JP2016190754A - ガラス板の製造方法、及び、ガラス板の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄いガラス板であっても、折り割り切断不良の発生を抑制できるガラス板の製造方法等を提供する。【解決手段】ダウンドロー法を用いて熔融ガラスから幅方向の端部と端部に挟まれた端部より厚さが薄い幅方向中央領域とを有するガラス板を成形する成形工程と、ガラス板の端部の一部を冷却ローラにより挟持して、鉛直方向下方に搬送しながら冷却する冷却工程と、ガラス板にスクライブ線を形成するスクライブ工程と、スクライブ線を形成する反対面側からガラス板を支持しながら、スクライブ線に沿ってガラス板を反対面側方向に折り曲げることによりガラス板を切断する切断工程と、を備え、スクライブ工程では、冷却ローラにより挟持された端部の一部を除く領域にスクライブ線を形成する速度を、幅方向中央領域にスクライブ線を形成する速度より遅くする。【選択図】 図８

Description

本発明は、ガラス板の製造方法、及び、ガラス板の製造装置に関する。

ダウンドロー法を用いてガラス板（シートガラス）を製造する方法が用いられている。ダウンドロー法により成形されるガラス板は、板厚がほぼ一定の製品領域（幅方向中央領域）と、製品領域より板厚が厚い製品領域の幅方向の両端に位置する端部（耳部）とからなる。このガラス板を切断するために、ガラス板の表面にスクライブ線が形成される。スクライブ線は、下方向に搬送されるガラス板に対して、例えば、ガラス板に切れ込みを入れるためのカッターを、ガラス板に押し当ててガラス板の幅方向に移動させることで形成される。このスクライブ線に沿って、ガラス板が折り割り切断されることにより、ガラス板が所定のサイズに切断される。例えば、特許文献１には、カッターにかける力を制御してスクライブ線を形成し、このスクライブ線に沿って折り割り切断する方法が開示されている。

特開２００９−１９６２１１号公報

しかし、ガラス板の製品領域の板厚が０．４ｍｍ未満となるような薄いガラス板において、端部は製品領域より厚く板厚が一定ではなく、また、製品領域の板厚が薄くなるにつれて、端部の板厚は製品領域の板厚に比べて相対的に厚くなるため、折り割り時に製品領域と端部とにかかる力に差が発生し、厚みのある端部に切断不良が発生する場合がある。

そこで本発明は、薄いガラス板であっても、折り割り切断不良の発生を抑制できるガラス板の製造方法、及び、ガラス板の製造装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、ガラス板の製造方法であって、
ダウンドロー法を用いて熔融ガラスから幅方向の端部と前記端部に挟まれた前記端部より厚さが薄い幅方向中央領域とを有するガラス板を成形する成形工程と、
前記成形されたガラス板の前記端部の一部を冷却ローラにより挟持して、鉛直方向下方に搬送しながら冷却する冷却工程と、
前記冷却されたガラス板にスクライブ線を形成するスクライブ工程と、
前記スクライブ線を形成する反対面側から前記ガラス板を支持しながら、前記スクライブ線に沿って前記ガラス板を前記反対面側方向に折り曲げることにより前記ガラス板を切断する切断工程と、を備え、
前記スクライブ工程では、前記冷却ローラにより挟持された端部の一部を除く領域にスクライブ線を形成する速度を、前記幅方向中央領域にスクライブ線を形成する速度より遅くする、
ことを特徴とする。

前記スクライブ工程では、前記冷却ローラにより挟持された端部の一部にスクライブ線を形成する速度を、前記端部の一部を除く領域にスクライブ線を形成する速度より遅くする、ことが好ましい。

前記ガラス板の中央領域の厚さは、０．０５ｍｍ以上〜０．４ｍｍ未満である、ことが好ましい。

本発明の他の態様は、ガラス板の製造装置であって、
ダウンドロー法を用いて熔融ガラスから幅方向の端部と前記端部に挟まれた前記端部より厚さが薄い幅方向中央領域とを有するガラス板を成形する成形装置と、
前記成形されたガラス板の前記端部の一部を挟持して、鉛直方向下方に搬送しながら冷却する冷却ローラと、
前記冷却されたガラス板にスクライブ線を形成するスクライブ装置と、
前記スクライブ線を形成する反対面側から前記ガラス板を支持しながら、前記スクライブ線に沿って前記ガラス板を前記反対面側方向に折り曲げることにより前記ガラス板を切断する切断装置と、を備え、
前記スクライブ装置は、前記冷却ローラにより挟持された端部の一部を除く領域にスクライブ線を形成する速度を、前記幅方向中央領域にスクライブ線を形成する速度より遅くする、
ことを特徴とする。

