(57)【要約】      （修正有）【課題】デュープレックス方式のガラス板の製造設備におけるガラス磨き工程において、研磨材の種類を選定し、短時間で所望の表面粗さに到達し研磨ムラなきよう研磨する板ガラスの研磨方法を提供する。【解決手段】ガラスリボンの研磨装置の上流域は、研磨面に研磨パッドを貼着した研磨盤を回転させつつ、搬送されるガラスリボンに研磨パッドを当接させ、研磨材として弁柄系研磨材を供給しつつガラスリボンを研削した後、次いで下流域は、研磨面に研磨パッドを貼着した研磨盤を回転させつつ、搬送されるガラスリボンに研磨パッドを当接させ、研磨材としてセリア系研磨材を供給しつつガラスリボンを研磨するガラスリボンの研磨方法。【選択図】図２
2009142908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスリボンの研磨装置の上流域は、研磨面に研磨パッドを貼着した研磨盤を回転させつつ、搬送されるガラスリボンに研磨パッドを当接させ、研磨材として平均粒径０．５μｍ以上、３．０μｍ以下の弁柄を用いた弁柄系研磨材を供給しつつガラスリボンを研削した後、次いで下流域は、研磨面に研磨パッドを貼着した研磨盤を回転させつつ、搬送されるガラスリボンに研磨パッドを当接させ、研磨材として平均粒径０．５μｍ以上、２．０μｍ以下のセリアを用いたセリア系研磨材を供給しつつガラスリボンを研磨することを特徴とするガラスリボンの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラスリボンの研磨方法に関する。特に、デュープレックス方式による磨きガラス板の製造設備におけるガラスリボンの磨き工程において使用されるガラスリボンの研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス板の製造設備には、ロールアウト方式、フロート法方式、デュープレックス方式等によるガラス板の製造設備がある。
【０００３】
図１は、デュープレックス方式による磨きガラス板の製造設備の模式図である。
【０００４】
デュープレックス方式による磨きガラス板の製造設備は、図１に示すように、レヤー２と呼ばれる徐冷炉内で冷却されたガラスリボンＧを、ガラスリボンＧの研削装置である粗摺り機３内を搬送し、次いで研磨装置である磨上機１内を搬送しつつ、粗摺り機１内で研削材に水に加えた研削スラリーを供給しつつ、回転する研削盤４をガラスリボンＧの上下から押し当ててガラスリボンＧの両面を研削し、次いで、磨上機１内で研磨材に水を加えた研磨スラリーを供給しつつ、回転する研磨盤５を上下から押し当ててガラスリボンＧの両面を研磨し、磨きガラス板を生産することを特徴とする。尚、本発明において、研削とは、加工によって０．０１ｍｍ単位以上の寸法変化を伴う表面寸法精度の向上を指し、研磨とは、研削加工によって生じるような寸法変化を伴わない表面の平滑化を意味する。
【０００５】
詳しくは、デュープレックス方式において、ガラス原料が原料投入口６から投入されガラス溶融炉７内で溶解された後に押し出され、一対の成形ロール８でロールアウト成形され帯状のガラスリボンＧとなり、レヤー２と呼ばれる徐冷炉内でガラス搬送ロール９上を搬送しつつ徐冷された後で、研削装置である粗摺り機３、次いで、研磨装置である磨上機１を用いたガラスリボンＧの磨き工程を通過し、洗浄機１０、乾燥機１１を経て、裁断機１２にて所望のサイズに切断されることにより磨きガラス板となる。ガラスリボンＧの研削装置である粗摺り機３において、ガラスリボンＧは、研削スラリーを供給されつつ、回転する研削盤４で上下より両面研削された後、磨上機１において、研磨スラリーを供給されつつ、研磨パッドを貼着した回転する研磨盤５で上下より両面研磨され両面平滑なガラスリボンＧが得られる。
【０００６】
