JP4655306B2 - 板ガラスの成形装置及び成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、板ガラスの成形装置に関し、特に液晶ディスプレイ表示装置に搭載する板ガラスを成形するのに適したオーバーフローダウンドロー方式の板ガラス成形装置に関するものである。

板ガラスの成形方式には種々の方式があるが、一般にオーバーフローダウンドロー方式によって板ガラスを成形する装置は、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、上面が開口した樋形状をなすガラス供給溝１０ａを頂部に有し、このガラス供給溝１０ａの端壁に相当する２つの頂部をオーバーフローの堰１０ｂとし、かつ両側壁の２つの外面１０ｃを互いに下方へと向けて相互に接近させて略楔形状をなす刃先と類似したような外観を呈し、下端１０ｄで終結させた成形体１０を備えている。熔融ガラスＧは熔融ガラス供給管２０によってガラス供給溝１０ａの一端側から連続的に供給される。そしてガラス供給溝１０ａに一時的に滞留した熔融ガラスは、両側壁頂部の２つの稜線１０ｅからオーバーフローし、さらに両側壁のガイド１０ｆに挟まれた略楔形状をなす２つの外面１０ｃ上をそれぞれ流下し、下端１０ｄで合流するので、これを下方に引き延ばすことによって板ガラスＰが成形できる。こうして得られる板ガラスＰは、その表面が熔融時の自由熔融表面に相当する状態であるために高い平滑性を有し、また図４（Ｃ）に示すように、中央領域Ｐαと両端部Ｐβとの厚みが略均一な形状となる。

この成形体１０は、ガラス供給溝１０ａの両側壁頂部を成形体の長尺方向に垂直な水平方向、すなわち成形体が配設された状態で側壁側から水平方向に見た時に決まる稜線１０ｅを全長に亘って略直線状とし、熔融ガラスＧが均等にオーバーフローするように設計されている。ところが、この種の成形体１０は、熔融ガラスＧに対して耐食性の高い耐火物によって構成される必要があるためにその重量が大きく、その成形体１０の両端が支持耐火物３０で支持されるように配設され、かつ、生産時には長期に亘り高温条件下に曝され続けるため、長時間稼動している間に重力Ｆによって徐々に下方に撓んで変形するという現象が発生する。この変形現象はクリープ変形（または単にクリープ）と呼称されるものであるが、特に大面積を有する板ガラス製品（例えば１０００×１５００ｍｍ）を得る目的で、有効幅の大きい板ガラスＰを成形する場合には、成形体１０の長手方向寸法を大きく（例えば１８００ｍｍ以上に）する必要があり、一層クリープ変形量が大きくなりやすいものとなる。例えば図５（Ａ）、（Ｂ）は、長時間の稼働によってクリープ変形した成形体１０を示すものであるが、このように成形体１０がクリープ変形すると、ガラス供給溝１０ａの両側壁頂部稜線１０ｅも下方に撓んで、下方に凸形状となる大きな弓形の曲線形状となり、この稜線１０ｅからオーバーフローする熔融ガラスＧの溢れ出し量は、成形体１０の長手方向の中央領域１０ｇが多く、両端領域１０ｈでは少なくなる。その結果、図５（Ｃ）に示すように、成形される板ガラスＰは、中央部Ｐαの板厚寸法が厚く、周辺部Ｐβの板厚寸法が薄くなり、肉厚が不均一な形態となる。

ところで現在、液晶ディスプレイ基板として使用される板ガラスは、主に０．７ｍｍの板厚寸法を有しているが、板厚寸法精度に対する利用者の要求品位は非常に厳しく、０．７±０．０１ｍｍである。このため、上記のように成形体１がクリープ変形を起こした場合には、板ガラスＰの板厚寸法が不均一なものとなりやすく、その結果板ガラスの生産留まりが著しく低下することになる。

そこでこのような問題の回避方法として、この種の板ガラスＰを成形する場合には、成形体１０の下端１０ｄ付近で熔融ガラスの両端領域１０ｈ付近を加熱、あるいは冷却する方法が採られ、これによって板ガラスＰの板厚寸法が均一なものとなるように調整するということが行われている。しかし、板ガラスＰの板厚の調整操作については、このような加熱や冷却の調整だけでは十分に制御できないというだけではなく、成形体１０の両側壁の外面１０ｃを熔融ガラスが流下する際に、その流れが不均一となり、その結果、板ガラスＰの周辺部Ｐβの肉厚が変動しやすくなる。極端な場合には、この周辺部Ｐβで熔融ガラス同士が十分に融合されないままに成形され、その結果、板ガラスＰに割れが頻発するという問題があった。

