JPS5820893B2 - ガラスシ−トの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は融解金属のプール上に融解ガラスを浮遊させ、
このガラスを薄くし冷却させることによる板ガラスの連
続シートの製造法に関する。

さらに詳しく言えば、本発明は浮遊法による通常のガラ
ス製法と較べて改善された光学的品質を有し、表面欠陥
の少ないガラスシートを製造する方法に関する。

従来、ガラスの密度よりも大きな密度を有する融解金属
の浴上へ融解ガラスを供給し、融解金属に沿ってガラス
を引張りこれを冷却しかつ薄くして寸法的に安定したガ
ラスのリボンまたは連続シートに成形し、次いでこれを
更に処理するために浴から取出すことによりガラスの連
続シートを形成することが提案されてきた。

ヒール（Ｈｅａｌ）の米国特許第７１０，３５７号やヒ
ツチコック（Ｈｉ ｔｃｈｃｏｃｈ ）の米国特許第７
８９，９１１号のような初期の方法では、融解金属プー
ル上に融解ガラスを連続的に供給してガラスのリボンを
形成し、これを融解金属に沿って冷却し引張って最終の
ガラスリボンに形成することによって板ガラスの製造を
行っていた。

以下に記載の特許のファイル綴（ｆｉｌｅ ｈｉｓｔ
ｏ−ｒｙ）でビルキントン（Ｐ ｉｌｋｉｎｇｔｏｎ
）が報告しているように（米国特許第３，２２０，８１
６号の書類番号第５号（Ｐａｐｅｒ ｆ％５）、７頁お
よび８頁）、これらの方法に従って製造したガラスは相
当の光学的ひずみを示すことが分っている。

光学的なひずみは総じて当技術において排出ガラス流の
底表面を除去することができないことに帰せられている
。

浮遊浴上にガラスを排出する際の、ガラスと耐火物との
間の接触によりガラス全体に、またガラスの表面のいず
れにも欠陥を生じることが分っている。

現在一般に実施されている浮遊ガラスの製造法は米国特
許第３，０８３，５５１号および第３，２２０，８１６
号に記載されている。

これらの特許はガラスが融解金属上へ自由落下するよう
な方法で融解金属上へ融解ガラスを注ぐことが記載され
ている。

かくして融解ガラスは後方へ流れる流れと前方へ流れる
流れとに分れる。

これらの特許によれば、後方に流れる流れは耐火物の排
出メンバーと接触してこのような接触により汚染された
ガラスからなる。

この部分のガラスは外側へ拡がって最終リボンの縁部分
に分散すると思われ、これは通常最終リボンから除去す
ることができる。

近年、光学的品質基準がより厳しくなるに従い、現行方
法で製造したガラスはある種の最終用途に対してはぎり
ぎりの境界領域でしか満足できないものとなった。

これらの方法で製造されるガラス中に見られる光学的な
ひずみはこの融解ガラスの自由落下により生じることが
分った。

それでもなお耐火物汚染があるので、ガラス表面の主要
部分をこのような汚染のないものとするために自由落下
によって引起される光学的なひずみを受容しなければな
らなかった。

浮遊法で板ガラスを製造する上で遭遇する特に煩わしい
問題の１つは、融解金属上で融解ガラスの温度分布が一
旦形成されてしまうと均一な横断方向の温度分布を得る
ことが困難であったことである。

ガラスの縁部分がガラスの中央部分よりも実質的に低温
となりガラスの横方向の温度が極端な放物線状で縁から
中央へ向って高くなる傾向が強い。

ガラスの粘弾性のために、および成形時にガラスに適用
される軸方向に薄くする力のために、この放物線状の温
度分布を生じることはガラス内の光学的ひずみの原因と
されており、ガラス本体内でせん断力が均衡してないこ
とにより生じるものとされている。

ガラス内の横方向の温度分布を制御しようとする試みは
従来ガラス流の通路に沿う不連続な位置でのみ伝熱を行
わせようとする技術に限定されており、従ってこの問題
の解決には無効であった。

