浮法玻璃制造装置和浮法玻璃制造方法与流程

本发明涉及浮法玻璃制造装置和浮法玻璃制造方法。

背景技术：

在利用浮法的玻璃板的制造中，将熔融玻璃从玻璃熔窑供给至被称为浮抛窑的熔融锡浴，在熔融锡浴上成形出玻璃带，然后利用被称为提升辊的运送辊运送玻璃带，并传送至缓冷炉。通常，在玻璃带的下表面附着有被称为浮渣(锡和锡氧化物)的缺陷。

对于在液晶显示器(lcd)等平板显示器(fpd)用途中使用的玻璃板而言，对浮渣缺陷的品质要求高。

因此，在专利文献1中，利用作为弹性支撑体的板簧的弹性回复力使碳制的除去构件与提升辊的下部接触，从而将附着于提升辊上的锡或锡氧化物刮削并除去。

图5所示的现有技术的弹性支撑体25具有载置除去构件23的支架26和支撑支架26的多个板簧主体27。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-335127号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

然而，弹性支撑体由于暴露在高温气氛中，因此当长期持续使用时，弹性恢复力有时会降低。于是，有时除去构件与提升辊之间的接触压力产生不均，甚至除去构件无法充分除去附着在提升辊上的锡或锡氧化物。其结果是，存在以下问题：附着在提升辊上的锡或锡氧化物转移到玻璃带的下表面上，产生浮渣缺陷。

本发明鉴于上述问题而作出，其目的在于提供一种能够充分除去附着在提升辊上的锡或锡氧化物的浮法玻璃制造装置和浮法玻璃制造方法。

用于解决问题的手段

本发明提供一种浮法玻璃制造装置，所述浮法玻璃制造装置具有：浮抛窑，所述浮抛窑在熔融金属上成形出玻璃带；浮渣箱，所述浮渣箱与所述浮抛窑邻接并且具有拉起所述玻璃带的提升辊；和缓冷炉，所述缓冷炉与所述浮渣箱邻接，其特征在于，所述浮渣箱具有与所述提升辊接触的除去构件和支撑所述除去构件的支撑机构，并且所述支撑机构具有沿所述提升辊的轴向设置的多个高度调节部、配置在所述高度调节部上的支架和与所述高度调节部连接的流体供给部。

另外，本发明提供一种浮法玻璃制造方法，在所述浮法玻璃制造方法中，将熔融玻璃连续地供给至浮抛窑的熔融金属上，在所述熔融金属上成形出玻璃带，利用设置在浮渣箱中的提升辊将所述玻璃带从所述浮抛窑中拉出，并在缓冷炉中在运送所述玻璃带的同时将所述玻璃带缓慢冷却，其特征在于，在所述浮渣箱中，使用支撑机构使除去构件与所述提升辊接触，并且所述支撑机构具有沿所述提升辊的轴向设置的多个高度调节部和配置在所述高度调节部上的支架，并且向所述高度调节部供给流体。

发明效果

根据本发明，提供一种能够充分除去附着在提升辊上的锡或锡氧化物的浮法玻璃制造装置和浮法玻璃制造方法。

附图说明

图1为表示本发明的一个实施方式所涉及的浮法玻璃制造装置的图。

图2为图1所示的支撑机构和除去构件的ii-ii线局部剖视图。

图3(a)和图3(b)为图2所示的支撑机构的局部放大图，图3(a)为表示向活塞供给流体的状态的图，图3(b)为表示未向活塞供给流体的状态的图。

图4(a)和图4(b)为图3(a)和图3(b)所示的支撑机构的内部剖视图。

图5为表示现有技术的弹性支撑体和除去构件的剖视图。

附图标记

1：浮法玻璃制造装置

10：浮抛窑

11：浴槽

20：浮渣箱

21：提升辊

23：除去构件

28：收纳构件

30：支撑机构

31：支架

32：气缸

33：突出部

34：活塞

35：高度调节部

37：止挡件(ストッパー)

38：支撑构件

39：流体供给部

40：缓冷炉

41：退火辊

g：玻璃带

m：熔融金属

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。在本说明书中，表示数值范围的“～”是指包含其前后的数值的范围。

在附图中适当地示出xyz坐标系作为三维正交坐标系。

在本说明书中，x轴方向是俯视时的玻璃带g的运送方向，y轴方向是俯视时的与玻璃带g的运送方向正交的方向(板宽方向)，z轴方向是铅垂方向。另外，上游侧和下游侧是相对于x轴方向的上游侧和下游侧，+x侧为下游侧，-x侧为上游侧。纵截面为xz平面，横截面为yz平面。

[浮法玻璃制造装置]

