).
  • the cutting step is a first cutting step of cutting the glass ribbon Gr in the width direction X for each predetermined length to obtain a glass plate G, and cutting and removing the ears at both ends of the glass plate G in the width direction X. Includes a second cutting step.
  • the post-process of the molding process is not particularly limited.
  • the production process may further include a cleaning process, an inspection process, a packaging process, and the like.
  • the in-core heater 15 for heating the lower part of the molded body 3 and the temperature of the lower part of the molded body 3 are heated. It is equipped with an in-firer thermometer 16 for measuring.
  • the lower portion of the molded body 3 means, for example, a portion corresponding to the inclined surface portion 12 of the molded body 3.
  • the heaters 15 in the furnace are arranged so as to form a pair by sandwiching the passing portion of the glass ribbon Gr below the lower end portion 3a of the molded body 3 from both sides in the thickness direction Y.
  • the in-core heater 15 is composed of a pair of rod-shaped heaters (for example, sheathed heaters) extending along the width direction X and facing each other in the thickness direction Y. Specifically, the in-furn heater 15 crosses the inside of the molding furnace 2 along the width direction X, and both ends thereof penetrate the side wall portion 2a of the molding furnace 2 and are held outside the molding furnace 2. ..
  • a plurality of paired furnace heaters 15 may be arranged side by side in the vertical direction.
  • the holding mode of the heater 15 in the furnace is not limited to the mode in which both ends are held outside the furnace (double-sided holding), and for example, the holding mode is a mode in which only one end is held outside the furnace (cantilever holding). There may be.
  • the widthwise dimension W1 of the in-core heater 15 in the molding furnace 2 is arranged in a wider range than the widthwise dimension W2 of the lower end portion 3a of the molded body 3. That is, the heater 15 in the furnace heats the entire width of the lower end portion 3a of the molded body 3.
  • the arrangement position of the heater 15 in the furnace is preferably within the range of the circle C centered on the lower end portion 3a of the molded body 3.
  • the diameter D of the circle C is, for example, preferably 50 mm to 300 mm, more preferably 100 mm to 200 mm.
  • the in-core thermometer 16 (for example, a thermocouple) is arranged directly below the lower end portion 3a of the molded body 3, that is, in the passing portion of the glass ribbon Gr.
  • the arrangement position of the thermometer 16 in the furnace is not particularly limited as long as the temperature of the lower part of the molded body 3 can be measured.
  • the in-core thermometer 16 may be arranged so as to be in contact with the lower part of the molded body 3, or may be arranged in plurality.
  • the glass article manufacturing apparatus 1 in the temperature raising step has a first out-of-firer heater 17 that heats the upper part of the molded body 3 and a second that heats the lower part of the molded body 3 outside the molding furnace 2.
  • An out-of-fire heater 18 and a third out-of-fire heater 19 for heating the upper part of the molded body 3 are provided.
  • the first outside furnace heater 17 is arranged at a position corresponding to the upper part of the side wall portion 2a of the molding furnace 2.
  • the second outside furnace heater 18 is arranged at a position corresponding to the lower portion of the side wall portion 2a of the molding furnace 2.
  • the third outside heater 19 is arranged at a position corresponding to the ceiling portion 2b of the molding furnace 2.
  • the glass article manufacturing apparatus 1 in the temperature raising step includes a first outside thermometer 20 for measuring the temperature of the side wall portion 2a at a position corresponding to the first outside heater 17 outside the molding furnace 2.
  • the second outside thermometer 21 that measures the temperature of the side wall portion 2a at the position corresponding to the outside heater 18, and the third outside furnace that measures the temperature of the ceiling portion 2b at the position corresponding to the third outside heater 19. It is equipped with a thermometer 22.
  • the outside heaters 17, 18 and 19 may be divided into a plurality of heaters 17, 18 and 19 in the width direction X and may be composed of a plurality of partial heaters.
  • the outdoor thermometers 20, 21 and 22, may be provided for each partial heater.
  • the first transfer roller 7 is inserted into the furnace from the outside of the molding furnace 2 through the opening 23 provided in the side wall portion 2a of the molding furnace 2.
  • the gap between the opening 23 and the shaft portion 7a of the first transport roller 7 is sealed with, for example, a first sealing member 24 made of refractory fiber.
  • One end of the shaft portion 7a is held by a bearing (not shown) arranged outside the molding furnace 2.
  • the heater 15 in the furnace is arranged from the outside of the molding furnace 2 to the inside of the furnace through the opening 23 for the first transfer roller 7.
  • the gap between the opening 23 and the heater 15 in the furnace is sealed with, for example, a second sealing member 25 made of refractory fiber.
