JP5409693B2 - ガラス板製造用フロート槽、これを用いたフロートガラスの成形方法、及びフロート槽にバリアを施工する方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス板製造用フロート槽、これを用いたフロートガラスの成形方法、及びこのようなフロート槽にバリアを施工する方法に関するものであって、より詳しくは、フロート槽に収容された溶融金属の流動を制御するためのバリアの設置構造が改善したガラス板製造用フロート槽、これを用いたフロートガラスの成形方法、及びこのようなフロート槽にバリアを施工する方法に関する。

本出願は、２０１０年４月２０日出願の韓国特許出願第１０‐２０１０‐００３６５２８号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書および図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。

一般に、フロートガラス法による板ガラスの製造装置は、フロート槽（ｆｌｏａｔ ｂａｔｈ）に貯蔵されて流動する溶融スズまたはスズ合金のような溶融金属上に溶融ガラスを連続的に供給し、溶融ガラスを溶融金属上に浮遊させながら、一定の厚さに成形された帯状のガラスリボンをフロート槽の出口に接した徐冷炉に向いて引っ張ることで、必要なサイズ（幅、厚さなど）の板ガラスを製造する装置である。

ここで、溶融金属は、例えば、スズまたはスズ合金を含み、溶融ガラスより比重が大きく、還元性水素（Ｈ_２）及び／または窒素（Ｎ_２）ガスで満たされたフロートチャンバー（ｆｌｏａｔ ｃｈａｍｂｅｒ）内に収容されている。また、溶融金属が収容されるフロート槽は特殊耐火物で構成され、縦に長く延びた構造を有する。溶融ガラスはフロート槽の上流側から下流側に向いて移動しながらリボン状の板状ガラスとして成形され、フロート槽の下流側に設定された離隔位置（以下、「テイクオフポイント（ｔａｋｅ‐ｏｆｆ ｐｏｉｎｔ）」という）で溶融金属から離されて引き上げられ、次の工程である徐冷炉に送られる。一方、フロートチャンバーの入口側と出口側とは一定の温度勾配を持つべきであり、溶融ガラスと接触する溶融金属とフロートチャンバー内部の上部雰囲気とも温度勾配を持つべきである。

ところが、溶融金属として主に用いられるスズは、熱の伝播が速くて液状であることから、熱対流によってフロート槽内部の温度勾配条件が破壊され均一化される可能性が高い。従って、フロート槽は十分な長さを有するべきである。同様に、溶融金属の上部雰囲気も対流によって均一化された所定の温度差を得るために、フロート槽は十分長い構造が必要である。また、フロート槽の所定部分には、いわゆる、「トップ‐ロール」などのような成形部材が配置されることで、ガラスリボンの幅を拡大してフロートガラスの厚さを調整する。従って、トップ‐ロールが配置される領域は加熱部材によって加熱される。このような条件も、フロート槽の長さを長くする原因の一つである。

図１は従来のフロート槽の側断面図であり、図２は図１の部分抜粋切断斜視図である。

図１及び図２を参照すれば、従来のフロート槽１は、ボトムブロック２の幅方向にバリア部材３が設けられる。このようなバリア部材３は、フロート槽１の高温領域と低温領域間の溶融金属Ｍの混合を減少させるか制限することで、二つの領域間に望ましい温度差（勾配）を維持するためのものである。すなわち、バリア部材３は溶融金属Ｍをフロート槽１の上流側の高温成形領域に淀ませる役割を果たし、一般的にカーボン材質などによって製作される。また、バリア部材３はフロート槽１のボトムブロック２に形成されたダブテールスロット４に挿入される。フロート槽１のサイドブロック５と接するボトムブロック２にはバリア部材３を挿入するための設置溝６が設けられる。

ところが、フロート槽１がフロートガラスＧを成形する過程において設置溝６の上部が開放されているので、この設置溝６に溶融金属６が溜まることはもちろん、溶融金属Ｍが設置溝６の上部領域で流動する場合もある。結果的に、従来技術のフロート槽１のバリア部材３はフロート槽１の幅方向の少なくとも何れか一つの端で溶融金属Ｍの流動を遮断することができない構造であるだけでなく、設置溝６に溜まった溶融金属Ｍが渦流を発生させるなど、溶融金属Ｍの流動制御に限界があった。

