CN103124701A - 玻璃板的制造方法及玻璃板制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的玻璃板的制造方法包括：熔解步骤，其熔解玻璃原料而获得熔融玻璃；成形步骤，其将上述熔融玻璃供给至设置于成形炉内的成形体而成形玻璃带，制作上述玻璃带的流体；退火步骤，其利用设置于退火炉内的辊牵引上述玻璃带而于上述退火炉内冷却；玻璃带切断步骤，其于玻璃带切断空间内切断经冷却的上述玻璃带；及耳部切断步骤，其于耳部切断空间内切断形成于经切断的上述玻璃带的宽度方向的两端部的耳部。且以使上述玻璃带切断空间的气压相对于上述耳部切断空间的气压变得较高的方式，调整上述玻璃带切断空间及上述耳部切断空间中的至少一个的气压。

Description

玻璃板的制造方法及玻璃板制造装置
【技术领域】
本发明涉及一种利用下拉(down draw)法的玻璃板的制造方法及玻璃板制造装置。
【背景技术】
以往，例如，作为液晶显示器等平板显示器所使用的玻璃基板的成形方法，使用下拉法。关于下拉法，例如下述专利文献1中有所记载。
另外，下述专利文献2中，揭示有如下的技术：利用下拉法的玻璃板的制造方法中，为了降低玻璃板的平面应变，增加对成形炉及/或退火炉的炉外部环境(炉外部空间)的气压，降低退火炉内沿玻璃带产生的上升气流，由此抑制退火炉内的温度变动。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2009-196879号公报
[专利文献2]日本专利特开2009-173525号公报
【发明内容】
[发明要解决的问题]
然而，根据液晶显示器的高精细化的要求，要求提高所制造的玻璃板的表面质量，从而玻璃板的制造步骤中需要抑制表面质量的劣化。玻璃板的制造步骤中，由熔融玻璃成形玻璃带后，对玻璃带进行退火。
对于退火后的玻璃带，通常利用在配置于退火炉下方的玻璃带切断室将其切断为所期望的尺寸，从而制成玻璃板。另外，玻璃板的宽度方向的两端部形成有厚度比玻璃板宽度方向的中央部厚度大的耳部。玻璃板搬送至可通气地邻接于玻璃带切断室的耳部切断室中后，在耳部切断室中切断该耳部。此时，如专利文献2所记载那样产生自切断室向退火炉内上升的空气流的情况下，该空气流中含有自耳部切断室流入玻璃带切断室的玻璃的微粒，因此存在该玻璃的微粒流入退火炉内而附着于在退火炉内流动的玻璃带上的情况。在玻璃的微粒附着于玻璃带的表面的状态下对玻璃带进行退火的情况下，玻璃带的表面因玻璃的微粒而会形成气泡或微小突起，因此存在退火步骤后成形的玻璃板的表面质量劣化的可能。
因此，本发明的目的在于提供一种玻璃板的制造方法，利用下拉法来制造玻璃板时，能抑制玻璃板的表面质量的劣化。
[解决问题的技术手段]
本发明的第1技术方案为利用下拉法的玻璃板的制造方法，其包含：
熔解步骤，熔解玻璃原料而获得熔融玻璃；
成形步骤，将上述熔融玻璃供给至设置于成形炉内的成形体，使其成形为玻璃带；
退火步骤，利用设置于退火炉内的辊牵引上述玻璃带而于上述退火炉内进行冷却；
玻璃带切断步骤，于玻璃带切断空间内切断经冷却的上述玻璃带；及
耳部切断步骤，于耳部切断空间内将经切断的上述玻璃带在宽度方向的两端部形成的耳部切断。
按照使上述玻璃带切断空间的气压比上述耳部切断空间的气压高的方式，调整上述玻璃带切断空间及上述耳部切断空间中的至少一个的气压。
此时，作为第1优选的技术方案，上述玻璃带切断空间及上述耳部切断空间中的至少一个的气压按照使上述玻璃带切断空间的气压与上述耳部切断空间的气压的差量为40Pa以下的方式进行调整。
另外，作为第2优选的技术方案，当将设置有上述成形体的上述成形炉的内部空间及设置有上述辊的上述退火炉的内部空间设为炉内部空间时，按照上述玻璃带切断空间的气压比上述炉内部空间的气压较低的方式来调整上述玻璃带切断空间的气压。
进而，作为第3优选的技术方案，上述退火步骤中，
在上述玻璃带的宽度方向的中央部，为了使张力作用在玻璃带的流动方向上，至少在上述玻璃带的宽度方向的中央部的温度为从高于玻璃的退火点温度150℃的温度到低于玻璃的应变点温度200℃的温度的温度范围中进行温度控制，使上述玻璃带的宽度方向的中央部的冷却速度比上述宽度方向的两端部的冷却速度快。
作为第4优选的技术方案，上述玻璃带的宽度方向的中央部的温度为玻璃的软化点温度以上的区域中，控制上述玻璃带的温度，使上述玻璃带的宽度方向的两端部的温度比上述两端部夹着的中央部的温度低，且使上述中央部的温度变得均匀，
在上述玻璃带的宽度方向的中央部，为了使张力作用于玻璃带的流动方向上，在上述玻璃带的上述中央部的温度为未达玻璃的软化点温度且玻璃的应变点温度以上的区域中，控制上述玻璃带的温度，使上述玻璃带的宽度方向的温度分布的温度呈自上述中央部朝向上述两端部变低，并且在上述玻璃带的上述中央部的温度在玻璃的应变点温度的温度范围时，控制上述玻璃带的温度，消除上述玻璃带的宽度方向的上述两端部与上述中央部的温度梯度。
作为第5优选的技术方案，在上述玻璃带的宽度方向的中央部，为了使张力作用于玻璃带的流动方向上，在上述玻璃带的上述中央部的温度为未达玻璃的应变点温度的区域中，控制上述玻璃带的温度，使上述玻璃带的温度分布的温度自上述两端部朝向上述中央部变低。
上述第1技术方案的玻璃板的制造方法中，可应用上述第1～第5优选的技术方案任意一个，此外，还可可应用组合第1～第5优选的技术方案中的至少2个以上的复合技术方案。
本发明的第2技术方案为利用下拉法的玻璃板的制造装置，其包含：
熔解槽，熔解玻璃原料而获得熔融玻璃；
成形炉，将上述熔融玻璃供给至设置于成形炉内的成形体，成形为玻璃带；
退火炉，利用设置于退火炉内的辊牵引上述玻璃带而于上述退火炉内进行冷却；
