JP2017100895A - ノズル装置、及びガラス物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スリット状の開口を有するノズルを用いた場合に、板状の溶融ガラスの幅方向における収縮を抑えることを可能にしたノズル装置、及びガラス物品の製造方法の提供。【解決手段】スリット状の開口Ｓを有するノズル１２を備え、溶融ガラスを板状に成形する、ノズル装置１１が、ノズル１２の開口Ｓから流出させた板状の溶融ガラスを下方に誘導する誘導部材１３を備え、ノズル装置１１の誘導部材１３は、溶融ガラスに接触する接触面Ａを有し、誘導部材１３の接触面Ａは、ノズル１２の開口Ｓにおいて長さ方向ＳＬに延びる両開口縁Ｓ１，Ｓ２のうち、第１開口縁Ｓ１に連続して設けられ、誘導部材１３の接触面Ａは、板状の溶融ガラスの幅方向にわたって溶融ガラスに接触する構成であるノズル装置１１。誘導部材１３の他方の開口縁Ｓ２に連続する先端面は、水平面又は水平面に対して５°以下の仰角となる傾斜面となる様に開口縁Ｓ２から延出されるノズル装置１１。【選択図】図１

Description

本発明は、ノズル装置、及びガラス物品の製造方法に関する。

従来、溶融ガラスをノズルから流出させて板状に成形するガラス物品の製造方法が知られている（特許文献１，２参照）。

特開平１０−０２５１２０号公報 特開２００６−１４３５６９号公報

図６に示すように、スリット状の開口Ｓを有するノズルＮを用いることで、溶融ガラスＭＧを板状に成形することが可能となる。しかしながら、スリット状の開口Ｓから流出させた板状の溶融ガラスＭＧは、自重等により下方に向けて延伸されることで幅方向ＧＷに収縮し易い。これにより、例えば、板状の溶融ガラスＭＧの幅方向における厚さのばらつきが生じ、所望の厚みを有するガラス物品が得られ難いことがある。

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、スリット状の開口を有するノズルを用いた場合に、板状の溶融ガラスの幅方向における収縮を抑えることを可能にしたノズル装置、及びガラス物品の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するノズル装置は、スリット状の開口を有するノズルを備え、溶融ガラスを板状に成形するノズル装置であって、前記溶融ガラスと接触する接触面を有するとともに前記開口から流出させた板状の溶融ガラスを下方に誘導する誘導部材を備え、前記誘導部材の接触面は、前記スリット状の開口において長さ方向に延びる両開口縁のうち、一方の開口縁に連続して設けられるとともに前記板状の溶融ガラスの幅方向にわたって前記溶融ガラスに接触する構成である。

この構成によれば、ノズルのスリット状の開口から流出した板状の溶融ガラスは、誘導部材の接触面に接触した状態で下方に誘導される。このとき、板状の溶融ガラスは、その幅方向にわたって誘導部材の接触面に接触するため、板状の溶融ガラスには、その幅方向における収縮を抑える力が働く。

上記ノズル装置のノズルにおいて、前記両開口縁のうち、他方の開口縁に連続する先端面は、水平面、又は水平面に対して５°以下の仰角となる傾斜面となるように前記他方の開口縁から延出されることが好ましい。

上記先端面が、水平面又は仰角となるように第２開口縁から延出されることで、溶融ガラスが先端面に沿って流下することを抑えることが可能となる。また、上記先端面が、水平面に対して５°以下の仰角となる傾斜面となるように第２開口縁から延出されることで、溶融ガラスが先端面に沿って這い上がることを抑えることが可能となる。

上記ノズル装置において、前記誘導部材における接触面の幅寸法は、前記ノズルの開口における長さ寸法の１．１倍以上、１．５倍以下であることが好ましい。
上記誘導部材の幅寸法が、ノズルの開口における長さ寸法の１．１倍以上の場合、誘導部材における上記接触面を容易に設定することができる。上記誘導部材の幅寸法がノズルの開口における長さ寸法の１．５倍以下の場合、誘導部材からの放熱が抑えられることで誘導部材により誘導される板状の溶融ガラスの温度が安定し易くなる。

上記ノズル装置は、前記誘導部材を加熱する加熱部をさらに備えることが好ましい。
この構成によれば、誘導部材により誘導される溶融ガラスの温度を安定させることが可能となる。

上記ノズル装置は、板状の溶融ガラスを搬送する搬送部に前記誘導部材を当接させて用いられることが好ましい。
このようにノズル装置を用いることで、ノズルの開口から板状の溶融ガラスを搬送する搬送部まで連続して誘導部材が配置される。このため、上述した収縮を抑える力は、ノズルと搬送部との間の溶融ガラス全体に働く。