一方、従来技術によれば、バリアがフロート槽のボトムブロックの幅方向全体長さに対して設けられた例があるが、このようにするためにはボトムブロックの全体長さにわたってバリアを先に施工した後、サイドブロックを組み立てなければならない。そうすれば、バリアのメインタネンスまたは交換のためには、サイドブロックをボトムブロックから解体しなければならないので、作業が難しいだけでなく非経済的であるという問題点が発生する。

本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものであって、フロート槽の幅方向全体にわたってバリア部材を安定且つ容易に設けることができ、サイドブロックをボトムブロックから解体しなくてもバリアの補修または交換が容易にできるように構造が改善したガラス板製造用フロート槽、このようなフロート槽を用いたフロートガラスの成形方法、及びこのようなフロート槽にバリアを施工する方法を提供することを課題とする。

上記のような目的を達成するために、本発明の望ましい実施例によるガラス板製造用フロート槽は、溶融金属が貯蔵されるフロート槽のボトムブロックに形成されたスロットと、上記スロットに挿入可能なバリア部材と、上記スロットと連通されるように上記ボトムブロックと接する少なくとも一つまたはそれ以上のサイドブロックに形成された収納部と、上記収納部に設置され上記バリア部材の一端と連結可能な設置部材とを備える。

望ましくは、上記設置部材は、上記バリア部材の少なくとも一端と接し上記フロート槽の幅方向全体にわたってバリア機能を担当するバリア部分と、上記サイドブロックと略同一の面が形成されるように上記バリア部分に垂直に突出したサイド部分とを備える。

望ましくは、上記フロート槽は、上記設置部材を上記収納部に位置固定するためのファスナーをさらに備える。

望ましくは、上記ファスナーは、上記設置部材に設けられたファスナー溝に挿入可能な固定突起と、上記固定突起から延長されて上記サイドブロックに設けられるファスナー本体とを備える。

望ましくは、上記スロットはダブテール状であり、上記バリア部材は、上記ダブテール状のスロットに挿入可能なダブテール状の挿入部を備える。

望ましくは、上記バリア部材は、連続的に接する予め定められた長さを有する多数のバリアを備える。

望ましくは、上記バリア部材は、上記ボトムブロックと同じ材質で形成される。

望ましくは、上記バリア部材は、耐火煉瓦を含む。

上記のような目的を達成するすための本発明の望ましい実施例によるフロート槽にバリアを施工する方法は、幅方向に形成されたスロットを有するボトムブロック及びスロットに連通される収納部を有するサイドブロックを備えるフロート槽にバリアを施工する方法において、（ａ）上記収納部を通じて連続的に多数のバリアを上記スロットに挿入するステップと、（ｂ）上記サイドブロックと最寄の端のバリアに接して位置するように設置部材を上記収納部に位置させるステップと、（ｃ）上記設置部材の位置を固定させるステップとを含む。

上記のような目的を達成するためのフロートガラスの成形方法は、フロート槽の一端から上記溶融金属の上に溶融状態のガラスを連続的に供給するステップと、上記溶融金属の上で上記ガラスをガラスリボンに成形するステップと、上記ガラスリボンを上記フロート槽の他端から連続的に引き出すステップとを含む。

本発明によるガラス板製造用フロート槽、これを用いたフロートガラスの成形方法及びフロート槽にバリアを施工する方法は、下記のような効果を奏する。

第一、フロート槽のボトム面全体にわたってバリア部材を簡単に設けることで、フロート槽で求められる温度勾配をさらに安定して維持させることができる。

第二、ボトムブロックからサイドブロックを解体しなくても、サイドブロックに形成された収納部を通じてバリアを容易に分離させることができる。

本明細書に添付される下記の図面は本発明の望ましい実施例を例示するものであって、発明の詳細な説明とともに本発明の技術思想をさらに理解させる役割を果たすものであるため、本発明はそのような図面に記載された事項にのみ限定されて解釈されてはいけない。
従来のフロート槽の側断面図である。 図１の部分抜粋切断斜視図である。 本発明の望ましい実施例によるフロート槽の側断面図である。 図３の部分抜粋切断斜視図である。 本発明の望ましい実施例によるバリアをボトムブロックに挿入する過程を概略的に抜粋して示す斜視図である。 図３の結合平面図である。

本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはいけず、発明者は自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に則して、本発明の技術的思想に符合する意味と概念とに解釈されなければならない。従って、本明細書に記載された実施例は本発明の最も望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的思想の全てを代弁するものではないため、本出願時点においてこれらに代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。

以下、添付した図面を参照しながら本発明の望ましい例示的実施例によるガラス板製造用フロート槽を詳しく説明する。

図３は本発明の望ましい例示的実施例によるフロート槽の側断面図であり、図４は図３の部分抜粋切断斜視図であり、図５は本発明の望ましい例示的実施例によるフロート槽のボトムブロックにバリアを挿入する過程を概略的に抜粋して示す斜視図であり、図６は図３の結合平面図である。

図３から図６を参照すれば、本実施例によるガラス板製造用フロート槽１００は、フロート槽１００のボトムブロック１１０に形成されたスロット１１２、スロット１１２に挿入可能なバリア部材１２０、スロット１１２と連通されるようにボトムブロック１１０と接するサイドブロック１３０に形成された収納部１３２、及び収納部１３２に設置され少なくとも何れか一つのバリア部材１２０の一端と連結可能な設置部材１４０を備える。

本実施例によるフロート槽１００は、いわゆる、フロートガラス法によってガラス板を製造するためのものであって、その上部は電気抵抗加熱要素（図示せず）が設けられた屋根（図示せず）によって実質的に密閉される。

フロート槽１００には溶融スズ、溶融スズ合金などの溶融金属Ｍが貯蔵される。溶融ガラスＧはフロート槽１００の上流側に位置したゲート（図示せず）によってその流量が制御されながらフロート槽１００に流入する。フロート槽１００の上流側から下流側に溶融ガラスＧが移動する過程で、溶融金属Ｍは溶融ガラスＧによって流動する。この過程において、溶融金属Ｍはフロート槽１００内部の温度勾配によって比較的高温に保たれるフロート槽１００の上流側から下流側に流動すると同時に、フロート槽１００の中心から両側に流動する。溶融ガラスＧは上流側から下流側に向いて移動しながら望ましい厚さ及び幅を持つ薄いリボン状に成形され、フロートチャンバーの出口側に設けられたリフトアウトローラー（図示せず）によって引き上げられ、テイクオフポイントで溶融金属Ｍの浴面から離されるようになり、リフトアウトローラーを通過したフロートガラスＧは次の工程である徐冷炉（図示せず）に送られる。

フロートチャンバーの内部雰囲気は窒素と水素との混合気体からなり、このような混合気体は外部大気より若干高い圧力で維持され、溶融金属Ｍ及びリボン状の溶融ガラスＧは電気抵抗加熱要素によって約６００〜１３００℃程度に維持される。溶融ガラスＧは無アルカリガラスまたはソーダ石灰ガラス（ｓｏｄａ‐ｌｉｍｅ ｇｌａｓｓ）などである。フロート槽１００の内部における溶融金属Ｍの流動発生原理と構造、及び溶融ガラスＧの投入、リボン化、移動及び排出などは一般的なフロートガラス法で公知されているため、本実施例ではその詳細な説明を省略する。

フロート槽１００のボトムブロック１１０は、例えば、耐火物を含む耐火煉瓦のような多数の煉瓦（Ｂ：図５参照）がライニング結合された構造である。ボトムブロック１１０はスチールケーシング（図示せず）によって囲まれて保護される。フロート槽１００のボトムブロック１１０を構成する煉瓦Ｂの間は、加熱による煉瓦自体の膨張などを考慮して間隔を決定することが望ましい。また、個別煉瓦Ｂは溶融金属Ｍに対する耐食性、ガラスＧ内に含まれるＫ_２ＯやＮａ_２Ｏに対する耐アルカリ性、ガラス製品の交代や変化に伴って発生する温度変化に対応する耐スポーリング性（ｓｐａｌｌｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ）などが求められる。また、フロート槽１００の両側面には、ボトムブロック１１０と接触するサイドブロック１３０が設けられる。

ボトムブロック１１０に形成されるスロット１１２は、例えば、フロート槽１００上流側の高温のワイドゾーン（図示せず）から下流側の低温のナローゾーン（図示せず）に狭くなるショルダーゾーン付近に設けられるものであって、例えばダブテール状に形成されることが望ましい。スロット１１２はフロート槽１００の幅方向全体長さに対して形成される。

一方、図４及び図５に示すように、スロット１１２は、バリア部材１２０が挿入されバリア部材１２０の位置が固定されるようにダブテール状を持った第１部分１１４、及びバリア部材１２０をボトムブロック１１０の少なくとも何れか一つの側面から中央側に挿入するための第２部分１１６を備える。スロット１１２の第１部分１１４は上述のように、ダブテール状であるが、第２部分１１６はバリア部材１２０を挿入するための空間を用意するため、後述するように、それぞれのバリア１２１の挿入部１２２の幅より少なくともその幅が広く形成されており、個別バリアの長さより少なくともその長さが長く形成される。また、スロット１１２の第２部分はフロート槽１００の両側面に形成されることが望ましい。なぜなら、バリア部材１２０をフロート槽１００の両側面からその中央へとそれぞれ挿入することが設置作業が容易であり、フロート槽１００の長さに適したバリア１２１の個数を設定することが容易であるからである。

バリア部材１２０は、フロート槽１００のワイドゾーンとナローゾーン間の溶融金属Ｍの混合を減少及び／または制限するためのものであって、高温の上流側の溶融金属Ｍが成形ゾーンに留まるようにする。本実施例によるバリア部材１２０は浮動形態ではなく、ボトムブロック１１０に固定される形態である。バリア部材１２０はフロート槽１００のボトムブロック１１０上に貯蔵された溶融金属Ｍに浸った状態で溶融ガラスＧの下面に非常に近く位置するが、溶融ガラスＧの下面に接触しない程度の位置に固定される。従って、バリア部材１２０のサイズ（特に高さ）は当業者にとって自明であるのでその詳細な説明は省略する。

バリア部材１２０は連続的に接する予め定められた長さを有する多数のバリア１２１を備える。それぞれのバリア１２１はボトムブロックと同じ材質、例えば耐火煉瓦で形成され、スロット１１２に挿入され得るダブテール状の挿入部１２２及び挿入部１２２から突出されるバリア本体１２４を備える。バリア部材１２０を、従来のカーボン材質から耐火材質に変更した理由は、フロート槽１００の内部に存在する酸素などによってバリア部材１２０が酸化されて発生し得る微細な欠陷を防止するためである。

サイドブロック１３０は、フロート槽１００のボトムブロック１１０と接する部分に形成された収納部１３２を備える。収納部１３２は、スロット１１２の第２部分と実質的に同一幅を有するようにサイドブロック１３０の内側面に引き込み形成される。

設置部材１４０は、サイドブロック１３０の収納部１３２及びスロット１１２の第２部分１１６に挿入されてバリア部材１２０の少なくとも何れか一つの端をサイドブロック１３０まで延長させることで、バリア部材１２０の長さをフロート槽１００の全体幅方向に延長させる。すなわち、設置部材１４０はバリア部材１２０の少なくとも一端と接してフロート槽１００の幅方向全体にわたって溶融金属Ｍのバリア機能を果たすためにフロート槽１００の両側面でバリア機能を果たすものであって、スロット１１２の第２部分１１６に位置するバリア部分１４２、及びサイドブロック１３０と略同一の面が形成されるようにバリア部分１４２に垂直に突出され収納部１３２に位置するサイド部分１４４を備える。従って、設置部材１４０はその断面が「Ｌ」字形状を有し、設置部材１４０の水平方向部分はバリア部分１４２であり、その垂直方向部分はサイド部分１４４である。設置部材１４０はサイドブロック１３０の材質と同じ材質で製造される。

代案的な実施例において、フロート槽１００のボトムブロック１１０に形成されるスロット１１２は第２部分を別途で持たずに第１部分１１４のみを持ち、上述した実施例の第２部分はサイドブロック１３０の収納部１３２が代わりの機能を行うこともできる。この場合、サイドブロック１３０の幅方向に十分長い収納部１３２を形成し、個別バリア１２１を挿入することもできるのは当業者にとっては自明であろう。

本実施例によるフロート槽１００は、収納部１３２に位置した設置部材１４０の位置を固定するためのファスナー１５０をさらに備える。ファスナー１５０は、例えば「Ｔ」字形状であり得、このような「Ｔ」字形状のファスナーは設置部材１４０のサイド部分１４４の上面に設けられたファスナー溝１４５に挿入可能な固定突起１５２、及び固定突起１５２から延長されサイドブロック１３０に設けられるファスナー本体１５４を備える。ファスナー１５０として上述の「Ｔ」字形状のファスナー以外に、例えばフック、ボルトなどのような他の締結部材が利用され得ることは当業者にとっては自明であろう。

代案的な実施例において、バリア部材１２０は、フロート槽１００の長手方向に固定設置される他の多くの場合のバリアシステムにも適用され得ることは当業者にとっては自明であろう。

以上のように、本発明は、たとえ限定された実施例と図面とによって説明されたが、本発明はこれによって限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を持つ者により本発明の技術思想と特許請求範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能なのは言うまでもない。

１００…フロート槽
１１０…ボトムブロック
１１２…スロット
１１４…第１部分
１１６…第２部分
１２０…バリア部材
１２１…バリア
１２２…挿入部
１２４…バリア本体
１３０…サイドブロック
１３２…収納部
１４０…設置部材
１４２…バリア部分
１４４…サイド部分
１５０…ファスナー
１５２…固定突起
１５４…ファスナー本体
Ｍ…溶融金属
Ｇ…溶融ガラス

Claims (11)

1. 溶融金属が充填されるフロート槽のボトムブロックに形成されたスロットと、
   上記スロットに挿入可能なバリア部材と、
   上記ボトムブロックと接する少なくとも一つのサイドブロックと、
   上記サイドブロックの内側面に引き込み形成された収納部と、上記スロットと上記収納部とが連通されるように上記ボトムブロックに引き込み形成された溝部分とによって定義される空間に設置され上記バリア部材の一端と連結可能な設置部材とを備え、
   上記空間の幅は、上記バリア部材の幅より広く、上記空間の長さは、上記バリア部材の長さより長いことを特徴とするガラス板製造用フロート槽。
2. 上記設置部材は、
   上記バリア部材の少なくとも一端と接し上記フロート槽の幅方向全体にわたってバリア機能を果たすバリア部分と、
   上記サイドブロックと同一の面が形成されるように上記バリア部分に垂直に突出したサイド部分とを備えることを特徴とする請求項１に記載のガラス板製造用フロート槽。
3. 上記設置部材を上記収納部に位置固定するためのファスナーをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス板製造用フロート槽。
4. 上記ファスナーは、
   上記設置部材に設けられたファスナー溝に挿入可能な固定突起と、
   上記固定突起から延長されて上記サイドブロックに設けられるファスナー本体と
   を備えることを特徴とする請求項３に記載のガラス板製造用フロート槽。
5. 上記スロットはダブテール状であり、
   上記バリア部材は、上記ダブテール状のスロットに挿入可能なダブテール状の挿入部を備えることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のガラス板製造用フロート槽。
6. 上記バリア部材は、連続的に接する予め定められた長さを有する複数のバリアを備えることを特徴とする請求項５に記載のガラス板製造用フロート槽。
7. 上記バリア部材は、上記ボトムブロックと同じ材質で形成されたことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のガラス板製造用フロート槽。
8. 上記バリア部材は、耐火煉瓦を含むことを特徴とする請求項７に記載のガラス板製造用フロート槽。
9. 幅方向に形成されたスロットと側面に上記スロットと連通された溝部分を有するボトムブロックと、上記ボトムブロックと結合され内側面に引き込み形成された収納部を有するサイドブロックを備えるフロート槽にバリアを施工する方法において、
   （ａ）上記溝部分を通じて連続的に複数のバリアを上記スロットに挿入するステップと、
   （ｂ）上記サイドブロックと最寄の端のバリアに接して位置するように上記溝部分と上記収納部とによって定義される空間に設置部材を位置させるステップと、
   （ｃ）上記設置部材の位置を固定させるステップと
   を含み、上記空間の幅は、上記バリアの幅より広く、上記空間の長さは、上記バリアの長さより長いことを特徴とするフロート槽にバリアを施工する方法。
10. 請求項９に記載の方法に従って施工されたフロート槽。
11. 請求項１から８の何れか１項または請求項１０に記載のフロート槽の一端から上記溶融金属の上に溶融状態のガラスを連続的に供給するステップと、
    上記溶融金属の上で上記ガラスをガラスリボンに成形するステップと、
    上記ガラスリボンを上記フロート槽の他端から連続的に引き出すステップと
    を含むことを特徴とするフロートガラスの成形方法。

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