典型的な温度制御法はガラスから離して配置した冷却器
および輻射加熱器を用いることであり、また米国特許第
３，４７９，１７１号に記載のように電磁誘導モーター
を用いて融解金属中に対流を生じさせるものである。

本発明は上述の現行製造技術の問題を克服するのに有効
な板ガラスの製造法に関する。

本発明では、融解ガラス流に対して、およびこれから融
解金属上で成形されたリボンの動きに対して向流の流れ
を融解金属に生じさせる。

この流動融解金属が融解金属へ送り出される融解ガラス
に対する支持体に接する部分の融解ガラスと出会い、好
ましくは融解ガラスの除去される部分と共に取出して、
融解金属の主体中へ再循環する。

このような本発明の方法ではガラスリボンを形成する際
にガラスリボン内に均一な横断方向の温度が得られる特
別の利点がある。

これは、融解金属が実質的に放物線状の横方向の速度分
布を有し、その中心線に沿った速度が最大であるため融
解ガラスと融解金属との間の伝熱がガラスリボンが形成
される際にガラスリボンの中心線に沿って優先的に高く
なるためである。

本具体例では、ガラスの移動方向と向流する融解金属と
この方法において除去される部分のガラスとは送り出し
装置、またはガラス炉と浮遊成形浴との間の敷居内の横
断方向の底部ドレンの入口で合体することもできる。

この横断方向のドレンを通って一諸に流れる融解金属お
よび融解ガラスを加熱したチャンバーへ送ることができ
る。

このチャンバー内で、ガラスは融解金属上に浮び容易に
分離して廃棄でき、またはガラス炉の融解帯域に戻すこ
とができる。

融解金属をポンプ輸送するのに適したポンプによるか、
またはこのようなチャンバーを多数用いて１つのチャン
バーを時折冷却してこの金属を固化させてこれをこのチ
ャンバーから取出して成形チャンバーに戻すか、のいず
れかによってチャンバー内の融解金属を浮遊成形浴へ再
循環することができる。

本発明の実施に際しては、チャンバーの下流末端のせき
を越えて融解金属を連続的に流すことによりガラスの連
続シートを持ち上げることなく取出すことも可能である
。

このような装置では、チャンバーの上流末端から融解金
属を再循環するのに用いたものと同様の方法でオーバフ
ローする金属を融解金属のプールに戻す。

本発明は以下の添付図面を参照しつつ記載される明細か
ら一層良く理解されるであろう。

本発明の好ましい具体例を第１図および第２図に示した
。

本発明のこの具体例においては、ガラスの動きと向流す
る融解金属の流れを設定する。

この向流の金属流がガラスから熱を除去する。

適当な流速を用いることにより、ガラスの縁部分からよ
りも中心部分からよりも多くの熱を除去することができ
る。

これによりガラスを成形するときに通常の浮遊ガラス製
造で得られるよりもガラス内に一層均一な横方向の温度
分布を得ることができる。

従って得られるガラスは通常の浮遊成形法で製造される
ガラスよりも光学的なひずみが少ない。

まず、第１図を参照すると、精製および調節帯域１１を
境とするガラス炉には融解ガラス１２が入っている。

この融解ガラス調節器は融解ガラス排出送り出し装置１
３に接続しており、ここを通して融解ガラス１２を制御
しつつ流し、成形チャンバー１５でガラスのリボン１４
に成形する。

成形チャンバーはその内部にガラス１２の密度よりも大
きな密度を有する融解金属１６（これはガラスと向流関
係で流動している）のプールを有している。

この融解金属上面はガラス１２が融解金属上へ自由落下
することのないような水準に調節されている。

ガラスは成形チャンバー１５を通って下流に移動する間
に冷却され、融解ガラス１２から、このガラスが冷却さ
れる間に薄くされる程度によって定められる厚さを有す
る寸法的に安定したガラスのりボン１４へと変化する。

