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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022165839
(43)【公開日】2022-11-01
(54)【発明の名称】ガラス製品の製造装置、ガラス製品の製造方法
(51)【国際特許分類】
C03B 37/085 20060101AFI20221025BHJP
F27B 14/08 20060101ALI20221025BHJP
F27D 5/00 20060101ALI20221025BHJP
【ＦＩ】
C03B37/085
F27B14/08
F27D5/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021071377
(22)【出願日】2021-04-20
(71)【出願人】
【識別番号】305040569
【氏名又は名称】ユニチカグラスファイバー株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000004503
【氏名又は名称】ユニチカ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】509352945
【氏名又は名称】田中貴金属工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100124039
【弁理士】
【氏名又は名称】立花 顕治
(74)【代理人】
【識別番号】100176337
【弁理士】
【氏名又は名称】杉本 弘樹
(72)【発明者】
【氏名】澤井 陸
(72)【発明者】
【氏名】関田 知喜
(72)【発明者】
【氏名】宮崎 崇治
(72)【発明者】
【氏名】長沼 努
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 純平
【テーマコード（参考）】
4K046
4K055
【Ｆターム（参考）】
4K046AA02
4K046BA08
4K046CA01
4K046CB05
4K046CD03
4K055NA01
(57)【要約】
【課題】より品質の高いガラス製品を製造できるガラス製品の製造装置、および、ガラス製品の製造方法を提供する。
【解決手段】ガラス製品の製造装置１は、投入口と、ガラス溶融炉と、ノズルと、仕切部材と、一対の加熱部と、を備える。仕切部材５０は、一対の加熱部が並ぶ方向に沿って設けられ、上方仕切部材、および、上方仕切部材よりも下方に設けられる下方仕切部材７０を含む。上方仕切部材は、板状であり、長手方向の両端部が壁部に接合され、中央部から両端部に向かうにつれて上方に傾斜するように構成される。下方仕切部材７０は、板状であり、中央部７１、長手方向の端部を含む長手端部領域９１Ａ、９１Ｂ、ならびに、中央部７１および長手端部領域９１Ａ、９１Ｂに設けられ、下方仕切部材７０を貫通する下方開口部７４を含む。長手端部領域９１Ａ、９１Ｂにおける下方開口部７４の開口率は、中央部７１における下方開口部７４の開口率よりも高い。
【選択図】図５
【解決手段】ガラス製品の製造装置１は、投入口と、ガラス溶融炉と、ノズルと、仕切部材と、一対の加熱部と、を備える。仕切部材５０は、一対の加熱部が並ぶ方向に沿って設けられ、上方仕切部材、および、上方仕切部材よりも下方に設けられる下方仕切部材７０を含む。上方仕切部材は、板状であり、長手方向の両端部が壁部に接合され、中央部から両端部に向かうにつれて上方に傾斜するように構成される。下方仕切部材７０は、板状であり、中央部７１、長手方向の端部を含む長手端部領域９１Ａ、９１Ｂ、ならびに、中央部７１および長手端部領域９１Ａ、９１Ｂに設けられ、下方仕切部材７０を貫通する下方開口部７４を含む。長手端部領域９１Ａ、９１Ｂにおける下方開口部７４の開口率は、中央部７１における下方開口部７４の開口率よりも高い。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガラス材料が投入される投入口と、
前記投入口と繋がり、前記投入口に投入された前記ガラス材料を溶融することによって溶融ガラスを生成するガラス溶融炉と、
前記ガラス溶融炉の下方に設けられ、前記溶融ガラスを吐出するノズルと、
前記ガラス溶融炉の内部空間を上下方向に仕切る仕切部材と、
前記ガラス溶融炉を介して対向するように前記ガラス溶融炉の壁部に設けられ、前記ガラス溶融炉、前記ノズル、および、前記仕切部材を加熱する一対の加熱部と、を備え、
前記仕切部材は、前記一対の加熱部が並ぶ方向に沿って設けられ、上方仕切部材、および、前記上方仕切部材よりも下方に設けられる下方仕切部材を含み、
前記上方仕切部材は、板状であり、長手方向の両端部が前記壁部に接合され、中央部から前記両端部に向かうにつれて上方に傾斜するように構成され、
前記下方仕切部材は、板状であり、中央部、長手方向の端部を含む長手端部領域、ならびに、前記中央部および前記長手端部領域に設けられ、前記下方仕切部材を貫通する下方開口部を含み、
前記長手端部領域における前記下方開口部の開口率は、前記中央部における前記下方開口部の開口率よりも高い
ガラス製品の製造装置。
前記投入口と繋がり、前記投入口に投入された前記ガラス材料を溶融することによって溶融ガラスを生成するガラス溶融炉と、
前記ガラス溶融炉の下方に設けられ、前記溶融ガラスを吐出するノズルと、
前記ガラス溶融炉の内部空間を上下方向に仕切る仕切部材と、
前記ガラス溶融炉を介して対向するように前記ガラス溶融炉の壁部に設けられ、前記ガラス溶融炉、前記ノズル、および、前記仕切部材を加熱する一対の加熱部と、を備え、
前記仕切部材は、前記一対の加熱部が並ぶ方向に沿って設けられ、上方仕切部材、および、前記上方仕切部材よりも下方に設けられる下方仕切部材を含み、
前記上方仕切部材は、板状であり、長手方向の両端部が前記壁部に接合され、中央部から前記両端部に向かうにつれて上方に傾斜するように構成され、
前記下方仕切部材は、板状であり、中央部、長手方向の端部を含む長手端部領域、ならびに、前記中央部および前記長手端部領域に設けられ、前記下方仕切部材を貫通する下方開口部を含み、
前記長手端部領域における前記下方開口部の開口率は、前記中央部における前記下方開口部の開口率よりも高い
ガラス製品の製造装置。
【請求項2】
前記下方開口部は、平面視において、前記一対の加熱部が並ぶ方向に沿って延びる第１種下方開口部、および、前記一対の加熱部が並ぶ方向と交差する方向に延びる第２種下方開口部を含む
請求項１に記載のガラス製品の製造装置。
請求項１に記載のガラス製品の製造装置。
【請求項3】
前記上方仕切部材は、前記上方仕切部材を貫通する複数の上方開口部を含み、
前記複数の上方開口部は、平面視において、前記一対の加熱部が並ぶ方向に沿って設けられる
請求項１または２に記載のガラス製品の製造装置。
前記複数の上方開口部は、平面視において、前記一対の加熱部が並ぶ方向に沿って設けられる
請求項１または２に記載のガラス製品の製造装置。
【請求項4】
前記上方仕切部材は、前記中央部を含んで長手方向に延びる上方中央領域を含み、平面視における前記一対の加熱部が並ぶ方向と垂直な方向において、前記複数の上方開口部の開口率は、前記上方中央領域から短手方向の端部に向かうにつれて減少するように設定される
請求項３に記載のガラス製品の製造装置。
請求項３に記載のガラス製品の製造装置。
【請求項5】
前記下方仕切部材は、前記中央部を含んで長手方向に延びる下方中央領域を含み、平面視における前記一対の加熱部が並ぶ方向と垂直な方向において、前記下方開口部の開口率は、前記下方中央領域から短手方向の端部に向かうにつれて減少するように設定される
請求項１～４のいずれか一項に記載のガラス製品の製造装置。
請求項１～４のいずれか一項に記載のガラス製品の製造装置。
【請求項6】
ガラス材料が投入される投入口と、
前記投入口と繋がり、前記投入口に投入された前記ガラス材料を溶融することによって溶融ガラスを生成するガラス溶融炉と、
前記ガラス溶融炉の下方に設けられ、前記溶融ガラスを吐出するノズルと、
前記ガラス溶融炉の内部空間を上下方向に仕切る仕切部材と、
前記ガラス溶融炉を介して対向するように前記ガラス溶融炉の壁部に設けられ、前記ガラス溶融炉、前記ノズル、および、前記仕切部材を加熱する一対の加熱部と、を備え、
前記仕切部材は、前記一対の加熱部が並ぶ方向に沿って設けられ、上方仕切部材、および、前記上方仕切部材よりも下方に設けられる下方仕切部材を含み、
前記上方仕切部材は、板状であり、長手方向の両端部が前記壁部に接合され、中央部から前記両端部に向かうにつれて上方に傾斜するように構成され、前記上方仕切部材を貫通する複数の上方開口部を含み、
前記複数の上方開口部は、前記一対の加熱部が並ぶ方向に沿って設けられる
