JP5819870B2 - ガラス板の製造方法及びガラス板製造装置 - Google Patents
ガラス板の製造方法及びガラス板製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5819870B2 JP5819870B2 JP2013035482A JP2013035482A JP5819870B2 JP 5819870 B2 JP5819870 B2 JP 5819870B2 JP 2013035482 A JP2013035482 A JP 2013035482A JP 2013035482 A JP2013035482 A JP 2013035482A JP 5819870 B2 JP5819870 B2 JP 5819870B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- glass ribbon
- temperature
- width direction
- peripheral speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims description 544
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 94
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 195
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 claims description 107
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 62
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 claims description 47
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 34
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 27
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 22
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 20
- 238000003280 down draw process Methods 0.000 claims description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 11
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 7
- 238000007507 annealing of glass Methods 0.000 claims description 5
- 238000007500 overflow downdraw method Methods 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- 238000010309 melting process Methods 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 44
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 36
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 27
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 20
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 19
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 17
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 7
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 229920000114 Corrugated plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- 206010040925 Skin striae Diseases 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000003426 chemical strengthening reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000006025 fining agent Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
- C03B17/06—Forming glass sheets
- C03B17/064—Forming glass sheets by the overflow downdraw fusion process; Isopipes therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B18/00—Shaping glass in contact with the surface of a liquid
- C03B18/02—Forming sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
- C03B17/06—Forming glass sheets
- C03B17/067—Forming glass sheets combined with thermal conditioning of the sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B18/00—Shaping glass in contact with the surface of a liquid
- C03B18/02—Forming sheets
- C03B18/04—Changing or regulating the dimensions of the molten glass ribbon
- C03B18/06—Changing or regulating the dimensions of the molten glass ribbon using mechanical means, e.g. restrictor bars, edge rollers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B18/00—Shaping glass in contact with the surface of a liquid
- C03B18/02—Forming sheets
- C03B18/18—Controlling or regulating the temperature of the float bath; Composition or purification of the float bath
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B25/00—Annealing glass products
- C03B25/04—Annealing glass products in a continuous way
- C03B25/10—Annealing glass products in a continuous way with vertical displacement of the glass products
- C03B25/12—Annealing glass products in a continuous way with vertical displacement of the glass products of glass sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B35/00—Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
- C03B35/14—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands
- C03B35/16—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Description
また、成形体の下方に配された複数の搬送ローラ対において、上方に配置された搬送ローラ対の周速度よりも、下方に設置された搬送ローラ対の周速度を速くすることで、ガラス板の反りを低減することが知られている(特許文献2)。
しかしながら、特許文献2のように単に上流に対し、下流の搬送ローラの周速度を速くしても、効果が出ないばかりか、例えば板厚が0.5mm以下などの薄いガラス板を製造する場合に、例えば、実施例[0045]に記載されるような周速度差をつけると、ガラスリボンが割れてしまう虞があり、非常に危険である。
当該製造方法は、
ガラス原料を熔解して溶融ガラスをつくる熔解工程と、
溶融ガラスを、オーバーフローダウンドロー法を用いて成形し、ガラスリボンを形成する成形工程と、
前記ガラスリボンの幅方向の両端部に対して前記幅方向に隣接する近傍領域を、前記ガラスリボンの搬送方向に設けられた複数の搬送ローラ対で挟持しつつ、前記ガラスリボンを下方向に引き抜いて徐冷を行う徐冷工程と、を有し、
前記成形工程では、成形体からオーバーフローさせて前記成形体の側壁を流下する溶融ガラスを、前記成形体の下端で張り合わせることで前記ガラスリボンを形成した後に、前記ガラスリボンの幅方向の前記両端部の粘度をηとしたときlogη=9以上となるまで前記両端部を冷却し、かつ、前記ガラスリボンの幅方向の前記両端部を前記ガラスリボンの幅方向の中央部よりも速く冷却し、
前記徐冷工程では、前記ガラスリボンに塑性変形が生じないように、前記ガラスリボンの温度がガラス転移点以上ガラス軟化点以下となる温度領域において、前記ガラスリボンに対して前記搬送方向に張力を働かせ、
板厚0.5mm以下のガラス板を製造する。
前記徐冷工程は、200m/時以上の搬送速度で前記ガラスリボンを下方向に引き抜いて徐冷する、ことが好ましい。
溶融ガラスを、オーバーフローダウンドロー法を用いて成形し、ガラスリボンを形成する成形工程と、
前記ガラスリボンの幅方向の両端部に対して前記幅方向に隣接する近傍領域を、前記ガラスリボンの搬送方向に設けられた複数の搬送ローラ対で挟持しつつ、前記ガラスリボンを下方向に引き抜いて徐冷を行い、板厚0.5mm以下のガラスリボンを形成する徐冷工程と、を有する。
前記成形工程では、成形体からオーバーフローさせて前記成形体の側壁を流下する熔融ガラスを、前記成形体の下端で張り合わせることでガラスリボンを形成し、前記ガラスリボンの幅方向の前記両端部の粘度をηとしたときlogη=9以上となるまで前記両端部を冷却し、かつ、前記両端部の冷却速度を前記ガラスリボンの幅方向の中央部の冷却速度よりも速く冷却し、
前記徐冷工程では、前記搬送ローラ対のうち、前記ガラスリボンの温度が徐冷点となる位置よりも下流側に設けられた搬送ローラ対の搬送ローラの周速度を、前記搬送ローラ対のうち、前記ガラスリボンの温度がガラス転移点以上ガラス軟化点以下となる温度領域に設けられた搬送ローラ対の搬送ローラの周速度よりも速くする。
当該装置は、
ダウンドロー法を用いて溶融ガラスからガラスリボンを成形する成形装置と、
前記ガラスリボンの幅方向の両端部に対して前記幅方向に隣接する近傍領域を複数の搬送ローラ対で挟持しつつ、前記ガラスリボンを下方向に引き抜いて徐冷し、板厚0.5mm以下の前記ガラスリボンを形成する徐冷装置と、を有する。
前記成形装置は、前記ガラスリボンの幅方向の前記両端部の粘度をηとしたときlogη=9以上となるまで前記両端部を冷却し、かつ、前記両端部の冷却速度を前記ガラスリボンの幅方向の中央部の冷却速度よりも速く冷却し、
前記徐冷装置は、前記複数の搬送ローラ対と、駆動部とを含み、
前記複数の搬送ローラ対の1つは、前記ガラスリボンの温度がガラス転移点以上ガラス軟化点以下となる第1温度領域に、前記複数の搬送ローラ対の他の1つは、前記ガラスリボンの温度がガラス徐冷点以下となる第2温度領域に設けられて、前記ガラスリボンを下方向に引き込むことで前記ガラスリボンを搬送し、
前記駆動部は、前記第2温度領域に設けられた搬送ローラ対の搬送ローラの周速度が、前記第1温度領域に設けられた搬送ローラの周速度よりも速くなるように前記搬送ローラを回転駆動させる。
ガラスリボンの中央部とは、ガラスリボンの幅方向の幅のうちガラスリボンの幅方向の中心をいう。
ガラスリボンの中央領域とは、ガラスリボンの幅方向の幅のうちガラスリボンの幅方向の中心から幅の85%以内の範囲をいう。
ガラスリボンの両端部とは、ガラスリボンの幅方向の縁から200mm以内の範囲をいう。
ガラスリボンの幅方向の両端部に対して幅方向に隣接する近傍領域とは、上記両端部の幅方向内側の縁から、ガラスリボンの幅の20%以内の長さ分、幅方向内側に入った範囲までに含まれる領域をいう。
搬送ローラで狭持される部分に対してガラスリボンの幅方向内側に隣接する隣接領域とは、搬送ローラで狭持される部分の幅方向の内側の縁から、ガラスリボンの幅の6%以内の長さ分、幅方向内側に入った範囲までに含まれる領域をいう。
ガラスリボンの温度とは、後述するように、ガラスリボンに温度分布がある場合、ガラスリボンの周りの雰囲気温度から換算される値であり、例えば、雰囲気温度に−25〜−5℃の範囲で定められた温度を加算した温度をいう。
図1は、本実施形態のガラス板の製造方法のフローの一例を説明する図である。ガラス板の製造方法は、熔解工程(ステップS10)と、清澄工程(ステップS20)と、攪拌工程(ステップS30)と、成形工程(ステップS40)と、徐冷工程(ステップS50)と、採板工程(ステップS60)と、形状加工工程(ステップS70)と、を主に有する。
次に、清澄工程が行われる(ステップS20)。清澄工程では、溶融ガラスが図示されない液槽に貯留された状態で、例えば、熔解工程での加熱時よりも溶融ガラスの温度を上昇させることで、溶融ガラス中の気泡の脱泡が促進される。これにより、最終的に得られるガラス板中の気泡含有率を低減することができ、歩留まりを向上させることができる。
清澄工程は、他の方法によって行われてよく、例えば、溶融ガラスが液槽に貯留された状態で、溶融ガラス中の気泡が清澄剤を用いて取り除かれてもよい。清澄剤としては、特に制限されず、例えば、酸化スズ、酸化鉄等の金属酸化物が用いられる。この場合の清澄工程は、具体的には、溶融ガラス中で価数変動する金属酸化物の酸化還元反応によって行われる。高温時の溶融ガラスにおいて、金属酸化物は還元反応により酸素を放出し、この酸素がガスとなって、溶融ガラス中の気泡を成長させて液面に浮上させる。これにより、溶融ガラス中の気泡は脱泡される。あるいは、酸素ガスの気泡は、溶融ガラス中の他の気泡中のガスを取り込んで成長し、溶融ガラスの液面に浮上する。これにより、溶融ガラス中の気泡は脱泡される。さらに、金属酸化物は、溶融ガラスの温度が低下すると、酸化反応により溶融ガラス中に残存した酸素を吸収し、溶融ガラス中の気泡を減少させる。
次に、攪拌工程が行われる(ステップS30)。攪拌工程では、ガラスの化学的および熱的均一性を保つために、攪拌装置により、溶融ガラスが機械的に攪拌される。これによって、脈理等のガラスの不均一性を抑制することができる。
成形工程では、形成されたガラスリボンの耳部(幅方向の両端部)を冷却する。より詳細には、両端部に向かって張力を加えながらガラスリボンの耳部(幅方向の両端部)の粘度についてlogη=9以上となるまでガラスリボンの耳部(幅方向の両端部)を冷却することができる。このとき、ガラスリボンの耳部(幅方向の両端部)の冷却速度は、ガラスリボンの幅方向の中央部の冷却速度よりも速い。なお、ガラスリボンの温度制御は、例えば、冷却ローラ、ガラスリボンの幅方向の両端部の近傍に設けられた風冷管などの冷却手段や、ガラスリボンの幅方向及び搬送方向に複数設けられたヒータなどの加熱手段を制御することにより実現することができる。
より詳細には、徐冷工程では、ガラスリボンの温度プロファイルを幅方向で一山の分布とし、その後一山の分布が搬送方向下流側に進むにつれて徐々に小さくなるように、ガラスリボンの周りに配置されるヒータ等の制御を行ってもよい。その際、ガラスリボンの歪点近傍の温度領域において、一山の分布が平坦な直線状の分布、すなわち幅方向の温度分布が一定となるように、図示されないヒータ等の制御を行うことができる。言い換えると、ガラスリボンの徐冷点に150℃を足した温度から歪点までの温度領域において、ガラスリボンの幅方向における中央部の冷却速度を、ガラスリボン幅方向の両端部の冷却速度よりも速くし、ガラスリボンの幅方向における中央部の温度が両端部よりも高い状態から歪点近傍の温度領域で同じになるように、温度プロファイルが一定になるようにしてもよい。
