(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体上に供給された溶融状態の硝子リボンを板硝子に連続的に成形する製法であって、液体を内部に包含しうる材質又は構造からなる前記支持体中に、常温付近では気体ではなく、少なくとも該硝子のガラス転移点以上で気体である蒸気膜形成剤を液体状態で導入する工程と、該支持体とガラス転移点以上の温度にある硝子とを、前記蒸気膜形成剤が気化した蒸気膜の薄層を介して互いに摺動させる工程と、を含む板硝子の連続製法において、
前記硝子リボンの幅方向の両端付近部を下方に折曲した形状に保持することにより、前記硝子リボンの幅の収縮を制御するとともに、冷却エアーを噴射して前記両端付近部を硬化させることを特徴とする幅広板硝子の連続製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は幅広板硝子の連続製法に係り、特に溶融硝子を連続的に幅広板硝子に成形する幅広板硝子の連続製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
板硝子の製法としては、溶融スズを用いるフロート法、引き上げ法、ダウンドロー法、フュージョン法等が知られている。
【０００３】
しかしながら、上記フロート法は、熱伝導性が硝子よりも高い媒体上（溶融スズのフロートバス上）に硝子リボンを浮上させて成形するために、媒体との熱の授受が大きく、媒体の温度の影響を大きく受けるので、媒体の温度制御が非常に重要であり、また、冷却中における硝子リボン表面と内部の温度差が少なくなるように媒体の温度を硝子の温度に近づけて厳密な制御のもとに徐々に冷却することが必要となるため、冷却がゆっくりとならざるを得ず、十分に長いフロートバスが必要となり、成形時間が長くなる。また、品質的にもスズに由来する各種欠点を生じることが多い。更に、スズ資源の枯渇も懸念されている。
【０００４】
一方、引き上げ法、ダウンドロー法、フュージョン法では、垂直方向の成形のために重力に起因する硝子リボンへの力の制御が困難で、硝子肉厚の制御が困難となり、それを軽減するための媒体の温度制御が複雑になるという問題があった。
【０００５】
このような背景から、本願出願人は、蒸気膜形成剤を含む基材を用いて蒸気膜の薄層を介して溶融硝子リボンを板状に成形する板硝子の成形方法に関する技術を提案している（特開平９─２９５８１９号公報）。この板硝子の製法によれば、省資源、省エネルギー化、板硝子の高品質化、設備及び運転コストの低減、ジョブチェンジの容易化、小規模生産から大規模生産までの多様な対応が可能等の効果を奏する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平９─２９５８１９号公報に開示された前記従来の製法は、成形時に硝子リボンに働く力によって以下に述べる問題が生じ易い。即ち、硝子リボンの搬送方向（長手方向）では、成形装置の下流側に配設された搬送ローラやピンチローラにより硝子リボンに実質的に引張応力が与えられるが、硝子リボンの幅方向（短手方向）では、引張応力が与えられ難いので、一般的には硝子リボンの幅が収縮するという現象（アテニュエーション）が生じる。この現象によって、所望の幅の硝子リボンが得られず、また、成形された板硝子の表面に皺が発生したり、表面平滑性・平坦性及び均厚性が悪化し易いという欠点があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、溶融硝子を蒸気膜形成剤を含む基材を用いて板硝子に成形する製法において、溶融硝子の幅方向の収縮を防止することにより、所定の幅広の硝子リボンを得るとともに、表面平滑性及び均厚性に優れた高品質な板硝子を製造することができる幅広板硝子の連続製法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、支持体上に供給された溶融状態の硝子リボンを板硝子に連続的に成形する製法であって、液体を内部に包含しうる材質又は構造からなる前記支持体中に、常温付近では気体ではなく、少なくとも該硝子のガラス転移点以上で気体である蒸気膜形成剤を液体状態で導入する工程と、該支持体とガラス転移点以上の温度にある硝子とを、前記蒸気膜形成剤が気化した蒸気膜の薄層を介して互いに摺動させる工程と、を含む板硝子の連続製法において、前記硝子リボンの幅方向の両端付近部を下方に折曲した形状に保持することにより、前記硝子リボンの幅の収縮を制御するとともに、冷却エアーを噴射して前記両端付近部を硬化させることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１０】
