(57)【要約】      （修正有）【課題】トップロールとガラスリボンとの付着防止を維持した上で、局部的な温度の乱れ、熱効率の低下及び付着物の落下を低減すると共に、トップロールに形成されたジルコニア膜の一部がガラスリボン上に落下するのを防止する。【解決手段】フロートバスに貯留される溶融金属の液面で溶融ガラスを流動させてガラスリボンを成形し、トップロール３０によってガラスリボンを下流側に搬送すると共にガラスリボンの幅方向に沿う張力をガラスリボンに付与する工程とを含む。トップロール３０は、ガラスリボンと当接するローラ部３１と、ローラ部３１の一方の端面３１ｃに接合される回転可能な軸部３２と、冷却媒体が流通する流路３３とを有する。流路３３は、表面にジルコニア膜３３ａを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロートバスに貯留される溶融金属の液面で溶融ガラスを流動させてガラスリボンを成形し、トップロールによって前記ガラスリボンを下流側に搬送すると共に前記ガラスリボンの幅方向に沿う張力を前記ガラスリボンに付与する工程とを含む板ガラスの製造方法であって、
前記トップロールは、前記ガラスリボンと当接するローラ部と、前記ローラ部の一方の端面に接合される回転可能な軸部と、冷却媒体が流通する流路とを有し、
前記流路は、表面にジルコニア膜を有することを特徴とする板ガラスの製造方法。
【請求項２】
前記膜は、溶射膜であることを特徴とする請求項１に記載の板ガラスの製造方法。
【請求項３】
前記流路は、前記ローラ部の他方の端面の裏側に位置する領域にジルコニア膜を有することを特徴とする請求項２に記載の板ガラスの製造方法。
【請求項４】
溶融金属の液面で溶融ガラスを流動させてガラスリボンを成形するために前記溶融金属が貯留されるフロートバスと、前記ガラスリボンを下流側に搬送すると共に前記ガラスリボンの幅方向に沿う張力を前記ガラスリボンに付与するトップロールとを備える板ガラスの製造装置であって、
前記トップロールは、前記ガラスリボンと当接するローラ部と、前記ローラ部の一方の端面に接合される回転可能な軸部と、冷却媒体が流通する流路とを有し、
前記流路は、表面にジルコニア膜を有することを特徴とする板ガラスの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロート法による板ガラスの製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）などに代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、或いは太陽電池や２次電池などの製作において、ガラス板が使用される。これらの製作で使用されるガラス板は、フロート法によって製造することができる。
【０００３】
フロート法では、フロートバスに貯留される溶融金属（例えば錫）の液面に、上流側から溶融ガラスを流し込み、下流側に流動させる。その過程で、溶融ガラスを板状に広げることによってガラスリボンを成形する。成形されたガラスリボンは、一対又は複数対のトップロールによって下流側に搬送される。その際、対となるトップロールによってガラスリボンの幅方向に沿う張力がガラスリボンに付与される。これにより、収縮によってガラスリボンの幅が狭くなるのを低減でき、所望の幅や厚みのガラスリボンを得ることができる。
【０００４】
トップロールの内部には、ガラスリボンとの付着を防止するため、冷却媒体（例えば水）が流通する流路が設けられる。この場合、トップロールが冷却体として機能することから、トップロールの周辺で温度が低下する。これにより、局所的な温度の乱れが発生すると共に、エネルギー効率が低下する。また、揮発した溶融金属がトップロールによって冷却され、トップロールに付着する。付着物がガラスリボン上に落下すると、製品欠陥が発生する。
【０００５】
