玻璃板制造方法和冷却装置与流程

本发明涉及玻璃板制造方法和冷却装置。

背景技术：

专利文献1中记载的浮法板玻璃的制造方法中，向熔融金属的表面上连续供给熔融玻璃，浮法成形为带板状的玻璃带。该制造方法中，通过供气扇向浴槽的外表面鼓送空气，使得容纳熔融金属的浴槽的外表面温度的变化幅度在4℃以内。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2012/060197号

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

以往，夏季时设置鼓风机的房间的温度过高，即便将鼓风机的转速(日文：回転数)设定为上限值，冷却对象物的温度有时也会超过容许值。

本公开的目的在于提供能够抑制冷却对象物的过升温的玻璃板制造方法。

解决技术问题所采用的技术方案

利用本公开的一种形式，能够提供

玻璃板制造方法，它是将熔融玻璃成形为玻璃带的玻璃板制造方法，该方法包括：

向用于控制所述玻璃带成形时的温度的气体管的内部供给冷却剂，所述吸收在所述气体管的内部流动的空气的热而气化，

通过所述气体管向冷却对象物输送经所述冷却剂冷却的所述空气。

发明效果

利用本公开的玻璃板制造方法，则能够抑制冷却对象物的过升温。

附图说明

图1是第1实施方式的具备冷却装置的浮法玻璃制造装置的截面图，是沿图2的i-i线的截面图。

图2是沿图1的ii-ii线的浮法玻璃制造装置的截面图。

图3是表示图1所示的冷却剂供给机的一例的图。

图4是表示图1所示的冷却剂供给机的另一例的图。

图5是第2实施方式的具备冷却装置的熔融玻璃制造装置的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。各附图中，对于相同或对应的结构标以相同或对应的符号，并省略说明。

[第1实施方式]

(浮法玻璃的制造装置的概要)

图1是第1实施方式的具备冷却装置的浮法玻璃制造装置的截面图，是沿图2的i-i线的截面图。图2是沿图1的ii-ii线的浮法玻璃制造装置的截面图。

浮法玻璃制造装置10具有浴槽11，向浴槽11中容纳的熔融金属2上连续地供给熔融玻璃4，在熔融金属2上将熔融玻璃4浮法成形为板状的玻璃带6。玻璃带6一边在熔融金属2的液面上向箭头a方向流动，一边缓慢冷却固化。在浴槽11的下游区域从熔融金属2拉起玻璃带6，送至退火炉中。经退火炉退火的玻璃带被切割成规定的尺寸，藉此制造玻璃板。

如图1和图2所示，浴槽11容纳熔融金属2。熔融金属2例如可以是熔融锡或熔融锡合金。浴槽11具有金属壳体12以及覆盖金属壳体12的内侧的多块砖13。多块砖13组装成箱状，在内部容纳熔融金属2。

浮法玻璃制造装置10具有通过沿着箭头b方向向浴槽11的下壁部喷射空气来冷却浴槽11的下壁部的冷却装置20。藉此能够防止进入砖13彼此之间的接缝中的熔融金属2与金属壳体12的反应。浴槽11的下壁部被冷却至熔融金属2发生固化的凝固点以下的温度。

冷却装置20设置在形成于浴槽11的下部的空间。冷却装置20具有例如有用于冷却浴槽11的下壁部的空气流动的气体管30、将空气输送至气体管30的内部的鼓风机40、向气体管30内部供给用于冷却空气的冷却剂的冷却剂供给机50、控制鼓风机40和冷却剂供给机50的控制装置60。冷却装置20用于控制浴槽11的下壁部的温度。该温度控制可以是手动控制，也可以是自动控制。

(气体管)

气体管30具有例如空气通过鼓风机40被输送至的主管31、如图1所示的从主管31分支的多条分支管32、如图2所示的从各分支管32进一步分支的多条喷射管33。

主管31向玻璃带6的流动方向延伸，即向浴槽11的长边方向(图1中的左右方向)延伸。从浴槽11的上方观察，主管31也可从浴槽11的上游区域延伸至浴槽11的下游区域。

本说明书中，上游是指玻璃带6的流动方向的上游，下游是指玻璃带6的流动方向下游。另外，在后文将详述，玻璃带6的流动方向与在主管31内部流动的空气的流动方向是相反方向。

