CN102666411B - 玻璃膜的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种玻璃膜的制造方法，其特征在于，包括：在熔融窑2中使玻璃熔融的熔融工序；将熔融窑2的熔融玻璃向多个分支流路4供给的分配工序；将从多个分支流路4流出的熔融玻璃向与各分支流路4分别相通的多个成形装置51～53供给，并利用下拉法成形为板状的成形工序，利用所述多个成形装置51～53中的一个或多个成形厚度为1～200μm的玻璃膜。

Description

玻璃膜的制造方法
技术领域
本发明涉及在平板显示器、太阳能电池、有机EL照明等中使用的玻璃膜的制造方法。
背景技术
从省空间化的观点出发，近年来取代CRT而逐渐普及有液晶显示器、等离子体显示器、有机EL显示器、场致发射显示器等平板显示器。对这些平板显示器要求进一步的薄型化，尤其是对有机EL显示器而言，要求通过折叠或卷绕而容易搬运，并且不仅能够安装于平面还能够安装于曲面。
并且，安装于曲面的要求不仅限于显示器，还期望例如在机动车的车身表面或建筑物的屋顶、柱、外壁等具有曲面的物体的表面形成太阳能电池或有机EL照明。从而，对以平板显示器为代表的各种玻璃基板而言，为了满足还能够应对曲面的高挠性而要求进一步的薄型化，例如像专利文献1所公开的那样，开发出通过下拉法而成的厚度200μm以下的呈薄膜状的薄板玻璃、即所谓的玻璃膜。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2008-133174号公报
然而，在利用下拉法成形玻璃膜时，难以稳定地制造规定尺寸的玻璃膜。即，在为玻璃膜的情况下，存在因熔融玻璃的微小的流量的变动而产生厚度变化或厚度不均，无法稳定地成形高精度的玻璃膜这样的问题。并且，在将成形后的玻璃膜连续地卷绕来进行捆包的情况下，若存在厚度的偏差或厚度不均，则会在卷绕时或卷绕后施加不必要的应力而造成破损。
即，在例如为液晶显示器用玻璃基板的情况下，通常的厚度为0.7mm，但利用下拉法制造厚度1～200μm的玻璃膜的情况与制造厚度0.7mm的基板的情况相比，需要大幅地减少从熔融窑流出的熔融玻璃的流量。然而，通常在熔融窑的调和条件或作业条件发生变动而导致熔融玻璃的液位波动时，在成形装置中流动的熔融玻璃的流量变得容易变动。该熔融玻璃的流量的变动容易对板玻璃的厚度或厚度不均造成影响，板玻璃的厚度变得越小，厚度变动或厚度不均的程度变得越大。因此，在从熔融窑向成形装置供给熔融玻璃并通过下拉法成形玻璃膜的情况下，由于在成形装置中流动的熔融玻璃的流量的变动，而会导致厚度发生变化或厚度不均容易变大，难以提高生产率。
发明内容
本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供一种玻璃膜的制造方法，从而在成形玻璃膜时，能够抑制在成形装置中流动的熔融玻璃的流量的变动，由此抑制玻璃膜的厚度变化或厚度不均的产生。
本发明人们为了解决上述技术课题而反复仔细研究的结果发现，通过将熔融窑的熔融玻璃向多个分支流路分配并使分配到多个分支流路中的熔融玻璃流出，由此能够抑制从各分支流路向成形装置流动的熔融玻璃的流量的变动，能够稳定地制造玻璃膜，基于此提出本发明。
即，为了解决上述课题而提出的本发明的第一方面涉及的玻璃膜的制造方法的特征在于，包括：在熔融窑中使玻璃熔融的熔融工序；将熔融窑的熔融玻璃向多个分支流路供给的分配工序；以及将从多个分支流路流出的熔融玻璃向与各分支流路分别相通的多个成形装置供给，并利用下拉法成形为板状的成形工序，利用所述多个成形装置中的一个或多个来成形厚度为1～200μm的玻璃膜。
为了解决上述课题而提出的本发明的第二方面涉及的玻璃膜的制造方法以第一方面为基础，其特征在于，利用除了成形玻璃膜的成形装置之外的成形装置来成形厚度超过200μm的板玻璃。
为了解决上述课题而提出的本发明的第三方面涉及的玻璃膜的制造方法以第一或第二方面为基础，其特征在于，对在多个分支流路中流动的熔融玻璃分别施加流通阻力。
为了解决上述课题而提出的本发明的第四方面涉及的玻璃膜的制造方法以第一～第三方面中任一方面为基础，其特征在于，将玻璃膜卷绕成辊卷状。
