(57)【要約】【課題】本発明は、ガラスリボンの下面側に溶融錫の液滴の付着に伴う欠点を有していない高品質のガラスを製造できる方法と装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明は、溶融錫を収容したフロートバスで成形されたガラスリボンを前記フロートバスの下流側に設けたドロスボックス部に水平に配設したリフトアウトロールで前記フロートバスの浴面から持ち上げて搬送する工程を含み、前記リフトアウトロールを設けたドロスボックス部において前記フロートバスに最も近いリフトアウトロールとそれに隣接対向するドロスボックス部の側壁との間を、前記ドロスボックス部の側壁と前記リフトアウトロールと該リフトアウトロールの台座により囲まれる閉空間として区画して該閉空間に不活性ガスを送り、この閉空間を不活性ガスで満たしながら前記リフトアウトロールにより前記フロートバスから前記ガラスリボンを搬送することを特徴とする。【選択図】図１
2016011214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属を収容したフロートバスで成形されたガラスリボンを前記フロートバスの下流側に設けたドロスボックス部に水平に配設したリフトアウトロールで前記フロートバスの浴面から持ち上げて搬送する工程を含み、前記リフトアウトロールを設けたドロスボックス部において前記フロートバスに最も近いリフトアウトロールとそれに隣接対向するドロスボックス部の側壁との間を、前記ドロスボックス部の側壁と前記リフトアウトロールと該リフトアウトロールの台座により囲まれる閉空間として区画して該閉空間に不活性ガスを送り、この閉空間を不活性ガスで満たしながら前記リフトアウトロールにより前記フロートバスから前記ガラスリボンを搬送するフロートガラスの製造方法。
【請求項２】
前記フロートバスに最も近い前記ドロスボックス部の側壁の内側に前記リフトアウトロールの周面に接触する遮蔽部材を設置して前記ドロスボックス部の側壁と前記リフトアウトロールの間を閉塞する請求項１に記載のフロートガラスの製造方法。
【請求項３】
前記リフトアウトロールとその下方の台座の間に前記リフトアウトロールに当接して該リフトアウトロールの回転を許容しながら該リフトアウトロールと前記台座との間をシールするシールブロックを介在させる請求項１または２に記載のフロートガラスの製造方法。
【請求項４】
前記ガラスリボン両脇と前記ドロスボックス部の側壁との間に第２の遮蔽部材を設置する請求項１〜３のいずれか一項に記載のフロートガラスの製造方法。
【請求項５】
前記領域の酸素濃度を３ｐｐｍ以下とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のフロートガラスの製造方法。
【請求項６】
溶融錫の液面に溶融ガラスを供給してガラスリボンを成形するフロートバスと、前記溶融錫からガラスリボンを持ち上げて搬送するリフトアウトロールを備えて前記フロートバスの下流側に設置されたドロスボックス部を備えたフロートガラスの製造装置であって、
前記ドロスボックス部が、ケーシング本体とその内側に水平に配置された１つ以上のリフトアウトロールと該リフトアウトロールの底部を支持する台座を備えて構成され、前記ケーシング本体の内部空間が、前記リフトアウトロールとその下方の台座により複数の領域に仕切られ、前記フロートバスの出口部に最も近い前記リフトアウトロールとそれに隣接対向する前記ドロスボックス部の側壁との間に前記領域を閉空間とする遮蔽部材が配置され、前記遮蔽部材を設けた閉空間に不活性ガスを供給するガス供給手段が接続されたフロートガラスの製造装置。
【請求項７】
前記フロートバスに最も近い前記ドロスボックス部の側壁の内側に前記リフトアウトロールの周面に接触して前記ドロスボックス部と前記リフトアウトロールの間を閉じる遮蔽部材が設置された請求項６に記載のフロートガラスの製造装置。
【請求項８】
前記リフトアウトロールとその下方の台座の間に前記リフトアウトロールに当接して該リフトアウトロールの回転を許容しながら該リフトアウトロールと前記台座との間を閉じるシールブロックが介在された請求項６または７に記載のフロートガラスの製造装置。
【請求項９】
前記遮蔽部材がカーボンからなり、前記リフトアウトロールと同じ長さに形成され、前記遮蔽部材の一面を前記リフトアウトロールの周面の一部全長にわたり接触させて前記遮蔽部材が配置された請求項６〜８のいずれか一項に記載のフロートガラスの製造装置。
【請求項１０】
前記リフトアウトロールに沿って移動するガラスリボンの両脇側に第２の遮蔽部材が設置された請求項６〜９のいずれか一項に記載のフロートガラスの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロートガラスの製造方法と製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フロート法によるガラスの製造方法においては、まず、溶融錫の水平な浴面に溶融ガラスを連続的に供給して帯状のガラス（通常、ガラスリボンと称される）を形成し、このガラスリボンを溶融金属浴の出口側から引き上げて溶融金属浴の槽外へ引き出す。次いで、このガラスリボンを搬送ロール（リフトアウトロール）により搬送させて徐冷炉に搬入し、徐冷炉内を移動させながら徐冷し、切断装置により必要な長さに切断することで、板状のフロートガラスを製造している。