このような事情から、特許文献１では成形体１０の長さ方向に貫通孔を形成し、その貫通孔に支持部材を貫挿することによって、成形体１０のクリープ変形を抑える板ガラスの成形装置が提案された。また特許文献２では成形体１０の全長と高さの比率を所定の範囲とすることで、クリープ変形しにくくなるとする発明の開示も行われた。さらに、特許文献３では、予めオーバーフローの堰の両側壁頂部稜線が熔融ガラスの流れ方向の始端領域及び／又は終端領域で下方に曲がるように形成することで、熔融ガラスのオーバーフロー量を容易に調整できるとした発明も開示された。
特開平１１−２４６２３０号公報 特開２００４−３１５２８６号公報 特開２００４−３１５２８７号公報

しかしながらこれまでに行われた発明だけでは不充分であり、例えばより大面積の薄板を均質度の高い状態で得る場合や、製造効率を向上するという観点から製造インデックスを上げてガラスの成形速度をより高速度として大量生産を行うといった負荷に耐え、高い均質度を有する大きい面積の薄板ガラスを潤沢に製造するだけの技術的な蓄積が具わっておらず、種々の要求に充分対応することができないという問題があった

本発明者は、係る状況に対して大面積の板ガラスの成形品位を損なわず、しかも長期に亘り大量生産を可能とする板ガラスの製造装置として、高い板ガラス成形寸法品位を実現すべく、現状の板ガラス成形装置の成形能力を高め、安定した板厚成形寸法品位を長期間に亘り維持することのできる板ガラス成形装置、特に液晶ディスプレイ表示装置に搭載する板ガラスを成形するのに適したオーバーフローダウンドロー方式の板ガラス成形装置及びこの板ガラス成形装置を使用する板ガラスの成形方法を提供することを課題とする。

すなわち、本発明の板ガラスの成形装置は、上部が開口した樋形状の熔融ガラス供給溝を頂部に有し、このガラス供給溝の両側壁頂部をオーバーフローの堰とし、かつ両側壁の外面部を断面が略楔形となるように両側壁の外面同士を下方に向けて相互に接近させて下端で終結させた成形体を備え、熔融ガラスをガラス供給溝の一端から連続的に供給して両側壁頂部稜線からオーバーフローさせ、両側壁外面に沿って流下させて略楔形下端で合流させて板ガラスを成形する板ガラスの成形装置において、上記ガラス供給溝のオーバーフローの堰は、両側壁頂部稜線が上方を頂点とした凸形状連続曲線部を、稜線中央部の含まれる両側壁頂部稜線の一部に有することを特徴とする。

ここで、上部が開口した樋形状の熔融ガラス供給溝を頂部に有し、このガラス供給溝の両側壁頂部をオーバーフローの堰とし、かつ両側壁の外面部を断面が略楔形となるように両側壁の外面同士を下方に向けて相互に接近させて下端で終結させた成形体を備え、熔融ガラスをガラス供給溝の一端から連続的に供給して両側壁頂部稜線からオーバーフローさせ、両側壁外面に沿って流下させて略楔形下端で合流させて板ガラスを成形する板ガラスの成形装置において、上記ガラス供給溝のオーバーフローの堰は、両側壁頂部稜線が上方を頂点とした凸形状連続曲線部を、稜線中央部の含まれる両側壁頂部稜線の一部に有するとは、熔融ガラスが両端壁頂部をオーバーフローして両側壁の外面部に沿って流下する断面形状が略楔形状を有する長尺状成形体を使用し、熔融ガラスの流下する２つの側壁表面の上方に位置するそれぞれの側壁頂部稜線の形状が、上向きに凸形状の連続曲線であり、しかもこの凸形状の連続曲線が稜線の中央部を含み、両側壁頂部稜線の一部となっていることを表すものである。両側壁頂部稜線は、ガラス供給溝の両側壁頂部を成形体の長尺方向に垂直な水平方向、すなわち成形体が配設された状態で側壁側から水平方向に見た時に決まるものである。