本発明によれば、薄いガラス板であっても、折り割り切断不良の発生を抑制できる。

実施形態に係るガラス板の製造方法のフローチャートである。 実施形態に係るガラス板の製造装置の模式図である。 実施形態に係る成形装置の正面図である。 実施形態に係る成形装置の側面図である。 冷却ロールにより挟持されたガラス板を上面側から見て示した図である。 冷却ロールにより挟持された後のガラス板の側部の拡大図である。 実施形態に係る切断装置の側面図である。 図７のスクライブ部を上面側から見て示した図である。 ガラス板の折り割り切断を説明するための図である。

（１）ガラス板の製造装置の構成
本発明に係るガラス板の製造方法、および、ガラス板の製造装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るガラス板の製造方法の一例を示すフローチャートである。

図１に示されるように、本実施形態に係るガラス板の製造方法は、主として、熔解工程Ｓ１と、清澄工程Ｓ２と、攪拌工程Ｓ３と、成形工程Ｓ４と、冷却工程Ｓ５と、切断工程Ｓ６とを含む。

熔解工程Ｓ１では、ガラス原料が加熱されて熔融ガラスが得られる。熔融ガラスは、熔解槽に貯留され、所望の温度を有するように通電加熱される。ガラス原料には、清澄剤が添加される。環境負荷低減の観点から、清澄剤として、ＳｎＯ_２が用いられる。

清澄工程Ｓ２では、熔解工程Ｓ１で得られた熔融ガラスが清澄管の内部を流れて熔融ガラスに含まれているガスが除去されることで、熔融ガラスが清澄される。最初に、清澄工程Ｓ２では、熔融ガラスの温度を上昇させる。熔融ガラスに添加されている清澄剤は、昇温により還元反応を起こして酸素を放出する。熔融ガラスに含まれるＣＯ_２、Ｎ_２、ＳＯ_２等のガス成分を含む泡は、清澄剤の還元反応によって生じた酸素を吸収する。酸素を吸収して成長した泡は、熔融ガラスの液面に浮上し、破泡して消滅する。消滅した泡に含まれていたガスは、清澄管の内部の気相空間に放出されて、外気に排出される。次に、清澄工程Ｓ２では、熔融ガラスの温度を低下させる。これにより、還元された清澄剤は、酸化反応を起こして、熔融ガラスに残存している酸素等のガス成分を吸収する。

攪拌工程Ｓ３では、清澄工程Ｓ２でガスが除去された熔融ガラスが攪拌されて、熔融ガラスの成分が均質化される。これにより、ガラス板の脈理等の原因である熔融ガラスの組成のムラが低減される。

成形工程Ｓ４では、オーバーフローダウンドロー法を用いて、攪拌工程Ｓ３で均質化された熔融ガラスからガラス板が連続的に成形される。

冷却工程Ｓ５では、成形工程Ｓ４で連続的に成形されたガラス板が冷却される。冷却工程Ｓ５は、ガラス板に歪みおよび反りが生じないように、ガラス板の温度を調節しながらガラス板を徐々に冷却する徐冷工程を含む。

切断工程Ｓ６では、冷却工程Ｓ５で冷却されたガラス板が所定の寸法に切断される。その後、切断されたガラス板の端面の研削および研磨、並びに、ガラス板の洗浄が行われる。その後、ガラス板のキズ等の欠陥の有無が検査され、検査に合格したガラス板が梱包されて製品として出荷される。

図２は、本実施形態に係るガラス板の製造装置１の一例を示す模式図である。ガラス板の製造装置１は、熔解槽１０と、清澄管２０と、攪拌装置３０と、成形装置４０と、移送管５０ａ，５０ｂ，５０ｃとを備える。移送管５０ａは、熔解槽１０と清澄管２０とを接続する。移送管５０ｂは、清澄管２０と攪拌装置３０とを接続する。移送管５０ｃは、攪拌装置３０と成形装置４０とを接続する。

熔解工程Ｓ１において熔解槽１０で得られた熔融ガラス２は、移送管５０ａを通過して清澄管２０に流入する。清澄工程Ｓ２において清澄管２０で清澄された熔融ガラス２は、移送管５０ｂを通過して攪拌装置３０に流入する。攪拌工程Ｓ３において攪拌装置３０で攪拌された熔融ガラス２は、移送管５０ｃを通過して成形装置４０に流入する。成形工程Ｓ４では、成形装置４０によって熔融ガラス２からガラス板３が成形される。冷却工程Ｓ５では、ガラス板３が下方に搬送されながら冷却される。切断工程Ｓ６では、冷却されたガラス板３が所定の大きさに切断される。切断されたガラス板の幅は、例えば、５００ｍｍ〜３５００ｍｍであり、長さは、例えば、５００ｍｍ〜３５００ｍｍである。ガラス板の厚みは、例えば、０.０５ｍｍ〜０.８ｍｍである。本発明に係るガラス板の製造方法、製造装置では、ガラス板の製品領域の厚みが、０．０５ｍｍ以上〜０．４ｍｍ未満と薄くなるほど発明の効果が大きくなる。

