玻璃板的制造装置及玻璃板的制造装置所使用的成型部件

摘要

一种玻璃板的制造装置，为连续地制造玻璃板的制造装置，其具有：成型部件，该成型部件将熔融玻璃进行成型，从而形成玻璃带，上述成型部件(i)由石墨构成、或者包含由石墨构成的部分；以及/或(ii)被含有石墨的支承部件支承，在上述(i)的情况下，上述成型部件被外壳包围，在上述(ii)的情况下，上述支承部件与上述成型部件一起被外壳包围，被上述外壳包围的空间被调整为100ppm以下的氧气浓度。

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃板的制造装置、以及玻璃板的制造装置所使用的成型部件。

背景技术

作为玻璃板的连续制造方法的一种，已知有所谓的热熔法(例如专利文献1)。

在该方法中，通过将玻璃原料熔解而得到的熔融玻璃被供给至成型用的部件(以下，称为“成型部件”)的上部。成型部件的截面为向下细尖的大致楔形，熔融玻璃沿着该成型部件的对置的两个侧面流下。沿着两侧面流下的熔融玻璃在成型部件的下侧端部(也称为“合流点”)合流而一体化，由此成型玻璃带。之后，该玻璃带被辊等牵引部件缓冷并被向下牵引，被切断成规定的尺寸。

专利文献1：日本特开2016-028005号公报

在热熔法中，成型部件具有上述侧面及合流点沿着水平轴向延伸的细长的形状。另外，该水平轴向的尺寸(以下，称为“长边方向”)由于对应于玻璃板的宽度方向，因此在需要加大制造的玻璃板的宽度的情况下，需要构成为具有足够的长度。

由于这种结构上的制约及使用环境，若长时间使用成型部件，则可产生以下问题，即：成型部件由于高温蠕变而变形，导致沿重力方向挠曲。另外，若成型部件产生这种变形，则制造的玻璃板的尺寸精度下降，特别是存在厚度变得不均匀这一问题。

因此，目前也仍然期望一种能够减轻这种蠕变的问题的玻璃板的连续制造装置用的成型部件。

发明内容

本发明是鉴于这种背景而形成的，本发明的目的在于提供一种有意减轻蠕变的问题的玻璃板的制造装置。另外，本发明的目的在于提供一种这种玻璃板的制造装置用的成型部件。

本发明提供一种玻璃板的制造装置，其为连续地制造玻璃板的制造装置，其中，

具有成型部件，该成型部件将熔融玻璃进行成型，从而形成玻璃带，上述成型部件

(i)由石墨构成，或者包含由石墨构成的部分；以及/或

(ii)被含有石墨的支承部件支承，

在上述(i)的情况下，上述成型部件被外壳包围，在上述(ii)的情况下，上述支承部件与上述成型部件一起被外壳包围，

被上述外壳包围的空间被调整为100ppm以下的氧气浓度。

另外，在本发明中，提供一种成型部件，其为连续地制造玻璃板的制造装置用的成型部件，其中，

该成型部件

(i)由石墨构成、或者包含由石墨构成的部分；以及/或

(ii)被含有石墨的支承部件支承，

在上述(i)的情况下，该成型部件被外壳包围，在上述(ii)的情况下，上述支承部件与该成型部件一起被外壳包围，

被上述外壳包围的空间被调整为100ppm以下的氧气浓度。

本发明能够提供一种有意减轻蠕变的问题的玻璃板的制造装置。另外，本发明能够提供一种这种玻璃板的制造装置用的成型部件。

附图说明

图1是示意性地示出本发明的一实施方式的玻璃板的制造装置的结构例的图。

图2是放大示出图1中的成型部的侧视图。

图3是示意性地示出与图2所示的成型部件的长边方向垂直的方向的截面及其周边部件的图。

图4是示意性地示出本发明的一实施方式的另一玻璃板的制造装置的结构的一部分的图。

图5是示意性地示出本发明的一实施方式的又一玻璃板的制造装置的结构的一部分的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的一实施方式进行说明。

(本发明的一实施方式的玻璃板的制造装置)

