(57)【要約】【課題】品質の良いガラス板が得られるフロートバスの提供。【解決手段】フロートバスは、溶融スズＭを収容する溶融スズ槽２０を備え、溶融スズ槽２０内の溶融スズＭ上で溶融ガラスを流動させて帯板状に成形する。溶融スズ槽２０は、上方に開口するケーシング２２と、ケーシング２２内に設置されるボトム煉瓦２４とを含む。室温におけるボトム煉瓦２４は、下面２４ａから上面２４ｂに向かって水平断面が小さくなるように、各側面２４ｃ〜２４ｆにテーパが付いている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融スズを収容する溶融スズ槽を備え、該溶融スズ槽内の溶融スズ上で溶融ガラスを流動させて帯板状に成形するフロートバスにおいて、
前記溶融スズ槽は、上方に開口するケーシングと、該ケーシング内に設置されるボトム煉瓦とを含み、
室温における前記ボトム煉瓦は、下面から上面に向かって水平断面が小さくなるように、各側面にテーパが付いている、フロートバス。
【請求項２】
前記各側面のテーパ率が１５／１００００〜３００／１００００である、請求項１に記載のフロートバス。
【請求項３】
成形時における前記ボトム煉瓦の上面温度が６００℃〜１２５０℃、成形時における前記ボトム煉瓦の下面温度が５０℃〜２００℃である、請求項１又は２に記載のフロートバス。
【請求項４】
前記溶融スズ槽は、隣り合う各ボトム煉瓦の側面の凹部に挿入される挿入部材をさらに含み、
該挿入部材の下面が溝状に形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフロートバス。
【請求項５】
溶融スズを収容する溶融スズ槽を備え、該溶融スズ槽内の溶融スズ上で溶融ガラスを前流動させて帯板状に成形するフロートバスの構築方法において、
上方に開口するケーシング内にボトム煉瓦を設置し、前記溶融スズ槽を作製する工程を有し、
室温における前記ボトム煉瓦は、下面から上面に向かって水平断面が小さくなるように、各側面にテーパが付いている、フロートバスの構築方法。
【請求項６】
前記各側面のテーパ率が１５／１００００〜３００／１００００である、請求項５に記載のフロートバスの構築方法。
【請求項７】
成形時における前記ボトム煉瓦の上面温度が６００℃〜１２５０℃、成形時における前記ボトム煉瓦の下面温度が５０℃〜２００℃である、請求項５又は６に記載のフロートバスの構築方法。
【請求項８】
前記溶融スズ槽を作製する工程は、隣り合う各ボトム煉瓦の側面の凹部に挿入部材を挿入する工程を含み、
該挿入部材の下面が溝状に形成されている、請求項５〜７のいずれか１項に記載のフロートバスの構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロートバスおよびフロートバスの構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フロートバスは、溶融スズを収容する溶融スズ槽を備え、溶融スズ槽内の溶融スズ上で溶融ガラスを流動させて、帯板状のガラスリボンを形成する。ガラスリボンは、溶融スズ槽の下流域で溶融スズから引き上げられ、徐冷された後、切断される。このようにして、ガラス板が得られる。
【０００３】
ところで、溶融スズ槽内の溶融スズ中の気泡が浮上し、溶融スズとガラスリボンとの界面に達すると、ガラスリボンのボトム面に欠陥が形成され、ガラス板の品質が悪くなる。
【０００４】
そこで、溶融スズ槽を構成する煉瓦として、溶融スズとの反応性の低い煉瓦が提案されている（例えば特許文献１参照）。溶融スズ槽と溶融スズとの反応性が低く、ガスが発生しにくいので、溶融スズ中に気泡が発生しにくい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１３６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図８は、従来の溶融スズ槽の室温での状態を示す側面図である。溶融スズ槽１２０は、図８に示すように、金属製のケーシング１２２、ケーシング１２２内に設置されるボトム煉瓦１２４などで構成される。ボトム煉瓦１２４は、ケーシング１２２内に設置された後、ボトム煉瓦１２４の上方に設置されるヒータで成形温度に加熱される。