これらの問題に対応するため、特許文献１では、トップロールの外表面をジルコニアで被覆することが提案されている。これにより、フロートバス内の雰囲気とトップロールの熱交換を低減することができる。その結果、局所的な温度の乱れ、エネルギー効率の低下及び付着物の落下を低減できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−０８６９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に提案されるように、トップロールの外表面をジルコニアで被覆すれば、フロートバス内の雰囲気とトップロールの熱交換を低減することができる。その結果、局所的な温度の乱れ、エネルギー効率の低下及び付着物の落下を低減できる。しかしながら、長期間（例えば数年）に亘ってトップロールを高温の炉内で使用すると、ジルコニア膜に亀裂が発生し、ジルコニア膜の一部が剥離してガラスリボン上に落下する。その結果、製品欠陥が発生する。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、トップロールとガラスリボンとの付着防止を維持した上で、局部的な温度の乱れ、熱効率の低下及び付着物の落下を低減できると共に、トップロールに形成されたジルコニア膜の一部がガラスリボン上に落下するのを防止可能な板ガラスの製造方法及び製造装置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】
【０００９】
前記課題を解決するために創案された本発明に係る板ガラスの製造方法は、フロートバスに貯留される溶融金属の液面で溶融ガラスを流動させてガラスリボンを成形し、トップロールによって前記ガラスリボンを下流側に搬送すると共に前記ガラスリボンの幅方向に沿う張力を前記ガラスリボンに付与する工程とを含む板ガラスの製造方法であり、前記トップロールは、前記ガラスリボンと当接するローラ部と、前記ローラ部の一方の端面に接合される回転可能な軸部と、冷却媒体が流通する流路とを有し、前記流路は、表面にジルコニア膜を有する。
【００１０】
前記ジルコニア膜は、溶射膜であることが好ましい。
【００１１】
前記流路は、前記ローラ部の他方の端面の裏側に位置する領域にジルコニア膜を有することが好ましい。
【００１２】
また、前記課題を解決するために創案された本発明に係る板ガラスの製造装置は、溶融金属の液面で溶融ガラスを流動させてガラスリボンを成形するために前記溶融金属が貯留されるフロートバスと、前記ガラスリボンを下流側に搬送すると共に前記ガラスリボンの幅方向に沿う張力を前記ガラスリボンに付与するトップロールとを備える板ガラスの製造装置であり、前記トップロールは、前記ガラスリボンと当接するローラ部と、前記ローラ部の一方の端面に接合される回転可能な軸部と、冷却媒体が流通する流路とを有し、前記流路は、表面に前記ローラ部及び前記軸部と比べて熱伝導率が小さい材料からなる膜を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、冷却媒体が流通する流路が表面にジルコニア膜を有する。このため、フロートバス内の雰囲気とトップロール（冷却媒体）の熱交換を低減することができる。その結果、局所的な温度の乱れ、エネルギー効率の低下及び付着物の落下を低減できる。また、流路の表面にジルコニア膜を設けても、ローラ部による冷却効果を確保できるので、トップロールとガラスリボンとの付着防止を維持できる。さらに、ジルコニア膜の一部が剥離しても、ガラスリボン上に落下しないことから、ジルコニア膜の剥離に伴う製品欠陥の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るガラス板の製造方法について、実施状況の全体を模式的に示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るトップロールを模式的に示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、図１は、製造方法の実施状況の全体を模式的に示す平面図であり、図２は、その製造方法のトップロールを拡大して模式的に示す縦断面図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態に係る製造装置１０は、フロートバス２０と、５対のトップロール３０とを備える。フロートバス２０には、溶融金属Ｍ（例えば錫）が貯留される。フロートバス２０の上流側（入口２１）から溶融ガラスＧＡが溶融金属Ｍの液面に供給される。溶融金属Ｍの液面で溶融ガラスＧＡを下流側（同図の太線矢印で示す方向）に流動させると共に板状に広げることにより、ガラスリボンＧＢを成形する。