ガラス製品の製造装置。
前記投入口と繋がり、前記投入口に投入された前記ガラス材料を溶融することによって溶融ガラスを生成するガラス溶融炉と、
前記ガラス溶融炉の下方に設けられ、前記溶融ガラスを吐出するノズルと、
前記ガラス溶融炉の内部空間を上下方向に仕切る仕切部材と、
前記ガラス溶融炉を介して対向するように前記ガラス溶融炉の壁部に設けられ、前記ガラス溶融炉、前記ノズル、および、前記仕切部材を加熱する一対の加熱部と、を備え、
前記仕切部材は、前記一対の加熱部が並ぶ方向に沿って設けられ、上方仕切部材、および、前記上方仕切部材よりも下方に設けられる下方仕切部材を含み、
前記上方仕切部材は、板状であり、長手方向の両端部が前記壁部に接合され、中央部から前記両端部に向かうにつれて上方に傾斜するように構成され、前記上方仕切部材を貫通する複数の上方開口部を含み、
前記複数の上方開口部は、前記一対の加熱部が並ぶ方向に沿って設けられる
ガラス製品の製造装置。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか一項に記載のガラス製品の製造装置を用いる、ガラス製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガラス製品の製造装置、および、これを用いるガラス製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ガラス製品を製造する製造装置が知られている。例えば、特許文献１は、ガラス製品の一例であるガラス繊維を製造する製造装置を開示している。特許文献１に記載の製造装置は、ガラス材料が投入される投入口、投入口と繋がり、投入口に投入されたガラス材料を溶融することによって溶融ガラスを生成するガラス溶融炉、および、ガラス溶融炉の下方に設けられ、溶融ガラスを吐出するノズルを備える。特許文献１に記載の製造装置は、さらに、ガラス溶融炉の内部空間を上下方向に仕切る仕切部材、および、ガラス溶融炉を介して対向するようにガラス溶融炉の壁部に設けられ、ガラス溶融炉、ノズル、および、仕切部材を加熱する一対の加熱手段を備える。仕切部材は、一対の加熱部が並ぶ方向に沿って設けられ、第１部材、および、第１部材よりも下方に設けられる第２部材を備える。第１部材の長手方向の両端部は、開口が設けられる。第２部材は、長手方向に沿って複数の開口が設けられる。投入口から投入されたガラス材料は、溶融ガラスとなり、第１部材の開口、および、第２部材の開口を通過して、ノズルから吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－１３１３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記ガラス製品の製造装置では、第２部材の長手方向の両端部は、中央よりも一対の加熱手段との距離が近いため、中央よりも温度が高くなりやすい、換言すれば、第２部材の温度が不均一となりやすい。溶融ガラスの繊維径の分布のばらつきが発生するため、より品質の高いガラス製品を製造する点において、なお改善の余地がある。
【0005】
本発明の目的は、より品質の高いガラス製品を製造できるガラス製品の製造装置、および、ガラス製品の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
(１)本発明に関するガラス製品の製造装置は、ガラス材料が投入される投入口と、前記投入口と繋がり、前記投入口に投入された前記ガラス材料を溶融することによって溶融ガラスを生成するガラス溶融炉と、前記ガラス溶融炉の下方に設けられ、前記溶融ガラスを吐出するノズルと、前記ガラス溶融炉の内部空間を上下方向に仕切る仕切部材と、前記ガラス溶融炉を介して対向するように前記ガラス溶融炉の壁部に設けられ、前記ガラス溶融炉、前記ノズル、および、前記仕切部材を加熱する一対の加熱部と、を備え、前記仕切部材は、前記一対の加熱部が並ぶ方向に沿って設けられ、上方仕切部材、および、前記上方仕切部材よりも下方に設けられる下方仕切部材を含み、前記上方仕切部材は、板状であり、長手方向の両端部が前記壁部に接合され、中央部から前記両端部に向かうにつれて上方に傾斜するように構成され、前記下方仕切部材は、板状であり、中央部、長手方向の端部を含む長手端部領域、ならびに、前記中央部および前記長手端部領域に設けられ、前記下方仕切部材を貫通する下方開口部を含み、前記長手端部領域における前記下方開口部の開口率は、前記中央部における前記下方開口部の開口率よりも高い。
【0007】
上記ガラス製品の製造装置によれば、投入口から投入されたガラス材料は、溶融ガラスに変化し、上方仕切部材および下方仕切部材を通過してノズルから吐出される。下方仕切部材の中央部および長手端部領域に設けられる下方開口部の開口率が上記のように設定されているため、中央部よりも一対の加熱部に近い長手端部領域の発熱量が高くなりにくい。また、長手端部領域における溶融ガラスの流れ抵抗が大きくなりにくいため、長手端部領域に溶融ガラスが滞留しにくい。下方仕切部材の温度分布が均一になりやすいため、溶融ガラスの繊維径の分布のばらつきが抑制される。このため、より品質の高いガラス製品を製造できる。
【0008】
(２)好ましい例では(１)に記載のガラス製品の製造装置において、前記下方開口部は、平面視において、前記一対の加熱部が並ぶ方向に沿って延びる第１種下方開口部、および、前記一対の加熱部が並ぶ方向と交差する方向に延びる第２種下方開口部を含む。
上記ガラス製品の製造装置によれば、下方開口部は、平面視において異なる方向に延びる第１種下方開口部および第２種下方開口部を含むため、第１種下方開口部または第２種下方開口部の一方のみが設けられる場合よりも、下方仕切部材の強度が低下しにくい。
上記ガラス製品の製造装置によれば、下方開口部は、平面視において異なる方向に延びる第１種下方開口部および第２種下方開口部を含むため、第１種下方開口部または第２種下方開口部の一方のみが設けられる場合よりも、下方仕切部材の強度が低下しにくい。
【0009】
(３)好ましい例では(１)または(２)に記載のガラス製品の製造装置において、前記上方仕切部材は、前記上方仕切部材を貫通する複数の上方開口部を含み、前記複数の上方開口部は、平面視において、前記一対の加熱部が並ぶ方向に沿って設けられる。
【0010】
溶融ガラスが流れる過程で気泡が発生した場合、この気泡が溜まった部分において局所的に温度が高くなる。典型的な例では、気泡は、溶融ガラスの流速が速くなることによって発生しやすい。
【0011】
上記ガラス製品の製造装置によれば、上方仕切部材を通過する溶融ガラスは、上方仕切部材の長手方向、換言すれば、一対の加熱部が並ぶ方向における様々な箇所から上方開口部を通過できる。溶融ガラスの流れる方向は、一対の加熱部が並ぶ方向、および、一対の加熱部が並ぶ方向と交差する方向に分散される。このため、上方仕切部材を流れる溶融ガラスの流速が速くなりにくく、気泡が発生しにくい。また、上方仕切部材を流れる溶融ガラスに気泡が発生した場合であっても、気泡を含む溶融ガラスが上方開口部を通過した後、溶融ガラスから分離して上昇した気泡は、上方開口部を通過するため、上方仕切部材に気泡が付着しにくい。このように、上記ガラス製品の製造装置によれば、上方仕切部材に気泡が付着した状態が形成されにくいため、局所的に温度が高くなりにくい。上方仕切部材の温度分布が均一になりやすいため、溶融ガラスの繊維径の分布のばらつきが抑制される。このため、品質の高いガラス製品を製造できる。
【0012】
(４)好ましい例では(３)に記載のガラス製品の製造装置において、前記上方仕切部材は、前記中央部を含んで長手方向に延びる上方中央領域を含み、平面視における前記一対の加熱部が並ぶ方向と垂直な方向において、前記複数の上方開口部の開口率は、前記上方中央領域から短手方向の端部に向かうにつれて減少するように設定される。
【0013】
上方仕切部材の短手方向における溶融ガラスの流速は上方中央領域から短手方向の端部に向かうにつれて遅くなる。換言すれば、上方仕切部材の短手方向において、端部よりも上方中央領域の方が溶融ガラスに気泡が発生しやすい。上記ガラス製品の製造装置によれば、複数の上方開口部の開口率が上記のように設定されているため、上方中央領域において溶融ガラスに気泡が発生しにくい。
【0014】
(５)好ましい例では(１)～(４)のいずれか一項に記載のガラス製品の製造装置において、前記下方仕切部材は、前記中央部を含んで長手方向に延びる下方中央領域を含み、平面視における前記一対の加熱部が並ぶ方向と垂直な方向において、前記下方開口部の開口率は、前記下方中央領域から短手方向の端部に向かうにつれて減少するように設定される。
【0015】
