(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒーターが設けられた浴槽に収容した溶融金属の浴面に溶融ガラスを連続的に供給して帯状ガラス流を形成し、該帯状ガラス流を前進させて所定の幅および厚さに成形する工程を含む板ガラスの製造方法において、
溶融金属浴面のうち帯状ガラス流で覆われた領域の上部空間のガスの組成が不活性な組成であり、
溶融金属浴面のうち帯状ガラス流で覆われていない領域の上部空間のガスの組成が還元性の組成である
ことを特徴とする板ガラスの製造方法。
【請求項２】
溶融金属浴面のうち帯状ガラス流で覆われた領域の上部空間のガスが窒素ガスであることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
溶融金属浴面のうち帯状ガラス流で覆われていない領域の上部空間のガスが水素４〜１０％及び窒素９６〜９０％からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
ヒーターが設けられ溶融金属浴を収容するほぼ密閉された浴槽と、溶融ガラスを該溶融金属浴上に供給し、該溶融ガラスを帯状のガラス流として前進させる手段と、所定の幅および厚さに成形された帯状ガラスを該浴槽から取り出す手段とを備えた板ガラスの製造装置であって、
帯状ガラス流のエッジ部のほぼ上方に該エッジに大体沿って長手方向に、溶融金属浴面のうち帯状ガラス流で覆われた領域の上部空間と覆われていない領域の上部空間とを仕切る隔壁が設けられており、
溶融金属浴面のうち帯状ガラス流で覆われた領域の上部空間が不活性な組成のガス雰囲気となり、溶融金属浴面のうち帯状ガラス流で覆われていない領域の上部空間が還元性の組成のガス雰囲気となるように、各空間に所定ガスの供給路と排出路が独立に設けられている
ことを特徴とする前記製造装置。
【請求項５】
溶融金属浴面のうち帯状ガラス流で覆われた領域の上部空間のガスが窒素ガスであることを特徴とする請求項４に記載の製造装置。
【請求項６】
溶融金属浴面のうち帯状ガラス流で覆われていない領域の上部空間のガスが水素４〜１０％及び窒素９６〜９０％からなることを特徴とする請求項４又は５に記載の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フロート法によってガラス板を製造する方法およびそのための製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フロート法による板ガラスの製造は、溶融金属（通常、錫または錫合金）浴を収容する浴槽内に、溶融ガラスを制御された流量で連続的に流し入れ、溶融ガラスを帯状ガラス流（ガラスリボン）の状態で前進させ、前進させながら所定の幅や厚さに調整して所望の板ガラスを得るものである。
従来、このフロート法による板ガラスの製造においては、溶融金属が酸化されると生じた酸化物が板ガラスに付着し欠点の一要因となるので、酸化を防止するために浴槽内の溶融金属浴上部の空間は還元性のガス（還元性は主に水素により実現される）で満たされている。このガスは、浴槽の天井構造に供給され、そこからレンガ壁（ルーフレンガ）のレンガ同士の間隙やルーフレンガと該レンガ壁内に設けられたヒーターとの間隙を介して溶融金属浴の上部空間へと供給される。供給されたガスは、主に浴槽の出口やガスの排出のために設けられた排出口から浴槽外へ排出される。
【０００３】
このような還元性ガスの導入によっても、溶融金属浴面のガラスリボンで覆われていない領域から蒸発した金属蒸気が浴槽内に混入した酸素により酸化され、生じた金属酸化物がガラスリボンに付着し、汚染することがある。そこでこの問題を解決するために、浴槽内の溶融金属浴面の上部空間をガラスリボンで覆われている領域の上部空間と覆われていない上部空間とに仕切る隔壁を設けるとともに、浴槽の側壁に排気用通気路を設け、還元性ガスをガラスリボンで覆われた領域の上部空間に供給し、前記隔壁の下端の間隙からガラスリボンで覆われていない領域の上部空間へ流出させ、そして側壁に設けられた通気路を介して浴槽外部へ排出するようにした板ガラス製造方法および装置が提案されている（特開昭５０−３４１４号公報）。この技術によれば、溶融金属浴面のガラスリボンで覆われていない部分から蒸発した金属蒸気がたとえ酸化されても、生じた酸化物は隔壁のためにガラスリボン上に落下し付着することは防止することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術ではいずれの場合にも、浴槽内の上部空間を還元性のガスで満たすので、浴槽内に設置されるヒーターには耐還元性が要求される。即ち、ヒーターの構成部材が雰囲気ガス中の還元性物質（水素など）やガラスリボンや溶融金属面から揮散する物質と反応する結果、ヒーターの劣化が進む。この劣化は高温ほど著しい。特に、通常使用されているＳｉＣヒーターは、還元性雰囲気やリボン溶融金属面から揮散する物質（ハロゲンなど）との反応により劣化し易い。したがって、使用することができるヒーター等が著しく限定されるという問題がある。特に、通常用いられるＳｉＣヒーターの寿命が短く、短期間の使用により新品に交換する必要があった。