从浴槽11的上方观察，虽然主管31从浴槽11的上游区域延伸至浴槽11的下游区域，但主管31的长度也可多种多样。例如，从浴槽11的上方观察，主管31也可从浴槽11的上游区域延伸至浴槽11的中游区域。

分支管32从主管31向上方突出。在主管31的长边方向上间隔设置多条分支管32。从浴槽11的上方观察，多条分支管32也可从浴槽11的上游区域到浴槽11的下游区域为止间隔配置。分支管32的数量无特别限定。

分支管32的间隔可以是等间隔，也可以是非等间隔。例如，设置于浴槽11的上游区域的下方的分支管32的间隔比设置于浴槽11的下游区域的下方的分支管32的间隔更窄的情况下，能够集中冷却浴槽11的上游区域的下壁部。原因在于，浴槽11的上游区域的熔融金属2比浴槽11的下游区域的熔融金属2的温度高，与熔融金属2的凝固点之间的温度差大。

在各分支管32中途也可设置流量调整部34。流量调整部34用于调整从主管31流入各分支管32的空气的流量分配。作为流量调整部34，使用挡板或阀等。流量调整部34的操作可手动进行，也可通过控制装置60来自动进行。

各分支管32的上端部分支为多条喷射管33。该分支数也可因每个分支管32而不同。在浴槽11的宽度方向(图2中的左右方向)上间隔排列的多个喷射管33从同一条分支管32分支而出。

喷射管33沿箭头b方向向浴槽11的下壁部喷射空气。空气吸收浴槽11的下壁部的热，被排出至外部。

(鼓风机)

鼓风机40将空气输送至主管31。流量与鼓风机40的转速对应的空气被送入主管31并分配至各分支管32，沿箭头b方向从各喷射管33向浴槽11的下壁部喷射。

鼓风机40与主管31的端部连接。另外，在主管31的内部流动的空气的流动方向与玻璃带6的流动方向是相反方向。玻璃带6边流动边缓慢冷却，因此如果玻璃带6的流动方向与在主管31的内部流动的空气的流动方向为相反方向，则能够在气温较低的范围内设置鼓风机40。

另外，鼓风机40的配置也可多种多样。例如，鼓风机40可设置在主管31的中途。另外，鼓风机40的数量可为1个或多个。

(冷却剂供给机)

冷却剂供给机50将用于冷却在气体管30的内部流动的空气的冷却剂供给至气体管30的内部。该供给位置可在主管31的中途，也可在鼓风机40与最靠近鼓风机40的分支管32之间。经冷却剂冷却的空气能够输送至各分支管32。

冷却剂例如可以是固体二氧化碳等固体，也可以是液氮等液体，还可以是固体和液体这两者。冷却剂是吸收在气体管30的内部流动的空气的热而气化的冷却剂即可。气化包括升华。

气体管30向作为冷却对象物的浴槽11的下壁部输送经冷却剂冷却的空气。藉此，在夏季等设置鼓风机40的房间的温度升高的情况下，鼓风机40以上限值以下的转速运行的同时，能够抑制浴槽11的下壁部的过升温。

在气体管30的内部气化的冷却剂与空气共同在气体管30的内部流动，同时迅速与空气混合，与空气呈相同的温度。然后，不仅空气，气化后的冷却剂也被喷射至浴槽11的下壁部。

为抑制浴槽11的下壁部的劣化，冷却剂供给机50可将固体二氧化碳和液氮的至少一者作为冷却剂供给至气体管30的内部。与将自来水供给至气体管30内部的情况相比，能够抑制金属壳体12发生腐蚀(生锈等)以及抑制金属壳体12上漂白粉(日文：カルキ)等异物的附着。

图3是表示图1所示的冷却剂供给机的一例的图。图3所示的冷却剂供给机50将固体二氧化碳供给至气体管30的内部。冷却剂供给机50的操作可手动进行，也可通过控制装置60来自动进行。

冷却剂供给机50包括例如在气体管30的内部依次投下固体二氧化碳的破碎物的多个料斗(日文：バケット)51、用于运送多个料斗51的传送带52。另外，也可使用螺旋进料机等来替代料斗传送带。

从冷却剂供给机50投下的固体二氧化碳由设置在气体管30的中途的导入管35导入气体管30的内部，储存在设置于气体管30的内部的网笼36的内部。储存在网笼36的内部的固体二氧化碳吸收在气体管30的内部流动的空气的热而气化。