玻璃带切断装置，在玻璃带切断空间内将经冷却的上述玻璃带切断；
耳部切断装置，在耳部切断空间内将经切断的上述玻璃带在宽度方向的两端部形成的的耳部切断；及
调整机构，按照使上述玻璃带切断空间的气压比上述耳部切断空间的气压高的方式，调整上述玻璃带切断空间及上述耳部切断空间中的至少一个的气压。
作为第6优选的技术方案，
上述调整机构包含：
压力传感器，其测量上述玻璃带切断空间及上述耳部切断空间中气压的压力；送风机与集尘装置中的至少任一机器，该送风机自大气对上述玻璃带切断空间及上述耳部切断空间内送入空气，该集尘装置抽吸上述玻璃带切断空间及耳部切断空间内的空气而进行集尘；及控制装置，其根据上述压力传感器的测量结果而调整上述机器。
作为第7优选的技术方案，当将设置有上述成形体的上述成形炉的内部空间及设置有上述辊的上述退火炉的内部空间设为炉内部空间时，调整设置于上述玻璃带切断空间的上述送风机及集尘装置中的至少任一个机器进行自大气的空气的送入及上述切断空间的空气抽吸，由此来调整上述玻璃带切断空间的气压，使上述玻璃带切断空间的气压比上述炉内部空间的气压低。
作为第8优选的技术方案，上述退火炉的内部空间中，设置有温度调整单元，在上述玻璃带的宽度方向的中央部，为了使张力作用于玻璃带的流动方向上，至少在上述玻璃带的宽度方向的中央部的温度在从高于玻璃的退火点温度150℃的温度到低于玻璃的应变点温度的温度的温度范围，进行温度控制，使上述玻璃带的宽度方向的中央部的冷却速度比上述宽度方向的两端部的冷却速度快。
作为第9优选的技术方案，上述成形炉的内部空间设置有冷却单元，上述退火炉的内部空间设置有温度调整单元，上述冷却单元及上述温度调整单元中的至少任一个单元对上述玻璃带的温度进行控制，上述玻璃带的宽度方向的中央部的温度在玻璃的软化点温度以上的区域中，按照上述玻璃带的宽度方向的两端部比上述两端部夹着的中央部的温度低且上述中央部的温度均匀的方式来控制上述玻璃带的温度，
在上述玻璃带的宽度方向的中央部，为了使张力作用于玻璃带的流动方向上，在上述玻璃带的上述中央部的温度为未达玻璃的软化点温度且为玻璃的应变点温度以上的区域中，按照上述玻璃带的宽度方向的温度分布的温度自上述中央部朝向上述两端部变低的方式来控制上述玻璃带的温度，并且，上述玻璃带的上述中央部的温度在玻璃的应变点温度的温度区域中，控制上述玻璃带的温度，以消除上述玻璃带的宽度方向的上述两端部与上述中央部的温度梯度。
作为第10优选的技术方案，上述退火炉的内部空间中，设置有温度调整单元，
上述温度调整单元对上述玻璃带的温度进行控制，在上述玻璃带的宽度方向的中央部，为了使张力作用于玻璃带的流动方向上，在上述玻璃带的上述中央部的温度为未达玻璃的应变点温度的区域中，按照使上述玻璃带的温度分布的温度自上述两端部朝向上述中央部而变低的方式来控制上述玻璃带的温度。
上述第2技术方案的玻璃板的制造装置中，可分别应用上述第6～第10优选的技术方案，此外，还可应用组合第6～第10优选的技术方案中的至少2个以上的复合技术方案。
[发明的效果]
根据上述技术方案的玻璃板的制造方法及玻璃板的制造装置，可抑制玻璃板的表面质量的劣化。
【图式简单说明】
图1为表示本实施方式即玻璃板的制造方法的流程的图。
图2为示意性表示进行本实施方式的熔解步骤～耳部切断步骤的装置的图。
图3为本实施方式中的玻璃板的成形装置的概略的侧视图。
图4为本实施方式中的玻璃板的成形装置的概略的正视图。
图5为本实施方式中所使用的控制送风机所送入的空气量的控制系统的简图。
【具体实施方式】
以下，就本发明的玻璃板的制造方法及玻璃板的制造装置进行说明。图1为表示本实施方式即玻璃板的制造方法的流程的图。
以下本说明书中所说明的各语句定义如下。
所谓片材玻璃的中央部是指片材玻璃宽度方向的宽度中片材玻璃宽度方向的中心。
所谓片材玻璃的端部是指自片材玻璃宽度方向的边缘起100mm以内的范围。
所谓应变点温度是指将玻璃黏度设为η时logη为14.5的玻璃板的温度。
所谓退火点温度是指logη为13的玻璃的温度。
所谓软化点温度是指logη为7.6的玻璃的温度。
玻璃转移点温度是指过冷却液体转变为玻璃状态时的玻璃的温度。
(玻璃板的制造方法的整体概要)
玻璃板的制造方法主要包括熔解步骤(ST1)、澄清步骤(ST2)、均质化步骤(ST3)、供给步骤(ST4)、成形步骤(ST5)、退火步骤(ST6)、玻璃带切断步骤(ST7)及耳部切断步骤(ST8)。除此以外，包括研削步骤、研磨步骤、洗净步骤、检查步骤及捆包步骤等，利用捆包步骤而层叠的多片玻璃板被搬送至传送目的地的技术人员。
图2为示意性表示进行熔解步骤(ST1)～耳部切断步骤(ST8)的装置的图。如图2所示，该装置主要包含熔解装置200、成形装置300、玻璃带切断装置400及耳部切断装置500。熔解装置200包含熔解槽201、澄清槽202、搅拌槽203、第1配管204、及第2配管205。关于成形装置300将于下文叙述。
熔解步骤(ST1)中，将供给至熔解槽201内的玻璃原料加热溶解而获得熔融玻璃。澄清步骤(ST2)主要于澄清槽202中进行，使熔融玻璃中所含的气泡减少。均质化步骤(ST3)中，使用搅拌器对通过第1配管204供给至搅拌槽203内的熔融玻璃进行搅拌，使玻璃成分的均质化。供给步骤(ST4)中，通过第2配管205将熔融玻璃供给至成形装置300。
于成形装置300中进行成形步骤(ST5)及退火步骤(ST6)。
成形步骤(ST5)中，使熔融玻璃成形为玻璃带G(参见图3)，并形成玻璃带G的流动。本实施方式中，采用使用下述成形体310的溢流下拉法。退火步骤(ST6)中，按照不产生平面应变并且不使热收缩率变大来进行冷却。
玻璃带切断步骤(ST7)中，于玻璃带切断装置400中将自成形装置300供给的玻璃带G切断成特定的长度，从而获得板状的玻璃板G1(参见图3)。
