JP2004523452A - 薄ガラス板製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

発明は薄いガラス板、特に厚み１ｍｍ下の板ガラスを製造する方法に関する。本方法によれば、ガラス溶融体は溶融槽から供給路を介して、スリット付きノズル少なくとも一つをもつノズル系を備えるガラス延伸タンクに供給される。総処理量は、供給路の長さ及び径並びに供給路内に有るガラス溶融体の粘度で決定される。ガラスストランドに対して側方の単位長さ当たりの処理量（所謂ライン処理量）はノズル系の形状大きさと、ノズル系内に有るガラス溶融体の粘度とを介して調整される。これ等のパラメタは、ノズル系を出るガラスが切断縁部に有るスリットノズルの底部を濡らさないように調整される。発明は更に、供給路（１）とガラス延伸タンク（６）とノズル系がクローズドシステムを形成することを特徴とする薄ガラス板製造装置に関する。供給路（１）には、断面が円形、長さ２ｍ〜５ｍ、径５０ｍｍ〜８０ｍｍで、分割管部（２ａ、２ｂ、２ｃ）が有る管（２）が設けられる。ガラス延伸タンクには、垂直及び横方向に分割された加熱系（９）が設けられる。

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、薄いガラスリボンを垂直下方に延伸して薄いガラス板、特に厚みが３ｍｍ未満のガラス板を製造する方法であって、ガラス溶融体をタンク炉から入口を通して、ノズル系にスリットノズルが少なくとも一つ備わる延伸タンクに搬送するようにして成る方法に関する。本発明はまた、請求項１５の前文に記載の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のガラス板は電子装置、例えば表示装置（携帯電話、フラットスクリーン等）やコンピュータの大容量ディジタル記憶装置の基体ガラスとして用いられる。従って、気泡や介在物で本質的に決定されるガラス内部品質に、清浄性に、微細な起伏（波立ち）及び平坦性からの偏り（ワープ）で本質的に決定される表面形状の品質に、及び破断強さに、また場合によっては低重量であること、に対して極めて高い要求が課せられる。
ガラスが表示装置の基体ガラスとして用いられる場合、ガラスはガラスの転移温度に近い温度で製造工程にかけられる。この過程では、ガラス基体の寸法安定性が保たれなければならない。従って、基体ガラスとして特殊ガラスが使われ、またガラス転移温度がより高いガラスセラミックが使われることもあるが、これ等のものの殆どは結晶化傾向が高く、温度の関数として非定型の粘性曲線を呈している。これ等のガラスは従って、通常のガラスより高い処理温度を要する。
これ等の用途は大量生産製品であるので、ガラスを出来るだけ安く製造する必要が有る。従って、セットアップ時間とダウン時間を短く抑え、処理量を高くし、ガラス欠陥や境界域を原因とする原料の無駄を少なくして作業安定性を高めるようにするのが望ましい。これに加えて、面の清浄性や面形状大きさの品質に付いての顧客要求を大幅に満たし、高価な仕上作業、例えば研削や研磨作業を少なくするか、除くようにする必要が有る。
これまで知られている延伸法では、製品品質や経済性に関する上記の要件は一部満たされるに過ぎない。
【０００３】
多くの製造方法の中で、スリットノズルを用いる延伸法とスリットノズルを用いない延伸法との差が注目される。
スリットノズルを用いない延伸法、例えばＵＳ３３３８６９６に記載されている方法では、トラフを用い、それにガラス溶融体を搬送するようにしている。ガラス溶融体はトラフ壁の上縁を超え、この楔形状トラフの外面に沿って下方に移動する。このようにして形成されたガラス膜は最上部で一緒になって流れ、下方に延伸される。このセラミック製トラフはプラチナで被覆されていて、腐食を少なくしている。
この方法では、総処理量はタンク炉とトラフ間の入口部で本質的に決定される。所謂線形処理量はガラスリボンの延伸方向に対して側方の単位長さ当たりの処理量を云うが、これはトラフ内のガラス流、トラフの越流リップ近傍でのガラス水準、越流リップの形状大きさ、及びガラスの粘性で調整される。０．１℃以内とする極めて正確な温度調整が要求される。
処理の様式や量を変更する場合、延伸トラフの形状大きさ、特にトラフ内のガラス流への適応が要求される。新たな延伸トラフを始動するのに一週間以上かかるので、生産の融通性は限られたものに過ぎない。
トラフを傾けたり、伸ばしたりしても、トラフ縁部の腐食を無くすことは出来ない。トラフを交換し、その上で工程を再始動しなければならない。
縁が薄い広幅のガラスリボンを作るには、所謂縁ローラーを用いてガラスリボンを縁部でリボン方向に対して側方に伸ばさなければならない。この縁ローラーは製造工程を複雑にする。
【０００４】
スリットノズルを用いる延伸法には、ドローバー（引張棒）又はスプレッダー（延展子）と呼ばれるものを用いるものと、用いないものが有る。