  • One end of the furnace heater 15 and the furnace thermometer 16 is held by a member arranged outside the molding furnace 2.
  • the lower part of the molded body 3 is heated by the in-core heater 15 arranged in the molding furnace 2.
  • the temperature of the lower part of the molded body 3 can be stabilized by the in-core heater 15 arranged near the lower part of the molded body 3. Damage such as cracking of the molded body 3 due to thermal impact can be reduced.
  • the molded body 3 is also heated by the outside furnace heaters 17, 18, and 19 arranged outside the molding furnace 2.
  • the temperature distribution in the molding furnace 2 can be appropriately adjusted.
  • the temperature distribution in the molding furnace 2 is not particularly limited.
  • the temperature near the ceiling portion 2b may be set to be higher than the temperature near the lower portion of the molded body 3, and the temperature near the ceiling portion 2b is the temperature near the lower portion of the molded body 3. It may be set to be lower than, and the temperature near the ceiling portion 2b may be set to be the same as the temperature near the lower part of the molded body 3.
  • the heating temperature by the in-firer heater 15 and / or the out-of-firer heaters 17, 18 and 19 is adjusted based on the temperature measured by the in-firer thermometer 16 and / or the out-of-firer thermometer 20, 21 and 22.
  • the temperature rising step shifts to the production process.
  • shifting from the temperature raising process to the production process first, as shown in FIG. 7, the temperature inside the furnace is kept in a state where the heating of the molded body 3 by the heater 15 inside the furnace and the heaters 17, 18 and 19 outside the furnace is continued. A total of 16 is removed outside the furnace.
  • the molten glass Gm is supplied to the groove 8 of the molded body 3 while the heating of the molded body 3 by the in-core heater 15 and the outside heaters 17, 18 and 19 is continued.
  • each outer surface 10 of the molded body 3 is covered with the molten glass Gm overflowing from the groove 8.
  • the molded body 3 is provided with the outside heaters 17, 18, and 19. While continuing the heating, the heater 15 in the furnace is retracted from the position where the lower portion of the molded body 3 is heated. In the present embodiment, the heater 15 in the furnace is removed to the outside of the furnace through the opening 23 of the molding furnace 2.
  • the glass plate G to be a product is manufactured at the stage where a predetermined preparatory step such as arranging the first transfer roller 7 at a predetermined position in the furnace through the opening 23 of the molding furnace 2 is completed. Start to do. Also in the production process, it is preferable to control the temperature distribution in the molding furnace 2 by the heaters 17, 18 and 19 outside the furnace.
  • the molded body 3 When the molten glass Gm is supplied to the molded body 3, the molded body 3 is covered with the high-temperature molten glass Gm, so that the temperature drop at the lower part of the molded body 3 is less likely to occur.
  • the lower part of the molded body 3 is heated by the in-core heater 15 while the molded body 3 is covered with the high-temperature molten glass Gm, the molten glass Gm and / or the glass ribbon Gr is overheated, and the glass ribbon Gr is formed. It may be difficult to mold stably. Therefore, in the production process (molding process), it is preferable not to heat the heater 15 in the furnace.
  • the heaters 15 in the furnace are arranged so as to form a pair by sandwiching both outer surfaces 10 of the lower portion of the molded body 3 from both sides in the thickness direction Y. ing. That is, the heater 15 in the furnace is arranged above the first embodiment.
  • the heater 15 in the furnace is arranged in a state of being embedded in the lower part of the molded body 3. That is, the present invention is not limited to the case where the heater 15 in the furnace is arranged outside the molded body 3.
  • the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and is not limited to the above-mentioned action and effect.
  • the present invention can be modified in various ways without departing from the gist of the present invention.
  • the shapes of the in-firer heater 15 and the out-of-firer heaters 17, 18, and 19 are not particularly limited, and may be a rod-shaped heater or a planar heater. Further, the outside heaters 17, 18 and 19 may be omitted.
  • the in-firer thermometer 16 may be arranged in the furnace through an opening 23 for arranging the first transfer roller 7 in the furnace.
  • thermometer 16 in the furnace may be left in the molding furnace 2 in the production process as long as it does not hinder the transfer of the molten glass Gm and the glass ribbon Gr.
  • the thermometer 16 in the furnace may be omitted in the temperature raising step and the production step.
  • the heating temperature of the furnace heater 15 in the heating step can be adjusted based on, for example, the outside furnace thermometers 20, 21 and 22.
  • both ends of the molded body 3 in the width direction may be pressed (pressurized) from both sides.