上述のフロート法によるフロートガラスの製造方法は、ガラスの一面を溶融金属の浴面によって形成し、溶融金属上に溶融ガラスを広げることによりガラスの他の面を形成するので、ガラスの平坦性を極めて高くすることが可能であり、大量生産にも好適な製造方法として知られている。このため、フロート法は、自動車用ガラス、ディスプレイ用ガラスなどの板ガラス生産に広く適用されている。
【０００３】
図９は、この種フロート法に適用されるフロートガラス製造装置の一例を示し、この例の装置は、錫の溶融金属浴１００を備えたフロ−トバス１０１と、このフロ−トバス１０１の下流側に設置されたドロスボックス１０２と徐冷炉１０３とから構成されている。ドロスボックス１０２の内部には複数のリフトアウトロール１０５が水平に設置され、徐冷炉１０３の内部には複数のレヤーロール１０６が水平に設置されている（特許文献１参照）。
図９に示す製造装置において溶融金属浴１００の浴面に溶融ガラス１０７を供給し、必要な厚さと幅に引き延ばした後、リフトアウトロール１０５の牽引力によりガラスリボン１０８を引き出して徐冷炉１０３の側に搬送できる。
【０００４】
また、この種フロートガラス製造装置の他の例として、ドロスボックスに設けられたリフトアウトロールの上方にアルゴンガス、窒素ガスなどの不活性ガスの供給部を設けた製造装置が知られている（特許文献２参照）。
前記不活性ガスの供給部は、フロートバスの出口部側からドロスボックスの内側に流入しようとするガスの流れを逆流させ、フロートバス側に存在する揮発錫を含有するガスをドロスボックス側に混入させないように動作する。ドロスボックス側はフロートバスの内部に比べて低温になりやすいので、ドロスボックス側に揮発錫が移動して微細な金属酸化物、あるいはドロスなどとしてガラスリボンの表面に付着すると、ガラス表面を汚染するので、この汚染を防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】再公表ＷＯ２００９／０１４０２８号公報
【特許文献２】特開２０１１−２５１８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、フロート法において、ガラスリボンを溶融錫の浴面から引き上げる際、溶融錫がガラスリボンの下面に付着し、溶融金属槽から持ち出され、ガラスリボンの下面に付着したまま錫酸化物となると、異物としてガラスの欠点になる問題がある。また、異物として付着した溶融錫がリフトアウトロールの外周面に付着する問題もある。この付着した溶融錫は、リフトアウトロールの外周面に付着して凸部となる酸化物を生成するおそれがある。
【０００７】
このため、フロート法に従い、ガラスリボンを溶融錫から引き上げる際、溶融錫がガラスリボンに付着しないような工夫を行う必要がある。また、溶融錫の酸化物を生じないように、酸素の混入を防止する必要がある。しかし、リフトアウトロールとその周辺部分の構造は複雑であるため、ドロスボックスの周囲からドロスボックスの内部側に浸入する酸素の量を規制することは難しく、溶融錫からガラスリボンが離脱する部分とその周りに侵入する酸素を阻止することは難しい問題がある。
【０００８】
これらの背景に基づき、本発明者は、リフトアウトロールを供えたドロスボックスの構造について研究し、フロート法により得られるガラスに付着する溶融金属の研究を行ったところ、溶融錫からガラスリボンを引き上げる位置に最も近いリフトアウトロールを備えた部分の構造と雰囲気を改善すると、錫酸化物によるガラス汚染の問題を回避できることを知見し、本願発明に到達した。
本発明は前記背景に基づきなされたもので、錫酸化物の付着による欠点が少ない高品質のフロートガラスを提供できる製造方法と製造装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、溶融錫を収容したフロートバスで成形されたガラスリボンを前記フロートバスの下流側に設けたドロスボックス部に水平に配設したリフトアウトロールで前記フロートバスの浴面から持ち上げて搬送する工程を含み、前記リフトアウトロールを設けたドロスボックス部において前記フロートバスに最も近いリフトアウトロールとそれに隣接対向するドロスボックス部の側壁との間を、前記ドロスボックス部の側壁と前記リフトアウトロールと該リフトアウトロールの台座により囲まれる閉空間として区画して該閉空間に不活性ガスを送り、この閉空間を不活性ガスで満たしながら前記リフトアウトロールにより前記フロートバスから前記ガラスリボンを搬送するフロートガラスの製造方法に関する。
【００１０】
溶融錫の液面からガラスリボンを持ち上げて搬送する際、ガラスリボンの底面側には溶融錫の液滴が付着する可能性がある。本発明者らの研究により、溶融錫から錫の液滴が分離してガラスリボンの下面側に付着するのは、酸素の影響が大きいと考えた。そこで、溶融錫の液滴について酸素雰囲気との関係を調べたところ、溶融錫の液滴がガラスの表面に対し一定時間経過後、時間遅れで濡れが起こる現象を発現し、この時間遅れ濡れ（今後２次濡れと表記）までの時間に酸素濃度と相関があることを知見した。