为了解决上述课题而提出的本发明的第五方面涉及的玻璃膜的制造方法以第一～第四方面中任一方面为基础，其特征在于，下拉法为溢流下拉法或流孔下拉法。
【发明效果】
根据本发明的第一方面，包括：在熔融窑中使玻璃熔融的熔融工序；将熔融窑的熔融玻璃向多个分支流路供给的分配工序；将从多个分支流路流出的熔融玻璃向与各分支流路分别相通的多个成形装置供给，并利用下拉法成形为板状的成形工序，利用所述多个成形装置中的一个或多个来成形厚度为1～200μm的玻璃膜，因此熔融玻璃从熔融窑通过多个分配流路而流动，向成形玻璃膜的成形装置输送的熔融玻璃的流量稳定。
即，由于具有多个分配流路，因此能够实现熔融窑的大型化，能够抑制熔融窑内的液位的变动。并且，即使因熔融窑的调和条件或作业条件的不同而导致熔融玻璃的液位波动，由于熔融玻璃从熔融窑通过多个分配流路而向多个成形装置流出，因此熔融玻璃的流量变动也会被多个分配流路缓和调整，向成形玻璃膜的成形装置流动的熔融玻璃的流量温度，能够抑制玻璃膜的厚度变动或厚度不均的产生。
根据本发明的第二方面，利用除了成形玻璃膜的成形装置之外的成形装置来成形厚度超过200μm的板玻璃，因此即使因熔融窑的作业条件的不同而导致熔融玻璃的液位波动，由于容易通过向成形厚度超过200μm的板玻璃的成形装置流动的分支流路来缓和调整从熔融窑流出的熔融玻璃的流量的变动，因此向成形玻璃膜的成形装置流动的熔融玻璃的流量也会稳定，能够将玻璃膜的厚度变动或厚度不均的产生抑制为最小限度。这里，对玻璃膜而言，厚度越小，越容易破损，而厚度越大的话，挠性降低且不易卷绕成辊卷状，因此优选厚度为5～100μm、进而为10～100μm。并且，对厚度超过200μm的板玻璃而言，厚度越大，对熔融玻璃的流量变动进行缓和调整的效果越好，因此期望厚度为0.4mm以上、优选为0.5mm以上、更优选为0.6mm以上。
根据本发明的第三方面，由于对在多个分支流路中流动的熔融玻璃分别施加流通阻力，因此能够阻止熔融窑内的熔融玻璃在不受阻力的情况下立刻向成形装置流动的情况。为了施加流通阻力，可以设置多个用于变换在分支流路中流动的熔融玻璃的流动方向并对熔融玻璃的流动进行节流的干扰板。
根据本发明的第四方面，将玻璃膜卷绕成辊卷状，因此能够确保玻璃膜的清洁性并防止玻璃膜的破损，实现保管时的省空间化，提高输送时的处理性。并且，根据本发明的第一方面，由于能够稳定地获得厚度变动或厚度不均少的玻璃膜，因此在将该玻璃膜连续地卷绕时或卷绕后，不会施加不必要的应力，能够防止玻璃膜的破损。
根据本发明的第五方面，下拉法为溢流下拉法或流孔下拉法，因此能够效率良好地形成厚度为1～200μm的玻璃膜。尤其在获得表面质量优越的板玻璃的情况下，溢流下拉法比流孔下拉法合适。需要说明的是，溢流下拉法是指如下述的方法，即，将熔融玻璃向具有楔状的截面形状且在顶部形成有槽部的耐火物的成形体供给，使熔融玻璃从顶部的槽部的两侧溢出并在成形体的下端部熔合，由此形成板状的玻璃带，将该玻璃带沿铅垂方向延伸成形来制造玻璃板。并且，流孔下拉法是指如下述的方法，即，将熔融玻璃向具有长孔状(流孔状)的开口部的成形体供给后，从成形体的开口部拉出熔融玻璃而形成板状的玻璃带，将该玻璃带沿铅垂方向延伸成形来制造玻璃板。
附图说明
图1是表示用于实施本发明的玻璃膜的制造方法的熔融玻璃供给设备的局部剖视简要立体图。
图2是表示第一成形装置的纵向剖视图。
图3是表示第二、三成形装置的纵向剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
首先，参照图1对本发明的实施方式涉及的熔融玻璃供给设备的整体结构进行说明。该熔融玻璃供给设备1具有构成熔融玻璃的供给源的大致矩形的一个熔融窑2、与熔融窑2的流出口2a连通的分配室(分配部)3、与该分配室3的下游侧端部大致等间隔地连通的多条分支流路4，上述分支流路4的下游侧端部分别与多个成形装置51～53连通。需要说明的是，通过分支流路4而到达成形装置51～53的路径在图例中为三条，但也可以为两条，或者还可以为四条以上。
