JP2021169401A - ガラス物品の製造方法及びその製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラスリボンの表裏面が共に凸となる凸状欠陥の発生を確実に低減する。【解決手段】溶融ガラスＧｍからガラスリボンＧを成形する成形工程と、ガラスリボンＧを搬送する搬送工程とを備えたガラス物品の製造方法であって、ガラスリボンＧの表裏面が共に凸となる凸状欠陥の有無を検査する検査工程と、検査工程の検出された凸状欠陥の発生状況に応じて搬送工程におけるガラスリボンＧの搬送速度を調整する制御工程とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス物品の製造方法及びその製造装置に関する。

ガラス板やガラスロールなどのガラス物品の製造工程では、例えばオーバーフローダウンドロー法やフロート法などの公知の成形方法により、溶融ガラスからガラスリボンを連続成形する。成形されたガラスリボンは、下流側に搬送されながら室温付近まで冷却された後、ガラス板を得るために所定長さ毎に切断されたり、ガラスロールを得るためにロール状に巻き取られたりする（例えば特許文献１を参照）。

特開２０１８−０６２４３３号公報

本発明者等は、ガラス組成によっては上記のガラス物品の製造工程において、ガラスリボンの表裏面が共に凸となる凸状欠陥が形成される場合があるという新たな問題を知見するに至った。このような凸状欠陥は、ガラス物品の表裏面の平滑性を低下させたり透明性を低下させたりする場合があるため、可能な限り低減することが望まれる。

しかしながら、泡や未溶解物などの混入による異物欠陥の場合には、ガラスリボンの表裏面の一方のみが凸となる欠陥が形成されやすい。つまり、ガラスリボンの表裏面が共に凸となる凸状欠陥は、異物欠陥などの一般的な欠陥とは形状や発生原因が異なると考えられる。したがって、ガラスリボンの表裏面が共に凸となる凸状欠陥の発生を低減するためには、異物欠陥などの一般的な欠陥の対策とは別の対策が必要となる。

本発明は、ガラスリボンの表裏面が共に凸となる凸状欠陥の発生を確実に低減することを課題とする。

上記の課題を解決するために創案された本発明は、溶融ガラスからガラスリボンを成形する成形工程と、成形工程を経たガラスリボンを搬送する搬送工程とを備えるガラス物品の製造方法であって、ガラスリボンの表裏面が共に凸となる凸状欠陥の有無を検査する検査工程と、凸状欠陥を低減する対策を行う対策工程とを備えていることを特徴とする。ここで、検査工程における検査対象は、ガラスリボンであってもよいし、ガラスリボンから得られるガラス物品（例えばガラス板など）であってもよい。

このようにすれば、ガラスリボンの表裏面が共に凸となる凸状欠陥（以下、単に「凸状欠陥」という場合もある）に対して検査工程及び対策工程が、別途実施されることから、当該凸状欠陥の発生を確実に低減できる。なお、凸状欠陥の発生原因については、後述する。

上記の構成において、溶融ガラスは、ＭｇＯの含有量が１質量％未満のアルミノシリケートガラスであることが好ましい。具体的には、溶融ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜２５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜１５％、Ｎａ_２Ｏ １〜２０％、Ｋ_２Ｏ ０〜１０％、Ｐ_２Ｏ_５ ０．５〜１０％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜５％を含むことが好ましい。

このようにすれば、凸状欠陥が発生しやすいガラス組成となるため、本発明に係るガラス物品の製造方法が特に有用となる。

上記の構成において、対策工程は、検査工程で検出された凸状欠陥の発生状況に応じて搬送工程におけるガラスリボンの搬送速度を調整する制御工程を備えていることが好ましい。

本発明者等は、鋭意研究の結果、凸状欠陥は、成形工程付近の高温領域におけるガラスリボンの滞在時間によって、その発生率が変化することを知見するに至った。つまり、検査工程でガラスリボンの表裏面が共に凸となる凸状欠陥が検知された場合、制御工程で、その凸状欠陥の発生状況に応じてガラスリボンの搬送速度を調整して、成形工程付近の高温領域におけるガラスリボンの滞在時間を適切に管理すれば、凸状欠陥の発生を確実に低減できる。

上記の構成において、制御工程では、凸状欠陥の発生が増加した場合に、ガラスリボンの搬送速度を増加させることが好ましい。

本発明者等は、ガラスリボンの搬送速度を増加させて、成形工程付近の高温領域におけるガラスリボンの滞在時間を短くすれば、凸状欠陥の発生が減少することを確認している。したがって、凸状欠陥の発生が増加した場合には、上記の構成のように、ガラスリボンの搬送速度を増加させて、成形工程付近の高温領域におけるガラスリボンの滞在時間を短くすることが好ましい。

上記の構成において、制御工程では、ガラスリボンの搬送速度を増加させた場合に、成形工程における溶融ガラスの流量を増加させることが好ましい。

このようにすれば、ガラスリボンの搬送速度が増加しても溶融ガラスの流量が増加するため、ガラスリボンの板厚を一定に維持できる。

上記の構成において、成形工程では、ダウンドロー法により、溶融ガラスを成形体の表面に沿って流下させてガラスリボンを成形し、制御工程では、検査工程で検出された凸状欠陥の発生状況に応じて、成形体の直下方でガラスリボンの幅方向両端部を表裏両側から挟む冷却ローラの回転速度を調整することが好ましい。