ガラス板の製造装置１によって製造されるガラス板は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス板として特に適している。ＦＰＤ用のガラス板としては、無アルカリガラス、アルカリ微量含有ガラス、または、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）ガラスが用いられる。ＦＰＤ用のガラス板は、高温時において高い粘性を有する。例えば、ＦＰＤ用のガラス板が成形される熔融ガラスは、１５００℃において、１０^２．５ｐｏｉｓｅの粘性を有する。

熔解槽１０では、ガラス原料が熔解されて、熔融ガラス２が得られる。ガラス原料は、所望の組成を有するガラス板を得ることができるように調製されている。ガラス板の組成の一例として、ＦＰＤ用のガラス板として好適な無アルカリガラスは、ＳｉＯ_２：５０質量％〜７０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：０質量％〜２５質量％、Ｂ_２Ｏ_３：１質量％〜１５質量％、ＭｇＯ：０質量％〜１０質量％、ＣａＯ：０質量％〜２０質量％、ＳｒＯ：０質量％〜２０質量％、ＢａＯ：０質量％〜１０質量％を含有する。ここで、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計は、５質量％〜３０質量％である。

また、ＦＰＤ用のガラス板として、アルカリ金属を微量含むアルカリ微量含有ガラスを用いてもよい。アルカリ微量含有ガラスは、０．１質量％〜０．５質量％のＲ’_２Ｏを含み、好ましくは、０．２質量％〜０．５質量％のＲ’_２Ｏを含む。ここで、Ｒ’は、Ｌｉ、ＮａおよびＫから選択される少なくとも１種である。Ｒ’_２Ｏの含有量の合計は、０．１質量％未満であってもよい。

また、ガラス板の製造装置１によって製造されるガラス板は、ＳｎＯ_２：０．０１質量％〜１質量％（好ましくは、０．０１質量％〜０．５質量％）、Ｆｅ_２Ｏ_３：０質量％〜０．２質量％（好ましくは、０．０１質量％〜０．０８質量％）をさらに含有してもよい。なお、ガラス板の製造装置１によって製造されるガラス板は、環境負荷低減の観点から、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３およびＰｂＯを実質的に含有しない。

上記の組成を有するように調製されたガラス原料は、原料投入機（図示せず）を用いて熔解槽１０に投入される。原料投入機は、スクリューフィーダを用いてガラス原料の投入を行ってもよく、バケットを用いてガラス原料の投入を行ってもよい。熔解槽１０では、ガラス原料は、その組成等に応じた温度に加熱されて熔解される。熔解槽１０では、例えば、１５００℃〜１６００℃の高温の熔融ガラス２が得られる。熔解槽１０では、モリブデン、白金または酸化錫等で成形された少なくとも１対の電極間に電流を流すことで、電極間の熔融ガラス２が通電加熱されてもよく、また、通電加熱に加えてバーナーの火焔によってガラス原料が補助的に加熱されてもよい。

熔解槽１０で得られた熔融ガラス２は、熔解槽１０から移送管５０ａを通過して清澄管２０に流入する。清澄管２０および移送管５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、白金製あるいは白金合金製の管である。清澄管２０には、熔解槽１０と同様に加熱手段が設けられている。清澄管２０では、熔融ガラス２がさらに昇温させられて清澄される。例えば、清澄管２０において、熔融ガラス２の温度は、１５００℃〜１７００℃に上昇させられる。

清澄管２０において清澄された熔融ガラス２は、清澄管２０から移送管５０ｂを通過して攪拌装置３０に流入する。熔融ガラス２は、移送管５０ｂを通過する際に冷却される。攪拌装置３０では、清澄管２０を通過する熔融ガラス２の温度よりも低い温度で、熔融ガラス２が攪拌される。例えば、攪拌装置３０において、熔融ガラス２の温度は、１２５０℃〜１４５０℃であり、熔融ガラス２の粘度は、５００ｐｏｉｓｅ〜１３００ｐｏｉｓｅである。熔融ガラス２は、攪拌装置３０において攪拌されて均質化される。

攪拌装置３０で均質化された熔融ガラス２は、攪拌装置３０から移送管５０ｃを通過して成形装置４０に流入する。熔融ガラス２は、移送管５０ｃを通過する際に、熔融ガラス２の成形に適した粘度を有するように冷却される。例えば、熔融ガラス２は、１２００℃付近まで冷却される。

成形装置４０では、オーバーフローダウンドロー法によって熔融ガラス２からガラス板３が成形される。次に、成形装置４０の詳細な構成および動作について説明する。

（２）成形装置の構成
図３は、成形装置４０の正面図である。図３は、成形装置４０で成形されるガラス板３の表面に垂直な方向に沿って見た成形装置４０を示す。図４は、成形装置４０の側面図である。

成形装置４０は、炉壁（図示せず）に囲まれた空間を有する。この空間は、熔融ガラス２からガラス板３が成形されて冷却される空間であり、オーバーフローチャンバー６０、フォーミングチャンバー７０、及び、冷却チャンバー８０の３つの空間から構成される。

