(57)【要約】【課題】ガラス溶融炉から供給される溶融ガラスを所定の重量及び形状のゴブに切断するに際して、ゴブに付着するガラス微小片に起因するスピューの発生を低減して、良好な切断品位を実現するとともに、長時間の使用に耐えるシャーブレードを提供する。【解決手段】本発明の溶融ガラス切断用シャーブレードは、ガラス溶融炉から連続して供給される溶融ガラスを上刃１２ａと下刃１２ｂとを接近交差させて切断するシャーブレード１２であって、切断動作方向に略平行な縦断面における上刃１２ａと下刃１２ｂとの接触部１４ａ、１４ｂの幅Ｗが０．５〜１．５ｍｍであり、かつ、少なくとも下刃１２ｂの先端の刃先角α２がそれに続く刃物角β２よりも大きく、刃物角β２が３〜３０度の範囲にあることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス溶融炉から連続して供給されてくる溶融ガラスを上刃と下刃とを接近交差させて所定の大きさの溶融ガラス塊に切断する溶融ガラス切断用シャーブレードにおいて、
切断動作方向に略平行な縦断面における上刃と下刃との接触部の幅が０．５〜１．５ｍｍであり、かつ、少なくとも下刃の先端の刃先角がそれに続く刃物角よりも大きく、該刃物角が３〜３０度の範囲にあることを特徴とする溶融ガラス切断用シャーブレード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
溶融ガラスを切断してゴブを形成する際に用いられるシャーブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
金型を用いてブラウン管用パネルのようなガラス製品をプレス成形する場合、ガラス溶融炉で溶融され、オリフィスから押出される高温の溶融ガラスを、所定の重量および形状の溶融ガラス塊（以下ゴブという）になるようにシャーブレードにより切断して金型へ供給する工程を経る。
【０００３】
ブラウン管用パネルのプレス成形工程において、ゴブの金型への供給は、図２に示すように、左右に対向配置された上刃２ａと下刃２ｂとを備えたシャーブレード２が、油圧あるいはモーター等により駆動される治具（図示省略）にそれぞれ取り付けられており、上刃２ａと下刃２ｂとを水平方向に相対運動させることで、高温の溶融ガラスＭを所定の重量および形状を有するゴブＧという溶融ガラス塊になるように切断して落下させることにより行われる。ゴブＧの品位は、製品であるブラウン管用パネルの品質に大きな影響を及ぼすことから、所定の品質基準の下で厳しく管理されている。
【０００４】
シャーブレード２で切断される溶融ガラスＭは、上刃２ａと下刃２ｂの交差によって挟まれ上下方向に切断される。その際、シャーブレード２の切れ味が悪いと溶融ガラスＭおよびゴブＧの切断端は、シャーブレードの上刃２ａと下刃２ｂにより水平方向に細く長く引き伸ばされる。引き伸ばされた溶融ガラスＭは急速に冷却固化して脆くなるため、熱衝撃あるいはシャーブレード２の往復動作時の衝撃等で破砕してガラス微小片となり周辺に飛散することになる。飛散したガラス微小片がゴブＧの表面に付着した場合、ゴブＧ自体の保有熱により再溶融するが、完全には溶融せず、付着したゴブＧとの界面で発泡し、微小泡がゴブＧの表面に残る。このゴブＧの表面に微小泡が連なったものをスピューと呼び、プレス成形されたブラウン管用パネルに残ったスピューが許容限度を超える場合、外観不良品として扱われる。また、ガラス微小片の発生量が多いと、ガラス微小片がシャーブレード２の刃先を磨耗させて切れ味を悪くし、この結果、さらにガラス微小片の発生を加速させるといった悪循環を招くことになり、シャーブレード２の寿命を短くする要因となる。さらに、周辺に飛散したガラス微小片は、金型の成形面に付着し、プレス成形されたブラウン管用パネルに転写されての外観不良の原因にもなる。
【０００５】
従来、シャーブレードの切れ味を良くするために、上刃、下刃のそれぞれの刃先を鋭利にし、また、シャーブレードの切れ味を維持するために、例えば、特許文献１に開示されているような、刃先の表面にセラミックス質の被膜を形成しているものがある。しかし、刃先を鋭利にすると刃先自体のカケやクラックの発生が増え、却って切れ味を低下させる要因になり、また、刃先表面へのセラミックス質の被膜形成も、耐磨耗性は向上するもののセラミックス質の被膜そのものは脆弱であるため刃先の損傷が起こりやすい。