  • the heating by the furnace heater 15 may be simply stopped without retracting the furnace heater 15.
  • an opening for arranging the heater 15 in the furnace may be provided independently of the opening 23 for arranging the first transfer roller 7 in the furnace.
  • the glass plate G is exemplified as the glass article, but the glass article is not limited to this.
  • the glass article may be, for example, a glass roll in which a glass ribbon Gr is wound around a winding core in a roll shape.

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Abstract

オーバーフローダウンドロー法によるガラス物品の製造方法において、成形炉2内に配置された成形体3を昇温する昇温工程と、昇温された成形体3に溶融ガラスGmを供給し、溶融ガラスGmからガラスリボンGrを成形する成形工程とを備え、昇温工程では、成形炉2内に配置された炉内ヒータ15により、下端部3aを含む成形体3の下部を加熱する。

Description

ガラス物品の製造方法
 本発明は、ガラス物品の製造方法に関する。
 ガラス板などのガラス物品の製造方法としては、オーバーフローダウンドロー法が用いられる場合がある。この製法では、成形装置が、成形炉内に略楔状の成形体を備えている。成形体に供給された溶融ガラスは、成形体の頂部に形成された溝部から溢れ出た後、成形体の両外側面を伝って下端部で合流する。これにより、溶融ガラスから帯状のガラスリボンが連続成形される。この製法によれば、成形されるガラスリボンの表裏面が成形過程で成形体と接触しないため、表裏面に傷等のない平滑なガラスリボンを成形できるという利点がある(例えば、特許文献1を参照)。
特開2012-214349号公報
 オーバーフローダウンドロー法を用いたガラス物品の製造方法の場合、成形時の溶融ガラスは高温であるため、操業前(成形体に溶融ガラスを供給する前)に、成形体の周辺の温度を昇温し、成形体の温度を上昇させる昇温工程が行われる。
 しかしながら、このような昇温工程では、成形体の温度変動に伴う熱衝撃により、成形体に割れなどの破損が生じやすい。特に、成形体の下部は、略楔状の形状に起因して断面積(厚み)が小さくなるため、熱容量が小さく冷えやすい。また、成形体の下部には、自重による撓みで引張り応力が発生しやすい。このため、成形炉内に生じる上昇気流などによって、成形体の下部の温度が低下すると、成形体の下部を起点として成形体が破損しやすい。
 本発明は、昇温工程において、オーバーフローダウンドロー法に用いる成形体が破損するのを抑制する。
 上記の課題を解決するために創案された本発明は、オーバーフローダウンドロー法によるガラス物品の製造方法において、成形炉内に配置された成形体を昇温する昇温工程と、昇温された成形体に溶融ガラスを供給し、溶融ガラスからガラスリボンを成形する成形工程とを備え、昇温工程では、成形炉内に配置された炉内ヒータにより、成形体の下部を加熱することを特徴とする。
 このように成形炉内に炉内ヒータを配置すれば、成形炉外に炉外ヒータを配置した場合に比べて、成形体の下部近傍にヒータを配置できる。その結果、成形炉内に上昇気流などが発生した場合でも、炉内ヒータにより、成形体の下部の温度を安定させることができるため、成形体の割れなどの破損を低減できる。
 上記の構成において、成形体に溶融ガラスを供給した後、炉内ヒータによる成形体の下部の加熱を低下又は停止することが好ましい。
 つまり、成形体に溶融ガラスを供給すると、成形体が高温の溶融ガラスで覆われるため、成形体の下部の温度低下は生じにくくなる。一方、成形体が高温の溶融ガラスで覆われた状態で、炉内ヒータによって成形体の下部を加熱すると、溶融ガラス及び/又はガラスリボンが加熱されすぎ、ガラスリボンを安定的に成形しにくくなるおそれがある。したがって、成形体に溶融ガラスを供給した後は、上記の構成のように、炉内ヒータによる加熱を低下又は停止させることが好ましい。