熔融窑2具有底壁21、侧壁22～25及覆盖其上方整个区域的拱形的顶壁26，上述各壁由高氧化锆系的耐火物(耐火砖)形成，且多个燃烧器的火焰F从左右两侧的侧壁22、23的上方朝向熔融玻璃的上部空间喷射。并且，这些燃烧器的火焰F从上方对充满在熔融窑2内的熔融玻璃进行加热，由此维持在1500～1650℃的温度。
在熔融窑2的下游侧的侧壁24的左右方向中央部形成有流出口2a，熔融窑2与分配室3经由在上游端具有该流出口2a的宽度窄的流出路6而连通。分配室3具有底壁31、侧壁32～35及覆盖其上方整个区域的拱形的顶壁(省略图示)，上述各壁由高氧化锆系的耐火物(耐火砖)形成。分配室3内的熔融玻璃的温度被维持在1600℃～1700℃。
分配室3比熔融窑2的容积小且在左右方向上长，流出路6的下游端在上游侧的侧壁34的左右方向中央部开口。并且，左右方向上长的整流壁部37以与所有侧壁32～35彼此之间隔着流通空间的方式固设在该分配室3的前后左右方向的中央部。
在分配室3的下游侧的侧壁35上大致等间隔地形成有多个小流出路7，在各小流出路7的下游端形成有多个流通阻力施加室(流通阻力施加部)8。上述流通阻力施加室8在前后方向上长，比分配室3的容积小。并且，各流通阻力施加室8具有形成流路的包围壁81～85及覆盖其上方整个区域的顶壁(省略图示)，上述各壁由高氧化锆系的耐火物(耐火砖)形成。各流通阻力施加室8内的熔融玻璃的温度维持在1500℃～1650℃。
在各流通阻力施加室8中，用于改变在其内部流动的熔融玻璃的流动方向并对熔融玻璃的流动进行节流的多个干扰板9沿前后方向分别隔开规定的间隔而排列安装。这些干扰板9用于对在各流通阻力施加室8中流动的熔融玻璃施加阻力，能够阻止熔融玻璃立刻向各成形装置51～53流动。从而，各流通阻力施加室8具有调整从分配部3向各分支流路4分配供给熔融玻璃时的各供给压力的功能。
根据具备如上的结构的熔融玻璃供给设备1，从熔融窑2经由分配室3而多个分支流路4与成形装置51～53侧连结，因此熔融窑2内的熔融玻璃通过上述各分支流路4而向各成形装置51～53供给。即，实施在熔融窑2中使玻璃熔融的熔融工序、将熔融窑2的熔融玻璃向多个分支流路4供给的分配工序、将从多个分支流路4流出的熔融玻璃向分别与各分支流路4连通的多个成形装置51～53供给并利用下拉法成形为板状的成形工序。
各成形装置51～53均为通过溢流下拉法将熔融玻璃成形为板状(玻璃带)的装置，第一成形装置51是成形出厚度1～200μm的玻璃膜，第二、第三成形装置52、53均为成形出厚度0.7mm的板玻璃的装置。
如图2所示，第一成形装置51中，从上游侧按顺序设置成形区域100、退火区域(anneal)101、冷却区域102及加工区域103。
在成形区域100中配置具有楔状的截面形状且在顶部形成有槽部的耐火物制的成形体110，使向该成形体110供给的熔融玻璃从顶部的槽部两侧溢出且在该成形体110的下端部熔合而形成板玻璃(玻璃带)后，将该板玻璃向下方拉伸而从熔融玻璃成形玻璃膜111。玻璃膜的厚度根据熔融玻璃的流量和向下方的拉伸速度来适当调整。
在退火区域101中，利用温度调整用加热器(省略图示)对玻璃膜111进行退火并除去其残留应变(退火处理)，在冷却区域102中，将退火后的玻璃膜111充分地冷却。在退火区域101和冷却区域102中配置有将玻璃膜111向下方拉伸的多个拉伸辊(退火辊)112。
在加工区域103中配置有将玻璃膜111的宽度方向两端部(由于冷却辊的接触而比中央部相对壁厚的耳部)沿着输送方向切断(Y切断)的耳部切断机构113。该耳部切断机构113可以利用金刚石刀具来形成划线，且将玻璃膜111的宽度方向两端部向宽度方向外侧拉伸，由此将宽度方向两端部(耳部)沿着划线切断除去，但从实现端面的强度提高的观点来看，优选利用激光割断来将玻璃膜111的耳部切断除去。
