特開 2022-34527 フロートガラス製造装置、及びフロートガラス製造方法

(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】P2022034527

(43)【公開日】2022-03-03

(54)【発明の名称】フロートガラス製造装置、及びフロートガラス製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 18/18 20060101AFI20220224BHJP

【ＦＩ】

C03B18/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021123183

(22)【出願日】2021-07-28

(31)【優先権主張番号】P 2020138195

(32)【優先日】2020-08-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000000044

【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】瀧口 哲史

(72)【発明者】

【氏名】川崎 直哉

(72)【発明者】

【氏名】山本 陽平

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 健史

(57)【要約】

【課題】幅が広く且つ板厚偏差が小さいガラスリボンが得られる、技術を提供する。
【解決手段】フロートガラス製造装置は、浴槽と、スパウトリップと、一対のリストリクタータイルと、複数のトップロールと、天井と、複数のヒータと、複数の制御器とを備える。前記天井をガラスリボンの流れ方向に複数の列に分割し、各前記列を前記ガラスリボンの幅方向に分割してなる各区画には、特定の前記区画を除き、前記区画毎に選択される１つの前記制御器で一括に制御される複数の前記ヒータが設けられる。前記特定の前記区画は、各前記リストリクタータイルの下流端の真上の前記区画である。前記特定の前記区画を前記流れ方向に分割してなる各サブ区画には、前記サブ区画毎に選択される１つの前記制御器で一括に制御される複数の前記ヒータが設けられる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶融金属を収容する浴槽と、前記溶融金属の上に溶融ガラスを連続的に供給するスパウトリップと、前記溶融金属の上に供給した前記溶融ガラスの流れの幅を上流側から下流側に向けて広げる一対のリストリクタータイルと、一対の前記リストリクタータイルよりも下流にて帯板状のガラスリボンの幅方向端部を押さえる複数のトップロールと、前記ガラスリボンの上方に設けられる天井と、前記天井から吊り下げられる複数のヒータと、複数の前記ヒータを制御する複数の制御器と、を備えるフロートガラス製造装置であって、
前記天井を前記ガラスリボンの流れ方向に複数の列に分割し、各前記列を前記ガラスリボンの幅方向に分割してなる各区画には、特定の前記区画を除き、前記区画毎に選択される１つの前記制御器で一括に制御される複数の前記ヒータが設けられ、
前記特定の前記区画は、各前記リストリクタータイルの下流端の真上の前記区画であり、
前記特定の前記区画を前記流れ方向に分割してなる各サブ区画には、前記サブ区画毎に選択される１つの前記制御器で一括に制御される複数の前記ヒータが設けられる、フロートガラス製造装置。

【請求項2】

前記特定の前記区画は、前記幅方向に間隔をおいて一対配置され、
一対の前記特定の前記区画の間には、１つの前記制御器で一括に制御される前記区画が配置される、請求項１に記載のフロートガラス製造装置。

【請求項3】

一対の前記特定の前記区画同士の間隔は、一対の前記リストリクタータイルの下流端同士の幅の６０％以上である、請求項２に記載のフロートガラス製造装置。

【請求項4】

前記浴槽は、一対の前記リストリクタータイルの前記下流端から最上流の一対の前記トップロールまでのホット領域と、最上流の一対の前記トップロールよりも下流の成形領域とを有し、
各前記サブ区画は、前記ホット領域の真上に配置される、請求項１～３のいずれか１項に記載のフロートガラス製造装置。

【請求項5】

前記浴槽は、上流から下流に向けて、前記溶融金属の深さが一定である深底領域と、前記深底領域よりも前記深さが浅く一定である浅底領域とを、この順番で有し、
前記ホット領域の前記深底領域と重なる部分の前記流れ方向の長さは、前記ホット領域の前記流れ方向の長さの３５％以上である、請求項４に記載のフロートガラス製造装置。

【請求項6】

前記流れ方向に隣接する２つの前記サブ区画の境界線は、前記深底領域の真上に配置される、請求項５に記載のフロートガラス製造装置。

【請求項7】

前記浴槽は、上方に開放された箱状のボトムケーシングと、前記ボトムケーシングの底壁を前記溶融金属から保護する複数のボトムレンガと、前記ボトムケーシングの側壁の内側に設けられる複数のサイドレンガと、を有し、
平面視にて、前記ボトムケーシングの前記側壁は、各前記リストリクタータイルの前記下流端の近傍から前記幅方向外側に延び、続いて前記流れ方向下流に延びる直角のコーナーを形成しており、各前記コーナーの内側に、前記サイドレンガが三角形状に設けられる、請求項１～６のいずれか１項に記載のフロートガラス製造装置。

【請求項8】

一対の前記リストリクタータイルの前記下流端から最上流の一対の前記トップロールまでのホット領域にて、前記ガラスリボンの幅方向中央部を、上方から冷却する冷却管を備える、請求項１～７のいずれか１項に記載のフロートガラス製造装置。

