(57)【要約】  板ガラスの製造装置は、連続した溶融ガラスの流れを成形可能温度のガラスリボンとして成形部に供給する溶融ガラスリボン供給部と、該溶融ガラスリボン供給部から供給された成形可能温度のガラスリボンを成形して成形不能温度のガラスリボンとする複数のテンションローラを備えた成形部と、前記成形部の下流側において成形不能温度のガラスリボンを搬出する搬出部とを備え、前記複数のテンションローラのすべてまたは１番目のテンションローラを除くすべてが、蒸気膜形成剤を内部に包含可能なローラ基材で形成され、該ローラ基材中に包含された蒸気膜形成剤から生じた蒸気がテンションローラ周面とガラスリボン表面との間に供給される構造を有する蒸気発生テンションローラであることを特徴とする。
2011004876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続した溶融ガラスの流れを成形可能温度のガラスリボンとして成形部に供給する溶融ガラスリボン供給部と、
該溶融ガラスリボン供給部から供給された成形可能温度のガラスリボンを成形して成形不能温度のガラスリボンとする複数のテンションローラを備えた成形部と、
前記成形部の下流側において成形不能温度のガラスリボンを搬出する搬出部と
を備え、
前記複数のテンションローラは、
軸心が水平方向にかつガラスリボンの移動方向に対して直交して配置され、
前記複数のテンションローラのうちガラスリボンの移動方向の上流側から奇数番目のテンションローラはガラスリボンの下面側に位置し、偶数番目のテンションローラはガラスリボンの上面側に位置し、
前記複数のテンションローラの隣接する奇数番目とその下流の偶数番目のテンションローラにおいて、奇数番目テンションローラの周面の最高位置が偶数番目のテンションローラの周面の最低位置と同じ高さ又はそれよりも高い位置に配置され、かつ隣接する奇数番目と偶数番目のテンションローラの周面間の間隔が当該周面間に存在するガラスリボンの厚さよりも広く、
前記複数のテンションローラの奇数番目のテンションローラのうち少なくとも最上流側のテンションローラ、偶数番目のテンションローラのうち少なくとも最上流側のテンションローラ、又は、奇数番目と偶数番目のテンションローラのうち少なくとも最上流側の２本のテンションローラが、両端部の円周方向にガラスリボンの両端部に略凸条部を形成させる凹状溝を有し、
前記複数のテンションローラのすべてまたは１番目のテンションローラを除くすべてが、蒸気膜形成剤を内部に包含可能なローラ基材で形成され、該ローラ基材中に包含された蒸気膜形成剤から生じた蒸気がテンションローラ周面とガラスリボン表面との間に供給される構造を有する蒸気発生テンションローラであることを特徴とする板ガラスの製造装置。
【請求項２】
１番目のテンションローラが凹状溝を有する蒸気発生テンションローラである、請求項１に記載の板ガラスの製造装置。
【請求項３】
１番目のテンションローラがローラ胴体内に導入した冷却液により冷却される冷却ローラであり、偶数番目のテンションローラのうち少なくとも最上流側のテンションローラが凹状溝を有する、請求項１に記載の板ガラスの製造装置。
【請求項４】
１番目のテンションローラが凹状溝を有する場合はそれ以降の奇数番目のテンションローラが、２番目のテンションローラが凹状溝を有する場合はそれ以降の偶数番目のテンションローラが、中央部の径に比べて小径の端部を有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の板ガラスの製造装置。
【請求項５】
奇数番目のテンションローラの軸心の位置が、隣接する偶数番目のテンションローラの軸心の位置よりも低い位置にある、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の板ガラスの製造装置。
【請求項６】
蒸気発生テンションローラが、その周面に蒸気を逃がすための溝を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の板ガラスの製造装置。
【請求項７】
成形可能温度にあるガラスリボンを軸心が水平方向にかつガラスリボンの移動方向に対して直交して配置された複数のテンションローラの間を通して成形して成形不能温度のガラスリボンとする板ガラスの製造方法において、
成形可能温度にあるガラスリボンを、隣接するテンションローラの周面間隔をその周面間に存在するガラスリボンの厚さよりも広く隔離してガラスリボンの上下に交互に配置された複数のテンションローラの間に通して成形し、
ガラスリボンの幅方向両端部に、円周方向に形成された凹状溝を両端部に有するテンションローラによって略凸条部を形成し、
複数のテンションローラの少なくとも一部に蒸気発生テンションローラを使用し、ガラスリボンと蒸気発生テンションローラ周面との間に蒸気を介在させてガラスリボンをテンションローラで支持することを特徴とする板ガラスの製造方法。
【請求項８】
成形可能温度にあるガラスリボンを、最初にガラスリボンの下側に設けられた凹状溝を有する蒸気発生テンションローラで支持し、次にガラスリボンの上側に設けられた蒸気発生テンションローラで支持する、請求項７に記載の板ガラスの製造方法。
【請求項９】
成形可能温度にあるガラスリボンを、最初にガラスリボンの下側に設けられた冷却ローラで支持して冷却し、次にガラスリボンの上側に設けられた凹状溝を有する蒸気発生テンションローラで支持する、請求項７に記載の板ガラスの製造方法。
【請求項１０】
成形可能温度にあるガラスリボンを、最初にガラスリボンの下側に設けられた凹状溝を有する蒸気発生テンションローラで支持し、次にガラスリボンの上側に設けられた凹状溝を有する蒸気発生テンションローラで支持する、請求項７に記載の板ガラスの製造方法。
【請求項１１】
最初のテンションローラに接する直前の位置のガラスリボンの温度が、成形可能な約１０２．０〜３．９Ｐａ・ｓ相当温度にあり、最後のテンションローラに接した直後の位置のガラスリボンの温度が、成形不能な約１０６．４Ｐａ・ｓ相当温度にある、請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の板ガラスの製造方法。
【請求項１２】
蒸気発生テンションローラをガラスリボンの移動方向に対して逆方向に回転させるか、または、順方向に回転させる場合はガラスリボンの移動速度の１．１倍以上の周速度で回転させる、請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の板ガラスの製造方法。
【請求項１３】
成形不能温度となったガラスリボンを徐冷し、その後切断する、請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の板ガラスの製造方法。
【請求項１４】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の板ガラスの製造装置の搬出部より搬出されたガラスリボンを徐冷し、その後切断することを特徴とする板ガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は板ガラスの製造装置、及び板ガラスの製造方法に係り、特に溶融ガラスをテンションローラによってガラスリボンに成形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。