并且，在加工区域103中配置有作为卷绕辊而发挥功能的卷芯114，在该卷芯114上卷绕切断了宽度方向两端部(耳部)的玻璃膜111。此时，从保护片辊115依次供给保护片116，将玻璃膜111在外表面侧重叠有保护片116的状态下卷绕于卷芯114。详细而言，从保护片辊115抽出保护片116，在玻璃膜111的外表面侧重叠保护片116，沿着卷芯114的表面将玻璃膜111和保护片116呈辊卷状卷绕。并且，在将玻璃膜111卷绕至规定的辊外径后，利用切断机构(省略图示)仅将玻璃膜111沿宽度方向切断(X切断)。之后，将该切断了的玻璃膜111卷绕至最后，且仅将保护片116进而卷绕1周以上并切断保护片116。通过这样一系列的动作来完成玻璃辊的制造。
并且，如图3所示，第二、第三成形装置52、53具备与第一成形装置51同样的成形区域100、退火区域101、冷却区域102。在第一成形装置51的加工区域104中配置有将成形、退火后的板玻璃(玻璃带)120沿着宽度方向切断(X切断)的切断机构121。该切断机构121具有在沿着玻璃带120的宽度方向形成划线后折断的功能。将这样折断了的板玻璃122在切断除去其耳部后进行捆包。
本发明中使用的熔融玻璃根据板玻璃的使用目的来选择组成或特性，在要得到例如液晶显示器用玻璃基板的情况下，优选与1000dPa·s的粘度相当的温度为1350℃以上、优选为1420℃以上、且应变点为600℃以上、优选为630℃以上的无碱玻璃。并且，在利用溢流下拉法成形板玻璃的情况下，若玻璃的液相粘度低，则玻璃容易失透，因此玻璃的液相粘度为10万dPa·s以上，优选为30万dPa·s以上，进而优选为50万dPa·s以上，最优选为60万dPa·s以上。
并且，作为玻璃的组成，例如优选以质量％计为40～70％的SiO2、6～25％的Al2O3、5～20％的B2O3、0～10％的MgO、0～15％的CaO、0～30％的BaO、0～10％的SrO、0～10％的ZnO、0.1％以下的碱金属氧化物、0～5％的澄清剂，进而优选55～70％的SiO2、10～20％的Al2O3、5～15％的B2O3、0～5％的MgO、0～10％的CaO、0～15％的BaO、0～10％的SrO、0～5％的ZnO、0.1％以下的碱金属氧化物、0～3％的澄清剂。
需要说明的是，本发明并不限定于上述的实施方式，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进一步以各种形态实施。
例如，在上述实施方式中，对在基于溢流下拉法的玻璃膜的制造中适用本发明的情况进行了说明，但除此之外，也可以在基于流孔下拉法的玻璃膜的制造中也同样适用本发明。
并且，在上述实施方式中，对在玻璃膜的外表面侧重叠有保护片的状态下卷绕于卷芯的情况下进行了说明，但也可以在玻璃膜的内表面侧重叠有保护片的状态下进行卷绕。
【工业实用性】
本发明的玻璃板的制造方法可以用于以液晶显示器用玻璃板为代表的、在等离子体显示器、有机EL等电致发光显示器、场致发射显示器等各种平板显示器、太阳能电池、有机EL照明等中使用的玻璃膜的制造。
【标号说明】
1熔融玻璃供给设备
2熔融窑
3分配室
4分支流路
51、52、53成形装置
6流出路
7小流出路
8流通阻力施加室
9干扰板
100成形区域
101退火区域
102冷却区域
103、104加工区域
111玻璃膜
112拉伸辊
113耳部切断机构
114卷芯
115保护片辊
116保护片
120板玻璃(玻璃带)
121切断机构
122板玻璃

Claims (4)

1.一种玻璃膜的制造方法，其特征在于，包括：
在熔融窑中使玻璃熔融的熔融工序；
将熔融窑的熔融玻璃向多个分支流路供给的分配工序；以及
将从多个分支流路流出的熔融玻璃向与各分支流路分别相通的多个成形装置供给，并利用下拉法成形为板状的成形工序，
利用所述多个成形装置中的一个或多个，通过下拉法来成形厚度为1～200μm的玻璃膜，
利用除了成形所述玻璃膜的成形装置之外的成形装置，通过下拉法来成形厚度为0.4mm以上的板玻璃。
2.根据权利要求1所述的玻璃膜的制造方法，其特征在于，
对在多个分支流路中流动的熔融玻璃分别施加流通阻力。
3.根据权利要求1所述的玻璃膜的制造方法，其特征在于，
将玻璃膜卷绕成辊卷状。
4.根据权利要求1所述的玻璃膜的制造方法，其特征在于，
下拉法为溢流下拉法或流孔下拉法。
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