成形工程Ｓ４は、オーバーフローチャンバー６０で行われる。冷却工程Ｓ５は、フォーミングチャンバー７０、冷却チャンバー８０で行われる。オーバーフローチャンバー６０は、攪拌装置３０から移送管５０ｃを介して成形装置４０に供給された熔融ガラス２が、ガラス板３に成形される空間である。フォーミングチャンバー７０は、オーバーフローチャンバー６０の下方の空間であり、ガラス板３が、ガラスの徐冷点の近傍まで急冷される空間である。冷却チャンバー８０は、フォーミングチャンバー７０の下方の空間であり、ガラス板３が徐々に冷却される空間である。

成形装置４０は、主として、成形体６２と、上部仕切り部材６４と、冷却ロール７２と、温度調節ユニット７４と、下部仕切り部材７６と、引下げロール８２と、ヒータ８４と、断熱部材８６と、切断装置９０と、制御装置（図示せず）とから構成される。次に、成形装置４０の各構成要素について説明する。

（２−１）成形体
成形体６２は、オーバーフローチャンバー６０に設置される。成形体６２は、熔融ガラス２をオーバーフローさせてガラス板３を成形するために用いられる。図４に示されるように、成形体６２は、楔形に類似した五角形の断面形状を有する。成形体６２の断面形状の尖端は、成形体６２の下端６２ａに相当する。成形体６２は、耐火レンガ製である。

成形体６２の上端面には、成形体６２の長手方向に沿って、溝６２ｂが形成されている。成形体６２の長手方向の端部には、溝６２ｂと連通している移送管５０ｃが取り付けられている。溝６２ｂは、移送管５０ｃと連通している一方の端部から他方の端部に向かうに従って、徐々に浅くなるように形成されている。

攪拌装置３０から成形装置４０に送られてきた熔融ガラス２は、移送管５０ｃを介して、成形体６２の溝６２ｂに流し込まれる。成形体６２の溝６２ｂからオーバーフローした熔融ガラス２は、成形体６２の両側面を伝いながら流下し、成形体６２の下端６２ａの近傍において合流する。合流した熔融ガラス２は、重力により鉛直方向に落下して板状に成形される。これにより、成形体６２の下端６２ａの近傍において、ガラス板３が連続的に成形される。成形されたガラス板３は、オーバーフローチャンバー６０を流下した後、フォーミングチャンバー７０および冷却チャンバー８０において冷却されながら下方に搬送される。

（２−２）上部仕切り部材
上部仕切り部材６４は、成形体６２の下端６２ａの近傍に設置される一対の板状の断熱部材である。図４に示されるように、上部仕切り部材６４は、ガラス板３の厚み方向の両側に配置される。上部仕切り部材６４は、オーバーフローチャンバー６０とフォーミングチャンバー７０とを仕切り、オーバーフローチャンバー６０からフォーミングチャンバー７０への熱の移動を遮断する。

（２−３）冷却ロール（冷却ローラ）
冷却ロール７２は、フォーミングチャンバー７０に設置される片持ちのロールである。冷却ロール７２は、内部に空冷管を有している。冷却ロール７２は、空冷管によって常に冷却されている。冷却ロール７２は、ガラス板３の幅方向の両側部を挟むことでガラス板３と接触する。これにより、ガラス板３から冷却ロール７２に熱が伝わるので、ガラス板３の幅方向の両側部が冷却される。また、冷却ロール７２は、上部仕切り部材６４の直下に設置される。図３に示されるように、冷却ロール７２は、ガラス板３の幅方向の両側部（両端部）に配置される。また、図４に示されるように、冷却ロール７２は、ガラス板３の厚み方向の両側に配置される。ガラス板３は、その幅方向の両側部において、冷却ロール７２によって挟持されている。冷却ロール７２は、オーバーフローチャンバー６０から送られてきたガラス板３を冷却する。図５は、冷却ロール７２により挟持されたガラス板３を上面側から見て示した図である。同図に示すように、ガラス板３は、幅方向の側部（端部、耳部）３ａと側部３ａに挟まれた幅方向中央領域３ｂとを有する。中央領域３ｂは、厚みがほぼ一定である製品領域となる領域であり、側部３ａは、中央領域３ｂより厚みがあり、球根状の形状からなる領域である。フォーミングチャンバー７０において、ガラス板３の幅方向の両側部３ａは、２対の冷却ロール７２によってそれぞれ挟まれている。ガラス板３の両側部２ａの表面に向かって冷却ロール７２が押し付けられることで、冷却ロール７２とガラス板３との接触面積が上がり、冷却ロール７２によるガラス板３の冷却が効率的に行われる。冷却ロール７２は、後述する引下げロール８２がガラス板３を下方に引っ張る力に対抗する力を、ガラス板３に与える。なお、冷却ロール７２の回転速度と、最も上方に配置される引下げロール８２の回転速度との差によって、ガラス板３の厚みが決定される。