【背景技術】
【０００２】
ガラスリボンの成形法として従来からアップドロー法、ダウンドロー法、フュージョン法、及び錫フロート法が周知であるが、その他、特開２００１−１８０９４９号公報（以下、’９４９公報）、及び特開２００６−２８００８号公報（以下、’００８公報）に示されるように、溶融ガラス供給部から供給された溶融ガラスを、ローラによってガラスリボンに成形する板ガラスの製造装置も提案されている。なお、ここでいうガラスリボンとは、溶解炉から排出された直後の粘性の低い状態から形状がほぼ確定した後の板状のガラスが連続したリボン状のものをいう。【０００３】
’９４９公報、及び’００８公報に開示された板ガラスの製造装置は、上下に配置された圧延ローラによって溶融ガラスを挟み込み、溶融ガラスをローラの圧力によって圧延することにより薄板状のガラスリボンに成形するものである。【０００４】
’９４９公報の圧延ローラは、ローラ胴体の周面が水を内部に包含可能なローラ基材で形成されるとともに、ローラの両端部が、水を含有しない基材で形成され、ローラ基材中に導入された水が、溶融ガラスの熱によりローラ周面から瞬間的に気化するように構成される。これにより、溶融ガラスとローラとの間に蒸気膜の薄層が形成されるとともに、蒸気膜の薄層による断熱層が形成されるため、溶融ガラスが急激に冷却されるのを防止することができる。また、溶融ガラスと両ローラとの間に蒸気膜の薄層が形成されることによって、ローラの面が溶融ガラスに直接接触しなくなることから、成形されたガラスリボンの面にローラの接触跡、皺、凸凹が転写しないという利点がある。【０００５】
’００８公報の圧延ローラは、’９４９公報の圧延ローラと基本的に構造が同一であるが、上下に配置されたローラの一方における気体クッションの気体圧が、その一方のローラと溶融ガラスとの間のローラの軸に平行する線状の接触部が形成されるように調整されている。【０００６】
ここで圧延ローラとは、ガラスリボンの上下に水平方向に配置された一対のローラにおいて、２つのローラの中心軸を結んで形成される面とガラスリボンの面とが略垂直をなし、２つのローラの周面の最短距離が想定したガラスリボンの最終板厚にほぼ等しくなるように配置されたローラを指す。このような位置に一対のローラを配置することにより、ガラスリボンは上下のローラからローラ圧を受けて圧延される。すなわち、’９４９公報、及び’００８公報の板ガラスの製造装置は、圧延方式のロールアウト法による製造装置に類似している。【０００７】
ところで、圧延ローラを使用する’９４９公報、及び’００８公報の製造装置は、ガラスリボンに対して上下に配置されたローラを、基本的にガラスリボンに対して線状に対向させてガラスリボンを圧延する装置なので、ガラスリボンを薄板に成形する領域が線状と極めて小さく、そこで発生する蒸気は瞬時に飛散し、当該部分の蒸気膜を安定的に保持することが困難で、結果としてローラ表面の凹凸をガラスリボンに転写する問題があった。【０００８】
一方、特開２００４−２６５３４号公報（以下、’５３４公報）には、一対のテンションローラとガラスリボン成形装置とを備えた板ガラスの製造装置が開示されている。【０００９】
’５３４公報の製造装置は、ガラス溶解炉出口のリップ面から流下されたガラスリボンを、一対のテンションローラにＳ字状に巻き掛けることによりガラスリボンにテンションを付加し、かつ、一対のテンションローラを通過した、成形可能な温度のガラスリボンをさらにガラスリボン成形装置によって所定の厚さのガラスリボンに成形する装置である。【００１０】
’５３４公報のテンションローラは、’９４９公報に開示されたローラと略同一構成であり、これらのテンションローラに蒸気膜の薄層を介してガラスリボンがＳ字状に巻き掛けられる。また、テンションローラの速度をガラスリボンの流下速度よりも高速に設定することでテンションローラとガラスリボンとの界面にファイア・ポリッシング作用を生じさせ、テンションローラを通過中のガラスリボンの両面をファイア・ポリッシングする。これにより、ガラスリボンの面に形成された前記リップ面の面性の転写跡やリップ面先端での脈動跡を消すことができるという利点がある。【００１１】
つまり、’５３４公報のテンションローラは、テンションローラ自体で溶融ガラスを想定した最終板厚のガラスリボンに成形するものではなく、ガラスリボンの面をファイア・ポリッシングする目的で配置されたものである。ガラスリボンの最終板厚への成形は、このテンションローラの後段に配置されたガラスリボン成形装置によって行われる。このため、テンションローラに供給される溶融ガラスは、テンションローラを通過する際に成形不能な温度まで冷却されないように、例えば’９４９公報、及び’００８公報の溶融ガラスと比較して高温に調整されている。【００１２】
ここでテンションローラとは、圧延ローラの配置と異なり、ガラスリボンの移動方向に引っ張り力がかかるように、ガラスリボンをローラに掛け渡すように配置したローラである。この配置によって、ガラスリボンは、テンションローラの周面に所定長巻き掛けられ、ガラスリボンとローラとの対向面が大きくなり、有効にファイア・ポリシングされる。【００１３】
また、’５３４公報に開示されたガラスリボン成形装置は、水を内部に包含可能に形成された多数の支持体と、水を支持体に給液する給液装置と、支持体を周回させるベルトコンベアと、成形されたガラスリボンを搬送する搬送駆動ローラとによって構成されている。【００１４】
テンションローラから支持体上に供給されたガラスリボンは、支持体とガラスリボンとの間に形成される蒸気膜の薄層を介して支持体とともに移動されながら想定した最終板厚のガラスリボンに成形されていく。また、支持体上のガラスリボンを搬送方向に引っ張る引張力は、複数の搬送駆動ローラとガラスリボンとの摩擦抵抗によって発生するため、搬送駆動ローラの回転数を可変することにより、成形されるガラスリボンの板厚を制御することができる。【００１５】
ところで、ガラスリボン成形装置を通過中のガラスリボンを搬送方向に引っ張ると、その引張力によってガラスリボンの幅が狭くなり、成形されるガラスリボンの幅が所望の幅よりも狭くなるとともに板厚も所望の板厚よりも厚くなるという問題がある。【００１６】
特開２００２−４７０２０号公報（以下、’０２０公報）には、’５３４公報のガラスリボン成形装置が有する上記問題を解消した成形装置が開示されている。’０２０公報の成形装置は、ガラスリボンの幅方向の両端部付近を幅方向に収縮し難い形状に保持しつつ、溶融ガラスをガラスリボンに成形する装置である。具体的には、支持体の両側に凹状溝を形成し、この凹状溝にガラスリボンの幅方向の両端部を自重により折曲させることによって、ガラスリボンの平坦部が幅方向に収縮するのを防止している。この成形装置によれば、ガラスリボンを所望の幅と所望の板厚に成形できるという利点がある。【００１７】
しかしながら、’０２０公報に開示された板ガラスの製造装置は、多数の支持体、給液装置、ベルトコンベア、及び複数の搬送駆動ローラからなる大掛かりな成形装置が必要となるため装置設備が大型化するという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述のように、圧延ローラを使用した’９４９公報、及び’００８公報の製造装置は、圧延ローラによって溶融ガラスを最終板厚のガラスリボンに成形する装置なので、’５３４公報、及び’０２０公報に開示された成形装置が不要になり、装置設備が小型化するという利点があるが、ガラスリボンを薄板に成形する領域が線状と極めて小さく、当該部分の蒸気膜を安定的に保持することが難しく、ローラ表面の凹凸をガラスリボンに転写してしまうという欠点があった。【００１９】