图1为表示本发明的一个实施方式所涉及的浮法玻璃制造装置的图。使用图1对本发明的一个实施方式所涉及的浮法玻璃制造装置进行说明。

浮法玻璃制造装置1从上游侧起具有浮抛窑10、与浮抛窑10邻接的浮渣箱20、和与浮渣箱20邻接的缓冷炉40。

浮抛窑10具有容纳熔融金属m的浴槽11，并且在熔融金属m上将连续供给的熔融玻璃成形为玻璃带g。熔融玻璃是通过在配置在浮抛窑10的上游侧(-x侧)的玻璃熔化炉中将玻璃原料熔化并进一步实施澄清处理而得到的熔融玻璃。

浮抛窑10的上部空间充满包含氮气和氢气的还原性气体，并且设定为比大气压高的压力。这是为了防止来自外部的空气的流入，并且防止熔融金属m的氧化。

浮渣箱20具有：拉起玻璃带g的提升辊21；与提升辊21接触的除去构件23；支撑除去构件23的支撑机构30；和容纳支撑机构30的收纳构件28。

利用电动机等驱动装置(未图示)旋转驱动提升辊21，并且通过其驱动力将玻璃带g向斜上方运送。除去构件23将附着在提升辊21上的浮渣缺陷除去。收纳构件28配置在浮渣箱20的底壁上，并且纵截面(xz平面)形状为截面u字形。由此，能够防止在玻璃带g的运送方向(x轴方向)上除去构件23和支撑机构30的位置偏移。

需要说明的是，图1所示的提升辊21的根数为3根，但是也可以为2根以下，还可以为4根以上。

为了调节玻璃带g的温度，浮渣箱20可以在顶棚、底壁上具有加热器。

浮渣箱20的内部空间为非氧化性气氛(还原性气体、非活性气体或它们的混合气体)。作为还原性气体，优选氢气或乙炔气体，作为非活性气体，优选氮气或氩气。另外，浮渣箱20的内部空间的氧浓度优选为100ppm以下，更优选为20ppm以下。

缓冷炉40通过退火辊(レヤーロール)41在运送玻璃带g的同时将玻璃带g缓慢冷却至玻璃的应变点温度以下而得到板状玻璃。为了调节玻璃带g的温度，缓冷炉40在顶棚和底壁上具有加热器(未图示)。利用电动机等驱动装置(未图示)旋转驱动退火辊41，并且通过其驱动力将玻璃带g沿水平方向运送。利用切割装置将缓慢冷却后的板状玻璃切割为所期望的尺寸，从而得到玻璃板。

缓冷炉40在下游侧(+x侧)的出口处向外部敞开，因此内部空间为氧化性气氛。缓冷炉40的内部经由浮渣箱20的内部与浮抛窑10的内部连通。

提升辊21或退火辊41(以下，统称为“运送辊”)的直径优选为100mm～500mm，更优选为200mm～500mm。当直径为100mm以上时，能够加快运送辊的圆周速度而不会对驱动装置施加负荷。另外，当直径为500mm以下时，能够缩短运送辊与相邻的运送辊之间的距离，并且能够抑制玻璃带g在运送辊之间变形。特别是板厚为2mm以下的玻璃带g在运送辊之间容易变形，因此优选使用直径为500mm以下的运送辊。

运送辊的轴向(y轴方向)的主体长度优选为5000mm以上，更优选为5500mm以上。当主体长度为5000mm以上时，能够增大玻璃带g的板宽，并且能够高效率地生产浮法玻璃。

对于运送辊而言，应用氧化物类、碳化物类、氮化物类的各种陶瓷或不锈钢作为表面材质。作为各种陶瓷的具体例，可以列举以氧化锆(zro2)作为主要成分的氧化锆类陶瓷、以氧化铝(al2o3)作为主要成分的氧化铝类陶瓷、以氧化硅(sio2)作为主要成分的氧化硅类陶瓷。

图2为图1所示的支撑机构和除去构件的ii-ii线局部剖视图。使用图2对图1所示的支撑机构和除去构件进行说明。

图2所示的支撑机构30和3个除去构件23沿提升辊的轴向(y轴方向)配置。需要说明的是，本实施方式的提升辊的轴向是与玻璃带的板宽方向相同的方向。

支撑机构30具有沿提升辊21的轴向(y轴方向)设置的多个高度调节部35、配置在高度调节部35上的支架31和与高度调节部35连接的流体供给部39。支撑机构30优选在高度调节部35与流体供给部39之间具有固定高度调节部35的支撑构件38。