图4是表示图1所示的冷却剂供给机的另一例的图。图4所示的冷却剂供给机50将液氮供给至气体管30的内部。冷却剂供给机50的操作可手动进行，也可通过控制装置60来自动进行。

冷却剂供给机50例如包括容纳液氮的箱53、调整从箱53流出的液氮的流量的流量调整阀54、向气体管30的内部以雾状散布通过了流量调整阀54的液氮的喷雾喷嘴55。喷雾喷嘴55例如利用重力将液氮喷雾成雾状。液氮的比表面积增加，因此液氮容易吸收空气的热，能够有效地冷却空气。

(控制装置)

控制装置60如图1所示具有cpu(中央处理单元)61、存储器等存储介质62、输入界面63和输出界面64。控制装置60通过在cpu61上运行存储在存储介质62中的程序来进行各种控制。另外，控制装置60通过输入界面63从外部接收信号，通过输出界面64向外部发送信号。

控制装置60还可具有用于检测浴槽11的下壁部的温度的浴槽温度检测器65。作为浴槽温度检测器65，例如使用热电偶(日文：熱電対)。浴槽11的长边方向和浴槽11的宽度方向上间隔设置浴槽温度检测器65。浴槽温度检测器65的个数和喷射管33的个数可相同也可不同。

控制装置60也可控制鼓风机40的转速，以使浴槽温度检测器65的检测温度和设定温度的偏差为0。该控制也可以是pid控制等反馈控制(日文：フィードバック制御)。控制装置60也可具有将直流功率转换为交流功率以供给至鼓风机40的逆变器，使得鼓风机40的转数容易调整。藉此能够抑制浴槽11的下壁部的温度变化。

控制装置60也可根据鼓风机40的转速来控制冷却剂供给机50的冷却剂供给。鼓风机40的转速和冷却剂的供给之间的关系通过读取预先由试验等求出并以公式和表等形式存储在存储介质62中的信息来使用。

例如，鼓风机40的转速如果超过设定转速，则控制装置60开始由冷却剂供给机50供给冷却剂。另外，鼓风机40的转速越大，则控制装置60每单位时间由冷却剂供给机50供给的冷却剂的量越多。能够使鼓风机40用上限值以下的转速运行，同时抑制浴槽11的下壁部的过升温。

另外，控制装置60也可控制冷却剂供给机50的冷却剂供给，以将鼓风机40的转速抑制在一定范围内。从各喷射管33喷射出的气体的流量能够维持恒定，从各喷射管33冲击至浴槽11的下壁部而散开的气体的范围能够维持恒定。假使从各喷射管33喷射出的气体的流量过少，则从各喷射管33冲击至浴槽11的下壁部而散开的气体的范围过窄，气体无法触及浴槽11的整个下壁部。

控制装置60还可具有用于检测通过了气体管30的内部的冷却剂的供给位置的空气的温度的气体管内温度检测器66。作为气体管内温度检测器66，例如使用热电偶。气体管内温度检测器66能够检测经冷却剂冷却的空气的温度。

控制装置60也可根据气体管内温度检测器66的检测结果来控制冷却剂供给机50的冷却剂供给。例如，控制装置60控制冷却剂供给机50的冷却剂供给，以使气体管内温度检测器66的检测温度和设定温度的偏差为0。该控制也可以是pid控制等反馈控制。经冷却剂冷却的空气的温度能够维持在一定的范围内。

控制装置60还可具有用于检测设置鼓风机40的房间的温度的室温检测器67。作为室温检测器67，例如使用热电偶。室温检测器67能够检测经冷却剂冷却前的空气的温度。例如，在夏季等情况下设置鼓风机40的房间的温度如果升高并超过设定温度，则控制装置60开始由冷却剂供给机50供给冷却剂。另外，设置鼓风机40的房间的温度越高，则控制装置60每单位时间由冷却剂供给机50供给的冷却剂的量越多。能够灵敏地应对设置鼓风机40的房间的温度变化。

另外，还可设置用于显示浴槽温度检测器65的检测结果、气体管内温度检测器66的检测结果、室温检测器67的检测结果等的显示装置。用户可观察显示装置的显示，对冷却剂供给机50进行手动操作。

(浮法玻璃制造方法)