【請求項9】

前記冷却管を覆う保温材を備え、
前記冷却管は、前記ガラスリボンの前記幅方向に沿って水平に配置され、
前記ガラスリボンの前記幅方向外側から前記幅方向内側に向かうほど、前記保温材の厚みが薄い、請求項８に記載のフロートガラス製造装置。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載のフロートガラス製造装置を用いる、フロートガラス製造方法であって、
前記スパウトリップの上を流れる前記溶融ガラスを前記浴槽内の前記溶融金属の上に連続的に供給することと、
前記溶融金属の上で前記溶融ガラスを流動させ、帯板状の前記ガラスリボンに成形することと、
前記ヒータで、前記ヒータの下方を通過する前記ガラスリボンを加熱することと、
を有するフロートガラス製造方法。

【請求項11】

前記ガラスリボンを加熱する際に、上流側の前記サブ区画の単位面積当たりの前記ヒータの出力は３ｋＷ／ｍ^２以上であり、且つ下流側の前記サブ区画の単位面積当たりの前記ヒータの出力は１ｋＷ／ｍ^２以下である、請求項１０に記載のフロートガラス製造方法。

【請求項12】

前記特定の前記区画は、前記幅方向に間隔をおいて一対配置され、
前記ガラスリボンを加熱する際に、一対の前記特定の前記区画の間に配置される前記区画の単位面積当たりの前記ヒータの出力は、１ｋＷ／ｍ^２以下である、請求項１１に記載のフロートガラス製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、フロートガラス製造装置、及びフロートガラス製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

フロートガラス製造装置は、浴槽内の溶融金属の上に溶融ガラスを連続的に供給し、溶融金属の上で溶融ガラスを流動させ、溶融ガラスを帯板状のガラスリボンに成形する。ガラスリボンを徐冷した後、ガラスリボンの幅方向両端部を切除し、フロートガラスが得られる。フロートガラスは、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）のガラス基板等に用いられる。

【0003】

特許文献１では、フロートガラスの板厚偏差を低減すべく、ガラスリボンの温度分布を制御する技術が記載されている。ヒータ領域をガラスリボンの流れ方向に複数の列に分割し、各列をガラスリボンの幅方向に区割りしてなる各区画には、複数のヒータが設けられ、区画毎に一括で制御される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平８－３２５０２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＦＰＤの大画面化等に伴い、幅の広いガラスリボンが望まれている。しかし、ガラスリボンの幅が広くなるほど、ガラスリボンの板厚偏差が大きくなりやすい。板厚偏差とは、板厚の最大値と最小値の差のことである。

【0006】

本開示の一態様は、幅が広く且つ板厚偏差が小さいガラスリボンが得られる、技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様に係るフロートガラス製造装置は、浴槽と、スパウトリップと、一対のリストリクタータイルと、複数のトップロールと、天井と、複数のヒータと、複数の制御器とを備える。前記浴槽は、溶融金属を収容する。前記スパウトリップは、前記溶融金属の上に溶融ガラスを連続的に供給する。一対の前記リストリクタータイルは、前記溶融金属の上に供給した前記溶融ガラスの流れの幅を上流側から下流側に向けて広げる。複数の前記トップロールは、一対の前記リストリクタータイルよりも下流にて帯板状のガラスリボンの幅方向端部を押さえる。前記天井は、前記ガラスリボンの上方に設けられる。複数の前記ヒータは、前記天井から吊り下げられる。複数の前記制御器は、複数の前記ヒータを制御する。前記天井を前記ガラスリボンの流れ方向に複数の列に分割し、各前記列を前記ガラスリボンの幅方向に分割してなる各区画には、特定の前記区画を除き、前記区画毎に選択される１つの前記制御器で一括に制御される複数の前記ヒータが設けられる。前記特定の前記区画は、各前記リストリクタータイルの下流端の真上の前記区画である。前記特定の前記区画を前記流れ方向に分割してなる各サブ区画には、前記サブ区画毎に選択される１つの前記制御器で一括に制御される複数の前記ヒータが設けられる。

【発明の効果】

【0008】

本開示の一態様によれば、幅が広く且つ板厚偏差が小さいガラスリボンが得られる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、一実施形態に係るフロートガラス製造装置の鉛直断面図であって、図２のＩ－Ｉ線に沿った鉛直断面図である。

【図2】図２は、一実施形態に係るフロートガラス製造装置の水平断面図であって、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った水平断面図である。

【図3】図３は、溶融金属上での溶融ガラスの流れの一例を示す平面図である。

【図4】図４は、天井の区画の一例を示す平面図である。

【図5】図５は、深底領域での溶融金属の対流の一例を示す断面図である。

【図6】図６は、変形例に係るフロートガラス製造装置を示す平面図である。

【図7】図７は、冷却管と保温材の一例を示す断面図である。

【図8】図８は、図７のVIII－VIII線に沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施形態に係るフロートガラス製造装置、及びフロートガラス製造方法について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。各図面において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は互いに垂直な方向であって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平方向、Ｚ軸方向は鉛直方向である。Ｘ軸方向がガラスリボンＧＲの流れ方向、Ｙ軸方向がガラスリボンＧＲの幅方向である。明細書中、数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。