そこで、ドロスボックス部においてガラスリボンが溶融錫の液面から分離する位置に最も近いリフトアウトロールについて、該リフトアウトロールより溶融錫側の空間を閉空間としてそこに非酸化性ガスを満たすことにより、ガラスリボンの下面側に付着してリフトアウトロール側に搬送される溶融錫の液滴を抑制できる。
【００１１】
本発明において、前記フロートバスに最も近い前記ドロスボックス部の側壁の内側に前記リフトアウトロールの周面に接触する遮蔽部材を設置して前記ドロスボックス部の側壁と前記リフトアウトロールの間を閉塞することができる。
ガラスリボンが溶融錫の液面から分離する位置に最も近いリフトアウトロールとそれに隣接対抗するドロスボックス部の側壁との間に遮蔽部材を設置して閉空間を構成するならば、この閉空間からガラスリボンの下面側に酸素を供給することがなくなる。このため、ガラスリボンの下面が溶融錫の液面から分離する位置において酸素濃度を低減でき、ガラスリボンの下面側に付着してリフトアウトロール側に搬送される溶融錫の液滴を抑制できる。
【００１２】
本発明において、前記ガラスリボン両脇と前記ドロスボックス部の側壁との間に第２の遮蔽部材を設置することができる。
ガラスリボンの両脇側において第２の遮蔽部材を設置することにより、ガラスリボンの下面が溶融錫の液面から分離する側の酸素濃度を低減でき、ガラスリボンの下面側に付着してリフトアウトロール側に搬送される溶融錫の液滴を抑制できる。
【００１３】
本発明において、前記ガラスリボンの下面が溶融錫の液面から分離する位置の酸素濃度を３ｐｐｍ以下にできる。
溶融錫の液滴が２次濡れを発現する場合、酸素濃度による影響があり、酸素濃度がある程度高いと、２次濡れ発現までの時間が短くなる。酸素濃度を３ｐｐｍ以下に抑えることで２次濡れの発生時間を充分に長くすることができるので、ガラスリボンの下面が溶融錫の液面から分離する位置において、溶融錫から錫の液滴が分離することを抑制できる。
【００１４】
本発明のガラスリボンの製造装置は、溶融錫の液面に溶融ガラスを供給してガラスリボンを形成するフロートバスと、前記溶融錫からガラスリボンを持ち上げて搬送するリフトアウトロールを備えて前記フロートバスの下流側に設置されたドロスボックス部を備えたフロートガラスの製造装置であって、前記ドロスボックス部が、ケーシング本体とその内側に水平に配置された１つ以上のリフトアウトロールと該リフトアウトロールの底部を支持する台座を備えて構成され、前記ケーシング本体の内部空間が、前記リフトアウトロールとその下方の台座により複数の領域に仕切られ、前記フロートバスの出口部に最も近い前記リフトアウトロールとそれに隣接対向する前記ドロスボックス部の側壁との間に前記領域を閉空間とする遮蔽部材が配置され、前記遮蔽部材を設けた閉空間に不活性ガスを供給するガス供給手段が接続されたことを特徴とする。
【００１５】
ガラスリボンが溶融錫の液面から分離する位置に最も近いリフトアウトロールについて該リフトアウトロールより溶融錫側の空間を遮蔽部材により閉空間としてそこに非酸化性ガスを満たすことにより、ガラスリボンが溶融錫の液面から分離する領域への酸素の侵入を抑制する。これにより、ガラスリボンが溶融錫の液面から分離する際、ガラスリボンの下面側に付着する溶融錫の液滴を抑制してリフトアウトロール側に搬送される溶融錫の液滴を抑制する。
【００１６】
本発明において、前記フロートバスに最も近い前記ドロスボックス部の側壁の内側に前記リフトアウトロールの周面に接触して前記ドロスボックス部と前記リフトアウトロールの間を閉じる遮蔽部材を設置できる。
遮蔽部材はリフトアウトロールに接触しつつリフトアウトロールの回転を許容しながらリフトアウトロールとドロスボックス部の側壁との間の領域を閉空間にする。このため、リフトアウトロールの動作に支障なく閉空間を構成し、ガラスリボンに溶融錫の液滴の付着を防止する。
【００１７】
本発明において、前記リフトアウトロールとその下方の台座の間に前記リフトアウトロールに当接して該リフトアウトロールの回転を許容しながら該リフトアウトロールと前記台座との間を閉じるシールブロックを介在させることができる。
シールブロックを設けることで台座上においてリフトアウトロールの回転を許容しつつ台座とリフトアウトロールの間を気密に仕切ることができる。このため、閉空間に対する酸素の混入を防止できる。
【００１８】
本発明において、前記遮蔽部材がカーボンからなり、前記リフトアウトロールと同じ長さに形成され、前記遮蔽部材の一面を前記リフトアウトロールの周面の一部全長にわたり接触させて前記遮蔽部材を配置させた構成にできる。
遮蔽部材をカーボンから構成することにより、耐熱性に優れ、高温のガラスリボンが通過する領域近傍に配置される遮蔽部材として熱による変形などの影響を受けることなく閉空間を閉じることができる。
【００１９】
本発明において、前記リフトアウトロールに沿って移動するガラスリボンの両脇側に第２の遮蔽部材を設置した構成にできる。
ガラスリボンの両脇側に第２の遮蔽部材を設置することにより、ガラスリボンの下面が溶融錫の液面から分離する側の酸素濃度を低減でき、ガラスリボンの下面側に付着してリフトアウトロール側に搬送される溶融錫の液滴を抑制できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、フロートバスに一番近いリフトアウトロールとそれに隣接対向するドロスボックス部の側壁との間を閉空間として、この閉区間を不活性ガスで満たしながらリフトアウトロールによりフロートバスの溶融錫からガラスリボンを引き上げつつ搬送する。これにより、溶融錫の液面からガラスリボンが離れる部分において溶融錫の液滴を付着し難くできるので、溶融錫の付着に起因する欠点を生じていない高品質のガラスを製造できる。