デュープレックス方式の粗摺り機３においては、研削スラリーを供給しつつ、研削面に鋳鉄からなる突起として設けた研削部位を有する研削盤４を、搬送されるガラスリボンＧの進行方向に対して横方向に振るように往復運動させつつ、ガラスリボンＧの上下から当接させて両面研削する。このようにして得られた研削面を、その後の磨上機１で極めて平滑になるまで研磨する。
【０００７】
デュープレックス方式のガラス板の製造設備において、一対の成形ロール８でロールアウト成形しガラスリボンＧとする際、一対の成型ロール８の直前で、ガラス溶融釜７より押し出された溶融ガラスのガラスコブに連続的に金属線または金網を挿入すれば、レヤー２、次いでガラスリボンＧの磨き工程を経て表面平滑な網入りガラスが生産可能となる。
【０００８】
特許文献１に、ガラスレンズ、光学用ガラス基板、ブラウン管用ガラスパネルおよびファンネルの研磨において、前段で粒径の大きい研磨材を使用し後段で粒径の小さい研磨材を使用するガラス物品の研磨方法および研磨装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−６４０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
デュープレックス方式のガラス板の製造設備におけるガラスリボンＧの磨き工程では、粗摺り機３によりガラスリボンＧを両面研削した後で、連続してガラスリボンＧを搬送しつつ、磨上機１にて、研磨材を水に分散させた研磨スラリーを供給しつつ研磨面に研磨パッドを貼着した回転する研磨盤５を当接させて、ガラスリボンＧの両面を極めて平滑になるように研磨する。しかしながら、磨上機１においては、粗く硬い研磨材、細かく柔らかい研磨材使ったとしても、所望の極めて平滑な表面粗さに到達するまでの研磨時間は変わらない問題があった。
【００１０】
本発明は、デュープレックス方式のガラス板の製造設備におけるガラスリボンＧの磨き工程において、研磨材の種類を選定し、短時間で所望の表面粗さに到達し研磨ムラなきよう研磨する板ガラスの研磨方法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】
【００１１】
デュープレックス方式のガラス板の製造設備におけるガラスリボンＧの磨き工程では、粗摺り機３では研磨材に天然砂として存在する珪砂等の研削加工に優れ、短時間の研削量が多く研削能力の高いシリカ系研削材を用いるが、磨上機１では、所望の表面粗さに到達させるために、ガラスリボンＧの表面を極めて平滑に研磨することが可能な、シリカに比べて細かい、言い換えれば、平均粒径の小さい弁柄系研磨材またはセリア系研磨材を用いる。
【００１２】
弁柄系研磨材は酸化第二鉄、Ｆｅ2Ｏ、いわゆる赤錆の主成分からなる褐色の粉末である弁柄を研磨材としてなる。弁柄は安価であり人体に害がないことから、顔料および研磨材等に広く使用され安価である。
【００１３】
セリア系研磨材は酸化セリウム、ＣｅＯ2からなる淡黄色または白色の粉末でセリアを研磨材としてなる。セリア系研磨材は弁柄に比較して高価であるが、水に不溶で研磨後の除去が容易であり、光学ガラスの研磨材として広く用いられている。
【００１４】
本発明者らが調査した結果、同様の平均粒径の弁柄系研磨材またはセリア系研磨材を用いた場合、同様の研磨条件で研磨後の算術平均粗さＲａが０．１０μｍに到達するまでの時間、いわゆる研磨時間はセリア系研磨材に比較して弁柄系研磨材の方が短かった。また、研磨後の算術平均粗さＲａが０．０８μｍに到達するまでの研磨時間は弁柄系研磨材よりセリア系研磨材が短かった。研磨後の算術平均粗さＲａが０．０８μｍ以上、０．１０μｍ以下の範囲に到達するまでの研磨時間は、弁柄系研磨材、セリア系研磨材で同等であり、上記の表面粗さが研磨時間からみた弁柄系研磨材とセリア系研磨材の分岐点となっている。
【００１５】