优选除去构件23隔着支架31由两个以上的高度调节部35支撑。由此支架31不易弯曲，因此能够使除去构件23与提升辊均匀地接触从而能够均匀地除去浮渣缺陷。

优选沿提升辊的轴向(y轴方向)设置有多个支架31。在本实施方式中，每个除去构件23设置有支架31。由此，能够对每个除去构件23调节提升辊21与除去构件23之间的接触压力，因此，能够使除去构件23与提升辊均匀地接触从而能够均匀地去除浮渣缺陷。需要说明的是，也可以是支架31载置两个以上除去构件23的方式。

在本实施方式中，支架31是板状的构件，并且xy俯视时的形状为矩形。支架31的轴向(y轴方向)的长度比在支架31上并列配置的除去构件23的合计长度长。另外，支架31的x轴方向的长度优选比除去构件23的长度长，并且支架31的x轴方向的长度比收纳构件28的截面u字形内的长度短。

优选高度调节部35具有从流体供给部39向其供给流体的活塞34和容纳活塞34的气缸32。需要说明的是，图2的高度调节部35处于将流体供给至活塞的状态。从耐热性、耐久性的观点考虑，气缸32和活塞34的材质例如优选为sus。

在本实施方式中，流体供给部39在内部具有多个管道。管道以将流体供给至支撑构件38的内部空间的方式设置。由此，流体供给部39将流体经由支撑构件38的内部空间供给至高度调节部35。在本实施方式中，在支撑构件38的内部空间中设置隔板，以使得能够按每个支架31调节供给至高度调节部35的流体的量。隔板的位置优选为在提升辊的轴向(y轴方向)上支架31的端部的位置。

流体供给部39也可以为如下方式：所述流体供给部39在内部具有隔板，并且管道与由隔板形成的每个内部空间连接。即使是该方式，也能够按每个支架31调节供给至高度调节部35的流体的量。

流体供给部39也可以是对供给至每个高度调节部35的流体的量进行调节的方式。具体而言，为如下方式：对应于每个高度调节部35在支撑构件38的内部空间设置隔板的方式、管道与高度调节部35的导入口连接的方式。

在浮渣箱20的外部，供给阀、流量计、压力计和压力释放用喷射器与管道连接。对于供给的流体而言，由于有可能泄漏到浮渣箱20的内部空间，因此为了保持内部空间的氧浓度低，优选使用氮气、氩气等非活性气体。

在流体供给部39与图1所示的收纳构件28之间，优选沿提升辊的轴向(y轴方向)设置冷媒管(例如水管)。由此，能够降低供给至高度调节部35的流体的温度，因此能够长期使用高度调节部35而不会使其热变形。

在本实施方式中，除去构件23的形状为长方体。除去构件23也可以是横截面(yz平面)为梯形或倒梯形的四棱柱。图2所示的除去构件23的个数为3个，但是也可以为4个以上。需要说明的是，除去构件23的个数根据轴向(y轴方向)的提升辊的主体长度而决定。

在本实施方式中，除去构件23为碳(石墨)的成型体。除去构件23也可以使用氮化硼、碱金属硫酸盐、碱土金属硫酸盐、碱金属碳酸盐、碱土金属碳酸盐、氧化硅类微粒或氧化铝微粒的成型体。

对于除去构件23而言，用于成型体的碳粉体的最大粒径优选为0.1mm～3mm，更优选为0.5mm～2.5mm。当最大粒径为0.1mm～3mm时，能够确保作为成型体的除去构件23的强度。

除去构件23的肖氏硬度优选为20hs～90hs，更优选为30hs～80hs。当肖氏硬度为20hs～90hs时，能够确保对提升辊的除去构件23的耐磨性。

图3(a)和图3(b)为图2所示的支撑机构的局部放大图，图3(a)为表示向活塞供给流体的状态的图，图3(b)为表示未向活塞供给流体的状态的图。图4(a)和图4(b)为图3(a)和图3(b)所示的支撑机构的内部剖视图。使用图3(a)和图3(b)以及图4(a)和图4(b)对图2所示的支撑机构进行说明。

气缸32优选具有向径向的外侧突出的突出部33。突出部33设置在气缸32的下侧，以确保气缸32的冲程。在本实施方式中，突出部33设置在气缸32的下端。

支撑构件38优选具有用于阻挡突出部33的止挡件37。通过使用螺栓和螺母或焊接将止挡件37固定在支撑构件38上。在本实施方式中，止挡件37的横截面(yz平面)为倒l形，并且阻挡部分位于止挡件37的上端。因此，可以确保气缸32的冲程。需要说明的是，即使在未将流体供给至活塞34的状态下，止挡件37的高度也比气缸32的高度低。