スリットノズルを用い、ドローバーを用いない方法、例えばＳＵ６１７３９０に記載の方法では、リファイナー又はコンディショナーから出たガラスが耐火材料で出来た越流堰の両側で対向壁を越えるようにする。このようにして形成されたガラス膜二つはノズルの上方で一緒になって流れ、次いで下方に延伸される。処理量は越流リップにおけるガラス水準で調整される。これを行うのに、リファイナー内のガラス水準を変えるようにしても、越流ブロックをより深く浸漬するようにしても良い。
スリットノズルを用い、ドローバーを用いない方法は面品質、特に起伏（波打ち）が微細であることに対する高い要求を満たさない。オニオン部におけるガラスの滞留時間が短いことと、ガラスの粘性が高いことから、不規則性は無くならない。
また、ガラス溶融体の粘度が臨界粘度を下回るとオニオン部の不安定性が増大することから、処理温度を所定温度以上にすることは許されない。従って、ドローバーを用いない既知の延伸法を用いたのでは、結晶化傾向の高い特殊ガラスを作ることは出来ない。
内部ドローバーの備わるスリットノズルを用いると、上記の不都合は一部避けられる。
ＵＳ１７５９２２９にはガラスを、リファイナー又はコンディショナーの底部に設けられたスリットノズルを通して、断面が菱形のスプレッダーに流し、ついでスプレッダーを超えて下方に延伸するようにして板ガラスを製造する延伸法が記載されている。スリットノズルの下でスプレッダーは、底部に向かって広がる凹部に嵌めこまれている。リファイナー又はコンディショナーのガラス浴深さは、スリットノズルの端部に向かって深くなっている。ノズルとスプレッダーの何れをも、輪郭付けしても良い。ここでは、ノズルのスリットが縁部に向かって広がっていることと、用いられる調整自在のスプレッダーが中央部で上方に湾曲可能であることが重要である。
スプレッダーの下部楔形状部には、延伸方向に対して側方に延びる加熱又は冷却部を含めることの出来る閉鎖部が設けられている。スプレッダーの温度調整のため、温度制御媒体流を用いることが出来る。
ガラス流はノズル及びスプレッダーの形状大きさと、リファイナー又はコンディショナー内の温度レベル及び分布と、ノズルに対するスプレッダーの位置によって影響を受ける。就中、スプレッダーが延伸方向に対して側方のガラス温度を均一にし、ガラスが所定の寸法と均一な外観で作られるようにしなければならない。
【０００５】
ＤＥ−ＡＳ１５９６４８４には、閉じた加熱可能のチャネルを介して延伸炉に接続された均質化容器が備わる装置が開示されている。延伸炉には、底部にプラチナ製のスリットが設けられたノズルが設けられている。ノズルの下には、垂直に位置するプレートとしてドローバーが設けられている。ノズルから出たガラス溶融体はドローバーの両側で下方に進み、下端で一緒になってガラスリボンを形成する。
内部からの熱放散のため、ドローバーには複数の穴が設けられ、それ等を通して冷却液を流せるようにしている。更に、冷却体が底部でドローバーの外側に取り付けられている。ドローバーの高さ調節は調整ねじを用いて行うことが出来る。
ＪＰ２−２１７３２７には、フィーダー又はリファイナーの底部にスリットを設け、これを通してガラスが下方に延伸されるようにして板ガラスを製造する装置が開示されている。スリットノズルは間接的に加熱可能である。ガラス流はスリット上に設けられたプランジャーによって止められる。ガラスリボンの安定化のため、スリットノズルには内部に板状の内部ドローバーが位置調整可能に側面で固定されて配置され、その上部はスリットノズル内に突入し、下部は封入されている。
ＵＳ１８２９６３９には、総処理量と線形処理量がノズル系の形状大きさと、ノズル近傍のガラス溶融体の粘度と、ノズルを通るガラス溶融体の圧力とによってのみ調整される方法及び装置が記載されている。ノズルから出たガラス溶融体の圧力は、ガラス充填量の低いオープン貯蔵系が用いられているため、僅かに過剰になる。この方法とこの装置の本質的な不利は、総処理量と線形処理量とが結び付いていることである。
スリットノズルとドローバーを用いる既知の方法では、スリットノズルを用いない既知の延伸方法で得られる良好な面品質が得られない。特に、線形処理量を高く、処理温度を高くすると、ドローバー上のガラス膜の滞留時間は、切断縁の近傍でノズルが濡れることによる面の波打ちを無くするには不十分である。
スリットノズルを用い、ドローバーを用いない既知の方法では、総処理量の調整と線形処理量の調整（延伸方向に対して側方の厚み分布）とが互いに結び付いている。
処理の量と様式が変更される場合、ノズルの形状大きさとノズル近傍の温度制御を絶えず更新して、概して経験的に調整されるようしなければならない。開始工程が長時間続き、所望の製造融通性を得るのに限りが有る。
特定の厚さ分布を調整するためには、ノズル近傍で延伸方向に対して側方に規定の温度分布が設定されなければならない。ガラスリボンに付与される温度分布は精密焼鈍工程に到るまで、部分的しか保つことができない。これにより、室温への冷却中にガラスが許容不能な程度まで変形（ワープ）しまうことが有る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、就中、より顕著に結晶化の傾向の有るガラスやガラスセラミックを製造するのに用いられる方法であって、ガラス板の品質を良くし、且つ生産性が高められる方法を提供することに有る。本発明の他の目的は、この方法を実施ための装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的は、請求項１に記載の特徴を有する方法で達せられる。