上記課題を解決するガラス物品の製造方法は、スリット状の開口を有するノズルにより、溶融ガラスを板状に成形するガラス物品の製造方法であって、前記溶融ガラスと接触する接触面を有するとともに前記開口から流出させた板状の溶融ガラスを下方に誘導する誘導部材が用いられ、前記誘導部材の接触面は、前記スリット状の開口において長さ方向に延びる両開口縁のうち、一方の開口縁に連続して設けられるとともに前記板状の溶融ガラスの幅方向にわたって前記溶融ガラスに接触する構成である。

本発明によれば、スリット状の開口を有するノズルを用いて板状の溶融ガラスを得る場合に、溶融ガラスの幅方向における収縮を抑えることが可能となる。

（ａ）は実施形態におけるノズル装置の正面図であり、（ｂ）は（ａ）の１ｂ−１ｂ線に沿った部分拡大断面図である。 ノズル装置の使用状態を説明する正面図である。 ノズル装置の使用状態を説明する側断面図である。 ノズル装置の使用状態を説明する要部拡大断面図である。 ノズル装置の変更例を説明する側断面図である。 従来のノズル装置の正面図である。

以下、ノズル装置、及びガラス物品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。
図１（ａ）、図１（ｂ）及び図２に示すように、溶融ガラスＭＧを板状に成形するノズル装置１１は、スリット状の開口Ｓを有するノズル１２と、ノズル１２の開口Ｓから流出させた板状の溶融ガラスＭＧを下方に誘導する誘導部材１３とを備えている。

図１（ａ）に示すように、ノズル１２は、正面視において開口Ｓに向かうにつれて幅広となる流路を有するノズル本体１２ａと、ノズル本体１２ａに溶融ガラスＭＧを供給する供給管１２ｂとを有している。図１（ｂ）に示すように、ノズル本体１２ａの流路において、厚さ方向の寸法は、開口Ｓに向かうにつれて狭くなるように設定されている。ノズル１２は、白金又は白金合金から構成される。ノズル装置１１は、ノズル１２を通電加熱等により加熱するように構成してもよい。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ノズル装置１１の誘導部材１３は、溶融ガラスＭＧに接触する接触面Ａを有している。誘導部材１３の接触面Ａは、ノズル１２の開口Ｓにおいて長さ方向ＳＬ（図１（ａ）参照）に延びる第１開口縁Ｓ１及び第２開口縁Ｓ２のうち、第１開口縁Ｓ１に連続して設けられている。誘導部材１３の接触面Ａは、板状の溶融ガラスＭＧの幅方向ＧＷにわたって溶融ガラスＭＧ（溶融ガラスＭＧの一方の主面）に接触するように構成されている。詳述すると、誘導部材１３の接触面Ａは、平坦面であり、ノズル１２の開口Ｓから下方に延びるように設けられている。

誘導部材１３の接触面Ａは、板状の溶融ガラスＭＧの濡れ性に優れることから、白金又は白金合金から構成されることが好ましく、耐熱性の観点から、誘導部材１３の全体が白金又は白金合金から構成されることがより好ましい。本実施形態の誘導部材１３は、ノズル本体１２ａと一体成形されている。

図１（ａ）に示す誘導部材１３の幅寸法Ｗ１は、ノズル１２の開口Ｓにおける長さ寸法Ｌ１の１．１倍以上、１．５倍以下であることが好ましい。誘導部材１３の幅寸法Ｗ１が、ノズル１２の開口Ｓにおける長さ寸法Ｌ１の１．１倍以上の場合、誘導部材１３における上記接触面Ａを容易に設定することができる。誘導部材１３の幅寸法Ｗ１がノズル１２の開口Ｓにおける長さ寸法Ｌ１の１．５倍以下の場合、誘導部材１３からの放熱が抑えられることで誘導部材１３により誘導される板状の溶融ガラスＭＧの温度が安定し易くなる。

ノズル装置１１は、誘導部材１３を加熱する加熱部１４をさらに備えている。加熱部１４としては、例えば、誘導部材１３の接触面Ａの反対側から誘導部材１３を加熱する電熱ヒーターを用いることができる。なお、加熱部１４は、通電加熱やバーナー等を用いた加熱部１４であってもよい。加熱部１４は、誘導部材１３の幅方向ＧＷにおいて接触面Ａの両端部分のみを加熱するように構成してもよいし、誘導部材１３の下側部分のみを加熱するように構成してもよい。