さらに、ガラスリボンの温度が徐冷点から(歪点−50℃)となる温度において、他の温度域に比べてゆっくりガラスリボンを徐冷してもよい。これにより、ガラスリボンの熱収縮率を低減することができる。
さらに、ガラスリボンの温度が、歪点から、歪点から200℃引いた温度になる温度領域において、ガラスリボンの温度プロファイルを幅方向に沿って谷になり、その谷の深さが搬送方向下流側に進むにつれて大きくなるように、すなわち、中央部の温度が両端部に比べて次第に低くなるように、図示されないヒータ等の制御を行ってもよい。このように、温度プロファイルにおいて徐々に谷を深くすることで、ガラスエッジに常にコンプレッションが加えることができるので、ガラスリボンが割れてしまうことを抑制できる。
ここで、搬送ローラの周速度は、ガラス板の生産性を向上させる観点からは、速いことが好ましい。具体的に、搬送ローラの周速度は、150m/時よりも速いことが好ましく、200m/時以上であることが好ましく、例えば、220m/時以上、240m/時以上、250m/時以上、270m/時以上、300m/時以上、340m/時以上であってもよい。また、ガラスリボンの板厚は、薄いほど搬送ローラ対で挟持される部分の内側の保有熱が小さくなるので、0.5mm以下であるとより本発明に好適となり、例えば、0.4mm以下であるとさらに本発明に好適となり、0.3mm以下であるとさらに本発明に好適となり、0.25mm以下であるとさらに本発明に好適となる。言い換えると、0.01〜0.5mmであるとより本発明に好適となり、例えば、0.01〜0.4mmであるとさらに本発明に好適となり、0.01〜0.3mmであるとさらに本発明に好適となり、0.01〜0.25mmであるとさらに本発明に好適となる。なお、搬送ローラの周速度は、上記のものに限定されるものではなく、例えば、溶融ガラスが1日に後述する成形体に流入される量が6t未満である場合は、あるいは、溶融ガラスが1日に成形体に流入される量が6t以上である場合であっても製造するガラスの幅方向の大きさによっては、200m/時以下となることもある。溶融ガラスが1日に成形体に流入される量は、2t以上であってもよく、6t以上、10t以上、16t以上、20t以上であってもよい。なお、溶融ガラスが1日に成形体に流入される量(MG量)は、ガラス板の生産性を向上させる観点から、多いほど好ましい。
徐冷工程の後、採板工程が行われる(ステップS60)。具体的に、連続的に生成されるガラスリボンは一定の長さ毎に切断され、ガラス板が採板される。
この後、形状加工工程が行われる(ステップS70)。形状加工工程では、所定のガラス板のサイズや形状に切り出す他、ガラス端面の研削・研磨が行われる。形状加工は、カッターやレーザを用いた物理的手段を用いても、エッチングなどの化学的手段を用いてもよい。
ガラス板の製造方法は、この他に、洗浄工程及び検査工程を有するが、これらの工程の説明は省略する。なお、清澄工程及び攪拌工程はそれぞれ省略できる。
図2及び図3は、本発明の第1実施形態であるガラス板製造装置1の概略構成図である。本実施形態のガラス板製造装置1およびガラス板製造装置1を用いたガラス板の製造方法は、液晶表示装置あるいは有機EL表示装置等のフラットパネルディスプレイのガラス基板や携帯端末器の表示面のカバーガラスの製造に好適に適用される。これは、液晶表示装置あるいは有機EL表示装置等は近年、高精度、高画質が要求されており、それに使用されるガラス基板には波形状変形が0.2mm以下であることが要求されているためである。また、カバーガラスは、装置の表示面などに適用されることから、それに使用されるガラス基板には極めて高い平滑性が要求されているためである。
ガラス板製造装置1は、ダウンドロー法を用いて溶融ガラスAからガラス板Cを製造する。ガラス板製造装置1は、上下方向の3箇所に配された断熱板21,22,23によって間仕切りされてなる、炉室11、第1の徐冷炉12、第2の徐冷炉13、図示しない採板室を有している。断熱板21〜23は、セラミックファイバ等の断熱材からなる板状部材である。断熱板21〜23には、後述するガラスリボンBが下方に向かって通過するように、それぞれ搬送孔16が形成されている。断熱板21〜23はそれぞれ、図2において、理解の容易さのため、後述する炉壁15に接する水平方向の2個所を除いて図示を省略しているが、ガラスリボンBに対し紙面前面側及び背面側において、水平方向の2個所同士は一体に繋がっている。なお、図2及び図3では、断熱板により3箇所で間仕切りがされている例が示されているが、断熱板の個数及び設置位置は特に限定されず、断熱板は1以上設けられていればよい。なお、断熱板の数が多いほど、独立して雰囲気温度を制御できる空間が多くなり、徐冷条件の調整が容易になるので、後述する徐冷装置3には、断熱板が複数設けられ、複数の空間に間仕切りされていることが好ましい。言い換えると、徐冷炉は1以上設けられていてればよいが、3以上設けられていることがさらに好ましい。
成形装置2は、溶融ガラスAからダウンドロー法を用いてガラスリボンBを成形する装置である。成形装置2は、耐火物レンガやブロック状の電鋳柱耐火物等により組み立てられた炉壁15で囲まれた炉室11を有している。炉室11内には、成形体10と、ローラ対17とが設けられている。成形体10は、上方に向かって開放された溝10aを含み(図3参照)、溝10a内を溶融ガラスAが流れる。成形体10は、例えば煉瓦により構成されている。ローラ対17は、成形体10の下端で融合した溶融ガラスAの幅方向両側の端部(幅方向の両端部)に対応する位置にそれぞれ1対設けられ、溶融ガラスAを狭持し下方に向けて搬送する。なお、図2中紙面内の左右方向及び図3中の紙面に垂直方向が、ガラスリボンBの幅方向である。図2及び図3中紙面内の上下方向が、ガラスリボンBの搬送方向である。なお、図2及び図3では、成形体10とローラ対17が、間仕切りされずに設置されているが、徐冷条件の調整(雰囲気温度調整)を容易にするため、これらの間に断熱板を設けて間仕切りしてもよい。また、ローラ対17は、搬送方向に2対以上設置されても良い。
徐冷装置3は、ガラスリボンBを複数の搬送ローラ対18,19で挟持しつつ下方に向けて引き抜きながら徐冷する。徐冷装置3は、炉室11の下方に隣接して設けられた第1の徐冷炉12及び第2の徐冷炉13を有している。第1の徐冷炉12及び第2の徐冷炉13は、炉室11をも構成する上述の炉壁15で囲まれてなる。徐冷装置3は、第1の徐冷炉12及び第2の徐冷炉13内に、ガラスリボンBの搬送方向に沿って配された、後述するコンピュータに自動制御される加熱手段が設けられている。加熱手段は、特に制限されず、例えば電気ヒータが用いられる。第1の徐冷炉12及び第2の徐冷炉13内のガラスリボンBの周りの雰囲気温度は、加熱手段で加熱されることにより、ガラスリボンBに反りや歪が発生しないように、ガラスリボンBの幅方向及び搬送方向の温度分布が後述するような分布を持つように温度制御されている。第1の徐冷炉12及び第2の徐冷炉13内には、加熱手段で加熱されることにより、ガラスリボンBの搬送方向上流側から順に、ガラスリボンBがそれぞれ、軟化点SPとなる点、ガラス転移点Tgとなる点、徐冷点APとなる点、歪点StPとなる点が生じる。軟化点SPとは、ガラスの粘度が107.6dPa・sの温度を示す。また、徐冷点APとは、ガラスの粘度が1013dPa・sの温度を示している。歪点StPとは、ガラスの粘度が1014.5dPa・sの温度を示している。なお、図2及び図3において、ガラスリボンBの温度がこれらの点SP,Tg,AP,StPの温度となるガラスリボンBの位置は、破線の各引き出し線を水平方向に延長したときにガラスリボンBと交わる点で表される。なお、徐冷炉12,13内の搬送ローラ対18,19の設置数に制約は無く、少なくとも1以上設けられていればよい。
さらに、徐冷装置3は、検出制御部30と、駆動部32とを有している(図4参照)。
すなわち、成形体の下端で熔融ガラスAを張り合わせてガラスリボンBを形成した後に、ガラスリボンBの幅方向の両端部(耳部)の粘度をηとしたときlogη=9以上、好ましくはlogη=9以上14.5以下となるまで両端部が冷却され、かつ、両端部の冷却速度がガラスリボンBの幅方向の中央部の冷却速度よりも速くなるように、温度制御される。
駆動部32は、後述する記憶部36に記憶された搬送ローラ18a,19aの周速度に基づいて、搬送ローラ18a,19aを回転駆動させる。駆動部32は、各搬送ローラ対18,19に対応して設けられた、図示されないモータを有している。なお、モータは、各搬送ローラ対18,19に対応して設けられていなくてもよく、その数は、例えば、各搬送ローラ対18,19の数より少なくてもよい。この場合、複数の搬送ローラ18a,19aが1台のモータで駆動されるように、各搬送ローラ18a,19a間で速度比を変更できるギアを備えたものを用いることができる。この場合、モータからの駆動力は、例えば、ユニバーサルジョイントなどを介して搬送ローラ18a,19aに伝達される。