【0011】

図１に示すように、フロートガラス製造装置１は、浴槽１０内の溶融金属Ｍの上に溶融ガラスＧを連続的に供給し、溶融金属Ｍの上で溶融ガラスＧを流動させ、帯板状のガラスリボンＧＲに成形する。ガラスリボンＧＲは、浴槽１０の下流域において溶融金属Ｍから引き上げられた後、不図示の徐冷装置で徐冷され、不図示の加工装置で所定の寸法に切断される。加工装置は、ガラスリボンＧＲの幅方向両端部を切除する。加工装置でガラスリボンＧＲを加工することで、製品であるフロートガラスが得られる。

【0012】

フロートガラスのガラスの種類としては、例えば無アルカリガラス、アルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラス又はソーダライムガラスなどが挙げられる。無アルカリガラスとは、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ等のアルカリ金属酸化物を実質的に含有しないガラスを意味する。ここで、アルカリ金属酸化物を実質的に含有しないとは、アルカリ金属酸化物の含有量の合量が０．１質量％以下を意味する。

【0013】

フロートガラスの用途は、特に限定されないが、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）であり、例えばＦＰＤ用ガラス基板である。フロートガラスの用途がＦＰＤ用ガラス基板である場合、フロートガラスのガラスの種類は無アルカリガラスである。

【0014】

フロートガラスは、酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ_２：５４％～６６％、Ａｌ_２Ｏ_３：１０％～２３％、Ｂ_２Ｏ_３：６％～１２％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８％～２６％を含有する無アルカリガラス基板であることが好ましい。

【0015】

フロートガラスは、高歪点とするには、酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ_２：５４％～６８％、Ａｌ_２Ｏ_３：１０％～２５％、Ｂ_２Ｏ_３：０．１％～５．５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８％～２６％を含有する無アルカリガラス基板であることが好ましい。

【0016】

フロートガラスの板厚は、フロートガラスの用途に応じて選択される。フロートガラスの用途がＦＰＤ用ガラス基板である場合、フロートガラスの板厚は好ましくは０．７ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．４ｍｍ以下であり、０．３ｍｍ以下、０．２ｍｍ以下、又は０．１ｍｍ以下であってもよい。

【0017】

フロートガラスの板厚は、ガラスリボンＧＲの幅方向端部を切除した後に、ガラスリボンＧＲの幅方向全域にて測定する。フロートガラスの板厚偏差は、フロートガラスの板厚測定の結果に基づき算出する。

【0018】

図１に示すように、フロートガラス製造装置１は、浴槽１０を備える。浴槽１０は、溶融金属Ｍを収容する。溶融金属Ｍとしては、例えば溶融スズが用いられる。溶融スズの他に、溶融スズ合金なども使用可能であり、溶融金属Ｍは、溶融ガラスＧよりも密度の大きいものであればよい。

【0019】

浴槽１０は、上方に開放された箱状のボトムケーシング１１と、ボトムケーシング１１の側壁を溶融金属Ｍから保護するサイドレンガ１２と、ボトムケーシング１１の底壁の内側に設けられるボトムレンガ１３と、を有する。

【0020】

フロートガラス製造装置１は、スパウトリップ１４を備える。スパウトリップ１４は、浴槽１０内の溶融金属Ｍの上に溶融ガラスＧを供給する。図２に示すように、サイドジャム１６、１７は、スパウトリップ１４を幅方向に挟み、スパウトリップ１４の上を流れる溶融ガラスＧが幅方向にこぼれるのを防止する。

【0021】

図１に示すように、フロートガラス製造装置１は、ツイール１８を備える。ツイール１８は、スパウトリップ１４に対して上下に移動自在であり、スパウトリップ１４の上を流れる溶融ガラスＧの流量を調整する。ツイール１８とスパウトリップ１４との間隔が狭くなるほど、スパウトリップ１４の上を流れる溶融ガラスＧの流量が少なくなる。

【0022】

ツイール１８は、耐火物で構成される。ツイール１８には、ツイール１８と溶融ガラスＧとの接触を防止する保護膜１９が形成されてよい。保護膜１９は、例えば白金又は白金合金で形成される。

【0023】

図３に示すように、フロートガラス製造装置１は、ウェットバックタイル２２と、一対のリストリクタータイル２４、２５と、を有する。ウェットバックタイル２２は、スパウトリップ１４の下方に設けられ、溶融ガラスＧの上流端に接触する。一対のリストリクタータイル２４、２５は、ウェットバックタイル２２から下流に向けて斜めに延び、下流に向けて拡開する。一対のリストリクタータイル２４、２５は、溶融ガラスＧの流れの幅を上流側から下流側に向けて徐々に広げる。