 上記の構成において、成形体に溶融ガラスを供給した後、炉内ヒータを成形体の下部を加熱する位置から退避させることが好ましい。
 このようにすれば、炉内ヒータによる成形体の下部の加熱を簡単かつ確実に低下又は停止することができる。また、炉内ヒータが溶融ガラスやガラスリボンから離れるため、生産工程で、炉内ヒータが邪魔にならないという利点もある。
 上記の構成において、炉内ヒータは、ガラスリボンの厚み方向における成形体の下部の両外側面、又は成形体の下部よりも下方におけるガラスリボンの通過部を、厚み方向で両側から挟んで対をなすように配置されることが好ましい。
 このようにすれば、成形体の下部を両側から均一に加熱できる。
 上記の構成において、炉内ヒータは、成形炉の側壁部に設けられたガラスリボンの搬送ローラ用の開口部を通じて、成形炉内に配置されることが好ましい。
 このようにすれば、成形炉に新たに開口部を設けることなく、炉内ヒータを配置することができるため、設備コストの増大を抑制できる。
 上記の構成において、昇温工程では、成形体の下部の温度を測定する温度計が、成形炉内に配置されることが好ましい。
 このようにすれば、成形体の下部の温度管理が容易になり、成形体の破損をさらに低減できる。
 上記の構成において、成形炉外には、成形炉の側壁部の上部に対応する位置に成形体の上部を加熱する第一炉外ヒータが配置され、成形炉の側壁部の下部に対応する位置に成形体の下部を加熱する第二炉外ヒータが配置され、成形炉の天井部に対応する位置に成形体の上部を加熱する第三炉外ヒータが配置されており、昇温工程では、第一炉外ヒータ、第二炉外ヒータ及び第三炉外ヒータにより、成形体をさらに加熱してもよい。
 このように炉外ヒータを併用することにより、成形体に所望の温度分布を付与した状態で、成形体を昇温できる。
 本発明によれば、昇温工程において、オーバーフローダウンドロー法に用いる成形体が破損するのを抑制できる。
第一実施形態に係るガラス物品の製造装置の側面図であって、生産工程の状態を示す。 第一実施形態に係るガラス物品の製造装置の正面図であって、生産工程の状態を示す。 第一実施形態に係る成形炉周辺の側面図であって、昇温工程の状態を示す。 第一実施形態に係る成形炉周辺の正面図であって、昇温工程の状態を示す。 第一実施形態に係る成形炉の側壁部周辺の斜視図であって、生産工程の状態を示す。 第一実施形態に係る成形炉の側壁部周辺の斜視図であって、昇温工程の状態を示す。 第一実施形態における、昇温工程から生産工程へ移行する手順を説明するための成形炉周辺の側面図である。 第一実施形態における、昇温工程から生産工程へ移行する手順を説明するための成形炉周辺の側面図である。 第一実施形態における、昇温工程から生産工程へ移行する手順を説明するための成形炉周辺の側面図である。 第二実施形態に係る成形炉周辺の側面図であって、昇温工程の状態を示す。 第三実施形態に係る成形炉周辺の側面図であって、昇温工程の状態を示す。
 以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、図中に示すXYZからなる直交座標系において、X方向及びY方向が水平方向であり、Z方向が鉛直方向である。また、成形されるガラスリボンGrの幅方向に対応する方向を幅方向X、成形されるガラスリボンGrの厚み方向に対応する方向を厚み方向Yと呼ぶ。さらに、各実施形態において対応する構成要素には同一符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。
(第一実施形態)
 図1~図4に示すように、第一実施形態に係るガラス物品の製造方法は、ガラス物品の製造装置1を用いて、オーバーフローダウンドロー法によってガラス物品としてのガラス板Gを製造するものである。本製造方法は、成形炉2内に配置された成形体3を昇温する昇温工程(図3及び図4)と、昇温された成形体3に溶融ガラスGmを供給し、溶融ガラスGmからガラスリボンGrを成形する成形工程を含む生産工程(図1及び図2)とを備えている。
 生産工程は、昇温工程の後に実施される。本実施形態では、生産工程は、成形工程と、徐冷工程と、冷却工程と、切断工程とを含む。
 以下では、まず、生産工程(成形工程)における製造装置1の状態を説明し、次に、昇温工程における製造装置1の状態を説明する。その後、昇温工程から生産工程(成形工程)への移行手順を説明する。