耳部切断步骤(ST8)中，在耳部切断装置500中将玻璃板G1在宽度方向的两端形成的耳部G2切断(参见图3)。此处，耳部G2是在成形步骤(ST5)及退火步骤(ST6)中形成于玻璃带G的宽度方向的两端部的，其包括与下述冷却辊330、搬送辊350a～350h相接触的部分。另外，耳部G2的厚度大于玻璃带G的宽度方向的中央部的厚度。
进而，将耳部切断步骤后的玻璃板G1切断成特定的尺寸，从而制作目标尺寸的玻璃板G1。
(成形装置的说明)
图3及图4是主要表示玻璃板的成形装置300的构成的图，图3主要表示成形装置300的概略的侧视图，图4表示成形装置300的概略的正视图。
利用成形装置300成形的玻璃板为例如优选用于液晶显示器用玻璃基板、有机EL(Organic Electro-Luminescence，有机电致发光)显示器用玻璃基板、及罩盖玻璃。利用成形装置300成形的玻璃板除此以外还可用作行动终端机器等的显示器或框体用罩盖玻璃、触控面板、太阳电池的玻璃基板或罩盖玻璃。尤其是，优选用作使用LTPS(Low Temperature Poly Silicon，低温多晶硅)-TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)的液晶显示器用玻璃基板。
进行成形步骤(ST5)的成形炉40及进行退火步骤(ST6)的退火炉50由包含耐火砖、耐火隔热砖或纤维系隔热材等耐火物的炉壁包围而构成。成形炉40相对于退火炉50设置于铅垂上方。另外，成形炉40及退火炉50合称为炉30。于利用炉30的炉壁包围的炉内部空间中，设置有成形体310、环境分隔构件320、冷却辊330、冷却单元340、搬送辊350a～350h及压力传感器355、360a～360c(参见图4)。
如图2所示，成形体310使通过第2配管205自熔解装置200流过来的熔融玻璃(图3、4中以符号MG表示)成形为玻璃带G。由此，成形装置300内形成了铅垂下方的玻璃带G的流动。成形体310为包含耐火砖等的细长构造体，如图3所示，其剖面呈楔形状。成形体310的顶部设置有成为导引熔融玻璃的流路的槽312。自槽312溢出的熔融玻璃沿成形体310的两侧的侧壁而向铅垂下方流下。流过侧壁的熔融玻璃在图3所示的成形体310的下方端部313合流，从而成形为1条玻璃带G。由此，玻璃带G朝向退火炉50流下。
在成形体310的下方端部313的下方附近设置有环境分隔构件320。环境分隔构件320为一对板状的隔热构件，且其以自厚度方向的两侧夹持玻璃带G的方式来构成。即，环境分隔构件320开设有未与玻璃带G相接触的程度间隙。环境分隔构件320对成形炉内部空间进行分隔，从而遮断了环境分隔构件320上方的炉内部空间与下方的炉内部空间的间的热移动。
环境分隔构件320的下方设置有冷却辊330。冷却辊330与玻璃带G的宽度方向的两端附近的玻璃带G表面相接触，并将玻璃带G向下方拉，由此在形成具有所期望的厚度的玻璃带G的同时对玻璃带G的两端附近进行冷却。冷却辊330的下方设置有冷却单元340。冷却单元340对通过冷却辊330的玻璃带G进行冷却。冷却单元340例如包含空气量调整部，且可利用下述控制装置600调整对玻璃带的两端部进行空冷的空气量。另外，冷却辊330的驱动可经由未图标的马达来调整。
冷却单元340的下方以特定的间隔设置有搬送辊350a～350h，将玻璃带G向下方向牵引。冷却单元340的下方的空间成为退火炉50的炉内部空间。搬送辊350a～350h的任一个均可经由未图标的马达来调整驱动。
成形炉40的炉内部空间设置有测量炉内部空间的气压的压力传感器355。压力传感器355设置于与成形体310高度方向(铅垂上方向)相同的位置。所谓高度方向，于图3中其为纸面的左方向，图4中其为纸面的上方向。由于玻璃带G自成形体310向铅垂下方流动，因此玻璃带G的流动方向与高度方向为相反的方向。退火炉50的炉内部空间中设置有压力传感器360a～360c。
进而，成形炉40的炉内部空间中沿玻璃带G设置有沿玻璃带G的宽度方向配置了数个加热源的温度调整单元370a～370c。温度调整单元370a～370c的各加热源的加热温度可进行调整。
另一方面，通过间隔壁在成形炉40的炉壁的外侧设置了以建筑物B的间隔壁与相对于大气压环境分隔开的空间，即炉外部空间S1、S2、S3a～S3c。这些空间各自利用台面411、412、413a～413c在高度方向上分隔开来。即，成形装置300设置于包含数层(floor)的建筑物B中，利用台面而分隔为数个的炉外部空间(部分空间)S1、S2、S3a～S3c设置于各层。进而，在炉外部空间S3c的下方，利用壁而分隔的空间S4(玻璃带切断空间)设置在层414上。进而另外，在空间S4的侧方，利用壁而分隔的空间S5(耳部切断空间)与空间S4邻接地设置在层414。空间S4、S5中未设置炉壁。这些空间的气压分别通过下述送风机421、422、423a、423b、423c、424、425进行调整。
炉外部空间S1位于较成形体310的高度方向的位置铅垂更上方的空间，炉外部空间S1中设置有测量炉外部空间的气压的压力传感器415。
炉外部空间S2是设置于台面412上的空间，与该空间相对应的炉内部空间配置有成形体310。另外，炉外部空间S2中设置有测量炉外部空间S2的气压的压力传感器416。利用炉壁包围的炉内部空间中，在与压力传感器416的高度方向相同的位置上设置有测量炉内部空间的气压的压力传感器355。
炉外部空间S3a～S3c为炉外部空间S2的下方自高度方向的较高处以炉外部空间S3a～3c的顺序设置的空间。炉外部空间S3a～3c设置在台面413a～413c上。另外，炉外部空间S3a～S3c分别设置有测量炉外部空间S3a～S3c的气压的压力传感器417a～417c。利用炉壁包围的炉内部空间中，在与压力传感器417a～417c的高度方向相同的位置上设置有测量炉内部空间的气压的压力传感器360a～360c。