ガラスリボンは成形チャンバー１５を通り成形チャンバ
ーからガラスリボンを取上げるための装置１７へと融解
金属１６の表面に沿って引張られる。

融解ガラス調節器１１は耐火材の床１９、側壁２１およ
び屋根２３からなる。

本発明の好ましい具体例では、調節器中の融解ガラスの
深さがその排出末端近傍では調節器内のより上流の位置
におけるよりも浅くなるように調節器または精製器の底
床１９に段をつけである。

融解ガラス調節器を通って排出装置へ移動するガラスが
徐々に冷却されガス状および揮発性不純物を放出するよ
うに融解ガラス調節器を建設し操業する。

融解ガラスがなお流動性ではあるがさらにある程度冷却
すればこれを寸法的に安定したガラスのシートに形成で
きるような温度に融解ガラス１２を冷却する。

典型的なソーダー石灰−シリカガラスでは、排出装置に
最も近いところでガラス調節器中の融解ガラスの温度は
約９２６．７〜１２０４．４°Ｃ（約１７００〜２２０
０°Ｆ）である。

排出装置１３は融解ガラスに対する支持体からなる。

好ましい具体例では、この支持体は敷居ブロック２５で
ある。

排出装置はまた側わき柱２７および２７′からなるが、
これらが融解ガラスが流れることのできる流路の両脇を
規定する。

排出装置はまた融解ガラス中を下方へ伸びている調節計
量装置２９からなる。

この計量装置２９は本質的には移動可能な門またはツイ
ール（ｔｗｅｅｌ ）で、これを上方または下方へ調節
して敷居ブロック２５、側わき柱２７および２７′、お
よびツイール２９自体で形成される細長い水平の開口部
の大きさを調節する。

成形チャンバー１５の構造は底４５、側壁４６および屋
根４７からなる。

浮遊するガラスの連続・リボン１４の上面に面して一連
の加熱器４８と一連の冷却器４９が屋根４７に沿って取
付けである。

これらはガラスが望む巾および厚さを持った寸法的に安
定したリボンへと薄くされ冷却されて成形チャンバー１
５から取出せるようにガラス１４の加熱および冷却を制
御する。

成形チャンバー１５の下流末端には取出し装置１７があ
る。

成形チャンバーの末端にはガラスの動く通路の横断方向
に配置された取出しロール５１がある。

このロールはガラスのりボン１４を支・えてこれを融解
金属浴１６から持上げる。

一連の障壁５２がガラスリボン１４の上面とかみあって
おりガラス表面上の成形チャンバー１５内の雰囲気を下
流の処理装置から隔離している。

この障壁５２は浴チャンバー１５の屋根４７から伸びて
い・る屋根メンバー５３に取付けられまたそこからたれ
下っているしなやかな石綿シートからなることが好まし
い。

取出し装置１７は取出しロール５１および障壁５２のほ
かに一連のロール５５からなる。

これらンはガラスを支え、ガラスに軸方向の引張力を与
え、ガラスを成形チャンバー１５から引き出してこれを
アニール徐冷釜のようなさらに別の処理装置へ運ぶ。

ロール５５と接触して一連のブラシ５６が取付けである
。

これらも成形チャンバーを以下の処理装置から隔離する
働きをする。

本発明の方法の実施に当っては、ガラスを一方向に薄く
してその望む最終的な厚さにするために、特に望む最終
的な厚さが平衡厚さよりも薄い場合にはそうであるが、
ロール５５並びに下流ロール（図には示してない）から
ガラスに十分な引張力を与える。