図１、図２は、本発明を実施するための幅広板硝子の連続成形装置を模式的に示した図である。
【００１１】
成形装置１０は、主として、蒸気膜形成剤を内部に包含可能に形成された支持体１２、１２…と、蒸気膜形成剤を支持体１２に給液する給液装置１６と、支持体１２を周回させるベルトコンベア２０と、成形された硝子リボン１３を搬送するローラ２３と、硝子リボン１３に搬送方向の力を付与する張力付与装置２２と、成形過程にある硝子リボン１３の両端を冷却するためのエア吹き出しノズル３２が形成された冷却装置３０とで構成される。また、成形装置１０の前段側には、硝子原料を溶解する硝子溶融炉１４が配設されており、この硝子溶融炉１４から溶融状態の硝子Ｇが支持体１２上に供給される。溶融硝子Ｇは成形装置１０に供給され、ここで支持体１２から蒸気膜形成剤が気化した蒸気膜の薄層１８を介して搬送されることにより、支持体１２上で板状硝子リボン１３に成形される。
【００１２】
硝子溶融炉１４は、板硝子となる所定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硝子Ｇを調製する。このような硝子の成形を行うためには、成形初期の溶融硝子Ｇの温度が所定の範囲にあり、成形に適した溶融硝子Ｇの粘度であることが重要である。即ち、溶融硝子Ｇの粘度が１００〜１００万ポイズの範囲にあり、好適には５００〜１０万ポイズの間であるような温度領域で処理されることが好ましい。
【００１３】
硝子溶融炉１４により温度及び粘度の調整された溶融硝子Ｇは、硝子溶融炉１４の出口スリット１４Ａからリボン状の流れとなって支持体１２上に供給される。硝子溶融炉１４からの溶融硝子Ｇの供給は、その粘度や温度において所定の硝子リボンが得られるものであれば、如何なる方式で供給してもよい。即ち、オレフィス、リップ、スリット、孔から支持体１２上に直接供給してもよく、また、過度の冷却を防止できるのであればロール等（図示せず）による予備成形を行なってもよい。
【００１４】
支持体１２は、単位ユニットを連続させたものや所定長の単位ユニットを組み合わせたものでもよく、更にはベルト状に加工したもの、単位ロールを連続的に配列させたもの等を使用することができる。本実施の形態では、複数の矩形の支持体１２、１２…がベルトコンベア２０の無端状ベルト２０Ａの表面に一定の間隔をもって長手方向に配列固定された例で説明する。このように支持体１２同士を若干の間隔をもって配列すると、支持体１２同士の間には硝子リボン１３の移動方向に対し直交する溝１２Ｂが形成される。
【００１５】
無端状ベルト２０Ａは、駆動ロール２０Ｃ及び従動ロール２０Ｄからなる一対のロールの間に張設され、駆動ロール２０Ｃの図１上時計回り方向の回転によって駆動される。これにより、無端状ベルト２０Ａは、図１の矢印２６方向に周回移動することができる。更に、無端状ベルト２０Ａの移動速度は、支持体１２上の硝子リボン１３の進行速度と異なるように設定される。これにより、支持体１２と硝子リボン１３とは蒸気膜の薄層１８を介して摺動運動する。また、ベルトコンベア２０には、無端状ベルト２０Ａの上側移動経路をガイドするガイド板２１が設けられ、無端状ベルト２０Ａの上面の移動はこのガイド板２１にガイドされて安定して移動する。
【００１６】
支持体１２は、液体を内部に包含しうる材質又は液体を内部に包含しうる構造であることが必要であり、例えば多孔質体又は繊維質体のものが好適に使用される。多孔質体の場合には、連通孔であることが好ましい。また、多孔質体の表面は、好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下、更に好ましくは１００μｍ以下の孔径の微細な孔を有している。また、蒸気膜形成剤と親和性の高い材質であることが好ましい。