参照图1～图3，对本发明的一实施方式的玻璃板的制造装置进行说明。

图1概略地表示本发明的一实施方式的玻璃板的制造装置(以下，称为“第一制造装置”)100的结构。在第一制造装置100中，能够利用热熔法连续地制造玻璃板。

如图1所示，第一制造装置100从上游侧起具有熔解部110、成型部130、缓冷部180、以及切断部190。

熔解部110在第一制造装置100中是具有熔解玻璃原料而形成熔融玻璃MG的功能的部分。成型部130是具有将从熔解部110供给的熔融玻璃MG成型而形成玻璃带GR的功能的部分。缓冷部180是具有对由成型部130形成的玻璃带GR进行缓冷的功能的部分。另外，切断部190是具有将被缓冷的玻璃带GR切断的功能的部分。

此外，在图1所示的第一制造装置100中，需要留意各部分彼此的边界仅仅是为了方便而标出的，并不是严格的。例如，将熔融玻璃MG向成型部130供给的配管等部件既可以属于熔解部110，也可以属于成型部130。

如图1所示，熔解部110具有熔解炉112，玻璃原料在熔解炉112中被熔解。熔解炉112具有出口114，从该出口114将熔融玻璃MG排出。此外，虽然在图1中未示出，但熔解部110也可以进一步具有将气泡从熔融玻璃去除的澄净部、以及/或将熔融玻璃均匀地混合的混合部等。

从熔解炉112的出口114被排出的熔融玻璃MG接下来经由入口120而被导入成型部130。成型部130具有利用热熔法由熔融玻璃MG成型为玻璃带GR的成型部件132。另外，成型部130也可以具有辊(未图示)。

此外，关于成型部130的详细内容后文叙述。

由成型部130成型的玻璃带GR接下来被导入缓冷部180。在缓冷部180设置一组或两组以上的冷却辊的组。

例如，在图1所示的例子中，缓冷部180具有两组冷却辊。第一冷却辊组由两个冷却辊182构成，且第二冷却辊组由另两个冷却辊184构成。通过在夹着玻璃带GR的状态下使这些冷却辊182、184转动，由此将玻璃带GR向下方牵引。另外，冷却辊182、184分别被控制为规定的温度，由此，能够冷却玻璃带GR。

之后，将被充分缓冷的玻璃带GR输送至切断部190。在切断部190设置有切刀那样的切断单元192，由此，玻璃带GR被切断为规定的尺寸。

在第一制造装置100中，通过以上工序，能够连续地制造玻璃板194。

在图2和图3中，放大示出第一制造装置100的成型部130。在图2中，示出了从侧方观察将玻璃带GR成型中的成型部件132时的示意性侧视图。另外，在图3中，示意性地示出与图2所示的成型部件132的长边方向(X方向)垂直的截面。此外，在上述图中，也示出了成型部件132的周围所包含的部件等。

如图2和图3所示，成型部件132具有截面大致楔形的形状。

更加具体地，成型部件132具有上表面134、和相互对置的第一侧面138a及第二侧面138b。

在上表面134沿着长边方向(X方向)形成有上侧敞开的凹部136。第一侧面138a具有第一上侧面140a和第一下侧面142a。同样地，第二侧面138b具有第二上侧面140b和第二下侧面142b。第一上侧面140a和第二上侧面140b均沿大致长边轴向(X方向)及大致铅垂方向(Z方向)延伸，因此与XZ面大致平行地配置。另一方面，第一下侧面142a和第二下侧面142b相对于铅垂方向(Z方向)倾斜，并配置成在成型部件132的下侧端部(边)144相互交叉。

第一下侧面142a的上部与第一上侧面140a的下部连接，第二下侧面142b的上部与第二上侧面140b的下部连接。

如图2所示，成型部件132还具有一组盖部件146。盖部件146设置在成型部件132在长边方向(X方向)各自的端部附近。盖部件146被用作使玻璃带GR收纳在规定的宽度内、即不使玻璃带GR超过规定的宽度的挡板。

另外，在成型部件132的周围设置有外壳150，成型部件132被该外壳覆盖周围。即，利用外壳150在成型部件132的周围形成空间152。其中，根据图3可明确，外壳150的将玻璃带GR朝向缓冷部180排出的部分被去除。因此，由成型部130形成的玻璃带GR能够不被外壳150阻碍地向缓冷部180移动。