次に、ノズル装置１１の使用状態について詳述する。
図２及び図３に示すように、本実施形態のノズル装置１１は、板状の溶融ガラスＭＧを搬送する搬送部１５に誘導部材１３を当接させて用いられる。搬送部１５は、板状のガラス物品を製造する製造設備の一部であり、成形型１５ａと、引取機構１５ｂとを備えている。板状の溶融ガラスＭＧは、成形型１５ａ上で冷却されながら、図３に示す搬送方向ＭＤに搬送される。成形型１５ａは、溶融ガラスＭＧの熱に耐え得る耐熱性材料から構成されている。引取機構１５ｂは、成形型１５ａ上で冷却された板状のガラスを搬送方向ＭＤに引き取るように構成されている。引取機構１５ｂとしては、例えば、引取ローラー、及びコンベアが挙げられる。なお、搬送部１５の成形型１５ａを搬送方向ＭＤに移動させてもよいし、搬送部１５としてコンベアベルトを用いてもよい。

次に、ノズル装置１１の使用状態における配置について詳述する。ノズル装置１１は、誘導部材１３の接触面Ａが鉛直面となるように配置されている。ノズル装置１１は、ノズル本体１２ａにおける溶融ガラスＭＧの流れ方向ＦＤを鉛直方向（図３の上下方向）に対して傾斜させて配置されている。ノズル装置１１は、スリット状の開口Ｓの長さ方向ＳＬ（図１参照）が水平になるように、ノズル本体１２ａの流路を鉛直方向に対して傾斜させて配置されている。ノズル本体１２ａにおける溶融ガラスＭＧの流れ方向ＦＤの傾斜角度は、鉛直方向に対して、例えば３°以上、８５°以下の範囲に設定される。

図４に示すように、ノズル１２は、両開口縁Ｓ１，Ｓ２のうち、第２開口縁Ｓ２に連続する先端面Ｂは、水平面、又は水平面に対して５°以下の仰角θとなる傾斜面となるように第２開口縁Ｓ２から延出されることが好ましい。この先端面Ｂが、水平面又は仰角θとなるように第２開口縁Ｓ２から延出されることで、溶融ガラスＭＧが先端面Ｂに沿って流下することを抑えることが可能となる。また、この先端面Ｂが、水平面に対して５°以下の仰角θとなる傾斜面となるように第２開口縁Ｓ２から延出されることで、溶融ガラスＭＧが先端面Ｂに沿って這い上がることを抑えることが可能となる。

なお、ノズル装置１１において、誘導部材１３の長さ寸法は、ノズル１２の開口Ｓと、搬送部１５（成形型１５ａ）との距離に応じて設定することができる。誘導部材１３の長さ寸法の範囲は、例えば、５ｍｍ以上、１００ｍｍ以下である。

本実施形態のノズル装置１１は、例えば、７００℃において１００ｄＰａ・ｓ以下の粘度を有するガラスを用いる場合に好適である。ノズル１２の開口Ｓから流出した直後の溶融ガラスＭＧの温度は、例えば、５００℃以上、１０００℃以下の範囲である。

図３に示すように、ノズル装置１１を用いて得られる板状のガラス物品ＧＡとしては、例えば、光学用のガラス物品ＧＡ等が挙げられる。板状のガラス物品ＧＡとしては、フッ素又はリン或いは硫黄を含有する光学用のガラス物品ＧＡが挙げられる。ガラス物品ＧＡの厚さは、例えば、５００μｍ以上、７ｍｍ以下である。

次に、ガラス物品ＧＡの製造方法を主な作用とともに説明する。
ガラス物品ＧＡの製造方法は、上述したノズル１２により、溶融ガラスＭＧを板状に成形する方法である。ガラス物品ＧＡの製造方法は、上述した誘導部材１３が用いられる。すなわち、ノズル１２のスリット状の開口Ｓから流出した板状の溶融ガラスＭＧは、誘導部材１３の接触面Ａに接触した状態で下方に誘導される。このとき、板状の溶融ガラスＭＧは、その幅方向ＧＷにわたって誘導部材１３の接触面Ａに接触するため、板状の溶融ガラスＭＧには、その幅方向ＧＷにおける収縮を抑える力が働く。