ガラス供給溝のオーバーフローの堰が、両側壁頂部稜線が上方を頂点とした凸形状連続曲線部を、稜線中央部の含まれる両側壁頂部稜線の一部に有する状態であれば、オーバーフローの堰の両側壁頂部稜線についての熔融ガラスの流れ方向の始端領域及び／又は終端領域については、どのような形状となっていても支障はない。また両端壁の稜線の形状は成形体の設置状態が傾斜している、あるいは両方の稜線部の経時的な変化に大きな違いがない限りは、２つの稜線について同じ形態であることが好ましい。

また、凸形状連続曲線部とは、一方向のみに湾曲した曲線であって、その曲線が所定の関数表現で表示でき、その関数の２次微分係数が０以下となる関数表示で表されるものであることを意味している。そして関数の所定区間を限定するのであれば、Ｙ軸については成形体を設置した際の上下の軸方向、Ｘ軸については両側壁頂部稜線を有する成形体の長尺方向を軸方向として表す陽関数形式で表示した場合に、どのような形態の関数であってもＸの一つの値に対してＹの１つの値が定まる１価関数であるならば、本発明の凸形状連続曲線部を表すことができるものである。

具体的に上述のような関数としては、ｎ次関数、双曲線関数、楕円関数などを適用することが可能であって、これらの関数の適用については、例えば成形体を構成する材料を使用して高温クリープ試験を実施し、その試験から成形体構成材料のクリープ変形速度やクリープ変形形状を計測することによって、予め最適な当てはめが可能となる関数を選定して実験を行うことによって所望の両側壁頂部稜線形状を有する成形体を得ることができる。

また成形体を構成する耐火物としては、耐熱性、高温強度に優れた焼成耐火物、不焼成耐火物、不定形耐火物等が適当である。さらに具体的には珪石耐火物、粘土質耐火物、高アルミナ耐火物、炭化珪素質耐火物、クロム質耐火物、マグネシア質耐火物、マグネシア質耐火物、ドロマイト系耐火物、シリマナイト系耐火物、シアン化合物アルミナ質耐火物、ムライト質耐火物、ジルコニア質耐火物、コーディエライト質耐火物、キャスタブル耐火物、プラスチック耐火物等が使用できる。またこれらの耐火物以外にも、熔融石英耐火物、合成石英耐火物、各種ファイバーボード、不定形耐火繊維材料を用いることが可能であり、さらに白金族元素を主成分とする合金、例えば白金合金などの耐熱貴金属類を使用することができる。これらの成形体構成材料は、単独使用であっても複数種の使用であっても本成形体の機能を充分に実現するものであるならば使用することができる。

また、本発明に係る成形体については、成形体表面の耐触性の改善等を目的として特定個所のみを所定の材料によって補強する処置を行うことが可能である。例えば両側壁頂部稜線部を形成する部分のみを所定の耐火物を採用するものでもよい。この場合については、どのような材質であってもよいが、熔融ガラスとの反応性が低く、高温で使用された場合にも経時的な浸食反応が起こりがたい材質であれば使用することができる。材質としてはジルコニア、シリカ、アルミナを主成分とする高強度、高耐触性耐火物や、白金に代表される白金族元素を含む貴金属を部分的にこの両側壁頂部稜線部のみに被覆使用するといったことも可能である。

さらに本発明の板ガラスの成形装置は、上述に加え凸形状連続曲線が偶関数で表示される曲線であって、偶関数の変曲点位置が稜線中央部に位置するならば、成形された板ガラスの板厚寸法が高い精度で安定したものとなるため好ましい。

ここで、加え凸形状連続曲線が偶関数で表示される曲線であって、偶関数の変曲点位置が稜線中央部に位置するとは、上述した関数表示、すなわちＹ軸については成形体を設置した上下の軸方向、Ｘ軸については両側壁頂部稜線を有する成形体の長尺方向を軸方向として表す陽関数形式で両端壁稜線部を表示した場合に、ｙ＝ｆ（ｘ）と表すと恒常的にｆ（−ｘ）＝ｆ（ｘ）の関係が成立する形式で表示できる偶関数であって、その二次微分係数が０となる変曲点の位置が稜線中央部に位置することを表している。