一方で、’５３４公報、及び’０２０公報の製造装置は、溶融ガラスを一定の板厚のガラスリボンに成形できるという利点があり、また、’０２０公報の製造装置は所望の幅と所望の板厚のガラスリボンに成形できるという利点があるが、双方の製造装置は大掛かりな成形装置が必要となるので装置設備が大型化するという問題があった。【００２０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、溶融ガラスを所望の幅と所望の板厚の表面品質の良好なガラスリボンに成形することができるとともに、装置設備を小型化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。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、連続した溶融ガラスの流れを成形可能温度のガラスリボンとして成形部に供給する溶融ガラスリボン供給部と、該溶融ガラスリボン供給部から供給された成形可能温度のガラスリボンを成形して成形不能温度のガラスリボンとする複数のテンションローラを備えた成形部と、前記成形部の下流側において成形不能温度のガラスリボンを搬出する搬出部とを備え、前記複数のテンションローラは、軸心が水平方向にかつガラスリボンの移動方向に対して直交して配置され、前記複数のテンションローラのうちガラスリボンの移動方向の上流側から奇数番目のテンションローラはガラスリボンの下面側に位置し、偶数番目のテンションローラはガラスリボンの上面側に位置し、前記複数のテンションローラの隣接する奇数番目とその下流の偶数番目のテンションローラにおいて、奇数番目テンションローラの周面の最高位置が偶数番目のテンションローラの周面の最低位置と同じ高さ又はそれよりも高い位置に配置され、かつ隣接する奇数番目と偶数番目のテンションローラの周面間の間隔が当該周面間に存在するガラスリボンの厚さよりも広く、前記複数のテンションローラの奇数番目のテンションローラのうち少なくとも最上流側のテンションローラ、偶数番目のテンションローラのうち少なくとも最上流側のテンションローラ、又は、奇数番目と偶数番目のテンションローラのうち少なくとも最上流側の２本のテンションローラが、両端部の円周方向にガラスリボンの両端部に略凸条部を形成させる凹状溝を有し、前記複数のテンションローラのすべてまたは１番目のテンションローラを除くすべてが、蒸気膜形成剤を内部に包含可能なローラ基材で形成され、該ローラ基材中に包含された蒸気膜形成剤から生じた蒸気がテンションローラ周面とガラスリボン表面との間に供給される構造を有する蒸気発生テンションローラであることを特徴とする板ガラスの製造装置を提供する。【００２２】
本発明の板ガラスの製造装置によれば、溶融ガラスリボン供給部から、成形部のテンションローラのうち最上流の偶数番目及び奇数番目のテンションローラに溶融ガラスが供給されると、ガラスリボンの幅方向の両端部はその自重により、又はガラスリボンに付加されるテンションにより、前記テンションローラのうち一方又は両方のテンションローラの両端部に形成された凹状溝によって略凸状部が形成される。これによりガラスリボンは、その幅方向の収縮が阻止される。そして、このガラスリボンは、下流側の複数のテンションローラを通過中に成形不能な温度まで冷却されて、所望の幅と所望の板厚のガラスリボンに成形される。そして、このガラスリボンは、成形部を通過した後、そのまま搬出部によって搬出される。なお、ガラスリボン両端部の略凸状部とは、ガラスリボンの最端部からガラスリボンの中央方向に入ったところであってもよいし、ガラスリボンの最端部にあってもよい。【００２３】
すなわち、本発明によれば、テンションローラを使用することにより、圧延ローラを使用する’９４９公報、及び’００８公報の欠点を解消でき、かつ、成形部のテンションローラに形成された凹状溝によって、溶融ガラスを所望の幅と所望の板厚のガラスリボンに成形することができる。また、’５３４公報、及び’０２０公報のような成形装置を不要とし、成形部を通過したガラスリボンを、構造の簡単な搬出部によって搬送するようにしたので、製造装置の設備が小型になる。【００２４】
また、本発明によれば、テンションローラにおいて、蒸気膜形成剤を内部に包含可能なローラ基材中に、常温付近では気体ではなく、ガラスのガラス転移点で気体である蒸気膜形成剤を液体状態で導入し、ガラスリボンの高熱で蒸気膜形成剤が気化した蒸気膜の薄層を介してガラスリボンにテンションを付加する。これにより、ガラスリボンとテンションローラとの間に蒸気膜の薄層による断熱層が形成されるので、溶融ガラスの急冷を防止することができるとともに、ローラ基材の面がガラスリボンに直接接触しないため、成形されたガラスリボンの面にローラ基材の面との接触跡や、ローラ基材の面の略凸凹が転写せず、品質的に良好なガラスリボンを成形できる。【００２５】
なお、搬出部としては、構造の簡単なローラコンベアを例示することができる。その他、ガラスリボンが略垂直方向に搬出される場合には、ガラスリボンの表裏面に接触するローラを例示することができる。【００２６】
また、凹状溝が形成される最上流の奇数番目又は偶数番目のテンションローラのうち一方のテンションローラとは、ガラスリボンの両端部で自重により略凸状部を形成させる場合においては、奇数番目のテンションローラを指し、一方、ガラスリボンにテンション（引張力）を付加して略凸状部を形成させる場合においては、偶数番目のテンションローラを指す。通常、ガラスリボンは、搬出部とガラスリボンとの摩擦抵抗によって引張力が付加された状態で成形部を通過しており、この引張力を、自重により略凸状部を形成させることが可能な力よりも大きくすることにより、上側のテンションローラの凹状溝によってガラスリボンの両端部に略凸状部を形成させることができる。【００２７】
また、本発明の板ガラスの製造装置において、１番目のテンションローラは凹状溝を有する蒸気発生テンションローラであってもよい。【００２８】
また、本発明の板ガラスの製造装置において、１番目のテンションローラはローラ胴体内部に導入した冷却液により冷却される冷却ローラであってもよく、偶数番目のテンションローラのうち少なくとも最上流側のテンションローラが凹状溝を有していてもよい。【００２９】
本発明によれば、最上流の奇数番目に配置されたテンションローラのみが、いわゆる冷却ローラでありローラ胴体内に導入された冷却液によってローラ胴体が冷却されているので、ガラスリボンは、冷却ローラの胴体の面に摺接されることにより直接冷却される。このようにガラスリボンを最上流の下側の冷却ローラのみによって直接冷却することにより、蒸気膜の薄層を介して溶融ガラスを冷却するテンションローラよりも約３倍の冷却能力を得ることができる。このため、ガラスリボンの下面のローラの凹凸の転写を冷却ローラよりも下流の蒸気膜を形成するテンションローラによって抑制しながら、しかもテンションローラの数を少なくして、装置をよりコンパクトにできる。【００３０】