そこで、本発明の課題は、還元性ガスによる溶融金属の酸化を防止しつつ、浴槽に用いられるヒーターの還元劣化の問題を解決し、広範囲のヒーターを使用することができる板ガラスの製造方法および製造装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる課題を解決するものとして、第一に、浴槽に収容した溶融金属の浴面に溶融ガラスを連続的に供給して帯状ガラス流を形成し、該帯状ガラス流を前進させて所定の幅および厚さに成形する工程を含む板ガラスの製造方法において、溶融金属浴面のうち帯状ガラス流で覆われた領域の上部空間のガスの組成と、溶融金属浴面のうち帯状ガラス流で覆われていない領域の上部空間のガスの組成とを異ならせることを特徴とする板ガラスの製造方法を提供する。
【０００６】
本発明は、第二に、溶融金属浴を収容するほぼ密閉された浴槽と、溶融ガラスを該溶融金属浴上に供給し、該溶融ガラスを帯状のガラス流として前進させる手段と、所定の幅および厚さに成形された帯状ガラスを該浴槽から取り出す手段とを備えた板ガラスの製造装置であって、帯状ガラス流のエッジ部のほぼ上方に該エッジに大体沿って長手方向に、溶融金属浴面の帯状ガラス流で覆われた領域の上部空間と覆われていない領域の上部空間とを仕切る隔壁が設けられており、該隔壁で仕切られた二種の空間が異なる組成のガス雰囲気となるように、各空間に所定ガスの供給路と排出路が独立に設けられていることを特徴とする前記製造装置を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明では、溶融金属浴面の上部空間がガラスリボンに覆われた領域（リボン領域という）の上部とガラスリボンで覆われていない領域（リボンサイドという）の上部とに隔壁で仕切られ、リボン領域の上部空間には、ヒーターやガラスとの反応性のない不活性な組成のガスを供給し、リボンサイドの上部空間には、ガラスリボンの欠点の原因となる金属酸化物を還元したり、溶融金属の酸化を防止する、溶融金属よりも酸素との反応性の高い還元性の組成のガスを別々に供給する。
【０００８】
本発明で設けられる「隔壁」は物理的な仕切り板であってもよいし、例えば、幕状に不活性ガスを流出させて形成されるエアカーテンであってもよい。
本発明では隔壁により区分された空間の間でそれぞれのガスが混合しないことが重要である。これを実現するために、本発明の製造装置には、仕切られたそれぞれの空間に独立に所定ガスの供給路および排出路が設けられている。後述の実施例では、浴槽の天井構造からガスが供給されるように構成され、各空間ごとに設けられた排出管と浴槽の出口から排出されるようになっているが、これらの供給路や排出路の形態は何ら制限されない。
【０００９】
【実施例】
図１〜図４に示す本発明の板ガラス製造装置の実施例を参照しつつ、本発明を具体的に説明する。図１は該装置の長手方向の中心線に沿う縦断面図であり、図２は図１におけるII−II’線に沿う水平断面図であり、図３は図２におけるIII−III’線に沿う横断面図である。そして、図４は、図１におけるIV−IV’線に沿う水平断面図である。
浴槽１には溶融金属浴２が収容され、該溶融金属浴２に溶融ガラス３がツイール１５により制御されつつリップ１６から供給され、図１の左側から右方向へ前進させられ、ガラスリボン４を形成し、右方の出口１２から取り出される。浴槽１の天井構造（ルーフ）６は、天井壁７を構成するレンガ壁（ルーフレンガ）により、溶融金属浴２の上部に展開する空間から通気可能な状態で隔てられている。図２および図３からわかるように、溶融金属の上部空間は、ガラスリボン４のエッジ部のほぼ上方に垂直に設けられた隔壁５ａ，５ｂにより、ガラスリボン４で覆われた領域の上部空間Ａと、覆われていない上部空間Ｂとに仕切られている。隔壁５ａおよび５ｂは上端は天井レンガ壁７に届いていて、気密になっているが、下端はガラスリボンのエッジ部には届かず、間隙が設けられている。この間隙の寸法は約１〜３００ｍｍの間で、装置操作や監視などに支障のない範囲で小さい方が好ましい。この隔壁は浴槽内の高温に耐える必要があるので、炭化ケイ素、耐熱レンガ、カーボン等の耐火物が望ましい。また、隔壁の厚さは１ｍｍ以上あればよく、好ましくは５〜１００ｍｍである。