このようにすれば、成形工程付近の高温領域、つまり、成形体の直下方におけるガラスリボンの滞在時間を簡単かつ確実に調整できる。

上記の構成において、成形工程では、ダウンドロー法により、溶融ガラスを成形体の表面に沿って流下させてガラスリボンを成形し、対策工程は、事前に、成形体の耐火物として、ＭｇＯを実質的に含まない耐火物を選定する選定工程を備えることが好ましい。ここで、「ＭｇＯを実質的に含まない耐火物」とは、例えばＭｇＯの含有量が１質量％以下の耐火物を意味する。

本発明者等は、鋭意研究の結果、ＭｇＯを実質的に含まない耐火物からなる成形体を利用すれば、ガラスリボンの凸状欠陥が減少することを知見するに至った。つまり、上記のように、成形体の耐火物としてＭｇＯを実質的に含まない耐火物を選定すれば、ガラスリボンの凸状欠陥を確実に低減できる。

上記の構成において、成形工程では、ダウンドロー法により、溶融ガラスを成形体の表面に沿って流下させてガラスリボンを成形し、対策工程は、事前に、成形体の表面にＭｇＯを実質的に含まないＭｇＯ非含有層を形成する形成工程を備えることが好ましい。ここで、「ＭｇＯを実質的に含まないＭｇＯ非含有層」とは、例えばＭｇＯの含有量が１質量％以下の層を意味する。

本発明者等は、鋭意研究の結果、成形体と溶融ガラスとの界面にＭｇＯ非含有層が存在すれば、ガラスリボンの凸状欠陥が減少することを知見するに至った。つまり、上記のように、成形体の表面にＭｇＯ非含有層を形成すれば、ガラスリボンの凸状欠陥を確実に低減できる。

上記の構成において、ＭｇＯ非含有層は、アルミナ層であってもよい。

上記の構成において、ＭｇＯ非含有層がアルミナ層である場合、成形体は、アルミナ系耐火物からなることが好ましい。

このようにすれば、アルミナ系耐火物がアルミナを含むため、成形体の表面にアルミナ層を形成しやすくなる。

上記の構成において、凸状欠陥は、例えば、高さが１ｎｍ〜１μｍ、長さが０．１〜１００ｍｍ、幅が０．１〜１０ｍｍである。

上記の課題を解決するために創案された本発明は、ダウンドロー法により、溶融ガラスを成形体の表面に沿って流下させてガラスリボンを成形する成形工程を備えるガラス物品の製造方法であって、溶融ガラスは、ＭｇＯの含有量が１質量％未満のアルミノシリケートガラスであり、成形体は、ＭｇＯを実質的に含まない耐火物からなることを特徴とする。

このような構成によれば、既に述べた対応する構成と同様の作用効果を享受できる。

上記の課題を解決するために創案された本発明は、溶融ガラスからガラスリボンを成形する成形ゾーンと、成形ゾーンの下流側でガラスリボンを搬送する搬送ゾーンとを備えるガラス物品の製造装置であって、ガラスリボンの表裏面が共に凸となる凸状欠陥の有無を検査する検査部と、検査部で検出された凸状欠陥の発生状況に応じて搬送ゾーンにおけるガラスリボンの搬送速度を調整する制御部とを備えていることを特徴とする。

このような構成によれば、既に述べた対応する構成と同様の作用効果を享受できる。

本発明によれば、ガラスリボンの表裏面が共に凸となる凸状欠陥の発生を確実に低減できる。

本発明の第一実施形態に係るガラス物品の製造装置の縦断面図である。 凸状欠陥が形成されたガラス板の一例を示す正面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 凸状欠陥が形成される温度領域の一例を示す図である。 凸状欠陥が形成される温度領域の一例を示す図である。 凸状欠陥が形成される温度領域の一例を示す図である。 凸状欠陥が形成される温度領域の一例を示す図である。 本発明の第二実施形態に係るガラス物品の製造方法に含まれる対策工程を示す縦断面図である。 本発明の第三実施形態に係るガラス物品の製造方法に含まれる対策工程を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図中のＸＹＺは直交座標系である。Ｘ方向及びＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。縦姿勢でガラスリボンＧを搬送している間は、Ｘ方向がガラスリボンＧの板厚方向、Ｙ方向がガラスリボンＧの幅方向、Ｚ方向がガラスリボンＧの搬送方向（板引き方向）となる場合がある。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。

（第一実施形態）
図１に示すように、第一実施形態に係るガラス物品の製造装置は、ガラス物品としてのガラス板Ｇｐを製造するための装置である。本製造装置は、ガラスリボンＧの処理装置１と、切断装置２と、検査部３と、制御部４とを備えている。

処理装置１は、ガラスリボンＧを連続成形する成形ゾーン１１と、ガラスリボンＧを熱処理（徐冷）する熱処理ゾーン１２と、ガラスリボンＧを室温付近まで冷却する冷却ゾーン１３と、成形ゾーン１１、熱処理ゾーン１２及び冷却ゾーン１３のそれぞれに上下複数段に設けられたローラ対１４とを備えている。なお、本実施形態では、成形体１５の下端１５ｃから折割位置（切断位置）Ｐ２までの領域が、ガラスリボンＧの搬送ゾーンとされる。つまり、本実施形態では、搬送ゾーンは、熱処理ゾーン１２及び冷却ゾーン１３を含む。