下方仕切部材の短手方向における溶融ガラスの流速は下方中央領域から短手方向の端部に向かうにつれて遅くなる。換言すれば、下方仕切部材の短手方向において、端部よりも下方中央領域の方が溶融ガラスに気泡が発生しやすい。上記ガラス製品の製造装置によれば、複数の下方開口部の開口率が上記のように設定されているため、下方中央領域において溶融ガラスに気泡が発生しにくい。
【0016】
(６)本発明に関するガラス製品の製造装置は、ガラス材料が投入される投入口と、前記投入口と繋がり、前記投入口に投入された前記ガラス材料を溶融することによって溶融ガラスを生成するガラス溶融炉と、前記ガラス溶融炉の下方に設けられ、前記溶融ガラスを吐出するノズルと、前記ガラス溶融炉の内部空間を上下方向に仕切る仕切部材と、前記ガラス溶融炉を介して対向するように前記ガラス溶融炉の壁部に設けられ、前記ガラス溶融炉、前記ノズル、および、前記仕切部材を加熱する一対の加熱部と、を備え、前記仕切部材は、前記一対の加熱部が並ぶ方向に沿って設けられ、上方仕切部材、および、前記上方仕切部材よりも下方に設けられる下方仕切部材を含み、前記上方仕切部材は、板状であり、長手方向の両端部が前記壁部に接合され、中央部から前記両端部に向かうにつれて上方に傾斜するように構成され、前記上方仕切部材を貫通する複数の上方開口部を含み、前記複数の上方開口部は、前記一対の加熱部が並ぶ方向に沿って設けられる。
【0017】
溶融ガラスが流れる過程で気泡が発生した場合、この気泡が溜まった部分において局所的に温度が高くなる。典型的な例では、気泡は、溶融ガラスの流速が速くなることによって発生しやすい。
【0018】
上記ガラス製品の製造装置によれば、溶融ガラスは、複数の上方開口部のうちの任意の上方開口部を通過できる。溶融ガラスの流れる方向が一対の加熱部が並ぶ方向、および、一対の加熱部が並ぶ方向と交差する方向に分散されるため、上方仕切部材を流れる溶融ガラスの流速が速くなりにくく、気泡が発生しにくい。また、上方仕切部材を流れる溶融ガラスに気泡が発生した場合であっても、気泡を含む溶融ガラスが上方開口部を通過した後、溶融ガラスから分離して上昇した気泡は、上方開口部を通過するため、上方仕切部材に気泡が付着しにくい。このように、上記ガラス製品の製造装置によれば、上方仕切部材に気泡が付着した状態が形成されにくいため、局所的に温度が高くなりにくい。上方仕切部材の温度分布が均一になりやすいため、溶融ガラスの繊維径の分布のばらつきが抑制される。このため、品質の高いガラス製品を製造できる。
【0019】
（７）本発明に関するガラス製品の製造方法は、（１）～（６）のいずれか一項に記載のガラス製品の製造装置を用いる。
【0020】
上記ガラス製品の製造方法によれば、（１）～（６）のいずれか一項に記載のガラス製品の製造装置と同様の効果が得られる。
【0021】
（８）本発明に関するガラス製品の製造装置は、ガラス材料が投入される投入口と、前記投入口と繋がり、前記投入口に投入された前記ガラス材料を溶融することによって溶融ガラスを生成するガラス溶融炉と、前記ガラス溶融炉の下方に設けられ、前記溶融ガラスを吐出するノズルと、前記ガラス溶融炉の内部空間を上下方向に仕切る仕切部材と、前記ガラス溶融炉を介して対向するように前記ガラス溶融炉の壁部に設けられ、前記ガラス溶融炉、前記ノズル、および、前記仕切部材を加熱する一対の加熱部と、を備え、前記仕切部材は、前記一対の加熱部が並ぶ方向に沿って設けられ、上方仕切部材、および、前記上方仕切部材よりも下方に設けられる下方仕切部材を含み、前記下方仕切部材は、前記ガラス溶融炉と接合される被接合部、および、前記下方仕切部材を貫通する複数の下方開口部を含み、前記複数の下方開口部は、前記被接合部に沿って設けられる部分を含む。
【0022】
投入口から投入されたガラス材料は、溶融ガラスに変化し、上方仕切部材および下方仕切部材を通過してノズルから吐出される。溶融ガラスが流れる過程で気泡が発生した場合、この気泡が溜まった部分において局所的に温度が高くなる。典型的な例では、仕切部材とガラス溶融炉とが接合される部分において、気泡が溜まりやすい。
【0023】
上記ガラス製品の製造装置によれば、複数の下方開口部が被接合部に沿って設けられるため、下方仕切部材を流れる溶融ガラスに気泡が発生した場合であっても、気泡を含む溶融ガラスが下方開口部を通過した後、溶融ガラスから分離して上昇した気泡は、下方開口部を通過するため、下方仕切部材に気泡が付着しにくい。このように、上記ガラス製品の製造装置によれば、下方仕切部材に気泡が付着した状態が形成されにくいため、局所的に温度が高くなりにくく、下方仕切部材の温度分布が均一になりやすい。溶融ガラスの繊維径の分布のばらつきが抑制されるため、より品質の高いガラス製品を製造できる。
【0024】
（９）本発明に関するガラス製品の製造装置は、ガラス材料が投入される投入口と、前記投入口と繋がり、前記投入口に投入された前記ガラス材料を溶融することによって溶融ガラスを生成するガラス溶融炉と、前記ガラス溶融炉の下方に設けられ、前記溶融ガラスを吐出するノズルと、前記ガラス溶融炉の内部空間を上下方向に仕切る仕切部材と、前記ガラス溶融炉を介して対向するように前記ガラス溶融炉の壁部に設けられ、前記ガラス溶融炉、前記ノズル、および、前記仕切部材を加熱する一対の加熱部と、を備え、前記仕切部材は、前記一対の加熱部が並ぶ方向に沿って設けられ、上方仕切部材、および、前記上方仕切部材よりも下方に設けられる下方仕切部材を含み、前記下方仕切部材は、板状であり、前記下方仕切部材を貫通する複数の下方開口部を含み、前記下方開口部は、平面視において、前記一対の加熱部が並ぶ方向に沿って延びる第１種下方開口部、および、前記一対の加熱部が並ぶ方向と交差する方向に延びる第２種下方開口部を含む。
【0025】
上記ガラス製品の製造装置によれば、投入口から投入されたガラス材料は、溶融ガラスに変化し、上方仕切部材および下方仕切部材を通過してノズルから吐出される。下方仕切部材に設けられる下方開口部の形状が一方向のみに延びる形状である場合、下方仕切部材の強度が低下するおそれがある。上記ガラス製品の製造装置によれば、下方開口部は、平面視において異なる方向に延びる第１種下方開口部および第２種下方開口部を含むため、第１種下方開口部または第２種下方開口部の一方のみが設けられる場合よりも、下方仕切部材の強度が低下しにくい。
【発明の効果】
【0026】
本発明に関するガラス製品の製造装置によれば、より品質の高いガラス製品を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】実施形態のガラス製品の製造装置の側面図。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、本発明に係るガラス製品の製造装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。ガラス製品の一例は、ガラス繊維である。
【0029】
図１は、本発明の一実施形態に係るガラス製品の製造装置１（以下では、「製造装置１」という）の側面図である。図２は、図１の製造装置１の平面図である。なお、図２では、製造装置１内を視認できるように、側壁の一部を省略している。
【0030】
製造装置１は、ガラス材料が投入される投入口１０、投入されたガラス材料を溶融するガラス溶融炉２０、および、溶融されたガラス材料を吐出する複数のノズル４１が形成されたノズル部材４０を備える。製造装置１は、ガラス溶融炉２０、ノズル部材４０、および、仕切部材５０を加熱する一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂをさらに備える。以下では、図１等に示す方向、つまり上、下、前、後、右、左にしたがって説明を行う。具体的には、投入口１０とノズル部材４０との間の方向が上下方向である。また、ガラス溶融炉２０を介して一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂが対向している方向が左右方向である。上下方向および左右方向と直交する方向が前後方向である。
【0031】
製造装置１に投入されるガラス材料には、粉末等のガラス原料（ガラス材料を構成するガラス組成物の成分、例えばＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ等の各酸化物等、を含む。）、および、固形ガラス等が含まれる。固形ガラスは、粉末等のガラス原料を溶融して、例えば、棒状、球状、フレーク状、または、鱗片状等の所定の形状に成形したガラスである。また、ガラス製品がガラス繊維であって、所謂ダイレクトメルト方式により生産され、製造装置１をブッシングに適用する場合は、製造装置１に投入されるガラス材料として、流動可能な溶融状態の溶融ガラスとすることもできる。
【0032】