ガラス板３と接触する冷却ロール７２の表面は、ガラス板３の表面張力の影響に対抗して、側部３ａを挟持して下方に搬送できるように、例えば、凹凸構造、メッシュ構造になっている。ガラス板３の側部３ａは、冷却段階にあり、適度な粘性を有するため、冷却ロール７２で圧延されると、側部３ａの一部が冷却ロール７２の表面のくぼみに入り込む。そして、側部３ａが一対の冷却ロール７２に挟持された状態で、冷却ロール７２が回転すると、冷却ロール７２の表面と側部３ａとが滑りあうことなく、冷却ロール７２の回転量に基づいて、ガラス板３が下方に搬送される。このため、冷却ロール７２により挟持された側部３ａの一部の表面には、凹凸が形成される。図６は、冷却ロール７２により挟持された後の側部３ａの拡大図である。冷却ロール７２によって挟持され圧延された側部３ａの一部は、冷却ロール７２の凹凸構造、メッシュ構造のくぼみに入り込むため、同図に示すように、側部３ａの表面が凹凸状にあれた凹凸部３ｃが形成される。ガラス板３には、板厚が一定ではない凹凸部３ｃがあり、また、中央領域３ｂの板厚が薄くなるにつれて、側部３ａの板厚は中央領域３ｂの板厚に比べて相対的に厚くなるため、ガラス板３の折り割り時に中央領域３ｂと側部３ａとにかかる力に差が発生し、厚みのある側部３ａに切断不良が発生する場合がある。このため、切断装置９０により、ガラス板３にスクライブ線を形成し、スクライブ線に沿って折り割することにより、切断不良が起きないようにする。スクライブ線を形成する方法については、後述する。ここで、凹凸部３ｃは、冷却ロール７２により挟持された側部３ａの一部であり、表面凹凸を有し、側部３ａ、中央領域３ｂより板厚変化が大きい領域である。また、中央領域３ｂより板厚が厚く、冷却ロール７２により挟持された凹凸部３ｃを除いた側部の一部の領域を側部（端部）３ａとする。

（２−４）温度調節ユニット
温度調節ユニット７４は、フォーミングチャンバー７０に設置される。温度調節ユニット７４は、上部仕切り部材６４の下方であって、下部仕切り部材７６の上方に設置される。温度調節ユニット７４は、フォーミングチャンバー７０で冷却されるガラス板３の温度を調節する。温度調節ユニット７４は、ガラス板３を加熱または冷却するユニットである。図３に示されるように、温度調節ユニット７４は、中心部冷却ユニット７４ａおよび側部冷却ユニット７４ｂから構成される。温度調節ユニット７４は、制御装置によって制御される。各中心部冷却ユニット７４ａおよび各側部冷却ユニット７４ｂは、制御装置によって独立して制御可能である。フォーミングチャンバー７０では、ガラス板３の幅方向の中心部の温度が徐冷点近傍に低下するまでガラス板３が冷却される。

（２−５）下部仕切り部材
下部仕切り部材７６は、温度調節ユニット７４の下方に設置される一対の板状の断熱部材である。図４に示されるように、下部仕切り部材７６は、ガラス板３の厚み方向の両側に設置される。下部仕切り部材７６は、フォーミングチャンバー７０と冷却チャンバー８０とを鉛直方向に仕切り、フォーミングチャンバー７０から冷却チャンバー８０への熱の移動を遮断する。

（２−６）引下げロール
引下げロール８２は、冷却チャンバー８０に設置される片持ちのロールである。冷却チャンバー８０では、複数の引下げロール８２が、ガラス板３が搬送される方向に沿って間隔を空けて配置されている。図３に示されるように、引下げロール８２は、ガラス板３の幅方向の両側部に配置される。図４に示されるように、引下げロール８２は、ガラス板３の厚み方向の両側に配置される。引下げロール８２は、後述するヒータ８４と、ガラス板３との間に配置されている。ガラス板３は、その幅方向の両側部において、引下げロール８２によって挟持されている。引下げロール８２は、フォーミングチャンバー７０を通過したガラス板３を鉛直方向下方に引き下げる。すなわち、引下げロール８２は、ガラス板３を下方に搬送する搬送ロールである。引下げロール８２は、モータ（図示せず）によって駆動される。引下げロール８２は、モータによって、ガラス板３が鉛直方向下方に搬送されるように回転駆動する。

（２−７）ヒータ
ヒータ８４は、冷却チャンバー８０に設置される。図４に示されるように、冷却チャンバー８０では、複数のヒータ８４が、ガラス板３の搬送方向に沿って、ガラス板３の厚み方向の両側に配置されている。ヒータ８４は、ガラス板３の表面に向かって熱を輻射してガラス板３を加熱する。ヒータ８４を用いることで、冷却チャンバー８０において下方に搬送されるガラス板３の温度を調節することができる。これにより、ヒータ８４は、ガラス板３の搬送方向において、所定の温度分布をガラス板３に形成することができる。