接着，再次参照图1和图2，对使用了上述构成的浮法玻璃装置10的浮法玻璃制造方法进行说明。

浮法玻璃制造方法包括向浴槽11内的熔融金属2上连续地供给熔融玻璃4，在熔融金属2上将熔融玻璃4浮法成形为板状的玻璃带6。玻璃带6一边在熔融金属2的液面上流动，一边缓慢冷却固化。在浴槽11的下游区域从熔融金属2拉起玻璃带6，搬运至退火炉中。经退火炉退火的玻璃带被切割成规定的尺寸，藉此制造玻璃板。制造的玻璃板例如可用作显示器用的玻璃基板、显示器用的覆盖玻璃和窗玻璃。

浮法玻璃制造方法包括：向用于玻璃带6的成形的气体管30的内部供给吸收在气体管30内部流动的空气的热而气化的冷却剂，通过气体管30向作为冷却对象物的浴槽11的下壁部输送经冷却剂冷却的空气。即，浮法玻璃制造方法包括：向容纳与由浮法成形的玻璃带6接触的熔融金属2的浴槽11的下壁部喷射由冷却剂冷却的空气。藉此，在夏季等设置鼓风机40的房间的温度升高的情况下，鼓风机40用上限值以下的转速运行的同时，能够抑制浴槽11的下壁部的过升温。

浮法玻璃制造方法也可包括：将固体二氧化碳和液氮中的至少一者作为冷却剂供给至气体管30的内部。该供给可手动进行，也可通过控制装置60来自动进行。与将自来水供给至气体管30内部的情况相比，能够抑制金属壳体12发生腐蚀(生锈等)以及抑制金属壳体12上漂白粉等异物的附着。

浮法玻璃制造方法也可包括：根据向气体管30的内部输送空气的鼓风机40的转速来将冷却剂供给至气体管30的内部。该供给可手动进行，也可通过控制装置60来自动进行。能够使鼓风机40用上限值以下的转速运行，同时抑制浴槽11的下壁部的过升温。另外，从各喷射管33喷射出的气体的流量能够维持恒定，从各喷射管33冲击至浴槽11的下壁部而散开的气体的范围能够维持恒定。

浮法玻璃制造方法也可包括：根据通过了气体管30的内部的冷却剂的供给位置的空气的温度来将冷却剂供给至气体管30的内部。该供给可手动进行，也可通过控制装置60来自动进行。经冷却剂冷却的空气的温度能够维持在一定的范围内。

浮法玻璃制造方法也可包括：根据设置向气体管30的内部输送空气的鼓风机40的房间的温度来将冷却剂供给至气体管30的内部。该供给可手动进行，也可通过控制装置60来自动进行。能够灵敏地应对设置鼓风机40的房间的温度变化。

制造的玻璃板用作显示器用的玻璃基板的情况下，可以是无碱玻璃。无碱玻璃是实质上不含na2o、k2o、li2o等碱金属氧化物的玻璃。无碱玻璃中，碱金属氧化物的总含量可以在0.1质量％以下。

无碱玻璃以例如氧化物基准的质量％表示，含有sio2:50％～73％、al2o3:10.5％～24％、b2o3:0％～12％、mgo:0％～10％、cao:0％～14.5％、sro:0％～24％、bao:0％～13.5％、mgo+cao+sro+bao:8％～29.5％、zro2:0％～5％。

在同时要求高应变点和高溶解性的情况下，以氧化物基准的质量％表示，无碱玻璃优选含有sio2:58％～66％、al2o3:15％～22％、b2o3:5％～12％、mgo:0％～8％、cao:0％～9％、sro:3％～12.5％、bao:0％～2％、mgo+cao+sro+bao:9％～18％。

在想要获得特别高的应变点的情况下，以氧化物基准的质量％表示，无碱玻璃优选含有sio2:54％～73％、al2o3:10.5％～22.5％、b2o3:0％～5.5％、mgo:0％～10％、cao:0％～9％、sro:0％～16％、bao:0％～2.5％、mgo+cao+sro+bao:8％～26％。

制造的玻璃板用作显示器用的覆盖玻璃的情况下，可以是化学强化用玻璃。化学强化用玻璃经化学强化处理后用作覆盖玻璃。化学强化处理通过将玻璃表面所含的碱金属离子中离子半径较小的离子(例如na离子)置换为离子半径较大的离子(例如k离子)，自玻璃表面形成规定深度的压缩应力层。