成形ゾーン１１及び熱処理ゾーン１２は、ガラスリボンＧの搬送経路の周囲が壁部で囲まれた炉により構成されており、ガラスリボンＧの温度を調整するヒータ等の加熱装置が炉内の適所に配置されている。一方、冷却ゾーン１３は、ガラスリボンＧの搬送経路の周囲が壁部に囲まれることなく常温の外部雰囲気に開放されており、ヒータ等の加熱装置は配置されていない。熱処理ゾーン１２及び冷却ゾーン１３を通過することで、ガラスリボンＧに所望の熱履歴が付与される。

成形ゾーン１１の内部空間には、オーバーフローダウンドロー法により溶融ガラスＧｍからガラスリボンＧを成形する成形体１５が配置されている。成形体１５に供給された溶融ガラスＧｍは成形体１５の頂部１５ａに形成された溝部（図示しない）から溢れ出るようになっており、その溢れ出た溶融ガラスＧｍが成形体１５の断面楔状を呈する両側面１５ｂを伝って下端１５ｃで合流することで、板状のガラスリボンＧが連続成形される。成形されるガラスリボンＧは、縦姿勢（好ましくは鉛直姿勢）である。なお、ガラスリボンＧ及びガラス板Ｇｐは、溶融ガラスＧｍと実質的に同じガラス組成である。

本実施形態では、成形体１５は、アルミナ系耐火物からなる。アルミナ系耐火物は、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が９０質量％以上の耐火物であることが好ましい。なお、成形体１５は、ジルコニア系耐火物などで構成されてもよい。ただし、ジルコニア系耐火物の場合、特定の強化ガラス組成の溶融ガラスＧｍを流下させた場合に、成形体１５に由来するジルコニアが溶融ガラスＧｍ中に混入し、ガラスリボンＧ及び／又はガラス板Ｇｐの欠陥となるおそれがある。したがって、このようなジルコニアによる欠陥の発生を防止する観点から、成形体１５は、アルミナ系耐火物からなることがより好ましい。

熱処理ゾーン１２の内部空間は、下方に向かって所定の温度勾配を有している。縦姿勢のガラスリボンＧは、熱処理ゾーン１２の内部空間を下方に向かって移動するに連れて、温度が低くなるように熱処理（徐冷）される。この熱処理によって、ガラスリボンＧの内部歪を低減する。熱処理ゾーン１２の内部空間の温度勾配は、例えば熱処理ゾーン１２の壁部内面に設けた加熱装置により調整できる。

複数のローラ対１４は、縦姿勢のガラスリボンＧの幅方向の両端部を表裏両側から挟持するようになっている。複数のローラ対１４のうち、最上段に配置されたローラ対は、内部に冷却機構を備えた冷却ローラ１４ａである。なお、熱処理ゾーン１２の内部空間などでは、複数のローラ対１４の中に、ガラスリボンＧの幅方向の両端部を挟持しないものが含まれていてもよい。つまり、ローラ対１４の対向間隔をガラスリボンＧの幅方向の両端部の板厚よりも大きくし、ローラ対１４の間をガラスリボンＧが通過するようにしてもよい。

本実施形態では、処理装置１で得られたガラスリボンＧの幅方向の両端部は、成形過程の収縮等の影響により、幅方向の中央部に比べて板厚が大きい部分（以下、「耳部」ともいう）を含む。

切断装置２は、スクライブ線形成装置２１と、折割装置２２とを備え、処理装置１から降下してきた縦姿勢のガラスリボンＧを所定の長さ毎に幅方向に切断するように構成されている。これにより、ガラスリボンＧからガラス板Ｇｐが順次切り出される。

ガラス板Ｇｐは、１枚又は複数枚の製品ガラス板が採取されるガラス原板（マザーガラス板）である。ガラス板Ｇｐの板厚は、例えば０．２ｍｍ〜１０ｍｍであり、ガラス板Ｇｐのサイズは、例えば７００ｍｍ×７００ｍｍ〜３０００ｍｍ×３０００ｍｍである。ガラス板Ｇｐは、例えばディスプレイの基板やカバーガラスとして利用される。なお、ディスプレイの基板やカバーガラスは、フラットパネルに限定されない。

スクライブ線形成装置２１は、処理装置１の下方に設けられたスクライブ線形成位置Ｐ１で、ガラスリボンＧの表裏面の一方の面にスクライブ線Ｓを形成する装置である。本実施形態では、スクライブ線形成装置２１は、ガラスリボンＧの表裏面の一方にその幅方向に沿ってスクライブ線Ｓを形成するホイールカッター２３と、ホイールカッター２３に対応する位置でガラスリボンＧの表裏面の他方の面を支持する支持部材２４（例えば支持バーや支持ローラ）とを備えている。

ホイールカッター２３及び支持部材２４は、降下中のガラスリボンＧに追従降下しつつ、ガラスリボンＧの幅方向の全域又は一部にスクライブ線Ｓを形成する構成となっている。本実施形態では、相対的に板厚が大きい耳部を含む幅方向の両端部にもスクライブ線Ｓが形成される。なお、スクライブ線Ｓはレーザの照射等によって形成してもよい。

折割装置２２は、スクライブ線形成位置Ｐ１の下方に設けられた折割位置Ｐ２で、スクライブ線Ｓに沿ってガラスリボンＧを折り割ってガラス板Ｇｐを得る装置である。本実施形態では、折割装置２２は、スクライブ線Ｓの形成領域にスクライブ線Ｓが形成されていない面側から当接する折割部材２５と、折割位置Ｐ２よりも下方でガラスリボンＧの下部領域を把持するチャック２６とを備えている。