【００１０】
天井構造は、主に天井レンガ壁７と、それとの間に空間が生じるように設けられたケーシング８とからなり、該空間は前記の隔壁５ａおよび５ｂにそれぞれ対応する隔壁９ａおよび９ｂにより長手方向に仕切られ、空間Ａに対応する空間（ａ）と空間Ｂに対応する空間（ｂ）が形成されている。ケーシング８にはガス供給管１０が設けられ、空間（ａ）には不活性ガスが供給され、空間（ｂ）には還元性ガスが供給される。これらのガスは、天井壁７をヒーター１１とルーフレンガ７の間隙やルーフレンガ７同士の間隙を介して通過し、溶融金属浴上の空間ＡまたはＢに流れる。隔壁５ａと５ｂはそれらの下端がガラスリボンとの間に微小な間隙を残すだけであるので、空間Ａのガスと空間Ｂのガスが相互に混合することは実質的になく、浴槽１の後部にある出口１２と各空間（ＡまたはＢ）毎に設けられた排出路（即ち、図１において空間Ａから天井構造６を貫いて鉛直方向に延びる排出管１３および図３において空間Ｂから浴槽の側壁を貫いて側方に導出された排出管１３’）を介して浴槽外部へと排出される。このようにして、浴槽内のガラスリボンの上部空間は不活性の雰囲気に保持され、リボンサイドの上部空間は還元性の雰囲気に保持される。
【００１１】
図１および図４からわかるように、この実施例の装置では、天井構造内の空間が幅方向の複数の（この実施例では三枚の）隔壁１４によっても仕切られている。これらの幅方向の隔壁は天井構造にのみ設けられ、溶融金属浴上の空間には存在しない。このような天井構造に設けられた幅方向の隔壁は本発明にとり必須ではないが、望ましいものである。天井構造に設けられる隔壁の材料としては、鉄系材料等が用いられる。例えば、浴槽内のガラスリボンの上部にあたる部屋には窒素１００％のガスを供給し、浴槽内のリボンサイドの上部にあたる部屋には例えば水素１０％、窒素９０％のガスを供給する。このような幅方向の仕切りによって、ガラスリボンの上部空間に供給する不活性ガスおよびリボンサイドの上部空間に供給される還元性ガスの組成、流量を、ガラスリボンの進行段階に応じて適宜調整することができる。即ち、天井構造内にある不活性ガスを供給するための空間ａを図４に示すようにａ１，ａ２，ａ３およびａ４に仕切り、部屋ごとに不活性ガスの組成、流量等を調整する。例えば、窒素１００％からなるガスを部屋ごとに流量を変えて供給する。同様に、還元性ガスを供給するための部屋を図４に示すようにｂ１、ｂ２、ｂ３およびｂ４と仕切り、各部屋ごとに還元性ガスの組成、流量を調整する。還元性ガスは、通常、水素４〜１０％、窒素９６〜９０％で構成される。代表的には、水素１０％、窒素９０％のガスを供給する。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、ガラスリボン上部空間が不活性ガス雰囲気とされるので、従来の還元性雰囲気では使用不可能であったヒーターも使用することができる。また、汎用性の高いＳｉＣヒーターを劣化の加速を懸念することなく使用することができる。
また、ガラスリボンの上部空間を不活性ガスとするため、水素などの還元性ガス資源の消費を抑制することができ、コスト的にも有利である。
また、還元性ガス雰囲気とする空間がリボンサイドの上部のみとなるため、例えば、従来法と等量の還元性ガスを使用する場合、リボンサイドの上部空間の還元性ガス濃度を大幅に高めることができ、ひいては溶融金属の酸化防止や還元（浄化）の効果を高めることができるなど、還元性ガスの使用効率が向上する。
さらに、ガラスリボンの上部空間のガスはリボンサイドの上部空間のガスと隔絶されるため、溶融金属面からの揮散物質や上記の酸化物がガラスリボン上に落下したり、付着することを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る板ガラス製造装置の一例の長手方向の中心線に沿う縦断面図である。
【図２】  同製造装置の、図１におけるII−II’線に沿う水平断面図である。
【図３】  同製造装置の、図２におけるIII−III’線に沿う横断面図である。
【図４】  同製造装置の、図１におけるIV−IV’線に沿う水平断面図である。
【符号の説明】
１ 浴槽
２ 溶融金属浴
３ 溶融ガラス
４ ガラスリボン
６ 天井構造
７ 天井壁
５ａ 隔壁
５ｂ 隔壁
９ａ 隔壁
９ｂ 隔壁
１３ 排出管
１３’ 排出管
１４ 隔壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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