本発明による方法は、製品の品質と経済性に関する上記の要求条件を満たすものである。
この方法はノズルを用いる延伸法の利点と、ノズルを用いない延伸法の利点とを組み合わせるものである。即ち、２０μｍ〜３０００μｍのガラス厚みを、厚み変動が＜２０μｍに、かつ、小さな縁厚のままに、横方向にも延伸方向にも良好な厚み分布にすることが出来る。更に、優れた面品質を、即ち２０ｎｍ未満の波打ちで得ることが出来る。加えて、ワープ（反り、曲がり）は極めて僅かである。易結晶化性のガラス又はガラスセラミック製造のため、処理温度を高くし、処理粘度を低く（５ｘ１０^３〜３ｘ１０^４ｄＰａｓ）することが出来る。加えて、スケールに関する融通性が大きくなり、その幅が３００ｍｍ〜２０００ｍｍの間で調整可能となる。更に、高い線形処理量、即ち単位時間当たりのリボン幅当たりのガラスの質量＞５ｇ／（ｍｍ ｘ ｍｉｎ）を高度の工程安定性で達成することが出来る。このことは逆に、ノズルを用いるか用いない延伸法の不利を回避することになる。
入口と延伸タンクとノズル系がクローズドシステムを構成するようにすると良い。総処理量は、入口の長さ及び断面積と入口に有るガラス溶融体の粘度を以って設定される。他方、ガラスリボンに対して側方の単位長さ当たりの処理量は一定厚み設定に対して、ノズル系の形状大きさと、ノズルに沿ったガラス溶融体の粘度を以って設定される。ガラス溶融体の圧力はガラス溶融体自由面の高さとノズル系の高さとの差で発生されるが、これは本発明により、本質的に入口で取られるステップ（段差）によって減少する。ノズル系の近傍での圧力降下は低いので、ガラス溶融体はスリットノズルを出るとき僅かに広がるに過ぎない。破断縁の近傍でノズルが濡れることから、既知の延伸法の場合と比べて、面品質が良くなる。
本発明によれば、総処理量の調整が線形処理量の調整から大幅に切り離される。総処理量は入口の明確な加熱・冷却を通して調整される。線形処理量、従ってリボン方向に対して側方の厚み分布は延伸タンク部分、スリットノズル及びドローバーの明確な加熱・冷却を通して調整される。即ち、延伸タンク及びノズル近傍の圧力は、例えばこの領域における温度変化を原因として変化するが、これ等の変化が総処理量に及ぼす影響は僅かに過ぎないことを意味する。これにより、総処理量の安定性、従ってＺ方向（図１の座標系参照）におけるガラスリボンの厚み分布の安定性が増大する。異工程が互いに切り離されることにより、工程管理が簡単になる。開始工程の時間が短縮し、生産の融通性、例えば総処理量の変更やガラスリボン厚みの変更は工程ウィンドーが広がるため、既知の延伸法の場合と比べて増大する。ガラスリボンの変更形状大きさや変更プロセス・パラメタに装置を合わせる必要は無い。
【０００８】
Ｔｇ約７００℃、密度約２．５ｇ／ｃｍ^３、熱膨張約３７ｘ１０^−７／Ｋの無アルカリ硼珪酸塩ガラスに対して、入口（ＺＬ）、延伸タンク（ＺＴ）及びスリットノズル（ＳＤ）に対する以下の温度範囲が有利であることが分かった。即ち、
Ｔ_ＺＬ１＝Ｔｇ＋６７０Ｋ〜Ｔ_ＺＲ２＝Ｔｇ＋５９０Ｋ
Ｔ_ＺＴ１＝Ｔｇ＋５９０Ｋ〜Ｔ_ＺＴ２＝Ｔｇ＋５７０Ｋ
Ｔ_ＳＤ＝Ｔｇ＋５７０Ｋ〜Ｔｇ＋５５０Ｋ
ここで、Ｔｇはガラスの転移温度を表す。
本方法では、ドローバーを用いなくても面品質に関して良好な結果が得られるが、ドローバーを用いることにより更なる改良を得ることが出来る。ガラス溶融体はスリットノズルを通過するとき、ドローバーによって分割される。ガラス溶融体はドローバーの両側上を下方に向かって流れる。これ等二つのガラス膜はドローバーの下端で再び溶け合って、一つのガラスリボンを形成する。
ドローバー上のガラス膜の滞留時間と粘度を、理想面輪郭からのずれが略完全に無くなるように調整すると良い。このためには、ガラス膜をドローバー上で選択的に加熱及び／又は冷却すると良い。
ガラスの粘度が低い一方で、ドローバー上の二つのガラス膜の滞留時間が長いため、理想面輪郭からのずれが表面張力によって略完全に無くなる。ノズルを用いない延伸法で得られる面品質（波立ち＜２０ｍｍ）に匹敵する面品質が得られる。
尚、ドローバー（ＬＫ）に以下の温度を設定すると良い。即ち、
Ｔ_ＬＫ＝Ｔｇ＋５６０Ｋ〜Ｔｇ＋５４０Ｋ
これはガラス粘度１ｘ１０^４ｄＰａｓに対応するものである。
スリットノズルとドローバーの間のスリット幅は、例えば１０ｍｍとすることが出来る。両ガラス膜の厚みは、例えば８ｍｍである。これは、両ガラス膜がスリットノズルを下側から濡らさないことを意味する。
スリットノズルの破断縁の形状大きさに関する品質要求は、ノズルを用いる既知の延伸法の場合に比較して低い。従って、既知の延伸法とは対照的に、ノズルを停止後も数回用いることが出来る。従って、製造コストは減少する。