リフトアウトロールとドレスボックス部の側壁との間を閉空間とするには、ドロスボックス部の側壁に遮蔽部材を設け、ドロスボックス部の側壁とリフトアウトロールとの間を閉じることで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る第一実施形態のフロートガラス製造装置の全体構成を示す概略図。
【図２】同製造装置に設けられる第１のリフトアウトロールとその周囲の構造を示す構成図。
【図３】同製造装置に設けられる複数のリフトアウトロールを示す構成図。
【図４】同製造装置に設けられている溶融金属からガラスリボンを引き上げる際に溶融金属の液滴が付着する条件について解析するための説明図。
【図５】溶融錫の液滴において、２次濡れ発現までの時間（潜伏時間）と酸素濃度の関係を示すもので、図５（Ａ）は酸素濃度と２次濡れ発生までの時間との関係を示すグラフ、図５（Ｂ）は酸素濃度と溶融錫の液滴の関連状態を示す説明図。
【図６】同製造装置の実証試験を行う場合の第１のリフトアウトロールとその周囲の構造を示す構成図。
【図７】同製造装置の実証試験において得られたリフトアウトロール脇の領域の圧力と窒素ガス流量の関係を示すグラフ。
【図８】同製造装置の実証試験において得られたガラスリボン下方領域のガス濃度とリフトアウトロール脇の領域の窒素ガス流量の関係を示すグラフ。
【図９】従来のフロートガラス製造装置の一例を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して本発明に係るフロートガラスの製造装置の一実施形態について説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に制限されるものではない。
図1に示すように、本実施形態のフロートガラスの製造装置１は、フロートバス２に供給された溶融ガラスＧを、フロートバス２に湛えられた溶融錫３の表面に沿って流動させて帯板状のガラスリボン５を成形し、このガラスリボン５をドロスボックス部６に設けたリフトアウトロール７で引き出す装置として構成されている。本実施形態の装置においてガラスリボン５はドロスボックス部６の出口部から取り出された後、レヤーロール９にて徐冷炉１０に引き込まれて冷却され、洗浄された後、所定の寸法に切断され、目的の大きさのフロートガラスが得られる。
【００２３】
フロートバス２の入口部２ａには、図示略の溶解炉から供給通路１１を介し送られてきた溶融ガラスＧが供給通路１１の終端部に設けられたリップ１２を介し供給されるようになっている。リップ１２の上流側の供給通路１１には溶融ガラスＧの流れを調節するためのツイール１３が設置されている。前記供給通路１１、フロートバス２はそれぞれ耐火レンガ等の耐熱材を複数組み付けて構成されるが、図１では簡略化して記載している。
【００２４】
フロートバス２は、図１に示すように溶融錫３が満たされた溶融金属浴槽２Ａと、該溶融金属浴槽２Ａの上部に設置された上部構造体２Ｂとからなり、フロートバス２の内部が外部雰囲気とは極力遮断される構成とされている。
フロートバス２の入口部２ａにはフロントリンテル（前面壁）１５が形成され、フロントリンテル１５の上部が天井壁１６に接続されている。フロートバス２の下流端側には後端壁１７が天井壁１６と接続するように設けられ、後端壁１７において溶融錫３の液面近くの位置にガラスリボン５の出口部１８が形成されている。フロートバス２においてフロントリンテル１５と天井壁１６と後端壁１７とから上部構造体２Ｂが構成されている。
【００２５】
また、上部構造体２Ｂには図示略のパイプが備えられ、このパイプから水素及び窒素からなる還元性混合ガスが供給され、フロートバス２の内部空間が常に大気圧以上の還元性雰囲気に保持されている。フロートバス２の内部の還元性雰囲気は、ガラスリボン５が引き出される出口部１８からドロスボックス部６側にも若干流出するようになっている。
【００２６】
フロートバス２の後段側に設けられているドロスボックス部６は、下部ケーシング６Ａと上部ケーシング６Ｂからなり、本実施形態では下部ケーシング６Ａに３つのリフトアウトロール７が水平に設けられている。リフトアウトロール７は、例えば石英で形成されたロール胴部とこのロール胴部を支持するシャフトから概略構成されている。リフトアウトロール７の設置本数は本実施形態のように３本に限らず、ガラスリボン５を徐冷炉１０側に搬送できるならば何本設けてもよい。下部ケーシング６Ａは、フロートバス２側の側壁６ａと徐冷炉１０側の側壁６ｂとを底壁６ｃ上に有し、これらの側壁６ａ、６ｂの幅方向両側に立設された他の側壁（図示略）を有し、各側壁の上面側が開口したボックス状に構成されている。
【００２７】
前記リフトアウトロール７の下部には、溶融金属浴槽２Ａと徐冷炉１０との間の気流を遮断するために、グラファイト製のシールブロック２１と壁状の台座２２が配置されている。前記シールブロック２１は、その上面をリフトアウトロール７のロール面と接するように台座２２の上に設置され、シールブロック２１がリフトアウトロール７の周面との間をある程度気密になるように仕切っている。前記台座２２は、ダクタイル鋳鉄などの厚手の金属片から壁状に構成され、下部ケーシング６Ａの内部を仕切るように設けられている。