【０００７】
図９は、従来の溶融スズ槽の成形温度での状態を示す側面図である。ボトム煉瓦１２４は上方から加熱されるので、ボトム煉瓦１２４の上部がボトム煉瓦１２４の下部よりも高温になる。そのため、加熱によるボトム煉瓦１２４の上部の伸びが、加熱によるボトム煉瓦１２４の下部の伸びよりも大きい。図９に示すように加熱されたボトム煉瓦１２４の上部同士が接触し、加熱されたボトム煉瓦１２４の下部同士が接触しない。
【０００８】
このように、加熱されたボトム煉瓦１２４の側面同士が片当たりしていた。そのため、加熱されたボトム煉瓦１２４上に溶融スズを供給するとき、ボトム煉瓦１２４の側面同士の間に溶融スズが流れ込みやすく、流れ込んだ溶融スズに気泡が巻き込まれやすい。この気泡は、ガラスリボンに欠陥を形成し、ガラス板に欠陥を形成しうる。
【０００９】
本発明は、品質の良いガラス板が得られるフロートバスおよびフロートバスの構築方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、
溶融スズを収容する溶融スズ槽を備え、該溶融スズ槽内の溶融スズ上で溶融ガラスを流動させて帯板状に成形するフロートバスにおいて、
前記溶融スズ槽は、上方に開口するケーシングと、該ケーシング内に設置されるボトム煉瓦とを含み、
室温における前記ボトム煉瓦は、下面から上面に向かって水平断面が小さくなるように、各側面にテーパが付いている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、品質の良いガラス板が得られるフロートバスおよびフロートバスの構築方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態によるフロートバスの成形時の状態を示す側面図
【図２】図１の溶融スズ槽の室温での状態を示す側面図
【図３】図２のボトム煉瓦の室温での状態を示す上面図
【図４】図３のIV-IV線に沿った断面図
【図５】図３のV-V線に沿った断面図
【図６】変形例によるフロートバスの成形時の状態を示す側面図
【図７】図６の一部拡大図である。
【図８】従来の溶融スズ槽の室温での状態を示す側面図
【図９】従来の溶融スズ槽の成形温度での状態を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、以下の図面において、同一のまたは対応する構成には、同一のまたは対応する符号を付して、説明を省略する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態によるフロートバスの成形時の状態を示す側面図である。図１に示すように、フロートバス１０は、溶融スズＭを収容する溶融スズ槽２０を備える。溶融スズ槽２０内の溶融スズＭ上に溶融ガラス１１が連続的に供給される。フロートバス１０は、溶融スズ槽２０内の溶融スズＭ上で溶融ガラス１１を流動させて帯板状のガラスリボンＧを形成する。ガラスリボンＧは、所定方向に流動しながら徐々に冷却され、徐々に固くなる。ガラスリボンＧは、溶融スズ槽２０の下流域で溶融スズＭから引き上げられた後、徐冷され、切断される。このようにして、ガラス板が得られる。
【００１５】
フロートバス１０は、溶融スズ槽２０の上方に配設されるルーフ１２をさらに備える。ルーフ１２には、ルーフ１２と溶融スズ槽２０との間の空間（フロートバスの上部空間）に還元性ガスを供給するガス供給路３０が設けられている。また、ガス供給路３０には、加熱源としてのヒータ３２が挿通されている。
【００１６】