以上詳述した実施形態によれば、次のような作用効果が発揮される。
（１）ノズル装置１１は、スリット状の開口Ｓを有するノズル１２を備え、溶融ガラスＭＧを板状に成形する装置である。ノズル装置１１は、開口Ｓから流出させた板状の溶融ガラスＭＧを下方に誘導する誘導部材１３を備えている。ノズル装置１１の誘導部材１３は、溶融ガラスＭＧに接触する接触面Ａを有している。誘導部材１３の接触面Ａは、ノズル１２の開口Ｓにおいて長さ方向ＳＬに延びる両開口縁Ｓ１，Ｓ２のうち、一方の開口縁（第１開口縁Ｓ１）に連続して設けられている。誘導部材１３の接触面Ａは、板状の溶融ガラスＭＧの幅方向ＧＷにわたって溶融ガラスＭＧに接触する構成である。

この構成によれば、上述した作用が得られるため、スリット状の開口Ｓを有するノズル１２を用いて板状の溶融ガラスＭＧを得る場合に、溶融ガラスＭＧの幅方向ＧＷにおける収縮を抑えることが可能となる。これにより、例えば、板状の溶融ガラスＭＧの幅方向ＧＷにおける厚さのばらつきを抑えることが容易となる。従って、厚さの精度を高めたガラス物品ＧＡを得ることが可能となる。また、例えば、より厚さの薄いガラス物品ＧＡを得ることが容易となる。

（２）ノズル装置１１のノズル１２において、両開口縁Ｓ１，Ｓ２のうち、他方の開口縁（第２開口縁Ｓ２）に連続する先端面Ｂは、水平面、又は水平面に対して５°以下の仰角θとなる傾斜面となるように第２開口縁Ｓ２から延出されることが好ましい。この先端面Ｂが、水平面又は仰角θとなるように第２開口縁Ｓ２から延出されることで、溶融ガラスＭＧが先端面Ｂに沿って流下することを抑えることが可能となる。なお、溶融ガラスＭＧが先端面Ｂに沿って流下し、誘導部材１３により誘導される板状の溶融ガラスＭＧに混入した場合、ガラス物品ＧＡ中の異物となるおそれがある。

また、この先端面Ｂが、水平面に対して５°以下の仰角θとなる傾斜面となるように第２開口縁Ｓ２から延出されることで、溶融ガラスＭＧが先端面Ｂに沿って這い上がることを抑えることが可能となる。ここで、ノズル１２の先端面Ｂに沿って這い上がった溶融ガラスＭＧは、さらにノズル１２の外周面（上面）に這い上がり、その溶融ガラスＭＧから失透物が生成され易くなる。このような失透物は、得られるガラス物品ＧＡに脈理を発生させる一因となる。上記のようにノズル１２の先端面Ｂを設定することにより、ノズル１２の先端面Ｂにおける溶融ガラスＭＧの付着を抑えることが可能となるため、失透物の生成を抑制し、ガラス物品ＧＡにおける脈理の発生を抑えることが可能となる。従って、ガラス物品ＧＡの品質を維持することが容易となる。

（３）ノズル装置１１における誘導部材１３の幅寸法Ｗ１は、ノズル１２の開口Ｓにおける長さ寸法Ｌ１の１．１倍以上、１．５倍以下であることが好ましい。誘導部材１３の幅寸法Ｗ１が、ノズル１２の開口Ｓにおける長さ寸法Ｌ１の１．１倍以上の場合、誘導部材１３における上記接触面Ａを容易に設定することができる。誘導部材１３の幅寸法Ｗ１がノズル１２の開口Ｓにおける長さ寸法Ｌ１の１．５倍以下の場合、誘導部材１３からの放熱が抑えられることで誘導部材１３により誘導される板状の溶融ガラスＭＧの温度が安定し易くなる。従って、例えば、厚さの精度を高めたガラス物品ＧＡを得ることが可能となる。

（４）ノズル装置１１は、誘導部材１３を加熱する加熱部１４をさらに備えている。この場合、誘導部材１３により誘導される溶融ガラスＭＧの温度を安定させることが可能となる。これにより、例えば、板状の溶融ガラスＭＧの幅方向ＧＷにおける厚さのばらつきを抑えることが容易となる。従って、ガラス物品ＧＡの品質を維持することが容易となる。

（５）ノズル装置１１は、板状の溶融ガラスＭＧを搬送する搬送部１５に誘導部材１３を当接させて用いられている。このようにノズル装置１１を用いることで、ノズル１２の開口Ｓから板状の溶融ガラスＭＧを搬送する搬送部１５まで連続して誘導部材１３が配置される。このため、上述した収縮を抑える力は、ノズル１２と搬送部１５との間の溶融ガラスＭＧ全体に働く。従って、溶融ガラスＭＧの幅方向ＧＷにおける収縮をより抑えることが可能となる。