此外，在图2和图3中，为了明确化，外壳150在其纸面近前侧的面被去除的状态下表示。

在第一制造装置100运转中，空间152被控制为氧气浓度100ppm以下。另外，为了做到这一点，在外壳150的给定位置设置气体导入口154。也可以在气体导入口154设置开闭阀。另外，在必要的情况下，还可以在外壳150进一步设置气体排出口(未图示)。

通过从气体导入口154供给规定组成的气体、或者使气体从气体排出口排出，从而能够将空间152的氧气浓度控制为上述规定的范围。

接下来，对利用成型部件132形成玻璃带GR的过程进行说明。

首先，外壳150的内部的空间152被控制为规定的氧气浓度。氧气浓度为100ppm以下，优选为50ppm以下。例如，也可以通过从外壳150的气体导入口154供给惰性气体或还原性气体，从而将空间152调整为规定的氧气浓度。

接下来，如上述那样，经由入口120向成型部130供给熔融玻璃MG。供给的熔融玻璃MG被导入至成型部件132的上表面134。

在上表面134如上述那样形成有凹部136，这里能够收容熔融玻璃MG。但是，若供给了超过凹部136的收容容积的熔融玻璃MG，则多余的熔融玻璃MG沿着成型部件132的第一侧面138a和第二侧面138b溢出，并向下方流出。

由此，在成型部件132的第一上侧面140a形成第一熔融玻璃部分160a，在成型部件132的第二上侧面140b形成第二熔融玻璃部分160b。

之后，第一熔融玻璃部分160a沿着成型部件132的第一下侧面142a进一步向下方流出。同样地，第二熔融玻璃部分160b沿着成型部件132的第二下侧面142b进一步向下方流出。

其结果为，第一熔融玻璃部分160a和第二熔融玻璃部分160b到达下侧端部144，并在这里被一体化。由此，形成玻璃带GR。

此外，之后，玻璃带GR如上述那样，进一步沿铅垂方向延伸，被向缓冷部180供给。

这里，在以往的玻璃板的制造装置中，若长时间使用成型部件，则可产生成型部件由于高温蠕变而变形，导致沿重力方向(Z方向)挠曲这一问题。若在成型部件产生这样的挠曲，则从成型部件的上表面侧流出的熔融玻璃MG的量沿长边方向(X方向)变得不均匀，可产生被制造的玻璃板的尺寸精度、特别是厚度精度下降这一问题。

然而，在第一制造装置100中，成型部件132具有由石墨构成这一特征。

石墨在超过1000℃的高温中具有比较良好的耐蠕变特性。因此，在将成型部件132由石墨构成的情况下，能够有意地抑制以往那样的由于蠕变引起的变形的问题。

但是，石墨在高温的含氧环境下易氧化，在产生了氧化的情况下，具有表面的平滑性下降、或表面劣化的趋势。反过来说，由于这些性质而存在避免成型部件132中的石墨的使用的情况。

然而，对于第一制造装置100而言，在成型部130中，成型部件132被外壳150覆盖，内部的空间152被控制为氧气浓度100ppm以下的“低氧环境”。因此，在第一制造装置100中，即使对成型部件132使用石墨，也能够抑制成型部件132由于氧化而劣化的情况。

其结果为，在第一制造装置100中，不易在成型部件132产生蠕变，能够有意地抑制成型部件132的变形、挠曲。

另外，由此，对于第一制造装置100，即使长期间使用，也能够将制造的玻璃板的尺寸维持为高精度。

进一步，石墨的耐热温度为2000℃以上，具有良好的耐热性。进一步，石墨具有抗热冲击性强、即使成型部件132的温度急剧变化也不易破损的特征。进一步，石墨具有易于加工、能够比较容易地获得平滑的平面这一特征。

通过这种特征，由石墨构成的成型部件132例如在1200℃那样的高温下也能够长时间且稳定地使用。

本发明中的由石墨构成的部件可举出对石墨原料进行冷间静压成型、挤压成型或者冲压成型而得到的部件、使石墨纤维与树脂等的复合原料烧制碳化而成的碳-碳复合材料等。

此外，在玻璃中存在并不优选与石墨接触的物质。在这种情况下，成型部件132中的、与熔融玻璃MG(包括第一熔融玻璃部分160a、第二熔融玻璃部分160b)以及/或玻璃带GR接触的部位也可以由不与玻璃进行反应的材料进行覆盖或者表面涂层。