ガス供給路３０は、溶融スズＭの酸化を抑制するため、フロートバス１０の上部空間に還元性ガスを供給する。還元性ガスは、例えば、水素ガスを１体積％〜１５体積％、窒素ガスを８５体積％〜９９体積％含んでいる。フロートバス１０の上部空間は、外気の混入を制限するため、大気圧よりも高い気圧となっている。
【００１７】
ヒータ３２は、フロートバス１０内の温度分布を調節するため、例えば、ガラスリボンGの流動方向（Ｘ方向）及び幅方向（Ｙ方向）に間隔をおいて複数設けられる。ヒータ３２の出力は、フロートバス１０の入口から出口に向かってガラスリボンＧの温度が徐々に低くなるように制御される。また、ヒータ３２の出力は、ガラスリボンＧの厚さが幅方向に均一になるように制御される。
【００１８】
溶融スズ槽２０は、上方に開口する金属製のケーシング２２、並びにケーシング２２内に設置されるボトム煉瓦２４及びサイド煉瓦２６を含む。ケーシング２２は、外気の混入を防止するためのものである。ケーシング２２の下面は、外気に曝され、自然冷却される。ボトム煉瓦２４はケーシング２２の内側底面を保護し、サイド煉瓦２６はケーシング２２の内側側面を保護する。複数のボトム煉瓦２４が、Ｘ方向およびＹ方向に２次元的に配列される。複数のボトム煉瓦２４を囲むように、複数のサイド煉瓦２６が、ケーシング２２の内側側面に沿って四角環状に配列される。
【００１９】
ボトム煉瓦２４やサイド煉瓦２６は、シリマナイト系焼成煉瓦、硅石煉瓦、アルミナ系煉瓦、ジルコン系煉瓦、ムライト系煉瓦、シャーモット系煉瓦のいずれでもよく、特に限定されない。
【００２０】
図２〜図５は、本発明の一実施形態によるフロートバスの構築方法の説明図である。図２は、図１の溶融スズ槽の室温での状態を示す側面図である。図３は、図２のボトム煉瓦の室温での状態を示す上面図である。図４は、図３のIV-IV線に沿った断面図である。図５は、図３のV-V線に沿った断面図である。
【００２１】
フロートバスの構築方法は、上方に開口するケーシング２２内にボトム煉瓦２４を設置し、溶融スズ槽２０を作製する工程を有する。この作業は室温で行われる。ボトム煉瓦２４は、例えば室温で直方体である煉瓦の側面を削って作製される。
【００２２】
室温におけるボトム煉瓦２４は、例えば図２〜図５に示すように、矩形の下面２４ａ、及び矩形の上面２４ｂを有する四角柱であってよい。下面２４ａ及び上面２４ｂは、それぞれ、水平となっている。
【００２３】
室温におけるボトム煉瓦２４は、図２に示すように、下面２４ａから上面２４ｂに向かって水平断面が徐々に小さくなるように、各側面２４ｃ〜２４ｆにテーパが付いている。各側面２４ｃ〜２４ｆにテーパが付いているため、上方から見たとき、図３に示すように、下面２４ａの内部に上面２４ｂが存在する。テーパは、図２、図４、図５に示すように線形テーパであってよい。尚、テーパは、指数関数テーパ、放物線テーパなどでもよく、特に限定されない。
【００２４】
室温におけるボトム煉瓦２４のＹ方向と垂直な断面形状は、例えば図４に示すように等脚台形でよい。同様に、室温におけるボトム煉瓦２４のＸ方向と垂直な断面形状は、図５に示すように等脚台形でよい。
【００２５】
複数のボトム煉瓦２４は、ケーシング２２の内側底面上に２次元的に配列される。図２に示すように、ボトム煉瓦２４の下部同士が接触し、ボトム煉瓦２４の上部同士が離れており、ボトム煉瓦２４同士の間に断面Ｖ字状の溝が形成されている。
【００２６】
尚、本実施形態では、室温でボトム煉瓦２４の下部同士が接触するとしたが、室温でボトム煉瓦２４の下部同士が離れていてもよい。ボトム煉瓦２４が成形温度に加熱されたときに、隣り合うボトム煉瓦２４の側面が面接触すればよい。
【００２７】
溶融スズ槽２０の作製後、ボトム煉瓦２４は、ボトム煉瓦２４の上方に配設されるヒータ３２で成形温度に加熱され、ボトム煉瓦２４の上部がボトム煉瓦２４の下部よりも高温になる。そのため、ボトム煉瓦２４の上部の伸びがボトム煉瓦２４の下部の伸びよりも大きい。
【００２８】