（２−８）断熱部材
断熱部材８６は、冷却チャンバー８０に設置される。冷却チャンバー８０では、複数の断熱部材８６が、ガラス板３の搬送方向に沿って隣り合う２つのヒータ８４の間に設置される。図４に示されるように、断熱部材８６は、ガラス板３の厚み方向の両側において、水平に配置される一対の断熱板である。断熱部材８６は、冷却チャンバー８０を鉛直方向に仕切り、冷却チャンバー８０における鉛直方向の熱の移動を抑制する。

（２−９）切断装置
切断装置９０は、冷却チャンバー８０の下方の空間に設置されている。切断装置９０は、冷却チャンバー８０を通過したガラス板３を、所定の寸法ごとに、ガラス板３の幅方向に沿って切断する。冷却チャンバー８０を通過したガラス板３は、室温近傍まで冷却されている平坦なガラス板３である。

切断装置９０は、所定の時間間隔でガラス板３を切断する。これにより、最終製品に近い寸法を有する複数のガラス板が製造される。切断装置９０は、制御装置によって駆動される。図７は、切断装置９０の側面図である。切断装置９０は、同図に示すように、スクライブ部９１、ガラス板固定部９２、ガラス板抑込部９３、ガラス板吸着部９４を備える。

スクライブ部（スクライブ装置）９１は、ダイヤモンド砥粒等を設けたデスク形状をなす罫書きホイール９１ａ、罫書きホイール９１ａをガラス板３に押圧する押圧ユニット９１ｂ、罫書きホイール９１ａ及び押圧ユニット９１ｂを搬送する搬送ユニット９１ｃ等を備える。図８は、図７のスクライブ部９１を上面側から見て示す図である。罫書きホイール９１ａは、例えば、超硬合金、焼結ダイヤモンドなどの材質で製作されたカッターから構成され、図示されない制御ケーブルが接続されている。制御ケーブルは、外部の電源および制御装置に接続され、罫書きホイール９１ａの回転駆動を制御するためのものである。押圧ユニット９１ｂは、加圧機構を備える空圧シリンダから構成され、罫書きホイール９１ａをガラス板３に押圧する押圧力を制御する。搬送ユニット９１ｃは、モータ、モータが駆動することにより協働して回転するローラ、モータ及びローラが回転ことにより連動して動く、モータとローラとに掛け渡された環状のベルト、ベルトに接続される台座等から構成され、台座に取り付けられた押圧ユニット９１ｂ、押圧ユニット９１ｂに取り付けられた罫書きホイール９１ａを搬送する。スクライブ部９１は、図８上の上下方向（ガラス板３の幅方向）、左右方向（ガラス板３の厚さ方向）、紙面前後方向（ガラス板３の搬送方向）の各方向に自在に移動し、罫書きホイール９１ａを回転させながら、ガラス板３に押し付けた状態で、罫書きホイール９１ａがガラス板３の一方の端から他方の端に移動することにより、ガラス板３を幅方向に横断するスクライブ線Ｓを形成する。

図６及び図８に示すように、ガラス板３には中央領域３ｂの板厚より厚い側部３ａがある。ガラス板３の中央領域３ｂの板厚が薄くなるにつれて、側部３ａの板厚は中央領域３ｂの板厚に比べて相対的に厚くなるため、中央領域３ｂのみにスクライブ線Ｓを形成した状態でガラス板３の折り割り時に中央領域３ｂと側部３ａとにかかる力に差が発生し、厚みのある側部３ａに切断不良が発生する場合がある。図９は、ガラス板３の折り割り切断を説明するための図である。ガラス板吸着部９４が回転動作することにより、スクライブ線Ｓに沿ってガラス板３が折り割り切断されるが、中央領域３ｂの板厚が０．４ｍｍ未満である中央領域３ｂと、中央領域３ｂより厚みを有する側部３ａとからなるガラス板３を折り割り切断すると、中央領域３ｂはスクライブ線Ｓに沿って折り割り切断できるが、中央領域３ｂより厚みのある側部３ａでは、切断不良が起きやすい。これは、側部３ａの板厚が、中央領域３ｂの板厚と比べて、例えば２倍から１０倍の厚みがあり、側部３ａの板厚が中央領域３ｂの板厚に比べて相対的に厚く、また、側部３ａの板厚が一定ではないため、折り割り時に中央領域３ｂと側部３ａとにかかる力に差が発生し、折り割り切断時の亀裂が、図中の矢印Ａの方向に進行せず、矢印Ｂの方向に進行するためである。つまり、中央領域３ｂの板厚が０．４ｍｍ未満と薄いため、折り割り切断時にかかる力が、板厚の薄い中央領域３ｂに流れるからである。このため、本実施形態にかかる切断装置９０（スクライブ部９１）は、図８に示すように、側部３ａにスクライブ線Ｓを形成する。側部３ａにスクライブ線Ｓを形成することにより、折り割り切断時の亀裂が、図中の矢印Ｂの方向に進行せず、矢印Ａの方向に進行して、切断不良を抑制することができる。ここで、中央領域３ｂより板厚が厚い側部３ａについて、中央領域３ｂと同じ速度でスクライブ線Ｓを形成すると、ガラス屑が発生しやすい。このため、ガラス屑の発生を抑制するために、スクライブ部９１が、側部３ａにスクライブ線Ｓを形成する速度Ｓａは、中央領域３ｂにスクライブ線Ｓを形成する速度Ｓｂより遅いことが好ましく、より好ましくは、Ｓａ＝Ｓｂ／２からＳａ＝Ｓｂ／４である。側部３ａにスクライブ線Ｓを形成する速度を、中央領域３ｂにスクライブ線Ｓを形成する速度より遅くすることにより、一定時間内で同じ距離(点)に掛かる罫書きホイール９１ａの刃先荷重が増加、安定し、切断に必要な垂直クラック（スクライブ線Ｓ）の溝高も増加し、安定する。また、罫書きホイール９１ａの刃先がガラス板３との接触時にスリップすることも減るため、切断に必要な垂直クラック（スクライブ線Ｓ）の溝高も増加し、安定する。このため、折り割り切断時の切断不良を抑制することができる。

