(57)【要約】ガラスリボン（１１）のための牽引ロール（１３）とこのようなロールの製造方法が提供される。このロールは、シャフト（１７）と、このシャフト上に面同士を接して取り付けられた複数の耐熱性ディスク（１５）と、シャフトに取り付けられてディスクに対して軸線方向の圧縮力を印加する一対の取付け具（２５または２５，３１）とを備えている。軸線方向の圧縮力の大きさは、ロールの使用時にガラスリボンに接触するロール表面（３３）の部分（２７）が、室温において３０と５５との間のショアＤ硬度を有するように調節される。ロールは、ガラスリボンに対し余分な力を与えたり、またはハイレベルの粒子汚染を発生させたりすることなく長期間の耐用日数を達成する。
2005520774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスリボンを牽引するためのロールであって、
（a）第１および第２の端部を有するシャフトと、
（b）該シャフト上に面同士を接触させて取り付けられた複数の耐熱性ディスクであって、耐火セラミック繊維と、雲母と、耐熱性バインダとを含み、共にロール表面を形成する円形の外周縁を有し、該ロール表面の１箇所または複数箇所の部分が前記ロールの使用中に前記ガラスリボンに接触するようになっている複数のディスクと、
（c) 前記シャフトに取り付けられた一対の取付け具であって、前記複数のディスクに加えられる軸線方向の圧縮力を発生させる距離だけ前記シャフトに沿って互いに間隔をあけて設けられている一対の取付け具と、
を有し、前記複数のディスクが前記軸線方向の圧縮力を受けているときに、前記ガラスリボンに接触するようになっている前記ロール表面の１箇所または複数箇所の部分が、室温において３０と５５との間のショアＤ硬度を有することを特徴とするロール。
【請求項２】
（a）前記シャフトは一対の溝を備え、
（b）前記一対の取付け具は一対のカラーと一対の係止リングとを備え、
（c) 前記一対のカラーは、前記係止リングの前記溝およびカラーとの係合により前記シャフトに取り付けられ、一方の係止リングが前記溝の一方および前記カラーの一方に係合し、かつ他方の係止リングが他方の溝および他方のカラーに係合していることを特徴とする請求項１記載のロール。
【請求項３】
（a）前記複数の耐熱性ディスクは、前記シャフトの第１の端部の領域に第１の複数のディスクを備え、前記シャフトの第２の端部の領域に第２の複数のディスクを備え、
（b）前記ロールは付加的な２つの取付け具を備え、該付加的取付け具の一方は、前記第１の複数のディスクの最も内側のディスクに係合し、前記付加的取付け具の他方は、前記第２の複数のディスクの最も内側のディスクに係合することを特徴とする請求項１記載のロール。
【請求項４】
前記耐熱性ディスクは、前記ロールが前記ガラスリボンを牽引する温度に該ディスクが曝されたときに成分的変化を実質的に示さないように予備焼成されることを特徴とする請求項１記載のロール。
【請求項５】
前記耐熱性ディスクは、少なくとも７００℃の温度で少なくとも２時間予備焼成されることを特徴とする請求項４記載のロール。
【請求項６】
外部的原因による損傷の不存在状態において、前記ロールが少なくとも４０日の耐用日数を有することを特徴とする請求項１記載のロール。
【請求項７】
ガラスリボンを牽引するためのロールの製造方法であって、
（a）シャフト、２つの取付け具、および耐火セラミック繊維と、雲母と、耐熱性バインダとを含む複数の耐熱性ディスクを提供する工程と、
（b）前記複数の耐熱性ディスクを前記シャフト上に組み付け、かつ前記ディスクを前記取付け具間に挟んで圧縮する工程と、
（c) 前記工程（b）において前記ディスクの圧縮に用いられた力の大きさを監視し、該力が所定の範囲外にある場合には、前記ディスクの数を調節する工程とを含み、
（イ）前記ロールがロール表面を有し、前記ロールの使用時に該ロール表面の１箇所または複数箇所の部分が、前記ガラスリボンに接触するようになっており、
（ロ）前記工程（c) における前記所定の範囲は、前記１箇所または複数箇所のロール表面が室温において３０と５５との間のショアＤ硬度を有するように選択されることを特徴とするロールの製造方法。
【請求項８】
前記工程（a）に先立って、前記耐熱性ディスクは、前記ロールが前記ガラスリボンを牽引する温度に該ディスクが曝されたときに成分的変化を実質的に示さないように、予備焼成されることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記耐熱性ディスクが、少なくとも７００℃の温度で少なくとも２時間予備焼成されることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