また、本発明の板ガラスの製造装置において、１番目のテンションローラは凹状溝を有する場合はそれ以降の奇数番目のテンションローラが、２番目のテンションローラが凹状溝を有する場合はそれ以降の偶数番目のテンションローラが、中央部の径に比べて小径の端部を有していてもよい。【００３１】
また、本発明の板ガラスの製造装置において、奇数番目のテンションローラの軸心の位置は、隣接する偶数番目のテンションローラの軸心の位置よりも低い位置にあってもよい。【００３２】
また、本発明の板ガラスの製造装置において、蒸気発生テンションローラは、その周面に蒸気を逃がすための溝を有していてもよい。【００３３】
本発明は、成形可能温度にあるガラスリボンを軸心が水平方向にかつガラスリボンの移動方向に対して直交して配置された複数のテンションローラの間を通して成形して成形不能温度のガラスリボンとする板ガラスの製造方法において、成形可能温度にあるガラスリボンを、隣接するテンションローラの周面間隔をその周面間に存在するガラスリボンの厚さよりも広く隔離してガラスリボンの上下に交互に配置された複数のテンションローラの間に通して成形し、ガラスリボンの幅方向両端部に、円周方向に形成された凹状溝を両端部に有するテンションローラによって略凸条部を形成し、複数のテンションローラの少なくとも一部に蒸気発生テンションローラを使用し、ガラスリボンと蒸気発生テンションローラ周面との間に蒸気を介在させてガラスリボンをテンションローラで支持することを特徴とする板ガラスの製造方法を提供する。【００３４】
本発明の板ガラスの製造方法において、成形可能温度にあるガラスリボンを、最初にガラスリボンの下側に設けられた凹状溝を有する蒸気発生テンションローラで支持し、次にガラスリボンの上側に設けられた蒸気発生テンションローラで支持してもよい。【００３５】
本発明の板ガラスの製造方法において、成形可能温度にあるガラスリボンを、最初にガラスリボンの下側に設けられた冷却ローラで支持して冷却し、次にガラスリボンの上側に設けられた凹状溝を有する蒸気発生テンションローラで支持してもよい。【００３６】
本発明の板ガラスの製造方法において、成形可能温度にあるガラスリボンを、最初にガラスリボンの下側に設けられた凹状溝を有する蒸気発生テンションローラで支持し、次にガラスリボンの上側に設けられた凹状溝を有する蒸気発生テンションローラで支持してもよい。【００３７】
本発明の板ガラスの製造方法において、最初のテンションローラに接する直前の位置のガラスリボンの温度が、成形可能な約１０２．０〜３．９Ｐａ・ｓ相当温度にあり、最後のテンションローラに接した直後の位置のガラスリボンの温度が、成形不能な約１０６．４Ｐａ・ｓ相当温度にあってもよい。【００３８】
本発明の板ガラスの製造方法において、蒸気発生テンションローラをガラスリボンの移動方向に対して逆方向に回転させるか、または、順方向に回転させる場合はガラスリボンの移動速度の１．１倍以上の周速度で回転させてもよい。【００３９】
本発明の板ガラスの製造方法において、成形不能温度となったガラスリボンを徐冷し、その後切断してもよい。【００４０】
本発明は、前述の板ガラスの製造装置の搬出部より搬出されたガラスリボンを徐冷し、その後切断することを特徴とする板ガラスの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００４１】
以上説明したように本発明の板ガラスの製造装置、及び板ガラスの製造方法によれば、溶融ガラスを所望の幅と所望の板厚のガラスリボンに成形することができ、かつ、装置設備を小型化することができる。【００４２】
また、本発明の板ガラスの製造装置、及び板ガラスの製造方法によれば、品質的に良好な板ガラスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第一の実施の形態の板ガラスの製造装置を説明するための参考として用いた板ガラスの製造装置の側面図
【図２】図１に示した板ガラスの製造装置の要部拡大斜視図
【図３】第二の実施の形態の板ガラスの製造装置を説明するための参考として用いた板ガラスの製造装置の側面図
【図４】図３に示した板ガラスの製造装置の要部拡大斜視図
【図５】第一の実施の形態の板ガラスの製造装置の成形装置の構成を示した要部拡大側面図
【図６】テンションローラの軸方向に沿った断面図
【図７】第二の実施の形態の板ガラスの製造装置の成形装置の構成を示した要部拡大側面図
【図８】第三の実施の形態の板ガラスの製造装置の成形装置の構成を示した要部拡大側面図
【図９】蒸気逃げ溝が螺旋状に形成されたテンションローラの斜視図
【図１０】蒸気逃げ溝が軸方向に沿って形成されたテンションローラの斜視図
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、添付図面に従って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の好ましい実施の形態について説明する。
【００４５】
図１は、第一の実施の形態の板ガラスの製造装置を説明するための参考として用いた板ガラスの製造装置１０の側面図であり、図２は、図１に示した板ガラスの製造装置１０の要部拡大斜視図である。
【００４６】
この製造装置１０は、溶融ガラスＧの上流側から下流側に向けてガラス溶解炉（溶融ガラス供給部）１２、成形装置（成形部）１４、及びローラ搬出装置（搬出部）１６が順に配置されて構成されている。また、成形されたガラスリボンを徐冷する徐冷炉１７がローラ搬出部１６の下流側に設置され、その下流側に徐令したガラスリボンを切断する切断手段１００が設置されている。この徐冷炉１７を通過中に、ガラスリボンが略室温まで冷却され、その後、ガラスリボンが所定サイズに切断され、板ガラスが製造される。すなわち、板ガラスの製造装置１０に徐冷炉１７、切断手段１００を含ませることにより、実施の形態の板ガラスの製造装置が構成されている。なお、徐冷炉１７と切断手段１００は、公知技術の装置でよく、その形態は問わない。
【００４７】
ガラス溶解炉１２は、板ガラスとなる所定のガラス原料を溶解するとともに溶解温度を制御して成形に好適な粘度範囲と温度範囲の溶融ガラスＧを調製し貯留する槽である。溶融ガラスＧの粘度と温度とは相関関係があるため、ガラス溶解炉１２内の溶融ガラスＧの粘度は、溶融ガラスＧの温度を加熱設備で調整することによって管理される。また、ガラス溶解炉１２におけるガラスの溶解は、ガラス組成にもよるが、例えばソーダ・ライムガラスの場合は、約１４５０〜１５５０°Ｃ（粘性で１００．７〜１．０Ｐａ・ｓ）の温度範囲でガラスの泡欠点、組成のバラツキ、その他の欠点が解消されるように十分な時間をかけて行なわれる。
【００４８】
ガラス溶解炉１２によって温度及び粘度が調整された溶融ガラスＧは、ガラス溶解炉１２の出口のリップ面１３から連続した溶融ガラスの流れとなって成形可能温度のガラスリボンとして成形装置１４に供給され、成形装置１４によってガラスリボンＧＬに成形される。
【００４９】
なお、ガラスとしてソーダ・ライムガラスを例示すると、成形装置１４に供給される溶融ガラスＧの温度は１０２．０〜３．９Ｐａ・ｓ相当の温度である約９３０〜１２００°Ｃが好ましい。溶融ガラスＧの温度がこの範囲にあれば、成形を開始するにあたって十分に柔らかく、ガラスの温度が高すぎない。ガラスの失透を制御するためには、約１０００〜１１００（粘度１０２．６〜３．３Ｐａ・ｓ）に温度調整された溶融ガラスＧが成形装置１４に供給されることがより好ましい。また、ガラス溶解炉１２は、その供給部がリップ式であるが、ダウンドロー法のスリット形状或いはフュージョン法の桶形状を用いてもよい。すなわち、本発明の溶融ガラス供給部は、リボン状の溶融ガラスを成形装置１４に供給可能なものであれば、その形態は問わない。