 図1及び図2に示すように、生産工程における製造装置1は、成形炉2と、成形炉2の下方に位置する徐冷炉4と、徐冷炉4の下方に位置する冷却室5と、冷却室5の下方に位置する切断室6とを備えている。成形炉2と徐冷炉4との間、徐冷炉4と冷却室5との間、及び冷却室5と切断室6との間は、それぞれガラスリボンGrが通過する開口部(例えばスリット)を有する仕切り部材(例えば建物の床面)F1,F2,F3によって仕切られている。
 図1及び図2に示すように、成形炉2は、オーバーフローダウンドロー法によって、溶融ガラスGmからガラスリボンGrを成形するための領域である。成形炉2の内部には、溶融ガラスGmからガラスリボンGrを成形する成形体3と、成形体3で成形されたガラスリボンGrの幅方向Xの両端部を冷却する第一搬送ローラ7とが配置されている。
 成形体3は、幅方向Xに沿って長尺な耐火物により形成されている。耐火物としては、例えば、ジルコン、ジルコニア、アルミナ、マグネシア、ゼノタイムなどが挙げられる。
 成形体3の頂部には、幅方向Xに沿って形成された溝部(オーバーフロー溝)8が設けられている。溝部8の幅方向Xの一端側には、供給パイプ9が接続されている。この供給パイプ9を通じて溝部8内に溶融ガラスGmが供給される。溶融ガラスGmの供給方法はこれに限定されない。例えば溝部8の幅方向Xの両端側から溶融ガラスGmを供給するようにしてもよいし、溝部8の上方から溶融ガラスGmを供給するようにしてもよい。
 成形体3は、厚み方向Yにおいて対称形状をなす。成形体3の厚み方向Yの両外側面10はそれぞれ、鉛直方向に沿った平面状をなす垂直面部11と、垂直面部11の下方に連なり、鉛直方向に対して傾斜した平面状をなす傾斜面部12とを備えている。各垂直面部11は、互いに平行な平面である。各傾斜面部12は、下方に向かうに連れて厚み方向Yに互いに近づくように傾斜した平面である。つまり、成形体3は、各傾斜面部12が形成されることで、幅方向Xから見た場合に下方に向かって先細りする楔状をなし、各傾斜面部12が交わる角部が成形体3の下端部3aを形成している。なお、垂直面部11は、傾斜面や曲面などに形状を変更してもよいし、省略してもよい。
 第一搬送ローラ7は、成形体3の直下方において、ガラスリボンGrの幅方向Xの各端部を、厚み方向Yで挟持するローラ対として構成される。第一搬送ローラ7は、片持ちタイプのローラであり、成形工程において常時内部冷却される。第一搬送ローラ7は、冷却ローラやエッジローラとも称される。なお、第一搬送ローラ7は、上下方向Zに複数段(例えば二段)設けられていてもよい。例えば上下二段の場合、上段の第一搬送ローラ7を駆動ローラとし、下段の第一搬送ローラ7をフリーローラとすることが好ましい。
 図1及び図2に示すように、徐冷炉4は、ガラスリボンGrの反り及び内部歪を低減するための領域である。徐冷炉4の内部には、第二搬送ローラ13が配置されている。第二搬送ローラ13は、アニーラローラとも称される。第二搬送ローラ13は、ガラスリボンGrの幅方向Xの各端部を、厚み方向Yで挟持するローラ対として構成される。第二搬送ローラ13は、ガラスリボンGrの幅方向Xの全域に跨るように配置された両持ちタイプのローラであってもよいが、本実施形態では、片持ちタイプのローラである。第二搬送ローラ13は、上下方向Zに複数段設けられている。
 図1及び図2に示すように、冷却室5は、ガラスリボンGrを室温付近まで冷却するための領域である。冷却室5の内部には、第三搬送ローラ14が配置されている。第三搬送ローラ14は、ガラスリボンGrの幅方向Xの各端部を、厚み方向Yで挟持するローラ対として構成される。第三搬送ローラ14は、ガラスリボンGrの幅方向Xの全域に跨るように配置された両持ちタイプのローラであってもよいが、本実施形態では、片持ちタイプのローラである。第三搬送ローラ14は、上下方向Zに複数段設けられている。
 ここで、第二搬送ローラ13及び/又は第三搬送ローラ14の中に、ガラスリボンGrの幅方向Xの両端部を挟持しないものが含まれていてもよい。つまり、第二搬送ローラ13及び/又は第三搬送ローラ14を構成するローラ対の対向間隔を、ガラスリボンGrの幅方向Xの両端部の厚みよりも大きくし、ローラ対の間をガラスリボンGrが通過するようにしてもよい。なお、本実施形態では、製造装置1で得られたガラスリボンGrの幅方向Xの両端部は、成形過程の収縮等の影響により、幅方向Xの中央部に比べて厚みが大きい耳部を含む。