（６）ガラス物品ＧＡの製造方法は、スリット状の開口Ｓを有するノズル１２により、溶融ガラスＭＧを板状に成形する方法である。このガラス物品ＧＡの製造方法では、ノズル１２の開口Ｓから流出させた板状の溶融ガラスＭＧを下方に誘導する誘導部材１３が用いられる。この誘導部材１３が上記（１）欄で述べた構成を有することで、上記（１）欄で述べた作用効果と同様の作用効果が得られる。

（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。なお、以下では、ノズル装置１１の変更例について説明するが、ガラス物品ＧＡの製造方法についても同様に変更することができる。

・上記ノズル装置１１における誘導部材１３の接触面Ａは鉛直面であるが、水平面に対して傾斜する傾斜面を有する接触面Ａに変更してもよい。例えば、図５に示すように、誘導部材１３の接触面Ａは、鉛直面と、搬送部１５に沿うように湾曲した傾斜面とを有している。このように誘導部材１３の接触面Ａは、鉛直面と、水平面に対して傾斜する傾斜面との少なくとも一方から構成することができる。誘導部材１３の接触面Ａが傾斜面を有する場合、その傾斜面の角度は、溶融ガラスＭＧの下方への誘導を促進する観点から、水平面に対して１０°以上、９０°未満の範囲内であることが好ましく、誘導部材１３の接触面Ａは、水平面に対して４５°以上、９０°以下の俯角で第１開口縁Ｓ１から延出されることが好ましい。

・上記ノズル装置１１は、誘導部材１３を搬送部１５に当接させずに誘導部材１３を搬送部１５から離間させて用いることもできる。この場合、例えば、ノズル１２の開口Ｓから流出した直後の溶融ガラスＭＧは、比較的低粘度であり、幅方向ＧＷに収縮し易いため、そうした収縮を好適に抑えることが可能となる。

・図５に示すように、ノズル装置１１において、誘導部材１３を加熱する加熱部１４を省略することもできる。
・上記ノズル装置１１の誘導部材１３は、ノズル１２と一体成形されているが、ノズル１２と別体の誘導部材をノズル１２の第１開口縁Ｓ１に当接させて配置することで誘導部材の接触面Ａを構成することもできる。

１１…ノズル装置、１２…ノズル、１３…誘導部材、１４…加熱部、１５…搬送部、Ａ…接触面、Ｂ…先端面、ＧＡ…ガラス物品、ＧＷ…幅方向、Ｌ１…長さ寸法、ＭＧ…溶融ガラス、Ｓ…開口、Ｓ１…第１開口縁、Ｓ２…第２開口縁、Ｗ１…幅寸法、θ…仰角。

Claims (6)

1. スリット状の開口を有するノズルを備え、溶融ガラスを板状に成形するノズル装置であって、
   前記溶融ガラスと接触する接触面を有するとともに前記開口から流出させた板状の溶融ガラスを下方に誘導する誘導部材を備え、
   前記誘導部材の接触面は、
   前記スリット状の開口において長さ方向に延びる両開口縁のうち、一方の開口縁に連続して設けられるとともに前記板状の溶融ガラスの幅方向にわたって前記溶融ガラスに接触する構成であることを特徴とするノズル装置。
2. 前記ノズルにおいて、前記両開口縁のうち、他方の開口縁に連続する先端面は、水平面、又は水平面に対して５°以下の仰角となる傾斜面となるように前記他方の開口縁から延出されることを特徴とする請求項１に記載のノズル装置。
3. 前記誘導部材の幅寸法は、前記ノズルの開口における長さ寸法の１．１倍以上、１．５倍以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のノズル装置。
4. 前記誘導部材を加熱する加熱部をさらに備え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ノズル装置。
5. 板状の溶融ガラスを搬送する搬送部に前記誘導部材を当接させて用いられることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のノズル装置。
6. スリット状の開口を有するノズルにより、溶融ガラスを板状に成形するガラス物品の製造方法であって、
   前記溶融ガラスと接触する接触面を有するとともに前記開口から流出させた板状の溶融ガラスを下方に誘導する誘導部材が用いられ、
   前記誘導部材の接触面は、
   前記スリット状の開口において長さ方向に延びる両開口縁のうち、一方の開口縁に連続して設けられるとともに前記板状の溶融ガラスの幅方向にわたって前記溶融ガラスに接触する構成であることを特徴とするガラス物品の製造方法。

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