这里，成型部件132并非必须整体由石墨构成。即，也可以是成型部件132的一部分由石墨构成。换言之，石墨只要以改善成型部件132的耐蠕变特性那样的方式使用即可。例如，石墨也可以应用于改善成型部件132的耐蠕变特性那样的位置、以及/或以改善成型部件132的耐蠕变特性那样的形状应用。

在该情况下，通常石墨相对于成型部件132整体所占的体积比例为50％以上，优选为60％以上，更加优选为70％以上，进一步优选为80％以上。

例如，石墨也可以在成型部件132中作为沿着长边方向(X方向)从一个端部(或者其附近)延伸至另一端部(或者其附近)的芯棒而应用于成型部件132。

这种石墨制的芯棒也可以在将直径设为D

另外，在成型部件132的一部分由石墨构成的情况下，根据上述理由，也可以在成型部件132中，将与熔融玻璃MG以及/或玻璃带GR接触的部分由除石墨以外的材料构成。或者，也可以对接触部分实施利用不与玻璃反应的材料进行的覆盖或者表面涂层。

另外，也可以与此相反地，在成型部件132中，将上表面134由石墨构成。如上述那样，在由石墨构成上表面134的情况下，由于加工比较容易，因此能够形成比较平滑的上表面134。因此，在该情况下，能够使从上表面134流出的熔融玻璃MG的分布均匀化，从而能够提高最终获得的玻璃板194的尺寸精度。

此外，在该情况下，熔融玻璃MG与石墨接触。但是，认为若为短期间，则即使两者接触，来源于石墨的成分混入玻璃板194的问题也不太显著。

以上，参照图1～图3对第一制造装置100的结构及特征进行了说明。不过，上述结构仅仅是一个例子，第一制造装置100也可以具有其他结构是显而易见的。

例如，在图1～图3所示的例子中，在第一制造装置100中，缓冷部180的冷却辊182、184设置在比覆盖成型部件132的外壳150靠下游的位置。然而，缓冷部180的冷却辊182、184也可以包含在外壳150内。换言之，也可以在外壳150内包含缓冷部180的至少一部分，并在外壳150内实施玻璃带GR的缓冷的至少一部分。

例如，在缓冷部180的至少一部分包含于外壳的情况下，从外壳150排出的玻璃带GR的粘度也可以是10

(本发明的一实施方式的另一玻璃板的制造装置)

具备上述的成型部件132的第一制造装置100是利用热熔法制造玻璃板的装置。然而，可应用本发明的玻璃板的制造装置、特别是成型部件并不限于此。本发明也能够应用于利用其他制造方法的玻璃板的制造装置、及该制造装置所使用的成型部件。

因此，接下来，参照图4对本发明的一实施方式的另一玻璃板的制造装置进行说明。

在图4中，示意性地示出本发明的一实施方式的另一玻璃板的制造装置(以下，称为“第二制造装置”)200的一部分。第二制造装置200是利用所谓的狭缝成型法(下拉法)制造玻璃板的装置。

如图4所示，第二制造装置200具有成型部230、缓冷部280、以及切断部(未图示)。

此外，在图4所示的例子中，未示出形成熔融玻璃MG的熔解部，但也可以在第二制造装置200中，在成型部230的上游设置熔解部。或者，也可以在成型部230中形成熔融玻璃MG。在该情况下，熔解部被省略。

在成型部230设置有成型部件232。也可以在成型部230进一步设置辊(未图示)。另外，在缓冷部280设置至少一组冷却辊282。

成型部件232具有内部侧面238、内部底面244、及外部底面245。成型部件232能够在由内部侧面238和内部底面244划分出的内部收容熔融玻璃MG。在从内部底面244到外部底面245形成贯通两者的狭缝247。