本実施形態では、室温におけるボトム煉瓦２４は、下面２４ａから上面２４ｂに向かって水平断面が徐々に小さくなるように、各側面２４ｃ〜２４ｆにテーパが付いている。そのため、加熱されたボトム煉瓦２４の上面２４ｂと、加熱されたボトム煉瓦２４の下面２４ａとが略同じ大きさになる。よって、図１に示すように隣り合うボトム煉瓦２４の側面が面接触する。ボトム煉瓦２４の加熱後、ボトム煉瓦２４上に溶融スズＭを供給するとき、隣り合うボトム煉瓦２４の間に溶融スズＭが流れ込みにくく、流れ込んだ溶融スズＭに気泡が巻き込まれにくい。ガラスリボンＧのボトム面に欠陥を形成する気泡が減るので、品質良いガラス板が得られる。このガラス板は、高品質が要求されるＦＰＤ用のガラス基板（板厚０．０５ｍｍ〜２．０ｍｍ）として好適に用いられ、ＬＣＤ用のガラス基板（板厚０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ）として特に好適に用いられる。
【００２９】
各側面２４ｃ〜２４ｆのテーパ率は、各側面２４ｃ〜２４ｆの下辺と上辺との間の水平方向（Ｘ方向又はＹ方向）における距離Ｓ１〜Ｓ４と、各側面２４ｃ〜２４ｆの下辺と上辺との間の上下方向における距離（つまり、ボトム煉瓦２４の高さ）Ｈとの比（Ｓ１／Ｈ〜Ｓ４／Ｈ）のことである。Ｘ方向に対向する側面２４ｃ、２４ｅのテーパ率Ｓ１／Ｈ、Ｓ３／Ｈは同じであってよい。同様に、Ｙ方向に対向する側面２４ｄ、２４ｆのテーパ率Ｓ２／Ｈ、Ｓ４／Ｈは同じであってよい。Ｘ方向に対向する側面２４ｃ、２４ｅのテーパ率Ｓ１／Ｈ、Ｓ３／Ｈと、Ｙ方向に対向する側面２４ｄ、２４ｆのテーパ率Ｓ２／Ｈ、Ｓ４／Ｈとは異なっても、同じでもよい。
【００３０】
各側面２４ｃ〜２４ｆのテーパ率Ｓ１／Ｈ〜Ｓ４／Ｈは、成形時に隣り合うボトム煉瓦２４の側面が面接触するように設定される。テーパ率Ｓ１／Ｈ〜Ｓ４／Ｈは、ボトム煉瓦２４の線膨張係数、ボトム煉瓦２４の寸法（例えば、下面２４ａのＸ方向寸法Ｌ、下面２４ａのＹ方向寸法Ｗ）、成形時におけるボトム煉瓦２４の上面温度と下面温度との温度差などに応じて適宜設定される。
【００３１】
ボトム煉瓦２４の２０℃（室温）〜１２５０℃における平均線膨張係数は、例えば５．５×１０−６／℃〜６．４×１０−６／℃である。ボトム煉瓦２４の平均線膨張係数が大きくなるほど、テーパ率Ｓ１／Ｈ〜Ｓ４／Ｈが大きく設定される。
【００３２】
室温におけるボトム煉瓦２４は、下面２４ａのＸ方向寸法Ｌが例えば５００ｍｍ〜１５００ｍｍ程度、下面２４ａのＹ方向寸法Ｗが例えば５００ｍｍ〜１５００ｍｍ程度、下面２４ａからの上面２４ｂの高さＨが例えば１５０ｍｍ〜６００ｍｍ程度である。高さＨが一定の場合、Ｘ方向寸法Ｌが大きくなるほど、Ｘ方向に対向する側面２４ｃ、２４ｅのテーパ率Ｓ１／Ｈ、Ｓ３／Ｈが大きく設定される。また、高さＨが一定の場合、Ｙ方向寸法Ｗが大きくなるほど、Ｙ方向に対向する側面２４ｄ、２４ｆのテーパ率Ｓ２／Ｈ、Ｓ４／Ｈが大きく設定される。
【００３３】
成形時におけるボトム煉瓦２４の上面温度は例えば６００℃〜１２５０℃、成形時におけるボトム煉瓦２４の下面温度は例えば５０℃〜２００℃である。成形時におけるボトム煉瓦２４の上面温度は、設置位置によって異なる。ガラスリボンＧの流動方向上流側ほど、ボトム煉瓦２４の上面温度が高く、上面温度と下面温度との温度差が大きく、加熱による上面の伸びが加熱による下面の伸びよりも大きい。そこで、上流側に設置されるボトム煉瓦２４の室温でのテーパ率Ｓ１／Ｈ〜Ｓ４／Ｈは、室温で下流側に設置されるボトム煉瓦２４の室温でのテーパ率Ｓ１／Ｈ〜Ｓ４／Ｈよりも大きくてよい。
【００３４】
室温におけるボトム煉瓦２４のテーパ率Ｓ１／Ｈ〜Ｓ４／Ｈは、例えば１５／１００００〜３００／１００００、好ましくは３０／１００００〜２００／１００００、より好ましくは５０／１００００〜１００／１００００である。
【００３５】
尚、上方から見たときにガラスリボンＧと重ならない位置のボトム煉瓦は、室温で側面にテーパが付いていなくてもよい。上方から見たときにガラスリボンＧと重ならない位置のボトム煉瓦の側面から浮上する気泡は、ガラスリボンＧに欠陥を形成しないので、問題とならない。