単純に考えると、単位時間当たりの研磨量を多くする、即ち、研磨速度を早くするには、硬く目の粗い研磨材を用いればよく、相反して、研磨ムラを抑制するためには柔らかく目の細かい研磨材を用いればよいと思われた。しかしながら、研磨後の算術平均粗さＲａが０．０８μｍ以上、０．１０μｍ以下の範囲に到達するまでの研磨時間が弁柄系研磨材およびセリア系研磨材で同等であり研磨時間に差が見られないことは、弁柄系研磨材はガラスと化学反応しないが、セリア系研磨材はＣｅがＳｉと置換反応し、ガラスの骨格であるシロキサン結合−Ｓｉ−Ｏ−を−Ｃｅ−Ｏ−の結合に置換するが、−Ｓｉ−Ｏ−結合に比較して−Ｃｅ−Ｏ−結合は結合エネルギーが低いので、表面を軟化させ研磨面がより平滑な算術平均粗さＲａに到達するまでの時間が短いことによると思える。
【００１６】
デュープレックス方式による磨きガラス板の製造設備におけるガラスリボンＧの磨き工程では、ガラスリボンＧの研削装置である粗摺り機３により、珪砂を研削材として水を加えた研削スラリーを供給しつつ、ガラスリボンＧを両面研削した後で、連続してガラスリボンＧを搬送しつつ、ガラスリボンの研磨装置である磨上機１にて、研磨スラリーを供給しつつ研磨面に研磨パッドを貼着した回転する研磨盤５をガラスリボンＧの上下から当接させて、ガラスリボンＧの両面を平滑になるように研磨する。
【００１７】
この際、ガラスリボンＧの表面粗さが所望の算術平均粗さＲａ、０．０８μｍ以下になるように、ガラスリボンＧの研磨を短時間で行うためには、本発明のガラスリボンの研磨方法において、磨上機１の研磨工程を上流域と下流域の２段に分けて、磨上機１の上流域は弁柄系研磨材、下流域はセリア系研磨材を使用する。
【００１８】
即ち、本発明は、ガラスリボンの研磨装置の上流域は、研磨面に研磨パッドを貼着した研磨盤５を回転させつつ、搬送されるガラスリボンＧに研磨パッドを当接させ、研磨材として平均粒径０．５μｍ以上、３．０μｍ以下の弁柄を用いた弁柄系研磨材を供給しつつガラスリボンＧを研磨した後、次いで下流域は、研磨面に研磨パッドを貼着した研磨盤５を回転させつつ、搬送されるガラスリボンＧに研磨パッドを当接させ、研磨材として平均粒径０．５μｍ以上、２．０μｍ以下のセリアを用いたセリア系研磨材を供給しつつガラスリボンＧを研磨することを特徴とするガラスリボンの研磨方法である。
【００１９】
本発明のガラスリボンの研磨方法において、ガラスリボンＧ表面の平均粗さを所望の算術平均粗さＲａ、０．０８μｍ以下になるように研磨を短時間で行うために、ガラスリボンＧの研磨装置の上流域は、研磨面に研磨パッドを貼着した研磨盤５を回転させつつ、搬送されるガラスリボンＧに研磨パッドを当接させ、研磨材として平均粒径０．５μｍ以上、３．０μｍ以下の弁柄を用いた弁柄系研磨材を供給しつつ、ガラスリボンＧを研磨することが好ましい。弁柄系研磨材の平均粒径が０．５μｍより小さいと、または３．０μｍより大きいとガラスリボンＧの表面粗さが所望の算術平均粗さＲａ、０．０８μｍ以下になるまでの研磨時間が長くなる。
【００２０】
また、本発明のガラスリボンの研磨方法において、ガラスリボンＧ表面の平均粗さを所望の算術平均粗さＲａ、０．０８μｍ以下になるように、研磨を短時間で行うためには、ガラスリボンＧの研磨装置の下流域は、研磨面に研磨パッドを貼着した研磨盤５を回転させつつ、搬送されるガラスリボンＧに研磨パッドを当接させ、研磨材として平均粒径０．５μｍ以上、２．０μｍ以下のセリアを用いたセリア系研磨材を供給しつつ、ガラスリボンＧを研磨することが好ましい。セリア系研磨材の平均粒形が０．５μｍより小さいと、または２．０μｍより大きいと、ガラスリボンＧの表面粗さが所望の算術平均粗さＲａ、０．０８μｍ以下になるまでの研磨時間が長くなる。
【００２１】
尚、本発明において、弁柄系研磨材およびセリア系研磨材の平均粒径はレーザー回折散乱法にて測定した値である。
【００２２】
