圓盤輥及其基材的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種圓盤輥用基材，其中，所述基材包含：20～38重量%的硅酸鋁纖維，其中，所述硅酸鋁纖維中45μm以上的渣球?yàn)?重量%以下，并且所述硅酸鋁纖維含有40重量%以上且60重量%以下的氧化鋁和40重量%以上且60重量%以下的二氧化硅；10～30重量%的木節(jié)粘土；2～20重量%的膨潤(rùn)土；和20～40重量%的云母。
【專利說明】圓盤輥及其基材
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及適用于制造平板玻璃的圓盤棍(disk roll)及其基材?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]平板玻璃通過將玻璃熔融物連續(xù)地供給到裝置中，使其從該裝置上帶狀地流下，在流下中冷卻使其固化來進(jìn)行制造。圓盤輥起到一對(duì)拉伸輥的作用，用于夾著帶狀玻璃熔融物強(qiáng)制地向下方送出。
[0003]圓盤棍通常是將硬紙板(millboard)(板狀成型體,基材)沖壓成環(huán)狀而制成圓盤材料，將多枚該圓盤材料嵌插至成為旋轉(zhuǎn)軸的傳動(dòng)軸(shaft)中制成輥狀的層疊物，通過配置于兩端的凸緣對(duì)整體進(jìn)行加壓固定而成的。圓盤材料的外周面起到玻璃熔融物的運(yùn)送面的作用。
[0004]圓盤輥由于是運(yùn)送帶狀玻璃熔融物的物質(zhì)，因此，尋求耐熱性、柔軟性、硬度、以及不損傷玻璃表面，已知有含有耐熱性無機(jī)纖維、云母、粘土的圓盤棍等(專利文獻(xiàn)I~3)。
[0005]圓盤輥通常根據(jù)濾水性的好壞，用抽吸脫水成型法或者抄紙法來制造原料的水性漿料。在抄紙法中由于能夠制造更大的薄片，因此效率良好，但是濾水性必須良好。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特表2010-510956
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開2009-132619
[0010]專利文獻(xiàn)3:日本特開2004-299980

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0012]然而，成為原料的耐熱性高的含有70重量％以上的氧化鋁的無機(jī)纖維高價(jià)。另外，為了高效地進(jìn)行制造，尋求可以用抄紙法進(jìn)行制造，并且從水性漿料濾水時(shí)的濾水時(shí)間短。
[0013]本發(fā)明的目的在于提供一種不使用高價(jià)的纖維，能夠高效地制造的圓盤輥及其基材。
[0014]解決技術(shù)問題的技術(shù)手段
[0015]根據(jù)本發(fā)明，可以提供以下的無機(jī)纖維等。
[0016]1.一種圓盤輥用基材，其中，所述圓盤輥用基材包含:
[0017]約20重量％~約38重量％的硅酸鋁纖維，其中，所述硅酸鋁纖維中約45μπι以上的渣球(shot)為約5重量％以下，并且所述硅酸鋁纖維含有約40重量％以上且約60重量％以下的氧化鋁和約40重量％以上且約60重量％以下的二氧化硅；
[0018]約10重量％~約30重量％的木節(jié)粘土 ；
[0019]約2重量％~約20重量％的膨潤(rùn)土 ；和
[0020]約20重量％~約40重量％的云母。[0021]2.如I所述的圓盤輥用基材，其中，進(jìn)一步包含紙漿和淀粉。