【００３６】
ほとんどのサイド煉瓦２６は、ガラスリボンＧの流動を損なわないように、ガラスリボンＧから離れており、上方から見たときにガラスリボンＧと重ならない。そのため、室温におけるサイド煉瓦２６の側面にはテーパが付いていなくてよい。尚、上流側のサイド煉瓦は、ガラスリボンＧと接触するので、加熱したときにボトム煉瓦と面接触するように、ボトム煉瓦と接触する面にテーパが付いていてよい。
【００３７】
図６は、変形例によるフロートバスの成形時の状態を示す側面図である。図７は、図６の一部拡大図である。図６に示すフロートバス１１０は、溶融スズ槽１２０が挿入部材４２をさらに含む点で、図１に示すフロートバス１０と相違する。以下、相違点について主に説明する。
【００３８】
挿入部材４２は、ボトム煉瓦２４との熱膨張差の小さい材料で構成され、ボトム煉瓦２４と同種の煉瓦で構成されてよい。
【００３９】
挿入部材４２は、例えばＸ方向に隣り合う各ボトム煉瓦２４の側面２４ｃ、２４ｅの凹部４１ｃ、４１ｅに挿入される。上方から見たときに挿入部材４２は隣り合うボトム煉瓦２４の境目をまたぐ。
【００４０】
挿入部材４２の下面４２ａは、溝状に形成され、隣り合うボトム煉瓦２４の間に溶融スズＭが流れ込んだ場合に、挿入部材４２の下方に流れ込んだ溶融スズＭ中の気泡の浮上を制限し、ガラスリボンＧにおける欠陥の発生を防止する。挿入部材４２の下面４２ａは、例えば断面逆Ｖ字状に形成される。
【００４１】
挿入部材４２の下面４２ａは、トラップした気泡をサイド煉瓦２６に向けて運ぶ通路を形成してよい。通路は水平面に対して僅かに傾斜しており、通路内にトラップされた気泡は、溶融スズＭよりも低い密度を有するため、密度差によって通路の一端に向けて移動する。通路の一端は、通路の他端よりも上方に位置する。
【００４２】
挿入部材４２の密度が溶融スズＭの密度よりも低い場合、密度差によって挿入部材４２が浮き上がらないように、ボトム煉瓦２４が挿入部材４２を支持する。ボトム煉瓦２４の凹部４１ｃ、４１ｅは、挿入部材４２の浮上を抑制するため、下向きの壁面４１ｃａ、４１ｅａを有する。ここで、下向きの壁面とは、水平面だけでなく、図７に示すように水平面に対して斜めの傾斜面を含む。
【００４３】
挿入部材４２の上面４２ｂは、ボトム煉瓦２４の上面２４ｂから連続的に延びていてよい。隣り合うボトム煉瓦２４の間に溶融スズＭが流れ込みにくい。
【００４４】
尚、本実施形態の挿入部材４２は、Ｘ方向に隣り合う複数のボトム煉瓦２４の側面２４ｃ、２４ｅにそれぞれ形成される凹部４１ｃ、４１ｅに挿入されるが、Ｙ方向に隣り合う複数のボトム煉瓦２４の側面にそれぞれ形成される凹部に挿入されてもよい。
【００４５】
以上、フロートバス、及びフロートバスの構築方法の実施形態等を説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で、種々の変形及び改良が可能である。
【００４６】
例えば、上記実施形態のボトム煉瓦２４は、矩形の下面及び矩形の上面を有する四角柱であるが、三角形の下面及び三角形の上面を有する三角柱でもよく、ボトム煉瓦の下面及び上面は多角形であればよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０  フロートバス
２０  溶融スズ槽
２２  ケーシング
２４  ボトム煉瓦
２４ａ  下面
２４ｂ  上面
２４ｃ〜２４ｆ  側面
２６  サイド煉瓦
４１ｃ、４１ｅ  凹部
４２  挿入部材
Ｍ    溶融スズ
Ｇ    ガラスリボン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014084238.tif 000008
【図７】
2014084238.tif 000009
【図８】
2014084238.tif 000010
【図９】
2014084238.tif 000011