玻璃運送用輥及其制造方法以及使用該玻璃運送用輥的平板玻璃的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在平板玻璃的制造中用于運送高溫狀態(tài)的玻璃的玻璃運送用輥及其制造方法以及使用該玻璃運送用輥的平板玻璃的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在通過浮法制造平板玻璃的工序中，使用用于將在熔融錫的上表面流動的稱為玻璃帶的高溫狀態(tài)的玻璃的連續(xù)層從錫浴中拉起的提升輥、用于在使該玻璃帶移動的同時緩慢冷卻的退火輥等許多玻璃運送用輥。
[0003]因此，提出了一種玻璃運送用輥，其中，在包含金屬的輥母材的表面覆蓋陶瓷熱噴涂膜，并在輥母材與該陶瓷熱噴涂膜之間設(shè)置作為基底層的金屬層或金屬陶瓷熱噴涂膜。
[0004]例如，在專利文獻1中記載了一種運送用輥，其中，在鐵基合金的輥母材的表面形成陶瓷熱噴涂膜，并且在該陶瓷熱噴涂膜與母材之間設(shè)置有包含金屬陶瓷的基底膜。
[0005]另外，在專利文獻2中記載了一種浮法玻璃制造用輥，其中，在輥主體部的金屬基材的表面設(shè)置陶瓷熱噴涂膜，并且在該金屬基材與該陶瓷熱噴涂膜之間設(shè)置有具有兩者中間的線性熱膨脹系數(shù)的金屬熱噴涂膜。
[0006]如專利文獻1和2所述使輥的表面形成陶瓷熱噴涂膜時，不容易產(chǎn)生玻璃殘留物或錫凝聚物的附著。另外，通過在該陶瓷熱噴涂膜與輥母材之間設(shè)置基底膜，可以抑制由線性熱膨脹系數(shù)的差異引起的陶瓷熱噴涂膜的剝離。
[0007]但是，在輥母材的表面上具有包含金屬或金屬陶瓷的基底層、并且在該基底層上層疊有陶瓷熱噴涂膜的現(xiàn)有的運送用輥，在平板玻璃的制造生產(chǎn)線中使用時，在高溫、至少輥的存在氣氛溫度為550°C以上的情況下，不可避免地產(chǎn)生陶瓷熱噴涂膜的表面的微小的龜裂，因此構(gòu)成陶瓷熱噴涂膜的粒子脫落，從而容易產(chǎn)生附著到被運送的玻璃上的問題。
[0008]另外，在玻璃帶的運送工序中，為了防止由于運送用輥與玻璃帶的摩擦而產(chǎn)生劃痕，大多使用高溫且具有腐蝕性的氣體，當在該環(huán)境中長時間使用該輥時，陶瓷熱噴涂膜自身剝離的情況也不少。
[0009]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本申請的申請人為了在輥母材的表面層疊有基底層和陶瓷熱噴涂膜的、經(jīng)常在高溫下使用的玻璃運送用輥中，可以抑制從該陶瓷熱噴涂膜上的粒子脫落以及熱噴涂膜本身的剝離，提出了專利文獻3中記載的玻璃運送用輥。
[0010]在專利文獻3中記載的玻璃運送用輥在輥母材的表面上設(shè)置有包含金屬陶瓷或金屬的第一熱噴涂膜，并在該第一熱噴涂膜上設(shè)置有包含陶瓷的第二熱噴涂膜，其中，該第二熱噴涂膜使用二氧化硅前體溶液進行了封孔處理。
[0011]在專利文獻3所述的玻璃運送用輥中，可以顯著抑制在輥母材的表面上層疊有基底層和陶瓷熱噴涂膜的玻璃運送用輥中的從陶瓷熱噴涂膜上的粒子脫落以及從基底層與陶瓷表面層的界面附近產(chǎn)生的陶瓷熱噴涂膜自身的剝離。因此，在運送中不容易發(fā)生粒子向玻璃的附著，能夠?qū)崿F(xiàn)玻璃的高品質(zhì)化。
[0012]但是，為了滿足對平板玻璃的更高品質(zhì)化的要求，要求進一步抑制從玻璃運送用輥的陶瓷熱噴涂膜的粒子脫落及該陶瓷熱噴涂膜的剝離。
[0013]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0014]專利文獻