 図1及び図2に示すように、切断室6は、ガラスリボンGrを所定の大きさに切断し、ガラス物品としてのガラス板Gを得るための領域である。切断室6の内部には、ガラスリボンGrを切断する切断装置(図示省略)が配置されている。本実施形態では、切断装置によるガラスリボンGrの切断方法は、ガラスリボンGrにスクライブ線を形成した後に、スクライブ線に沿って折り割るスクライブ切断であるが、これに限定されない。切断装置の切断方法は、例えばレーザ割断やレーザ溶断などであってもよい。
 ガラス板Gは、1枚又は複数枚の製品ガラス板が採取されるガラス原板(マザーガラス板)である。製品ガラス板の厚みは、例えば0.2mm~10mmであり、製品ガラス板のサイズは、例えば700mm×700mm~3500mm×3500mmである。製品ガラス板は、例えばディスプレイの基板やカバーガラスとして利用される。なお、ディスプレイの基板やカバーガラスは、フラットパネルに限定されず、曲面パネルであってもよい。
 図1及び図2に示すように、上記の製造装置1を用いた生産工程では、まず、成形炉2において、成形体3の溝部8に溶融ガラスGmを供給し、溝部8から両側に溢れ出た溶融ガラスGmを、それぞれの垂直面部11及び傾斜面部12に沿って流下させて下端部3aで再び合流させる。これにより、溶融ガラスGmから帯状のガラスリボンGrを連続成形する(成形工程)。次に、徐冷炉4において、ガラスリボンGrを徐冷し(徐冷工程)、冷却室5において、ガラスリボンGrを室温付近まで冷却する(冷却工程)。その後、切断室6において、ガラスリボンGrを切断し、ガラス板Gを得る(切断工程)。切断工程は、ガラスリボンGrを所定長さ毎に幅方向Xに切断し、ガラス板Gを得る第一切断工程と、ガラス板Gの幅方向Xの両端部の耳部を切断して除去する第二切断工程とを含む。なお、生産工程において、成形工程の後工程は特に限定されるものではない。例えば、生産工程は、洗浄工程、検査工程、梱包工程などをさらに含んでいてもよい。
 図3及び図4に示すように、昇温工程におけるガラス物品の製造装置1は、成形炉2の内部に、成形体3の下部を加熱する炉内ヒータ15と、成形体3の下部の温度を測定する炉内温度計16とを備えている。ここで、成形体3の下部は、例えば成形体3の傾斜面部12に対応する部分を意味する。
 炉内ヒータ15は、成形体3の下端部3aよりも下方におけるガラスリボンGrの通過部を、厚み方向Yで両側から挟んで対をなすように配置されている。本実施形態では、炉内ヒータ15は、幅方向Xに沿って延び、厚み方向Yで対向する一対の棒状ヒータ(例えばシーズヒーター)で構成されている。詳細には、炉内ヒータ15は、成形炉2の内部を幅方向Xに沿って横断し、その両端部が成形炉2の側壁部2aを貫通するとともに成形炉2の外部で保持されている。なお、対をなす炉内ヒータ15を上下方向に並べて複数配置してもよい。また、炉内ヒータ15の保持態様は、炉外で両端部が保持された態様(両持ち保持)に限定されず、例えば、炉外で一端部のみが保持された態様(片持ち保持)であってもよい。
 成形炉2内における炉内ヒータ15の幅方向寸法W1は、成形体3の下端部3aの幅方向寸法W2よりも広い範囲に配置されている。つまり、炉内ヒータ15によって、成形体3の下端部3aの全幅が加熱されるようになっている。
 ここで、図3の側面視において、炉内ヒータ15の配置位置は、成形体3の下端部3aを中心とする円Cの範囲内であることが好ましい。円Cの直径Dは、例えば、50mm~300mmであることが好ましく、100mm~200mmであることがより好ましい。このようにすれば、下端部3aを含む成形体3の下部を効率よく加熱できる。
 炉内温度計16(例えば熱電対)は、成形体3の下端部3aの直下方、つまり、ガラスリボンGrの通過部に配置されている。炉内温度計16の配置位置は、成形体3の下部の温度を測定することができれば、特に限定されない。例えば、炉内温度計16は、成形体3の下部と接触するように配置されていてもよく、複数配置されてもよい。
 本実施形態では、昇温工程におけるガラス物品の製造装置1は、成形炉2の外部に、成形体3の上部を加熱する第一炉外ヒータ17と、成形体3の下部を加熱する第二炉外ヒータ18と、成形体3の上部を加熱する第三炉外ヒータ19とを備えている。第一炉外ヒータ17は、成形炉2の側壁部2aの上部に対応する位置に配置されている。第二炉外ヒータ18は、成形炉2の側壁部2aの下部に対応する位置に配置されている。第三炉外ヒータ19は、成形炉2の天井部2bに対応する位置に配置されている。