另外，本实施方式中，压力传感器355、360a～360c设置于炉内部空间的各位置，但也可于炉内部空间的各位置插入压力传感器而进行压力的测定。另外，对炉外部空间与炉内部空间的间的差压的测定方法并无特别限定，作为差压的测定方法的一例，可使用差压计而进行测定。进而，对于炉外部空间S2、S3a～S3c、S4、S5的各者的间的差压，也可使用差压计来进行测定。
另外，空间S4、S5各自设置有测量空间S4、S5的气压的压力传感器418、419。进而，为了将空间S4内的玻璃板G1搬送至空间S5，分隔空间S4、S5的壁420上形成有连通空间S4、S5的连通孔(省略图示)。即，空间S4、S5可利用连通孔而通气。
为了降低于空间S5中切断耳部G2的时产生的玻璃的微粒(切屑或灰尘等)向空间S4的流入量，优选为使该连通孔的尺寸尽可能小，例如，形成为如下程度的尺寸：玻璃板G1的主表面沿自空间S4向空间S5的搬送方向的状态下可将玻璃板G1搬送至空间S5。
再者，当利用搬送装置(省略图标)将固定的状态下的玻璃板G1自空间S4搬送至空间S5中时，可在玻璃板G1中的制品所不包含的部分保持着玻璃板G1的厚度方向的两侧来搬送玻璃板G1，上述制品所不包含的部分例如为玻璃板G1的上端部分、下端部分或主表面的四边部分等。该情况下，由于玻璃板G1中的制品中包含的部分、例如玻璃板G1的主表面的中央部分等未保持于搬送装置，因此自空间S5向空间S4的空气流入量较多的情况下，有搬送玻璃板G1时因自空间S5流入空间S4的空气而使该部分挠曲的可能。与此相对，本实施方式中，如下所述，通过调整空间S4与空间S5的气压，可防止空间S5的空气流入至空间S4的空气中。因此，即便在仅保持玻璃板G1中的制品所不包含的部分的状态下搬送玻璃板G1的情况下，也可抑制玻璃板G1的挠曲的产生。另外，利用使用上述的搬送方法，可使搬送装置的构造变得简单，并且可提高玻璃板G1的搬送效率。
另外，分别分隔炉外部空间S1、S2、S3a～S3c、空间S4及空间S5的间隔壁的外侧相对于炉外部空间S1、S2、S3a～S3c、空间S4及空间S5分别设置有送风机421、422、423a、423b、423c、424、425。利用各送风机自大气压送入的空气通过管而分别供给至炉外部空间S1、S2、S3a～S3c、空间S4及空间S5。各送风机所送入的空气量分别根据来自下述驱动单元510的驱动信号来决定。
图5为控制送风机421、422、423a、423b、423c、424、425送入的空气量的控制系统的概略图。
控制系统包含设置于炉内部空间的压力传感器355、360a～360c、设置于各炉外部空间的压力传感器415、416、417a～417c、418、419、控制装置600、驱动单元610、及送风机421、422、423a、423b、423c、424、425。
控制装置600使用自设置于炉内部空间的各压力传感器传送的炉内部空间中的气压的测量结果、与自设置于炉外部空间的各压力传感器传送的炉外部空间中的气压的测量结果，以将炉内部空间及炉外部空间中的高度方向相同的位置上的气压的差量调整为所设定的范围的方式，生成用以调整各送风机送入的空气量的控制信号。经生成的控制信号系传送至驱动单元610。另外，利用各送风机而送入的空气量也可例如以针对各炉外部空间分别预先设定气压的基准值的范围，并使各炉外部空间的气压包含于该基准值的范围内的方式进行调整。
驱动单元610基于控制信号而生成用以单独地调整利用送风机而送入的空气量的驱动信号。驱动单元610将驱动信号传送至每个送风机。
进而，控制装置600经由驱动单元610而与冷却单元340、温度调整单元370a～370c、冷却辊330、及搬送辊350a～350h电连接。控制装置600可经由驱动单元610来控制冷却单元340的加热温度，调整温度调整单元370a～c的加热源的加热温度，调整冷却辊330的驱动与温度，进而，调整搬送辊350a～h的驱动。
本实施方式中，控制装置600及驱动单元610自动控制空气的送入量，但也可由操作者手动调整空气的送入量。再者，本实施方式中，作为气压的控制方法的一例，对使用送风机进行气压控制的情况进行了说明，但气压的控制方法并不仅限定该方法。例如，还可使用通过对切断玻璃时产生的玻璃的微粒等进行抽吸来集尘的集尘装置(图标省略)来进行气压控制。集尘装置设置于空间S4内的玻璃带切断装置400及空间S5内的耳部切断装置500各自的附近，且构成为可通过对空间S4及空间S5内的空气进行抽吸来集尘该空气中所含的玻璃的微粒等。此处，可利用控制空间S4及空间S5各自的集尘装置的空气的抽吸量来控制空间S4及空间S5的气压。另外，空间S4及空间S5的气压控制还可组合送风机与集尘装置来进行。
再者，作为使玻璃板的表面质量劣化的重要原因，可列举于玻璃板的制造步骤中附着于玻璃板的玻璃的微粒(玻璃的切屑或灰尘等)。退火步骤后的玻璃带通过在配置于退火炉的下方的玻璃带切断室而被切断为所期望的尺寸，由此形成玻璃板。另外，玻璃板的宽度方向的两端部形成有厚度比玻璃板的宽度方向的中央部厚度更大的耳部。将玻璃板搬送至与玻璃带切断室可通气地邻接的耳部切断室后，耳部切断室中切断该耳部。此处，存在于耳部切断室内切断耳部时产生的玻璃的微粒飞散，而该玻璃的微粒流入至邻接于耳部切断室的玻璃带切断室中的可能。