【0024】

溶融ガラスＧは、溶融金属Ｍの上に供給された後、本流Ｆ１と支流Ｆ２とを形成する。本流Ｆ１は、Ｘ軸正方向に流れる。一方、支流Ｆ２は、ウェットバックタイル２２に向けてＸ軸負方向に逆流する。支流Ｆ２は、ウェットバックタイル２２に達すると、ウェットバックタイル２２に沿って左右に分かれて流れた後、左右一対のリストリクタータイル２４、２５に沿って流れ、本流Ｆ１の幅方向両端部に合流する。

【0025】

それゆえ、ガラスリボンＧＲの幅方向両端部には、スパウトリップ１４、ウェットバックタイル２２、及びリストリクタータイル２４、２５と、溶融ガラスＧとの接触によって発生した異質成分が集まる。ガラスリボンＧＲの幅方向両端部は、徐冷後に切除され、製品の一部にはならないので、品質の良いフロートガラスが得られる。

【0026】

図１に示すように、フロートガラス製造装置１は、浴槽１０の上方空間Ｓを備える。天井２７が、浴槽１０の上方空間Ｓの上面を形成する。更に、仕切壁２８が、浴槽１０の上方空間Ｓを上流側のスパウト空間Ｓ１と下流側のメイン空間Ｓ２とに仕切る。仕切壁２８は、フロントリンテルとも呼ばれる。

【0027】

メイン空間Ｓ２は、スパウト空間Ｓ１よりも十分に大きい。メイン空間Ｓ２は、溶融金属Ｍの酸化を防止するため、還元性ガスで満たされる。還元性ガスは、例えば窒素ガスと水素ガスとの混合ガスであり、窒素ガスを８５体積％～９８．５体積％、水素ガスを１．５体積％～１５体積％含んでいる。還元性ガスは、天井２７のレンガ同士の目地及び天井２７の孔から供給される。

【0028】

図３に示すように、フロートガラス製造装置１は、トップロール３０を備える。トップロール３０は、ガラスリボンＧＲの幅方向端部を押さえながら回転し、Ｘ軸方向にガラスリボンＧＲを送り出す。ガラスリボンＧＲは、Ｘ軸方向に移動しながら、徐々に冷却され、固くなる。

【0029】

トップロール３０は、ガラスリボンＧＲの幅方向両側に一対設けられ、ガラスリボンＧＲの幅方向の収縮を抑制する。ガラスリボンＧＲの板厚を平衡厚みよりも薄くできる。一対のトップロール３０は、図示しないが、ガラスリボンＧＲの流れ方向に間隔をおいて複数設けられる。

【0030】

トップロール３０は、回転部材３１と、回転軸３２と、を有する。回転部材３１は、例えば円盤状であって、その外周にて、ガラスリボンＧＲの幅方向端部を押さえ、ガラスリボンＧＲの流れ方向にガラスリボンＧＲを送り出す。回転軸３２は、不図示の駆動装置によって回転駆動され、回転部材３１を回転させる。

【0031】

図１に示すように、フロートガラス製造装置１は、ヒータ５０を備える。ヒータ５０は、天井２７から吊り下げられ、下方を通過するガラスリボンＧＲを加熱する。ヒータ５０は、電気ヒータであって、通電加熱される。ヒータ５０は、例えばＳｉＣヒータである。ヒータ５０は、ガラスリボンＧＲの流れ方向と幅方向に行列状に複数配列される。

【0032】

複数のヒータ５０の出力を制御することにより、ガラスリボンＧＲの温度分布を制御でき、ガラスリボンＧＲの板厚分布を制御する。ヒータ５０の出力とは、単位時間当たりの熱量（単位：ｋＷ）を意味する。複数のヒータ５０の出力は、特定の区画Ａ２、Ａ４を除き、区画Ａ１、Ａ３、Ａ５、Ｂ１～Ｂ４毎に制御される（図４参照）。

【0033】

次に、図４を参照して、天井２７の区画方法について説明する。天井２７は、ガラスリボンＧＲの流れ方向に複数の列Ａ、Ｂに分割される。各列Ａ、Ｂは、ガラスリボンＧＲの幅方向に複数の区画Ａ１～Ａ５、Ｂ１～Ｂ４に分割される。各列Ａ、Ｂは、ガラスリボンＧＲの幅方向中心線ＣＬを中心に左右対称に分割されることが好ましい。ガラスリボンＧＲの幅方向中心線ＣＬを中心に左右対称に、ガラスリボンＧＲの温度分布を制御できる。

【0034】

各区画Ａ１～Ａ５、Ｂ１～Ｂ４には、特定の区画Ａ２、Ａ４を除き、区画Ａ１、Ａ３、Ａ５、Ｂ１～Ｂ４毎に選択される１つの制御器６０で一括に制御される複数のヒータ５０が設けられる。一括に制御することは、同一の出力に制御することを含む。１つの制御器６０で複数のヒータ５０を一括に制御することにより、制御器６０の数を低減できる。制御器６０は、例えばマイクロコンピュータである。