ガラス膜をドローバーによって安定化させ、両ガラス膜の溶融後にオニオン部で急速に冷却することにより、ドローバーの無いノズルを用いる延伸法の場合より処理温度を著しく高く（≧１００Ｋ）選定することが出来、従って、処理温度はノズルを用いない延伸法での処理温度に匹敵するものとなる。処理温度が高くなることにより、結晶化傾向が著しく高い特殊ガラスやガラスセラミックの製造が可能になる。
【０００９】
ガラスリボンをオニオン部近傍で選択的に冷却すると良い。
ガラス膜をドローバーによって安定化させ、両ガラス膜の溶融後にオニオン部で急速に冷却させると、ガラス質量はオニオン部近傍で低い。その結果、工程を高度に安定しながら、線形処理量を上限５ｇ／（ｍｍ ｘ ｍｉｎ）まで設定できる。上記の温度設定では、例えば線形処理量３．５ｇ／（ｍｍ ｘ ｍｉｎ）が得られる。これにより生産性が決定的に良くなる。
スリットノズルに沿ったガラス溶融体の温度偏差ΔＴ_ＳＤを≦２０Ｋに設定すると良い。ノズルを用いる既知の延伸法とは対照的に、ノズル近傍の温度は極めて均一である。従って、ガラスリボンに対して側方の延伸方向における冷却工程中のガラスリボンの収縮率は、ノズルを用いる既知の延伸法におけるものより均一である。従って、室温への冷却中のガラスリボンの変形（ワープ）は著しく減少する。その結果、平坦度に関して高い品質要求を満たすガラス板を作ることが出来る。
ガラス膜をその側縁に沿って横方向に案内すると良い。ドローバーのサイドリミタを用い、ノズル炉の冷却系の近傍の温度を誘導することにより、縁幅、従ってガラス損失が十分小さくなるように工程を誘導することが出来る。従って、ノズル内及び縁取ローラー上の非均一温度制御を排除して、所望幅を得ることが出来る。歩留まりが良くなれば、生産性が増す。
【００１０】
ノズル炉では、主冷却器がオニオン部近傍のガラスを温度、例えば約Ｔｇ＋２９０℃に冷却する。
線形処理量に僅かな不揃いがあっても、ガラスリボンの延伸方向に対して側方の厚みに僅かな変動を引き起こすことがある。本発明によれば、主冷却器の下側に、Ｘ方向に分割された冷却系をノズル炉の一部として設け、これにより厚み分布を修正することが出来る。そのため、ガラスリボンの異なる区画を所望の程度まで僅かに夫々違えて冷却し、より高温の区画のＺ方向におけるガラスリボンの伸びが、より低温の区画のものより大きくなるようにすることが出来る。従って、ガラスリボンの伸びにおいては、より低温の区画の厚みの減少がより高温の区画の厚みの減少と比較して適度に小さくなる。従ってノズル炉では、分割された加熱・冷却素子を用いることにより、リボン方向の定温度分布とリボン方向に対して側方の定温度分布とを設定することが出来る。これにより、厚み分布に付いての品質判定基準に関する検査結果が改善される。
装置に関しては、ノズル炉の下側に設けたローラーを用いて、粘弾性状態に有るガラスリボンをリボン方向に対して側方に要する程度まで伸ばし、ガラスリボンが平らに、且つ延伸シャフト（縦坑）内に配置された冷却装置に張力がかからないようにして搬送されるようにする。これにより、高温形成部で生じることのある平坦さからの偏差を修正することが出来る。更に、シリンダー又はローラーにより、弾性領域における変形が高温形成領域に影響しないようにする。これ等のシリンダー又はローラーは圧延炉内に、又は分割加熱・冷却素子を用いてリボン方向の定温度分布とリボン方向に対して側方の定温度分布とを設定することが出来るようにした延伸シャフト内に設けられる。これにより、ワープ（反り、曲がり）に付いての品質判定基準に関する検査結果が改善される。
【００１１】
本発明によれば、ノズル炉の下側に延伸ローラーを設け、これ等のローラーでガラスリボンが垂直下方に延伸される。延伸ローラーはガラスリボンを速度、例えば１．６ｍ／ｍｉｎで延伸し、線形処理量が３．５ｇ／（ｍｉｎ ｘ ｍｍ）で、総容量が約８００ｍｍの場合、厚みが正味の領域で０．７ｍｍのガラスリボンが作られる。ガラスリボンの厚みを連続的に測定するのが良いが、延伸速度を測定厚み値で制御するようにする。延伸速度は、ガラスの冷却後に行うライン上厚み測定の関数として任意に調整することが出来る。これによって、平均厚みに付いての品質判定基準に関する検査結果が良くなる。
リボンの厚みが大きい場合、即ちリボンの重量が大きく、延伸力が小さい場合、必要厚みを得るのに要する延伸力がリボンの重量より小さければ、リボンの重量の一部を延伸ローラーで相殺するようにすることが出来る。その場合、延伸ローラーを圧延炉又は延伸軸内に設けるのが良い。
他の一実施例によれば、ガラスリボンは圧延炉及び／又は延伸シャフト内で、リボン方向とリボン方向の側方の両方向に、選択的に加熱及び／又は冷却される。
ガラスリボンは、初めの急速冷却域が好ましくはＴｇ＋５０Ｋまで冷却され、次いで精密焼鈍域が放熱張力の調整のため、例えばＴｇ−５０Ｋまで冷却されて焼鈍され、急速冷却域が例えば４５０Ｋに急速冷却される。
【００１２】