【００５０】
成形装置１４は、複数のテンションローラ１８、２０、２２、２４、２６から構成されており、ガラス溶解炉１２のリップ面１３から流下したガラスリボンＧＬがこれらのテンションローラ１８〜２６に順に巻き掛けられる。
【００５１】
ここで、テンションローラ１８、２０、２２、２４、２６は、軸心が水平方向にかつガラスリボンＧＬの移動方向に対して直交して配置されている。また、複数のテンションローラのうちガラスリボンＧＬの移動方向の上流側から奇数番目のテンションローラ１８、２２、２６がガラスリボンＧＬの下面側に位置し、偶数番目のテンションローラ２０、２４がガラスリボンの上面側に位置する。さらに、隣接する奇数番目とその下流の偶数番目のテンションローラ１８と２０又は２２と２４において、奇数番目のテンションローラ１８又は２２の周面の最高位置が偶数番目のテンションローラ２０又は２４の周面の最低位置と同じ高さ又はそれよりも高い位置に配置され、かつ隣接する奇数番目と偶数番目のテンションローラ１８と２０又は２２と２４の周面間の最近接距離が当該周面間に存在するガラスリボンＧＬの厚さよりも大きくなる。なお、奇数番目のテンションローラ１８又は２２の軸心の位置が、隣接する偶数番目のテンションローラ２０又は２４の軸心の位置よりも低い位置にあることが好ましい。
【００５２】
また、これらのテンションローラ１８〜２６は、図示しない回転駆動源により図１の矢印方向に回転される。これにより、溶融ガラスＧは、テンションローラ１８〜２６からテンションが付加されつつ冷却されてガラスリボンＧＬに成形されていく。また、成形装置１４の最下流の下側に配置されたテンションローラ２６には、それと対をなす上側のテンションローラが配置されていないが、この上側のテンションローラを配置することも可能である。この場合、成形装置１４には、上下三対のテンションローラが配置されることになる。また、これらのテンションローラ１８〜２６によるガラスリボンＧＬの通過路の長さは、テンションローラ２６を通過した直後のガラスリボンＧＬの温度が、成形不能な約１０６．４Ｐａ・ｓ相当温度となるように設定されている。すなわち、成形装置１４において、ガラスリボンは、１０２．０〜６．４Ｐａ・ｓ相当温度（ソーダ・ライムガラスでは、７５０〜１２００°Ｃ）となるように制御される。この範囲であれば、成形性の点で問題がなく、ガラスリボンの温度が高すぎないので成形時間が長くならず、テンションローラの数が多くなることもない。より好ましくは、１０２．９〜６．４Ｐａ・ｓ相当温度（ソーダ・ライムガラスでは、７５０〜１０５０°Ｃ）となるように制御される。さらに好ましくは、１０２．９〜５．５Ｐａ・ｓ相当温度（ソーダ・ライムガラスでは、８００〜１０５０°Ｃ）となるように制御される。
【００５３】
ソーダ・ライムガラスを例にとって説明すると、約１０６．２Ｐａ・ｓ相当温度は約７６０℃であるが、実施の形態の成形装置１４では、テンションローラ２６を通過した直後のガラスリボンＧＬの温度が約７５０℃になるように前記通過路の長さが設定されている。
【００５４】
したがって、実施の形態の成形装置１４によれば、１番目と２番目のテンションローラ１８、２０に供給された約９３０〜１２００°ＣのガラスリボンＧＬは、成形装置１４を通過中に冷却されてガラスリボンＧＬに成形されていき、そして、５番目のテンションローラ２６を通過した直後において、約７５０℃の成形不能な最終板厚のガラスリボンＧＬに成形される。なお、ガラスリボンＧＬの前記通過路の長さは、ガラスリボンＧＬの温度、テンションローラ１８〜２６に対するガラスリボンＧＬの巻き付け長さ（ガラスリボンと各ローラとの対向長さ）、及びテンションローラの台数に基づいて適宜設定されるものである。すなわち、テンションローラの台数は図１、図２に示した５台に限定されるものではない。ガラスリボンが１番目と２番目のテンションローラだけで、所定の板厚にでき、さらに成形装置１４の下流でのガラスリボンの温度が成形不能な温度に冷却できれば、一対のテンションローラでもよい。
【００５５】
成形装置１４によって成形されたガラスリボンＧＬは、成形装置１４の後段に配置されたローラ搬出装置１６の複数本のローラ２８、２８…にその下面が接触された状態で、この製造装置１０の外部に搬出される。成形装置１４を通過したガラスリボンＧＬは、成形不能な温度まで冷却されているため、複数本のローラ２８、２８…によりローラ表面の凹凸の転写なしに接触搬送が可能となる。なお、ローラ２８、２８…は、図示しない回転駆動源により矢印方向に回転される。また、図１では成形後のガラスリボンを水平に取り出しているが、成形後のガラスリボンを略垂直方向に取り出す場合も本発明の範囲である。この場合には、ガラスリボンの表裏面にローラを接触させて搬出すればよい。
【００５６】
ところで、成形装置１４のテンションローラ１８〜２６は、ガラスリボンＧＬが側面視で蛇行して通過するように、そのガラスリボンの通過路を挟んで上下に、かつ各々の軸心１８Ａ、２０Ａ、２２Ａ、２４Ａ、２６ＡがガラスリボンＧＬの移動方向に対して略垂直かつ水平方向に配置されている。
【００５７】
更に、図２の如く、奇数番目のテンションローラ１８、２２、２６のうち最上流側の１番目のテンションローラ１８の両端部（図２では一端部のみ図示）の円周方向には、ガラス溶解炉１２から供給されたガラスリボンＧＬの両端部に自重によって略凸状部Ａを形成させる凹状溝３０が形成されている。この凹状溝３０の深さは、１〜１０ｍｍが好ましく、２〜７ｍｍがより好ましく、３〜４ｍｍがさらに好ましい。この凹状溝３０の幅は、１０〜１００ｍｍが好ましく、２０〜８０ｍｍがより好ましく、３０〜６０ｍｍがさらに好ましい。なお、ガラスリボンの両端部に形成される略凸状部Ａは、図２のようにガラスリボンの最端部からガラスリボンの中央方向に入ったところであってもよいし、ガラスリボンの最端部にあってもよい。略凸状部がガラスリボンの最端部にない場合は、略凸状部が最端部からガラスリボン中央方向に１００ｍｍ以下の位置にあることが好ましい。また、テンションローラ１８以降の奇数番目のテンションローラ２２、２６の両端部の円周方向に、同様の凹状溝が形成されてもよい。
【００５８】
第一の実施の形態でのテンションローラ１８、２０、２２、２４、２６は、後述するように全て蒸気膜形成剤を内部に包含可能なローラ基材からなり、該ローラ基材中に包含された蒸気膜形成剤から生じた蒸気がテンションローラ周面とガラスリボン表面との間に供給される構造を有する蒸気発生テンションローラである。
【００５９】
次に、前記の如く構成された板ガラスの製造装置１０の作用について説明する。
【００６０】