ガラスリボンを牽引するために前記ロールを少なくとも４０日間使用する付加的な工程を含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板ガラスの製造に関するものである。特に本発明は、例えばオーバーフロー・ダウンドロー・フュージョン法により製造されるガラスの厚さの調節に用いられる改良された牽引ロールに関するものである。本発明は、表面欠陥の少ない高品質板ガラスの製造に特に価値がある。このようなガラスは、平面パネルディスプレイ、例えば液晶ディスプレイの基板として用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
牽引ロールは、板ガラスの製造において、板ガラスを製造するガラスリボンに張力を加えて公称板厚を調節するために用いられる。例えば、オーバーフロー・ダウンドロー・フュージョン法（特許文献１および２参照）において、牽引ロールはフュージョンパイプの尖端すなわち根元の下流に配置され、形成されたガラスリボンが上記フュージョンパイプから離れる速度を調節して、完成したガラスの公称板厚を決定するのに用いられる。
【０００３】
牽引ロールは、ガラスリボンの両外端に、特にガラスリボンの両端に存在する厚くなったビードの内側の領域に接触するように構成されていることが好ましい。このようなロールに関する好ましい構造では、駆動シャフトに取り付けられた複数の耐熱性ディスクを用いている。この構造の例は特許文献３，４，５に記載されている。
【０００４】
性能の良い牽引ロールを得るのには、多くの相克的な基準を満たす必要がある。第１に、牽引ロールは、新たにガラスが形成されるのに伴う高熱に対し長期間耐えられることを必要とする。牽引ロールの交換は、その機械が製造し得る完成ガラスの量を減少させ、したがって最終的なガラスの価格を引き上げることとなるので、牽引ロールがこのような環境に耐えられる期間は長ければ長い程よい。
【０００５】
第２に、牽引ロールは、ガラスの厚さを調節するための十分な引張力を発生させなければならない。使用可能な完成ガラスとなるガラスリボンの中央部分を損傷しないように、牽引ロールはガラスリボンの両縁部の限られた領域にしか接触させることができない。したがって、必要な引張力はこの領域のみを用いて発生させなければならない。しかしながら、ガラスに加えられる力は、この力がガラスリボンの使用可能な中央部分に伝播し得る表面破壊を発生させる可能性があるので、あまり大きくすることはできない。したがって、牽引ロールは、ガラスの両縁部に対して、大き過ぎず、小さ過ぎずのバランスの取れた力を加えなければならない。
【０００６】
第３に、牽引ロールは、ガラスに付着して表面欠陥（“onclusions”として知られている）を発生させる可能性のある多量の粒子を放出してはならない。平面パネルディスプレイの基板としての厳しい用途に用いられるガラスに関しては、一般に各表面欠陥が完成した製品の欠陥領域（例えば一つまたは複数の欠陥画素）を表すことになるので、表面欠陥は極めて低いレベルに保たなければならない。牽引ロールが動作するのは高温度の環境であるために、十分な引張力を与えることができ、しかも高温で粒子を放出しない材料を発見するのは困難な課題である。
【特許文献１】米国特許第３,３３８,６９６号
【特許文献２】米国特許第３,６８２,６０９号
【特許文献３】米国特許第３,３３４,０１０号
【特許文献４】米国特許第４,５３３,５８１号
【特許文献５】米国特許第５,９８９,１７０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
現存する牽引ロールでは、耐用日数、制御された力の印加、および低汚染というこれらの競合する基準を完璧に満たすことができない。本発明は、従来技術におけるこれらの欠点に対処して、現存する牽引ロールよりも高レベルの性能を備えた改良された牽引ロールを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様によれば、本発明は、ガラスリボン（１１）を牽引するためのロール（１３）を提供する。該ロールは、
（a）シャフト（１７）と、