本方法によって製造されるガラス板の好適な用途には、電子装置、例えば表示装置（携帯電話、フラットスクリーン等）の基体ガラスや、コンピュータの大容量ディジタル記憶装置の基体ガラスが含まれる。
装置に関しては、前記の目的は請求項１５に記載の特徴によって達成される。
この場合、入口と延伸タンクとノズル系がクローズドシステムを構成するようにする。入口が、プラチナ合金又は耐火材料から成り、分割された、直接又は間接被加熱又は被冷却管部を有するようにすることが出来る。管又は管系は長さが２ｍ〜５ｍで、断面が丸く、径が５０ｍｍ〜８０ｍｍである。
管は、垂直に位置付けられるようにすると良い。
加熱と冷却を組み合わせることにより、ガラスの要求粘度曲線が管に設定される。入口の端部で、ガラスは延伸タンクに送り込まれる。
延伸タンクでは、ガラス溶融体は延伸方向の側方に均一に分布するようにする。延伸タンクは好ましくはプラチナ合金から成る容器であって、加熱と冷却を組み合わせてガラスの所要粘度曲線が容器内に設定される。ガラスは、延伸タンクの下側のノズル系に供給される。
ノズル系には、スリットノズルが一つ又は二つ有ると良く、またプラチナ合金から成るドローバーもあっても良い。スリットノズルには加熱装置を設けると良い。ドローバーは底部に向かって先細の（テーパーの付いた）プラチナ合金板で良く、加熱装置と、必要なら冷却装置も有するようにすると良い。均一な線形処理量の設定は、延伸タンク、スリットノズル及びドローバーの明確な加熱・冷却を通して行われる。
【００１３】
ドローバーはスリットノズル内に垂直に位置付けられが、スリットノズルのスリットを通して延伸タンクに突出するようにすると良い。延伸タンク内のガラスはドローバーにより、Ｙ方向に分割される（図１に示す座標系参照）。これにより、またノズルスリットの位置に対してドローバーの位置をＸ−Ｙ方向に、場合によってはＺ方向にも調整可能にする外部調整装置を用いることにより、両ガラス膜の厚みは確実に等しくなる。ワープを確実に低値に抑えるためには、両ガラス膜の膜厚が出来るだけ等しくなるようにすることが必要である。
また、特にリボン巾が大きく、処理時間が長い場合、ドローバーの真っ直ぐさを確保するため、Ｘ方向に引張力をかけることが出来る。その結果、大きいリボンを長時間かけて製造でき、ここでも生産性は決定的に改善される。
ノズル炉はスリットノズルの下に接続される。ドローバーがノズル炉内に突出するようにすると良い。ノズル炉には一つの加熱装置と、二つの冷却系を設けると良い。
ドローバー上のガラス膜の滞留時間を確実に設定するため、ドローバーが直接加熱・冷却されるようにしても良い。このため、ドローバーに加熱装置及び／又は冷却装置を設けるようにすると良い。また、ノズル炉の分割加熱装置によりガラス膜が両側面で加熱されるようにしても良い。
ノズル炉には、ドローバーの近傍の対向側面に放射板を設けると良い。
他の一実施例によれば、ノズル炉には、放射板の下側の炉シャフト内に移動可能な分割壁少なくとも一つが備わる。
小さなオニオン部を設けることにより、二つの冷却系、即ち主冷却装置と、主冷却系の下側の分割冷却装置によりドローバーの直下に有るガラスから熱が引き出される。主冷却装置が熱量の主部を散逸させ、Ｘ方向に精密に分割された冷却装置が、ノズル系によって生じる僅少厚み変動の補正を確実にする。
ガラスリボンは垂直下方に、場合によってはリボン方向に対して側方にも延びる。このために要する延伸ローラー及びワープローラーが位置付けられるのは、ノズル炉の下、場合によっては圧延炉内、延伸軸内又は延伸機内である。
延伸ローラーは厚み調整のために用いられ、ワープローラーはガラスリボンの、そして後になってガラス板の所要平坦度を確実にする。
開始工程中には、ガラスリボンがノズル炉の下の延伸ローラーによって延伸されるようにすると良い。これにより、開始段階の時間を著しく減少することが出来る。
開始工程を容易にするため、ノズル炉をリボン方向に対して側方に開口可能にする。これにより、開始工程が容易になる。
圧延炉もリボン方向に対して側方に開口可能にして、開始工程を容易にする。
開始工程を容易にするため、延伸軸を下方又は側方に対して伸縮自在にする。製造中には、延伸軸を圧延炉に対して下側からドッキングさせる。
【００１４】
【実施態様】
本発明の例示的実施例を以下、図面を参照して詳細に説明する。
図１及び図２に、空間内の方向を設定するための座標系を示す。ここで、Ｘ方向はガラスリボン幅の方向を表し、Ｙ方向は理想リボン面に直角な（ガラスリボン厚）方向であり、Ｚ軸は延伸方向の方向である。
図１に装置の断面であって、入口１、延伸タンク６、ノズル炉１８、圧延炉２５及び延伸軸３２の各概略描写部を含むものが示されている。
ガラス溶融体は図示しない均質化系から、入口１を通して延伸タンク６に供給される。入口１は、垂直方向に配置された管２から成る。管２はプラチナ合金又は耐火材料から成り、分割されて、直接又は間接的に加熱又は冷却される対称管部２ａ、２ｂ、２ｃを有する。管部２ａ、２ｂ、２ｃに対して、加熱装置３及び冷却装置４がそれ等に夫々対応して設けられ、絶縁材５で外部から遮蔽されている。加熱装置３は、直接又は間接電気加熱装置でなされる。冷却装置４は、冷媒を運ぶ冷却管から成っている。冷却管は管２の分割部を取り囲み、対応する冷却ユニットに夫々連結されている。