因此，本实施方式中，对于送风机424、425的送入的空气量，按照空间S4的气压比空间S5的气压较高的方式，对各空间中进行调整。若空间S4的气压低于空间S5的气压，则有空气经由连通孔自空间S5朝向空间S4流入的可能。此时，流入至空间S4的空气中包含在空间S5内飞散的玻璃的微粒，因此于空间S4的空气利用上升气流而朝向位于更上方的炉内部空间移动的情况下，有玻璃的微粒附着于玻璃带G的可能。将空间S4的气压设置得比空间S5的气压高，由此可防止包含玻璃的微粒的空间S5的空气流入至空间S4的空气中，因此即便于空间S4的空气利用上升气流而向上方移动的情况下，也可防止玻璃的微粒附着于玻璃带G。因此，可抑制玻璃板G1的表面质量的劣化。
空间S4与空间S5的间的气压的差量为大于0～40Pa，优选为1～35Pa，更优选为2～30Pa，进而优选为3～25Pa，进而更优选为4～15Pa。若上述气压的差量高于上述范围，则存在大量空气经由连通孔自空间S4朝向空间S5流出的情况。于该情况下，自空间S4向空间S5搬送的玻璃板G1中，会因该空气而产生振动或挠曲，因此存在玻璃板G1于搬送中破损的可能。利用将气压的差量调整为上述范围，故而可抑制于搬送中的玻璃板G1中产生的振动或挠曲。因此，可降低于搬送中破损的玻璃板G1的数量，因此可提高玻璃板G1的制造效率。
另外，对于各送风机的送入的空气量，按炉外部空间S2、S3a～S3c的气压比高度方向相同的位置上的炉内部空间的气压低来调整各炉外部空间的气压。
成形炉40的炉内部空间与炉外部空间S2的间的气压的差量为大于0～40Pa，优选为4～35Pa，更优选为8～30Pa，进而优选为10～27Pa，进而更优选为10～25Pa。若上述气压的差量高于上述范围，则存在大量空气经由炉壁的间隙自炉内部空间朝向炉外部空间S2流出的情况，从而使炉内部空间中的空气的上升增大。另一方面，若上述气压的差量低于上述范围，则存在空气经由炉壁的间隙自炉外部空间S2朝向炉内部空间流入的情况，因而有产生炉内部空间的温度变动的可能。通过将气压的差量调整为上述范围，可防止低温的空气自炉外部空间S流入至成形炉40的炉内部空间。因此，可抑制炉内部空间的温度变动。即，可防止仅熔融玻璃或玻璃带G中的与流入成形炉40的空气相接触的部分被急冷。例如，在成形炉40中熔融玻璃或玻璃带G被局部地急冷的情况下，经急冷的部分的黏度变高，当于搬送路径的下游侧中利用辊拉伸玻璃带G时，无法充分地对黏度高的部分进行拉伸，因此产生引起玻璃板的板厚的偏差的问题。针对该问题，通过将气压的范围调整为上述的范围，可抑制冷却速度的不均，甚至可抑制玻璃带G的板厚的不均。
另一方面，退火炉50的炉内部空间与炉外部空间S3a～S3c的间的气压的差量为大于0～40Pa，优选为2～35Pa，更优选为2～25Pa，进而优选为3～23Pa，进而更优选为5～20Pa。若上述气压的差量高于上述范围，则存在大量空气经由炉壁的间隙自炉内部空间朝向炉外部空间S3a～S3c流出的情况，从而使炉内部空间中的空气的上升增大。另一方面，若上述气压的差量低于上述范围，则存在空气经由炉壁的间隙自炉外部空间S3a～S3c朝向炉内部空间流入的情况，因而使得炉内部空间的温度分布产生不均。通过将气压的差量调整为上述的范围，可防止低温空气自炉外部空间S3a～S3c流入至退火炉50的炉内部空间，因此可抑制炉内部空间的温度的不均。由此，可抑制玻璃带G的变形、翘曲及热收缩的不均。
以下，对因炉内部空间的温度的不均产生的问题进行详细说明。为了抑制玻璃带G的翘曲等，退火炉50内控制玻璃带G的宽度方向的温度曲线(profile)。具体而言，玻璃带G的搬送区域中的玻璃带G的宽度方向中央部的温度为(退火点温度+5℃)以上的搬送区域中，以从玻璃带G的宽度方向的两端部到宽度方向的中央部温度增高的方式控制玻璃带G的温度。另外，玻璃带G的宽度方向中央部的温度为(退火点温度+5℃)以上的搬送区域中，以伴随玻璃带G向下游搬送，而使玻璃带G的宽度方向中央部与宽度方向两端部的温度差变小的方式控制玻璃带G的温度。利用以这种方式控制温度曲线，而可使拉伸应力(拉力)始终施加于玻璃带G的宽度方向的中央部，因此可抑制玻璃带G的翘曲的产生。然而，玻璃带G的搬送区域中的玻璃带G的宽度方向中央部的温度为(退火点温度+5℃)以上的搬送区域中，例如若因低温空气的流入等而玻璃带G被局部地急冷，则无法实现上述温度曲线，而产生于玻璃带G产生翘曲的问题。
另外，玻璃带G的搬送区域中的玻璃带G的温度为(退火点温度+5℃)到(应变点温度-50℃)的搬送区域中，以温度在玻璃带G的宽度方向两端部与宽度方向中央部的间成为大致均匀的方式控制玻璃带G的温度。由此，可降低玻璃带G的残留应力，从而可降低玻璃板的平面应变。另外，将玻璃带G的温度在(退火点温度+5℃)到(应变点温度-50℃)的范围内的状态维持得越长，则越可降低玻璃板的热收缩。然而，在玻璃带G的温度为(退火点温度+5℃)到(应变点温度-50℃)的搬送区域中，例如若因低温空气的流入等而玻璃带G被局部地急冷，则被急冷的部分会产生平面应变，或该部分的热收缩率变大，因此会产生平面应变的增大或热收缩的不均等问题。
通过将气压的差量调整为上述的范围，可防止低温空气自炉外部空间S3a～S3c流入至退火炉50的炉内部空间，从而抑制炉内部空间的温度的不均，由此可减少上述问题。
再者，本实施方式中，以使所有炉外部空间的气压比高度方向相同的位置上的炉内部空间的气压低的方式调整炉外部空间的气压，但也可按照炉外部空间的至少一部分中的气压比高度方向相同的位置上的炉内部空间的气压低的方式调整炉外部空间的气压。这种情况下，在与玻璃带G的退火点温度相对应的退火炉内的位置和与玻璃带G的应变点温度相对应的退火炉内的位置的间的区域中，优选按炉外部空间的气压比高度方向相同的位置上的炉内部空间的气压低的方式进行调整。与退火点温度相对应的位置是例如位于炉外部空间S3a的高度方向的位置，另外，与应变点温度相对应的位置为例如位于炉外部空间S3b的高度方向的位置。上述区域为玻璃带G固化的阶段，最易对玻璃的平面应变及热收缩产生影响，因此优选为在上述区域中效率良好地调整气压，抑制空气自炉外部空间流入，由此来抑制炉内部空间中的温度的不均。