中央領域３ｂにスクライブ線Ｓに形成する場合、スクライブ部９１は、ガラス板３に一定の圧力Ｐｂをかけて、一定の速度Ｓｂでスクライブ線Ｓを形成する。側部３ａにスクライブ線Ｓに形成する場合、中央領域３ｂにスクライブ線Ｓを形成するときの圧力Ｐｂより強い圧力Ｐａをかけて、速度Ｓｂより遅い速度Ｓａでスクライブ線Ｓを形成する。側部３ａにスクライブ線Ｓに形成するときの圧力Ｐａを、中央領域３ｂにスクライブ線Ｓを形成するときの圧力Ｐｂより強くすることにより、側部３ａには、中央領域３ｂより溝高が高い（深い）スクライブ線Ｓが形成される。これにより、板厚の厚い側部３ａであっても、側部３ａの板厚に対して、少なくとも３％以上の溝高を有するスクライブ線Ｓを形成することができ、折り割り切断時の亀裂が図９の矢印Ａの方向に進行して、切断不良を抑制することができる。また、側部３ａにスクライブ線Ｓに形成するときの圧力Ｐａを、側部３ａの板厚に応じて変化させることもできる。例えば、側部３ａの板厚が中央領域３ｂの板厚の１．２倍程度であれば、圧力Ｐａ＝１．２×圧力Ｐｂとし、側部３ａの板厚が中央領域３ｂの板厚の３倍程度であれば、圧力Ｐａ＝３×圧力Ｐｂとすることもできる。側部３ａにスクライブ線Ｓに形成するときの圧力Ｐａを側部３ａの板厚に応じて変化させることにより、側部３ａに安定的にスクライブ線Ｓを形成することができる。

本実施形態にかかる切断装置９０（スクライブ部９１）は、冷却ロール７２により挟持されていない凹凸部３ｃにスクライブ線Ｓを形成することもできる。凹凸部３ｃにスクライブ線Ｓを形成することにより、折り割り切断時の亀裂が、図中の矢印Ｂの方向に進行せず、矢印Ａの方向に進行するため、切断不良を抑制することができる。板厚変化が大きい領域にスクライブ線Ｓを形成しようとすると、罫書きホイール９１ａをガラス板３に押圧する押圧ユニット９１ｂが細かく変化する板厚変化に対応できずに、ガラス屑が発生することがある。このため、スクライブ部９１（罫書きホイール９１ａ）が、凹凸部３ｃにスクライブ線Ｓを形成する速度Ｓｃを、側部３ａにスクライブ線Ｓを形成する速度Ｓａより遅くすることにより、凹凸部３ｃにスクライブ線Ｓを形成する際に発生するガラス屑の発生を抑制することができる。また、レーザ光を照射して凹凸部３ｃにスクライブ線Ｓを形成することにより、凹凸部３ｃの板厚変化によって発生するガラス屑の発生を抑制することができる。

ガラス板固定部９２、ガラス板抑込部９３は、下方の流れながら成形されるガラス板３を両面側（表面、裏面）から挟み込む部材である。ガラス板固定部９２、ガラス板抑込部９３は、例えば、耐熱性、柔軟性を備えるゴム等から構成される。ガラス板固定部９２、ガラス板抑込部９３は、ガラス板固定部９２、ガラス板抑込部９３を支持する制御装置に接続された支持部（図示せず）に接続され、支持部が下方に流れるガラス板３の動きに合わせて下方に移動しながらガラス板３に近づくことにより、ガラス板固定部９２、ガラス板抑込部９３がガラス板３を挟み込み、スクライブ線の形成時にガラス板３が振動しないように、また、ガラス板吸着部９４によりスクライブ線に沿って折り割する際に切断不良が起きないように、ガラス板３の揺れ、ひずみを抑制する。