本発明のガラスリボンの研磨方法によりガラスリボンＧを研磨する際は、研磨盤５をガラスリボンＧの進行方向に対して直交するように、横方向に振り往復運動させることが好ましい。ガラスリボンＧの進行方向に対して研磨盤５を左右に振りつつ往復運動させる理由は、研磨盤５を左右に振ることで、より均一に研削し、研磨ムラの発生を抑制することと、ガラスリボンＧに対して研磨盤５を小さくし、装置を小型化すること等である。
【００２３】
本発明のガラスリボンの研磨方法において、研磨パッドはウレタン製パッドまたはフェルト製パッド等を、研磨材の目詰まり防止のため予め溝加工したものを使用する、好ましくは、分割して研磨盤５の研磨面に貼着し、研磨面の貼着していない部位に研磨スラリーの循環をより円滑に行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
ガラスリボンＧの研磨装置である磨上機１の研磨工程を上流域および下流域の２段に分けて、上流域は研磨材に硬く靱性の高い平均粒径０．５μｍ以上、３．０μｍ以下の弁柄系研磨材、下流域は柔らかく、前述のようにガラスの骨格であるシロキサン結合−Ｓｉ−Ｏ−を−Ｃｅ−Ｏ−の結合に置換することで、ガラス表面に化学的に作用する平均粒径０．５μｍ以上、２．０μｍ以下のとしてセリア形研磨材を使用したところ、ガラスリボンの表面粗さを目標の算術平均粗さＲａ０．０８μｍ以下に到達するまでの研磨時間が格段に短くなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１に示すように、デュープレックス方式のガラス板の製造設備において、例えば、レヤー２と呼ばれる徐冷炉内で冷却された後のガラスリボンＧを粗摺り機３、磨上機１内を搬送させつつ、研削材を水に加え検索スラリーとして供給し、粗摺り機３内で回転する研削盤４を上下から押し当ててガラスリボンＧの両面を研削し、次いで、研磨材を水に加え研磨スラリーとして供給しつつ、磨上機１内で回転する研磨盤５を上下から押し当てて、ガラスリボンＧの両面を研磨する。
【００２６】
図２は、デュープレックス方式の磨きガラス板の製造設備における粗摺り機および磨上機の主要部の側面図である。
【００２７】
図２に示すように、通常、粗摺り機３内で回転する研削盤４、磨上機１内で研磨盤５Ａ、５Ｂは各々複数台使用し、研磨ムラ無きよう、矢印で示したガラスリボンＧの進行方向に対して直交するように左右に往復運動させる。ウレタンまたはフェルト等からなる研磨パッドを貼着した回転する研磨盤５Ａ、５ＢをガラスリボンＧの上下から当接させてガラスリボンＧの研磨を行う際、上流域の研磨盤５Ａにおいては、研磨材に弁柄を用いた弁柄系研磨材を使用し、下流域の研磨盤５Ｂにおいては研磨材にセリアを用いたセリア系研磨材を使用する。
【実施例】
【００２８】
磨上機１において、研磨スラリーに弁柄系研磨材のみを用いてガラスリボンＧを両面研磨した場合、セリア系研磨材のみを用いてガラスリボンＧを両面研磨した場合、磨上機１を上流、下流２段に分けて、上流に弁柄系研磨材、下流にセリア系研磨材を用いてガラスリボンＧを両面研磨した場合に分けて、ガラスリボンＧに所望の算術平均粗さが得られる時間を比較した。
【００２９】
磨上機１は、ガラスリボンＧの片面で研磨盤５を並列に３台並べて６段、計１８台、上下面合わせて総数３６台の研磨盤を用いる構成とした。
【００３０】
格段の研磨盤は上下方向に可動とし、ガラスリボンＧに研磨盤５の１段目のみを当接させ研磨した後のガラスリボンＧの算術平均粗さを測定し、同様に、ガラスリボンＧに１段目および２段目を当接させ研磨した後のガラスリボンＧの算術平均粗さ、１〜３段目を当接させ研磨した後のガラスリボンＧの算術平均粗さ、１〜３段目を当接させ研磨した後のガラスリボンＧの算術平均粗さ、１〜４段目を当接させ研磨した後のガラスリボンＧの算術平均粗さ、１〜５段目を当接させ研磨した後のガラスリボンＧの算術平均粗さ、１〜６段目を当接させ研磨した後のガラスリボンＧの算術平均粗さを測定した。
【００３１】
図３は、研磨盤を研磨面より見た平面図である。
【００３２】