进而，通过在退火炉50的炉内部空间中调整与玻璃带G的温度未达(应变点温度-50℃)的区域相对应的高度方向相同的位置上的炉外部空间中的气压，可抑制空气自炉外部空间流入，并可抑制该区域的温度的不均，从而通过该抑制可防止玻璃带G的翘曲。此处，自成形炉40起至切断为止，玻璃带G为一片连续的板。因此，玻璃带G上温度小于(应变点温度-50℃)的区域中的玻璃带G的翘曲形状变化，则会对玻璃带G上温度为(应变点温度-50℃)以上的区域的玻璃带产生影响，而产生热收缩的不均。如上所述，即，通过抑制玻璃带G上温度小于(应变点温度-50℃)的区域的温度的不均，而可抑制翘曲、平面应变及热收缩的不均。
另外，位于不存在炉内部空间的高度方向的位置上的压力传感器415测量炉外部空间S1的气压，以利用送风机421对炉外部空间S1进行调整，使空气不会自炉外部空间S1流入至炉内部空间。压力传感器418用来测量空间S4中的气压，以便利用送风机424调整空间S4的气压。例如，优选调整空间S4的气压，使空间S4的气压比炉内部空间的最低气压还低。通过以上述方式调整空间S4的气压，可使自空间S4流入至炉内部空间的空气减少。
再者，送风机421、422、423a、423b、423c、424、425对炉外部空间S1、S2、S3a～S3c、空间S4及空间S5送入空气，由此将任一空间的气压均调整为高于大气压，但将这些空间的气压设置得比大气压高的原因在于，防止大量空气及该空气中所含的微粒自建筑物B的外部流入至炉外部空间S1、S2、S3a～S3c、空间S4及空间S5内，进而，效率良好地调整炉外部空间S1、S2、S3a～S3c、空间S4、空间S5的气压。
另外，对于炉内部空间中的气压，优选按高度方向的位置越高则气压越高来进行控制。如此，即便炉内部空间产生温度分布，且气压产生分布，也可根据该气压分布而调整炉外部空间中的气压。其原因在于：不会因炉外部空间各自的气压与炉内部空间的气压的差量而使空气流入至炉内部空间，或使空气泄漏至炉外部空间而产生空气的对流。因此，炉内部空间中，在与分别设置于炉外部空间的压力传感器高度方向相同的位置上设置有压力传感器。如此，炉内部空间产生压力分布的情况下，优选为以根据高度方向的位置而变化的方式调整炉外部空间各自的气压、与该炉外部空间的高度方向相同的位置上的炉内部空间的气压的差量。例如，在高度方向相同的位置上存在炉内部空间的炉外部空间S2、S3a～S3c中的最上部的炉外部空间S2与最下部的炉外部空间S3c之间进行比较时，优选按照最上部中的气压的差量比最下部中的气压的差量大来进行调整。例如，以使气压的上述差量随高度方向的位置变高而变大的方式进行设定即可。其原因在于：退火炉中的炉内部空间中，由于高度方向的位置越高则温度越高，因此可防止较冷的空气流入时玻璃带G的温度差变大，或高度方向的位置越高玻璃带G的温度的不均变得越大。
另外，对于炉外部空间的气压，优选高度方向的位置越高，气压越高。由此，炉外部空间中可减小沿炉壁而产生的上升气流的大小，因此可抑制炉内部空间中的炉壁侧的温度因该上升气流而局部地降低。因此，可抑制炉内部空间的温度变动。换言之，按照炉外部空间的气压越靠玻璃带G的流动方向的上游侧越大的方式控制炉外部空间的气压，由此可抑制炉内部空间的温度变动。
进而，对于空间S4的气压，优选按照比炉内部空间的气压低来进行调整。由此，可防止包含切断玻璃带G时产生的玻璃的微粒的空间S4的空气利用上升气流而向上方移动。即，即便于空气自空间S5流入至空间S4的情况下，也可防止流入的空气中所含的玻璃的微粒利用上升气流而向炉内部空间移动。因此，可防止玻璃的微粒附着于玻璃带G，因此可抑制由玻璃带G成形的玻璃板G1的表面质量劣化。
本实施方式中，还可于图3所示的成形空间S6及退火空间S7中就以下说明的各技术方案进行玻璃带G的冷却的控制。具体而言，可依照控制装置600的指示而对冷却单元340、温度调整单元370a～370c及冷却辊330进行温度控制，从而进行如下的玻璃带G的冷却。
例如，当使用冷却辊330或搬送辊350a～350h而使玻璃带G在退火空间S7内向下游侧流动时，使张力有效地作用于玻璃带G的流动方向，由此可抑制玻璃带G的翘曲。另外，还可抑制玻璃带G的邻接于夹持于各辊而流动的部分的邻接区域产生波形状的变形。
为了使张力有效地作用于玻璃带G的流动方向，例如，成形空间S6及退火空间S7内，在玻璃带S的宽度方向的中央部的温度为玻璃的软化点温度以上的区域中，以使玻璃带G的宽度方向的两端部(耳部)比中央部的温度低，且使中央部的温度变得均匀的方式控制玻璃带G的温度。进而，为了使搬送方向的拉伸应力作用于玻璃带G的宽度方向的中央部，玻璃带G的宽度方向的中央部的温度小于软化点温度、且在应变点温度以上的区域中，以玻璃带G的宽度方向的温度分布(温度曲线)的温度自中央部朝向两端部而变低的方式控制玻璃带G的温度。进而，玻璃带G的宽度方向的中央部的温度成为玻璃的应变点温度的温度区域中，以消除玻璃带G的宽度方向的两端部(耳部)与中央部的温度梯度的方式控制玻璃带G的温度。由此，使搬送方向的拉伸应力施加于玻璃带G的宽度方向的中央部，从而可抑制玻璃带G的翘曲、或于玻璃带G的邻接于夹持于各辊而流动的部分的邻接区域产生波形状的变形。
另外，退火空间S7内，为了使搬送方向的张力作用于玻璃带G的宽度方向的中央部，还可于玻璃带G的宽度方向的中央部的温度小于玻璃的应变点温度的区域中，以玻璃带G的温度分布(温度曲线)的温度自宽度方向的两端部(耳部)朝向玻璃带G的宽度方向的中央部而变低的方式控制玻璃带G的温度。由此，玻璃带G的宽度方向的中央部的小于应变点温度附近的区域中，可使拉伸应力始终在搬送方向上作用于玻璃带G的宽度方向的中央部，从而可抑制玻璃带G的翘曲。