ここで、検出制御部30について、より詳細に説明する。
温度センサ34は、第1の徐冷炉12及び第2の徐冷炉13内での配置位置における雰囲気温度をそれぞれ検出する。
温度領域Dにおいて、最も上流側の搬送ローラ18aの周速度と、上流側から2番目の搬送ローラ18aの周速度は、同一又は異なってよく、特に異なっているのが好ましい。異なる場合は、上流側から2番目の搬送ローラ18aの周速度が、最も上流側の搬送ローラ18aの周速度より速いことが好ましい。また、温度領域Eにおいて、下流側から3つの搬送ローラ19aの周速度は、全て同一、一部同一又は全て異なってよく、特に全て異なっているのが好ましい。全て異なる場合は、最も下流側の搬送ローラ19aの周速度が最も速く、下流側から3番目の搬送ローラ19aの周速度が最も遅いことが好ましい。
搬送ローラ対18,19のうち、ガラスリボンの搬送ローラで狭持される部分に対してガラスリボンの幅方向内側に隣接する隣接領域の温度がガラス徐冷点APとなる位置よりも下流側に設けられた搬送ローラ対の搬送ローラの周速度を、搬送ローラ対18,19のうち、隣接領域の温度がガラス転移点Tg以上軟化点SP以下となる温度領域に設けられた搬送ローラ対18の搬送ローラ18aの周速度よりも速くすることが、引っ張り応力を働かせる点で好ましい。
また、図示されないコンピュータは、温度センサ34で検出された雰囲気温度に基づいて、徐冷炉12,13内の雰囲気温度がそれぞれ所定の温度範囲内で維持されるよう、徐冷炉12,13内の加熱手段を自動制御する。第1の徐冷炉12の所定の温度範囲は、例えば、500〜800度に設定されている。第2の徐冷炉13の所定の温度範囲は、例えば、200〜500度に設定されている。
従来のように、図7に示す搬送ローラ対18,19に挟持される領域が冷却されてガラスが収縮する場合、図7において符号Sで示す領域(隣接領域)には、圧縮応力が働く。この時、搬送ローラの近傍でかつ搬送ローラより幅方向内側の隣接領域のガラス温度が軟化点(粘度ηがlogη=7.65となる温度)より高温である場合には、搬送ローラ対18,19に狭持される領域よりも幅方向内側であって搬送ローラ近傍の領域である隣接領域に働く圧縮応力が瞬時に緩和されるため、波形状の塑性変形は生じ難い。他方、同じ隣接領域のガラス温度がガラス転移点よりも低温である場合には、粘度が十分に上昇しているため、波形状の塑性変形は生じ難い。
しかしながら、ガラスリボンの上記隣接領域に塑性変形が生じるのは、上述の通り、限られたガラスリボンの温度領域における現象であり、適切な温度領域の搬送ローラ間で周速度差をつけることが必要である。このため、特許文献2のように単に上流に対し、下流の搬送ローラの周速度を速くしても、効果が出ないばかりか、ガラスリボンに塑性変形が生じたり、板厚が0.5mm以下のガラス板を製造する場合に、例えば、実施例[0045]に記載されるような周速度差をつけると、ガラスリボンが割れるおそれがある。
本実施形態では、具体的に、ガラスリボンBに対して搬送方向に引っ張り応力を働かせるために、ガラスリボンBの温度がガラス徐冷点AP以下となる温度領域に設けられた搬送ローラ対19の搬送ローラ19aの周速度が、ガラスリボンBの温度がガラス転移点Tg以上軟化点SP以下となる温度領域Dに設けられた搬送ローラ18aの周速度よりも速くなるように、搬送ローラ18a,19aの回転駆動が制御される。
次に、本発明の第2実施形態であるガラス板製造装置について説明する。
ここでは、上述の第1実施形態との相違に注目して説明する。
第2実施形態では、検出制御部40のコンピュータは、周速度決定部48として機能するほか、図5に示すように、搬送ローラ状態検出部(以下、単に検出部ともいう)47のうち温度センサ44を除く部分としてさらに機能する。図5は、搬送ローラ対18,19の回転駆動を制御する制御系の構成を説明するブロック図である。図5において、第1実施形態で参照した符号と同じ符号で示す要素は、第1実施形態で説明した要素と同じである。検出部47は、温度センサ44と接続されている。温度センサ44は、搬送ローラ18a,19aの温度を検出する。ここで、搬送ローラ18a,19aの温度を検出することには、搬送ローラ18a,19aの温度を算出することも含まれる。この場合は、各温度センサ44により検出された雰囲気温度における、記憶部46に記憶された温度差データが参照されて、搬送ローラ18a,19aの温度が算出される。検出部47は、検出された搬送ローラ18a,19aの温度に基づいて、後述するように、搬送ローラ18a,19aの熱膨張量を直径の変化として算出する。
記憶部46には、また、周速度決定部48で決定された各搬送ローラ18a,19aの回転速度、複数の搬送ローラ対18,19間で設定された基準となる周速度分布、各搬送ローラ18a,19aの直径の基準値がさらに記憶される。各搬送ローラ18a,19aの直径の基準値は、それぞれ常温(例えば、25度)での新品時の直径である。また、記憶部46は、基準となる周速度分布を達成するときの条件(搬送ローラの温度、ガラスリボンBの温度、ガラスリボンの熱膨張係数、ガラスリボンBの厚さ、幅、ガラスリボンの流量等)を記憶する。
複数の搬送ローラ対18,19間の周速度比は、例えば、最上流側の搬送ローラ18aの周速度を基準として、その直ぐ下流側の搬送ローラ18aから順に、最上流側の搬送ローラ18aの周速度の0.1%ずつ周速度が速くなるよう設定される。本実施形態で、最下流側の搬送ローラ19aの周速度は、最上流側の搬送ローラ18aの100.6%である。このような周速度比に従って複数の搬送ローラ対18,19が制御されることで、ガラスリボンBが搬送ローラ対18,19の上方で変形することなく、かつ、ガラスリボンBの表面に微細なキズが生じるのを抑えることができる。この場合、周速度比から設定される周速度は、最上流側の搬送ローラ18aの周速度を用いて値が設定される。このように基準として設定される周速度比は、従来ガラスリボンBがキズや形状変形の問題が生じることなく徐冷されたときの周速度比である。この基準となる周速度分布は、ガラスリボンBの温度、熱膨張係数、厚み、幅、ガラス流量等の条件とともに、周速度決定部48に記憶保持されている。この周速度比は、後述するように、ガラスリボンBの温度が変化するなどの徐冷時の条件が変化する場合に、基準となる周速度分布が修正されて設定される。
具体的には、基準の周速度分布として設定される周速度比には、そのときの条件として各搬送ローラ対18,19における基準となる温度が設定されている。したがって、この基準となる温度に対して現在のガラスリボンBの温度が変化した場合、例えば、温度T1がT2に変化した場合、T2とT1の温度差における熱膨張率の差を用いて、周速度決定部48は基準の周速度分布として設定されている周速度比を修正する。ガラスリボンBの搬送速度は、ガラスリボンBの温度と熱膨張係数によって定まる熱膨張率によって変化するからである。この場合、ガラスリボンBの種類によって熱膨張係数は異なるので、ガラスリボンBの熱膨張係数と温度を考慮した熱膨張率の違いを用いてより一般的に周速度比を修正してもよい。このような周速度比は、ガラスリボンBの温度および熱膨張係数の温度依存性のほかに、ガラスリボンBの厚み、幅、ガラス流量等の条件の変化によっても修正されて設定される。したがって、ガラスリボンBの温度、熱膨張係数の温度依存性の特性、厚み、幅、ガラス流量等の基準の周速度比における条件は、周速度決定部48に予め記憶保持されている。ガラス熱膨張係数は、溶融ガラスの組成から決定される。設定された周速度比から、最上流側の搬送ローラ対の現在の周速度を基準として、下流側の各搬送ローラ対の周速度が算出される。
このように、周速度比をガラスリボンBの温度を含む状態の変化に応じて修正することにより、より適切な搬送ローラ18a,19aの回転速度を決定できる。
周速度決定部48は、算出したあるいはオペレータにより入力された各搬送ローラ18a,19aの周速度に基づいて、下記式に従って各搬送ローラ18a,19aの回転速度を決定する。
回転速度=周速度/(熱膨張した搬送ローラの直径×π)
ここで、徐冷炉12,13内の各搬送ローラ対18,19の配置位置において検出された雰囲気温度が、上述した基準となる周速度比における搬送ローラ対18,19の温度に対して変化していた場合は、上述の周速度比を保つように、搬送ローラ18a,19aの回転速度を決定する。