【０００６】
溶融ガラスの切断には、図３に示すような、先端の刃先角がそれに続く刃物角と異なっている断面形状を有するシャーブレード、いわゆる二段刃のシャーブレードが一般に使用されている。また、このシャーブレードは、上刃２ａの下面および下刃２ｂの上面を凹ませた逃角面３が形成され、溶融ガラスを切断する際に、切断された溶融ガラスの摩擦抵抗を減殺するとともに、上刃２ａと下刃２ｂの接触をそれぞれの刃先のみにして、シャーブレードの動作を円滑にするようにしている。
【０００７】
このようなシャーブレード２で溶融ガラスを切断する際には、上刃２ａと下刃２ｂとの接触部では、上刃２ａは下刃２ｂから押し上げられる力を、反対に、下刃２ｂは上刃２ａから押し下げられる力をそれぞれ受けている。このため、上下両刃は、図４に示すように、溶融ガラスの切断動作に入る以前の水平位置から、上刃２ａは下方に、下刃２ｂは上方にそれぞれ撓み、上刃２ａ下面の接触部４ａと下刃２ｂ上面の接触部４ｂに隙間Ｓができる。溶融ガラスの切断時に発生するガラス微小片は、この隙間Ｓに溜まリ易いが、隙間Ｓは、上刃２ａおよび下刃２ｂの接触部の幅Ｗが広ければ広いほど大きくなるため、隙間Ｓに溜まるガラス微小片の量も増加する。この結果、ゴブに付着するガラス微小片の量が増えスピューが多く発生するとともに、シャーブレード２の刃先が磨耗して切れ味が悪くなり、シャーブレード２の寿命を縮める原因になる。
【０００８】
シャーブレードの寿命が短いと、当然のことながらシャーブレードを頻繁に交換することになるが、シャーブレードは溶融ガラスの流出口であるオリフィスの直下に設けられているため、この交換作業は危険を伴い、さらに、シャーブレードの交換後においても引き続き上刃と下刃の噛み合わせ位置や刃先の接触圧などの微調整が必要であり、そのうえ、新しいシャーブレードによる溶融ガラスの切断が安定するまでの立ち上がり時間が長くかかる。このように、シャーブレードの耐用時間が短く交換頻度が高いことは、作業の安全面、製品の品質面および生産効率面のマイナスが大きく、シャーブレードの長寿命化が求められていた。
【特許文献１】特開平１０−１３９４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであって、溶融ガラスを所定の重量および形状のゴブに切断するに際して、ゴブに付着するガラス微小片に起因するスピューの発生を低減して、良好な切断品位を実現するとともに、長時間の使用に耐えるシャーブレードを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の溶融ガラス切断用シャーブレードは、ガラス溶融炉から連続して供給されてくる溶融ガラスを上刃と下刃とを接近交差させて所定の大きさの溶融ガラス塊に切断する溶融ガラス切断用シャーブレードにおいて、切断動作方向に略平行な縦断面における上刃と下刃との接触部の幅が０．５〜１．５ｍｍであり、かつ、少なくとも下刃の先端の刃先角がそれに続く刃物角よりも大きく、該刃物角が３〜３０度の範囲にあることを特徴とする。
【００１１】
溶融ガラスの切断時には、上刃と下刃とがそれぞれの刃先が隙間なく面接触しながら交差することが好ましい。しかし、実際には溶融ガラスの切断時の噛み込みを防止するために、上下両刃の接触部で、上刃は下刃から押し上げられる力を、一方、下刃は上刃から押し下げられる力を受けており、上刃は下方に、下刃は上方にそれぞれ撓むため、前出の図４に示すように、上刃２ａの接触部４ａと下刃２ｂの接触部４ｂの間に隙間Ｓができることになる。この隙間Ｓは上下両刃の接触部４ａ、４ｂの幅Ｗが広ければ広いほど大きくなるため、溶融ガラスの切断時に発生したガラス微小片がこの隙間Ｓに溜まる量も多くなり、逆に接触部の幅Ｗが狭ければ、この隙間Ｓにガラス微小片が溜まり難くなる。
【００１２】
そのため、切断動作方向に略平行な縦断面における上刃と下刃との接触部の幅Ｗは０．５〜１．５ｍｍが好ましい。上下両刃の接触部の幅Ｗが０．５ｍｍ未満になると、上刃と下刃のそれぞれの刃先にカケやクラックが発生し易くなり、接触部の幅Ｗが１．５ｍｍを超えると上刃２ａの接触部４ａと下刃２ｂの接触部４ｂの隙間Ｓが大きくなり、ガラス微小片の溜まる量が増えて外観不良の原因となるスピュ−が発生し易くなるとともに、シャーブレードの耐用時間も短くなる。
【００１３】