ガラス板吸着部９４は、ガラス板３の幅方向の両側の側部（端部）の近傍、幅方向の中央部を吸着してガラス板３を把持する。ここで、側部（端部）の近傍とは、側部よりガラス板３の幅方向中央に位置し、ガラス板において最終製品とならない領域である。ガラス板吸着部９４は、支持部材に固定されるとともに、支持部材を移動させるアーム（図示せず）が設けられている。アームは、後述する制御装置を介して自在に移動するようになっている。具体的には、ガラス板吸着部９４がガラス板３と接触してガラス板３を吸着するように、ガラス板吸着部９４が設けられたアームをガラス板３の方向に前進し、スクライブ線を形成した位置より下方にあるガラス板３を、スクライブ線を形成した面と反対側の面から吸着後、ガラス板３がガラス板吸着部９４に吸着された状態でスクライブ線に沿って切断されるようスクライブ線の周りに曲げモーメントを加えるように、スクライブ線が形成された反対面側方向にガラス板吸着部９４が設けられたアームが回転動作する。これにより、ガラス板３が所定のサイズに切断される。

（２−１０）制御装置
制御装置は、主として、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびハードディスク等から構成される。制御装置は、冷却ロール７２、温度調節ユニット７４、引下げロール８２、ヒータ８４、および切断装置９０等と接続されている。制御装置は、成形装置４０が備えるこれらの構成要素を制御することができる。制御装置は、冷却ロール７２、引下げロール８２の回転速度を制御することができる。制御装置は、温度調節ユニット７４の出力、および、ヒータ８４の出力を制御することができる。制御装置は、切断装置９０がガラス板３を切断する時間間隔、罫書きホイール９１ａの回転速度、移動速度、及び、押圧力、ガラス板固定部９２、ガラス板抑込部９３の移動する位置、移動速度、及び、ガラス板３を挟み込む時間等を制御することができる。

以上説明したように、側部の一部にスクライブ線を形成する速度を、中央領域にスクライブ線を形成する速度より遅くすることにより、切断に必要な垂直クラック（スクライブ線）の溝高が増加し、安定するため、折り割り切断時の切断不良を抑制することができる。また、側部にスクライブ線を形成する際に発生するガラス屑を抑制することができる。また、ダウンドロー法を用いて成形される中央領域の板厚が０．４ｍｍ未満と薄いガラス板であっても、折り割り時に中央領域と側部とにかかる力に差を抑制でき、切断不良を抑制することができる。

以上、本発明のガラス板の製造方法、ガラス板の製造装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１ ガラス板の製造装置
２ 熔融ガラス
３ ガラス板
３ａ 側部（端部、耳部）
３ｂ 中央領域
３ｃ 凹凸部
６２ 成形体
７２ 冷却ロール（ロール）
８２ 引下げロール（ロール、搬送ロール）
９０ 切断装置
９１ スクライブ部
９２ ガラス板固定部
９３ ガラス板抑込部
９４ ガラス板吸着部

Claims (4)

1. ダウンドロー法を用いて熔融ガラスから幅方向の端部と前記端部に挟まれた前記端部より厚さが薄い幅方向中央領域とを有するガラス板を成形する成形工程と、
   前記成形されたガラス板の前記端部の一部を冷却ローラにより挟持して、鉛直方向下方に搬送しながら冷却する冷却工程と、
   前記冷却されたガラス板にスクライブ線を形成するスクライブ工程と、
   前記スクライブ線を形成する反対面側から前記ガラス板を支持しながら、前記スクライブ線に沿って前記ガラス板を前記反対面側方向に折り曲げることにより前記ガラス板を切断する切断工程と、を備え、
   前記スクライブ工程では、前記冷却ローラにより挟持された端部の一部を除く領域にスクライブ線を形成する速度を、前記幅方向中央領域にスクライブ線を形成する速度より遅くする、
   ことを特徴とするガラス板の製造方法。
2. 前記スクライブ工程では、前記冷却ローラにより挟持された端部の一部にスクライブ線を形成する速度を、前記端部の一部を除く領域にスクライブ線を形成する速度より遅くする、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板の製造方法。
3. 前記ガラス板の中央領域の厚さは、０．０５ｍｍ以上〜０．４ｍｍ未満である、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板の製造方法。
4. ダウンドロー法を用いて熔融ガラスから幅方向の端部と前記端部に挟まれた前記端部より厚さが薄い幅方向中央領域とを有するガラス板を成形する成形装置と、
   前記成形されたガラス板の前記端部の一部を挟持して、鉛直方向下方に搬送しながら冷却する冷却ローラと、
   前記冷却されたガラス板にスクライブ線を形成するスクライブ装置と、
   前記スクライブ線を形成する反対面側から前記ガラス板を支持しながら、前記スクライブ線に沿って前記ガラス板を前記反対面側方向に折り曲げることにより前記ガラス板を切断する切断装置と、を備え、
   前記スクライブ装置は、前記冷却ローラにより挟持された端部の一部を除く領域にスクライブ線を形成する速度を、前記幅方向中央領域にスクライブ線を形成する速度より遅くする、
   ことを特徴とするガラス板の製造装置。

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