折割部材２５は、降下中のガラスリボンＧに追従降下しつつ、ガラスリボンＧの幅方向の全域又は一部と接触する平面を有する板状体（定盤）から構成されている。折割部材２５の接触面は、幅方向に湾曲した曲面であってもよい。

チャック２６は、ガラスリボンＧの幅方向の両端部のそれぞれにおいて、ガラスリボンＧの長手方向に間隔を置いて複数設けられている。幅方向のそれぞれの端部に設けられた複数のチャック２６は、これら全てが同一のアーム（図示しない）によって保持されている。各々のアームの動作により、複数のチャック２６が降下中のガラスリボンＧに追従降下しつつ、折割部材２５を支点としてガラスリボンＧを湾曲させるための動作を行う。これにより、スクライブ線Ｓ及びその近傍に曲げ応力を付与し、ガラスリボンＧをスクライブ線Ｓに沿って幅方向に折り割る。その結果、ガラスリボンＧからガラス板Ｇｐが切り出される。切り出されたガラス板Ｇｐは、チャック２６から別の搬送装置２７のチャック２８に受け渡された後、縦姿勢の状態のまま幅方向（Ｙ方向）に沿って搬送される。なお、搬送装置２７によるガラス板Ｇｐの搬送方向は、幅方向に限定されず、任意の方向に設定できる。チャック２６，２８は、負圧吸着などの他の保持形態に変更してもよい。

検査部３は、図２及び図３に示す凸状欠陥Ｆの有無を検査する装置である。凸状欠陥Ｆは、ガラス板Ｇｐの表裏面が共に凸となる微小凸部である。つまり、ガラス板Ｇｐの一方の面に形成される凸状欠陥Ｆと、ガラス板Ｇｐの他方の面に形成される凸状欠陥Ｆとは、互いに略同じ位置に形成される。凸状欠陥Ｆの形成位置において、泡や異物欠陥等の内部欠陥は存在しない。凸状欠陥Ｆは、表面欠陥であることから、検査部３には、表面欠陥の有無を検査する公知の検査装置を用いることができる。なお、表面欠陥には、凸状欠陥Ｆの他に、例えば、傷、汚れ、ガラス板Ｇｐの表裏面の一方のみに形成される突起状欠陥などが含まれる。

図１に示すように、検査部３は、凸状欠陥Ｆの有無を検査するために、ガラスリボンＧから切り出されたガラス板Ｇｐを検査対象としている。本実施形態では、検査部３は、ガラス板Ｇｐの表裏面の一方の面側の定位置に配置された光源３１と、ガラス板Ｇｐの表裏面の他方の面側の定位置に配置されたセンサ３２とを備えている。光源３１は、ガラス板Ｇｐに向けて光を照射し、センサ３２は、光源３１から照射されてガラス板Ｇｐを透過した光を受光する。検査部３は、センサ３２で受光した光量の変化に基づいて表面欠陥の有無を検出する。

検査部３の光源３１及びセンサ３２による検査可能エリアは、Ｚ方向に延びるライン状である。光源３１及びセンサ３２による検査エリアは、搬送装置２７でガラス板Ｇｐを移動させることによって、ガラス板Ｇｐの表裏面のそれぞれ全面に亘って走査される。これにより、凸状欠陥Ｆを始めとする表面欠陥の有無が検査される。表面欠陥が検出されたガラス板Ｇｐは、表面欠陥の種類を特定するため、搬送装置２７の搬送経路から採取される。表面欠陥の種類の特定には、白色光干渉型顕微鏡（例えば株式会社菱化システム製のＶｅｒｔＳｃａｎ（登録商標）など）を使用できる。その結果、白色光干渉型顕微鏡でガラス板Ｇｐの表面欠陥の断面形状を観察し、表裏面に所定の判定基準を満たす凸部が検出された場合に、凸状欠陥Ｆがガラス板Ｇｐに形成されていると判定できる。判定基準は、例えば、検出された凸部の板厚方向の高さ、搬送方向の長さ、搬送方向と直交する方向の幅など、検出された凸部のサイズを考慮した値に設定される。

図２及び図３に示すように、凸状欠陥Ｆは、搬送方向（板引き方向）に沿って延びる筋状をなし、例えば、板厚方向の高さＴが１ｎｍ〜１μｍ、搬送方向の長さＬが０．１〜１００ｍｍ、搬送方向と直交する方向の幅Ｗが０．１〜１０ｍｍである。なお、凸状欠陥Ｆの長さＬは、ガラスリボンＧの搬送速度を速くすると長くなり、ガラスリボンＧの搬送速度を遅くすると短くなる。

凸状欠陥Ｆの発生率は、成形体１５付近の高温領域Ｈ（図４〜図７を参照）におけるガラスリボンＧの滞在時間によって変化することが分かっている。つまり、高温領域ＨにおけるガラスリボンＧの滞在時間が長くなると、凸状欠陥Ｆの発生が増加する傾向にある（下記の表１を参照）。