ガラス溶解炉１２の出口のリップ面１３から、成形装置１４の最上流側に配置された１番目と２番目のテンションローラ１８、２０に溶融ガラスＧが供給されると、ガラスリボンＧＬの幅方向の両端部はその自重によって、１番目のテンションローラ１８の両端部に形成された凹状溝３０にガラスリボンＧＬの端部が垂れ下がっていき略凸状部が形成される。図２では、凹状溝３０によって形成されたガラスリボンＧＬの略凸状部Ａが断面で示されている。この略凸状部Ａは、勿論であるがガラスリボンＧＬの下面で、かつガラスリボンＧＬの移動方向に沿って連続形成される。これによりガラスリボンＧＬは、凹状溝３０に係合される略凸状部Ａがその両端部に形成されるため、その幅方向の収縮が阻止される。そして、このガラスリボンＧＬは、下流側のテンションローラ２２、２４、２６を通過中に、前述の如く成形不能な温度まで冷却されていき、所望の幅と所望の板厚のガラスリボンＧＬに成形される。そして、このガラスリボンＧＬは、成形装置１４を通過した後、成形不能な温度（約７５０度）まで冷却されているため、そのままローラ搬出装置１６の複数本のローラ２８、２８…にその下面が接触された状態で搬出される。図１のＦ１は、ガラスリボンＧＬの引張力を示しており、この引張力Ｆ１はローラ搬出装置１６の複数本のローラ２８、２８…とガラスリボンＧＬとの間の摩擦抵抗、又はローラ搬出装置１６の後段に配置されたプル装置（不図示）によって生じている。
【００６１】
このように構成されたガラスリボンの形態の製造装置１０によれば、テンションローラ１８〜２６を使用することにより、圧延ローラを使用する’９４９公報、及び’００８公報の欠点を解消することができる。また、成形装置１４の１番目のテンションローラ１８に形成された凹状溝３０によって、ガラスリボンＧＬの両端部に略凸状部が形成されて、溶融ガラスＧを所望の幅と所望の板厚のガラスリボンＧＬに成形することができる。更に、成形装置１４を通過したガラスリボンＧＬを、構造の簡単なローラ搬出装置１６によって接触状態で搬送するため、’５３４公報、及び’０２０公報のような成形装置を不要としたので、製造装置の設備が小型になるという効果がある。
【００６２】
なお、図１及び図２のように成形装置１４において、ガラスリボンＧＬの通過路の１番目のテンションローラのみが上記凹状溝３０を有する場合には、１番目のテンションローラ以降である奇数番目のテンションローラ２２、２６の両端部に、ガラスリボンＧＬの略凸状部Ａをテンションローラ２２、２６のローラ本体部２２Ｂ、２６Ｂから逃がすための小径部２２Ｃ、２６Ｃが形成されていることが好ましい。この小径部２２Ｃ、２６Ｃは、ローラ中央のローラ本体部２２Ｂ、２６Ｂよりも小径で構成されており、ローラ本体部２２Ｂ、２６Ｂとの段差は、略凸状部Ａの高さと同じに設定されている。これにより、略凸状部Ａが形成されているガラスリボンＧＬの両端部を除く面、すなわち、製品となる面がローラ本体部２２Ｂ、２６Ｂによって安定的に搬送される。また、略凸状部Ａが形成されているガラスリボンＧＬの両端部は、製造装置１０の後段で切断されて再利用される。
【００６３】
図３は、第二の実施の形態の板ガラスの製造装置を説明するための参考として用いた板ガラスの製造装置４０の側面図であり、図４は、図３に示した板ガラスの製造装置４０の要部拡大斜視図である。なお、図１、図２に示した板ガラスの製造装置１０と同一又は類似の部材については同一の符号を付してその説明は省略する。
【００６４】
この製造装置４０は、ガラス溶解炉１２、成形装置４２、ローラ搬出装置１６、徐冷炉１７、及び切断手段１００から構成されている。
【００６５】
成形装置４２も図１の成形装置１４と同様に、複数のテンションローラ４４、４６、４８、５０、５２から構成されており、ガラス溶解炉１２のリップ面１３から流下したガラスリボンＧＬがこれらのテンションローラ４４〜５２に順に巻き掛けられる。
【００６６】
ここで、テンションローラ４４、４６、４８、５０、５２は、軸心が水平方向にかつガラスリボンＧＬの移動方向に対して直交して配置されている。また、複数のテンションローラのうちガラスリボンＧＬの移動方向の上流側から奇数番目のテンションローラ４４、４８、５２がガラスリボンＧＬの下面側に位置し、偶数番目のテンションローラ４６、５０がガラスリボンの上面側に位置する。さらに、隣接する奇数番目とその下流の偶数番目のテンションローラ４４と４６又は４８と５０において、奇数番目のテンションローラ４４又は４８の周面の最高位置が偶数番目のテンションローラ４６又は５０の周面の最低位置と同じ高さ又はそれよりも高い位置に配置され、かつ隣接する奇数番目と偶数番目のテンションローラ４４と４６又は４８と５０の周面間の最近接距離が当該周面間に存在するガラスリボンＧＬの厚さよりも大きくなる。なお、奇数番目のテンションローラ４４又は４８の軸心の位置が、隣接する偶数番目のテンションローラ４６又は５０の軸心の位置よりも低い位置にあることが好ましい。
【００６７】
なお、成形装置４２の最下流の下側に配置されたテンションローラ５２には、それと対をなす上側のテンションローラが配置されていないが、この上側のテンションローラを配置することも可能である。また、これらのテンションローラ４４〜５２によるガラスリボンＧＬの通過路の長さも、テンションローラ５２を通過した直後のガラスリボンＧＬの温度が、成形不能な約１０６．４Ｐａ・ｓ相当温度、又は約７５０℃となるように設定されている。更に、テンションローラ４４〜５２は、ガラスリボンＧＬが側面視で蛇行して通過するように、その通過路を挟んで上下に、かつ各々の軸心４４Ａ、４６Ａ、４８Ａ、５０Ａ、５２Ａがガラスリボンの移動方向に略垂直かつ水平方向に配置されている。
【００６８】
一方、図４の如く、偶数番目に配置されたテンションローラ４６、５０のうち最上流側に配置された２番目のテンションローラ４６の両端部（図４では一端部のみ図示）の円周方向には、ガラス溶解炉１２から供給されたガラスリボンＧＬの両端部に、ガラスリボンＧＬの引張力Ｆ２によって略凸状部Ｂを形成させる凹状溝５４が形成されている。なお、テンションローラ４６以降の偶数番目のテンションローラ５０の両端部の円周方向に、同様の凹状溝が形成されてもよい。また、ガラスリボンＧＬの両端部に形成される略凸状部Ｂは、図４のようにガラスリボンの最端部からガラスリボンの中央方向に入ったところであってもよいし、ガラスリボンの最端部にあってもよい。略凸状部がガラスリボンの最端部にない場合は、略凸状部が最端部からガラスリボン中央方向に１００ｍｍ以下の位置にあることが好ましい。
【００６９】
すなわち、第二の実施の形態の板ガラスの製造装置４０は、ガラスリボンＧＬの引張力Ｆ２を、図１に示した製造装置１０の引張力Ｆ１よりも大きくし、２番目のテンションローラの凹状溝５４によって、ガラスリボンＧＬの両端部に強制的に略凸状部を形成させるものである。
【００７０】
第二の実施の形態でのテンションローラ４６、４８、５０、５２は、後述する蒸気発生テンションローラである。一方、テンションローラ４４は、蒸気発生テンションローラであっても、後述する冷却ローラであってもよい。
【００７１】
次に、前記の如く構成された板ガラスの製造装置４０の作用について説明する。
【００７２】
ガラス溶解炉１２の出口のリップ面１３から、成形装置４２の１番目と２番目に配置されたテンションローラ４４、４６に溶融ガラスＧが供給されると、ガラスリボンＧＬの引張力Ｆ２によって、ガラスリボンＧＬの幅方向の両端部に、２番目のテンションローラ４６の両端部に形成された凹状溝５４によって強制的に略凸状部が形成される。図４では、凹状溝５４に折曲されたガラスリボンＧＬの略凸状部Ｂが断面で示されている。略凸状部Ｂは、ガラスリボンＧＬの上面でガラスリボンＧＬの通過方向に沿って連続形成される。これによりガラスリボンＧＬは、凹状溝５４に係合される略凸状部Ｂがその両端部に形成されるため、その幅方向の収縮が阻止される。そして、このガラスリボンＧＬは、下流側のテンションローラ４８〜５２を通過中に、前述の如く成形不能な温度まで冷却されて、所望の幅と所望の板厚のガラスリボンに成形される。さらに、このガラスリボンＧＬは、成形不能な温度まで冷却されて、ローラ搬出装置１６の複数本のローラ２８、２８…にその下面が接触された状態で搬出される。