[0022]3.一種圓盤輥用基材的制造方法，其中，將含有約40重量％以上且約60重量％以下的氧化鋁和約40重量％以上且約60重量％以下的二氧化硅的粗纖維脫粒，制造約45 μ m以上的渣球?yàn)榧s5重量％以下的硅酸鋁纖維， [0023]將水、所述硅酸鋁纖維、木節(jié)粘土、膨潤(rùn)土和云母混合，制造水性漿料，
[0024]通過將水性漿料流入模具中，濾水，從而制造薄片。
[0025]4.一種圓盤輥，其中，所述圓盤輥包含I或2所述的基材。
[0026]5.一種玻璃的制造方法，其中，使用4所述的圓盤輥來運(yùn)送玻璃熔融物，并冷卻玻璃熔融物。
[0027]發(fā)明的效果
[0028]根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種不使用高價(jià)纖維，并且能夠高效地制造的圓盤輥及其
基材O
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是表示使用圓盤輥的玻璃的制造方法的一個(gè)例子的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明的圓盤用基材包含陶瓷纖維(硅酸鋁纖維)、木節(jié)粘土、膨潤(rùn)土以及云母。
[0031]陶瓷纖維的含量為20~38重量％，優(yōu)選為25~38重量％，進(jìn)一步優(yōu)選為25~35重量％。在陶瓷纖維小于20重量％的時(shí)候，耐熱性變低；在陶瓷纖維超過38重量％時(shí)，由于空隙量增加，因此，耐磨損性可能發(fā)生惡化。
[0032]本發(fā)明中使用的陶瓷纖維含有40重量％以上且60重量％以下的氧化鋁，優(yōu)選含有45重量％以上且55重量％以下。另外，陶瓷纖維含有40重量％以上且60重量％以下的二氧化硅，優(yōu)選含有45重量％以上且55重量％以下。纖維也可以使用I種或者將2種以上混合使用。
[0033]陶瓷纖維的平均纖維直徑通常為2~5 μ m左右。
[0034]原料的陶瓷纖維陶瓷通常含有未纖維化物(渣球)，通過用干式或者濕式的方法進(jìn)行脫?？梢越档驮颉?br> [0035]本發(fā)明中使用的陶瓷纖維只含有5重量％以下的45 μ m以上的渣球(未纖維化物)，優(yōu)選只含有2重量％以下。使用渣球多的纖維制造的圓盤輥可能弄傷玻璃表面。渣球的大小通常為45~5000 μ m左右。
[0036]基材含有10~30重量％的木節(jié)粘土，優(yōu)選含有15~25重量％。如果在該范圍內(nèi)含有木節(jié)粘土，則表面潤(rùn)滑性(平滑性)變得良好。
[0037]含有2~20重量％的膨潤(rùn)土，優(yōu)選含有2~15重量％，進(jìn)一步優(yōu)選含有3~15重量％，更加優(yōu)選含有5~15重量％。如果不含膨潤(rùn)土，則固定.凝聚不充分，并且濾水性變差。相反地，如果膨潤(rùn)土過多，則漿料的性能變高，濾水性變差。
[0038]為了提高圓盤材料對(duì)傳動(dòng)軸的熱膨脹的追隨性而添加云母。由于嵌插圓盤材料的傳動(dòng)軸是金屬制，因此，如果曝露于高溫下，則該傳動(dòng)軸熱膨脹而沿著軸方向伸長(zhǎng)。此時(shí)，由于圓盤材料與金屬相比熱膨脹系數(shù)低，因此，不能追隨傳動(dòng)軸的伸長(zhǎng)，從而圓盤材料彼此剝離。另一方面，云母形成極薄的層結(jié)構(gòu)，如果被加熱則發(fā)生結(jié)晶變態(tài)，此時(shí)有在層方向上膨脹的傾向，由于向該層方向膨脹，從而提高圓盤材料對(duì)傳動(dòng)軸的熱膨脹的追隨性。
[0039]作為云母,可以使用白云母(Muscovite, K2Al4(Si3Al)2O2tl(0H)4)、黑云母、金云母(phlogopite, K2Mg6(SiAl)2O2tl(OH)4)、鈉云母(paragonite)、鋰云母(Lepidolite)、氟合成云母等，如果考慮上述追隨性，則優(yōu)選白云母。