（b）このシャフト上に面同士を接触させて取り付けられた複数の耐熱性ディスク（１５）であって、耐火セラミック繊維（例えばガラス繊維）と、雲母と、耐熱性バインダ（例えば粘土）とを含み、共にロール表面（３３）を形成する円形の外周縁を有し、このロール表面の１箇所または複数箇所の部分がロールの使用中に上記ガラスリボンに接触するようになっている複数の耐熱性ディスクと、
（c) 上記シャフトに取り付けられた一対の取付け具（例えば外側カラー（２５）、または外側カラー（２５）と内側カラー（３１）の組合わせ）であって、上記複数の枚のディスクに加えられる軸線方向の圧縮力を発生させる距離だけシャフトに沿って互いに間隔をあけて設けられている一対の取付け具と、
を有し、上記複数のディスクが上記軸線方向の圧縮力を受けているときに、上記ガラスリボンに接触するようになっている上記ロール表面の１箇所または複数箇所の部分が、室温（例えば２３℃）において３０と５５との間のショアＤ硬度を有することを特徴とするものである。
【０００９】
第２の態様によれば、本発明は、上述のタイプの牽引ロールの製造方法を提供するものであって、
（a）シャフト（１７）、２つの取付け具（例えば外側カラー（２５）、または外側カラー（２５）と内側カラー（３１）との組合わせ）、および耐火セラミック繊維と、雲母と、耐熱性バインダとを含む複数の耐熱性ディスク（１５）を提供する工程と、
（b）上記複数の耐熱性ディスクを上記シャフト上に組み付け、かつ上記ディスクを上記取付け具間に挟んで圧縮する工程と、
（c) 上記工程（b）において上記ディスクの圧縮に用いられる力の大きさを監視し、この力が所定の範囲外にある場合には、上記ディスクの数を調節する工程とを含み、
上記工程（c) における上記所定の範囲は、上記ロールの使用中に上記ガラスリボン（１１）に接触する上記ロール表面（３３）の１箇所以上の部分（２７）が、室温において３０と５５との間のショアＤ硬度を有するように選択されることを特徴とする。実際に、最終的に上記シャフト上に組み付けられて、上記取付け具によって所定の位置に固定されるディスクの数は、製造されるガラスリボンのサイズに応じて、一般に２００〜４００枚の範囲であるが、本発明の実施においては、必要であれば、もっと多くの、またはもっと少ない数のディスクを用いることもできる。例えば、図６の実施の形態においては、より少ないディスクが一般に用いられる。
【００１０】
上記各態様によれば、上記耐熱性ディスクは、上記ロールが上記ガラスリボンを牽引する温度にこれらディスクが曝されたときに成分的変化を実質的に示さないように、したがって動作条件下で寸法的に安定なように、予備焼成されるのが好ましい。また、この予備焼成に先立って、上記耐熱性ディスクが、耐火セラミック繊維と、雲母と、耐熱性バインダとを含むことに加えて、予備焼成時に燃え尽きてしまうセルロース繊維をも含んでいることが好ましい。
【００１１】
もし必要であれば、予備焼成に代えて、ディスクが含んでいる非耐熱性材料（例えばセルロース繊維）をロール使用時にその場で除去することもできる。そのような場合、新たに形成されたガラスリボンを取り囲む雰囲気に曝されたときに燃え尽きてしまう材料を考慮に入れ、ロール組み立てに用いられる圧力を調節（増大）しなければならない。特に、その圧力は、上記非耐熱性材料が燃え尽きた後に、ロール表面の１箇所または複数箇所のガラスに係合する部分が、室温において所望の３０と５５との間のショアＤ硬度を有するように圧力を増大させなければならない。
【発明の効果】
【００１２】
実際に、本発明の牽引ロールは、ガラスリボンに対し余分な力を加えたり、高レベルの粒子汚染を発生させたりすることなしに、長期間の耐用日数を達成できることが判明している。実際には、ロールの耐用日数は、ロールに損傷を与える外部要因（例えばガラスリボンの破片）によって時期尚早に短縮されることが多い。しかしながら、このような外部要因が存在しない場合には、本発明の牽引ロールは、永い耐用日数、例えば４０日を超える、好ましくは７５日を超える、最も好ましくは１００日を超える耐用日数を容易に達成することができる。
【００１３】
本発明のさらなる特徴および利点は、後述する詳細な記載中に説明されており、当業者にとっては、その記載から、または本発明をここに記載されたように実施することによって、その一部が直ちに明らかになるであろう。上述した概括的記載および後述する詳細な記載は、単なる本発明の実施の形態であって、請求の範囲に記載された本発明の性質および特徴を理解するための概要または骨組みを提供することを意図するものであることを理解すべきである。
【００１４】