シャーブレードの切れ味を良好にするという点では、刃先が鋭利である、すなわち刃先角が小さい方が好ましい。しかし、刃先角が小さ過ぎると刃先にカケ、クラックが発生し易く、溶融ガラスの切れが悪くなり、スピュー発生の原因になる。切断する溶融ガラスの組成、温度あるいは径などの条件によって異なるが、一般に刃先のカケ、クラックを防止するためには、刃先角が３０度以上であることが好ましい。ただし、刃先角が８０度を超えると刃先が溶融ガラスの表面を押圧する作用が大きくなるので、溶融ガラスの切断痕にしわが発生し易く好ましくない。刃先角に一定の制約がある中で、シャーブレードの切れ味を良くするには、図１に示すように、シャーブレード１２が、上刃１２ａ、下刃１２ｂのそれぞれ刃先角α１、α２とそれに連続する刃物角β１、β２のように二段に曲折した断面形状を有し、刃先角α１、α２が刃物角β１、β２よりも大きい関係が成立するようにしてやればよい。刃先角α１、α２を３０〜８０度の範囲とした場合に、シャーブレード１２の切れ味に関係するのは刃物角β１、β２である。刃物角β１、β２は、シャーブレード１２の刃先が溶融ガラスに侵入し、溶融ガラスを切断分離する際に、シャーブレード１２と溶融ガラスとの摩擦抵抗に関係する。
【００１４】
前出のオリフィスから押し出される溶融ガラスは、シャーブレード１２によって上下に切断され、上部はオリフィスの流出口から懸垂状態で残り、下部はゴブとして金型に落下する。切断された上部の溶融ガラスおよび下部のゴブには、ともにシャーブレード１２の切断痕が生じるが、オリフィスから懸垂している上部の溶融ガラスは保有熱量が大きいため表面張力が働いて上刃１２ａによる切断痕が解消されるのに対し、下部のゴブは金型との接触で急冷されて固化するため下刃１２ｂによる切断痕が残り易い。上刃１２ａと下刃１２ｂとは同一の断面形状でも構わないが、少なくともゴブＧに切断痕が残り易い下刃１２ｂは、刃先角α２と刃物角β２のように二段に曲折した断面形状とし、刃先角α２が刃物角β２よりも大きいことが重要である。
【００１５】
下刃１２ｂの刃物角β２は３〜３０度の範囲であることが重要である。刃物角β２をこの範囲にすることにより、シャーブレード１２が溶融ガラスに侵入する際に溶融ガラスから受ける摩擦抵抗を減殺することができる。刃物角β１、β２が小さ過ぎると、上刃１２ａ、下刃２ｂのそれぞれの厚みが小さくなりシャーブレード１２自体の強度が低下するため、３度以上であることが好ましい。一方、刃物角β１、β２が大き過ぎると、シャーブレード１２と切断される溶融ガラスの摩擦抵抗が大きくなり切れ味が悪くなるため、３０度以下であることが重要であり、切れ味を考慮すると２０度以下であることが好ましい。
【００１６】
また、上記では、本発明の溶融ガラス切断用シャーブレードを、ブラウン管用パネルを成形するための溶融ガラスを切断する場合に使用する形態について述べたが、本発明の溶融ガラス切断用シャーブレードは、これ以外にも、各種ガラス製品の成形のために溶融ガラスを切断してゴブを作成する用途に使用することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の溶融ガラス切断用シャーブレードによれば、切れ味が良好で、溶融ガラス切断時のガラス微小片の発生が減少するので、ゴブにスピューの発生がなくなるとともにシャーブレードの寿命が長くなり、ゴブ供給における生産性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の溶融ガラス切断用シャーブレードの実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る溶融ガラス切断用シャーブレードの断面図である。図１において、シャーブレード１２は耐熱工具鋼からなる上刃１２ａと下刃１２ｂから構成される。
【００２０】
シャーブレード１２の上刃１２ａと下刃１２ｂの刃先には、幅が０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲になるように接触部１４ａと接触部１４ｂがそれぞれ形成されている。また、上刃１２ａと下刃１２ｂは、刃先から胴部にかけて、先端の刃先角α１、α２がこれに連続する刃物角β１、β２よりも大きい断面形状を有しており、刃物角β１、β２が３〜３０度の範囲になるように形成されている。
【００２１】