ガラス材料を構成するガラス組成物としては、公知のガラス組成物が使用でき、例えば、Ｅガラス、Ｔガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、ＮＥガラス、Ｌガラス、Ｃガラス、または、ＡＲガラス等が挙げられる。好ましくは、溶融温度がより高温となるという観点から、Ｔガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、ＮＥガラス、または、Ｌガラスが挙げられる。具体的には、例えば、１ＭＨｚの周波数において室温で５以下の誘電率および５×１０-4以下の誘電正接を有する、低誘電ガラス組成物、または、質量％で表示して、４５≦ＳｉＯ2≦６０、１５≦Ｂ2Ｏ3≦３５、１０≦Ａｌ2Ｏ3≦２０を含むガラス組成物が挙げられる。
【0033】
＜１．投入口１０＞
投入口１０は、製造装置１の上部に設けられ、ガラス材料が投入される。投入口１０は、上下方向に貫通する筒体によって形成されており、ガラス溶融炉２０の上端部に連結されている。また、投入口１０は、上面視において例えばガラス溶融炉２０よりも小さく形成されている。投入口１０におけるガラス溶融炉２０の開口を小さくすることができるため、ガラス溶融炉２０内の温度の低下を抑制できる。投入口１０の形状としては、円、楕円、三角形、四角形、または、五角形以上の多角形とすることができる。
投入口１０は、製造装置１の上部に設けられ、ガラス材料が投入される。投入口１０は、上下方向に貫通する筒体によって形成されており、ガラス溶融炉２０の上端部に連結されている。また、投入口１０は、上面視において例えばガラス溶融炉２０よりも小さく形成されている。投入口１０におけるガラス溶融炉２０の開口を小さくすることができるため、ガラス溶融炉２０内の温度の低下を抑制できる。投入口１０の形状としては、円、楕円、三角形、四角形、または、五角形以上の多角形とすることができる。
【0034】
＜２．ガラス溶融炉２０＞
ガラス溶融炉２０は、投入口１０と繋がり、投入口１０に投入されたガラス材料を溶融することによって溶融ガラスを生成する。ガラス溶融炉２０は、内部空間３０Ｘを含む筐体３０を備えている。筐体３０は、概ね直方体状に形成されている。筐体３０は、内部空間３０Ｘを介して左右方向に対向する一対の側壁３１、３２と、内部空間３０Ｘを介して前後方向に対向する正面壁３３、背面壁３４と、上部壁３５とを備える。筐体３０の下部には、ノズル部材４０が配置される。ガラス溶融炉２０の内部空間３０Ｘには、ガラス溶融炉２０の内部空間３０Ｘを上下方向に仕切る仕切部材５０が配置されている。仕切部材５０は、上方仕切部材６０、および、上方仕切部材６０よりも下方に配置される下方仕切部材７０を含む。内部空間３０Ｘは、上方仕切部材６０および下方仕切部材７０によって、上から順に第１領域３０Ａ、第２領域３０Ｂ、および、第３領域３０Ｃに仕切られている。
ガラス溶融炉２０は、投入口１０と繋がり、投入口１０に投入されたガラス材料を溶融することによって溶融ガラスを生成する。ガラス溶融炉２０は、内部空間３０Ｘを含む筐体３０を備えている。筐体３０は、概ね直方体状に形成されている。筐体３０は、内部空間３０Ｘを介して左右方向に対向する一対の側壁３１、３２と、内部空間３０Ｘを介して前後方向に対向する正面壁３３、背面壁３４と、上部壁３５とを備える。筐体３０の下部には、ノズル部材４０が配置される。ガラス溶融炉２０の内部空間３０Ｘには、ガラス溶融炉２０の内部空間３０Ｘを上下方向に仕切る仕切部材５０が配置されている。仕切部材５０は、上方仕切部材６０、および、上方仕切部材６０よりも下方に配置される下方仕切部材７０を含む。内部空間３０Ｘは、上方仕切部材６０および下方仕切部材７０によって、上から順に第１領域３０Ａ、第２領域３０Ｂ、および、第３領域３０Ｃに仕切られている。
【0035】
ガラス材料を溶融するため、少なくとも製造装置１のうちのガラス溶融炉２０は、耐火材料で形成されている。耐火材料としては、例えば、白金元素単体からなる金属、ロジウム元素単体からなる金属、パラジウム元素単体からなる金属、金元素単体からなる金属、白金元素を含む金属化合物、ロジウム元素を含む金属化合物、パラジウム元素を含む金属化合物、金元素を含む金属化合物、白金元素、ロジウム元素、パラジウム元素、および、金元素からなる群より選ばれる２種以上からなる合金、ならびに、耐火煉瓦からなる群から選択される少なくとも１つが含まれる。また、耐火材料としては、その他、モリブデン、黒鉛、酸化スズ、セラミック、アルミナ、酸化クロム、マグネシア、ジルコン、ジルコニア、酸化イットリウムからなる群から選択される少なくとも１つが含まれる。また、耐火材料としては、上記に記載した材料の組み合わせも含まれ、例えば、複数の材料による合金を耐火材料として用いてもよい。また、複数の耐火材料を各層として組み合わせてもよく、例えば、耐火煉瓦を外壁とする炉において、その内壁に白金又は白金-ロジウム合金等の板材や被膜が形成されてもよい。また、耐火材料により形成されるのはガラス溶融炉２０に限らない。例えば、ノズル部材４０および仕切部材５０の少なくとも一方を耐火材料によって構成してもよい。
【0036】
＜３．ノズル部材４０＞
ノズル部材４０は、ガラス溶融炉２０の底部に設けられる。ノズル部材４０は、複数のノズル４１を含み、ノズル４１から溶融ガラスを吐出する。
ノズル部材４０は、ガラス溶融炉２０の底部に設けられる。ノズル部材４０は、複数のノズル４１を含み、ノズル４１から溶融ガラスを吐出する。
【0037】
＜４．一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂ＞
一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂのうち、一方の加熱部８０Ａは、筐体３０の側壁３１に設けられる。他方の加熱部８０Ｂは、筐体３０の側壁３２に設けられる。図１および図２等に示される左右方向は、一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂが並ぶ方向と一致する。一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂは、電極の端子を含み、電源から電圧が印加される。これにより、製造装置１には、加熱部８０Ａ、８０Ｂ間の方向、換言すれば、左右方向に沿った電流が流れ、ガラス溶融炉２０、ノズル部材４０、および、仕切部材５０が加熱される。加熱部８０は、ガラス溶融炉２０を例えば、ガラス材料の粘度が４００ポイズ以下となるように加熱する。ガラス溶融炉２０の第１領域３０Ａ内のいずれかの地点は、製造装置１内で溶融ガラスが最高溶融温度となる高温領域となっている。また、一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂは、ノズル部材４０を加熱することで、ノズル４１から吐出されるガラス繊維の紡糸速度、繊維径、および、強度等を調整する。ノズル４１の孔形状としては、円形状、楕円形状等が挙げられる。
一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂのうち、一方の加熱部８０Ａは、筐体３０の側壁３１に設けられる。他方の加熱部８０Ｂは、筐体３０の側壁３２に設けられる。図１および図２等に示される左右方向は、一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂが並ぶ方向と一致する。一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂは、電極の端子を含み、電源から電圧が印加される。これにより、製造装置１には、加熱部８０Ａ、８０Ｂ間の方向、換言すれば、左右方向に沿った電流が流れ、ガラス溶融炉２０、ノズル部材４０、および、仕切部材５０が加熱される。加熱部８０は、ガラス溶融炉２０を例えば、ガラス材料の粘度が４００ポイズ以下となるように加熱する。ガラス溶融炉２０の第１領域３０Ａ内のいずれかの地点は、製造装置１内で溶融ガラスが最高溶融温度となる高温領域となっている。また、一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂは、ノズル部材４０を加熱することで、ノズル４１から吐出されるガラス繊維の紡糸速度、繊維径、および、強度等を調整する。ノズル４１の孔形状としては、円形状、楕円形状等が挙げられる。
【0038】
【0039】