[0040]基材含有20~40重量％的云母,優(yōu)選含有25~35重量％。在云母小于20重量％的時(shí)候，對(duì)傳動(dòng)軸的熱膨脹的追隨性變低；在超過40重量％的時(shí)候，難以使其均勻地分散于漿料中，可能圓盤基材的物性的偏差變大。
[0041]本發(fā)明的基材在不損害本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)除了包含上述成分以外，還可以包含凝聚輔助劑、有機(jī)粘結(jié)劑。
[0042]作為有機(jī)粘結(jié)劑，優(yōu)選有機(jī)纖維(紙漿)、淀粉。如果包含有機(jī)纖維(紙漿)，則可以表現(xiàn)壓縮特性，其量例如可以為2~10重量％或者6~10重量％。另外，如果包含淀粉，則可以表現(xiàn)圓盤材料的強(qiáng)度，其量例如可以為I~10重量％或者I~4重量％。
[0043]本發(fā)明的基材，作為無機(jī)成分可以將陶瓷纖維、木節(jié)粘土、膨潤(rùn)土、云母合計(jì)設(shè)為90重量％以上、95重量％以上、98重量％以上、100重量％。
[0044]本發(fā)明的基材通過在 上述范圍內(nèi)包含上述成分，從而即使無機(jī)纖維的量少，也可以得到確保了耐熱性和強(qiáng)度平衡良好的圓盤輥。
[0045]基材可以將含有無機(jī)纖維、高嶺石以及云母的水性漿料成型為板狀并干燥來制造。此時(shí)，使用抄紙法有效且優(yōu)選。即，可以通過調(diào)制含有一定量的無機(jī)纖維、高嶺石以及云母、根據(jù)需要的凝聚輔助劑、有機(jī)纖維、有機(jī)粘結(jié)劑等的水性漿料，用抄紙機(jī)將該水性漿料成型為板狀并干燥，從而得到基材。另外，可以適當(dāng)設(shè)定基材的厚度，通常為2~10_。
[0046]接著，對(duì)圓盤輥的制造方法進(jìn)行說明。通常由基材沖壓環(huán)狀的圓盤材料，將多枚該圓盤材料嵌插至金屬制(例如鐵制)的傳動(dòng)軸，制成輥狀的層疊物，通過配置于兩端的凸緣自兩端對(duì)整體進(jìn)行加壓，在對(duì)圓盤材料施加若干壓縮的狀態(tài)下用螺母等固定。根據(jù)需要進(jìn)行燒成。然后，通過以成為規(guī)定的輥直徑的方式研磨圓盤材料的外周面，從而得到圓盤輥。
[0047]在圓盤輥的構(gòu)造中有用圓盤材料包覆傳動(dòng)軸整體的構(gòu)造、圓盤材料包覆僅玻璃接觸的部分的傳動(dòng)軸的構(gòu)造、具有單一軸的構(gòu)造等。
[0048]例如，如圖1所示，可以使用本發(fā)明的圓盤輥10，夾著玻璃熔融物100進(jìn)行運(yùn)送，使玻璃熔融物100冷卻、固化來制造玻璃。
[0049]實(shí)施例
[0050]實(shí)施例1
[0051][粗陶瓷纖維的脫粒]
[0052]將含有40~60重量％的氧化鋁、60~40重量％的二氧化硅的粗陶瓷纖維(NICHIAS Corporation制造的“FINE FLEX散纖維”)脫粒，得到45 μ m以上的渣球?yàn)?重量％以下的陶瓷纖維。
[0053]渣球的含有率按以下的步驟進(jìn)行測(cè)定。
[0054](i)以渣球不從樣品脫落的方式從任意處剪下IOOg以上的樣品。
[0055](ii)在105~110°C下將剪下的樣品干燥處理I小時(shí)之后，進(jìn)行稱量，作為W。。
[0056](iii)將樣品放入圓筒中，在21MPa下加壓粉碎，在圓筒內(nèi)使用刮鏟揉開樣品之后，再次進(jìn)行加壓粉碎。