添付の図面は、本発明の理解を深めるために備えられたものであって、本明細書の一部に組み込まれて、その一部を構成するものである。図面は本発明の種々の実施の形態を示し、明細書とともに本発明の原理および動作を説明する役割を担う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
いくつかの図面に亘って類似または対応する部分には同一の符号を付して示してある図面を参照して説明すると、図１は、ガラスリボン１１、例えばオーバーフロー・ダウンドロー・フュージョン法によって新たに形成されたＬＣＤガラスの帯状体に係合する一対の牽引ロール１３が示されている。図２および図３は、牽引ロール１３のガラスリボンとの係合状態をより詳細に示す図である。
【００１６】
図４に最も明瞭に示されているように、各牽引ロール１３は、カラー２５によって定位置に保持された複数のディスク１５を担持するシャフト１７を備えている。カラー２５は、シャフトに形成された溝２３に嵌まった分割係止リング（スナップリング）２１によってシャフト上の所定位置に固定されていることが好ましい。係止リングが好ましいとしても、必要ならば、カラーをシャフトに取り付けるための、当業界で知られた他の機構を用いてもよい。また、カラーが好ましいとしても、シャフトに取り付けられたときに耐熱性ディスクにシャフト線方向の圧縮力を与えることができるものであれば、いかなる形式の取付け具も本発明の実施に用いることができる。一対の取付け具に関し、ディスク１５がシャフト１７に組み付けられるように、一方の取付け具のみは取り外し可能でなければならない。他方の取付け具は、シャフトに永久的に固定されていても、あるいはシャフトの一部として一体に形成されていてもよい。ここで用いられた「取付け」なる語は、これらの種々の態様を含むことを意図するものである。
【００１７】
図１〜図３に示されているように、完全に組み立てられた牽引ロールは、シャフト１７の両端に支持面１９を備えている。シャフトおよび支持面には種々の材料を用いることができるが、好ましい材料は、シャフトについては、例えば３３０ステンレススチールなどのステンレススチール製支持面を備えた例えば遠心注型ＨＰ１５合金のような注型ステンレス・スチール合金を含む。
【００１８】
図４の左右部分に示されているように、シャフト１７に最初に取り付けられるときのディスク１５はすべて同一の直径を持つか、あるいは同一の直径を持つように切削され（図４の右方部分参照）、その後、全体の輪郭に、隆起した領域（隆起部）２７と窪んだ領域２９（図４の左方部分参照）とが残るように、ディスクが切削されるのが好ましい。例えば図１に示されているように、牽引ロールの使用時には、隆起した領域２７のみがガラスリボン１１に接触する。図示された牽引ロールは、２箇所の隆起した領域（２箇所のガラス係合部分）を備えているのみであるが、もし必要であれば追加領域、例えば４箇所の領域を用いることもでき、その場合、２箇所の領域がロールの一方の端部に集められ、残る２箇所の領域がロールの他方の端部に集められる。好ましいことではないが、本発明は、１箇所のみのガラス係合部分を備えたロールでも実施可能である。
【００１９】
図５は、牽引ロール１３の別の構成を示し、ここではシャフト１７が非円形の断面、特にこの図では六角形断面を有する。このような非円形の断面は、本発明の牽引ロールの特別な用途においてディスク１５のシャフト１７の周りの過剰な回転が観察された場合に用いればよい。そのような場合、ディスク１５は、非円形シャフトの形状に対応した形状の中心孔を備える。非円形断面は、円形シャフトから出発し、次いで、所望の形状のシャフトに機械加工することによって、例えば炭素鋼からなるシャフトを機械加工することによって形成することができる。本発明の実施の形態においては、鋳物または引抜きによるシャフトを用いることもできる。大多数の用途に関しては、シャフト１７の周りのディスク１５の回転は殆ど生じることがないので、円形断面を備えたシャフトを用いることができ、それが好ましい。
【００２０】
図６は、本発明の実施に用いることができるさらに別の牽引ロールの構成を示す。一般に、中央部に位置する窪んだ領域２９においてディスクを縮径させていることは、ガラスへの接触を回避することに加えて、このような縮径が、牽引ロールの中央部において、空中を漂ってガラスリボンに付着して欠陥を生じさせる物質を少なくとも或る程度は少なくする利点がある。しかしながら、牽引ロールの表面のガラス係合部分においてディスクに加わる圧縮圧力は、中央部分の外径が縮小されていることにより低減されているので、全体の材料が少なくなっている（表面積が少なくなっている）とはいっても、残っている大部分の材料が汚染粒子を発生させる可能性がある。