上方仕切部材６０は、直方体状のガラス溶融炉２０の形状に対応して、板状に形成されている。上方仕切部材６０の長手方向は、左右方向と一致する。上方仕切部材６０の短手方向は、前後方向と一致する。上方仕切部材６０は、板状面が左右方向に沿うように、ガラス溶融炉２０の側壁３１、３２、正面壁３３、および、背面壁３４に接合される。上方仕切部材６０の右端部６２は、ガラス溶融炉２０の側壁３１（図２参照）と例えば、挟み込み溶接によって接合される。上方仕切部材６０の左端部６３は、ガラス溶融炉２０の側壁３２（図２参照）と例えば、挟み込み溶接によって接合される。上方仕切部材６０の短手方向の一方の端部６０Ｘは、ガラス溶融炉２０の正面壁３３（図２参照）と例えば、溶接によって接合される。上方仕切部材６０の短手方向の他方の端部６０Ｙは、ガラス溶融炉２０の背面壁３４（図２参照）と例えば、溶接によって接合される。また、上方仕切部材６０は、上下方向において、ガラス投入口１０の直下に配置することができる。すなわち、上下方向において、上方仕切部材６０とガラス投入口１０との間には、他の仕切部材５０が存在しないものとすることができる。
【0040】
図４に示されるように、上方仕切部材６０は、側面視において、Ｖ字状に形成されている。換言すれば、上方仕切部材６０は、左右方向に沿う中心軸ＸＡ（図３参照）と前後方向に沿う中心軸ＸＢ（図３参照）とが交差する部分ＰＡを含む中央部６１から右端部６２および左端部６３に向かうにつれて上方に傾斜している。上方仕切部材６０は、側面視において、一部が下方に凸状となる部分を有することができ、例えば、上記Ｖ字状のほか、Ｗ字状等とすることができる。また、上方仕切部材６０の厚さ（上下方向における厚さ）は、左右方向または前後方向において、均一とすることができるし、一部厚さを変更すること、すなわち、左右方向または前後方向において厚さが異なる部分を有するものとすることができる。
【0041】
上方仕切部材６０は、中央部６１から右端部６２および左端部６３に向かう傾斜によって、第１領域３０Ａ（図１参照）の溶融ガラス内の固形ガラスを完全に溶解させる。上方仕切部材６０において、左右方向を基準とし、中央部６１を中心とした左右の傾斜角度θＡ、θＢは、溶融ガラス内の固形ガラスを十分に堰止められる程度に調整されている。換言すれば、傾斜角度θＡ、θＢは、第１領域３０Ａ内の溶融ガラスが、中央部６１から右端部６２および左端部６３に向かって徐々に流れ、滞留することで固形ガラスを十分に溶解させる時間を確保できる程度に調整されている。本実施形態では、傾斜角度θＡと傾斜角度θＢとは、等しい。溶融ガラスの粘度は、ガラス材料の種類および温度等によって異なるため、例えば、ガラス材料の種類および最高溶融温度等によって傾斜角度θＡ、θＢを調整することが好ましい。
【0042】
中央部６１から、右端部６２の中央部６１側の端辺までの距離ＬＡ、および、左端部６３の中央部６１側の端辺までの距離ＬＢは、溶融ガラスを滞留させて固形ガラスを十分に溶解させることができるように調整されている。本実施形態では、距離ＬＡと距離ＬＢとは、等しい。
【0043】
上方仕切部材６０は、上方仕切部材６０を貫通する複数の上方開口部６４を含む。第１領域３０Ａ（図１参照）内の溶融ガラスは、中央部６１から右端部６２および左端部６３に向かって徐々に流れる過程において、複数の上方開口部６４を通過して第２領域３０Ｂに移動する。複数の上方開口部６４は、左右方向に沿って設けられる。上方開口部６４は、第１種上方開口部６４Ａ、第２種上方開口部６４Ｂ、第３種上方開口部６４Ｃ、第４種上方開口部６４Ｄ、および、第５種上方開口部６４Ｅを含む。
【0044】
第１種上方開口部６４Ａは、中心軸ＸＡ上に設けられる。第１種上方開口部６４Ａの形状は、任意に選択可能である。本実施形態では、第１種上方開口部６４Ａは、左右方向に延びる長孔である。別の例では、第１種上方開口部６４Ａは、円、楕円、三角形、四角形、または、五角形以上の多角形である。上方仕切部材６０に設けられる第１種上方開口部６４Ａの数は、任意に選択可能である。本実施形態では、上方仕切部材６０には、６個の第１種上方開口部６４Ａが設けられる。
【0045】
第２種上方開口部６４Ｂ、第３種上方開口部６４Ｃ、および、第４種上方開口部６４Ｄは、第１種上方開口部６４Ａの周囲に設けられる。第２種上方開口部６４Ｂ、第３種上方開口部６４Ｃ、および、第４種上方開口部６４Ｄの形状は、任意に選択可能である。本実施形態では、第２種上方開口部６４Ｂ、第３種上方開口部６４Ｃ、および、第４種上方開口部６４Ｄの形状は、円である。別の例では、第２種上方開口部６４Ｂ、第３種上方開口部６４Ｃ、および、第４種上方開口部６４Ｄの形状は、長孔、楕円、三角形、四角形、または、五角形以上の多角形である。第２種上方開口部６４Ｂ、第３種上方開口部６４Ｃ、および、第４種上方開口部６４Ｄの形状は、互いに異なる形状であってもよい。第２種上方開口部６４Ｂ、第３種上方開口部６４Ｃ、および、第４種上方開口部６４Ｄの直径は、任意に選択可能である。本実施形態では、第２種上方開口部６４Ｂ、第３種上方開口部６４Ｃ、および、第４種上方開口部６４Ｄの順に直径が大きい。上方仕切部材６０に設けられる第２種上方開口部６４Ｂ、第３種上方開口部６４Ｃ、および、第４種上方開口部６４Ｄの数は、任意に選択可能である。本実施形態では、上方仕切部材６０には、１２個の第２種上方開口部６４Ｂが設けられる。本実施形態では、上方仕切部材６０には、１７個の第３種上方開口部６４Ｃが設けられる。本実施形態では、上方仕切部材６０には、２６個の第４種上方開口部６４Ｄが設けられる。
【0046】
第５種上方開口部６４Ｅは、右端部６２および左端部６３に設けられる。第５種上方開口部６４Ｅの形状は、任意に選択可能である。本実施形態では、第５種上方開口部６４Ｅは、長方形である。別の例では、第５種上方開口部６４Ｅは、円、楕円、三角形、四角形、または、五角形以上の多角形である。上方仕切部材６０に設けられる第５種上方開口部６４Ｅの数は、任意に選択可能である。本実施形態では、上方仕切部材６０には、２個の第５種上方開口部６４Ｅが設けられる。なお、図３において、２個の第５種上方開口部６４Ｅのそれぞれの前後方向に設けられる上方仕切部材６０の領域は、側壁３１および３２と挟み込み溶接される領域であり、側壁３１および３２を構成することから第１領域３０Ａには存在しない領域である。
【0047】
上方仕切部材６０は、中央部６１を含んで長手方向に延びる上方中央領域６０Ａを含む。図３に示される二点鎖線は上方中央領域６０Ａの範囲の一例を示している。上方仕切部材６０の単位面積あたりの上方開口部６４が設けられる面積である開口率は、任意に設定可能である。本実施形態では、平面視における一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂ（図２参照）が並ぶ方向と垂直な方向、換言すれば、前後方向において、複数の上方開口部６４の開口率は、上方中央領域６０Ａから端部６０Ｘおよび端部６０Ｙに向かうにつれて減少するように設定される。また、短手方向において端部６０Ｘから端部６０Ｙまでの距離をＬ60Tとし、端部６０Ｘから短手方向にＬ60Tの１５％の距離までの領域を上方仕切部材第１測定領域（側壁と挟み込み溶接される領域は含まない）、端部６０Ｙから短手方向にＬ60Tの１５％の距離までの領域を上方仕切部材第２測定領域（側壁と挟み込み溶接される領域は含まない）、上方仕切部材第１測定領域および上方仕切部材第２測定領域以外の領域を上方仕切部材第３測定領域（側壁と挟み込み溶接される領域は含まない）、と定義した場合、上方仕切部材第３測定領域の開口率は、上方仕切部材第１測定領域の開口率および上方仕切部材第２測定領域の開口率よりも高くすることができる。好ましい例では、上方仕切部材第３測定領域の開口率は、上方仕切部材第１測定領域の開口率および上方仕切部材第２測定領域の開口率の、１０５～２００％である。より好ましい例では、上方仕切部材第３測定領域の開口率は、上方仕切部材第１測定領域の開口率および上方仕切部材第２測定領域の開口率の、１２０～１６０％である。本実施形態では、上方仕切部材第１測定領域の開口率と上方仕切部材第２測定領域の開口率とは、等しい。上方仕切部材第１測定領域の開口率と上方仕切部材第２測定領域の開口率は、異なっていてもよい。上方仕切部材第１測定領域の開口率および上方仕切部材第２測定領域の開口率としては、例えば、１０～２５％程度、好ましくは１６～２４％程度が挙げられる。また、上方仕切部材第３測定領域の開口率としては、例えば、２０～３５％程度、好ましくは２５～３５％程度が挙げられる。また、上方仕切部材第１測定領域、上方仕切部材第２測定領域、および、上方仕切部材第３測定領域を合わせた領域における開口率としては、例えば、２０～３５％程度、好ましくは２０～３０％程度が挙げられる。
【0048】
【0049】
下方仕切部材７０は、直方体状のガラス溶融炉２０の形状に対応して、板状に形成されている。下方仕切部材７０の長手方向は、左右方向と一致する。下方仕切部材７０の短手方向は、前後方向と一致する。
【0050】