具体的にこの凸形状連続曲線は、高次の偶関数表示であっても良いが、最も簡易的には２次関数で表示することである。また、必要に応じて、適宜他の関数を加える等して変更することも可能である。また、成形体の傾斜補正等を必要に応じて加えることも可能であって、その場合であっても曲線の連続性が保持できれば支障はない。

また本発明の板ガラスの成形装置は、上述に加え上方を頂点とした凸形状連続曲線の稜線中央部の頂点が、凸形状連続曲線部の両端点のいずれかに対して０．１〜２０ｍｍ上方にあるものであるならば、安定した成形板厚寸法で成形を行える期間が長くなるため好ましい。

ここで、上方を頂点とした凸形状連続曲線の稜線中央部の頂点が、凸形状連続曲線部の両端点のいずれかに対して０．１〜２０ｍｍ上方にあるとは、上述の関数表現で表される凸形状連続曲線部の両端の何れかに相当する点から計測して０．１ｍｍから２０ｍｍの範囲内に凸形状連続曲線の稜線中央部の頂点があることを表すものである。

凸形状連続曲線の稜線中央部の頂点が凸形状連続曲線部の両端の何れかに相当する点から０．１ｍｍから２０ｍｍの範囲内にあることでクリープ変形に成形体の変形が経時的に生じる場合であっても、成形された板ガラスが正常な成形状態となる期間を長期間とすることができるものであって、１つの成形体で生産できる板ガラスの製造量を増加することができるものである。

また本発明の板ガラスの成形装置は、上述に加え成形巾寸法２０００ｍｍ以上の板ガラスを成形する装置であるならば、寸法精度の優れた大面積の板ガラスを成形することで市場に精度の高い板ガラスを供給することができるため好ましい。

ここで、成形巾寸法２０００ｍｍ以上の板ガラスを成形する装置であるとは、少なくとも成形巾寸法２０００ｍｍ以上を実現するために、２０００ｍｍ以上の両側壁頂部稜線の長尺寸法を有し、それだけの成形巾に見合う熔融ガラスをオーバーフローさせるだけのガラス容積を滞留することのできる熔融ガラス供給溝を成形体頂部に備えていることを表している。

さらに本発明の板ガラスの成形装置は、上述に加え無アルカリ硼珪酸ガラスの成形を行うならば、各種の用途で使用することのできる板ガラスの成形ができるために好ましい。

ここで、無アルカリ硼珪酸ガラスの成形を行うとは、ガラス成分を酸化物換算で表示した場合に酸化硼素、すなわちＢ₂Ｏ₃と酸化珪素、すなわちＳｉＯ₂とを主成分とする無アルカリガラスの成形を行うということである。そして無アルカリガラスとは、アルカリ金属元素を本質的に含有しないガラス材質のことであって、具体的にはガラス組成中のアルカリ金属元素であるナトリウム、カリウム、リチウムといった元素が酸化物換算で０．１質量％以下となるものを表している。

無アルカリ硼珪酸ガラスは、例えば液晶表示装置用薄板ガラス、固体撮像素子用カバーガラス、フィールドエミッション用板ガラス、ＥＬ用カバーガラス、ガラス繊維等に利用することができるものである。例えば本発明に係る無アルカリ硼珪酸ガラスは、質量％表示でＳｉＯ₂ ４５〜７５％、Ｂ₂Ｏ₃ ２〜２５％、ＲＯ ７〜３０％（ＲＯ＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＺｎＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）といったような組成を有するガラス材質とすることが好適である。

また本発明の板ガラスの成形装置は、上述に加え装置長手方向全長が２０００ｍｍ以上であるならば、２０００ｍｍ以上の巾寸法を有する板ガラスを精度良く成形することができるため好ましい。

ここで、装置長手方向全長が２０００ｍｍ以上であるとは、上部が開口した樋形状の熔融ガラス供給溝を頂部で、ガラス供給溝の両端壁頂部をオーバーフロー堰とし、両側壁の外面部を断面が略楔形となるように両側壁の外面同士を下方に向けて相互に接近させて下端で終結させた略楔状の成形体を備え、熔融ガラスをガラス供給溝の一端側から連続供給して両側壁頂部稜線からオーバーフローさせて、両側壁外面に沿って流下させて略楔形下端で合流させて板ガラスを成形する板ガラス成形装置の長尺方向についての全長を意味している。