【００２８】
下部ケーシング６Ａの内部には台座２２とシールブロック２１とリフトアウトロール７の組み合わせが３基、ガラスリボン６の搬送方向に所定の間隔をあけて配置されているので、これらによって下部ケーシング６Ａの内部空間は４つの領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４に仕切られている。これら４つの領域のうち、フロートバス２の出口部１８に最も近い領域Ｒ１は、フロートバス２の出口部１８に最も近い第１のリフトアウトロール７と、その下方に設置されているシールブロック２１および台座２２と、下部ケーシング６Ａの側壁により囲まれた領域である。なお、各リフトアウトロール７の両端部分は下部ケーシング６Ａの図示略の周壁部分近くに近接配置されているので、領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は上面側が開口された箱状の領域とされている。なお、各リフトアウトロール７が、下部ケーシング６Ａの側壁をそのまま貫通している構造を採用することもでき、その場合は、できるだけ密閉構造となるように側壁とリフトアウトロールの隙間を小さく形成し、隙間については耐熱性のクロスで覆う構造を採用できる。
【００２９】
前記領域Ｒ１の上部側に支持部材２６により支持されたカーボン製の遮蔽部材２７が設けられている。この遮蔽部材２７は、横断面逆台形状であり、リフトアウトロール７と同等長さに形成されている。遮蔽部材２７は、下部ケーシング６Ａの内部に収容されているリフトアウトロール７のほぼ全長にわたりリフトアウトロール７とそれに隣接対向する下部ケーシング６Ａの側壁６ａとの間を閉じて領域Ｒ１を閉空間とする効果を有している。
【００３０】
図２に拡大して示すように遮蔽部材２７は、水平に配置されている耐熱金属製の櫛状の支持部材２６の上に設置される底面２７ａを有している。そして、この底面２７ａの幅方向端縁側に立ち上がる第１の側面２７ｂおよび第２の側面２７ｃと、これら側面に接続するように形成された天井面２７ｄからなる横断面逆台形状に形成されている。遮蔽部材２７の第１の側面２７ｂは、底面２７ａの一側縁から垂直に立ち上がって下部ケーシング６Ａの側壁６ａ側に密着されている。第２の側面２７ｃは底面２７ａの他側縁から傾斜しつつリフトアウトロール７側に接近するように延在され、その上端部をリフトアウトロール７の周面に軽く接触させている。
支持部材２６は下部ケーシング６Ａの側壁６ａに組み込まれた２重壁構造部に固定されている。この２重壁構造部は、フロートバス２側の下部ケーシング６Ａの側壁６ａに対し冷媒流路２８をあけて内部壁２９を配置することにより構成されている。この内部壁２９にベース部材３０を介し櫛状の支持部材２６が水平に取り付けられ、この支持部材２６の上に前述の如く遮蔽部材２７が設置されている。
【００３１】
リフトアウトロール７の下方には、窒素などの不活性ガスあるいは水素などの還元性ガスのいずれか、あるいは、これらの混合ガスなどのいずれかの非酸化性ガスを噴出する供給管２３が設置されている。本実施形態において供給管２３から噴出する非酸化性ガスは、４００〜６００℃に予熱した後に噴出することが好ましい。これは非酸化性ガスの噴出によってガラスリボン５が局所的に冷却されるのを防ぐためである。
【００３２】
図３に示すように供給管２３は領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のそれぞれに設けられ、各供給管２３はドロスボックス部６の外部側に引き出されて１本の延出管３２に集合され、延出管３２は窒素ガス、水素ガス等の非酸化性ガス供給源３３に接続されている。この構造により、非酸化性ガス供給源３３から非酸化性ガスを領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のそれぞれに供給できる。また、供給管２３により領域Ｒ１に非酸化性のガスを供給した場合、領域Ｒ１は遮蔽部材２７により密閉化されているので、領域Ｒ１を正圧化できる。
また、ドロスボックス部６には図示略のヒータが設けられており、ガラスリボン５の温度を調節できるように構成されている。
【００３３】
ドロスボックス部６の上部ケーシング６Ｂは鋼材製のシーリングゲートとして構成され、フロートバス２と徐冷炉１０の間に設置された天井壁２４と、この天井壁２４から垂下されたステンレス鋼製のドレープ２５とを備えて構成され、下部ケーシング６Ａの上側に設置されている。天井壁２４に垂下された複数のドレープ２５のうち、内側の３つのドレープ２５は、３つのリフトアウトロール７とその上方を移動するガラスリボン５との接触位置の上方に沿うように配置されている。即ち、これらのドレープ２５はリフトアウトロール７の全長に渡るようにリフトアウトロール７の中心軸の上方に配置され、上部ケーシング６Ｂの内部空間を複数に仕切っている。
徐冷炉１０にはレヤーロール９が水平に複数設置されており、ドロスボックス部６を通過して移動してきたガラスリボン５を複数のレヤーロール９によって徐冷炉１０内を搬送できる。