下方仕切部材７０は、板状面が左右方向に沿うように配置される。下方仕切部材７０は、溶融ガラスが流れる基部９１、および、基部９１の周囲に設けられる被接合部９２を備える。被接合部９２は、ガラス溶融炉２０の側壁３１、３２、正面壁３３、および、背面壁３４と例えば、挟み込み溶接によって接合される。被接合部９２は、第１被接合部９２Ａ、第２被接合部９２Ｂ、第３被接合部９２Ｃ、および、第４被接合部９２Ｄを含む。第１被接合部９２Ａおよび第２被接合部９２Ｂは、基部９１の短手方向の端部９１Ｘ、９１Ｙに設けられ、長手方向に沿って延びる。第１被接合部９２Ａは、ガラス溶融炉２０の正面壁３３（図２参照）と接合される。第２被接合部９２Ｂは、ガラス溶融炉２０の背面壁３４（図２参照）と接合される。第３被接合部９２Ｃおよび第４被接合部９２Ｄは、基部９１の長手方向の右端部７２および左端部７３に設けられ、短手方向に沿って延びる。第３被接合部９２Ｃは、ガラス溶融炉２０の側壁３１（図２参照）と接合される。第４被接合部９２Ｄは、ガラス溶融炉２０の側壁３２（図２参照）と接合される。また、下方仕切部材７０は、上下方向において、１枚設けてもよく、複数枚設けてもよい。
【0051】
図６に示されるように、下方仕切部材７０は、側面視において、Ｖ字状に形成されている。換言すれば、下方仕切部材７０は、左右方向に沿う中心軸ＸＣ（図５参照）と前後方向に沿う中心軸ＸＤ（図５参照）とが交差する部分ＰＢを含む中央部７１から基部９１の右端部７２、および、左端部７３に向かうにつれて上方に傾斜している。このため、下方仕切部材７０の中央部７１は、基部９１の右端部７２および左端部７３よりも下部のノズル部材４０（図１参照）に近い。ノズル部材４０の左右方向の中央部は、ノズル部材４０の左右方向の両端部よりも一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂから離れているため、電圧降下の影響によって、両端部よりも温度が低くなりやすい。下方仕切部材７０の中央部７１は、右端部７２および左端部７３よりも下方に位置しているため、ノズル部材４０に近い。このため、下方仕切部材７０の中央部７１の熱がノズル部材４０の中央部に伝わりやすく、ノズル部材４０の中央部の温度が低下することを抑制できる。このため、ノズル部材４０全体の温度を概ね均一に保つことができる。下方仕切部材７０は、側面視において、Ｖ字状に形成されていることに限定されず、例えば、上記Ｖ字状のほか、平板、波状、Ｗ字状、円弧状、Ｍ字状、逆Ｖ字状等とすることができるが、Ｖ字状が好ましい。また、下方仕切部材７０の厚さ（上下方向における厚さ）は、左右方向または前後方向において、均一とすることができるし、一部厚さを変更する、すなわち、左右方向または前後方向において厚さが異なる部分を有するものとすることができる。
【0052】
下方仕切部材７０は、中央部７１から右端部７２および左端部７３に向かう傾斜によって、第２領域３０Ｂ（図１参照）の溶融ガラスを概ね均一に混ざり合わせる。下方仕切部材７０において、左右方向を基準とし、中央部７１を中心とした左右の傾斜角度θＣ、θＤは、第２領域３０Ｂ内の溶融ガラスが、右端部７２および左端部７３から中央部７１に向かって流れるにつれて、概ね均一に混ざり合うことができる程度に調整されている。本実施形態では、傾斜角度θＣと傾斜角度θＤとは、等しい。溶融ガラスの粘度は、ガラス材料の種類および温度等によって異なるため、例えば、ガラス材料の種類および最高溶融温度等によって傾斜角度θＣ、θＤを調整することが好ましい。
【0053】
中央部７１から、基部９１の右端部７２までの距離ＬＣ、および、基部９１の左端部７３までの距離ＬＤは、溶融ガラスを概ね均一に混ざり合わせることができるように調整されている。本実施形態では、距離ＬＣと距離ＬＤとは、等しい。
【0054】
基部９１は、右端部７２を含む所定領域である第１長手端部領域９１Ａ、および、左端部７３を含む所定領域である第２長手端部領域９１Ｂを含む。第１長手端部領域９１Ａおよび第２長手端部領域９１Ｂは、中央部７１よりも一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂとの距離が近いため、中央部７１よりも高温となりやすい領域である。
【0055】
下方仕切部材７０は、基部９１を貫通する複数の下方開口部７４を含む。第２領域３０Ｂ（図１参照）内の溶融ガラスは、右端部７２および左端部７３から中央部７１に向かって徐々に流れる過程において、複数の下方開口部７４を通過して第３領域３０Ｃに移動する。複数の下方開口部７４は、左右方向に沿って設けられる。下方開口部７４は、第１種下方開口部７４Ａ、第２種下方開口部７４Ｂ、第３種下方開口部７４Ｃ、第４種下方開口部７４Ｄ、第５種下方開口部７４Ｅ、第６種下方開口部７４Ｆ、および、第７種下方開口部７４Ｇを含む。
【0056】
第１種下方開口部７４Ａは、中心軸ＸＣ上に設けられる。第１種下方開口部７４Ａの形状は、任意に選択可能である。本実施形態では、第１種下方開口部７４Ａは、左右方向に延びる長孔である。別の例では、第１種下方開口部７４Ａは、円、楕円、三角形、四角形、または、五角形以上の多角形である。下方仕切部材７０に設けられる第１種下方開口部７４Ａの数は、任意に選択可能である。本実施形態では、下方仕切部材７０には、６個の第１種下方開口部７４Ａが設けられる。
【0057】
第２種下方開口部７４Ｂは、第１長手端部領域９１Ａおよび第２長手端部領域９１Ｂに設けられる。第２種下方開口部７４Ｂの形状は、任意に選択可能である。本実施形態では、第２種下方開口部７４Ｂは、前後方向に延びる長孔である。別の例では、第２種下方開口部７４Ｂは、円、楕円、三角形、四角形、または、五角形以上の多角形である。下方仕切部材７０に設けられる第２種下方開口部７４Ｂの数は、任意に選択可能である。本実施形態では、下方仕切部材７０には、６個の第２種下方開口部７４Ｂが設けられる。
【0058】
第３種下方開口部７４Ｃ～第７種下方開口部７４Ｇは、第１種下方開口部７４Ａおよび第２種下方開口部７４Ｂの周囲に設けられる。第３種下方開口部７４Ｃ～第７種下方開口部７４Ｇの形状は、任意に選択可能である。本実施形態では、第３種下方開口部７４Ｃ～第７種下方開口部７４Ｇの形状は、円である。別の例では、第３種下方開口部７４Ｃ～第７種下方開口部７４Ｇの形状は、長孔、楕円、三角形、四角形、または、五角形以上の多角形である。第３種下方開口部７４Ｃ～第７種下方開口部７４Ｇの形状は、互いに異なる形状であってもよい。第３種下方開口部７４Ｃ～第７種下方開口部７４Ｇの直径は、任意に選択可能である。本実施形態では、第３種下方開口部７４Ｃ、第４種下方開口部７４Ｄ、第５種下方開口部７４Ｅ、第６種下方開口部７４Ｆ、および、第７種下方開口部７４Ｇの順に直径が大きい。下方仕切部材７０に設けられる第３種下方開口部７４Ｃ～第７種下方開口部７４Ｇの数は、任意に選択可能である。本実施形態では、下方仕切部材７０には、５個の第３種下方開口部７４Ｃが設けられる。本実施形態では、下方仕切部材７０には、８個の第４種下方開口部７４Ｄが設けられる。本実施形態では、下方仕切部材７０には、２個の第５種下方開口部７４Ｅが設けられる。本実施形態では、下方仕切部材７０には、４個の第６種下方開口部７４Ｆが設けられる。本実施形態では、下方仕切部材７０には、２０個の第７種下方開口部７４Ｇが設けられる。第７種下方開口部７４Ｇのうちの１８個は、基部９１において、被接合部９２に沿って設けられる。
【0059】
下方仕切部材７０の単位面積あたりの下方開口部７４が設けられる面積である開口率は、下方仕切部材７０の温度分布が均一になりやすいように設定される。本実施形態では、第１長手端部領域９１Ａの開口率ＲＡ、および、第２長手端部領域９１Ｂの開口率ＲＢは、中央部７１の開口率ＲＣよりも高い。好ましい例では、開口率ＲＡ、ＲＢは、開口率ＲＣの１０５～２００％である。より好ましい例では、開口率ＲＡ、ＲＢは、開口率ＲＣの１０５～１５０％である。本実施形態では、開口率ＲＡと開口率ＲＢとは、等しい。開口率ＲＡと開口率ＲＢとは、異なっていてもよい。本実施形態では、開口率ＲＡおよびＲＢとしては、例えば１５～３０％程度、好ましくは１８～２５％程度が挙げられる。また、開口率ＲＣとしては、例えば、５～２０％程度、好ましくは１０～１８％程度が挙げられる。さらに、下方仕切部材７０全体の開口率としては、１０～３０％程度が挙げられ、好ましくは１２～２２％程度が挙げられる。なお、開口率ＲＡおよびＲＢの測定領域（第１長手端部領域９１Ａおよび第２長手端部領域９１Ｂ）は、基部９１の長手方向の長さＬｔに対して、それぞれ基部９１の端部７２および７３から２０％の距離の領域とすることができる。また、開口率ＲＣの測定領域（中央部７１）は、上記開口率ＲＡおよびＲＢの測定領域以外の領域（すなわち、端部７２から長手方向にＬｔの２０％の距離の位置から、端部７３から長手方向にＬｔの２０％の距離の位置までの領域）とすることができる。
【0060】