【００１７】
支持体１２の基本となる材料としては、連通孔を有する多孔質親水性カーボンが好適に使用し得るが、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、炭素系材料等も使用できる。また、鉄、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、白金、チタン等の金属材料、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、支持体１２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。
【００１８】
支持体１２には、給液装置１６から蒸気膜形成剤が供給され、この蒸気膜形成剤を硝子リボン１３の高熱で瞬間的に気化させることにより、配列された複数の支持体１２、１２…と硝子リボン１３の間に蒸気膜の薄層１８を形成する。
【００１９】
蒸気膜形成剤としては、常温において液体で、且つ少なくともガラス転移点以上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、支持体１２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、蒸気膜形成剤が気化した蒸気が硝子及び支持体１２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使用することができる。このように、蒸気膜形成剤としては、硝子リボン１３の高熱によって瞬間的に気化し、安定な蒸気膜を形成することの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１８の熱伝導性は、液体や固体の熱伝導性に比べて著しく小さいため、硝子リボン１３に対して断熱的な環境を効果的に形成することができる。
【００２０】
蒸気膜形成剤を支持体１２に供給する給液装置１６は、主として、ベルトコンベア２０の下方に設けられた浴槽２９で構成され、無端状ベルト２０Ａが周回移動して一対のロール２０Ｃ、２０Ｄ間の下側にきたときに、無端状ベルト２０Ａに支持された支持体１２が浴槽２９内の蒸気膜形成剤の液体中を潜るように形成される。これにより、給液装置１６から支持体１２に蒸気膜形成剤が供給される。なお、給液装置１６としては、浴槽式のものに限定されるものではなく、例えば、支持体１２に蒸気膜形成剤を噴霧する方式のものでもよく、或いは浴槽の液体を湿潤ロール（図示せず）に一旦含ませてから湿潤ロールを支持体１２に接触させて蒸気膜形成剤を給液する方式のものでもよい。また、スプレー方式のものでもよい。
【００２１】
張力付与装置２２は、ベルトコンベア２０の終端部側（駆動ロール２０Ｃ側）の搬送ロール２３の後部に設けられた一対のピンチローラ２２Ａ、２２Ｂで構成され、硝子リボン１３を搬送方向に引っ張る方向に挟持回転することにより、硝子リボン１３を搬送ならびに延伸させるための力を付与する。ピンチローラ２２Ａ、２２Ｂは、その回転数を可変できるようになっている。これにより、硝子リボン１３の搬送方向に付与する力を可変することにより、成形される板硝子の板厚、品質の調整を制御するとともに、蒸気膜の薄層１８に接触している硝子リボン１３の接触時間等を可変して冷却時間等の制御を行なう。
【００２２】
ところで、このような成形装置１０では、所定幅の硝子リボン１３を得るために幅方向の収縮を防止することが必要である。そこで、成形装置１０では、図２、図３の如く硝子リボン１３の幅方向の両端付近部１３Ａ、１３Ａを、幅方向に収縮し難くするような形状に保持しつつ板硝子に成形している。
【００２３】