具体的に、検出部47は、温度センサ44により検知された温度が変化していた搬送ローラ18a,19aについて、搬送ローラ18a,19aの温度におけるローラ熱膨張係数と、各搬送ローラ18a,19aの直径の基準値とを参照し、下記式に従ってこの搬送ローラ18aの膨張量(直径の変化量)を算出する。
dD=β・D・ΔT
dD:膨張量
β:熱膨張係数
D:搬送ローラの直径の基準値
ΔT:基準の周速度比において設定される搬送ローラの温度との温度差
新たな回転速度=(周速度+周速度の変化量)/((搬送ローラの直径+搬送ローラの直径の変化量)×π)
周速度比は、上述のものに制限されない。また、周速度決定部48は、周速度分布として、周速度比に代えて、各搬送ローラ18a,19aの具体的な周速度を算出してもよい。この場合、基準となる周速度分布および修正後の周速度も具体的な速度の値として設定される。
第2実施形態では、搬送ローラの直径の温度に応じて、設定された周速度分布に成るように回転速度を調整する他、周速度分布をガラスリボンの温度に応じて基準となる周速度分布を修正して設定する。しかし、基準となる周速度分布をガラスリボンの現在の温度に応じて修正しなくてもよい。しかし、表面品質に優れたガラス板を製造する点で、基準となる周速度分布をガラスリボンの現在の温度に応じて修正することが好ましい。
また、ガラスリボンBを搬送するために用いる複数の搬送ローラ対18,19の周速度分布をガラスリボンBの温度に応じて修正して設定するので、ガラスリボンBが余り、ガラスリボンBが変形してしまうのを防ぐことができ、また、必要以上に速くなることで、ガラスリボンBが引っ張られ、ガラスリボンBが割れるのを防ぐことができる。このような効果は、ガラスの搬送速度が速く、且つ、ガラスリボンBの強度が小さくて変形し易い厚さ0.5mm以下の薄板ガラスの製造において、より顕著である。
上述の例では、温度センサにおいて、徐冷炉12,13内の雰囲気温度が検出され、これを用いて搬送ローラ温度が算出されたが、搬送ローラ温度は直接測定されてもよい。そのために、例えば、搬送ローラ状態検出部として、搬送ローラの温度を連続的に測定するための温度計が用いられてよい。
次に、本発明の第3実施形態であるガラス板製造装置について説明する。
ここでは、上述の第1及び第2実施形態との相違に注目して説明する。
第2実施形態では、搬送ローラ状態検出部47として、搬送ローラ18a,19aの温度を検出する温度センサ44及びコンピュータが用いられたが、ここでは、図6に示すように、搬送ローラ状態検出部(以下、単に検出部ともいう)57として、搬送ローラ18a,19aの磨耗量を検出するための距離測定センサ54及び図示しないコンピュータが用いられる。なお、図6は、搬送ローラ対18,19の回転駆動を制御する制御系の構成を説明するブロック図である。図6において、第1及び第2実施形態で参照した符号と同じ符号で示す要素は、第1及び第2実施形態で説明した要素と同じである。検出部57は、距離測定センサ54と接続されている。
ローラ半径=(駆動用シャフト間隔−ガラスリボン厚み)/2
なお、第3実施形態では、搬送ローラ18a,19aの径変化として、磨耗の状態に基いて算出された半径の変化を用いるが、この磨耗の状態を第2実施形態で用いた搬送ローラ18a,19aの温度とともに統合して適用することもできる。この場合、搬送ローラ18a,19aの径は、磨耗量によって変化すると共に、熱膨張により変化する。この径を用いて、径の変化に伴って変化した搬送ローラ18a,19aの周速度が周速度比に維持されるように、搬送ローラ18a,19aの回転速度を算出することができる。
さらに、搬送ローラ18a,19aの径変化に加え、ガラスリボンの状態として、ガラスリボンBの熱膨張に起因しガラスリボンBの温度に応じて変化するガラスリボンBの搬送速度変化を統合して適用することもできる。
なお、このガラス板製造装置において、距離測定センサ54は、搬送ローラ対18,19の駆動用シャフト18b,19b同士の距離に代えて、搬送ローラ対18,19の駆動用シャフト18b,19bの原点位置からのずれを読み取って、磨耗量を検出するように構成されてもよい。原点位置は、搬送ローラ18a,19aの新品時に駆動用シャフト18b,19bが位置する中心位置であり、記憶部56において記憶される。搬送ローラ対18,19の駆動用シャフト18b,19bの原点位置からのずれを用いて、搬送ローラ18a,19aの磨耗量を検出し、これによって磨耗した搬送ローラのローラ径は算出され得る。なお、搬送ローラ18a,19aの径は、検出部57が算出することに限定されず、例えば、磨耗量に基づいてオペレータが算出してもよい。この場合、オペレータにより算出され、周速度決定部58に入力された搬送ローラ18a,19aの径に基づいて、周速度決定部58により搬送ローラ18a,19aの回転速度が算出される。あるいは、オペレータが算出した搬送ローラ18a,19aの径に基づいてさらに搬送ローラ18a,19aの回転速度を算出し、この算出結果を周速度決定部58に入力してもよい。周速度決定部58において算出されあるいは入力された回転速度は、周速度決定部58により決定され、駆動部32に伝達される。また、搬送ローラ18a,19aの磨耗量、原点位置は、オペレータが算出してもよく、算出された値は記憶部56に記憶されてよい。
一般に、ローラ対17の各ローラの周速度は、ガラス板の厚み分布やガラス表面の凹凸が最も小さくなるように適切な値に設定しているので、その値からずれることは、ガラス板の厚み分布やガラス表面の凹凸を悪化させることになる。
すなわち、ローラ対17の周速度が変化すると、成形体の下端からローラ対17の間で行われるガラスリボンBの引伸ばしの量と、ローラ対17から搬送ローラ対18の間で行われるガラスリボンBの引伸ばしの量が変ることにより、(成形体の下端〜ローラ対17間でのガラスリボンBの幅方向の温度分布と、ローラ対17〜搬送ローラ対18,19でのガラスリボンの幅方向の温度分布の形態が異なるため)製造されたガラス板の幅方向の厚み分布やガラス表面の凹凸の大きさが変化してしまう。このため、ローラ対17の各ローラの径変化を補償するように、ローラ対17の各ローラの回転速度が決定されることが好ましい。
すなわち、冷却ローラや搬送ローラの径変化を補償するようにローラの回転速度を決定することは、全てのローラ(冷却ローラ、搬送ローラ)で行われる必要はなく、効果的なローラのみに対して行ってもよい。
ガラスが軟化点SP以上であるとガラスリボンBは粘度が低く、スリップは生じ難い。他方、軟化点SP以下のガラスリボンBではスリップが生じやすくなる。このため、ガラスリボンBの中央部が軟化点SP以下の領域に設けられた搬送ローラの径変化を補償するように搬送ローラの回転速度を決定することが好ましい。
また、ガラスリボンBの中央部の温度がガラス転移点Tg以上軟化点SP以下となる温度領域に設けた搬送ローラは、径変化が生じやいため、この領域に設けた搬送ローラの径変化を補償するように搬送ローラの回転速度を決定することが好ましい。
ガラス温度が軟化点SPより高温である場合には、ガラスに働く圧縮応力が瞬時に緩和されるため、ガラスリボンBに波形状の塑性変形は生じ難い。他方、ガラス温度がガラス転移点Tgよりも低温である場合には、ガラスリボンBの粘度が十分に上昇しているため、波形状の塑性変形は生じ難い。
また、上流側の搬送ローラほど磨耗や熱膨張によるローラ径変化が生じやすい。つまり、少なくとも温度がガラス転移点Tg以上軟化点SP以下となる温度領域に設けた搬送ローラの径変化を補償するように搬送ローラの回転速度を決定することが好ましい。
第3実施形態のガラス板製造装置の搬送ローラ状態検出部57には、距離測定センサ54の代わりに、搬送ローラ18a,19aの使用日数に基づいて算出される搬送ローラ18a,19a直径の変化を搬送ローラ18a,19aの径変化としてカウントする装置が用いられてもよい。例えば、この径変化をカウントする装置は、搬送ローラ18a,19aの使用日数を周速度決定部58に送る。周速度決定部58は、周速度決定部58の記憶部56に記憶された、各搬送ローラ18a,19aについて過去の交換実績として、過去に交換した時のローラ直径のその新品時からの磨耗量と交換までの使用日数とを参照し、これらに基づいて1日あたりの磨耗量を算出する。次いで、記憶部56に記憶された新品時のローラ直径が参照され、下記式に従ってローラ直径が算出される。このとき、上記径変化をカウントする装置から送られた使用日数を用いて下記式に示すように、1日当りの磨耗量×使用日数の積が、搬送ローラ18a,19aの磨耗量に相当するとして検出される。
ローラ直径=新品時の直径−(1日当りの磨耗量×使用日数)
周速度決定部58は、記憶部56において、各搬送ローラ18a,19aについて過去の交換実績、新品時のローラ直径を記憶する。