本具体例の排出送り出し装置１３は、支持敷居ブロック
２５の上側表面が成形チャンバー内の融解金属１６の表
面の正常の高さよりも低いという点に特徴を有する。

第１図および第２図に示した本発明の具体例では、敷居
ブロック２５のすぐ上手に調節器１１の底部１９を横切
って横断方向のドレン７１が取付けである。

この横断方向のドレン７１に連結して数個のドレン孔７
２があり、これらは下方に伸びて横断方向の捕集孔７３
中へ通じている。

ガラスの製造中、融解金属および融解ガラスは捕集孔７
３中に流入することができる。

この捕集孔は壁７４で規定されこれを通してドレン７５
がつくられている。

ドレン７５は捕集孔の底よりも上に位置しているため、
捕集孔内の融解金属上に浮遊する融解ガラスを時折取出
すことができる。

捕集孔７３には水準検出器−調節器７６が取付けてあり
、これを用いて孔７３内の融解金属の水準をここからポ
ンプ輸送できるのに十分な水準に保つ。

絶縁した加熱導管７７が捕集孔７３に連結されている。

これらの導管７７は浮遊成形チャンバー１５の下流末端
に通じており、チャンバー１５内の融解金属のプール１
６に融解金属を再循環するための手段を与える。

各導管７７はポンプ輸送装置７８を備えており、捕集孔
７３から融解金属プール１６へ融解金属を押し戻す。

これらのポンプ輸送装置は電磁ポンプであることが好ま
しいが、水準検出器−調節器７６に連結しており、これ
がポンプの作動を制御してこの装置を通じて融解金属の
均一な流れを与える。

案内４４と４４′ との間の領域でガラスおよび融解
金属中に達成される流れを模式的に第２図に示す。

ガラスはガラス全体として移動する方向へ流れる。

本発明を実施するに当っては、個々のガラス流速度ベク
トル７９から分るように比較的平担な横断方向の速度分
布が得られる。

融解金属速度ベクトル８０は方向が逆で、一般にはガラ
ス流速度ベクトルよりも大きさが小さい。

速度ベクトルの相対的な大きさは第２図から分る。

速度ベクトルの共通線上の点が速度零を示す。

ガラス中で横断方向の速度分布が比較的平担であるのは
一部はガラス−金属の抗力によるものであり、一部は中
心部分の向流融解金属流が大きいためにガラス流が中止
部分で相対的に強く冷却されることによる。

このようにガラスの横方向の速度の平担さが改善される
ことにより、製造中にガラスの縁にガラス中の臨界内部
応力が限定されるこさにより製造したガラスの光学的品
位が向上する。

本発明の実際は以下の実施例を参照することにより完全
に理解することができる。

実施例 第１図および第２図に示したような装置５００トン／日
の割合で巾約３０４．８（ｚ（１０フイート）、厚さ約
０．５０８ｃＩｒＬ（約０．２００インチ）のガラスリ
ボンを製造するように運転する。

融解スズは約１５０トン／’Ｂの割合でガラスの下を循
環する。

ツイールから約１８２．８８ｍ（約６フイート）下流の
案内の間の領域ではガラス温度は流れの中央では約１０
６５．６°Ｃ（約１９５０°Ｆ）、縁では約１０５１．
７°Ｃ（約１９２５°Ｆ）である。

さらに約１５２．４ｃｒｒＬ（５フイート）下流の位置
ではガラス温度は流れの中央では約１０２３．９°Ｃ（
約１８７５°Ｆ）、縁では約１０３７．８°Ｃ（約１９
００°Ｆ）である。

案内の端では流れの中央に沿うガラスの温度は約９１５
．６°Ｃ（約１６８０°Ｆ）で、縁では約９３７．８°
Ｃ（約１７２０°Ｆ）である。

得られるガラスは底部班点がなくまた一番縁の部分を除
いてはひどいひずみの角張った波線はない。

この縁部分は取除いて通常生成する球状の縁を除去する
ことが必要である。

本発明の原理は特にここに記載していない状況にも適用
できることが当該業者には理解されるであろう。

従って、本記載は本発明を限定しようと意図するもので
はなく、これを説明するものであることを意図している
。

本発明の実施態様は次の通りである。

（１）実質的に当該融解ガラスを当該融解金属上へ送り
出す位置で当該融解ガラスの近傍から当該融解金属を排
出し、当該ガラスの連続シートを当該融解金属プールか
ら取出す場所の近傍で当該融解金属プールに金属を加え
る特許請求の範囲に従う方法。