【００７３】
したがって、この板ガラスの製造装置４０も、図１、図２に示した板ガラスの製造装置１０と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
なお、図３及び図４のように成形装置４２において、２番目のテンションローラ４６のみが凹状溝５４を有する場合には、それ以降の偶数番目である４番目のテンションローラ５０の両端部に、ガラスリボンＧＬの略凸状部Ｂをテンションローラ５０のローラ本体部５０Ｂから逃がすための小径部５０Ｃが形成されていることが好ましい。
【００７５】
図５は、第一の実施の形態のガラスリボンの製造装置１０の成形装置１４（図１、図２参照）の構成を示した要部拡大側面図である。図５では、成形装置１４のテンションローラ１８〜２６（テンションローラ２４、２６は不図示）が全て蒸気発生テンションローラであることを示している。
【００７６】
以下に、蒸気発生テンションローラの構成を、テンションローラ１８を例にとって説明する。
【００７７】
テンションローラ１８は図６の断面図で示すように、ローラ胴体の周面が蒸気膜形成剤を内部に包含可能なローラ基材６０で形成されるとともに、ローラ両端（凹状溝３０を含む）も、蒸気膜形成剤を内部に包含可能な基材６２、６２で形成され、矢印の如くローラ基材６０、及び基材６２、６２中に導入された蒸気膜形成剤６４が、溶融ガラスであるガラスリボンＧＬの高熱により、ローラ周面から気化するように構成される。これにより、ガラスリボンＧＬとテンションローラ１８との間には、図５の如く蒸気膜の薄層６６が安定的に形成される。
【００７８】
テンションローラ１８に蒸気膜形成剤を供給する方法としては、テンションローラ１８の回転軸６８と内周面部７０との間に形成される中心空洞部７２に供給することで、基材６０、６２全体に浸透するようにしてもよく、或いはテンションローラ１８のガラスリボンＧＬに面していない側に湿潤ローラ（図示せず）を接触配置して、湿潤ローラに供給した蒸気膜形成剤がテンションローラ１８に移動するようにしてもよい。また、ノズルを用いて蒸気膜形成剤をテンションローラ１８の表面にスプレーするスプレー方式でもよい。要は、テンションローラ１８の基材６０、６２中に蒸気膜形成剤が十分に含有されるように供給できる方法であればよい。
【００７９】
基材６０、６２としては、液体を内部に包含しうる材質又は構造であり、例えば多孔質のポーラス体や繊維質体の材料のものを好適に使用できる。ポーラス体の場合には、連通孔であることが好ましい。また、ポーラス体の表面には、好ましくは１ｍｍ以下、より好ましくは０．１ｍｍ以下、更に好ましくは３０μｍ以下の孔径の微細な孔を有することが好ましい。これにより、ガラスリボンＧＬに対する孔形状の転写を防止することができる。また、ポーラス体は、蒸気膜形成剤６４と親液性（例えば、水でいうならば親水性）の高い材質であることが好ましい。
【００８０】
基材６０、６２の基本となる材料としては、多孔質親水性カーボンが特に好適であるが、その他の例えば、セルロース、紙、木、竹等の天然物由来の高分子材料、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム等の合成高分子系材料、炭素系材料等が好適に使用できる。また、鉄、ステンレス鋼、白金等の金属材料、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物を主成分とするセラミックス材料等も使用できる。なお、基材６０、６２の成形面は、微細な孔や繊維状の凸凹以外は非常に平滑であってもよく、逆に一定の凸凹があってもよい。
【００８１】
使用する蒸気膜形成剤６４としては、常温において液体で、且つガラス転移点では気体である有機物、無機物の各種の物質を使用することができる。また、基材６０、６２への供給の操作性の点から、融点が４０°Ｃ以下で、大気圧下における沸点が５０〜５００°Ｃ、更に好ましくは３００°Ｃ以下のものがよい。更に、蒸気膜形成剤６４が気化した蒸気がガラスに悪影響を与える程に化学的に反応せず、毒性が低く、使用される温度で不燃性であることが好ましく、代表的なものとして水を例示することができる。
【００８２】
このように、蒸気膜形成剤６４としては、ガラスリボンＧＬの高熱によって瞬間的に気化し、安定的な蒸気膜の薄層６６を形成することができる液体を適切に選択することが必要である。高熱で瞬間的に気化することにより形成された蒸気膜の薄層６６の熱伝導性は、液体や固体の熱伝導性と比較して著しく小さいため、ガラスリボンＧＬに対して断熱的な環境を形成することができる。蒸気膜の薄層６６の厚さは、小さすぎるとテンションローラ１８とガラスリボンＧＬとが直接接触する場合があり、また、断熱層の形成に不十分となり、更にテンションローラ１８の表面の凸凹の影響を受け易くなるので、最小で１０μｍ以上、好ましくは５０μｍ以上が必要である。また、蒸気膜の薄層６６が厚すぎるとテンションローラ１８の圧力が伝わり難くなるため、その厚さは５００μｍ以下、好適には２００μｍ以下が好ましい。
【００８３】
また、蒸気膜形成剤６４としては、上記したように種々のものを使用可能であるが、通常は水が操作性、入手の容易さ、安全性等の面で好適である。また、基材６０、６２が多孔質のポーラス体の場合には、その多孔模様がガラスリボンＧＬに転写しないように、テンションローラ１８の周速をガラスリボンＧＬの搬送速度よりも約１．１倍以上速くすることが好ましく、テンションローラ１８の回転方向をガラスリボンＧＬの搬送方向に対して逆方向することがさらに好ましい。テンションローラ１８の周速をガラスリボンＧＬの搬送速度よりも約１．１倍以上速くすることにより、ガラスリボンの面に対する蒸気膜の更新頻度が高くなり、ガラスリボン面の品質がよくなる。テンションローラ１８を逆方向に回転させた場合、この効果はさらに高くなる。また、テンションローラ１８とガラスリボンＧＬとは、蒸気膜の薄層６６を介して非接触であるので、引張力Ｆ１によるガラスリボンＧＬの搬送に問題は生じない。
【００８４】
このような蒸気発生テンションローラであるテンションローラ１８を成形装置１４に適用することによって、ガラスリボンＧＬとテンションローラ１８との間に蒸気膜の薄層６６による断熱層が形成されるので、ガラスリボンＧＬの急冷を防止することができる。また、基材６０、６２の周面がガラスリボンＧＬに直接接触しないため、成形されたガラスリボンＧＬの面に基材６０、６２の周面との接触跡や、基材６０、６２の周面の凸凹は転写しない。よって、蒸気膜形発生テンションローラであるテンションローラ１８を使用することによって、品質的に良好なガラスリボンＧＬを成形でき、この結果、徐冷炉１７を通過した板ガラスも品質的に良好となる。
【００８５】