 また、昇温工程におけるガラス物品の製造装置1は、成形炉2の外部に、第一炉外ヒータ17に対応する位置の側壁部2aの温度を測定する第一炉外温度計20と、第二炉外ヒータ18に対応する位置の側壁部2aの温度を測定する第二炉外温度計21と、第三炉外ヒータ19に対応する位置の天井部2bの温度を測定する第三炉外温度計22とを備えている。なお、炉外ヒータ17,18,19は、幅方向Xで複数に分割され、複数の部分ヒータによって構成されてもよい。この場合、炉外温度計20,21,22は、部分ヒータごとに設けてもよい。
 図5に示すように、生産工程において、第一搬送ローラ7は、成形炉2の側壁部2aに設けられた開口部23を通じて、成形炉2の炉外から炉内に挿入されている。開口部23と第一搬送ローラ7の軸部7aとの隙間は、例えば耐火繊維からなる第一封止部材24で封止されている。軸部7aの一端部は、成形炉2の外部に配置された軸受(図示省略)によって保持されている。一方、図6に示すように、昇温工程では、炉内ヒータ15が、第一搬送ローラ7用の開口部23を通じて、成形炉2の炉外から炉内に配置されている。開口部23と炉内ヒータ15との隙間は、例えば耐火繊維からなる第二封止部材25で封止されている。炉内ヒータ15及び炉内温度計16の一端部は、成形炉2の外部に配置された部材によって保持されている。
 図3及び図4に示すように、上記の製造装置1を用いた昇温工程では、成形炉2内に配置された炉内ヒータ15により、成形体3の下部を加熱する。これにより、成形炉2内に発生する上昇気流などが発生した場合でも、成形体3の下部近傍に配置された炉内ヒータ15により、成形体3の下部の温度を安定させることができるため、熱衝撃による成形体3の割れなどの破損を低減できる。
 また、本実施形態における昇温工程では、成形炉2外に配置された炉外ヒータ17,18,19によっても、成形体3を加熱する。これにより、成形炉2内の温度分布を適正に調整することができる。成形炉2内の温度分布は、特に限定されるものではない。例えば、成形炉2内において、天井部2b付近の温度が、成形体3下部付近の温度よりも高くなるように設定してもよく、天井部2b付近の温度が、成形体3下部付近の温度よりも低くなるように設定してもよく、天井部2b付近の温度が、成形体3下部付近の温度と同じになるように設定してもよい。
 炉内ヒータ15及び/又は炉外ヒータ17,18,19による加熱温度は、炉内温度計16及び/又は炉外温度計20,21,22による測定温度に基づいて調整される。
 図7~図9に示すように、昇温工程で成形体3を所定温度まで加熱すると、昇温工程から生産工程へと移行する。昇温工程から生産工程へ移行する際は、まず、図7に示すように、炉内ヒータ15及び炉外ヒータ17,18,19による成形体3の加熱を継続した状態のまま、炉内温度計16を炉外に除去する。次に、図8に示すように、炉内ヒータ15及び炉外ヒータ17,18,19による成形体3の加熱を継続した状態のまま、成形体3の溝部8に溶融ガラスGmを供給し、溝部8から溢れ出た溶融ガラスGmにより成形体3の各外側面10を覆う。このように成形体3の各外側面10(特に成形体3の下端部3a)を溶融ガラスGmにより覆った後に、図9に示すように、炉外ヒータ17,18,19による成形体3の加熱を継続したまま、炉内ヒータ15を成形体3の下部を加熱する位置から退避させる。本実施形態では、炉内ヒータ15を成形炉2の開口部23を通じて炉外に除去する。
 成形工程を含む生産工程は、成形炉2の開口部23を通じて第一搬送ローラ7を炉内の所定位置に配置するなどの所定の準備工程が終了した段階で、製品となるガラス板Gを製造するために開始する。なお、生産工程においても、炉外ヒータ17,18,19により、成形炉2内の温度分布を管理することが好ましい。
 成形体3に溶融ガラスGmを供給すると、成形体3が高温の溶融ガラスGmで覆われるため、成形体3の下部の温度低下は生じにくくなる。一方、成形体3が高温の溶融ガラスGmで覆われた状態で、炉内ヒータ15によって成形体3の下部を加熱すると、溶融ガラスGm及び/又はガラスリボンGrが加熱されすぎ、ガラスリボンGrを安定的に成形しにくくなるおそれがある。したがって、生産工程(成形工程)では、炉内ヒータ15による加熱を行わないことが好ましい。
(第二実施形態)
 第二実施形態では、昇温工程における炉内ヒータ15の配置位置の変形例を例示する。図10に示すように、本実施形態では、昇温工程において、炉内ヒータ15が、成形体3の下部の両外側面10を、厚み方向Yで両側から挟んで対をなすように配置されている。つまり、炉内ヒータ15が、第一実施形態よりも上方に配置されている。
(第三実施形態)