下側から入口路１に隣接する延伸タンク６には、プラチナ合金から成るガラスディストリビューター７が備わり後者は下方に向かって、これもプラチナ合金から成るガラス入口８に移行している。ガラスディストリビューター７はガラス溶融体を、以下に詳細に説明するスリットノズル１１の全長に亘って分布させるために用いられる。延伸タンク６には、垂直方向と横方向に同様に分割された加熱系９が備わる。この加熱装置は、直接式又は間接式電気加熱ユニットの何れで具体化させるようにしても良い。延伸タンク６は外側では、絶縁材１０で囲まれている。
【００１５】
延伸タンク６に下には、スリットノズル１１とシール１２及び１３とドローバー１６を有するノズル系が有る。スリットノズルとドローバーはプラチナ合金から成る。スリットノズル１１をノズルホルダー１４が下側から押圧している。シール１２とフレキシブルシール１３が摩擦・積極的な係合を確実にしている。
スリットノズル１１は、ノズルホルダー１４内に配置された加熱ユニット１５によって直接的に又は間接的に、電気的に加熱される。ガラス流を最適化するため、要すれば、もう一つのプラチナ合金製スリットノズルをスリットノズル１１の上方に設けることが出来る。
図２に示すように、スリットノズル１１には内部に、下端に向かって先細りの（テーパーの付いた）板状素子から成るプラチナ合金製のドローバー１６が備わっている。このドローバー１６は、図１・図２には示されていないサイドリミタ１７を備えても良く、その場合にはそれがＸ、Ｙ及びＺ方向に調整自在に配置される。ドローバー１６にも直接式電気加熱ユニットが備わり、場合によって冷却ユニットも備わる。
スリットノズル１１から垂直下方に、ドローバー１６の外側を流れるガラス膜二つは一緒になって、先細りのその下端で共通のガラスリボンを形成する。ドローバー上のガラス膜とオニオン部とガラスリボン上の伸び部とは、上部に電気加熱ユニット２０を、下部に冷却系２３及び２４を有するノズル炉１８の放射板１９の間に配置される。これ等の放射板１９は過熱ユニットをガラスリボンから遮蔽して、温度均一性を高める。
オニオン部と同一高さに配置された、Ｙ方向に移動可能な分割壁２２を用いて、冷却系２３及び２４がガラスリボンから引き出す熱の量を調整することが出来る。分割壁２２の下には、オニオン部近傍のガラスリボン温度を調整するための主冷却ユニット２３が有る。Ｘ方向に分割された冷却系２４は、ガラスリボンの横方向の厚み分布を調整するために用いられる。ノズル炉１８は絶縁材２１で、外部に対して絶縁されている。開始工程を容易にするため、ノズル炉は要すればＹ方向に開口自在とする。
【００１６】
ノズル炉１８の下には、圧延シャフト（縦坑）２６が備わる圧延炉２５が有る。圧延炉２５には、Ｘ及びＹ方向に分割された電気加熱ユニット２７と、同じくＸ及びＹ方向に分割された冷却ユニット２８が設けられている。温度均一性を高めるため、圧延シャフト２６は加熱ユニットをガラスリボンから遮蔽する。ワープローラー２９が圧延炉２５内に配置され、傾斜位置又は特殊プロファイリングによりガラスリボンをＸ方向に伸ばし、要求平坦度を設定する。圧延炉２５にはまた、延伸ローラー対３０一つ又は複数が備わり、これがガラスリボンを定形式でＺ方向に伸ばし、要求厚みを設定する。圧延炉２５は絶縁材３１で、外部に対して絶縁されている。開始工程を容易にするため、圧延炉２５を要すればＹ方向に開口されることができる。
圧延炉２５の下には延伸シャフト３２が有る。延伸シャフト３２には、Ｘ及びＹ方向に分割された電気加熱ユニット３５と、同じくＸ及びＹ方向に分割された冷却ユニット３６が設けられている。温度均一性を高めるため、放射シャフト３３が加熱ユニット３５をガラスリボンから遮蔽する。不定対流を阻止するため、可動分割壁３４が放射シャフトに設けられている。延伸シャフト３２に、Ｙ方向のガラスリボンの位置を安定化する安定化ローラー３７が含まれるようにしても良い。延伸シャフト３２は外部に対して絶縁されている（絶縁材３８）。
開始工程を容易にするため、延伸シャフト３２を要すればＹ方向に開口自在とし、或いは端部に配置されたドアで開口可能にする。また、延伸シャフト３２を下方に移動自在にして、段取り作業を容易にする。生産のために、延伸シャフト３２を圧延炉２５に対して下側からドッキングさせる。
圧延炉２５はまた、省いても良い。圧延炉を設けない場合、ワープローラー２９又は延伸ローラー３０が延伸シャフト３２に含まれるようにすると良い。壁厚が薄い場合、即ちリボンの重量が大きく、延伸力が小さい場合、延伸シャフト３２が短ければ、この延伸ローラー３０と安定化ローラー３７を除くことが出来る。その場合、延伸ローラー３０は延伸シャフト３２の下に配置される。
加熱系全ては電気的に作動するようにする。冷却系は流体や気体により冷却されるようにする。
【００１７】
以下、ＴＦＴ用基体ガラスの製造の例を示す。
ガラス：
Ｔｇ＞７００℃、密度＜２．５ｇ／ｃｍ^３、熱膨張＜３７ｘ１０^−７／