上記のように構成された本発明のシャーブレード１２を用いて溶融ガラスを切断した場合の刃先の状態、ガラスの切断品位を評価した。切断対象のガラスは、一般にブラウン管用パネルガラスとして使われているＢａＯ−ＳｒＯ2−ＳｉＯ2系ガラスを約１０００℃で加熱溶融されたガラスであり、シャーブレードの動作は、従来のシャーブレードの動作と同じである。
【００２２】
実施例１〜５は、上刃と下刃との接触部の幅、および上刃と下刃の刃先角および刃物角を、それぞれ本発明に示す所定の条件に設定したシャーブレードである。なお、実施例１〜５では、いずれの場合も、上刃と下刃の刃先角はそれぞれ６０度、上刃の刃物角は３０度と一定に設定し、下刃の刃物角のみ、本発明に示された所定の条件内で変えて作製したシャーブレードを用いた。
【００２３】
本発明のシャーブレードと比較するために、下記の比較例１〜３を用いた場合の刃先の状態、ガラスの切断品位を評価した。比較例１は従来のシャーブレード、比較例２および比較例３は、上刃と下刃との接触部の幅、上刃と下刃の刃物角を、それぞれ本発明に示された所定の条件から外れて設定したシャーブレードである。
【００２４】
表１は、実施例１〜５および比較例１〜３の評価結果を示している。表１中、刃先の状態およびガラスの切断品位が、従来のシャーブレードと同等ものは○、従来のシャーブレードに比べて劣るものは×で表した。シャーブレードの交換時期の目安は、スピュ−が外観品位基準を超えて発生した時点とし、交換期間は、従来のシャーブレードの使用期間を１としたときの倍数とし、シャーブレードとしての寿命の評価は、交換期間が従来のシャーブレードと同等のものを○、明らかに長い場合は◎、明らかに短い場合は×で表した。
【実施例１】
【００２５】
実施例１のシャーブレードは、上刃と下刃との接触部の幅を０．５ｍｍ、下刃の刃物角を１５度としたもので、ゴブにスピューの発生や、刃先にカケやクラックの発生が認められず、従来のシャーブレードに比べ交換期間が著しく延びた。
【実施例２】
【００２６】
実施例２のシャーブレードは、上刃と下刃との接触部の幅を１．０ｍｍ、下刃の刃物角を１５度としたもので、ゴブにスピューの発生が認められず、従来のシャーブレードに比べ交換期間が著しく延びた。
【実施例３】
【００２７】
実施例３のシャーブレードは、上刃と下刃との接触部の幅を１．０ｍｍ、下刃の刃物角をいずれも５度としたもので、ゴブにスピューの発生が認められず、従来のシャーブレードに比べ交換期間が著しく延びた。
【実施例４】
【００２８】
実施例４のシャーブレードは、上刃と下刃との接触部の幅を１．０ｍｍ、下刃の刃物角を３０度としたもので、ゴブにスピューやしわの発生が認められず、従来のシャーブレードに比べ交換期間が著しく延びた。
【実施例５】
【００２９】
実施例５のシャーブレードは、上刃と下刃との接触部の幅を１．５ｍｍ、下刃の刃物角を３０度としたもので、従来のシャーブレードに比べ交換期間が延びた。
【００３０】
比較例１のシャーブレードは従来のシャーブレードであり、上刃と下刃との接触部の幅は２．０ｍｍ、下刃の刃物角は３０度である。比較例２のシャーブレードは、上刃と下刃との接触部の幅を１．０ｍｍ、下刃の刃物角を４５度としたもので、切断開始直後からゴブにしわの発生が認められたため評価作業を打ち切りシャーブレードの交換を行った。比較例３のシャーブレードは、上刃と下刃との接触部の幅を０．３ｍｍ、下刃の刃物角を３０度としたもので、切断開始後の早い段階で上下両刃の刃先にカケが発生し、シャーブレードの交換を必要とした。
【００３１】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の溶融ガラス切断用シャーブレードの断面形状図。
【図２】シャーブレードにより溶融ガラスを切断する状態を示す説明図。
【図３】従来のシャーブレードの断面形状図。
【図４】溶融ガラス切断時の従来のシャーブレードの刃先状態の説明図。
【符号の説明】
【００３３】
１    オリフィス
２、１２    シャーブレード
２ａ、１２ａ    上刃
２ｂ、１２ｂ    下刃
４ａ、４ｂ、１４ａ、１４ｂ    接触部
Ｗ    接触部の幅
α１、α２    刃先角
β１、β２    刃物角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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