本实施方式中，通过对经成形的玻璃带G的冷却速度进行调整，可抑制玻璃板的变形，抑制翘曲，并进一步降低热收缩率的绝对值。
具体而言，退火空间S7内，使用搬送辊350a～350h搬送玻璃带G的同时进行退火时，规定自玻璃带G的高于退火点温度150℃的温度至玻璃带G小于应变点温度200℃的温度为止的温度区域。此时，优选至少上述温度区域中使玻璃带G的宽度方向的中央部的冷却速度快于玻璃带G的两端部的冷却速度，从而使玻璃带G自玻璃带G的宽度方向的中央部的温度高于玻璃带G的两端部的状态变化为中央部的温度低于两端部的状态。由此，可在玻璃带G的宽度方向的中央部使拉伸应力作用于玻璃带G的流动方向上。通过使拉伸应力作用于玻璃带G的流动方向上，可进一步抑制玻璃带G、甚至玻璃板的翘曲。
本实施方式中所使用的玻璃板的玻璃组成例如可列举以下组成。以下所示的组成的含有率以质量%表示。
优选为含有如下组成的无碱玻璃：
SiO2：50～70%、
B2O3：5～18%、
Al2O3：0～25%、
MgO：0～10%、
CaO：0～20%、
SrO：0～20%、
BaO：0～10%、
RO：5～20%(其中，R为选自Mg、Ca、Sr及Ba中的至少1种，且是玻璃板中含有的元素)。
再者，本实施方式中虽设为无碱玻璃，但玻璃板也可微量含有碱金属。含有碱金属的情况下，优选含有的R'2O的合计超过0.20%且为2.0%以下(其中，R'为选自Li、Na及K中的至少1种，其是玻璃板中所含有元素)。另外，为了使玻璃容易熔解，从降低比电阻的观点而言，进一步优选玻璃中的氧化铁的含量为0.01～0.2%。
此处，由于Li2O、Na2O、K2O是存在自玻璃溶出而使TFT的特性劣化的可能的成分，因此，用作液晶显示器用玻璃基板或有机EL显示器用玻璃基板的情况下，优选为实际上不含有这些物质。然而，使玻璃中含有特定量上述成分时，可抑制TFT特性的劣化，并且可提高玻璃的碱性度，使价数变动的金属的氧化容易，并发挥澄清性。因此，Li2O、Na2O、K2O的合量为0～2.0%，更优选为0.1～1.0%，进一步优选为0.2～0.5%。
再者，优选实际上不含有Li2O、Na2O，而含有上述成分中的最不易自玻璃溶出而使TFT特性劣化的K2O。K2O的含有量为0～2.0%，更优选为0.1～1.0%，进一步优选为0.2～0.5%。
本实施方式优选用于玻璃板的厚度为0.05mm～1.5mm的玻璃板的制造。此处，由于玻璃板越薄，越容易因由气压差产生的空气的流动而发生挠曲，因此难以稳定地搬送。因此，对于厚度0.05～0.5mm的玻璃板，通过采用在空间S4与空间S5的间将气压差设定于特定范围内的本实施方式的方法，降低搬送中破损的玻璃板的数量的效果较大。
本实施方式的玻璃板的宽度方向的长度例如为500mm～3500mm，玻璃板的纵方向的长度例如为500mm～3500mm。
再者，若玻璃板大型化，则玻璃板容易因由气压差产生的空气的流动而挠曲，因此难以稳定地搬送玻璃板。因此，通过采用将空间S4与空间S5的间的气压差设定于特定范围内的本实施方式的方法，降低搬送中破损的玻璃板的数量的效果较大。进而，玻璃板的宽度方向的长度越大于2000mm，本实施方式的效果越显著。具体而言，本实施方式优选用于宽度方向的长度为2000mm～3500mm、且长度方向的长度为2000mm～3500mm的玻璃板的制造。
[实施例]
为了确认本实施方式的效果，对玻璃板的制造方法进行各种变更而制造玻璃板，进而，进行玻璃板的表面质量的劣化评价及搬送玻璃板时的破损评价。
此处，玻璃板的表面质量的劣化评价时，求出玻璃带切断空间中成形的玻璃板中的在表面产生包含气泡或微小突起的损伤的玻璃板的比率，且将比较例的值设为“1.0”时计算相对于比较例的比率而获得的数值。评价的玻璃板的样本数分别为1000片。评价中进行通常的检查，即便仅1个部位存在损伤的情况下，即设为不合格品，对不合格品的玻璃板的数量进行计数，由此求出产生损伤的玻璃板的比率。即，若玻璃板的表面质量的劣化评价为小于1.0的值，则可知表面产生损伤的玻璃板的数比比较例低。
另外，关于玻璃板的搬送时的破损评价，自玻璃带切断空间搬送至耳部切断空间的玻璃板中的因由玻璃带切断空间与耳部切断空间的气压差而产生的振动或挠曲而破损的玻璃板的比率小于特定值的情况下评价为“良好”，该特定值以上的情况下评价为“可”。
1.实施例1
将玻璃原料溶解、澄清、搅拌后，使用溢流下拉法成形玻璃带，并进行退火。然后，于玻璃带切断空间中切断玻璃带后，在耳部切断空间中切断耳部。此时，调整玻璃带切断空间及耳部切断空间的气压，使玻璃带切断空间的气压高于耳部切断空间的气压，且该气压差为5Pa。
所制造的玻璃板为液晶显示器用玻璃基板，其大小为2200mm×2500mm，厚度为0.7mm。玻璃板的玻璃组成如下所述。
含有率以质量%表示。
SiO2   60%
Al2O3  19.5%
B2O3   10%
CaO    5.3%
SrO    5%
SnO2   0.2%
2.实施例2
除玻璃带切断空间的气压高于耳部切断空间的气压，且该气压差为25Pa以外，利用与实施例1相同的方法进行液晶显示器用玻璃基板的制造。
3.实施例3
除玻璃带切断空间的气压高于耳部切断空间的气压，且该气压差为35Pa以外，利用与实施例1相同的方法进行液晶显示器用玻璃基板的制造。
4.实施例4
除玻璃带切断空间的气压高于耳部切断空间的气压，且该气压差为40Pa以外，利用与实施例1相同的方法进行液晶显示器用玻璃基板的制造。
5.实施例5
除玻璃带切断空间的气压高于耳部切断空间的气压，且该气压差为45Pa以外，利用与实施例1相同的方法进行液晶显示器用玻璃基板的制造。