この変形例によれば、より簡単な方法で、搬送ローラ18a,19aの直径の変化により生じた搬送ローラ18a,19aの周速度の周速度比からのずれを補償することができる。なお、1日あたりの磨耗量は、オペレータが算出して記憶部56に記憶させることもできる。また、上記磨耗量による搬送ローラ18a,19aの直径変化も、オペレータが算出して、検出制御部50あるいは駆動部32に伝達されるようにしてもよい。さらに、過去に交換した時のローラ直径のその新品時からの磨耗量、交換までの使用日数は、オペレータによって算出されてもよく、算出された値は記憶部56に記憶されてよい。
液相粘度が150000dPa・s以下と小さい液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ用ガラス板は、成形工程時に失透が生じやすい状態にある。このため、成形工程時の溶融ガラスの温度を高温にする必要があり、上記塑性変形の問題が顕著となる。このため、液相粘度が150000dPa・s以下のガラスを用いたガラス板の製造に本発明が好適となり、35000〜150000dPaのガラスを用いたガラス板の製造に本発明の製造方法がより好適となる。50000〜100000dPa・sのガラスを用いたガラス板の製造に本発明の製造方法がさらに好適となり、50000〜80000dPa・sを用いたガラスのガラス板の製造に本発明の製造方法が一層好適となる。
本実施形態のガラス板製造方法及びガラス板製造装置で製造されるガラス板は、例えば液晶ディスプレイ用ガラス基板が好適に挙げられる。
液晶ディスプレイ用ガラス基板のガラス組成は、以下のガラス組成が例示される。
SiO2 50〜70質量%、
B2O3 0〜15質量%、
Al2O3 5〜25質量%、
MgO 0〜10質量%、
CaO 0〜20質量%、
SrO 0〜20質量%、
BaO 0〜10質量%、
RO 5〜20質量% (但し、RはMg、Ca,Sr及びBaから選ばれる、ガラス板に含有される全成分であって、少なくとも1種である)、
を含有することが好ましい。
さらに、液晶ディスプレイ用ガラス基板に形成されるTFT(Thin Film Transistor)の破壊を抑制する観点からは、無アルカリガラス(アルカリ成分を実質的に含まないガラス)であることが好ましい。他方、溶融ガラスの熔解性及び清澄性を向上させるために、あえてアルカリ成分を微量含有させるようにしてもよい。この場合、R’2O 0.05質量%を超え2.0質量%以下、より好ましくはR’2O 0.1質量%を超え2.0質量%以下(但し、R’はLi、Na及びKから選ばれる、ガラス板に含有される全成分であって、少なくとも1種である)を含むことが好ましい。
本発明の効果を調べるために、従来のガラス板製造装置と本実施形態のガラス板製造装置とを用いて、それぞれ下記方法に従ってガラスリボンを製造して、ガラスリボンに生じる波状の変形を測定した。なお、用いたガラス板製造装置は、いずれも、図3及び図4に示すダウンドロー法によるガラス板製造装置1であり、ガラスは下記に示す成分を含有するアルミノシリケートガラスを用いた。
SiO2 60質量%
Al2O3 19.5質量%
B2O3 10質量%
CaO 5質量%
SrO 5質量%
SnO2 0.5質量%
また、実施例2として、上述の第2実施形態に従って、周速度分布を保つように各搬送ローラ18a,19aの周速度を決定し、決定された搬送ローラの周速度に基づいて、搬送ローラ18a,19aを回転駆動させた点を除いて、実施例1と同様の条件で、0.5mm厚の液晶ディスプレイ用ガラス基板を作製した。
また、比較例2として、全ての搬送ローラ18a,19aの周速度を同じにした点を除いて、実施例3と同様の条件で、0.7mm厚の液晶ディスプレイ用ガラス基板を作製した。
得られた実施例1〜3、比較例1〜2の液晶ディスプレイ用ガラス基板について、液晶ディスプレイ用ガラス基板の隣接領域に生じた波形状の変形(板厚方向の凹凸)をシックネスゲージを用いて計測した。この結果、実施例1では、波形状の変形(凹凸の高さ)は0.05mm以下であった。実施例2では、波形状の変形は0.04mm以下であった。実施例3では、波形状の変形が0.05mmであった。比較例1では、波形状の変形が0.4mmであった。比較例2では、波形状の変形が0.25mmであった。
なお、波形状の変形は、厚み0.5mmおよび厚み0.7mmの液晶ディスプレイ用ガラス基板においては、厚み方向に0.2mm以内のものを表面品質を満たしているとした。
これに対し、本実施形態の製造装置1を用いて得られた実施例1〜3の液晶ディスプレイ用ガラス基板は、波形状の変形による段差が0.05mm以下であり、上述の表面品質を満たしていた。実施例1の波形状の凹凸の高さは1/8に改善された。実施例2の波形状の凹凸の高さは、1/10に改善された。実施例3の波形状の凹凸の高さは、1/5に改善された。
2 成形装置
3 徐冷装置
18,19 搬送ローラ対
18a,19a 搬送ローラ
30,40,50 検出制御部
32 駆動部
34,44 温度センサ
47,57 搬送ローラ状態検出部
38,48,58 周速度決定部
54 距離測定センサ
A 溶融ガラス
B ガラスリボン
C ガラス板
D ガラスリボンの温度がガラス転移点以上軟化点以下となる温度領域
E ガラスリボンの温度が徐冷点以下となる温度領域
SP 軟化点
Tg ガラス転移点
AP 徐冷点
S10 熔解工程
S40 成形工程
S50 徐冷工程
Claims (9)
- ガラス原料を熔解して溶融ガラスをつくる熔解工程と、
溶融ガラスを、オーバーフローダウンドロー法を用いて成形し、ガラスリボンを形成する成形工程と、
前記ガラスリボンの幅方向の両端部に対して前記幅方向に隣接する近傍領域を、前記ガラスリボンの搬送方向に設けられた複数の搬送ローラ対で挟持しつつ、前記ガラスリボンを下方向に引き抜いて徐冷を行う徐冷工程と、を有し、
前記成形工程では、成形体からオーバーフローさせて前記成形体の側壁を流下する溶融ガラスを、前記成形体の下端で張り合わせることで前記ガラスリボンを形成した後に、前記ガラスリボンの幅方向の前記両端部の粘度をηとしたときlogη=9以上となるまで前記両端部を冷却し、かつ、前記ガラスリボンの幅方向の前記両端部を前記ガラスリボンの幅方向の中央部よりも速く冷却し、
前記徐冷工程では、前記ガラスリボンに塑性変形が生じないように、前記ガラスリボンの温度がガラス転移点以上ガラス軟化点以下となる温度領域において、前記ガラスリボンに対して前記搬送方向に張力を働かせ、
板厚0.5mm以下のガラス板を製造する、ことを特徴とするガラス板の製造方法。 - 前記徐冷工程では、前記搬送ローラ対のうち、前記ガラスリボンの温度がガラス徐冷点となる位置よりも下流側に設けられた搬送ローラ対の搬送ローラの周速度を、前記搬送ローラ対のうち、前記ガラスリボンの温度がガラス転移点以上ガラス軟化点以下となる温度領域に設けられた搬送ローラ対の搬送ローラの周速度よりも速くする、請求項1に記載のガラス板の製造方法。
- 前記徐冷工程では、前記搬送ローラで狭持される部分に対して前記ガラスリボンの幅方向内側に隣接する隣接領域に塑性変形が生じないように、前記隣接領域の温度がガラス転移点以上ガラス軟化点以下となる温度領域において、前記ガラスリボンに対して搬送方向の張力を働かせる、請求項1または2に記載のガラス板の製造方法。
- 前記徐冷工程では、前記搬送ローラ対のうち、前記ガラスリボンの搬送ローラで狭持される部分に対して前記ガラスリボンの幅方向内側に隣接する隣接領域の温度がガラス徐冷点となる位置よりも下流側に設けられた搬送ローラ対の搬送ローラの周速度を、前記搬送ローラ対のうち、前記隣接領域の温度がガラス転移点以上ガラス軟化点以下となる温度領域に設けられた搬送ローラ対の搬送ローラの周速度よりも速くする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラス板の製造方法。
- 前記徐冷工程では、前記搬送ローラ対のうち、前記ガラスリボンの温度がガラス徐冷点となる位置よりも下流側に設けられた搬送ローラ対の搬送ローラの周速度を、前記搬送ローラ対のうち、前記ガラスリボンの温度がガラス転移点以上ガラス軟化点以下となる温度領域に設けられた搬送ローラ対の搬送ローラの周速度よりも0.03〜2%速くする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガラス板の製造方法。
- 前記ガラス板の幅方向の長さが、1000mm以上である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のガラス板の製造方法。
- 前記徐冷工程は、200m/時以上の搬送速度で前記ガラスリボンを下方向に引き抜いて徐冷する、請求項1〜6のいずれか1項に記載のガラス板の製造方法。
- ガラス原料を熔解して溶融ガラスをつくる熔解工程と、