【００３４】
前記領域Ｒ１を遮蔽部材２７により閉空間として非酸化性ガスを供給する構造とすることから、図２に示すように領域Ｒ１の内部に圧力測定用の検知管３５を設け、領域Ｒ１の内部圧力を測定可能とすることが好ましい。また、前記遮蔽部材２７の上方空間であって、遮蔽部材２７とリフトアウトロール７とそれらの上方を通過するガラスリボン５によって区画される領域Ｒ５に対し雰囲気ガス測定用の配管３６を設け、この領域Ｒ５の雰囲気ガスを分析できるようにすることが好ましい。なお、図２に符号３７で示すのは、領域Ｒ２に設置した後述の試験用トレーサーガス導入管である。
【００３５】
ところで、本実施形態の製造装置１において領域Ｒ１を閉空間とするために遮蔽部材２７を設けたが、ドロスボックス部６の内側においてガラスリボン５が通過する領域の両脇側に図３に２点鎖線で示すように第２の遮蔽部材３９を配置してもよい。第２の遮蔽部材３９は断熱材などにより構成することができ、複数のリフトアウトロール７の端縁側に沿って延在するように配置できる。ドロスボックス部６の内部においてガラスリボン５の両脇側に存在する開口を第２の遮蔽部材で閉じておくことで、ドロスボックス部６の下部ケーシング６Ａ側をより厳密に密閉構造にできる。
第２遮蔽部材３９を設け、下部ケーシング６Ａ側の密閉構造をより高めることができ、これによりガラスリボン５の下面側に侵入する酸素を抑制することができ、ガラスリボン５の下面側に溶融錫の液滴の付着現象を抑制できる効果がある。
【００３６】
次に、前記構成のフロートガラスの製造装置１を用いてフロートガラスを製造する方法について説明する。
図１〜図３に示す構成の製造装置を用いてガラスリボン５を製造するには、溶融炉から溶融ガラスＧを供給経路１１に供給し、リップ１２の上を流れる溶融ガラスＧの流量をフロントツイール１３の堰き止め量により調整しながらフロートバス２の入口部２ａの溶融錫３上に溶融ガラスＧを供給する。フロートバス２においては溶融錫３の上に流動させた溶融ガラスＧを所定幅、所定厚さの帯板状のガラスリボン５に成形する。このガラスリボン５をリフトアウトロール７で溶融錫３の液面から牽引してドロスボックス部６側に移動させ、次いでレヤーロール９により徐冷炉１０の内部を搬送しながらガラスリボン５を冷却する。徐冷炉１０において冷却されたガラスリボン５は冷却後、切断工程において必要な長さ、幅に切断することで目的の幅と長さのフロートガラスを製造できる。
【００３７】
前記溶融錫３に溶融ガラスＧを供給してガラスリボン５を成形する場合、ドロスボックス部５の各領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４に非酸化性ガスを供給しながらガラスリボン５を成形する。この非酸化性ガスを供給する領域において、特に領域Ｒ１は、溶融錫３の液面からガラスリボン５が離間して引き上げられる位置、いわゆるピックアップ位置に最も近い領域であるため、領域Ｒ１の雰囲気がガラスリボン５の状態に最も影響が大きいと考えられる。また、領域Ｒ１の上方をガラスリボン５はリフトアウトロール７に接触しつつ搬送されるので、前述のピックアップ位置のガラスリボン５の下面側の雰囲気は領域Ｒ１の雰囲気の影響が大きいと考えられる。
【００３８】
そこで、領域Ｒ１に遮蔽部材２７を設けて領域Ｒ１の上部を閉じて閉空間とし、該閉空間に非酸化性ガスを供給することで領域Ｒ１のガスがガラスリボン５の下面側に移動しないように構成し、多少のガスが侵入したとしても非酸化性ガスがガラスリボン５の下面側に侵入するようにした。また、領域Ｒ１に非酸化性ガスを噴出して領域Ｒ１に非酸化性ガスを満たし、領域Ｒ１を非酸化性ガスで正圧化しておくならば、領域Ｒ１にドロスボックス部６の周囲から酸素が侵入するおそれも少ないので、ガラスリボン５の下面側の酸素濃度を向上させることがない。領域Ｒ１に非酸化性ガスを供給する場合、大気圧＋１０Ｐａ程度とすることが好ましい。なお、フロートバス２の内部空間は常に大気圧以上の還元性雰囲気に保持されているので、フロートバス２の出口部１８から還元性雰囲気を構成する水素ガスと窒素ガスの混合ガスが流出している。
【００３９】
前記ドロスボックス部６の内部を貫通するようにガラスリボン５が通過し、ドロスボックス部６の内部に複数のリフトアウトロール７が設けられているので、ドロスボックス部６の内部を完全な密閉空間とすることはできない。このため、遮蔽部材２７を設けて領域Ｒ１を閉空間にするとともに、供給管２３を設けて領域Ｒ１に非酸化性ガスを供給し、領域Ｒ１を非酸化性ガスで正圧化することが有効である。
【００４０】
なお、本実施形態において領域Ｒ１を閉空間と称しているが、リフトアウトロール７とそれに接する遮蔽部材２７とは接触しているのみであるので、領域Ｒ１を正圧化することでリフトアウトロール７と遮蔽部材２７との間から若干ガスが流出する。また、リフトアウトロール７とシールブロック２１との間も接触しているのみであるので、領域Ｒ１を正圧化することでリフトアウトロール７と遮蔽部材２７との間からも若干ガスが抜ける可能性を有する。また、リフトアウトロール７の両端側においてドロスボックス部６の側壁と接している部分からも若干ガス抜けは生じる。以上まとめてこれらの部分からガス抜けを生じる程度に領域Ｒ１を閉じた状態を本実施形態では閉空間と称している。