凸状欠陥Ｆが形成され得る高温領域Ｈは、図４〜図７に示す四つの態様が考えられる。つまり、第一の態様では、図４に示すように成形体１５の側面１５ｂの中間位置から冷却ローラ１４ａの下方位置までが高温領域Ｈとなる。第二の態様では、図５に示すように成形体１５の側面１５ｂの中間位置から、成形体１５の下端１５ｃの下方かつ冷却ローラ１４ａの上方の位置までが高温領域Ｈとなる。第三の態様では、図６に示すように成形体１５の下端１５ｃの下方の位置から冷却ローラ１４ａの上方の位置までが高温領域Ｈとなる。第四の態様では、図７に示すように成形体１５の下端１５ｃの下方かつ冷却ローラ１４ａの上方の位置から、冷却ローラ１４ａの下方の位置までが高温領域Ｈとなる。いずれの態様であっても、ガラスリボンＧの搬送速度（板引き速度）を増加させれば、ガラスリボンＧの上下方向の温度勾配が一定に維持されることから、高温領域Ｈの滞在時間を短くできる。

ここで、凸状欠陥Ｆの発生原因は、以下の２つの原因が考えられる。つまり、第一の原因としては、上記の高温領域Ｈで生じるガラスの分相によるものと考えられる。これは、分相が生じやすいガラス組成を選択した場合に、凸状欠陥Ｆが増加する傾向があるためである。このため、高温領域Ｈは、ガラスが分相する温度に基づいて設定してもよい。第二の原因としては、成形体１５から溶融ガラスＧｍへのＭｇイオンの拡散（移動）によるものと考えられる。このＭｇイオンの拡散は、上記の高温領域Ｈなど、溶融ガラスＧｍの温度が高くになるに連れて生じやすくなる。なお、凸状欠陥Ｆの発生原因は、まだはっきりとは解明されていないが、上記の第二の原因が有力である。

溶融ガラスＧｍ（ガラスリボンＧ）が、ＭｇＯの含有量が１質量％未満のアルミノシリケートガラスである場合に、ガラスリボンＧに凸状欠陥Ｆが発生しやすい。具体的には、溶融ガラスＧｍが、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜２５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜１５％、Ｎａ_２Ｏ １〜２０％、Ｋ_２Ｏ ０〜１０％、Ｐ_２Ｏ_５ ０．５〜１０％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜５％を含む場合に、ガラスリボンＧに凸状欠陥Ｆが発生しやすい。このガラス組成では、凸状欠陥Ｆが形成され得る高温領域Ｈは、例えば８００〜１１００℃である。また、上記のようにガラス組成範囲を規制すれば、ガラスリボンＧにおいて、イオン交換性能と耐失透性を高いレベルで両立しやすくなる。このため、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ（携帯端末）、タッチパネルディスプレイ等のカバーガラスに用いられる化学強化用ガラス板に好適なガラスリボンＧが得られる。

ＭｇＯの含有量が少ないほど、凸状欠陥Ｆが発生しやすくなり、本発明の凸状欠陥Ｆを低減する効果が顕著となる。このため、ＭｇＯの含有量は、０．９質量％以下であることがより好ましく、０．５質量％以下であることがさらにより好ましい。ＭｇＯの含有量は０質量％であってもよい。

Ｐ_２Ｏ_５は、ガラスを化学強化する場合に、イオン交換性能を高める成分であり、特に圧縮応力層の応力深さを大きくする成分である。また、Ｐ_２Ｏ_５の含有量が増加するに従い、ガラスが分相しやすくなり、凸状欠陥Ｆが発生しやすくなる。Ｐ_２Ｏ_５の下限値は、好ましくは２％であり、より好ましくは４％である。一方、Ｐ_２Ｏ_５の上限値は、好ましくは８％、より好ましくは６％である。

Ｌｉ_２Ｏは、イオン交換成分であると共に、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。またヤング率を高める成分である。更にアルカリ金属酸化物の中では圧縮応力値を増大させる効果が大きい。しかし、Ｌｉ_２Ｏの含有量が多過ぎると、液相粘度が低下して、ガラスが失透しやすくなる。また、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させにくくなる。更に、低温粘性が低下し過ぎて、応力緩和が起こりやすくなると、かえって圧縮応力値が小さくなる場合がある。したがって、Ｌｉ_２Ｏの含有量は、好ましくは０〜３．５％、０〜２％、０〜１％、０
〜０．５％、特に０．０１〜０．２％である。

図１に示すように、制御部４は、検出された凸状欠陥Ｆの発生状況に応じてガラスリボンＧの搬送速度（板引き速度）を調整するように構成されている。詳細には、制御部４は、凸状欠陥Ｆの発生が増加した場合に、冷却ローラ１４ａの回転速度を増加させることで、ガラスリボンＧの搬送速度を増加させる。

制御部４は、ガラスリボンＧの搬送速度を増加させる際、成形体１５に供給する溶融ガラスＧｍの流量も増加させるように構成されている。この際、ガラスリボンＧの流量は、搬送速度の増加に伴うガラスリボンＧの板厚減少を防止するように微調整すればよい。

次に、以上のように構成されたガラス物品の製造装置を用いたガラス物品の製造方法を説明する。

本実施形態に係るガラス物品の製造方法は、成形工程と、熱処理工程と、冷却工程と、切断工程と、検査工程と、対策工程とを備えている。なお、熱処理工程、冷却工程及び切断工程の一部は、ガラスリボンＧを搬送する搬送工程を兼ねている。