下方仕切部材７０は、中央部７１を含んで長手方向に延びる下方中央領域７０Ａを含む。図５に示される二点鎖線は下方中央領域７０Ａの範囲の一例を示している。本実施形態では、平面視における一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂ（図２参照）が並ぶ方向と垂直な方向、換言すれば、前後方向において、複数の下方開口部７４の開口率は、下方中央領域７０Ａから端部９１Ｘおよび端部９１Ｙに向かうにつれて減少するように設定される。
【0061】
＜６．ガラス繊維の製造方法＞
投入口１０にガラス材料が投入されてから、ノズル４１からガラス繊維が吐出されるまでの流れについて説明する。ガラス溶融炉２０の第１領域３０Ａには、投入口１０から次々とガラス材料が投入され、ガラス材料が溶融される。そのため、第１領域３０Ａは、ガラス材料、溶融途中のガラス材料、および、溶融ガラスにより満たされている。なお、第１領域３０Ａは、ガラス材料を溶融するために、ガラス材料の溶融点以上の高温に加熱されている。ただし、第１領域３０Ａにおいて、投入口１０付近においてガラスが次々と投入されている部分は、温度が低くなりやすく、ガラス材料の種類等によって異なるが、例えば、約１４００°となっている。
投入口１０にガラス材料が投入されてから、ノズル４１からガラス繊維が吐出されるまでの流れについて説明する。ガラス溶融炉２０の第１領域３０Ａには、投入口１０から次々とガラス材料が投入され、ガラス材料が溶融される。そのため、第１領域３０Ａは、ガラス材料、溶融途中のガラス材料、および、溶融ガラスにより満たされている。なお、第１領域３０Ａは、ガラス材料を溶融するために、ガラス材料の溶融点以上の高温に加熱されている。ただし、第１領域３０Ａにおいて、投入口１０付近においてガラスが次々と投入されている部分は、温度が低くなりやすく、ガラス材料の種類等によって異なるが、例えば、約１４００°となっている。
【0062】
第１領域３０Ａで溶融された溶融ガラスは、第１領域３０Ａの下部に設けられる上方仕切部材６０と接触して受け止められる。溶融ガラスは、例えば、溶融ガラスの自重に逆らいながら、上方仕切部材６０の上り傾斜に沿って中央部６１から右端部６２および左端部６３側に徐々に流れる。溶融ガラスは、中央部６１から右端部６２および左端部６３側に徐々に流れる過程において、上方開口部６４を通過して第２領域３０Ｂに流れる。溶融ガラスが徐々に流れていくため、単に第５種上方開口部６４Ｅから溶融ガラスが第２領域３０Ｂに流れる場合よりも、上方仕切部材６０上における溶融ガラスの滞留時間が長くなる。溶融ガラス内の固形ガラスを溶融させるための時間を確保できるため、溶融ガラス内の固形ガラスを完全に溶解できる。
【0063】
上方開口部６４を通過した第１領域３０Ａの溶融ガラスは、第２領域３０Ｂに流れ、下方仕切部材７０の傾斜に沿って、右端部７２および左端部７３から中央部７１に流れる。溶融ガラスは、下方仕切部材７０の基部９１上を流れる過程で混ざり合いながら、下方開口部７４を通過して第３領域３０Ｃに流れる。
【0064】
下方開口部７４を通過した溶融ガラスは、第３領域３０Ｃの下部のノズル部材４０に供給され、ノズル部材４０のノズル４１から吐出される。ノズル部材４０の温度は、一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂによって調整され、ガラス材料等によって異なるが、例えば、約１４００°である。溶融ガラスは、上方仕切部材６０において溶融ガラス内の固形成分が十分に少ない状態でノズル部材４０に供給される。固形成分の少ない溶融ガラスをノズル４１から吐出できるため、ガラス製品の強度が低下すること等を抑制できる。
【0065】
＜７．本実施形態の効果＞
以上のように構成された製造装置１では、次の効果を得ることができる。
＜７－１＞
投入口１０から投入されたガラス材料は、溶融ガラスに変化し、上方仕切部材６０および下方仕切部材７０を通過してノズル４１から吐出される。下方開口部７４の開口率ＲＡ、ＲＢは、開口率ＲＣよりも高いため、中央部７１よりも一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂに近い第１長手端部領域９１Ａおよび第２長手端部領域９１Ｂの発熱量が高くなりにくい。また、第１長手端部領域９１Ａおよび第２長手端部領域９１Ｂにおける溶融ガラスの流れ抵抗が大きくなりにくいため、第１長手端部領域９１Ａおよび第２長手端部領域９１Ｂに溶融ガラスが滞留しにくい。下方仕切部材７０の温度分布が均一になりやすいため、溶融ガラスの繊維径の分布のばらつきが抑制される。このため、より品質の高いガラス製品を製造できる。
以上のように構成された製造装置１では、次の効果を得ることができる。
＜７－１＞
投入口１０から投入されたガラス材料は、溶融ガラスに変化し、上方仕切部材６０および下方仕切部材７０を通過してノズル４１から吐出される。下方開口部７４の開口率ＲＡ、ＲＢは、開口率ＲＣよりも高いため、中央部７１よりも一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂに近い第１長手端部領域９１Ａおよび第２長手端部領域９１Ｂの発熱量が高くなりにくい。また、第１長手端部領域９１Ａおよび第２長手端部領域９１Ｂにおける溶融ガラスの流れ抵抗が大きくなりにくいため、第１長手端部領域９１Ａおよび第２長手端部領域９１Ｂに溶融ガラスが滞留しにくい。下方仕切部材７０の温度分布が均一になりやすいため、溶融ガラスの繊維径の分布のばらつきが抑制される。このため、より品質の高いガラス製品を製造できる。
【0066】
＜７－２＞
下方開口部７４は、平面視において異なる方向に延びる第１種下方開口部７４Ａおよび第２種下方開口部７４Ｂを含むため、第１種下方開口部７４Ａまたは第２種下方開口部７４Ｂの一方のみが設けられる場合よりも、下方仕切部材７０の強度が低下しにくい。
下方開口部７４は、平面視において異なる方向に延びる第１種下方開口部７４Ａおよび第２種下方開口部７４Ｂを含むため、第１種下方開口部７４Ａまたは第２種下方開口部７４Ｂの一方のみが設けられる場合よりも、下方仕切部材７０の強度が低下しにくい。
【0067】
＜７－３＞
溶融ガラスが流れる過程で気泡が発生した場合、この気泡が溜まった部分において局所的に温度が高くなる。典型的な例では、気泡は、溶融ガラスの流速が速くなることによって発生しやすい。
溶融ガラスが流れる過程で気泡が発生した場合、この気泡が溜まった部分において局所的に温度が高くなる。典型的な例では、気泡は、溶融ガラスの流速が速くなることによって発生しやすい。
【0068】
本実施形態では、上方仕切部材６０を通過する溶融ガラスは、複数の上方開口部６４のうちの任意の上方開口部６４を通過できる。溶融ガラスの流れる方向が一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂが並ぶ方向、および、一対の加熱部８０Ａ、８０Ｂが並ぶ方向と交差する方向に分散されるため、上方仕切部材６０を流れる溶融ガラスの流速が速くなりにくく、気泡が発生しにくい。また、上方仕切部材６０を流れる溶融ガラスに気泡が発生した場合であっても、気泡を含む溶融ガラスが上方開口部６４を通過した後、溶融ガラスから分離して上昇した気泡は、上方開口部６４を通過するため、上方仕切部材６０に気泡が付着しにくい。このように、本実施形態によれば、上方仕切部材６０に気泡が付着した状態が形成されにくいため、局所的に温度が高くなりにくい。上方仕切部材６０の温度分布が均一になりやすいため、溶融ガラスの繊維径の分布のばらつきが抑制される。このため、品質の高いガラス製品を製造できる。
【0069】
＜７－４＞
上方仕切部材６０の短手方向における溶融ガラスの流速は上方中央領域６０Ａから短手方向の端部６０Ｘ、６０Ｙに向かうにつれて遅くなる。換言すれば、上方仕切部材６０の短手方向において、端部６０Ｘ、６０Ｙよりも上方中央領域６０Ａの方が溶融ガラスに気泡が発生しやすい。本実施形態によれば、前後方向において、複数の上方開口部６４の開口率は、上方中央領域６０Ａから端部６０Ｘ、６０Ｙに向かうにつれて減少するように設定されているため、上方中央領域６０Ａにおいて溶融ガラスに気泡が発生しにくい。
上方仕切部材６０の短手方向における溶融ガラスの流速は上方中央領域６０Ａから短手方向の端部６０Ｘ、６０Ｙに向かうにつれて遅くなる。換言すれば、上方仕切部材６０の短手方向において、端部６０Ｘ、６０Ｙよりも上方中央領域６０Ａの方が溶融ガラスに気泡が発生しやすい。本実施形態によれば、前後方向において、複数の上方開口部６４の開口率は、上方中央領域６０Ａから端部６０Ｘ、６０Ｙに向かうにつれて減少するように設定されているため、上方中央領域６０Ａにおいて溶融ガラスに気泡が発生しにくい。
【0070】
＜７－５＞
