フロートガラスとロールガラス
フロートガラス
1952年にアラスター・ピルキントン卿によって発明されたフロート法は、板ガラスを製造する方法です。この製法では、建物用の透明ガラス、着色ガラス、コーティングガラス、そして車両用の透明ガラスと着色ガラスを製造できます。
世界中に約260のフロートガラス工場があり、週当たり約80万トンのガラスを生産しています。11年から15年にわたり連続稼働するフロートガラス工場では、厚さ0.4mmから25mm、幅最大3mのガラスを年間約6,000キロメートル生産しています。
フロートラインは全長約500メートルに及びます。一方の端から原料が投入され、もう一方の端からは、仕様通りに正確にカットされたガラス板が週6,000トンもの速度で生産されます。その間には、高度に統合された6つの工程が存在します。
溶解と精製
品質が厳密に管理されたきめの細かい原料を混ぜてバッチを作り、それを 1500°C に加熱された炉に流し込みます。
今日のフロート法は、光学品質に近いガラスを製造しています。溶融、精製、均質化といった複数の工程が、炉内の2,000トンの溶融ガラスの中で同時に進行します。図に示すように、これらの工程は、高温によって駆動される複雑なガラスの流れの中で、別々のゾーンで進行します。この工程は、最長50時間にも及ぶ連続溶融プロセスにつながり、異物や気泡のない1,100℃のガラスを、滑らかに、そして連続的にフロート槽へと送り出します。この溶融プロセスはガラスの品質の鍵であり、組成を調整することで最終製品の特性を変えることができます。
フロートバス
溶解炉から出たガラスは、耐火性の注ぎ口から鏡のような溶融スズの表面にゆっくりと流れ、1,100°C から始まり、600°C で固体のリボンとしてフロート浴槽から出てきます。
フロートガラスの原理は1950年代から変わっていませんが、製品は劇的に変化しました。均衡厚さが6.8mmという単一だったものから、1mm未満から25mmまで、そして内包物、気泡、条線が入り組んだリボン状のものから、ほぼ完璧な光学的輝きを放つものまで、多岐にわたります。フロートガラスは、いわゆる「ファイアーフィニッシュ」と呼ばれる、新品の陶磁器のような輝きを実現します。
焼きなまし、検査、切断（オーダーメイド）
● アニーリング
フロートガラスは成形が穏やかであるにもかかわらず、リボンは冷却されるにつれてかなりの応力が発生します。応力が大きすぎると、ガラスはカッターの下で破損してしまいます。写真は、リボンを通して偏光によって見える応力です。これらの応力を軽減するために、リボンは徐冷炉と呼ばれる長い炉で熱処理されます。リボン全体と横方向の両方の温度が厳密に管理されます。
●検査
フロート法は、完璧に平坦で欠陥のないガラスを作ることで知られています。しかし、最高の品質を保証するために、すべての段階で検査が行われます。精製中に気泡が除去されなかったり、砂粒が溶けなかったり、缶の振動によってガラスリボンに波紋が生じたりすることがあります。自動オンライン検査には2つの効果があります。上流工程で工程上の欠陥を明らかにし、修正することで、下流工程のコンピューターが欠陥を回避してカッターを操作できるようになります。現在、検査技術はリボン全体で毎秒1億回以上の測定を可能にし、肉眼では見えない欠陥も特定しています。
データは「インテリジェント」カッターを駆動し、顧客への製品品質をさらに向上させます。
●注文に応じてカット
ダイヤモンドホイールがセルビッジ（応力のかかった端）をトリミングし、コンピュータで指示されたサイズに合わせてリボンを切断します。フロートガラスは平方メートル単位で販売されます。コンピュータは顧客の要望を、無駄を最小限に抑えるカットパターンに変換します。
ロールガラス
圧延工程は、太陽電池パネル用ガラス、模様付き板ガラス、網入りガラスの製造に用いられます。溶融ガラスを水冷ローラーの間に連続的に流し込みます。
ロールガラスは透過率が高いため、太陽光発電モジュールや集熱器での使用が増えています。ロールガラスとフロートガラスのコスト差はほとんどありません。
ロールガラスは、そのマクロ的な構造により特別なガラスです。透過率が高いほど優れており、今日では高性能の低鉄ロールガラスは、通常91%の透過率に達します。
ガラス表面に表面構造を導入することも可能です。用途に応じて、様々な表面構造が選択されます。
PV用途では、EVAとガラスの接着強度を高めるために、表面をバリ状に加工した構造がよく用いられます。構造化ガラスは、PV用途と熱電併給用途の両方で使用されています。
模様付きガラスは、約1050℃の温度でローラーに流し込まれるシングルパス工程で製造されます。下側の鋳鉄またはステンレス鋼製のローラーには、模様のネガが刻まれており、上側のローラーは滑らかです。厚さはローラー間の隙間を調整することで制御されます。リボン状のガラスは約850℃でローラーから出され、一連の水冷式鋼製ローラーに支えられながら、徐冷炉へと送られます。徐冷後、ガラスは所定のサイズに切断されます。
網入りガラスはダブルパスプロセスで製造されます。このプロセスでは、独立して駆動する2組の水冷式成形ローラーを使用し、それぞれに共通の溶融炉から別々の溶融ガラスが供給されます。最初のローラー対は、最終製品の半分の厚さの連続したガラスリボンを生成します。このリボンの上にワイヤーメッシュが重ねられます。次に、最初のリボンと同じ厚さのガラスを供給し、ワイヤーメッシュを挟んだ状態でリボンを2組目のローラー対に通します。リボンはアニール処理後、特殊な切断・切断装置によって切断されます。