【００２１】
また、圧縮圧力が低下した結果として、上記隆起部での完全性が失われる傾向があり、ロールの耐用日数を縮めることになる。一般に、ロールが完全性を失うのにつれて、上記隆起部が縮小され、この区域内のディスクが弾性を失い、ガラスリボンの明らかな滑りの兆候が現れる。別のケースでは、ロールの完全性が劣化して、隆起部がガラスリボンを歪ませるほど変形するので、完成した板ガラスが製品仕様に適合しなくなる。
【００２２】
図６に示す実施の形態は、これらの問題に対処するものである。本図に示されているように、ディスクはロールの中央部分から完全に取り除かれ、隆起部の領域のみに使用されている。ディスク数が少ないと、ディスクからの粒子が空中を漂ってガラスリボン上に表面欠陥を発生させる機会が低減される。また、ディスク数が少ないと、ロールの表面に所望のパターンを創出するために削り取る必要がある材料が少なくなるので、特定のロール輪郭に切削する時間が短縮される。
【００２３】
シャフト１７の表面は、ロールの中央部分全体に亘って完全に露出しているので、シャフトを構成している金属、例えばステンレス・スチールが酸化する機会を少なくするために、シャフトにコーティングを施すことが好ましい。適当なコーティングとして、オハイオ州ベレアのセテック社（Cetek Limited）から販売されているCERAK M-720（商標）黒色セラミックコーティングのような種々のセラミックコーティングなどがある。
【００２４】
ディスクの完全性を維持するために、２つの内側カラー３１が、例えば外側カラー２５に関して上述した形式の分割係止リングを用いてシャフト１７に取り付けられる。これらの内側カラーは、隆起部近傍の圧縮圧力を高め、したがってロール耐用日数を延ばす。
【００２５】
本発明のこの実施の形態のさらなる利点は、牽引ロールの位置におけるより高いレベルでのガラスの冷却が可能になることである。この位置における８００℃のような高いガラス温度が、ガラスリボンが受ける、したがって完成した板ガラスが示すゆがみおよび応力の量に影響するので、このようなさらなる冷却は価値がある。
【００２６】
図６の実施の形態は、円形または非円形シャフトとともに使用でき、かつ支持面１９を備えることができる。
【００２７】
牽引ロールに関しいかなる構造（すなわち図１〜図６に示された構造、または現在知られているかこれから開発される構造）が用いられようとも、ロールの最終的な成功は、ディスク１５の特性に左右される。本発明の好ましい実施の形態によれば、予備焼成され、かつ特別の方法で組み付けられた特定の組成を有するディスクが本発明の牽引ロールを形成するために用いられる。このようなディスクは、前述した耐用日数基準、制御された力の印加基準、および低汚染基準を満たすことが判明している。
【００２８】
一般論として、ディスクは、新たに形成されたガラスリボンの牽引に関して力および動作温度に曝されたときに実質的に破壊されない必要がある。本発明によれば、耐火セラミック繊維、雲母、および耐熱性バインダを含むディスクがこの特性を有することが判明している。一般論として、すべての非耐熱性成分が燃え尽きた後に、ディスクが、１０〜２０重量％の耐火セラミック繊維と、４０〜５０重量％の雲母と、４０〜５０重量％の耐熱性バインダとを含むことが好ましい。
【００２９】
特に最も好ましいディスクは、（１）粘土、雲母、ガラス繊維およびセルロース繊維からなる複合材料で、（２）牽引ロールの使用に伴う温度に曝されたときに実質的に組成が変化しないように、かつ動作条件下で寸法的変化を示さないように予備焼成されたものである。例えば、予備焼成は、ディスクを７００〜８００℃の温度に、好ましくは７６０〜８００℃（例えば７６０℃に）に熱し、この温度を少なくとも２時間保持し、次に牽引ロールのシャフトに組み付ける前に室温まで冷却することを含むことができる。
【００３０】
このような温度に予備焼成すると、使用に先立ってディスク材料がすべての相転移を経験し、これによって、使用状態に入った後の材料の変化を低減させる。勿論、ロールの動作温度においてその組成が安定な完成した牽引ロールが提供される限り、異なる予備焼成時間および温度を採用してもよい。
【００３１】