[0015]專利文獻1:日本特開2004-277828號公報
[0016]專利文獻2:日本特開平4-260623號公報
[0017]專利文獻3:國際公開第2009/113638號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]發(fā)明所要解決的問題
[0019]本發(fā)明為了解決上述的問題，其目的在于在金屬制的輥母材的表面由陶瓷熱噴涂膜覆蓋的、經(jīng)常在高溫下使用的玻璃運送用輥中，進一步抑制從該陶瓷熱噴涂膜的粒子脫落以及該陶瓷熱噴涂膜自身的剝離。
[0020]用于解決問題的手段
[0021]本發(fā)明為了達到上述目的，提供一種玻璃運送用輥，其為金屬制的輥母材表面由陶瓷熱噴涂膜覆蓋的玻璃運送用輥，其特征在于，
[0022]將500?750 °C的溫度范圍內(nèi)的所述輥母材的線性熱膨脹系數(shù)設(shè)為a s、將500?750 °C的溫度范圍內(nèi)的所述陶瓷熱噴涂膜的線性熱膨脹系數(shù)設(shè)為時，as-ac彡 2X10 6/Γ，且 8X 10 6/Γ 蘭 a c ^ 14X10 6/°C ；
[0023]所述陶瓷熱噴涂膜的從常溫至750°C的由熱膨脹引起的伸長率為0.6%?1.05% ；
[0024]所述陶瓷熱噴涂膜的厚度為100 μ m?500 μ m ;
[0025]所述陶瓷熱噴涂膜的利用截面圖像分析法得到的孔隙率為2%以下。
[0026]另外，本發(fā)明提供一種玻璃運送用輥的制造方法，其包括以下工序:
[0027]在500?750 °C的溫度范圍內(nèi)的線性熱膨脹系數(shù)a方10X10 6/°C^ a 16X10 6/°C的輥母材的表面上形成包含含有7?23重量％氟化釔的穩(wěn)定化氧化鋯的陶瓷熱噴涂膜的成膜工序；
[0028]使二氧化娃前體溶液浸滲到該陶瓷熱噴涂膜中的浸滲工序；和
[0029]使該二氧化硅前體溶液固化而對陶瓷熱噴涂膜進行封孔處理的固化工序。
[0030]另外，本發(fā)明提供一種玻璃運送用輥的制造方法，其包括以下工序:
[0031]在500?750 °C的溫度范圍內(nèi)的線性熱膨脹系數(shù)a 3為10X106/°C^ a 16X10 6/°C的輥母材的表面上形成包含金屬或金屬陶瓷的熱噴涂基底膜的第一成膜工序；
[0032]在該熱噴涂基底膜上形成包含含有7?23重量％氟化釔的穩(wěn)定化氧化鋯的陶瓷熱噴涂膜的第二成膜工序；
[0033]使二氧化娃前體溶液浸滲到該陶瓷熱噴涂膜中的浸滲工序；和
[0034]使該二氧化硅前體溶液固化而對陶瓷熱噴涂膜進行封孔處理的固化工序。
[0035]另外，本發(fā)明提供一種平板玻璃的制造方法，其包括使用本發(fā)明的玻璃運送用輥運送玻璃的工序。
[0036]發(fā)明效果
[0037]根據(jù)本發(fā)明，能夠顯著抑制在金屬制的輥母材的表面由陶瓷熱噴涂膜覆蓋的玻璃運送用輥中的從該陶瓷熱噴涂膜的粒子脫落以及該陶瓷熱噴涂膜自身的剝離。
[0038]另外，在本發(fā)明的玻璃運送用輥中，在輥母材與陶瓷熱噴涂膜之間形成有包含金屬陶瓷或金屬的基底膜的情況下，在硫氧化物等腐蝕性氣體的存在下使用運送用輥時，能夠抑制由通過陶瓷熱噴涂膜的腐蝕性氣體引起的輥母材的腐蝕。
[0039]通過使用本發(fā)明的玻璃運送用輥的平板玻璃及強化平板玻璃的制造方法，能夠提供高品質(zhì)的平板玻璃。
【附圖說明】
[0040]圖1為表示用于評價粒子對玻璃板的附著性的試驗裝置的示意圖。
[0041 ] 圖2為表示實施例1?4和比較例1?6的評價結(jié)果的圖。