【0035】

ガラスリボンＧＲの流れ方向に隣接する２つの列Ａ、Ｂの境界線Ｄ１を、第１分割線Ｄ１とも呼ぶ。また、ガラスリボンＧＲの幅方向に隣接する２つの区画の境界線Ｄ２を、第２分割線Ｄ２とも呼ぶ。第１分割線Ｄ１を挟んで、列Ａと列Ｂとで、第２分割線Ｄ２がガラスリボンＧＲの幅方向にずれていることが好ましい。

【0036】

例えば、第１分割線Ｄ１を挟んで、区画Ａ１と区画Ａ２の境界線Ｄ２と、区画Ｂ１と区画Ｂ２の境界線Ｄ２とは、ガラスリボンＧＲの幅方向にずれている。従って、上流の列Ａにおいて、区画Ａ１と区画Ａ２の境界線Ｄ２の下方を通過したガラスリボンＧＲの部位は、下流の列Ｂでは、区画Ｂ１の下方を通過することになる。

【0037】

上流の列Ａにおいて、区画Ａ１と区画Ａ２とで単位面積当たりのヒータ５０の出力（単位：ｋＷ／ｍ^２）が異なると、区画Ａ１と区画Ａ２の境界線Ｄ２付近において、ガラスリボンＧＲの幅方向に急激な温度差が生じる。この温度差は、区画Ａ１と区画Ａ２の境界線Ｄ２の下方を通過するガラスリボンＧＲの部位にも生じる。その部位は、下流の列Ｂにおいて区画Ｂ１の下方を通過し、その際、上記温度差が緩和される。その結果、ガラスリボンＧＲの板厚偏差を低減できる。

【0038】

浴槽１０において、一対のリストリクタータイル２４、２５の下流端から最上流の一対のトップロール３０までの領域を、ホット領域Ｘ１とも呼ぶ。また、最上流の一対のトップロール３０よりも下流の領域を、成形領域Ｘ２とも呼ぶ。ホット領域Ｘ１におけるガラスリボンＧＲの粘度は、例えば１０^３．８ｄＰａ・ｓ～１０^５．０ｄＰａ・ｓである。成形領域Ｘ２におけるガラスリボンＧＲの粘度は、例えば１０^５．０ｄＰａ・ｓ～１０^７．５ｄＰａ・ｓである。

【0039】

成形領域Ｘ２では、ガラスリボンＧＲの幅方向における収縮を抑制し、ガラスリボンＧＲの幅方向における板厚分布を調整する。そのため、成形領域Ｘ２よりも上流のホット領域Ｘ１において、予めガラスリボンＧＲの幅方向における温度分布と板厚分布とを可及的に均一にしておくことが重要である。なお、温度分布を均一にすれば、板厚分布も均一になる。

【0040】

そこで、特定の区画Ａ２、Ａ４は、更に、ガラスリボンＧＲの流れ方向に複数のサブ区画に分割される。特定の区画Ａ２、Ａ４は、各リストリクタータイル２４、２５の下流端の真上の区画である。一対の特定の区画Ａ２、Ａ４は、ガラスリボンＧＲの流れ方向に間隔Ｗ１をおいて配置される。その間には、１つの制御器６０で一括に制御される区画Ａ３が配置されることが好ましい。

【0041】

例えば、特定の区画Ａ２は、ガラスリボンＧＲの流れ方向に複数のサブ区画Ａ２－１、Ａ２－２に分割される。各サブ区画Ａ２－１、Ａ２－２には、サブ区画Ａ２－１、Ａ２－２毎に選択される１つの制御器６０で一括に制御される複数のヒータ５０が設けられる。各サブ区画Ａ２－１、Ａ２－２は、ホット領域Ｘ１の真上に配置されることが好ましい。下流側のサブ区画Ａ２－２は、上流側のサブ区画Ａ２－１よりも、ガラスリボンＧＲの幅方向外側に突出している。

【0042】

同様に、特定の区画Ａ４は、ガラスリボンＧＲの流れ方向に複数のサブ区画Ａ４－１、Ａ４－２に分割される。各サブ区画Ａ４－１、Ａ４－２には、サブ区画Ａ４－１、Ａ４－２毎に選択される１つの制御器６０で一括に制御される複数のヒータ５０が設けられる。各サブ区画Ａ４－１、Ａ４－２は、ホット領域Ｘ１の真上に配置されることが好ましい。下流側のサブ区画Ａ４－２は、上流側のサブ区画Ａ４－１よりも、ガラスリボンＧＲの幅方向外側に突出している。

【0043】

ガラスリボンＧＲは、ホット領域Ｘ１において、上流側から下流側に向かうほど、その幅を広げる。ガラスリボンＧＲの幅方向両端部、つまり、ガラスリボンＧＲの温度の低い部分は、上流側のサブ区画Ａ２－１、Ａ４－１の真下を通過する。一方、ガラスリボンＧＲの幅方向中央部、つまり、ガラスリボンＧＲの温度の高い部分は、上流側のサブ区画Ａ２－１、Ａ４－１の真下を通過することなく、区画Ａ３の真下を通過する。その後、ガラスリボンＧＲの温度の高い部分の一部は、下流側のサブ区画Ａ２－２、Ａ４－２の真下を通過する。