上記組成を有する複合材料は、日本国東京所在のニチアス（Nichias）社からＳＤ−１１５（商標）と呼ばれる製品として購入できる。この製品は、厚さ約６ｍｍのシートで供給され、例えば、ウォータージェットカッターまたは適当なサイズを有するパンチを用いて（パンチングが好ましい）、円形外周（例えば直径１４０ｍｍ）と中心開口（例えば直径６４ｍｍの円形開口）と備えたディスクに抜くことができる。
【００３２】
あるいは、複合材料のシートは、例えば、（１）粘土（例えばGLOMAX LL（商標））の水性懸濁液、雲母、ガラス繊維（例えば１０重量％Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２繊維）、木材繊維（例えばカナダのHIBRITE（商標））、および澱粉の水性懸濁液を形成し、（２）回転ドラム製紙機を用いて上記懸濁液から層を形成し、（３）この層を積み重ねて（例えば２０層）、厚さ６ｍｍのミルボードを作成し、（４）このミルボードを乾燥ラックに掛けて２４時間空気乾燥し、（５）上記乾燥ラックを１１０℃の炉内に２４時間置くことによって用意できる。
【００３３】
勿論、上記ＳＤ−１１５以外の市販の複合材料、およびこのような複合材料を作成する方法も本発明の実施に採用可能である。
【００３４】
牽引ロールのシャフトへのディスクの組付けは、本発明の成功に対して決定的な要素であり、ディスクの組成および予備焼成よりもさらに重要である。特に、ディスクを組み付けて牽引ロールを形成するのに用いられる圧縮力（押圧力）は、耐用日数を延ばすために注意深く制御しなければならないことが判明している。例えば、後でより詳細に説明するように、約３３０００ポンド（約１４９７０kg）の圧縮力では牽引ロールの耐用日数が限られてしまうが(例えば３９日)、１１０００ポンド（４９９０kg）から１４０００ポンド（６３５０kg）の圧縮力では牽引ロールの耐用日数がより長くなる(例えば１００日を超える)。外径が約５インチ（１２７ｍｍ）、内径が約２．５インチ（６３．５ｍｍ）のディスクについては、これらの力は、上記した高圧縮力が約２２５０psi （１５７５０kPa）に相当し、上記した低圧縮力が約７５０〜９５０psi （５２５０〜６６５０kPa）に相当する。
【００３５】
圧縮力は、使用されるディスクの組成および枚数の関数として変化するので、ディスクに加えられる大きさのよりよい尺度は、組み立てられたロールの外表面、特にロールの使用時にガラスリボンに接触することとなる部分のショア硬度（具体的にはショアＤ硬度）である。本発明によれば、牽引ロールの外表面のこれらのガラスに接触する部分のショアＤ硬度は、３０から５５までの範囲内でなければならず、長期間の耐用日数を達成するのには４０から５５までの範囲内が好ましいことが判明している。これらの範囲内のショアＤ硬度は、牽引ロールの外表面がガラス表面に優しく接するのを可能にし、これにより、浅い割れ目による表面損傷を減少させる。ショアＤ硬度は、市販の機器を用いて測定される。
【００３６】
決して本発明を限定することを意図するものではないが、下記の比較例によって本発明をさらに詳細に説明する。
【００３７】
比較例１
この具体例は、牽引ロールのディスクを形成するのに用いられる種々の材料のみでなく、牽引ロールシャフト上にディスクを組み付けるのに用いられる圧縮力を比較したものである。下記の材料をテストした。（１）ＺＹＡＬＩＴＥ：ペンシルヴェニア州ビーヴァーフォールズ所在のヴェスヴィアス  マクドナルド社が販売しているアルミノ珪酸塩繊維と非晶質シリカ、（２）ＺＹＡＲＯＣＫ：ヴェスヴィアス  マクドナルド社が販売している多孔性溶融シリカ、（３）約３３０００ポンド（約２２５０psi、約１５７５０kPa）で圧縮されたＮｉｃｈｉａｓ  ＳＤ−１１５（高密度Ｎｉｃｈｉａｓ）、（４）１１０００ポンド〜１４０００ポンド（約７５０〜約９５０psi、約５２５０〜約６６５０kPa）（低密度Ｎｉｃｈｉａｓ）。
【００３８】
結果は下記の通りである。
【００３９】
（１）ＺＹＡＬＩＴＥ：この材料から作成されたロールは、著しく摩滅し、処女ガラス表面を汚染する磨耗粒子を含む、すなわちこの材料は脆く、表面欠陥を形成した。これらの問題は、繊維化された微小構造による異方性と組み合せられた低表面硬度に起因すると考えられる。
【００４０】
（２）ＺＹＡＲＯＣＫ：この材料のロールは、著しく摩滅した。この問題は、材料の高透過硬度と高弾性係数との組合せによるものと考えられる。
【００４１】
（３）高密度Ｎｉｃｈｉａｓ：この材料は、ロールの耐用日数が短いことを除いては、上述の材料に比較して良好に機能した。ロールの高密度は、ロール表面上にガラスを集めることによって、ガラスリボンに対する損傷を助長すると考えられる。比較的高い透過硬度では、付着したガラスがロールの表面の内部に沈み込むことはない。