成形工程では、成形ゾーン１１でガラスリボンＧを成形する工程である。

熱処理工程は、熱処理ゾーン１２で成形工程を経たガラスリボンＧに対して熱処理を施す工程である。

冷却工程は、冷却ゾーン１３で熱処理工程を経たガラスリボンＧを冷却する工程である。

切断工程は、冷却工程を経たガラスリボンＧを搬送しながら、切断装置２によって、ガラスリボンＧを幅方向に切断してガラス板Ｇｐを得る工程である。

検査工程は、検査部３などによって、ガラス板Ｇｐにおける凸状欠陥Ｆの有無を検査する工程である。検査工程では、所定の判定基準により凸状欠陥Ｆの有無を検査する。

対策工程は、ガラスリボンの凸状欠陥Ｆを低減する対策を行う工程である。本実施形態では、対策工程は、検査工程で検出された凸状欠陥Ｆの発生状況に応じてガラスリボンＧの搬送速度を調整する制御工程を備える。

制御工程では、凸状欠陥Ｆの発生が増加した場合に、冷却ローラ１４ａによって、ガラスリボンＧの搬送速度を増加させ、凸状欠陥Ｆの発生を所定の目標値以下に制御する。ここで、目標値には、凸状欠陥Ｆを有するガラス板Ｇｐの発生率、凸状欠陥Ｆを有するガラス板Ｇｐの発生枚数、ガラス板Ｇｐ一枚当たりの凸状欠陥Ｆの数など、凸状欠陥Ｆに関する任意のパラメータを設定できる。このようにすれば、凸状欠陥Ｆの発生が増加した場合には、ガラスリボンＧの搬送速度を増加させるため、成形体１５付近の高温領域ＨにおけるガラスリボンＧの滞在時間が短くなる。この場合、成形体１５と溶融ガラスＧｍとの接触時間も短くなるため、成形体１５の耐火物がＭｇＯを含む場合であっても、成形体１５から溶融ガラスＧｍに拡散するＭｇイオンの量が必然的に少なくなる。したがって、ガラスリボンＧの凸状欠陥Ｆを確実に低減できる。

なお、これとは逆に、ガラスリボンＧの搬送速度を減少させれば、成形体１５付近の高温領域ＨにおけるガラスリボンＧの滞在時間が長くなる。その結果、成形体１５と溶融ガラスＧｍとの接触時間も長くなるため、成形体１５の耐火物がＭｇＯを含む場合、成形体１５からガラスリボンＧｍに拡散するＭｇイオンの量も必然的に多くなる。したがって、ガラスリボンＧの凸状欠陥Ｆが増加する場合がある。

また、制御工程では、凸状欠陥Ｆの発生が増加した場合に、ガラスリボンＧの搬送速度を増加させることに加え、成形体１５に供給する溶融ガラスＧｍの流量も増加させる。このようにすれば、搬送速度の増加に伴うガラスリボンＧの板厚減少を防止し、ガラスリボンＧの板厚を一定に維持できる。

（第二実施形態）
図８は、第二実施形態に係るガラス物品の製造方法に含まれる対策工程を示す図である。

本実施形態では、対策工程は、製品となるガラスリボンＧを成形する前に、成形体１５の耐火物として、ＭｇＯを実質的に含まない耐火物を選定する選定工程を備える。

成形体１５におけるＭｇＯの含有量は、例えば１質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以下であることがより好ましい。成形体１５におけるＭｇＯの含有量は、０質量％であってもよい。なお、成形体１５の耐火物としてアルミナ系耐火物を用いる場合は、ＭｇＯの含有量は、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量よりも少ない。

このように成形体１５として、ＭｇＯを実質的に含まない耐火物を選定すれば、成形体１５全体のＭｇＯの濃度が低いか、あるいは、零となる。そのため、成形体１５の少なくとも表面を含む表層部に、ＭｇＯを実質的に含まないＭｇＯ非含有層Ｒ１が存在することになる。したがって、ガラスリボンＧがＭｇＯの含有量が１質量％未満のアルミノシリケートガラスであっても、成形体１５から溶融ガラスＧｍへのＭｇイオンの拡散が抑制されるため、ガラスリボンＧの凸状欠陥Ｆを確実に低減できる。

（第三実施形態）
図９は、第三実施形態に係るガラス物品の製造方法に含まれる対策工程を示す図である。

本実施形態では、対策工程は、製品となるガラスリボンＧを成形する成形工程の前に、成形体１５の表面（例えば、頂部１５ａ及び側面１５ｂ）にＭｇＯを実質的に含まないＭｇＯ非含有層Ｒ２を形成する形成工程を備える。

ＭｇＯ非含有層Ｒ２におけるＭｇＯの含有量は、例えば１質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以下であることがより好ましい。ＭｇＯの含有量は、０質量％であってもよい。

ＭｇＯ非含有層Ｒ２の厚みは、１００μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ〜１００μｍであることがより好ましく、５０μｍ〜１００μｍであることが最も好ましい。

ＭｇＯ非含有層Ｒ２としては、例えばアルミナ層が挙げられる。アルミナ層は、ＭｇＯを含むアルミナ系耐火物からなる成形体１５の表面に沿って、ＭｇＯを実質的に含まない溶融ガラス（例えば、ＭｇＯの含有量が０〜１質量％未満）を流下させることで形成できる。なお、形成工程で使用されるＭｇＯを実質的に含まない溶融ガラスは、成形工程で使用されるＭｇＯを実質的に含まない溶融ガラスＧｍと同一あるいは近似のガラス組成であることが好ましい。