装置長手方向全長が２０００ｍｍ以上とすることで、それに附帯する設備についても２０００ｍｍ以上の長手方向寸法が必要となる。すなわち、成形装置の略楔形の側表面部や、熔融ガラスが合体する略楔形形状の最下端部についても、装置長手方向全長の寸法に応じた寸法が必要である。

さらに本発明の板ガラスの成形装置は、上述に加え液晶表示装置搭載用薄板ガラスの成形を行うものであるならば、液晶表示装置に搭載する薄板ガラスに求められる板寸法精度が効率よく実現できるため好ましい。

ここで、液晶表示装置搭載用薄板ガラスの成形を行うものとは、例えば板ガラスがアクティブマトリックス方式の薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、略してＴＦＴ）を搭載する液晶用基板ガラスとして利用される薄板ガラスの成形装置として使用されるものであることを意味している。ＴＦＴ方式であるならば、アモルファスシリコンやポリシリコン等の部材の違いには関係なく採用できるものである。そして、このようなＴＦＴ液晶用基板用途の板ガラスの組成としては、前述に加え軽量、すなわち密度が小さく、しかも高い化学的耐久性を満足する必要性がある。例えば具体的にこのような板ガラスの組成は、酸化物換算の質量％表示でＳｉＯ₂ ５０〜７３％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０．１〜１７％、Ｂ₂Ｏ₃ ５〜１６％、ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＺｎＯ ０．５〜２８％といったものとなる。

本発明の板ガラスの成形方法は、上述記載の何れかの板ガラス成形装置を使用して、熔融ガラスから板厚寸法１．５ｍｍ以下の板ガラスを連続生産することを特徴とする。

ここで、上述記載の何れかの板ガラス成形装置を使用して、熔融ガラスから板厚寸法１．５ｍｍ以下の板ガラスを連続生産することとは、これまでで説明してきた板ガラス成形装置を使用することによって、熔融ガラスを板厚寸法が１．５ｍｍ以下の寸法となるように精密成形することによって板ガラス物品を連続的な成形品として得ることのできるものである。

１．５ｍｍ以下の寸法精度を有するのであれば、どのような寸法であってもよく、引張速度や成形温度等の諸条件を調整することによって所望の板厚と寸法精度を設定することができるものである。具体的には、例えば１．２ｍｍ、１．０ｍｍ、０．９ｍｍ、０．８ｍｍ、０．７５ｍｍ、０．７２ｍｍ、０．７１ｍｍ、０．７０ｍｍ、０．６９ｍｍ、０．６８ｍｍ、０．６５ｍｍ、０．６３ｍｍ、０．６０ｍｍ、０．５５ｍｍ、０．５０ｍｍといった板厚寸法とすることができるものである。

（１）以上のように、本発明の板ガラスの成形装置は、上部が開口した樋形状の熔融ガラス供給溝を頂部に有し、このガラス供給溝の両側壁頂部をオーバーフローの堰とし、かつ両側壁の外面部を断面が略楔形となるように両側壁の外面同士を下方に向けて相互に接近させて下端で終結させた成形体を備え、熔融ガラスをガラス供給溝の一端から連続的に供給して両側壁頂部稜線からオーバーフローさせ、両側壁外面に沿って流下させて略楔形下端で合流させて板ガラスを成形する板ガラスの成形装置において、上記ガラス供給溝のオーバーフローの堰は、両側壁頂部稜線が上方を頂点とした凸形状連続曲線部を稜線中央部の含まれる両側壁頂部稜線の一部に有するものであるため、１２００℃以上の高温状態で、１年以上の長期間に亘り板ガラスの成形に連続して使用される場合でも、成形された板ガラスの板厚寸法の寸法精度を高い品位に維持し続けることができるものであって、安定した板ガラス表面品位を高い効率で実現することのできるものである。

（２）また本発明の板ガラスの成形装置は、凸形状連続曲線が偶関数で表示される曲線であって、偶関数の変曲点位置が稜線中央部に位置するものであるならば、長期間の連続使用時に生じるクリープ変形量によって発生する板ガラスの引張方向に垂直な巾方向の板厚寸法の偏差分布を最小限の寸法値に抑制することのできるものであって、成形寸法不良等の成形工程上で問題となる許容できない板厚成形品の発生率を低く抑えることができるものである。