通过支撑机构具有突出部33和止挡件37，即使供给至气缸32的流体的压力过高，也能够防止气缸32从活塞34脱离。

图3(a)和图4(a)表示向活塞34供给流体的状态。除去构件与提升辊接触。通过从活塞34供给流体，在气缸32内在与活塞34的上端之间形成空间。为了确保该空间的密闭性，在活塞34的上侧设置o形环(未图示)。活塞34具有内径小的多个流路。由此，从流体供给部39供给的流体的压力升高，使得气缸32的高度调节变得容易。

图3(b)和图4(b)表示未向活塞34供给流体的状态。除去构件不与提升辊接触。气缸32内的上端与活塞34的上端接触。

[浮法玻璃的制造方法]

接着，对本发明的一个实施方式所涉及的浮法玻璃制造方法进行说明。

浮法玻璃制造方法中，将熔融玻璃连续地供给至浮抛窑的熔融金属上，在熔融金属上成形出玻璃带，利用设置在浮渣箱中的提升辊将玻璃带从浮抛窑中拉出，并通过设置在缓冷炉中的退火辊在运送玻璃带的同时将玻璃带缓慢冷却至玻璃的应变点温度以下。

在浮渣箱中，使用支撑机构使除去构件与提升辊接触，除去附着在提升辊上的浮渣缺陷。

支撑机构具有沿提升辊的轴向设置的多个高度调节部和配置在高度调节部上的支架，并且向高度调节部供给流体。

优选沿提升辊的轴向设置有多个支架。优选按每个支架调节供给至高度调节部的流体的量。由此，能够按每个支架调节提升辊与除去构件之间的接触压力，因此能够使除去构件与提升辊均匀地接触从而能够均匀地除去浮渣缺陷。

利用切割装置将缓慢冷却后的板状玻璃切割为所期望的尺寸，从而得到玻璃板。

在制造液晶显示器用玻璃基板的情况下，为了使玻璃板的平坦度良好，浮法玻璃制造方法还具有对玻璃板进行研磨的研磨工序。

本实施方式中制造的浮法玻璃可以是窗玻璃和车辆用途的钠钙玻璃，但是优选应用于保护玻璃用途的化学强化用玻璃这样的含有碱金属成分的玻璃、实质上不含有碱金属成分的无碱玻璃。在此，实质上不含有碱金属成分是指碱金属氧化物的含量的总量为0.1质量％以下。无碱玻璃主要用于液晶显示器用玻璃基板。保护玻璃用途的玻璃板和液晶显示器用玻璃基板对浮渣缺陷的品质要求严格。

例如，以氧化物基准的摩尔％表示，化学强化用玻璃含有sio2：62％～68％、al2o3：6％～12％、mgo：7％～13％、na2o：9％～17％、k2o：0～7％，na2o和k2o的合计含量减去al2o3含量之差小于10％，并且在含有zro2的情况下，zro2的含量为0.8％以下。

以氧化物基准的摩尔％表示，另一种化学强化用玻璃含有sio2：65％～85％、al2o3：3％～15％、na2o：5％～15％、k2o：0～小于2％、mgo：0～15％：zro2：0～1％，并且sio2和al2o3的合计含量sio2+al2o3为88％以下。

以氧化物基准的摩尔％表示，另一种化学强化用玻璃含有50％～75％的sio2、9％～20％的al2o3、10％～20％的na2o、0～6％的k2o、0～15％的mgo、以总量(cao+sro+bao)计0～10％的cao、sro和bao、以总量(zro2+tio2)计0～5％的zro2和tio2、0～10％的b2o3、0～20％的li2o。

例如，以氧化物基准的质量％表示，无碱玻璃含有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％。

在兼具高应变点和高熔化性的情况下，优选以氧化物基准的质量％表示，无碱玻璃含有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％。

在想要得到特别高的应变点的情况下，优选以氧化物基准的质量％表示，无碱玻璃含有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％。

在保护玻璃用途中，本实施方式中制造的浮法玻璃的板厚为0.1mm～2.0mm，在液晶显示器用玻璃基板用途中，本实施方式中制造的浮法玻璃的板厚为0.1mm～0.7mm。

另外，在液晶显示器用玻璃基板用途中，基板尺寸优选短边为2100mm以上且长边为2400mm以上，更优选短边为2800mm以上且长边为3000mm以上，进一步优选短边为2900mm以上且长边为3200mm以上。

虽然详细且参照特定的实施方式对本发明进行了说明，但是可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种变更或修正，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。

本申请基于2019年5月23日申请的日本专利申请2019-096775，其内容作为参考并入本申请中。

产业实用性

所制造的浮法玻璃的用途可以列举建筑用、车辆用、平板显示器用、保护玻璃用或其它各种用途。