このように成形体１５の表面にＭｇＯ非含有層Ｒ２を形成すれば、成形体１５と溶融ガラスＧｍとの間にＭｇＯを実質的に含まない層が介在することになる。したがって、成形体１５から溶融ガラスＧｍへのＭｇイオンの拡散が抑制されるため、ガラスリボンＧの凸状欠陥Ｆを確実に低減できる。

形成工程では、溶融ガラスＧｍを通常の操業温度（成形工程の溶融ガラスＧｍの温度）よりも高温で保持しながら、流動させることが好ましい。これにより、アルミナ系耐火物からなる成形体１５に含まれるＭｇＯが、成形体１５の表面から溶融ガラスＧｍへ移動しやすくなる。その結果、成形体１５の表面（厳密には表面を含む表層部）を、ＭｇＯを実質的に含まない耐火物（ＭｇＯ非含有層Ｒ２）とすることができる。

ここで、成形体１５の表層部のＭｇＯが溶融ガラスＧｍ中に略完全に移動し切るまでの時間は、本願発明者等の鋭意研究により、溶融ガラスＧｍの温度が１２５０℃未満の場合よりも１２５０℃以上の場合において顕著に短くなることが確認されている。したがって、形成工程の溶融ガラスＧｍの温度は、１２５０℃以上であることが好ましい。また、形成工程の時間は、７２時間以上であることが好ましい。ただし、溶融ガラスＧｍの温度を上げ過ぎると、成形体１５のクリープが発生するおそれがあるため、形成工程の溶融ガラスＧｍの温度は、１３００℃以下とすることが好ましい。

また、アルミナ系耐火物からなる成形体１５にＭｇＯが含まれている場合、スピネルやアルミナが成形体１５の表面に形成される場合が多く、凸状欠陥Ｆ以外にもそれらが異物として製品となるガラスリボンＧ中に流れ出る場合がある。しかしながら、形成工程の溶融ガラスＧｍの温度を１２５０℃以上とすることで、製品となるガラスリボンＧを成形する成形工程の前に、成形体１５の表面に形成されたスピネルやアルミナを洗い流す効果も期待できる。つまり、製品となるガラスリボンＧにおいて、スピネルやアルミナ等に由来する欠陥が発生するのを低減する効果も期待できる。

なお、ＭｇＯ非含有層Ｒ２は、アルミナ層に限定されるものではなく、溶融ガラスＧｍへのＭｇイオンの移動を抑制できる層であればよい。例えば、ＭｇＯ非含有層Ｒ２としては、シリカ層やジルコニア層なども利用できる。また、ＭｇＯ非含有層Ｒ２の形成方法は、上述の方法に限定されるものではなく、例えばスパッタ成膜なども利用できる。

本発明の実施形態に係るガラス物品の製造装置及びその製造方法について説明したが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を施すことが可能である。

上記の実施形態では、ガラスリボンＧをスクライブ割断で切断したが、レーザ割断やレーザ溶断などの他の方法により切断してもよい。

上記の実施形態において、凸状欠陥Ｆの有無を検査する検査工程の前に、ガラス板Ｇｐの耳部を切断する切断工程を更に設けてもよい。

上記の実施形態において、凸状欠陥Ｆの有無を検査する第一検査工程に加え、ガラス板Ｇｐの泡や異物などの他の欠陥の有無を検査する第二検査工程を実施してもよい。

上記の実施形態では、ガラス物品がガラス板Ｇｐである場合を説明したが、ガラス物品は、例えばガラスリボンＧをロール状に巻き取ったガラスロールなどであってもよい。

上記の実施形態では、制御部４が、検出された凸状欠陥Ｆの発生状況に応じてガラスリボンＧの搬送速度を自動で調整する場合を説明したが、オペレーターが、検出された凸状欠陥Ｆの発生状況に応じてガラスリボンＧの搬送速度や溶融ガラスＧｍの流量を手動で調整してもよい。

上記の実施形態において、ガラス物品の製造方法は、ガラス板Ｇｐ（化学強化用ガラス板）を化学強化する強化工程をさらに備えていてもよい。

上記の実施形態では、溶融ガラスＧｍがアルミノシリケートガラスである場合を例示したが、溶融ガラスＧｍはこれに限定されない。

ガラスリボンの搬送速度を増加させた場合に、表裏面が共に凸となる凸状欠陥の発生率が低下することを評価試験の結果によって示す。評価試験では、成形時の溶融ガラスの流量は一定とした状態で、ガラスリボンの搬送速度を変化させた場合に、凸状欠陥の発生率（凸状欠陥を有するガラス板の枚数／ガラス板の検査枚数）がどのように変化するかを検査した。この際、ガラス板中に一つでも凸状欠陥があれば、凸状欠陥を有するガラス板としてカウントした。その結果を表１に示す。なお、搬送速度は、実施例３の搬送速度を基準（実施例３の搬送速度を１）とする相対値で示す。

各実施例に係るガラス板は、ＭｇＯを実質的に含有しないアルミノシリケートガラスであり、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ５２％、Ａｌ_２Ｏ_３ ２７％、Ｂ_２Ｏ_３ ０．１％、Ｎａ_２Ｏ ７．０％、Ｋ_２Ｏ ０．６％、ＭｇＯ ０．１％、Ｐ_２Ｏ_５ ８．８％、Ｌｉ_２Ｏ ３．０％、ＳｎＯ_２ ０．１％を含む。各実施例に係るガラス板のサイズは２３５０ｍｍ×２５６０ｍｍである。また、成形体としては、ＭｇＯの含有量が５質量％のアルミナ成形体を用いた。