此外，虽然根据图4并不明确，但成型部件232的各部分沿与纸面垂直的方向延伸。因此，图4所示的成型部件232具有沿着长边方向(为X方向)的细长的形状。

成型部件232由石墨构成。

另外，在成型部件232的周围设置有外壳250，成型部件232被该外壳250覆盖周围。即，利用外壳250在成型部件232的周围形成空间252。但是，根据图4可明确，外壳250的将玻璃带GR朝向缓冷部280排出的部分被去除。因此，通过成型部230形成的玻璃带GR能够不被外壳250阻碍地向缓冷部280移动。

在第二制造装置200的运转中，空间252被控制为氧气浓度100ppm以下。另外，为了做到这一点，在外壳250的给定位置设置有气体导入口254。也可以在气体导入口254设置开闭阀。另外，在必要的情况下，还可以在外壳250进一步设置气体排出口(未图示)。

通过从气体导入口254供给规定组成的气体、或者使气体从气体排出口排出，从而能够将空间252的氧气浓度控制为上述范围。

在使用这样的第二制造装置200来制造玻璃板的情况下，首先，通过熔解部(未图示)将玻璃原料熔解，来形成熔融玻璃MG。另外，该熔融玻璃MG被供给至成型部230的成型部件232。

或者，如上述那样，在不存在熔解部的情况下，也可以在成型部230的成型部件232中，由玻璃原料制造熔融玻璃MG。

接下来，被供给至成型部件232的、或者通过成型部件232制造出的熔融玻璃MG经由成型部件232的狭缝247而向下方流出。此时，熔融玻璃MG的形状(厚度)被调整，成为玻璃带GR。

之后，玻璃带GR被设置于成型部230的辊(未图示)和冷却辊282向下方牵引，被供给至缓冷部280。在缓冷部280中，玻璃带GR被缓冷至规定的温度。

之后，将被缓冷的玻璃带GR供给至切断部(未图示)，并切断成规定的尺寸。由此，制造出玻璃板。

在第二制造装置200中，成型部件232由石墨构成。因此，在第二制造装置200中，能够有意地抑制以往那样的由于蠕变而引起的变形的问题。

另外，在第二制造装置200中，成型部件232被外壳250覆盖，内部的空间252被控制为氧气浓度100ppm以下的低氧环境。因此，在第二制造装置200中，即使对成型部件232使用石墨，也能够抑制成型部件232由于氧化而劣化。

其结果为，在第二制造装置200中，不易在成型部件232产生蠕变，能够有意地抑制成型部件232的变形、挠曲。

另外，由此，对于第二制造装置200，即使长期间使用，也能够将制造的玻璃板的尺寸维持为高精度。

在第二制造装置200中，成型部件232并非必须整体由石墨构成。即，也可以是成型部件232的一部分由石墨构成。例如，石墨也可以应用于改善成型部件232的耐蠕变特性那样的位置、以及/或以改善成型部件232的耐蠕变特性那样的形状应用。

在该情况下，通常石墨相对于成型部件232整体所占的体积比例为50％以上，优选为60％以上，更加优选为70％以上，进一步优选为80％以上。

例如，石墨也可以在成型部件232中应用为构成内部底面244～外部底面245的底部件料。

另外，如在第一制造装置100中说明的那样，在成型部件232的一部分由石墨构成的情况下，也可以在成型部件232中，将与熔融玻璃MG以及/或玻璃带GR接触的部分由除石墨以外的材料构成。这是为了防止在制造出的玻璃板中含有来源于石墨的成分。

或者，也可以在成型部件232中，将构成狭缝247的部分由石墨构成。如上述那样，石墨由于加工比较容易，因此在将构成狭缝247的部分由石墨构成的情况下，能够形成比较平滑的狭缝247。因此，在该情况下，能够使从狭缝247流出的熔融玻璃MG的分布均匀化，从而能够提高最终获得的玻璃板的尺寸精度。

此外，如上述那样，认为即使熔融玻璃MG与石墨接触，但若接触的时间较短，则来源于石墨的成分混入玻璃板的问题也不太显著。

在第二制造装置200中，缓冷部280的冷却辊282也可以包含于覆盖成型部件232的外壳250的内部。换言之，也可以在外壳250内实施玻璃带GR的缓冷的至少一部分。

(本发明的一实施方式的又一玻璃板的制造装置)