溶融ガラスを、オーバーフローダウンドロー法を用いて成形し、ガラスリボンを形成する成形工程と、
前記ガラスリボンの幅方向の両端部に対して前記幅方向に隣接する近傍領域を、前記ガラスリボンの搬送方向に設けられた複数の搬送ローラ対で挟持しつつ、前記ガラスリボンを下方向に引き抜いて徐冷を行い、板厚0.5mm以下のガラスリボンを形成する徐冷工程と、を有し、
前記成形工程では、成形体からオーバーフローさせて前記成形体の側壁を流下する熔融ガラスを、前記成形体の下端で張り合わせることでガラスリボンを形成し、前記ガラスリボンの幅方向の前記両端部の粘度をηとしたときlogη=9以上となるまで前記両端部を冷却し、かつ、前記両端部の冷却速度を前記ガラスリボンの幅方向の中央部の冷却速度よりも速く冷却し、
前記徐冷工程では、前記搬送ローラ対のうち、前記ガラスリボンの温度が徐冷点となる位置よりも下流側に設けられた搬送ローラ対の搬送ローラの周速度を、前記搬送ローラ対のうち、前記ガラスリボンの温度がガラス転移点以上ガラス軟化点以下となる温度領域に設けられた搬送ローラ対の搬送ローラの周速度よりも速くする、ことを特徴とするガラス板の製造方法。 - ダウンドロー法を用いて溶融ガラスからガラスリボンを成形する成形装置と、
前記ガラスリボンの幅方向の両端部に対して前記幅方向に隣接する近傍領域を複数の搬送ローラ対で挟持しつつ、前記ガラスリボンを下方向に引き抜いて徐冷し、板厚0.5mm以下の前記ガラスリボンを形成する徐冷装置と、を有し、
前記成形装置は、前記ガラスリボンの幅方向の前記両端部の粘度をηとしたときlogη=9以上となるまで前記両端部を冷却し、かつ、前記両端部の冷却速度を前記ガラスリボンの幅方向の中央部の冷却速度よりも速く冷却し、
前記徐冷装置は、前記複数の搬送ローラ対と、駆動部とを含み、
前記複数の搬送ローラ対の1つは、前記ガラスリボンの温度がガラス転移点以上ガラス軟化点以下となる第1温度領域に、前記複数の搬送ローラ対の他の1つは、前記ガラスリボンの温度がガラス徐冷点以下となる第2温度領域に設けられて、前記ガラスリボンを下方向に引き込むことで前記ガラスリボンを搬送し、
前記駆動部は、前記第2温度領域に設けられた搬送ローラ対の搬送ローラの周速度が、前記第1温度領域に設けられた搬送ローラの周速度よりも速くなるように前記搬送ローラを回転駆動させる、ことを特徴とするガラス板製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013035482A JP5819870B2 (ja) | 2011-03-30 | 2013-02-26 | ガラス板の製造方法及びガラス板製造装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011075418 | 2011-03-30 | ||
JP2011075418 | 2011-03-30 | ||
JP2013035482A JP5819870B2 (ja) | 2011-03-30 | 2013-02-26 | ガラス板の製造方法及びガラス板製造装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012516253A Division JP5260794B2 (ja) | 2011-03-30 | 2012-03-29 | ガラス板の製造方法及びガラス板製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013136515A JP2013136515A (ja) | 2013-07-11 |
JP5819870B2 true JP5819870B2 (ja) | 2015-11-24 |
Family
ID=46930225
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012516253A Active JP5260794B2 (ja) | 2011-03-30 | 2012-03-29 | ガラス板の製造方法及びガラス板製造装置 |
JP2013035482A Active JP5819870B2 (ja) | 2011-03-30 | 2013-02-26 | ガラス板の製造方法及びガラス板製造装置 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012516253A Active JP5260794B2 (ja) | 2011-03-30 | 2012-03-29 | ガラス板の製造方法及びガラス板製造装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP5260794B2 (ja) |
KR (2) | KR101497251B1 (ja) |
CN (2) | CN103183464B (ja) |
TW (2) | TWI552969B (ja) |
WO (1) | WO2012132454A1 (ja) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6388210B2 (ja) * | 2014-12-22 | 2018-09-12 | 日本電気硝子株式会社 | ガラスリボンの製造装置及びガラスリボンの製造方法 |
CN107428581A (zh) * | 2015-03-30 | 2017-12-01 | 安瀚视特控股株式会社 | 玻璃衬底的制造方法 |
JP6514588B2 (ja) * | 2015-06-30 | 2019-05-15 | AvanStrate株式会社 | ガラス基板の製造方法 |
CN105776823A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-07-20 | 徐林波 | 平板玻璃夹带成型方法 |
JP6299784B2 (ja) * | 2016-02-17 | 2018-03-28 | 旭硝子株式会社 | ガラス板、及びガラス板の製造方法 |
JP6708970B2 (ja) * | 2016-12-15 | 2020-06-10 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造方法 |
KR102139863B1 (ko) * | 2017-09-29 | 2020-07-31 | 아반스트레이트 가부시키가이샤 | 유리판의 제조 방법 |
KR102136931B1 (ko) * | 2017-09-29 | 2020-07-23 | 아반스트레이트 가부시키가이샤 | 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판 제조 장치 |
KR20190038349A (ko) | 2017-09-29 | 2019-04-08 | 아반스트레이트 가부시키가이샤 | 유리판의 제조 방법 및 유리판의 제조 장치 |
KR102179884B1 (ko) * | 2017-12-26 | 2020-11-18 | 아반스트레이트 가부시키가이샤 | 유리 기판의 제조 방법, 및 유리 기판 제조 장치 |
JP7413263B2 (ja) | 2018-06-21 | 2024-01-15 | ショット グラス テクノロジーズ (スゾウ) カンパニー リミテッド | 光学的なオレンジの皮を有さない化学強化されたガラスおよびその製造方法 |
CN113056442A (zh) * | 2018-11-21 | 2021-06-29 | 肖特股份有限公司 | 用于制造薄玻璃的方法和装置以及薄玻璃带 |
JP7092018B2 (ja) * | 2018-12-18 | 2022-06-28 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス板の製造方法 |
CN111176165B (zh) * | 2019-12-30 | 2021-01-26 | 彩虹显示器件股份有限公司 | 一种基板玻璃牵引辊自动调节系统及方法 |
CN112759241B (zh) * | 2021-01-29 | 2024-02-23 | 彩虹显示器件股份有限公司 | 一种玻璃应力控制方法 |
CN113277719B (zh) * | 2021-04-30 | 2022-08-30 | 彩虹(合肥)液晶玻璃有限公司 | 一种平板玻璃板高控制装置 |
CN113880405A (zh) * | 2021-09-24 | 2022-01-04 | 彩虹(合肥)液晶玻璃有限公司 | 一种液晶基板玻璃成型用自校正牵引辊轮结构 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05124827A (ja) * | 1991-10-31 | 1993-05-21 | Hoya Corp | ガラス板の製造装置及び製造方法 |