（３）また本発明の板ガラスの成形装置は、成形巾寸法２０００ｍｍ以上の板ガラスを成形する装置であるならば、成形効率を上げることによって多様な製品寸法の板ガラスを得ることが可能となり、顧客の要望に見合う製品を迅速に成形供給することを可能とするものである。

（４）また本発明の板ガラスの成形装置は、無アルカリ硼珪酸ガラスの成形を行うものであるならば、ガラス表面からのアルカリ成分の溶出に起因するガラスの化学的耐久性の劣化に注意を払う必要性がなく、また高い信頼性を要する電子部品や映像表示機器などに搭載される用途で求められる性能を有するガラス物品を、その性能に加えて高い寸法精度や表面粗さ等についての成形品位の信頼性を向上できるものである。

（５）また本発明の板ガラスの成形装置は、装置長手方向全長が２０００ｍｍ以上であるならば、大面積の高精度薄板ガラスを高精度な寸法で成形することができるものであって、しかも成形体などの製造設備の長期的なメンテナンスに要する費用を抑制することもできるものであるから、製造原価の低減にも貢献できるものである。

（６）また本発明の板ガラスの成形装置は、液晶表示装置搭載用薄板ガラスの成形を行うものであるならば、液晶表示装置の大型化に順応する製造品位を可能とすることで、液晶表示装置の使用用途を拡張することに貢献することができるものである。

（７）本発明の板ガラス成形方法は、請求項１から請求項６の何れかの板ガラス成形装置を使用して、熔融ガラスから板厚寸法１．５ｍｍ以下の板ガラスを連続生産するものであるため、成形された板ガラスのうねりや反り、肉厚変動等の板ガラス成形寸法に関連する外観不良の低減に伴って、板ガラスの表面品位の向上を実現し、製造中の各工程内での板ガラス寸法や外観に関連する藷問題の解決に要する労力を少なくすることができるものである。

以下に本発明の板ガラスの成形装置とその装置を使用する板ガラス成形方法について、実施例に基づいて説明する。

本発明の板ガラスの成形装置を図１（Ａ）、（Ｂ）に示す。この装置は液晶表示装置に搭載される薄板ガラスを成形するために使用されるものである。

図１（Ａ）で成形体１０は、熔融ガラスＧに対して耐触性を有するジルコン系耐火物（密度４．０ｇ／ｃｍ³、ヤング率１４．２×１０¹⁰Ｐａ）で構成されたものであって、図１（Ｂ）からも判るように上面が開口した断面が略Ｖ字形状を呈する樋状の熔融ガラス供給溝１０ａを頂部に有し、このガラス供給溝１０ａの両端壁頂部を２つのオーバーフロー堰１０ｂとし、かつ両端壁の２つの外面１０ｃを下方に向けて相互に接近させて下方１ｄで終結させた形状を有している。この成形体１０の大きさは、長さ２５００ｍｍ、高さ７００ｍｍ、幅２５０ｍｍであって、その両端が支持耐火物３０で保持されるように配設された構造となっている。

この熔融ガラス供給溝１０ａには、その長尺方向の一端に熔融ガラスＧを熔融ガラス供給溝１０ａへと供給するための熔融ガラス供給管２０が接続されており、前工程で充分に均質化された熔融ガラスＧはこの熔融ガラス供給管２０によって、熔融ガラス供給溝１０ａへと流入することになる。熔融ガラス供給溝１０ａ内に流入した熔融ガラスＧは、熔融ガラス供給溝１０ａ内に滞留する。そしてこの熔融ガラス供給溝１０ａは、熔融ガラス供給管２０が配設された側が低位で、供給溝１０ａの長尺他方側が上位の位置となるように傾斜した床面が形成されている。

そして熔融ガラス供給溝１０ａのオーバーフローの堰１０ｂは、その両側壁頂部稜線１０ｅが上方を頂点とした凸形状連続曲線部を、稜線中央部の含まれる両側壁頂部稜線の一部に有する構成となっており、この両側壁頂部稜線の凸形状連続曲線部は、成形体の高さ方向をＹ軸、両側壁頂部稜線を有する成形体の長尺方向をＸ軸方向として表した場合に、２次関数、すなわちＹ＝ａＸ²＋ｂＸ＋ｃ（この式でａ、ｂ及びｃはいずれも係数で、ａは０ではない）として表示される関数によって表現することのできる凸形状連続曲線を両側壁頂部稜線１０ｅの形状として採用したものである。よってこの成形体のこのため両側壁頂部稜線の凸形状連続曲線部は、凸形状連続曲線の稜線中央部の頂点が、凸形状連続曲線部の両端点に対して４ｍｍ上方にある状態になっている。