 第三実施形態では、昇温工程における炉内ヒータ15の配置位置の変形例を例示する。図11に示すように、本実施形態では、昇温工程において、炉内ヒータ15が、成形体3の下部の内部に埋め込まれた状態で配置されている。つまり、本発明は、炉内ヒータ15を成形体3の外部に配置する場合に限定されない。
 なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
 炉内ヒータ15及び炉外ヒータ17,18,19の形状は、特に限定されるものではなく、棒状ヒータであってもよいし、面状ヒータであってもよい。また、炉外ヒータ17,18,19は省略してもよい。
 炉内温度計16は、第一搬送ローラ7を炉内に配置するための開口部23を通じて、炉内に配置されていてもよい。
 炉内温度計16は、溶融ガラスGm及びガラスリボンGrの搬送を阻害しない位置であれば、生産工程においても、成形炉2内に配置した状態のままでもよい。あるいは、昇温工程及び生産工程において、炉内温度計16は省略してもよい。炉内温度計16を省略する場合、昇温工程における炉内ヒータ15の加熱温度は、例えば、炉外温度計20,21,22に基づいて調整することができる。
 昇温工程において、成形体3の幅方向両端部を両側から押圧(加圧)してもよい。
 昇温工程から生産工程へ移行する際に、炉内ヒータ15を退避させることなく、単に炉内ヒータ15による加熱を停止してもよい。この場合、第一搬送ローラ7を炉内に配置するための開口部23とは独立して、炉内ヒータ15を配置するための開口部を設ければよい。
 上記の実施形態では、ガラス物品としてガラス板Gを例示したが、ガラス物品はこれに限定されない。ガラス物品は、例えば、ガラスリボンGrを巻芯の周りにロール状に巻き取ったガラスロールなどであってもよい。
1   ガラス物品の製造装置
2   成形炉
3   成形体
4   徐冷炉
5   冷却室
6   切断室
7   第一搬送ローラ(エッジローラ)
13  第二搬送ローラ(アニーラローラ)
14  第三搬送ローラ
15  炉内ヒータ
16  炉内温度計
17  第一炉外ヒータ
18  第二炉外ヒータ
19  第三炉外ヒータ
20  第一炉外温度計
21  第二炉外温度計
22  第三炉外温度計
23  開口部
G   ガラス板
Gm  溶融ガラス
Gr  ガラスリボン

Claims (7)

  1.  オーバーフローダウンドロー法によるガラス物品の製造方法において、
     成形炉内に配置された成形体を昇温する昇温工程と、
     昇温された前記成形体に溶融ガラスを供給し、前記溶融ガラスからガラスリボンを成形する成形工程とを備え、
     前記昇温工程では、前記成形炉内に配置された炉内ヒータにより、前記成形体の下部を加熱することを特徴とするガラス物品の製造方法。
  2.  前記成形体に前記溶融ガラスを供給した後、前記炉内ヒータによる前記成形体の下部の加熱を低下又は停止する請求項1に記載のガラス物品の製造方法。
  3.  前記成形体に前記溶融ガラスを供給した後、前記炉内ヒータを前記成形体の下部を加熱する位置から退避させる請求項2に記載のガラス物品の製造方法。
  4.  前記炉内ヒータは、前記ガラスリボンの厚み方向における前記成形体の下部の両外側面、又は前記成形体の下部よりも下方における前記ガラスリボンの通過部を、前記厚み方向で両側から挟んで対をなすように配置される請求項1~3のいずれか1項に記載のガラス部品の製造方法。
  5.  前記炉内ヒータは、前記成形炉の側壁部に設けられた前記ガラスリボンの搬送ローラ用の開口部を通じて、前記成形炉内に配置される請求項1~4のいずれか1項に記載のガラス物品の製造方法。
  6.  前記昇温工程では、前記成形体の下部の温度を測定する温度計が、前記成形炉内に配置される請求項1~5のいずれか1項に記載のガラス物品の製造方法。
  7.  前記成形炉外には、前記成形炉の側壁部の上部に対応する位置に前記成形体の上部を加熱する第一炉外ヒータが配置され、前記成形炉の側壁部の下部に対応する位置に前記成形体の下部を加熱する第二炉外ヒータが配置され、前記成形炉の天井部に対応する位置に前記成形体の上部を加熱する第三炉外ヒータが配置されており、
     前記昇温工程では、前記第一炉外ヒータ、前記第二炉外ヒータ及び前記第三炉外ヒータにより、前記成形体をさらに加熱する請求項1~6のいずれか1項に記載のガラス物品の製造方法。
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