【0044】

本実施形態によれば、上流側のサブ区画Ａ２－１、Ａ４－１と、下流側のサブ区画Ａ２－２、Ａ４－２とで、単位面積当たりのヒータ５０の出力を独立に制御できる。従って、成形領域Ｘ２よりも上流のホット領域Ｘ１において、ガラスリボンＧＲの幅方向における温度分布と板厚分布とを均一化できる。その結果、幅が広く且つ板厚偏差が小さいガラスリボンＧＲが得られる。

【0045】

ガラスリボンＧＲを加熱する際に、下流側のサブ区画Ａ２－２、Ａ４－２の単位面積当たりのヒータ５０の出力は、上流側のサブ区画Ａ２－１、Ａ４－１の単位面積当たりのヒータ５０の出力よりも小さく制御される。ガラスリボンＧＲの温度の低い部分は上流側のサブ区画Ａ２－１、Ａ４－１の真下を通過するのに対し、ガラスリボンＧＲの温度の高い部分は下流側のサブ区画Ａ２－２、Ａ４－２の真下を通過するからである。

【0046】

ガラスリボンＧＲを加熱する際に、上流側のサブ区画Ａ２－１、Ａ４－１の単位面積当たりのヒータ５０の出力は、好ましくは３ｋＷ／ｍ^２以上４２ｋＷ／ｍ^２以下、より好ましくは１０ｋＷ／ｍ^２以上３８ｋＷ／ｍ^２以下に制御される。一方、下流側のサブ区画Ａ２－２、Ａ４－２の単位面積当たりのヒータ５０の出力は、好ましくは０ｋＷ／ｍ^２以上５ｋＷ／ｍ^２以下、より好ましくは０ｋＷ／ｍ^２以上４．５ｋＷ／ｍ^２以下に制御される。

【0047】

なお、ガラスリボンＧＲを加熱する際に、下流側のサブ区画Ａ２－２、Ａ４－２の単位面積当たりのヒータ５０の出力は、０ｋＷ／ｍ^２であってもよい。下流側のサブ区画Ａ２－２、Ａ４－２は、フロートガラスの製造を開始する前段階の熱上げ時に、浴槽１０の加熱に用いられればよく、ガラスリボンＧＲの加熱には用いられなくてもよい。

【0048】

上流側のサブ区画Ａ２－１、Ａ４－１は、リストリクタータイル２４、２５の下流端の真上に配置され、その下流端を加熱する。従って、その下流端付近での溶融ガラスＧの流れの停滞を抑制でき、失透を抑制できる。失透とは、溶融ガラスＧから結晶が析出し、透明度が低下する現象である。失透は、溶融ガラスＧの流れが停滞する場所に生じる。

【0049】

一対の特定の区画Ａ２、Ａ４は、区画Ａ３を挟んで配置される。区画Ａ３の真下は、ガラスリボンＧＲの幅方向中央部、つまり、ガラスリボンＧＲの温度の高い部分のみが通過する。従って、区画Ａ３は、区画Ａ２、Ａ４とは異なり、ガラスリボンＧＲの流れ方向に複数のサブ区画に分割されることなく、１つの制御器６０で一括に制御される。

【0050】

ガラスリボンＧＲを加熱する際に、区画Ａ３の単位面積当たりのヒータ５０の出力は、上流側の２つのサブ区画Ａ２－１、Ａ４－１の単位面積当たりのヒータ５０の出力よりも小さく制御され、好ましくは０ｋＷ／ｍ^２以上１ｋＷ／ｍ^２以下、より好ましくは０ｋＷ／ｍ^２以上０．５ｋＷ／ｍ^２以下に制御される。なお、区画Ａ２と区画Ａ４との間には、本実施形態では１つの区画Ａ３が配置されるが、複数の区画が配置されてもよい。

【0051】

一対の特定の区画Ａ２、Ａ４の間隔Ｗ１は、一対のリストリクタータイル２４、２５の下流端同士の幅Ｗ２の６０％以上であることが好ましい。間隔Ｗ１が幅Ｗ２の６０％以上だと、区画Ａ３の単位面積当たりのヒータ５０の出力を小さく制御することにより、ガラスリボンＧＲの幅方向中央部（ガラスリボンＧＲの温度の高い部分）の温度を下げることが容易となり、ホット領域Ｘ１において、ガラスリボンＧＲの幅方向における温度分布と板厚分布とを効率良く均一化できる。Ｗ１は、より好ましくはＷ２の６５％以上である。また、Ｗ１は、好ましくはＷ２の７５％以下、より好ましくは７０％以下である。

【0052】

図１に示すように、浴槽１０は、上流から下流に向けて、溶融金属Ｍの深さが一定である深底領域Ｘ３と、深底領域Ｘ３よりも深さが浅く一定である浅底領域Ｘ４とを、この順番で有する。