図３に示すように、フェルトパッド１３を１／４円の扇形に切り、研磨盤５の中心に設けた研磨スラリー供給口１４を避けて貼り付けた、径１ｍの研磨盤５を用いて、幅３ｍ、厚み１２ｍｍのガラスリボンＧを搬送速度を、３ｍ／ｍｉｎで投入し、研磨盤５を、回転数６０ｒｐｍとし、間隔１０ｃｍ、振れ幅３０ｃｍで、ガラスリボンＧの搬送方向に直交するように１周期３秒となるように往復運動させる研磨条件で、ガラスリボンＧの研磨を行った。研磨スラリーは、研磨材の濃度が３０質量％となるように調製し、研磨スラリー供給口１４から０．００５ｍ3／ｍｉｎの量で供給した。ガラスリボンＧの研磨を行う際、研磨スラリー供給口１４より供給された研磨スラリーはフェルトパッド１３のない研磨スラリー流路１５に流入しつつ、研磨盤５が回転することによって、フェルトパッド１３の全面に行き渡る。
【００３３】
弁柄系研磨材、セリア系研磨材ともに、レーザー回折散乱法により測定した平均粒径１．０μｍのものを用いた。
【００３４】
磨上機１において、研磨材に弁柄を用いた弁柄系研磨材の研磨スラリーのみによりガラスリボンＧの研磨を行った場合、研磨材にセリアを用いたセリア系研磨材の研磨スラリーのみによりガラスリボンＧの研磨を行った場合について、各段の研磨盤にて研磨後の算術平均粗さを比較した。
【００３５】
比較すると、弁柄系研磨材のみまたはセリア系研磨材のみを用いた場合、同様の研磨条件で研磨後の算術平均粗さＲａが０．１０μｍ以下に到達するまでの研磨盤５の段数は、セリア系研磨材のみを用いた場合に比較して（１〜４段）弁柄系研磨材のみをの用いた場合（１〜３段）の方が少なかった。また、研磨後の算術平均粗さＲａが０．０８μｍに到達するまで研磨盤５の段数は、弁柄系研磨材のみ（１〜６段）を用いた場合よりセリア系研磨材のみを用いた場合（１〜５段）の方が少なかった。
【００３６】
よって、上流域で弁柄系研磨材、下流域でセリア系研磨材を使うことでと研磨後のガラスリボンＧの算術平均粗さＲａが０．０８μｍに到達するまでの研磨段数が少なくてすみ、研磨時間が短縮され効率的研磨を行えることがわかった。
【００３７】
図２に示すように、磨上機１を上流域、下流域の２段に分けて、上流域は研磨材に弁柄を用いた弁柄系研磨材の研磨スラリーにより研磨盤５Ａを２段用いてガラスリボンＧの研磨を行い、下流域は研磨材にセリアを用いたセリア系研磨材の研磨スラリーにより研磨盤５Ｂを２段用いてガラスリボンＧの研磨を行った場合は、上述の研磨条件で、研磨盤５Ａ、５Ｂ、１〜４段で研磨後のガラスリボンＧの算術平均粗さＲａが０．０８μｍに到達する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】デュープレックス方式による磨きガラス板の製造設備の模式図である。
【図２】デュープレックス方式による磨きガラス板の製造設備における粗摺り機および磨上機の主要部の側面図である。
【図３】研磨盤を研磨面より見た平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
Ｇ              ガラスリボン
１              磨上機
２              レヤー
３              粗摺り機
４              研削盤
５、５Ａ、５Ｂ  研磨盤
６              原料投入口
７              ガラス溶解炉
８              成形ロール
９              ガラス搬送ロール
１０            洗浄機
１１            乾燥機
１２            裁断機
１３            フェルトパッド
１４            研磨スラリー供給口
１５            研磨スラリー流路
【図１】
2009142908.tif 000003
【図２】
2009142908.tif 000004
【図３】
2009142908.tif 000005