領域Ｒ１を閉空間として非酸化性ガスを満たし、領域Ｒ１を正圧化することで溶融錫３の液面からガラスリボン５が離れる部分とその周囲の酸素濃度を従来よりも低くすることができる。このため、ガラスリボン５の下面側に溶融錫の液滴を付着させるおそれが少なくなり、錫酸化物をガラスリボン５の下面側に付着させるおそれも少なくなる。
【００４１】
ところで、遮蔽部材２７を設けることなく領域Ｒ１に単に還元性ガスを導入したとしても、ガラスリボン５の下面側における酸素量を低減することはできない。例えば、ドロスボックス部６において上部ケーシング６Ａの内部と下部ケーシング６Ｂの内部は温度差が生じているので、圧力差も生じ、これらに起因して下部ケーシング６Ｂの内部には周囲からわずかながら酸素が入ってくる。ドロスボックス部６において温度は６００℃程度となるが、この酸素量の環境に還元性ガスとして水素を導入しても、酸素は消費されずに存在したままとなる。この状況において、非酸化性ガスを領域Ｒ１に遮蔽部材２７を設けることなく導入し、非酸化性ガスの導入圧が高まると、領域Ｒ１の開口側から酸素を僅かに含む非酸化性ガスがガラスリボン５側に出て行くので、酸素を少なくするという目的は達成できない。むしろ、非酸化性ガスの送風量を上げると、塵埃を飛ばしてガラスリボン５を汚染してしまうおそれがある。この点において、遮蔽部材２７を設けて領域Ｒ１を閉空間として大気圧に加えて少し高い圧力として領域Ｒ１を正圧化することでガラスリボン５の下面側の酸素を削減できることの意義は大きい。
供給管２３から領域Ｒ１に付加する非酸化性ガスは常時流しておいても良いし、圧力を測定して目的の正圧状態になった時点で停止し、圧力が低下した場合にのみ再度追加供給するなど、いずれの供給状態であっても良い。
【００４２】
以下に、ガラスリボン５の下面側に溶融錫が付着する状態の説明と、酸素濃度が低い場合に溶融錫の液滴が付着し難くなる状態について説明する。
図４はレンガ等の耐火材３４の上に溶融錫３が存在し、この液面に沿って薄いガラスリボン５が移動し、任意の位置で斜め上方にガラスリボン５が引き上げられた場合、溶融錫３の端部から溶融錫３の液滴が分離し、ドロス３ａとしてガラスリボン５の下面に付着したままガラスリボン５とともに若干移動した状態を示す。
溶融錫の液滴がガラスリボン５の下面に付着していかないためには、３重点（ガラスリボン５が溶融錫３から離れる点）において、ガラス面と平行に働く力のバランスが、溶融錫３側に引き戻す方向に働くと、溶融錫の液滴がガラスリボン５に持って行かれないと考えられる。
【００４３】
図４に示すようにガラスリボン５の下面と平行方向の力を取り出してみると、ガラスリボン５に持って行かれる方向において、γＧＳ（雰囲気とガラスの表面エネルギー変化）表面張力変化となる。溶融錫側に引き戻そうとする方向において、ｍｇｓｉｎη（重力の平行方向成分）、γＬＳ（液体錫と雰囲気間の表面エネルギー変化）表面張力変化、γＬＧｃｏｓθ（液体錫と雰囲気間の表面エネルギー変化）表面張力変化となる。
【００４４】
まとめると、ｍｇｓｉｎη＋γＬＧｃｏｓθ＋γＬＳ＝γＧＳとなり、この平衡式の方向を決定するのは、変動する値であるγＬＧｃｏｓθであり、γＬＧが一定のため、θの値が支配的となると考えられる。
結果として、錫の濡れ角θ（９０゜〜１８０゜）が大きいほど、溶融錫に引き戻す側の力が大きくなり、ガラスリボン５に溶融錫の液滴が付着してゆかない傾向となることがわかる。
この溶融錫の液滴がガラスリボン側に付着するか否かの現象を確定するために、本発明者は以下の試験を行った。以下の試験は、本発明者の知見により、溶融錫がガラスリボン５の下面に接している状態において、溶融錫の液滴に２次濡れという現象が発現し、時間経過と共に溶融錫の液滴の濡れ角が変わる現象を生じることについて以下に説明する。
【００４５】
以下に本発明者が行った溶融錫の液滴の濡れ角について２次濡れまでの時間（秒）と酸素濃度（ｐｐｍ）の関係を示す。
ガラスの表面に対し酸素が存在しない状態で溶融錫の液滴４０の濡れ角は５００〜９００℃の環境において１１３゜で一定である。この溶融錫の液滴４０に対し周囲に酸素が存在すると図５（Ｂ）に示すように液滴４０の中には、酸素が侵入し始める。浸入し始めた後、時間が経過すると共に液滴中の酸素濃度が増加するが、濡れ角θは殆ど変化せず、ある時刻に飽和溶解度を超えたところで液滴表面に酸化膜が生成し始めると同時に表面エネルギーが急激に変化するため、２次濡れ現象と呼称できる現象が発生して濡れ角θ２が小さくなる。この現象を２次濡れ現象と呼称する。
【００４６】
この２次濡れ現象が発生すると、濡れ角が低下するので、上述の平衡式の方向において、液滴４０を溶融錫に引き戻す側の力が小さくなり、移動中のガラスリボン５に液滴４０が付着してゆく傾向となることが本発明者の試験により明らかとなった。
図５（Ａ）のグラフに２次濡れまでの時間（潜伏時間）と酸素濃度（ｐｐｍ）の関係を測定した結果を示す。この試験は、７００℃で酸素濃度を変えた場合の酸素濃度毎の２次濡れ発生までの時間を測定した結果を示す。
図５（Ａ）に示すグラフから、２次濡れ発生までの時間は、酸素濃度３０ｐｐｍにおいて０に近い短時間で発生するが、酸素濃度１０ｐｐｍで２５０秒程度、５ｐｐｍでは３００秒程度かかるが、酸素濃度３ｐｐｍから急激に長くなり、５００秒程度となり、１ｐｐｍでは１５００秒程度と大幅に増大することがわかった。このため、２次濡れを発生する時間が長いほど、ガラスリボンの下面側に溶融錫の液滴は付着し難いと考えられる。