また、成形体１０の２つの側壁面１０ｃが交わる下端１０ｄは、側壁面に沿って流下した熔融ガラスＧが融合して、図１（Ｃ）に表示したような１枚の板ガラスＰとなるように尖った形状となっている。また両側壁ガイド１０ｆは、白金または白金を含む合金材質で形成されており、成形体１０の熔融ガラス供給溝１０ａ、２つの側壁面１０ｃ、下端１０ｄの各々両端に配設され、熔融ガラスが側壁面１０ｃを流下する際の熔融ガラス幅を決める働きをしている。

次いで上述した板ガラス成形装置によって、液晶表示装置に搭載される薄板ガラスの成形を行う方法を例示する。

ガラス熔融槽（図示省略）で予め無アルカリガラス組成（日本電気硝子株式会社製ガラス ＯＡ−１０組成）となるように調製されたガラス原料の熔融を行い、清澄によって均質な熔融ガラスＧとした後に、この熔融ガラスＧは熔融ガラス供給管２０によって熔融ガラス供給溝１０ａ内へと流入される。そして熔融ガラス供給溝１０ａ内に滞留した熔融ガラスＧは、成形体１０の２つの両側壁頂部稜線１０ｅをオーバーフロー、すなわち溢れて
成形体の両側壁の外面１０ｃに沿って流下し、成形体１０の下端１０ｄで融合させて、さらに下方に設けた耐熱性ローラー（図示省略）を使用することによって連続的に引き伸ばし、１枚の板ガラスＰが形成されることになる。

従来のように両側壁頂部稜線を直線形状としただけの場合には、成形体を構成する耐火物の高温使用によるクリープ現象によって、徐々に成形体の外形寸法に変形が生じ、成形体の稜側壁頂部稜線の中央部が下方へと凹んだ形状となってしまうため、成形される板ガラスの厚みに偏りが生じた。一方、本発明の板ガラス成形装置を使用することによって、板ガラス成形開始当初の成形条件等の各種工程条件を設定している時期には、板ガラス中央部Ｐαの厚みが薄くなったものの、その後成形条件の調整時期を経て本格的な製造を開始した時点では、良品品位の板厚分布を示す板ガラスの成形が可能となり、その後長期間に亘る成形体１０の使用によって、成形体を構成する耐火物にクリープ変形は生じたものの当初の形状が両側壁頂部稜線の中央部を上方に凸形状としたものであったため、適正な板ガラス厚寸法で成形することのできる期間が長くなり、その結果１つの成形体１０を使用することによって製造することのできる適正な板ガラスの総量が増加した。また、成形された板ガラスの寸法は全工程を通じて、板厚０．７±０．０１ｍｍ、有効幅２１００ｍｍ程度であって、うねり、偏肉などの寸法に関連する問題も認められず、板ガラスの表面状態についても良好なものであり、ＴＦＴ液晶表示装置に搭載される用途で使用される板ガラスとして好適なものであった。

次いで本発明の他の板ガラス成形装置を図２（Ａ）、（Ｂ）に平面図を示す。

図２の装置も、実施例１と同様に液晶表示装置搭載用の薄板ガラスを成形するための装置であって、成形体１０は実施例１とほぼ同じ形状であるが、成形体１０の２つの両側壁頂部稜線１０ｅの形状のみを変更したものである。すなわち、この図２（Ａ）の１０ｅは、両側壁頂部稜線１０ｅの中央部１０ｉを含むように実施例１と同様の凸形状連続曲線部を有しているが、さらに両側壁頂部稜線１０ｅの始端領域１０ｊと終端領域１０ｋについては下方に曲がった形状としているものである。下方に曲がった形状個所については、いずれも長さ１００ｍｍ、最大深さ３ｍｍであって、この部分については直線状の傾斜を有するように設計した。尚、この曲がった部分の稜線は必ずしも直線状である必要はなく、曲線であってもよい。よって図２（Ａ）の両側壁頂部稜線１０ｅは、中央領域１０ｉについての形状と始端領域１０ｊ、終端領域１０ｋについての形状が異なり、２種類の形状を合成することによって得られたものである。