下方仕切部材７０の短手方向における溶融ガラスの流速は下方中央領域７０Ａから短手方向の端部９１Ｘ、９１Ｙに向かうにつれて遅くなる。換言すれば、下方仕切部材７０の短手方向において、端部９１Ｘ、９１Ｙよりも下方中央領域７０Ａの方が溶融ガラスに気泡が発生しやすい。本実施形態によれば、前後方向において、複数の下方開口部７４の開口率は、下方中央領域７０Ａから端部９１Ｘ、９１Ｙに向かうにつれて減少するように設定されているため、下方中央領域７０Ａにおいて溶融ガラスに気泡が発生しにくい。
下方仕切部材７０の短手方向における溶融ガラスの流速は下方中央領域７０Ａから短手方向の端部９１Ｘ、９１Ｙに向かうにつれて遅くなる。換言すれば、下方仕切部材７０の短手方向において、端部９１Ｘ、９１Ｙよりも下方中央領域７０Ａの方が溶融ガラスに気泡が発生しやすい。本実施形態によれば、前後方向において、複数の下方開口部７４の開口率は、下方中央領域７０Ａから端部９１Ｘ、９１Ｙに向かうにつれて減少するように設定されているため、下方中央領域７０Ａにおいて溶融ガラスに気泡が発生しにくい。
【0071】
＜７－６＞
上述したように、溶融ガラスが流れる過程で気泡が発生した場合、この気泡が溜まった部分において局所的に温度が高くなる。別の典型的な例では、仕切部材５０とガラス溶融炉２０とが接合される部分において、気泡が溜まりやすい。
上述したように、溶融ガラスが流れる過程で気泡が発生した場合、この気泡が溜まった部分において局所的に温度が高くなる。別の典型的な例では、仕切部材５０とガラス溶融炉２０とが接合される部分において、気泡が溜まりやすい。
【0072】
本実施形態によれば、第７種下方開口部７４Ｇの一部が被接合部９２に沿って設けられるため、下方仕切部材７０を流れる溶融ガラスに気泡が発生した場合であっても、気泡を含む溶融ガラスが下方開口部７４を通過した後、溶融ガラスから分離して上昇した気泡は、第７種下方開口部７４Ｇを通過するため、下方仕切部材７０に気泡が付着しにくい。このように、本実施形態によれば、下方仕切部材７０に気泡が付着した状態が形成されにくいため、局所的に温度が高くなりにくく、下方仕切部材７０の温度分布が均一になりやすい。溶融ガラスの繊維径の分布のばらつきが抑制されるため、より品質の高いガラス製品を製造できる。
【0073】
＜８．変形例＞
なお、上記実施形態は、本発明に関するガラス製品の製造装置が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に関するガラス製品の製造装置は、実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは、省略した形態、または、実施形態に新たな構成を付加した形態である。以下に実施形態の変形例の一例を示す。
なお、上記実施形態は、本発明に関するガラス製品の製造装置が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に関するガラス製品の製造装置は、実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは、省略した形態、または、実施形態に新たな構成を付加した形態である。以下に実施形態の変形例の一例を示す。
【0074】
＜８―１＞
上記実施形態では、上方仕切部材６０は、側面視においてＶ字状の板状部材であるが、上方仕切部材６０の形状は、任意に変更可能である。変形例の上方仕切部材６０は、側面視において、中央部６１が湾曲したＵ字状である。別の変形例の上方仕切部材６０は、長手方向において中央部６１から右端部６２および左端部６３まで実質的に傾斜しない。別の変形例の上方仕切部材６０は、全体が一方向に傾斜する。
上記実施形態では、上方仕切部材６０は、側面視においてＶ字状の板状部材であるが、上方仕切部材６０の形状は、任意に変更可能である。変形例の上方仕切部材６０は、側面視において、中央部６１が湾曲したＵ字状である。別の変形例の上方仕切部材６０は、長手方向において中央部６１から右端部６２および左端部６３まで実質的に傾斜しない。別の変形例の上方仕切部材６０は、全体が一方向に傾斜する。
【0075】
＜８―２＞
上記実施形態では、下方仕切部材７０は、側面視においてＶ字状の板状部材であるが、下方仕切部材７０の形状は、任意に変更可能である。変形例の下方仕切部材７０は、側面視において、中央部７１が湾曲したＵ字状である。別の変形例の下方仕切部材７０は、長手方向において中央部７１から右端部７２および左端部７３まで実質的に傾斜しない。別の変形例の下方仕切部材７０は、全体が一方向に傾斜する。
上記実施形態では、下方仕切部材７０は、側面視においてＶ字状の板状部材であるが、下方仕切部材７０の形状は、任意に変更可能である。変形例の下方仕切部材７０は、側面視において、中央部７１が湾曲したＵ字状である。別の変形例の下方仕切部材７０は、長手方向において中央部７１から右端部７２および左端部７３まで実質的に傾斜しない。別の変形例の下方仕切部材７０は、全体が一方向に傾斜する。
【0076】
＜８―３＞
上記実施形態では、第１種下方開口部７４Ａと第２種下方開口部７４Ｂとは、平面視において直交する方向に延びているが、第１種下方開口部７４Ａおよび第２種下方開口部７４Ｂの延びる方向は、任意に変更可能である。変形例の製造装置１では、第１種下方開口部７４Ａと第２種下方開口部７４Ｂとは、平面視において交差する方向に延びる。
上記実施形態では、第１種下方開口部７４Ａと第２種下方開口部７４Ｂとは、平面視において直交する方向に延びているが、第１種下方開口部７４Ａおよび第２種下方開口部７４Ｂの延びる方向は、任意に変更可能である。変形例の製造装置１では、第１種下方開口部７４Ａと第２種下方開口部７４Ｂとは、平面視において交差する方向に延びる。
【0077】
＜８―４＞
仕切部材５０の数は、任意に変更可能である。変形例の製造装置１は、上下方向において、上方仕切部材６０と下方仕切部材７０との間に設けられる、１または複数の仕切部材を備える。
仕切部材５０の数は、任意に変更可能である。変形例の製造装置１は、上下方向において、上方仕切部材６０と下方仕切部材７０との間に設けられる、１または複数の仕切部材を備える。
【0078】
＜８―５＞
本実施形態では、投入口１０は、製造装置１の最も高い位置に設けられているが、ガラス溶融炉２０の側壁に投入口１０が設けられていてもよい。また、ガラス溶融炉２０に直接にガラス材料を投入する場合には、投入口１０は、省略できる。
本実施形態では、投入口１０は、製造装置１の最も高い位置に設けられているが、ガラス溶融炉２０の側壁に投入口１０が設けられていてもよい。また、ガラス溶融炉２０に直接にガラス材料を投入する場合には、投入口１０は、省略できる。
【0079】
＜８―６＞
製造装置１において製造されるガラス製品は、任意に選択可能である。製造装置１において製造されるガラス製品は、例えば、ガラス繊維、ガラスロービング、ガラスフレーク、ガラスペレット、ガラスビーズ、ガラスフィラー、または、ガラスマーブルが挙げられる。特に、製造装置１において製造されるガラス製品は、電子材料用ガラスクロスに用いられるガラス繊維であることが好ましい。
製造装置１において製造されるガラス製品は、任意に選択可能である。製造装置１において製造されるガラス製品は、例えば、ガラス繊維、ガラスロービング、ガラスフレーク、ガラスペレット、ガラスビーズ、ガラスフィラー、または、ガラスマーブルが挙げられる。特に、製造装置１において製造されるガラス製品は、電子材料用ガラスクロスに用いられるガラス繊維であることが好ましい。
【符号の説明】
【0080】
１ ：ガラス製品の製造装置
１０ ：投入口
２０ ：ガラス溶融炉
３０Ｘ：内部空間
３１ ：側壁（壁部）
３２ ：側壁（壁部）
４１ ：ノズル
５０ ：仕切部材
６０ ：上方仕切部材
６０Ａ：上方中央領域
６０Ｘ：端部
６０Ｙ：端部
６１ ：中央部
６２ ：右端部（端部）
６３ ：左端部（端部）
６４ ：上方開口部
７０ ：下方仕切部材
７０Ａ：下方中央領域
７１ ：中央部
７２ ：右端部（端部）
７３ ：左端部（端部）
７４ ：下方開口部
８０ ：加熱部
９１Ａ：第１長手端部領域（長手端部領域）
９１Ｂ：第２長手端部領域（長手端部領域）
９１Ｘ：端部
９１Ｙ：端部
９２ ：被接合部
１０ ：投入口
２０ ：ガラス溶融炉
３０Ｘ：内部空間
３１ ：側壁（壁部）
３２ ：側壁（壁部）
４１ ：ノズル
５０ ：仕切部材
６０ ：上方仕切部材
６０Ａ：上方中央領域
６０Ｘ：端部
６０Ｙ：端部
６１ ：中央部
６２ ：右端部（端部）
６３ ：左端部（端部）
６４ ：上方開口部
７０ ：下方仕切部材
７０Ａ：下方中央領域
７１ ：中央部
７２ ：右端部（端部）
７３ ：左端部（端部）
７４ ：下方開口部
８０ ：加熱部
９１Ａ：第１長手端部領域（長手端部領域）
９１Ｂ：第２長手端部領域（長手端部領域）
９１Ｘ：端部
９１Ｙ：端部
９２ ：被接合部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