このため、上述のように遮蔽部材２７を設けて領域Ｒ１を密閉化し、非酸化性ガスを供給して領域Ｒ１を正圧化することが重要であると考えられる。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明に係る実施例を説明し、本願発明を更に説明する。
図１、図２に示す構成のガラスリボンの製造装置を用い、図６に示すようにフロートバス２に最も近いリフトアウトロール７とその上を通過するガラスリボン５と下部ケーシング６Ａの側壁上部と遮蔽部材２７とにより囲まれる領域をＡ室と定義する。次に、フロートバス２に最も近いリフトアウトロール７とその下方のシールブロック２１と台座２２と下部ケーシング６Ａの底壁および側壁６ａと前記遮蔽部材２７により囲まれる領域Ｒ１をＢ室と定義する。
リフトアウトロール７はφ２５０ｍｍ、長さ３ｍの石英製のロールを用い、リフトアウトロール７の上を厚さ０.７ｍｍのガラスリボンが移動するようにガラスリボンを搬送した。遮蔽部材は底辺２０ｍｍ、上面４０ｍｍ、リフトアウトロール７の表面に接する斜辺３０ｍｍの逆台形状のカーボン製のものを用い、自重により斜辺をリフトアウトロール７の表面に当接させつつリフトアウトロール７によりガラスリボン５を搬送しながら以下の試験を行った。
【００４８】
以上構成の装置を用い、Ｂ室に設置している供給管２３から窒素ガスを（０、４、８、１６）ｍ３／ｈの割合で各々Ｂ室に供給する第１の試験を行った。次に、リフトアウトロール７の後方の領域Ｒ２に設けたトレーサーガスの供給管３７からトレーサーガスとしてＣＯ２ガスを１.２ｍ３／ｈの割合で領域Ｒ２に供給する第２の試験を行った。また、各々の試験条件において遮蔽板２７を設けた場合と設けない場合のそれぞれについて試験した。
図７は遮蔽板を設けた場合と遮蔽板を略した場合のそれぞれについて、第１の試験に伴うＢ室の圧力変化を示す。
【００４９】
図７に示す結果から明らかなように、遮蔽板を設けていない場合、窒素ガス流量を増大させるにつれてＢ室の圧力は若干上昇するが、８ｍ３／ｈを超えると急激に圧力低下した。これは、遮蔽板を設けていないので、Ｂ室をシールしていたシールブロックとリフトアウトロールの接触部分あるいはリフトアウトロールとガラスリボンの接触部分から窒素ガスが漏れ、それらによって生成される強い気流により局所的に負圧部が生じたと思われる。これに対し、遮蔽板を設けた場合、窒素ガス流量を増大させるにつれてＢ室の圧力は比例するように上昇した。
以上のことから、遮蔽板を設けることで、Ａ室とＢ室を仕切ってＢ室を閉空間とすることができていることがわかる。
【００５０】
図８は遮蔽板を設けた場合と遮蔽板を略した場合のそれぞれについて、第２の試験に伴うＡ室のＣＯ２濃度変化を示す。
図８に示すように遮蔽板を設けていない場合は、窒素ガス流量を増大させるにつれてＡ室の圧力は一端低下するが、窒素ガス流量が８ｍ３／ｈを超えると急激に圧力が上昇した。これは、図７に示すように窒素ガス流量が８ｍ３／ｈを超えるとＢ室の圧力が急激に低下する結果と相関している。
これに対し、遮蔽板を設けた場合は窒素ガス流量を増大すると、Ａ室のＣＯ２濃度を順次低下でき、窒素ガス流量が８ｍ３／ｈを超えるとＡ室のＣＯ２濃度をほぼ０ｐｐｍにすることができた。
【００５１】
このことから実際のフロートガラスの製造装置に適用すると、Ｂ室に隣接する領域に空気（酸素）が存在していても、この空気中の酸素がＡ室まで到達する量は極めて少ないと考えられる。
このため、図６に示す構造の製造装置を用いると、ガラスリボンが溶融錫の液面から分離する領域に対し、酸素をほぼ０ｐｐｍにすることができるので、図５を元に先に説明したように溶融錫の液滴の２次漏れ発現までの時間を長くできる。このため、ガラスリボンの下面に溶融錫の液滴を付着させてしまうおそれが少なくなり、錫酸化物付着に起因する欠点の無い、高品質のフロートガラスを製造できる特徴を有する。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の技術は、フロート法によるガラスリボンの製造技術一般に広く適用できる。
【符号の説明】
【００５３】
Ｇ…ガラスリボン、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５…領域、１…フロートガラスの製造装置、２…フロートバス、２Ａ…溶融金属浴槽、２ａ…入口部、３…溶融錫、５…ガラスリボン、６…ドロスボックス部、６Ａ…下部ケーシング、６ａ…側壁、６Ｂ…上部ケーシング、６ｂ…側壁、７…リフトアウトロール、８…ガラスリボン、９…レヤーロール、１０…徐冷炉、１１…供給通路、１２…リップ、１３…ツイール、１５…フロントリンテル、１７…後端壁、１８…出口部、２１…シールブロック、２２…台座、２３…供給管、２５…ドレープ、２６…支持部材、２７…遮蔽部材、２９…内部壁、３５…圧力測定用の検知管、３６…ガス測定用配管、３７…トレーサーガス導入管、３９…第２の遮蔽部材。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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