6.比较例
除玻璃带切断空间与耳部切断空间的气压差为-5Pa(即，玻璃带切断空间的气压低于耳部切断空间的气压)以外，利用与实施例1相同的方法进行液晶显示器用玻璃基板的制造。
下述表1为对实施例1～5与比较例求出玻璃板的表面质量的劣化评价时的评价结果。需要说明的是，实施例1～5及比较例中，为了防止沿玻璃带产生自玻璃带切断空间朝向炉内部空间的上升气流，以使玻璃带切断空间与炉内部空间的间的气压差为固定的方式进行控制。
[表1]
比较例 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
气压差(Pa) -5 5 25 35 40 45
表面质量的劣化评价 1.0 0.98 0.92 0.89 0.85 0.80
下述表2为关于实施例1～5的搬送玻璃板时的破损评价的结果。
[表2]
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
气压差(Pa) 5 25 35 40 45
玻璃板的破损评价 良好 良好 良好 良好 可
由上述表1可知：玻璃带切断空间的气压高于耳部切断空间的气压的情况下，实施例1～5的玻璃板的表面质量的劣化评价的值较比较例的劣化评价的值降低，因此玻璃板的表面质量提高。进而，由上述表2可知：切断空间的气压高于耳部切断空间的气压，且该气压差为40Pa以下的情况下，可降低于搬送中破损的玻璃板的数量。由以上可知，本实施方式的方法的效果显著。
需要说明的是，具有微量含有碱金属的下述所示的玻璃组成(以质量%表示)的玻璃板的制造中，也可获得与上述相同的结果。
SiO2：61%、
Al2O3：19.5%、
B2O3：10%、
CaO：9%、
SnO2：0.3%、
R2O(R为Li、Na、K中的玻璃板中含有的总成分)：0.2%。
以上，对本发明的玻璃板的制造方法及玻璃板的制造装置进行了详细说明，但本发明并不限于上述实施方式，当然也可于不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改良或变更。
【主要组件符号说明】
30          炉
40          成形炉
50          退火炉
200         熔解装置
201         熔解槽
202         澄清槽
203         搅拌槽
204         第1配管
205         第2配管
300         成形装置
310         成形体
311         供给口
312         槽
313         下方端部
320         环境分隔构件
330         冷却辊
340         冷却单元
350a～350h  搬送辊
355,360a,360b,360c,415,416,417a,417b,417c,418,419  压力传感器
400         切断装置
411,412,413a,413b,413c,414     台面
421,422,423a,423b,423c,424,425  送风机
500         耳部切断装置
600         控制装置
610         驱动单元

Claims (5)

1.一种玻璃板的制造方法，
其是利用下拉法的玻璃板的制造方法，其特征在于：所述制造方法包括：
熔解步骤，熔解玻璃原料而获得熔融玻璃；
成形步骤，将上述熔融玻璃供给至设置于成形炉内的成形体而成形为玻璃带；
退火步骤，利用设置于退火炉内的辊牵引上述玻璃带，在上述退火炉内进行冷却；
玻璃带切断步骤，于玻璃带切断空间内将经冷却的上述玻璃带切断；及
耳部切断步骤，于耳部切断空间内将经切断的上述玻璃带在宽度方向的两端部形成的耳部切断；
对上述玻璃带切断空间及上述耳部切断空间中的至少一个空间的气压进行调整，使得上述玻璃带切断空间的气压比上述耳部切断空间的气压高。
2.如权利要求1所述的玻璃板的制造方法，其中，对上述玻璃带切断空间及上述耳部切断空间中的至少一个空间的气压进行调整，使得上述玻璃带切断空间的气压与上述耳部切断空间的气压的差量为40Pa以下。
3.如权利要求1或2所述的玻璃板的制造方法，其中，对上述玻璃带切断空间的气压进行调整，当将设置有上述成形体的上述成形炉的内部空间及设置有上述辊的上述退火炉的内部空间设为炉内部空间时，使得上述玻璃带切断空间的气压比上述炉内部空间的气压低。
4.一种玻璃板的制造装置，
其是利用下拉法的玻璃板的制造装置，其特征在于：所述制造装置包含：
熔解槽，熔解玻璃原料而获得熔融玻璃；
成形炉，将上述熔融玻璃供给至设置于成形炉内的成形体而成形为玻璃带；
退火炉，利用设置于退火炉内的辊牵引上述玻璃带，在上述退火炉内进行冷却；
玻璃带切断装置，于玻璃带切断空间内将经冷却的上述玻璃带切断；
耳部切断装置，于耳部切断空间内将经切断的上述玻璃带在宽度方向的两端部形成的耳部切断；及
调整机构，对上述玻璃带切断空间及上述耳部切断空间中的至少一个空间的气压进行调整，使得上述玻璃带切断空间的气压比上述耳部切断空间的气压高。
5.如权利要求4所述的玻璃板的制造装置，其中，上述调整机构包含：
压力传感器，其对上述玻璃带切断空间及上述耳部切断空间中的气压的压力进行测量；
送风机与集尘装置中的至少任一机器，该送风机自大气对上述玻璃带切断空间及上述耳部切断空间内送入空气，该集尘装置对上述玻璃带切断空间及耳部切断空间内的空气进行抽吸而集尘；及
控制装置，其根据上述压力传感器的测量结果而调整上述机器。
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