【００４２】
（４）低密度Ｎｉｃｈｉａｓ：この材料は、上述のすべての材料に比較して良好に機能した。表面欠陥も材料の重大な磨耗も伴わずに長耐用日数を齎した。いかなる特定の動作理論にも縛られるつもりはないが、この卓越した性能は、この材料が低弾性係数および低い透過硬度を有していることによるものと思われる。この材料は、過大な応力を発生させずにガラスになじむことができ、ロール表面上の粒子は、著しい損傷の原因となることなくこの材料内に埋め込まれた。
【００４３】
比較例２
この比較例は、牽引ロールの組立てにおいてディスクに加えられる圧縮力の調節の重要性を説明するものである。Ｎｉｃｈｉａｓ  ＳＤ−１１５（商標）から作成された５種類のロールをテストした。これらロールは下記のような特性と耐用日数とを有していたが、表中で、「高圧でのディスク圧縮」は、約３３０００ポンド（約２２５０psi、１５７５０kPa）での圧縮を意味し、「低圧でのディスク圧縮」は、１１０００ポンド〜１４０００ポンド（約７５０〜９５０psi、約５２５０〜６６５０kPa）での圧縮を意味する。
【表１】
2005520774.tif 000003
【００４４】
この表中のデータは、外部的な要因による損傷によってロールの耐用日数が時期尚早に縮められたものではない。５番のロールの耐用日数の増大は、組立て時に用いられる押圧力が、牽引ロールの最終的な有用性にとって重要であることを示すものであることがこの表から明らかである。
【００４５】
４番のロールは、このロールが高圧で押圧されたのにも拘わらず、予備焼成を受けておらず、その結果、非耐熱性材料が燃え尽きたために、１〜３番のロールよりも耐用日数が延びたものと思われる。非耐熱性材料の燃え尽きに伴う損失とにより、有効押圧力の低下を齎した。従って４番のロールは、あたかも予備焼成を受けかつ低い圧力で押圧されたかのような振舞いを示したのである。
【００４６】
２番と３番のロールは、これらロールが、炭素鋼シャフトではなくステンレススチール製シャフトを用いたために、１番のロールよりも耐用日数が延びたものと思われる。ステンレススチール製シャフトは炭素鋼シャフトよりも高い熱膨張係数を有しているために、ロールが動作温度に加熱されたときにディスク上の有効押圧力が大きく低下したものと思われる。すなわち両方のケースでシャフトがディスクよりも膨張したが、ステンレススチール製シャフトの場合、より大きい膨張が生じ、使用時においてディスクに対する圧力が弱まり、それが耐用日数を増大させたのである。
【００４７】
以上、本発明の特定の実施の形態について説明したが、本発明の精神および範囲から離れることなしに種々の変形、変更が可能なことは、当業者には明らかであろう。したがって、添付の請求の範囲は、上述した特定の実施の形態のみならず、そのような変形、変更および均等物をも包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】新たに形成されたガラスリボンを牽引するために本発明により構成された牽引ロールの使用状態を示す斜視図である。
【図２】図１の左方部分の拡大図である。
【図３】図１の牽引ロールおよびガラスリボンの側面図である。
【図４】本発明により構成された牽引ロールの正面断面図である。
【図５】本発明により構成され、かつ六角形シャフトを備えた牽引ロールの、一部を断面とした斜視図である。
【図６】本発明により構成され、かつガラスリボンに接触する箇所の近傍のみに半柔軟なディスクを備えた牽引ロールの正面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１１    ガラスリボン
１３    牽引ロール
１５    ディスク
１７    シャフト
１９    支持面
２１    係止リング
２３    溝
２５    外側カラー
２７    ロール表面の、ガラスに係合する部分
２９    ロール表面の、ガラスに係合しない部分
３１    内側カラー
３３    ロール表面
【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】
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【国際調査報告】
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