【００１７】
対をなすトップロール３０は、ガラスリボンＧＢの幅方向の両端部とそれぞれ接触する。また、対をなすトップロール３０は、フロートバス２０の下流側に並べて配置される。トップロール３０は、ガラスリボンＧＢの上面と接触し、回転に伴ってガラスリボンＧＢを下流側に搬送する。
【００１８】
また、トップロール３０の回転軸は、ガラスリボンＧＢの幅方向の中央線Ｃに対して傾斜しており、具体的には、中央線Ｃから遠くなるのに従って入口２１との距離が短くなるように回転軸は傾斜している。これにより、対をなすトップロール３０が回転するのに伴って幅方向に沿う張力（同図の破線矢印参照）がガラスリボンＧＢに付与される。このため、収縮によってガラスリボンＧＢの幅が狭くなるのを低減でき、所望の幅や厚みであるガラスリボンＧＢを得ることができる。
【００１９】
図２に示すように、トップロール３０は、ガラスリボンＧＢの端部と当接するローラ部３１と、回転可能である軸部３２と、冷却媒体（例えば水）が流通する流路３３とを有する。ローラ部３１は、本体３１ａと、蓋３１ｂとを備える。本体３１ａは、ローラ部３１の一方の端面３１ｃ（以下「第１端面」ともいう）及び外周面を形成し、蓋３１ｂはローラ部３１の他方の端面３１ｄ（以下「第２端面」ともいう）を形成する。本体３１ａと蓋３１ｂは、溶接やボルト締結等によって一体化される。
【００２０】
ローラ部３１の外周面には、複数の爪部（突起）が形成される。爪部の先端をガラスリボンＧＢ上面に食い込ませることにより、トップロール３０がガラスリボンＧＢに対して滑るのを防止する。
【００２１】
ローラ部３１の第１端面３１ｃには、軸部３２の先端が溶接やボルト締結等によって接合される。軸部３２の根本は、駆動装置（図示なし）に連結され、駆動装置の動作に伴って軸部３２及びローラ部３１が回転する。駆動装置は、フロートバス２０の外部に配置されるので、軸部３２は、フロートバス２０の側壁に設けられた貫通孔に通される。必要に応じ、軸部３２を保護するため、軸部３２の外周面を覆うスリーブ（図示なし）が設けられる。
【００２２】
冷却媒体が流通する流路３３は、トップロール３０の内部に形成され、より具体的には、ローラ部３１及び軸部３２の内部に形成される。本実施形態の流路３３では、供給配管（図示なし）から冷却媒体が軸部３２を介してローラ部３１に供給される（ハッチングを施した矢印参照）。また、ローラ部３１内に供給された冷却媒体は、軸部３２を介して排出配管（図示なし）から排出される（クロスハッチングを施した矢印参照）。流路３３内の冷却媒体を万遍なく流動させるため、必要に応じ、仕切りが流路３３に配置される。
【００２３】
加えて、流路３３は、表面（トップロール３０の内表面）にジルコニア膜３３ａを有する。本実施形態では、第２端面３１ｄの裏側に位置する表面（蓋３１ｂの内表面）にジルコニア膜３３ａが設けられる。このように流路３３の表面にジルコニア膜３３ａを設ければ、ジルコニア膜３３ａの一部が剥離しても、ガラスリボンＧＢ上に落下することなく、冷却媒体と共に排出配管から排出される。このため、本実施形態の製造方法及び製造装置は、ジルコニア膜の剥離に伴って製品欠陥が発生する問題を防止できる。
【００２４】
ローラ部３１及び軸部３２を構成する金属（例えば炭素鋼やステンレス鋼）と比べ、ジルコニアは熱伝導率が小さい。このため、本実施形態の製造方法及び製造装置は、流路３３の表面にジルコニア膜３３ａを設けることにより、フロートバス２０内の雰囲気とトップロール３０（冷却媒体）の熱交換を低減することができる。その結果、局所的な温度の乱れ及びエネルギー効率の低下を低減できる。また、揮発した溶融金属Ｍが冷却されてトップロール３０に付着するのも低減されるので、付着物の落下を低減できる。
【００２５】
流路３３の表面にジルコニア膜３３ａを設けても、ローラ部３１による冷却効果を確保できる。このため、本実施形態の製造方法及び製造装置は、トップロール３０とガラスリボンＧＢとの付着を防止できる。換言すれば、ローラ部３１の外周面の裏側に位置する表面にジルコニア膜３３ａを設ければ、ローラ部３１の冷却機能は僅かに低下するが、ローラ部３１とガラスリボンＧＢとの付着が生じる程度までには、冷却機能が低下しない。
【００２６】