硝子リボン１３が幅方向に収縮し難くするような形状、即ち幅を固定するための形状としては種々考えられる。例えば、図２、図３の如く支持体１２の両端部を下方に段差が付くような折曲形状にすることが有効な形状の一つである。この例は、支持体１２の両端部に段差部１２Ａ、１２Ａを設けた例である。この支持体１２において、硝子リボン１３の両端付近部１３Ａ、１３Ａは、支持体１２の段差部１２Ａ、１２Ａに向けて重力により折れ曲がるので、硝子リボン１３の平坦部が収縮するのを形状的に防げる。また、前記折れ曲がった両端付近部１３Ａ、１３Ａの重量がかかり、この重量は硝子リボン１３に幅方向の引張力として働くので、硝子リボン１３の幅方向の収縮が防止される。よって、所定幅で所定板厚の皺のない高品質の板硝子を成形できる。なお、折れ曲がった両端付近部１３Ａ、１３Ａに、冷却エアーを噴射する冷却装置３０を設けることも好ましい。この冷却装置３０のノズル３２から噴射される冷却エアーによって、両端付近部１３Ａ、１３Ａが支持体１２の段差部１２Ａ、１２Ａに接触（落下）する前に、両端付近部１３Ａ、１３Ａを硬化させることができるからである。折れ曲がった両端付近部１３Ａ、１３Ａは、所謂耳部と称され、製品出荷前に切断されるものなので、製品板硝子の品質には悪影響を与えない。また、搬送ロール２３やピンチローラ２２Ａ、２２Ｂは、前記両端付近部１３Ａ、１３Ａを逃がすような形状に予め形成されている。
【００２４】
一方、図４の如く凹部１２Ｃがあるような形状となっている支持体１２も有効である。この凹部１２Ｃが搬送方向に沿って連続することにより、ベルトコンベア２０全体としては、硝子の搬送方向と平行に溝を形成する構造となる。この凹部１２Ｃに硝子リボン１３の両端付近部１３Ａ、１３Ａが膨らんで没入する。
【００２５】
上記の如く構成された成形装置１０を使用して板硝子を成形する方法を説明する。蒸気膜形成剤として水の例で説明する。
【００２６】
硝子溶融炉１４から溶融硝子Ｇがリボン状となって支持体１２上に連続的に供給されると、支持体１２に保持された水は、硝子リボン１３の高熱により瞬間的に気化する。これにより、硝子リボン１３と支持体１２の界面で水蒸気が連続的に発生し、硝子リボン１３と支持体１２との間には蒸気膜の薄層１８が形成される。この場合、通常、硝子溶融炉１４から供給される溶融硝子Ｇは、通常のソーダライムガラスの場合、成形に好適な９５０〜１３００°Ｃ程度で支持体１２に供給されるが、余りに高温になると支持体１２からの蒸気発生が激しすぎて安定した供給操作が阻害されるとともに、支持体１２をはじめとする各種の部材や装置の耐久性にも悪影響がある。したがって、硝子の組成にもよるが、一般的には、硝子リボン１３が１４００°Ｃを越えない温度で支持体１２へ流下させることが好ましい。そして、硝子リボン１３は、蒸気膜の薄層１８上で硝子溶融炉１４の下流側から徐冷炉（図示せず）に向かって流延するとともに、張力付与装置２２による搬送方向の引っ張り力が付与されて搬送方向に延伸され、且つ図３、又は図４のように硝子リボン１３の両端付近部１３Ａ、１３Ａに対応する部分に、段差部１２Ａ、１２Ａ又はその長さ方向に凹部１２Ｃが形成された支持体１２によって幅方向の収縮が制御されて板状の硝子が成形される。
【００２７】
したがって、成形装置１０では、硝子リボン１３に搬送方向及び幅方向の力を付与することができるので、均厚性及び表面平滑性を満足する高品質な幅広板硝子を得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、硝子リボンの幅方向の両端付近を幅方向に収縮しないような形状に保持しつつ板硝子を成形するので、表面平滑性及び均厚性に優れた高品質な幅広板硝子を生産できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するための幅広板硝子の連続成形装置を模式的に示した側面図
【図２】図１に示した幅広板硝子の連続成形装置の要部平面図
【図３】図２上３−３線から見た幅広板硝子の連続成形装置の断面図
【図４】支持体の別実施例を示す断面図
【符号の説明】
１０…板硝子の成形装置、１２…支持体、１２Ａ…段差部、１２Ｃ…凹部、１４…硝子溶融炉、１６…給液装置、１８…蒸気膜の薄層、２０…ベルトコンベア、２２…張力付与装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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