[0057](iv)將粉碎后的樣品轉(zhuǎn)移至JIS-Z-8801的預(yù)備尺寸45 μ m的篩子中，通過流水沖洗纖維以及細(xì)的渣球。
[0058](V)將殘留于篩子中的渣球與篩子一起用干燥器干燥I小時(shí)。
[0059](Vi)將從干燥器中取出的篩子冷卻至室溫之后，用手敲打篩子的側(cè)面10秒左右除去附著于篩子里面的細(xì)粒。
[0060](Vii)將殘留于篩子面上的渣球轉(zhuǎn)移至適當(dāng)?shù)娜萜髦?。此時(shí)，以使渣球不殘留于篩子中的方式用刷子充分撣落，稱量分離的渣球，作為Wp
[0061](Viii)通過下式求得渣球的含有率，四舍五入至小數(shù)點(diǎn)后一位。
[0062]渣球含有率qZ7O=W1ZWq X 100
[0063][圓盤棍用基材的制造]
[0064]調(diào)制含有上述脫粒后的陶瓷纖維30重量％、白云母32重量％、木節(jié)粘土 20重量％、膨潤(rùn)土 10重量％、紙漿6重量％以及淀粉2重量％的水性漿料，通過抄紙法抄紙干燥后的尺寸為200mm X 200mm X 6mm的圓盤棍用基材(硬紙板)。
[0065]對(duì)于得到的含有陶瓷纖維的圓盤輥用基材，測(cè)定密度之后，進(jìn)行下述(I)~(7)的評(píng)價(jià)。將結(jié)果表不于表1中。
[0066]( I)原板的彎曲試驗(yàn)(彎曲強(qiáng)度和彎曲模量)
[0067]將含有陶瓷纖維的圓盤輥用基材在維持于900°C的加熱爐中保持3小時(shí)之后，自然冷卻至室溫。從冷卻后的基材 中剪出寬度為30mm、長(zhǎng)度為150mm、厚度為6mm的樣品片，使用島津制作所制造的“AutographAG-lOOkND”，根據(jù)JIS K7171評(píng)價(jià)彎曲強(qiáng)度和彎曲模量。
[0068](2)填充時(shí)的彎曲試驗(yàn)(彎曲強(qiáng)度和彎曲模量)
[0069]從含有陶瓷纖維的圓盤棍用基材中剪出寬度為30mm、長(zhǎng)度為150mm的圓盤材料，用不銹鋼板夾住該圓盤材料，以厚度成為10mm、密度成為1.25g/cm3的方式壓縮，在經(jīng)過壓縮的狀態(tài)下在維持于900°C的加熱爐中保持10小時(shí)之后，自然冷卻至室溫。冷卻之后，將放開壓縮力的樣品作為測(cè)定樣品，使用島津制作所制造的“Autograph AG_100kND”,根據(jù)JISK7171評(píng)價(jià)彎曲強(qiáng)度和彎曲模量。
[0070](3)熱傳導(dǎo)率
[0071]從含有陶瓷纖維的圓盤輥用基材中剪出寬度為50mm、長(zhǎng)度為IOOmm的圓盤材料，用SUS板夾住該圓盤材料，以厚度成為10mm、密度成為1.25g/cm3的方式壓縮，在壓縮后的狀態(tài)下在維持于900°C的加熱爐中保持10小時(shí)之后，自然冷卻至室溫。冷卻之后，將放開壓縮力的樣品作為測(cè)定樣品，根據(jù)JIS R2618的非穩(wěn)態(tài)熱線法使用快速熱導(dǎo)儀QTM-500(京都電子工業(yè)株式會(huì)社制造)對(duì)樣品的表面測(cè)定室溫下的電傳導(dǎo)率。
[0072](4)熱膨脹系數(shù)
[0073]從含有陶瓷纖維的圓盤棍用基材中沖出外徑為60mm、內(nèi)徑為20mm的圓盤材料,在不銹鋼制的傳動(dòng)軸上以長(zhǎng)度成為100mm、密度成為1.25g/cm3的方式成輥，在維持于900°C的加熱爐中保持10小時(shí)之后，自然冷卻至室溫。將冷卻后的樣品切成5X5X20mm，作為測(cè)定樣品。使用理學(xué)電機(jī)工業(yè)株 式會(huì)社制造的熱機(jī)械分析裝置“TMA8310”，在空氣中以5°C /min的速度從室溫升溫至90(TC，測(cè)定熱膨脹系數(shù)。