Ｋの無アルカリ硼珪酸塩ガラス
形状大きさに関する品質判定基準
長さ ６７０ｍｍ
幅 ５９０ｍｍ
厚み ０．７ｍｍ
厚み分布 ＜０．０２５ｍｍ
ワープ ＜０．５ｍｍ
波打ち ＜５０ｎｍ
工程管理
入口 入口内のガラス温度をＴｇ＋６７０Ｋ〜Ｔｇ＋５９０Ｋ（入り口に沿って単調に降下）に設定する。その場合、総処理量は２．８ｋｇ／ｍｉｎである。
延伸タンク、ノズル系、及びノズル炉の加熱
延伸タンク６内のガラス温度をＴｇ＋５９０Ｋ〜Ｔｇ＋５７０Ｋに、スリットノズル１１内のガラス温度をＴｇ＋５７０Ｋ〜Ｔｇ＋５５０Ｋに、ドローバー１６のガラス温度をＴｇ＋５６０Ｋ〜Ｔｇ＋５４０Ｋに設定する。そうすると、ガラスリボンに対して側方の均質線形処理量が３．５ｇ／（ｍｉｎ ｘ ｍｍ）となる。ドローバー１６上のガラス膜は何れも厚みが８ｍｍである。従って、各スリット幅（スリットノズル１１とドローバー１６間の距離）が１０ｍｍの場合、ドローバー１６上のガラス膜はスリットノズル１１の下側を濡らさない。
冷却、ノズル炉及び圧延炉
主冷却ユニット２３（冷媒：水）がオニオン近傍のガラスを約Ｔｇ＋２９０Ｋに冷却する。ガラスは圧延炉２５の延伸ローラー３０によって延伸速度１．６ｍ／ｍｉｎで伸ばされ、総幅８００ｍｍ、厚み０．７ｍｍのガラスリボンを生成する。分割冷却ユニット２３、２４（冷媒：水／空気）は、要求厚み分布が確実に得られるように設定される。圧延炉２５の分割加熱・冷却によって、ガラスリボンはＴｇ＋１４０Ｋに均一に冷却される。
延伸シャフト
延伸シャフト３２の分割加熱・冷却により、ガラスリボンは第１の急速冷却域がＴｇ＋５０Ｋに冷却され、次いで永久熱放射張力を設定するため、精密焼鈍域がＴｇ−５０Ｋに精密焼鈍され、次いで第２の急速冷却域が４５０Ｋに急速冷却される。延伸シャフト３２の中から下に亘って、更なるローラーが設けられ、延伸シャフト３２の中から下に亘るガラスリボンの位置を安定化する。急冷及び所定長さへの切断の後、ワープに関する要求条件が満たされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
装置の垂直断面を示す。
【図２】
スリットノズル部の拡大垂直断面を示す。
【符号の説明】
１ 入口
２ 管
２ａ、２ｂ、２ｃ 管断面
３ 加熱ユニット
４ 冷却ユニット
５ 絶縁材
６ 延伸タンク
７ ガラスディストリビューター
８ ガラス入口
９ 加熱系
１０ 絶縁材
１１ スリットノズル
１２ シール
１３ フレキシブルシール
１４ ノズルホルダー
１５ 加熱ユニット
１６ ドローバー
１７ サイドリミタ
１８ ノズル炉
１９ 放射板
２０ 加熱ユニット
２１ 絶縁材
２２ 分割壁
２３ 主冷却ユニット
２４ 分割冷却系
２５ 圧延炉
２６ 圧延シャフト
２７ 加熱ユニット
２８ 冷却ユニット
２９ ワープローラー
３０ 延伸ローラー
３１ 絶縁材
３２ 延伸シャフト
３３ 放射シャフト
３４ 分割壁
３５ 加熱ユニット
３６ 冷却ユニット
３７ 安定化ローラー
３８ 絶縁材

Claims (35)

1. 薄いガラスリボンを延伸して薄いガラス板、特に厚みが１ｍｍ未満のガラス板を製造する方法であり、ガラス溶融体をタンク炉から入口を通して、ノズル系にスリットノズルが少なくとも一つ備わる延伸タンクに搬送するようにして成る方法において、
   一方では、総処理量が該入口の長さ及び断面と、該入口に有るガラスの粘性とで設定され、
   他方では、ガラスリボンの横方向における単位長さ当たりの処理量（所謂線形総量）がノズル系の形状及びノズル系に配されたガラス溶融体の粘性とで設定され、且つ
   ノズル系から出るとき、ガラスが破断端部近傍のスリットノズルの下側を濡らさないようにすることを特徴とする方法。
2. 入口流路内のガラス溶融体の温度：Ｔ_ＺＲ１＝Ｔｇ＋６７０Ｋ〜Ｔ_ＺＲ２＝Ｔｇ＋５９０Ｋに設定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 延伸タンク内のガラス溶融体の温度：Ｔ_ＺＴ１＝Ｔｇ＋５９０Ｋ〜Ｔ_ＺＴ２＝Ｔｇ＋５７０Ｋに設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. スリットノズル近傍のガラス溶融体の温度Ｔ_ＳＤをＴ_ＳＤ１＝Ｔｇ＋５７０Ｋ〜Ｔｇ＋５５０Ｋに設定することを特徴とする請求項１〜３の一つに記載の方法。
5. スリットノズルに沿うガラス溶融体の温度偏差△Ｔ_ＳＤを△Ｔ_ＳＤ≦２０Ｋに設定することを特徴とする請求項１〜４の一つに記載の方法。
6. スリットノズルを通過するときガラス溶融体流が少なくとも一つのドローバー（引張棒）により分割され、ガラス溶融体がこのドローバーの両側でガラス膜として下方に向かって走行し、ドローバーの下端で一緒になって一つのガラスリボンを形成するようにして成ることを特徴とする請求項１〜５の一つに記載の方法。