JPH10291827A (ja) * | 1997-04-16 | 1998-11-04 | Hoya Corp | ガラス板の製造方法及び製造装置 |
JP3335291B2 (ja) * | 1997-04-16 | 2002-10-15 | ホーヤ株式会社 | ガラス板の製造方法及び製造装置 |
JP3586142B2 (ja) * | 1999-07-22 | 2004-11-10 | エヌエッチ・テクノグラス株式会社 | ガラス板の製造方法、ガラス板の製造装置、及び液晶デバイス |
KR100524842B1 (ko) * | 2002-09-25 | 2005-10-28 | 삼성코닝정밀유리 주식회사 | 낮은 잔류응력을 갖는 평판 유리의 제조방법 |
KR101073783B1 (ko) * | 2003-11-28 | 2011-10-13 | 코닝 인코포레이티드 | 저 뒤틀림 평판 글라스의 제조방법 |
JP4753067B2 (ja) * | 2005-08-18 | 2011-08-17 | 日本電気硝子株式会社 | 板ガラスの成形方法 |
US20070062219A1 (en) * | 2005-09-22 | 2007-03-22 | Blevins John D | Methods of fabricating flat glass with low levels of warp |
JP5076443B2 (ja) * | 2006-10-24 | 2012-11-21 | 日本電気硝子株式会社 | ガラスリボンの製造装置及びその製造方法 |
US8627684B2 (en) * | 2007-10-29 | 2014-01-14 | Corning Incorporated | Pull roll apparatus and method for controlling glass sheet tension |
JP5428288B2 (ja) * | 2007-12-25 | 2014-02-26 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス板の製造方法及び製造設備 |
US8037716B2 (en) * | 2009-02-27 | 2011-10-18 | Corning Incorporated | Thermal control of the bead portion of a glass ribbon |
JP5611572B2 (ja) * | 2009-05-18 | 2014-10-22 | コーニング インコーポレイテッド | 応力制御領域 |
JP5375385B2 (ja) * | 2009-07-13 | 2013-12-25 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス基板の製造方法 |
JP5669006B2 (ja) * | 2010-10-19 | 2015-02-12 | 日本電気硝子株式会社 | 帯状ガラスフィルム製造方法及び帯状ガラスフィルム製造装置 |
-
2012
- 2012-03-29 JP JP2012516253A patent/JP5260794B2/ja active Active
- 2012-03-29 WO PCT/JP2012/002189 patent/WO2012132454A1/ja active Application Filing
- 2012-03-29 CN CN201310104547.1A patent/CN103183464B/zh active Active
- 2012-03-29 CN CN201280000703.3A patent/CN102869622B/zh active Active
- 2012-03-29 KR KR1020137013830A patent/KR101497251B1/ko active IP Right Grant
- 2012-03-29 KR KR1020127011121A patent/KR101300858B1/ko active IP Right Grant
- 2012-03-30 TW TW102111602A patent/TWI552969B/zh active
- 2012-03-30 TW TW101111556A patent/TWI417254B/zh active
-
2013
- 2013-02-26 JP JP2013035482A patent/JP5819870B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201247565A (en) | 2012-12-01 |
JPWO2012132454A1 (ja) | 2014-07-24 |
KR20120132675A (ko) | 2012-12-07 |
KR20130122748A (ko) | 2013-11-08 |
CN103183464A (zh) | 2013-07-03 |
JP2013136515A (ja) | 2013-07-11 |
CN103183464B (zh) | 2016-08-03 |
TW201328998A (zh) | 2013-07-16 |
KR101497251B1 (ko) | 2015-02-27 |
CN102869622A (zh) | 2013-01-09 |
JP5260794B2 (ja) | 2013-08-14 |
KR101300858B1 (ko) | 2013-08-27 |
CN102869622B (zh) | 2015-07-29 |
TWI552969B (zh) | 2016-10-11 |
WO2012132454A1 (ja) | 2012-10-04 |
TWI417254B (zh) | 2013-12-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5819870B2 (ja) | ガラス板の製造方法及びガラス板製造装置 | |
JP5779199B2 (ja) | ガラス板の製造方法及びガラス板製造装置 | |
CN103121792B (zh) | 玻璃基板的制造方法以及玻璃基板 | |
CN102822102B (zh) | 玻璃基板的制造方法和玻璃基板 | |
TWI422539B (zh) | 玻璃板製造方法以及玻璃板製造設備 | |
JP2012193108A (ja) | 無アルカリガラス基板 | |
TWI659932B (zh) | 玻璃基板之製造方法、及玻璃基板之製造裝置 | |
TW201800353A (zh) | 無鹼玻璃基板及無鹼玻璃基板之製造方法 | |
CN103261106B (zh) | 玻璃板的制造方法及玻璃板制造装置 | |
JP2007186406A (ja) | 無アルカリガラス基板及びその製造方法 | |
JP2014189483A (ja) | ガラス板製造方法、および、ガラス板製造装置 | |
TW201702193A (zh) | 玻璃基板之製造方法 | |
CN114644446B (zh) | 浮法玻璃制造装置、浮法玻璃制造方法以及浮法玻璃 | |
JP2017048074A (ja) | ガラス基板の製造方法、及び、ガラス基板の製造装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130627 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141205 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141216 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20150316 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150325 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150901 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151001 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5819870 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |