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技術 成形用ロール、及び板ガラスの製造方法

出願人 日本電気硝子株式会社
発明者 広橋研一大石幸博井上雅登田中太基
出願日 2014年9月3日 (6年3ヶ月経過) 出願番号 2014-179495
公開日 2016年4月14日 (4年8ヶ月経過) 公開番号 2016-052966
状態 特許登録済
技術分野 溶射または鋳込みによる被覆 ガラスの成形
主要キーワード 平目ローレット加工 部分平面 ロールアウト レヤー 成形用ロール 光電変換パネル HVOF溶 コバルト系合金
関連する未来課題
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この項目の情報は公開日時点(2016年4月14日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

板ガラス品質を高めることの容易な成形用ロール、及び板ガラスの製造方法を提供する。

解決手段

板ガラスのロールアウト成形法に用いられる成形用ロール(例えば、第2成形用ロール12)の外周面は、ローレット加工により形成された凹凸形状を有する。板ガラスの製造方法は、ローレット加工により形成された凹凸形状を外周面に有する成形用ロール(例えば、第2成形用ロール12)を用いたロールアウト成形法により板ガラスを成形する成形工程を備える。

概要

背景

板ガラス成形法一種として、一対の成形用ロールの間で溶融ガラス圧延して板状に成形するロールアウト成形法が知られている。ロールアウト成形法に用いられる成形用ロールとしては、その外周面コバルト系合金皮膜を有するものが知られている(特許文献1参照)。

概要

板ガラスの品質を高めることの容易な成形用ロール、及び板ガラスの製造方法を提供する。板ガラスのロールアウト成形法に用いられる成形用ロール(例えば、第2成形用ロール12)の外周面は、ローレット加工により形成された凹凸形状を有する。板ガラスの製造方法は、ローレット加工により形成された凹凸形状を外周面に有する成形用ロール(例えば、第2成形用ロール12)を用いたロールアウト成形法により板ガラスを成形する成形工程を備える。

目的

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、板ガラスの品質を高めることの容易な成形用ロール、及び板ガラスの製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

板ガラスロールアウト成形法に用いられる成形用ロールであって、前記成形用ロールの外周面は、ローレット加工により形成された凹凸形状を有することを特徴とする成形用ロール。

請求項2

前記ローレット加工は、綾目ローレット加工であることを特徴とする請求項1に記載の成形用ロール。

請求項3

前記成形用ロールは、前記ロールアウト成形法で用いられる第1成形用ロールと前記第1成形用ロールの上方に配置される第2成形用ロールのうち、少なくとも第2成形用ロールとして用いられることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の成形用ロール。

請求項4

前記成形用ロールの外周面は、Ni系合金皮膜により構成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の成形用ロール。

請求項5

前記Ni系合金の皮膜は、溶射皮膜であることを特徴とする請求項4に記載の成形用ロール。

請求項6

請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の成形用ロールを用いたロールアウト成形法により板ガラスを成形する成形工程を備えることを特徴とする板ガラスの製造方法。

技術分野

0001

本発明は、板ガラスロールアウト成形法に用いられる成形用ロール、及び板ガラスの製造方法に関する。

背景技術

0002

板ガラスの成形法の一種として、一対の成形用ロールの間で溶融ガラス圧延して板状に成形するロールアウト成形法が知られている。ロールアウト成形法に用いられる成形用ロールとしては、その外周面コバルト系合金皮膜を有するものが知られている(特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開平03−137033号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ロールアウト成形法で得られた板ガラスには、凹凸うねりが生じることがある。例えば、このような凹凸やうねりは、圧延される溶融ガラスが成形用ロールに対して滑ることにより生じる場合がある。板ガラスに生じる凹凸やうねりは、板ガラスの品質向上の弊害となっている。

0005

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、板ガラスの品質を高めることの容易な成形用ロール、及び板ガラスの製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

上記課題を解決する成形用ロールは、板ガラスのロールアウト成形法に用いられる成形用ロールであって、前記成形用ロールの外周面は、ローレット加工により形成された凹凸形状を有する。

0007

この構成によれば、ローレット加工により形成された凹凸形状によって成形用ロールの外周面と溶融ガラスとの接触面積が拡大される。これにより、溶融ガラスの熱が成形用ロールへ伝導し易くなるため、成形用ロールの外周面に接した溶融ガラスが冷却され易くなる。このように冷却されることで粘度が上昇した溶融ガラスが、成形用ロールの外周面の凹部分入り込むことで、成形用ロールの外周面と溶融ガラスとの間における滑りが抑制される。すなわち、溶融ガラスは、成形用ロールの回転に追従し易くなることで、溶融ガラスが成形用ロール間から安定して送り出されるようになる。このため、板ガラスにおける凹凸やうねりが低減され易くなる。

0008

上記成形用ロールにおいて、前記ローレット加工は、綾目ローレット加工であることが好ましい。
上記綾目ローレット加工における溝は、溶融ガラスの流れ方向に対して直交する方向に延在しないため、溶融ガラスを成形用ロールの周方向巻き付けるような力が加わり難い。これにより、成形用ロールから溶融ガラス(ガラスリボン)が円滑に剥離し易くなる。

0009

上記成形用ロールは、前記ロールアウト成形法で用いられる第1成形用ロールと前記第1成形用ロールの上方に配置される第2成形用ロールのうち、少なくとも第2成形用ロールとして用いられることが好ましい。

0010

上記第2成形用ロールに接する溶融ガラスの温度は、第1成形用ロールに接する溶融ガラスの温度よりも高い傾向にある。このため、第2成形用ロールの外周面と溶融ガラスとの間で滑りが生じ易い。このような第2成形用ロールの外周面と溶融ガラスとの間における滑りを抑制する点で、上記成形用ロールの外周面の構成は有利である。

0011

上記成形用ロールの外周面は、Ni系合金の皮膜により構成されていることが好ましい。
Ni系合金の皮膜は、溶融ガラスの濡れ性が良好であるため、成形用ロールの外周面と溶融ガラスとの間における滑りがさらに抑制される。これにより、板ガラスにおける凹凸やうねりがさらに低減され易くなる。

0012

上記成形用ロールにおいて、前記Ni系合金の皮膜は、溶射皮膜であることが好ましい。
この構成によれば、Ni系合金の皮膜が剥離し難くなるため、成形用ロールの耐久性を高めることができる。

0013

上記課題を解決する板ガラスの製造方法は、上記成形用ロールを用いたロールアウト成形法により板ガラスを成形する成形工程を備える。

発明の効果

0014

本発明によれば、板ガラスの品質を高めることが容易となる。

図面の簡単な説明

0015

実施形態におけるロールアウト成形法の概略図である。
成形用ロールの部分平面図である。
成形用ロールの外周面における凹凸形状を説明する説明図である。

実施例

0016

以下、成形用ロール、及び板ガラスの製造方法の実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。

0017

図1及び図2に示すように、板ガラスのロールアウト成形法は、第1成形用ロール11と、この第1成形用ロール11に対向して配置される第2成形用ロール12との間で溶融ガラスG1を圧延することで、板ガラスを成形する方法である。詳述すると、第1成形用ロール11と第2成形用ロール12との間で溶融ガラスG1が圧延されることでガラスリボンG2が成形される。このガラスリボンG2が、図示を省略した徐冷炉レヤー)により徐冷されることで、板ガラスが得られる。

0018

本実施形態の第2成形用ロール12は、第1成形用ロール11の上方に配置されている。ロールアウト成形法に用いられる第1成形用ロール11及び第2成形用ロール12のうち、第2成形用ロール12の外周面は、ローレット加工により形成された凹凸形状を有している。

0019

図3は、ローレット加工により形成された凹凸形状をJIS B0951:1962に準拠して説明する説明図である。図3に示すように、ローレット加工により形成された凹凸形状は、第2成形用ロール12の直径が無限大となったと仮定した場合の溝の直角断面を用いて規定される。図3には、溝のピッチをピッチt、溝の深さを深さ2h、溝の角度を角度θ(図3では90°)で示している。

0020

ローレット加工により形成される溝のピッチtは、0.5mm以上、2.0mm以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは0.8mm以上、1.5mm以下の範囲であり、さらに好ましくは1.0mm以上、1.3mm以下の範囲である。ローレット加工により形成される溝の深さ2hは、溝のピッチtの1/4以上、3/4以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは1/3以上、1/2以下の範囲である。ローレット加工により形成される溝の角度θは、60°以上、120°以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは80°以上、100°以下の範囲である。

0021

ローレット加工の種類としては、JIS B0951:1962に規定されるように、平目ローレット加工及び綾目ローレット加工が挙げられる。ローレット加工の種類は、綾目ローレット加工であることが好ましい。

0022

図2に示すように、綾目ローレット加工により形成された凹凸形状は、互いに平行となるように延びる複数の第1傾斜溝12aと、第1傾斜溝12aと交差するとともに互いに平行となるように延びる複数の第2傾斜溝12bとを有している。綾目ローレット加工の第1傾斜溝12a及び第2傾斜溝12bは、溶融ガラスG1の流れ方向MD(第2成形用ロール12の軸方向と直交する方向)に対して傾斜するように延在している。

0023

詳述すると、第1傾斜溝12aは、第2成形用ロール12の平面視において軸線SLに対して時計回りの角度αが鋭角となるように延在している。第1傾斜溝12aの角度αは、15°以上、45°以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは20°以上、40°以下の範囲であり、さらに好ましくは25°以上、35°以下の範囲である。第2傾斜溝12bは、第2成形用ロール12の平面視において軸線SLに対して反時計回りの角度βが鋭角となるように延在している。第2傾斜溝12bの角度βは、15°以上、45°以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは20°以上、40°以下の範囲であり、さらに好ましくは25°以上、35°以下の範囲である。第1傾斜溝12aの角度αと第2傾斜溝12bの角度βは、同じ角度であってもよいし、互いに異なる角度であってもよい。

0024

ローレット加工は、ローレット駒の外周面に形成された凹凸形状を被加工面に転写する常法にしたがって施される。ローレット加工の一例としては、溝のピッチt=1.256mm(モジュールm=0.4)、溝の深さ2h=t/2、角度θ=90°、角度α=30°、及び角度β=30°に設定した綾目ローレット加工が挙げられる。

0025

第2成形用ロール12の外周面は、Ni系合金の皮膜により構成されていることが好ましい。こうしたNi系合金の皮膜は、ローレット加工が施された外周面に対して設けられる。

0026

Ni系合金は、Niを主成分とするものであり、例えば、ハステロイ登録商標)が用いられる。Ni系合金の中でも、ハステロイ(登録商標)C276に相当するNi系合金が好適である。ハステロイ(登録商標)C276は、例えば、質量%において、Crを15%、Moを16%、Wを4%、Feを5.5%、Mnを1%、Coを2.5%含有し、残部としてNiを含有する。

0027

Ni系合金の皮膜の厚さは、30μm以上、300μm以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは100μm以上、200μm以下の範囲である。
Ni系合金の皮膜は、例えば、めっき皮膜によって構成することも可能であるが、溶射皮膜であることがより好ましい。溶射方法は、特に限定されないが、例えば、HVOF溶射法(高速フレーム溶射法)を用いることができる。

0028

本実施形態の第1成形用ロール11の外周面は、特に限定されないが、サンドブラスト加工が施されていることが好ましい。また、第1成形用ロール11の外周面は、第2成形用ロール12と同様にNi系合金の皮膜により構成されることが好ましく、Ni系合金の溶射皮膜により構成されることがより好ましい。なお、Ni系合金の皮膜の下地となる第1成形用ロール11の本体及び第2成形用ロール12の本体は、Ni系合金以外の金属材料により構成されている。第1成形用ロール11の本体とNi系合金の皮膜との間、又は、第2成形用ロール12の本体とNi系合金の皮膜との間に、異なる金属層をさらに設けてもよい。

0029

本実施形態のロールアウト成形法により成形される板ガラスの厚さは、特に限定されないが、例えば、厚さが5mm以上、35mm以下の範囲の板ガラスを好適に得ることができる。

0030

本実施形態の板ガラスの製造方法は、上述した第2成形用ロール12を用いたロールアウト成形法により板ガラスを成形する成形工程を備えている。また、本実施形態の板ガラスの成形装置は、上述した第1成形用ロール11と第2成形用ロール12とを備えている。第1成形用ロール11と第2成形用ロール12は、図示しない駆動機構により回転駆動される。

0031

次に、本実施形態のロールアウト成形法の主な作用を説明する。
ロールアウト成形法で用いられる第2成形用ロール12の外周面は、ローレット加工により形成された凹凸形状を有する。この構成によれば、ローレット加工により形成された凹凸形状によって第2成形用ロール12の外周面と溶融ガラスG1との接触面積が拡大される。これにより、溶融ガラスG1の熱が第2成形用ロール12へ伝導し易くなるため、第2成形用ロール12の外周面に接した溶融ガラスG1が冷却され易くなる。このように冷却されることで粘度が上昇した溶融ガラスG1が、第2成形用ロール12の外周面の凹部分に入り込むことで、第2成形用ロール12の外周面と溶融ガラスG1との間における滑りが抑制される。すなわち、溶融ガラスG1は、第2成形用ロール12の回転に追従し易くなることで、溶融ガラスG1が第1成形用ロール11と第2成形用ロール12と間から安定して送り出されるようになる。このため、板ガラスにおける凹凸やうねりが低減され易くなる。

0032

得られた板ガラスの主面の平滑性は、その主面を研磨する研磨工程によってさらに高めることができる。ここで、研磨前の板ガラスの主面における凹凸やうねりが比較的大きい場合であっても、板ガラスの主面の研磨における研削量を増大させることで、所望の平滑性を有する板ガラスを得ることができる。すなわち、新たに粗研磨工程を設けたり、研磨時間を延長したりすることで、所望の平滑性を有する板ガラスを得ることは可能である。ところが、この場合、研磨工程における設備の複雑化や効率の低下を招くことになる。

0033

この点、研磨前の板ガラスの主面における凹凸やうねりを低減することにより、所望の平滑性を得るための研削量を削減することが可能である。つまり、研磨工程を簡略化しても所望の平滑性を有する板ガラスを得ることが可能となる点で、本実施形態の第2成形用ロール12を用いたロールアウト成形法は有利である。また、板ガラスの用途等によっては、研磨工程を省略することも可能である。

0034

なお、本実施形態のロールアウト成形法で成形する板ガラスは、無アルカリガラスであってもよいし、アルカリ成分を含むガラスであってもよい。板ガラスの用途としては、例えば、ディスプレイ用途、タッチパネル用途、光電変換パネル用途、電子デバイス用途、窓ガラス用途、建材用途、及び車両用途が挙げられる。ここで、例えば、建材用途に用いられる放射線遮蔽用ガラス(例えば、PbOを含むガラス)では、溶融粘度温度依存性が比較的高く、成形用ロールの外周面との間における滑りが比較的発生し易い。こうした放射線遮蔽用ガラスのロールアウト成形法において、本実施形態の第2成形用ロール12を用いたロールアウト成形法は特に有利である。

0035

以上詳述した実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
(1)板ガラスのロールアウト成形法に用いられる第2成形用ロール12の外周面は、ローレット加工により形成された凹凸形状を有している。この構成によれば、板ガラスにおける凹凸やうねりが低減され易くなるため、板ガラスの品質を高めることが容易となる。

0036

例えば、板ガラスの主面を研磨することで、その主面について所望の平滑性を得る場合、研磨における研削量を削減することが可能である。つまり、研磨工程を簡略化しても所望の平滑性を有する板ガラスを得ることが可能となるため、板ガラスの製造効率を改善することが可能である。

0037

(2)第2成形用ロール12のローレット加工は、綾目ローレット加工であることが好ましい。第2成形用ロール12が綾目ローレット加工されている場合、その綾目ローレット加工における第1傾斜溝12aと第2傾斜溝12bは、溶融ガラスG1の流れ方向MDに対して直交する方向に延在しないため、溶融ガラスG1を第2成形用ロール12の周方向に巻き付けるような力が加わり難い。これにより、第2成形用ロール12から溶融ガラスG1(ガラスリボンG2)が円滑に剥離し易くなる。したがって、板ガラスをより安定して成形することができる。

0038

(3)第2成形用ロール12に接する溶融ガラスG1の温度は、第1成形用ロール11に接する溶融ガラスG1の温度よりも高い傾向にある。特に、第2成形用ロール12の上流側で上方からバーナー等の加熱器で溶融ガラスG1を加熱している場合には、第2成形用ロール12に接する溶融ガラスG1の温度が高まり易くなるため、第2成形用ロール12の外周面と溶融ガラスG1との間で滑りが発生し易い条件となる。このような第2成形用ロール12の外周面と溶融ガラスG1との間における滑りを抑制する点で、本実施形態の第2成形用ロール12の外周面の構成は有利である。

0039

(4)第2成形用ロール12の外周面は、Ni系合金の皮膜により構成されていることが好ましい。この構成によれば、Ni系合金の皮膜は、溶融ガラスG1の濡れ性が良好であるため、第2成形用ロール12の外周面と溶融ガラスG1との間における滑りがさらに抑制される。これにより、板ガラスにおける凹凸やうねりがさらに低減され易くなる。したがって、板ガラスの品質を高めることがさらに容易となる。

0040

(5)第2成形用ロール12の外周面を構成するNi系合金の皮膜は、溶射皮膜であることが好ましい。この場合、Ni系合金の皮膜が剥離し難くなるため、第2成形用ロール12の耐久性を高めることができる。

0041

(6)板ガラスの製造方法は、外周面がローレット加工により形成された凹凸形状を有する第2成形用ロール12を用いたロールアウト成形法により板ガラスを成形する成形工程を備えている。この方法によれば、上記(1)で述べた効果が得られる。

0042

(変更例)
上記実施形態を次のように変更して構成してもよい。
・前記第2成形用ロール12における外周面の構成は、第1成形用ロール11の外周面にも適用することもできる。なお、前記第2成形用ロール12における外周面の構成は、第1成形用ロール11のみに適用されてもよい。

0043

・前記第2成形用ロール12は、第1成形用ロール11の上方に配置されているが、第1成形用ロール11の水平方向に対向して配置されてもよい。
・前記第2成形用ロール12における外周面の構成は、少なくとも溶融ガラスG1と接触する面に適用されていればよく、溶融ガラスG1と接触しない外周面の構成については特に限定されない。

0044

上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について以下に記載する。
(イ)第1成形用ロールと前記第1成形用ロールに対向して配置される第2成形用ロールとを用いたロールアウト成形法により板ガラスを成形する成形工程と、前記ロールアウト成形法で得られた板ガラスの主面を研磨する研磨工程とを備える板ガラスの製造方法であって、前記第1成形用ロール及び前記第2成形用ロールの少なくとも一方は、ローレット加工により形成された凹凸形状を外周面に有する板ガラスの製造方法。

0045

(ロ)板ガラスのロールアウト成形法に用いられる板ガラスの成形装置であって、第1成形用ロールと、前記第1成形用ロールに対向して配置される第2成形用ロールとを備え、前記第1成形用ロールと前記第2成形用ロールとの少なくとも一方は、ローレット加工により形成された凹凸形状を外周面に有する板ガラスの成形装置。

0046

11…第1成形用ロール、12…第2成形用ロール。

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