化学强化用玻璃例如以氧化物基准的摩尔％表示，含有sio2:62％～68％、al2o3:6％～12％、mgo:7％～13％、na2o:9％～17％、k2o:0％～7％，由na2o和k2o的总含量减去al2o3的含量而得的差低于10％，含有zro2时，其含量在0.8％以下。

另一种化学强化用玻璃，以氧化物基准的摩尔％表示，含有sio2:65％～85％、al2o3:3％～15％、na2o:5％～15％、k2o:0％以上且低于2％、mgo:0％～15％、zro2:0％～1％，sio2及al2o3的含量的总和sio2+al2o3在88％以下。

制造的玻璃板用作窗玻璃的情况下，可以是钠钙玻璃。钠钙玻璃例如以氧化物基准的质量％表示，含有sio2:65％～75％、al2o3:0％～3％、cao:5％～15％、mgo:0％～15％、na2o:10％～20％、k2o:0％～3％、li2o:0％～5％、fe2o3:0％～3％、tio2:0％～5％、ceo2:0％～3％、bao:0％～5％、sro:0％～5％、b2o3:0％～5％、zno:0％～5％、zro2:0％～5％、sno2:0％～3％、so3:0％～0.5％。

[第2实施方式]

图5是第2实施方式的具备冷却装置的熔融玻璃制造装置的截面图。熔融玻璃制造装置10a具有槽11a，从槽11a向左右两侧溢出的熔融玻璃4a沿着槽11a的左右两侧面流下并在槽11a的下端汇流，藉此熔融成形为板状的玻璃带6a。玻璃带6a向下方输送的同时被冷却，并切割成规定的尺寸。藉此制造玻璃板。

熔融玻璃制造装置10a具有用于冷却从槽11a向下方运送的玻璃带6a的冷却装置20a。冷却装置20a用于控制玻璃带6a的温度分布。冷却装置20a可用于控制玻璃带6a的上下方向的温度分布，也可用于控制玻璃带6a的宽度方向的温度分布。该温度控制可以是手动控制，也可以是自动控制。

冷却装置20a具有例如有用于冷却玻璃带6a的下壁部的空气流动的气体管30a、将空气输送至气体管30a的内部的鼓风机40a、向气体管30a内部供给用于冷却空气的冷却剂的冷却剂供给机50a、控制鼓风机40a和冷却剂供给机50a的控制装置60a。冷却装置20a与上述实施方式的冷却装置20的差别在于，具有与气体管30a连接的冷却管70a、从冷却管70a排出空气的排气管80a。以下，主要对冷却管70a和排气管80a进行说明。气体管30a、鼓风机40a、冷却剂供给机50a、控制装置60a与上述第1实施方式相同，因此省略说明。

冷却管70a设置在从槽11a向下方运送的玻璃带6a的周围。冷却管70a可具有多个u字状的折返部，也可弯曲。在气体管30a的内部经冷却剂冷却的空气在冷却管70a的内部流动的同时吸收冷却管70a的热，藉此将冷却管70a冷却，进而冷却玻璃带6a。藉此，在夏季等设置鼓风机40a的房间的温度升高的情况下，鼓风机40a用上限值以下的转速运行的同时，能够抑制玻璃带6a的过升温。吸收了冷却管70a的热的空气通过排气管80a被排至外部。

以上说明了玻璃板制造方法的实施方式等，但本发明不限定于上述实施方式等，在专利申请的权利要求书记载的本发明的技术思想的范围内可以进行各种变形和改良。

例如，上述实施方式的玻璃板制造方法虽为浮法和熔融法(也称作溢流下拉法)，也可为狭缝下拉法(日文：スリットダウンドロー法)。狭缝下拉法中，在槽的下端设置狭缝，从狭缝将熔融玻璃引出，藉此成形为板状的玻璃带。狭缝下拉法中，使用与熔融法相同的冷却装置。

符号说明

2熔融金属

4熔融玻璃

6玻璃带

10浮法玻璃制造装置

11浴槽

12金属壳体

13砖

20冷却装置

30气体管

31主管

32分支管

33喷射管

34流量调整部

40鼓风机

50冷却剂供给机

60控制装置

4a熔融玻璃

6a玻璃带

10a熔融玻璃制造装置

11a槽

20a冷却装置

30a气体管

40a鼓风机

50a冷却剂供给机

60a控制装置

70a冷却管

80a排气管