（２）当該搬送されるガラスの縁部分の近くよりも当該
搬送されるガラスの中央で当該融解金属を一層速い速度
で流れさせることにより、当該搬送されるガラスの中央
部分から当該融解金属への伝熱速度が当該搬送されるガ
ラスの縁部分から当該融解金属への伝熱速度に較べて高
くなる特許請求の範囲に従う方法。

（３）保護雰囲気の融解金属のプールを有するチャンバ
ーと、当該融解金属プール上に融解ガラス流を送り出す
ための装置と、当該融解金属プールの表面に沿って当該
ガラスを搬送しそこから当該ガラスの連続シートを取出
す装置と、当該ガラスを冷却して寸法的に安定したガラ
スの連続シートを成形するための装置とからなるガラス
の連続シートを製造するための装置において、当該融解
金属プール中に尚該ガラスの搬送方向とは実質的に向流
する方向に融解金属の全体流を得るための装置からなる
上記装置における改良。

（４） ドレンが当該融解金属上に当該融解ガラスを
送り出す近傍に配置されており、当該ドレンは当該融解
ガラスの近傍から融解金属を排出するための装置となっ
ており、当該装置はさらに当該ガラスの連続シートを当
該融解金属プールから取出す場所のすぐ近傍の少なくと
も１つの場所で当該排出された融解金属を当該融解金属
プールへ運ぶためのポンプ輸送装置を含む実施態様（３
）に従う装置。

（５）当該ポンプ輸送装置が少なくとも１つの導管と当
該排出融解金属が当該導管を通って流れるように電磁力
を適用するための装置とからなる実施態様（４）に従う
装置。

（６）融解金属流を得るための装置が当該搬送されるガ
ラスの縁部分に沿う融解金属流の速度よりも当該融解金
属が当該搬送されるガラスの中央部分の下でより大きな
速度で流れるようにするための装置からなる実施態様（
３）に従う装置。

（７）より大きな中央流速を与えるための装置が当該ガ
ラスの連続シートを取出す近傍で当該ガラスの両側の位
置で当該融解金属プールに連続的； に融解金属を送り
出すための装置と当該ガラスが当該融解金属プール上へ
送り出される近傍で中央に配置されたドレンからなり、
当該ドレンはその一番外側のドレン導管が当該流れの縁
部から内側に配置されている実施態様（６）に従う装置
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、融解金属に向流を与える本発明の特定の具体
例に従ってガラスを製造するための装置の縦断面図であ
る。 第２図は、第１図のライン２ニー２に沿って切った模式
的な水平断面図で、本発明の一具体例を実施する際にガ
ラスおよび融解金属中に形成される向流の速度分布を示
す。 １２・・・融解ガラス、１３・・・排出装置、１４・・
・ガラスリボン、１５・・・成形チャンバー、１６・・
・融解・金属、１７・・・取上げ装置、１９・・・耐火
材床、２５・・・敷居ブ爾ツク、２９・・・調節計量装
置、４４．４４′・・・案内部材、４８・・・加熱器、
４９・・・冷却器、５２・・・障壁、５５・・・ロール
、５６・・・ブラシ、５８・・・流路、７１・・・ドレ
ン、７３・・・捕集孔、７６・・・水；準検出−調節器
、７７・・・加熱導管、７８・・・ポンプ輸送装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融金属のプール上に溶融ガラス流を送り出し、該
   溶融金属プールの表面に沿ってガラスを搬送し、該ガラ
   スを十分に冷却してガラスの連続シートを形成し、該溶
   融金属プールからガラスの連続シートを取出す工程を含
   む、ガラスの連続シートの製造方法において、 前記搬送ガラスの背後の溶融金属プール内に溶融金属の
   流れを設定し、ただし該流れはガラスの搬送方向と実質
   的に逆の方向である、 前記溶融ガラスが前記溶融金属のプール上に送り出され
   る領域近傍で、該溶融金属プールから溶融金属を取出し
   、 前記ガラスの連続シートが前記溶融金属のプールから取
   出される領域近傍において、該取出された溶融金属を溶
   融金属のプール中に戻す、ことを特徴とする、上記ガラ
   スの連続シートの製造方法。