ジルコニア膜３３ａは、例えば、溶射や蒸着、スパッタによって形成することができる。トップロール３０の製造コストの増加を抑制する観点から、ジルコニア膜３３ａは溶射膜であることが好ましい。溶射は、例えばフレーム溶射、高速フレーム溶射、爆発溶射、電気式溶射、プラズマ溶射によって行うことができる。
【００２７】
ジルコニア膜３３ａは、流路３３の表面の全領域に設けてもよく、一部の領域に設けてもよい。
【００２８】
ジルコニア膜３３ａで覆われる面積が増加するのに従い、フロートバス２０内の雰囲気とトップロール３０の熱交換がより低減される。一方で、ジルコニア膜３３ａで覆われる面積が増加するのに従い、トップロール３０の製造コストが増加する。また、溶射材を吹き付けるノズルがローラ部３１や軸部３２の内部に入り込み難いので、ローラ部３１の外周面の裏側に位置する表面３３ｂ（内周面）や軸部３２の外周面の裏側に位置する表面３３ｃ（内周面）にはジルコニア膜３３ａを形成し難い。例えば、ローラ部３１を構成する本体３１ａや軸部３２を縦断面で分割すれば、比較的容易にローラ部３１の内周面３３ｂや軸部３２の内周面３３ｃにジルコニア膜を形成することができるが、この場合でも、分割によってトップロール３０の製造コストが増加する。
【００２９】
トップロール３０の製造コストの増加を抑制しながらフロートバス２０内の雰囲気とトップロール３０の熱交換を低減する観点から、ローラ部３１の他方の端面３１ｄ（第２端面）の裏側に位置する領域にジルコニア膜３３ａを有することが好ましい。また、ローラ部３１は、本体３１ａと蓋３１ｂとに分割されていることが好ましい。この場合、蓋３１ｂの概略形状が板状となり、蓋３１ｂの内表面への溶射を容易に行うことができる。このため、ジルコニア膜の形成に要するコストを大幅に削減できる。
【００３０】
また、ジルコニア膜が形成された状態で溶接を行うと、溶接時の発熱によってジルコニア膜の一部が剥離するおそれがある。このため、溶接部には、ジルコニア膜を形成しないことが好ましい。換言すると、溶接部を除いてジルコニア膜を形成することが好ましい。
【００３１】
ジルコニア膜３３ａの厚さは、例えば１〜２０００μｍとすることができ、５０〜１０００μｍとすることが好ましく、１００〜５００μｍとすることがより好ましい。ジルコニア膜３３ａの剥離を防止し、トップロール３０の寿命を長くする観点では、ジルコニア膜３３ａと流路の表面に下地層を有することが好ましい。下地層は、例えばＮｉＣｒ合金やＣｏＮｉＣｒＡｌＹ合金とすればよい。耐熱性を向上させることによってトップロール３０の寿命をさらに長くする観点では、下地層は、ＮｉＣｒ合金とすることが好まし。また、ジルコニア膜３３ａの剥離を防止し、トップロール３０の寿命をさらに長くする観点では、下地層の厚みを２５〜１５０μｍとすることが好ましい。
【００３２】
上記実施形態では、ローラ部３１が本体３１ａと蓋３１ｂとからなるが、本発明では、他の形態を採用してもよい。例えば、ローラ部３１が、外周面を形成する環状部材と、第１端面３１ｃを形成する第１の蓋と、第２端面３１ｂを形成する第２の蓋とを備えてもよい。この場合、第１端面の裏側に位置する表面（第１の蓋の内表面）及び第２端面の裏側に位置する表面（第２の蓋の内表面）への溶射を容易に行うことができる。また、第２端面の裏側に位置する表面（第２の蓋の内表面）のみならず第１端面の裏側に位置する表面（第１の蓋の内表面）にもジルコニア膜を有すれば、フロートバス２０内の雰囲気とトップロール３０（冷却媒体）の熱交換をさらに低減することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０    製造装置
２０    フロートバス
２１    入口
３０    トップロール
３１    ローラ部
３１ａ  本体
３１ｂ  蓋
３１ｃ  一方の端面（第１端面）
３１ｄ  他方の端面（第２端面）
３２    軸部
３３    流路
３３ａ  膜（ジルコニア膜）
３３ｂ  ローラ部の外周面の裏側に位置する表面
３３ｃ  軸部の外周面の裏側に位置する表面
ＧＡ    溶融ガラス
ＧＢ    ガラスリボン
Ｃ      中央線
Ｍ      溶融金属
【図１】
2019006614.tif 000003
【図２】
2019006614.tif 000004