表１によれば、凸状欠陥の発生率が（実施例１）＞（実施例２）＞（実施例３）となり、搬送速度（板引き速度）が上がれば、凸状欠陥の発生率が低下する傾向があることが認識できる。

続いて、前述の第三実施形態に沿って実施例４を行った。実施例４では、実施例１〜３で用いた成形体と同様の成形体を用い、実施例４の対策工程では、成形体の表面にＭｇＯを実質的に含まないＭｇＯ非含有層（アルミナ層）を形成した。アルミナ層は、成形体の表面に前述のＭｇＯを実質的に含有しないアルミノシリケートガラスを流下させることで形成した。アルミナ層のＭｇＯの含有量は０質量％であった。この成形体１５を用いて、前述の実施例３の条件で、ガラス板を得た。その結果、実施例４では、凸状欠陥発生率は実施例１よりも低下した。

１ 処理装置
２ 切断装置
３ 検査部
４ 制御部
１１ 成形ゾーン
１２ 熱処理ゾーン
１３ 冷却ゾーン
１４ａ ローラ対（冷却ローラ）
１５ 成形体
２１ スクライブ線形成装置
２２ 折割装置
２３ ホイールカッター
２４ 支持部材
２５ 折割部材
２７ 搬送装置
Ｆ 凸状欠陥
Ｇ ガラスリボン
Ｇｍ 溶融ガラス
Ｇｐ ガラス板
Ｒ１ ＭｇＯ非含有層
Ｒ２ ＭｇＯ非含有層

Claims (14)

1. 溶融ガラスからガラスリボンを成形する成形工程と、前記成形工程を経た前記ガラスリボンを搬送する搬送工程とを備えるガラス物品の製造方法であって、
   前記ガラスリボンの表裏面が共に凸となる凸状欠陥の有無を検査する検査工程と、
   前記凸状欠陥を低減する対策を行う対策工程とを備えていることを特徴とするガラス物品の製造方法。
2. 前記溶融ガラスは、ＭｇＯの含有量が１質量％未満のアルミノシリケートガラスであることを特徴とする請求項１に記載のガラス物品の製造方法。
3. 前記溶融ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜２５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜１５％、Ｎａ_２Ｏ １〜２０％、Ｋ_２Ｏ ０〜１０％、Ｐ_２Ｏ_５ ０．５〜１０％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜５％を含むことを特徴とする請求項２に記載
   のガラス物品の製造方法。
4. 前記対策工程は、前記検査工程で検出された前記凸状欠陥の発生状況に応じて前記搬送工程における前記ガラスリボンの搬送速度を調整する制御工程を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス物品の製造方法。
5. 前記制御工程では、前記凸状欠陥の発生が増加した場合に、前記ガラスリボンの搬送速度を増加させることを特徴とする請求項４に記載のガラス物品の製造方法。
6. 前記制御工程では、前記ガラスリボンの搬送速度を増加させた場合に、前記成形工程における前記溶融ガラスの流量を増加させることを特徴とする請求項５に記載のガラス物品の製造方法。
7. 前記成形工程では、ダウンドロー法により、前記溶融ガラスを成形体の表面に沿って流下させて前記ガラスリボンを成形し、
   前記制御工程では、前記検査工程で検出された前記凸状欠陥の発生状況に応じて、前記成形体の直下方で前記ガラスリボンの幅方向両端部を表裏両側から挟む冷却ローラの回転速度を調整することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のガラス物品の製造方法。
8. 前記成形工程では、ダウンドロー法により、前記溶融ガラスを成形体の表面に沿って流下させて前記ガラスリボンを成形し、
   前記対策工程は、事前に、前記成形体の耐火物として、ＭｇＯを実質的に含まない耐火物を選定する選定工程を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス物品の製造方法。
9. 前記成形工程では、ダウンドロー法により、前記溶融ガラスを成形体の表面に沿って流下させて前記ガラスリボンを成形し、
   前記対策工程は、事前に、前記成形体の表面にＭｇＯを実質的に含まないＭｇＯ非含有層を形成する形成工程を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス物品の製造方法。
10. 前記ＭｇＯ非含有層は、アルミナ層である請求項９に記載のガラス物品の製造方法。
11. 前記成形体は、アルミナ系耐火物からなる請求項１０に記載のガラス物品の製造方法。
12. 前記凸状欠陥は、高さが１ｎｍ〜１μｍ、長さが０．１〜１００ｍｍ、幅が０．１〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のガラス物品の製造方法。
13. ダウンドロー法により、溶融ガラスを成形体の表面に沿って流下させてガラスリボンを成形する成形工程を備えるガラス物品の製造方法であって、
    前記溶融ガラスは、ＭｇＯの含有量が１質量％未満のアルミノシリケートガラスであり、
    前記成形体は、ＭｇＯを実質的に含まない耐火物からなることを特徴とするガラス物品の製造方法。
14. 溶融ガラスからガラスリボンを成形する成形ゾーンと、前記成形ゾーンの下流側で前記ガラスリボンを搬送する搬送ゾーンとを備えるガラス物品の製造装置であって、
    前記ガラスリボンの表裏面が共に凸となる凸状欠陥の有無を検査する検査部と、
    前記検査部で検出された前記凸状欠陥の発生状況に応じて前記搬送ゾーンにおける前記ガラスリボンの搬送速度を調整する制御部とを備えていることを特徴とするガラス物品の製造装置。
    

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