【具體實施方式】
[0042]本發(fā)明的玻璃運送用輥為金屬制的輥母材表面由陶瓷熱噴涂膜覆蓋的玻璃運送用輥，其特征在于，
[0043]將500?750°C的溫度范圍內(nèi)的輥母材的線性熱膨脹系數(shù)設(shè)為a s、將500?750°C的溫度范圍內(nèi)的陶瓷熱噴涂膜的線性熱膨脹系數(shù)設(shè)為α。時，a s-ac^2X10 6/°C，且8X10 6/°C^ a 14X10 6/°C ；
[0044]陶瓷熱噴涂膜的從常溫至750°C的由熱膨脹引起的伸長率為0.6%?1.05% ;
[0045]陶瓷熱噴涂膜的厚度為100 μ m?500 μ m ;
[0046]陶瓷熱噴涂膜的利用截面圖像分析法得到的孔隙率為2%以下。
[0047]<輥母材>
[0048]輥母材的材質(zhì)只要為金屬制就沒有特別限定，要求500?750°C的溫度范圍內(nèi)的輥母材的線性熱膨脹系數(shù)a s與陶瓷熱噴涂膜的線性熱膨脹系數(shù)a。之間的關(guān)系滿足a s-a 2X10 6/。。。
[0049]以下，在本說明書中，在記載為線性熱膨脹系數(shù)a s、a。的情況下，指的是500?750°C的溫度范圍內(nèi)的線性熱膨脹系數(shù)。需要說明的是，線性熱膨脹系數(shù)a?？梢岳靡韵碌姆椒y定。就陶瓷熱噴涂膜而言，將原料以規(guī)定的比率混合，并使用放電等離子燒結(jié)(SPS:Spark Plasma Sintering)法制作Φ 20mm、長20mm的燒結(jié)體。對其利用水平示差檢驗方式的推桿式膨脹計(NETZSCH公司制造的TD5000SA)測定燒結(jié)體的20?750°C的溫度范圍內(nèi)的線性熱膨脹系數(shù)，并求出500?750°C的溫度范圍內(nèi)的線性熱膨脹系數(shù)α。。另外，線性熱膨脹系數(shù)α 3可以使用所述的推桿式膨脹計測定。
[0050]本發(fā)明的一個方式中的陶瓷熱噴涂膜的線性熱膨脹系數(shù)α。為8Χ 10 6/ °C彡α。彡14X10 6/ °C，因此輥母材的線性熱膨脹系數(shù)a s優(yōu)選為10X10 6/°C^ a 16X10 6/°C。
[0051]作為線性熱膨脹系數(shù)a s滿足上述范圍的金屬材料，可以例示:鐵素體型不銹鋼SUS430、馬氏體型不銹鋼SUS410、Ni基合金鉻鎳鐵合金(inconel) 625、高速鋼SKH、工具鋼SKD 等。
[0052]輥母材的外徑?jīng)]有特別限定，通常的玻璃運送用輥中的輥母材的外徑為200_?500mmo
[0053]<陶瓷熱噴涂膜>
[0054]本發(fā)明的玻璃運送用輥中，金屬制的輥母材表面由陶瓷熱噴涂膜覆蓋。
[0055]對于形成熱噴涂膜的陶瓷，要求在設(shè)輥母材的線性熱膨脹系數(shù)為a s且設(shè)陶瓷熱噴涂膜的線性熱膨脹系數(shù)為α。時，兩者的線性熱膨脹系數(shù)差滿足a s-ac^2X10 6/°C。
[0056]作為玻璃運送用輥的覆膜，從具有即使在高溫下也不容易附著玻璃、錫、氧化錫等優(yōu)點出發(fā)，優(yōu)選以氧化鋯(Zr02)為主要成分的氧化鋯基陶瓷、或者以氧化鋁(A1203)為主要成分的氧化鋁基陶瓷。此處，所謂“以……為主要成分”，意思是相對于全部陶瓷相含有50質(zhì)量％以上、優(yōu)選80質(zhì)量％以上。氧化鋯基陶瓷尤其優(yōu)選為:含有約3?約20質(zhì)量％的Y203、CaO、MgO、Ce02、其它氧化物中的一種或兩種以上作為添加劑的穩(wěn)定化氧化鋯或部分穩(wěn)定化氧