なお、下流側に配置された全てのテンションローラ２０〜２６も蒸気発生テンションローラとすることにより、ガラスリボンＧＬの上下両面とテンションローラ２０〜２６との間に蒸気膜の薄層６６が形成されるので、各々のテンションローラ２０〜２６の基材６０、６２の周面がガラスリボンＧＬに直接接触しない。これによって、成形されたガラスリボンＧＬの上下の両面に基材６０、６２の周面との接触跡や、基材６０、６２の周面の凸凹が転写しないので、品質的に良好なガラスリボンＧＬを成形できる。
【００８６】
図７は、第二の実施の形態の板ガラスの製造装置４０（図３、図４参照）の成形装置４２の構成を示した要部拡大側面図である。図７では、成形装置４２のテンションローラ４６〜５２（テンションローラ５０、５２は不図示）が蒸気発生テンションローラであることを、最上流側の奇数番目のテンションローラである１番目のテンションローラ４４が冷却ローラであることを示している。
【００８７】
冷却ローラであるテンションローラ４４は、筒状のローラ胴体内に冷却液が導入されることによって、ローラ胴体が冷却されている。よって、テンションローラ４４に巻き掛けられる、高熱のガラスリボンＧＬは、テンションローラ４４のローラ胴体の周面に摺接されることにより直接冷却される。
【００８８】
このように、ガラス溶解炉を出た直後の高熱のガラスリボンＧＬを冷却ローラであるテンションローラ４４のみによって直接冷却することにより、蒸気膜の薄層６６を介してガラスリボンＧＬを冷却するテンションローラ１８（図５参照）よりも約３倍の冷却能力を得ることができ、成形装置４２におけるガラスリボンＧＬの通過長を短縮することができる。なお、この冷却ローラに起因する凹凸によって、ガラスリボン表面の品質の低下が懸念されるが、実際にはそれよりも下流に蒸気膜を形成するテンションローラがあるので、これらテンションローラによるファイア・ポリッシュ効果により表面品質の改善が可能である。したがって、従来の蒸気膜を形成しない圧延ローラのみによる成形に比べて、ガラスリボン表面の品質の低下を抑制又は防止できる。また、蒸気膜形成用のテンションローラ４６は上側に配置されているため、ガラスリボンＧＬの引張力Ｆ２により、テンションローラ４６の凹状溝５４でガラスリボンＧＬの両端部において強制的に略凸状部Ｂを形成する。
【００８９】
なお、テンションローラ４４は、蒸気発生テンションローラでもよい。この場合は、前述の冷却ローラの場合の高い冷却効果は得られないが、ガラスリボンＧＬ下面の品質は、第一の実施の形態と同様に高いものが得られる。
【００９０】
図８は、第三の実施の形態の板ガラスの製造装置８０の成形装置８２の構成を示した要部拡大図である。この成形装置８２は、最上流側の奇数番目のテンションローラとして、図５に示したテンションローラ１８を適用し、最上流側の偶数番目のテンションローラとして、図７に示したテンションローラ４６を適用したものである。
【００９１】
すなわちこの成形装置８２は、最上流の１番目と２番目のテンションローラとして、その両端部に凹状溝３０、５４が形成されたテンションローラ１８、４６を使用したものである。成形装置８２を通過するガラスリボンＧＬの引張力を適宜調整することにより、ガラスリボンＧＬの下面側には、凹状溝３０によって略凸状部Ａが形成されるとともに、凹状溝５４によって略凸状部Ｂが形成される。なお、ガラスリボンの両端部に形成される略凸状部は、図８のようにガラスリボンの最端部からガラスリボンの中央方向に入ったところであってもよいし、ガラスリボンの最端部にあってもよい。このようにガラスリボンＧＬの下面に略凸状部Ａを形成するとともに、ガラスリボンＧＬの上面に略凸状部Ｂを形成することにより、ガラスリボンＧＬの幅方向の収縮が上下の凹状溝３０、５４によって確実に規制されるので、ガラスリボンＧＬを所望の幅と所望の板厚のガラスリボンに形成することが容易になる。なお、テンションローラ１８、４６以降のテンションローラも同様に凹状溝を有してもよい。
【００９２】
図９は、ローラ基材６０の周面に１本の蒸気逃げ溝８４が螺旋状に形成されたテンションローラ１８（４６）の斜視図、図１０はローラ基材６０の表面に蒸気逃げ溝８６、８６…がその軸方向に沿って複数本形成されたテンションローラ１８（４６）の斜視図である。
【００９３】
テンションローラ１８（４６）とガラスリボンＧＬとの間に連続して発生する蒸気が、その間に滞留すると、滞留した蒸気の圧力によってガラスリボンＧＬが変形する（膨らむ）という問題が生じやすい。そこで、図９、図１０の如くローラ基材６０の周面に蒸気逃げ溝８４、８６を形成することにより、テンションローラ１８（４６）とガラスリボンＧＬとの間に発生した蒸気は、蒸気逃げ溝８４、８６に沿って、テンションローラ１８（４６）とガラスリボンＧＬとの間から外部に排出される。これにより、蒸気の滞留を防止できるので、ガラスリボンＧＬの前記変形を防止することができる。
【００９４】
なお、図９の蒸気逃げ溝８４と、図１０の蒸気逃げ溝８６とを比較すると、双方の蒸気逃げ溝８４、８６はともに、ガラスリボンＧＬの幅方向において蒸気膜の圧力分布を均一にさせる効果があるが、螺旋状の蒸気逃げ溝８４は、ローラ基材８０の円周方向に形成されているため、軸方向に沿って形成されている直線状の蒸気逃げ溝８６と比較して、単位面積当たりの蒸気逃げ率が高い。なお、蒸気逃げ溝８４、８６の溝深さは１〜３ｍｍが好ましく、溝幅も１〜３ｍｍが好ましい。
【００９５】
以上説明した板ガラスの製造装置、板ガラスの製造方法によって成形されるガラスリボンＧＬは、ＦＰＤ（Flat Panel Display）用のガラス基板、建材用のガラス板、その他用途のガラス板として使用可能である。
【００９６】
なお、実施の形態では、ソーダ・ライムガラスを例示したが、アルカリ成分を含まないガラスであっても適用できる。
【００９７】
本出願を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２００９年７月９日出願の日本特許出願（特願２００９-１６２７５２）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【００９８】
１０…板ガラスの製造装置
１２…ガラス溶解炉
１３…リップ面
１４…成形装置
１６…ローラ搬出装置
１７…徐冷炉
１８、２０、２２、２４、２６…テンションローラ
２８…ローラ
３０…凹状溝
４０…板ガラスの製造装置
４２…成形装置
４４、４６、４８、５０、５２…テンションローラ
５４…凹状溝
６０…ローラ基材
６２…基材
６４…蒸気膜形成剤
６６…薄層
６８…回転軸
７０…内周面部
７２…中心空洞部
８０…板ガラスの製造装置
８２…成形装置
８４、８６…蒸気逃げ溝
１００…切断手段
【図１】
2011004876.tif 000003
【図２】
2011004876.tif 000004
【図３】
2011004876.tif 000005
【図４】
2011004876.tif 000006
【図５】
2011004876.tif 000007
【図６】
2011004876.tif 000008
【図７】
2011004876.tif 000009
【図８】
2011004876.tif 000010
【図９】
2011004876.tif 000011
【図１０】
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【国際調査報告】
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