7. ドローバー上のガラス膜の滞留時間と粘性を、理想表面輪郭からのずれが略完全に無くなるように調整するようにして成ることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. ガラス膜をドローバー上で選択的に加熱及び／又は冷却するようにして成ることを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。
9. ガラス膜をそれ等の側縁に沿って横方向に案内することを特徴とする請求項６〜８の一つに記載の方法。
10. ガラスリボンをそのオニオン部（ｏｎｉｏｎ）の近傍で選択的に冷却することを特徴とする請求項６〜９の一つに記載の方法。
11. ガラスリボンの重量の少なくとも一部を延伸中に補正することを特徴とする請求項１〜１０の一つに記載の方法。
12. ガラスリボンの厚みを連続的に測定し、延伸速度をこの測定厚み値を用いて制御することを特徴とする請求項１〜１１の一つに記載の方法。
13. ガラスリボンをその粘弾性部でリボン方向に対して横向きに拡げることを特徴とする請求項１〜１２の一つに記載の方法。
14. ガラスリボンを、圧延炉及び／又は延伸シャフト内でリボン方向に、及びリボン方向に対して横方向に選択的に加熱及び／又は冷却することを特徴とする請求項１〜１３の一つに記載の方法。
15. タンク炉、均質化系、入口、及び延伸タンクを備え、薄いガラス板、特に厚みが１ｍｍ未満のガラス板を製造する装置であって、延伸タンクにはノズル系にスリットノズルが少なくとも一つ備わる装置において、
    入口（１）と延伸タンク（６）とノズル系がクローズドシステムを構成し、
    入口（１）には分割管部（２ａ、２ｂ、２ｃ）の有る管（２）が備わり、管（２）は長さ２〜５ｍ、断面５０ｍｍ〜８０ｍｍを有し、管断面が円形であり、且つ
    延伸タンク（６）には垂直及び横方向に分割された加熱系（９）が備わることを特徴とする装置。
16. 管（２）が垂直に位置付けられていることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
17. 入口（１）が分割加熱・冷却装置を有することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の装置。
18. スリットノズル（１１）に加熱装置（１５）が備わることを特徴とする請求項１５〜１７の一つに記載の装置。
19. 少なくとも一つの垂直位置付けのドローバー（１６）がスリットノズル（１１）に含まれることを特徴とする請求項１５〜１８の一つに記載の装置。
20. ドローバー（１６）がプラチナ合金から成り、底部の一点に向かって下方にテーパーの付いたプレートであることを特徴とする請求項１５〜１９の一つに記載の装置。
21. ドローバー（１６）がスリットノズル（１１）を超えて上方に突出していることを特徴とする請求項１５〜２０の一つに記載の装置。
22. ドローバー（１６）にサイドリミタ（１７）が備わることを特徴とする請求項１５〜２１の一つに記載の装置。
23. ドローバー（１６）がＸ、Ｙ及びＺ方向に調整可能であることを特徴とする請求項１５〜２２の一つに記載の装置。
24. 引張力がかかるとドローバー（１６）がＸ方向に拡開可能であることを特徴とする請求項１５〜２３の一つに記載の装置。
25. ドローバー（１６）に加熱装置及び／又は冷却装置が備わることを特徴とする請求項１５〜２４の一つに記載の装置。
26. 分割された加熱・冷却装置（２０、２３、２４）の有るノズル炉（１８）にスリットノズル（１１）が下側で隣接することを特徴とする請求項１５〜２５の一つに記載の装置。
27. ノズル炉（１８）がドローバー（１６）と反対側の面に放射伝熱板（１９）を備えることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
28. ノズル炉（１８）が放射伝熱板（１９）の下に移動自在な分割壁（２２）を備えることを特徴とする請求項２６又は２７に記載の装置。
29. リボン方向に対して側方にノズル炉（１８）を開口させる手段がノズル炉（１８）に備わることを特徴とする請求項２６〜２８の一つに記載の装置。
30. Ｘ及びＹ方向に分割された加熱・冷却装置（２７、２８）を有する圧延シャフト（２６）が備わる圧延炉（２５）がノズル炉（１８）に下側から隣接することを特徴とする請求項２６〜２９の一つに記載の装置。
31. 少なくとも一つのワープローラー対（２９）及び／又は延伸ローラー対（３０）が延伸シャフト（４１）に含まれることを特徴とする請求項２９に記載の装置。
32. リボン方向に対して側方に圧延炉（２５）を開口させる手段が圧延炉（２５）に備わることを特徴とする請求項２９〜３０の一つに記載の装置。
33. 延伸ローラー（３０）の延伸速度がガラスリボンの全厚みの関数としてオンライン的に調整可能であることを特徴とする請求項１５〜３２の一つに記載の装置。
34. 延伸シャフトが下方又は側方に対して伸縮自在であることを特徴とする請求項１５〜３３の一つに記載の装置。
35. 請求項１〜１５の一つに記載の方法で製造されたガラス板を電子装置の基体ガラス又はコンピュータの大容量記憶装置の基体ガラスとして用いること。