接下来，参照图5对本发明的一实施方式的又一玻璃板的制造装置进行说明。

在图5中，示意性地示出本发明的一实施方式的又一玻璃板的制造装置(以下，称为“第三制造装置”)300的一部分。第三制造装置300是利用所谓的狭缝成型法(下拉法)制造玻璃板的装置。

如图5所示，第三制造装置300基本上具有与上述的第二制造装置200同样的结构。因此，在第三制造装置300中，对与第二制造装置200所使用的部件相同的部件标注将图4所示的各部件的附图标记加上100而得的附图标记。例如，第三制造装置300具有成型部件332、外壳350、以及一组冷却辊382等。

但是，第三制造装置300在进一步具备支承部件370这一点上与第二制造装置200不同。

支承部件370以支承成型部件332的方式设置在成型部件332的下侧。支承部件370以与成型部件332的外部侧面339(的至少一部分)及外部底面345(的至少一部分)接触的方式设置。

支承部件370由石墨构成。或者，支承部件370含有石墨。

外壳350被设置在成型部件332及支承部件370的周围，利用该外壳350在成型部件332及支承部件370的周围形成空间352。但是，根据图5可明确，外壳350的将玻璃带GR朝向缓冷部380排出的部分被去除。因此，由成型部330形成的玻璃带GR能够不被外壳350阻碍地向缓冷部380移动。

在第三制造装置300的运转中，空间352被控制为氧气浓度100ppm以下。

使用这样的第三制造装置300来制造玻璃板的方法基本上与上述第二制造装置200的情况相同。因此，这里省略详细的说明。

在第三制造装置300中，成型部件332被含有石墨的支承部件370支承。因此，在第三制造装置300中，也能够有意地抑制成型部件332由于蠕变而变形这一问题。

另外，在第三制造装置300中，支承部件370被外壳350覆盖，内部的空间352被控制为氧气浓度100ppm以下的低氧环境。因此，在第三制造装置300中，即使对支承部件370使用石墨，也能够抑制支承部件370由于氧化而劣化。

其结果为，在第三制造装置300中，不易在成型部件332产生蠕变，从而能够有意地抑制成型部件332的变形、挠曲。

另外，由此，对于第三制造装置300，即使长期间使用，也能够将制造的玻璃板的尺寸维持为高精度。

在第三制造装置300中，缓冷部380的冷却辊382也可以包含于覆盖成型部件332的外壳350的内部。换言之，也可以在外壳350内实施玻璃带GR的缓冷工序的至少一部分。

以上，参照第一制造装置100～第三制造装置300对本发明的结构及特征进行了说明。

不过，它们仅仅是一个例子，本发明也可以具有其他结构是显而易见的。

例如，在第三制造装置300中，成型部件332被含有石墨的支承部件370支承。在该结构中，进一步，成型部件332也可以由石墨构成、或者含有石墨。

除此之外，对于本领域技术人员而言，各种组合和/或变更也是显而易见的。

本申请要求基于2018年8月13日申请的日本专利申请2018-152489号的优先权，将该日本申请的全部内容通过引用并入本申请中。

附图标记说明

100…第一制造装置；110…熔解部；112…熔解炉；114…出口；120…入口；130…成型部；132…成型部件；134…上表面；136…凹部；138a…第一侧面；138b…第二侧面；140a…第一上侧面；140b…第二上侧面；142a…第一下侧面；142b…第二下侧面；144…下侧端部；146…盖部件；150…外壳；152…空间；154…气体导入口；160a…第一熔融玻璃部分；160b…第二熔融玻璃部分；180…缓冷部；182…冷却辊；184…冷却辊；190…切断部；192…切断单元；194…玻璃板；200…第二制造装置；230…成型部；232…成型部件；238…内部侧面；244…内部底面；245…外部底面；247…狭缝；250…外壳；252…空间；254…气体导入口；280…缓冷部；282…冷却辊；300…第三制造装置；330…成型部；332…成型部件；338…内部侧面；339…外部侧面；344…内部底面；345…外部底面；347…狭缝；350…外壳；352…空间；354…气体导入口；370…支承部件；380…缓冷部；382…冷却辊；GR…玻璃带；MG…熔融玻璃。