上述の両側壁頂部稜線の形状について、図３によってその形状を説明する。図３は両側壁頂部稜線部の部分拡大図である。この図では説明を容易にするため、熔融ガラスＧ等の表示を省略してある。また説明のため、仮想的な補助線Ｓと補助線上の２つの点Ｍ、点Ｎを表示してある。この図で点Ｍから点Ｎまでの曲線線分で表示される部分が凸形状連続曲線部であって、前記したように偶関数で表すことができる部位であり、両側壁頂部稜線の中央部１０ｉを含む位置にある。そして両側壁頂部稜線の変曲点Ｍから変曲点Ｎまでの曲線線分以外の部位、すなわち前述した始端領域１０ｉと終端領域１０ｋに相当する部位は、仮想的な補助線Ｓの下方へ曲がっており、直線状になっている。

このように、両側壁頂部稜線の形状を凸形状連続曲線を含む形状に他の形状の直線あるいは曲線を合成した形状とすることによって、両側壁頂部の形状は一層高い精度を有する板厚寸法の板ガラス、すなわち図２（Ｃ）のような板ガラスを長時間に亘り製造し続けることが可能となるものである。

本発明の板ガラス成形装置の説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）図のＸ−Ｘ平面の断面図、（Ｃ）は（Ａ）図のＹ−Ｙ平面の断面図を表す。 本発明の他の板ガラス成形装置についての説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）図のＸ−Ｘ平面の断面図、（Ｃ）はＹ−Ｙ平面の断面図を表す。 両端壁頂部形状の説明図を表す。 従来の板ガラス成形装置の製造当初の説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）図のＸ−Ｘ平面の断面図、（Ｃ）は（Ａ）図のＹ−Ｙ平面の断面図を表す。 従来の板ガラス成形装置の製造後期の説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）図のＸ−Ｘ平面の断面図、（Ｃ）は（Ａ）図のＹ−Ｙ平面の断面図を表す。

符号の説明

１０ 成形体
１０ａ ガラス供給溝
１０ｂ オーバーフロー堰
１０ｃ 両側壁の外面
１０ｄ 下端
１０ｅ 両側壁頂部稜線
１０ｆ 両側壁ガイド
１０ｇ 熔融ガラス中央領域
１０ｈ 熔融ガラス両端領域
１０ｉ 両側壁頂部稜線の中央領域
１０ｊ 両側壁頂部稜線の始端領域
１０ｋ 両側壁頂部稜線の終端領域
２０ 熔融ガラス供給管
３０ 支持耐火物
Ｇ 熔融ガラス
Ｆ 重力
Ｐ 板ガラス
Ｐα 板ガラスの中央部
Ｐβ 板ガラスの周辺部

Claims (7)

1. 上部が開口した樋形状の熔融ガラス供給溝を頂部に有し、このガラス供給溝の両側壁頂部をオーバーフローの堰とし、かつ両側壁の外面部を断面が略楔形となるように両側壁の外面同士を下方に向けて相互に接近させて下端で終結させた成形体を備え、熔融ガラスをガラス供給溝の一端から連続的に供給して両側壁頂部稜線からオーバーフローさせ、両側壁外面に沿って流下させて略楔形下端で合流させて板ガラスを成形する板ガラスの成形装置において、
   上記ガラス供給溝のオーバーフローの堰は、両側壁頂部稜線が上方を頂点とした凸形状連続曲線部を、稜線中央部の含まれる両側壁頂部稜線の一部に有することを特徴とする板ガラスの成形装置。
2. 凸形状連続曲線が偶関数で表示される曲線であって、偶関数の変曲点位置が稜線中央部に位置することを特徴とする請求項１に記載の板ガラスの成形装置。
3. 成形巾寸法２０００ｍｍ以上の板ガラスを成形する装置であることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載の板ガラスの成形装置。
4. 無アルカリ硼珪酸ガラスの成形を行うことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の板ガラスの成形装置。
5. 装置長手方向全長が２０００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の板ガラスの成形装置。
6. 液晶表示装置搭載用薄板ガラスの成形を行うことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の板ガラスの成形装置。
7. 請求項１から請求項６の何れかの板ガラス成形装置を使用して、熔融ガラスから板厚寸法１．５ｍｍ以下の板ガラスを連続生産することを特徴とする板ガラス成形方法。