【0053】

深底領域Ｘ３は、成形領域Ｘ２よりも上流に配置される。深底領域Ｘ３では、溶融金属Ｍの深さが深く、溶融金属Ｍの量が多い。それゆえ、溶融ガラスＧ及びガラスリボンＧＲの浴槽１０に持ち込む熱を溶融金属Ｍに素早く吸収させることができ、ガラスリボンＧＲの温度を成形に適した温度まで急速に冷却できる。

【0054】

また、深底領域Ｘ３では、図５に示すように、溶融金属Ｍの対流を形成できる。浴槽１０の幅方向中心では、溶融ガラスＧ及びガラスリボンＧＲの温度が高く、大量の熱が溶融金属Ｍに吸収される。その結果、溶融金属Ｍが加熱され軽くなるので、溶融金属Ｍの上昇流が形成される。一方、浴槽１０の幅方向両端では、溶融金属Ｍが冷却され重くなるので、溶融金属Ｍの下降流が形成される。また、深底領域Ｘ３では、ガラスリボンＧＲが幅方向中心から幅方向両端に広がるので、図５に示すような溶融金属Ｍの下降流と上昇流が形成される。

【0055】

溶融金属Ｍの対流によって、溶融金属Ｍの幅方向における温度分布を均一化でき、ひいてはガラスリボンＧＲの幅方向における温度分布を均一化できる。溶融金属Ｍの深さが深いほど、上昇流及び下降流が形成されやすく、流れが強くなる。

【0056】

一方、浅底領域Ｘ４では、溶融金属Ｍの深さが浅く、溶融金属Ｍの量が少ない。それゆえ、溶融金属Ｍの使用量を削減できる。図１に示すように、浅底領域Ｘ４は、成形領域Ｘ２の上流端から下流端まで全体に亘って形成され、成形領域Ｘ２の上流側まで広がっている。浅底領域Ｘ４の上流端は、ホット領域Ｘ１に配置される。

【0057】

ホット領域Ｘ１の深底領域Ｘ３と重なる部分のＸ軸方向長さＬ１は、ホット領域Ｘ１のＸ軸方向長さＬ０の３５％以上であることが好ましい。従来、Ｌ１は、Ｌ０の２０％程度であった。本実施形態によれば、Ｌ１がＬ０の３５％以上であるので、ホット領域Ｘ１の比較的広い範囲で図５に示す溶融金属Ｍの対流を形成できる。Ｌ１は、より好ましくはＬ０の３０％以上である。

【0058】

図１に示すように、２つのサブ区画Ａ２－１、Ａ２－２の境界線Ｄ３は、深底領域Ｘ３の真上に配置されることが好ましい。同様に、２つのサブ区画Ａ４－１、Ａ４－２の境界線も、深底領域Ｘ３の真上に配置されることが好ましい。上流側のサブ区画Ａ２－１、Ａ４－１の真下のみならず、下流側のサブ区画Ａ２－２、Ａ４－２の真下においても、図５に示す溶融金属Ｍの対流を形成できる。

【0059】

図３に示すように、平面視にて、ボトムケーシング１１の側壁は、各リストリクタータイル２４、２５の下流端の近傍からガラスリボンＧＲの幅方向外側に延び、続いてガラスリボンＧＲの流れ方向下流に延び、直角のコーナーＣＲを形成する。各コーナーＣＲの内側に、サイドレンガ１２が三角形状に設けられることが好ましい。

【0060】

平面視にて、ボトムケーシング１１の側壁が直角のコーナーＣＲではなく斜めのコーナーを形成し、そのコーナーの内側にサイドレンガ１２が斜めの直線状に設けられる場合に比べて、ガラスリボンＧＲの幅方向端部から、ボトムケーシング１１の側壁までの距離を確保できる。それゆえ、ガラスリボンＧＲの幅方向端部の熱が幅方向外側に流出するのを抑制でき、ガラスリボンＧＲの幅方向端部の温度低下を抑制できる。

【0061】

次に、図６を参照して、変形例に係るフロートガラス製造装置１について説明する。図６に示すように、フロートガラス製造装置１は、冷却管７０を備えてもよい。冷却管７０は、ホット領域Ｘ１にて、ガラスリボンＧＲの幅方向中央部を上方から冷却する。ホット領域Ｘ1とは、上記の通り、一対のリストリクタータイル２４、２５の下流端から最上流の一対のトップロール３０までの領域のことである。ガラスリボンＧＲの幅方向中央部の幅は、例えば、ガラスリボンＧＲの全幅の４０％である。

【0062】

ホット領域Ｘ１にて、ガラスリボンＧＲの幅方向中央部は、ガラスリボンＧＲの幅方向端部に比べて、温度が高く、板厚が厚い。冷却管７０によってガラスリボンＧＲの幅方向中央部を冷却すれば、温度差を小さくでき、ひいては板厚偏差を小さくできる。なお、冷却管７０は、ガラスリボンＧＲの幅方向中央部を冷却すればよく、その他の部位をも冷却してもよい。冷却管７０は、ガラスリボンＧＲの幅方向における温度差が小さくなるようにガラスリボンＧＲを冷却すればよい。