[0074](5)壓縮加熱復(fù)原率[0075]從含有陶瓷纖維的圓盤輥用基材中切出寬度為30mm、長(zhǎng)度為50mm的圓盤材料，用不銹鋼板夾住，以厚度成為20_、密度成為1.35g/cm3的方式壓縮,將固定后的物質(zhì)作為樣
品O
[0076]將得到的樣品在600°C下加熱5小時(shí)之后，冷卻至室溫25°C，釋放對(duì)圓盤材料施加的壓縮力，將此時(shí)復(fù)原后的長(zhǎng)度用原長(zhǎng)度除，求得復(fù)原率。另外，在900°C下將得到的圓盤輥加熱10小時(shí)，與上述同樣地測(cè)定復(fù)原率。
[0077](6)磨損試驗(yàn)
[0078]從含有陶瓷纖維的圓盤棍用基材中沖出外徑為80mm、內(nèi)徑為30mm的圓盤材料,在直徑為30mm的不銹鋼制的傳動(dòng)軸上以長(zhǎng)度成為100mm、填充密度成為1.25g/cm3的方式成棍，制作圓盤棍。
[0079]在使該圓盤輥的輥面接觸以2mm的間隔進(jìn)行過5條寬度為2mm的開槽的直徑為30mm的不銹鋼制的軸的狀態(tài)下，在900°C下旋轉(zhuǎn)5小時(shí)之后，冷卻至室溫25°C，測(cè)定在圓盤輥的輥表面上出現(xiàn)的槽的深度。
[0080](7)負(fù)荷變形量
[0081]從含有陶瓷纖維的圓盤棍用基材中沖出外徑為60mm、內(nèi)徑為20mm的圓盤材料,在直徑為20mm的不銹鋼制的傳動(dòng)軸上以長(zhǎng)度成為100mm、填充密度成為1.25g/cm3的方式成棍，制作圓盤棍。
[0082]對(duì)于該圓盤輥，使用架臺(tái)支撐傳動(dòng)軸的兩端，在由圓盤材料構(gòu)成的輥面上通過壓縮元件以Imm/分鐘施加lOkgf/cm的負(fù)荷，測(cè)定此時(shí)的負(fù)荷變形量(室溫)。
[0083]另外，將上述圓盤輥在900°C的加熱爐中保持10小時(shí)，從加熱爐中取出之后，對(duì)于冷卻至室溫的圓盤輥也用與上述相同的方法測(cè)定負(fù)荷變形量(900°C下10小時(shí))。
[0084]表1:
【權(quán)利要求】
1.一種圓盤棍用基材,其中， 所述圓盤輥用基材包含: 20~38重量％的硅酸鋁纖維，其中，所述硅酸鋁纖維中45 μ m以上的渣球?yàn)?重量％以下，并且所述硅酸鋁纖維含有40重量％以上且60重量％以下的氧化鋁和40重量％以上且60重量％以下的二氧化硅； 10~30重量％的木節(jié)粘土 ； 2~20重量％的膨潤(rùn)土 ；和 20~40重量％的云母。
2.如權(quán)利要求1所述的圓盤輥用基材，其中， 進(jìn)一步包含紙衆(zhòng)和淀粉。
3.—種圓盤輥用基材的制造方法，其中， 將含有40重量％以上且60重量％以下的氧化鋁和40重量％以上且60重量％以下的二氧化硅的粗纖維脫粒，制造45 μ m以上的渣球?yàn)?重量％以下的硅酸鋁纖維， 將水、所述硅酸鋁纖維、木節(jié)粘土、膨潤(rùn)土和云母混合，制造水性漿料， 通過將水性漿料流入模具中，濾水，從而制造薄片。
4.一種圓盤棍,其中， 所述圓盤輥包含權(quán)利要求1或2所述的基材。
5.一種玻璃的制造方法，其中， 使用權(quán)利要求4所述的圓盤輥來運(yùn)送玻璃熔融物，并冷卻玻璃熔融物。
【文檔編號(hào)】F16C13/00GK103476721SQ201280016866
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月31日
【發(fā)明者】渡邊和久, 中山正章, 堀內(nèi)修 申請(qǐng)人:霓佳斯株式會(huì)社