【0063】

冷却管７０は、例えば、ガラスリボンＧＲの幅方向に沿って水平に配置される。冷却管７０は、Ｙ軸方向に直交する一対の側壁の各々から１本ずつ挿入され、サイドレンガ１２の上に設置される。なお、冷却管７０は、一方の側壁から他方の側壁まで連続的に架け渡されてもよい。また、冷却管７０は、ヒータ５０と同様に、天井２７から吊り下げられてもよい。

【0064】

図８に示すように、冷却管７０は、冷媒が流れる流路７１を内部に有する。冷媒は、例えば水などの液体である。なお、冷媒は、空気などの気体であってもよい。流路７１は、往路７２と、復路７３と、を別々に含んでもよい。冷媒は、往路７２をガラスリボンＧＲの幅方向外側から内側に流れ、その後、復路７３をガラスリボンＧＲの幅方向内側から外側に流れる。往路７２と復路７３を別々に設け、冷媒の流れを整えることで、冷却効率を向上できる。冷却管７０は、図８では角管であるが、円管であってもよい。

【0065】

冷却管７０は、ガラスリボンＧＲの幅方向端部に対し、ガラスリボンＧＲの幅方向中央部を選択的に冷却する。但し、ガラスリボンＧＲの幅方向端部も、冷却管７０によって冷却されてしまう。そこで、制御器６０は、ガラスリボンＧＲの幅方向端部を幅方向外側から加熱すべく、区画Ａ１、Ａ５に設けられるヒータ５０の出力を上げてもよい。また、制御器６０は、区画Ａ２、Ａ４に設けられるヒータ５０の出力を上げてもよい。

【0066】

図７～図８に示すように、フロートガラス製造装置１は、冷却管７０を覆う保温材７５を備えてもよい。保温材７５の熱伝達係数は、例えば０．０５Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）～１Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）であり、好ましくは０．３Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）～０．７Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）である。保温材７５の材質は、異物がガラスリボンＧＲの上面に落下しないように決められる。

【0067】

保温材７５の厚みＴが薄いほど、冷媒が熱を吸収しやすく、ガラスリボンＧＲが冷却されやすい。そこで、図７に示すように、ガラスリボンＧＲの幅方向外側から内側に向かうほど、保温材７５の厚みＴが薄くてもよい。これにより、ガラスリボンＧＲの幅方向端部に対して、ガラスリボンＧＲの幅方向中央部を選択的に冷却できる。

【0068】

なお、図７では冷却管７０のＹ軸方向全体が保温材７５で覆われるが、冷却管７０のＹ軸方向全体が保温材７５で覆われていなくてもよい。例えば、冷却管７０の先端部において保温材７５の厚みＴはゼロであってもよい。ガラスリボンＧＲの幅方向外側から内側に向かうほど、保温材７５の厚みＴが薄ければよい。保温材７５の厚みＴは、図７では段階的に変化するが、連続的に変化してもよい。

【実施例0069】

下記の実験では、図４に示すサブ区画Ａ２－１、Ａ２－２、Ａ４－１、Ａ４－２と区画Ａ３の単位面積当たりのヒータの出力を、表１に示す値に制御した以外、同じ条件でガラスリボンＧＲを成形し、徐冷した後、ガラスリボンＧＲの幅方向両端部を切除し、フロートガラスを得た。なお、Ｗ１はＷ２の７１％であった。また、Ｌ１はＬ０の３５％であった。

【0070】

フロートガラスは、ガラスリボンＧＲの幅方向に６等分し、６つの試験片に分割した。各試験片の幅方向における板厚を測定し、板厚偏差を算出した。６つの試験片の板厚偏差の総和が、６部位の板厚偏差の合計である。６部位の板厚偏差の合計は、その値が小さいほど、ガラスリボンＧＲの幅方向における板厚分布が小さいことを意味する。表１に試験の結果を示す。表１において、６部位の板厚偏差の合計は、１か月の間に生産したフロートガラスの平均値である。

【0071】

【表1】

表１において、例１が実施例、例２が比較例である。表１から明らかなように、上流側のサブ区画Ａ２－１、Ａ４－１と、下流側のサブ区画Ａ２－２、Ａ４－２とで、単位面積当たりのヒータの出力を独立に制御すれば、６部位の板厚偏差の合計を低減できることが分かる。つまり、幅が広く且つ板厚偏差が小さいガラスリボンが得られることが分かる。

【0072】

以上、本開示に係るフロートガラス製造装置、及びフロートガラス製造方法について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。

【符号の説明】

【0073】

１０ 浴槽
１４ スパウトリップ
２４、２５ リストリクタータイル
２７ 天井
３０ トップロール
５０ ヒータ
Ｍ 溶融金属
Ｇ 溶融ガラス
ＧＲ ガラスリボン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】