JP6007341B2 - ガラス基板の製造方法、及び、ガラス基板の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス基板の製造方法、及び、ガラス基板の製造装置に関する。

従来より、ダウンドロー法を用いてＴＦＴタイプのディスプレイを製造する方法が提案されている。ダウンドロー法では、成形体に溶融ガラスを流し込んだ後、当該溶融ガラスを成形体の頂部からオーバーフローさせる。オーバーフローした溶融ガラスは、成形体の両側面に沿って流下し、成形体の下端部で合流することにより、シート状のガラス（シートガラス）となる。シートガラスは、引張りローラによって下方に引き下げられながら冷却される。冷却されたシートガラスは、所望の長さに切断されて、ガラス基板となる。特許文献１では、成形体の下端部で合流したシートガラスの幅方向に引っ張り応力が働くように冷却することにより、シートガラスの板厚を均一に維持する方法が開示されている。

特開２０１３−２１２９８７号公報

成形体により成形されたシートガラスは、幅方向の両側の端部と、両側の端部に挟まれた幅方向中央領域とを有している。シートガラスの幅方向中央領域（ガラス基板の製品となる領域）の板厚が０．４ｍｍ以下となるような薄いシートガラスは、端部の板厚も薄く、端部の保有熱量が小さいため、成形体の下端部で急冷されて、成形体の下端部で合流した端部同士が離れてしまうおそれがあった。一方、端部同士の離れを防ぐために、成形体の下端部でのシートガラスの冷却量を抑制すると、成形体の下端部でのシートガラスの粘度が高くなり、シートガラスの幅方向の収縮が起きるおそれもあった。このため、シートガラスの端部同士が離れるのを抑制しつつ、シートガラスの幅方向の収縮を抑制する必要があった。

そこで、本発明は、シートガラスの端部同士が離れるのを抑制しつつ、シートガラスの幅方向の収縮を抑制することができるガラス基板の製造方法及びガラス基板の製造装置を提供することを目的とする。

本発明は、下記（１）〜（４）を提供する。
（１）本発明の一態様は、ダウンドロー法により、溶融ガラスを成形体からオーバーフローさせてシートガラスに成形し、前記シートガラスを流下方向に引き伸ばしながら冷却することによりガラス基板を製造するガラス基板の製造方法であって、
前記シートガラスは幅方向の端部と前記端部に挟まれた幅方向中央領域とを有し、前記幅方向中央領域の板厚より厚みを有する前記端部に対向する位置に、前記端部に接するように一対の冷却ローラを備え、
前記シートガラスは、前記幅方向中央領域の粘度より前記端部の粘度が高くなるように冷却され、
前記成形体の下端から前記一対の冷却ローラより上流の位置における前記端部を冷却する第１冷却速度は、前記一対の冷却ローラの下流であって前記幅方向中央領域の温度が徐冷点以上となる温度領域における前記端部を冷却する第２冷却速度より遅く、前記第２冷却速度は１７．５℃／秒以下である、
ことを特徴とする。

（２）上記（１）において、前記端部を８．３℃／秒未満の前記第１冷却速度で冷却し、
８．３℃／秒〜１７．５℃／秒の範囲の前記第２冷却速度で冷却する、ことが好ましい。

（３）上記（１）または上記（２）において、前記幅方向中央領域の板厚が、０．４ｍｍ以下になるよう成形する、ことが好ましい。

（４）本発明の他の態様は、ダウンドロー法により、溶融ガラスを成形体からオーバーフローさせてシートガラスに成形し、前記シートガラスを流下方向に引き伸ばしながら冷却することによりガラス基板を製造するガラス基板の製造装置であって、
前記シートガラスは幅方向の端部と前記端部に挟まれた幅方向中央領域とを有し、前記幅方向中央領域の板厚より厚みを有する前記端部に対向する位置に、前記端部に接するように一対の冷却ローラを備え、
前記シートガラスは、前記幅方向中央領域の粘度より前記端部の粘度が高くなるように冷却され、
前記成形体の下端から前記一対の冷却ローラより上流の位置における前記端部を冷却する第１冷却速度は、前記一対の冷却ローラの下流であって前記幅方向中央領域の温度が徐冷点以上となる温度領域における前記端部を冷却する第２冷却速度より遅く、前記第２冷却速度は１７．５℃／秒以下である、
ことを特徴とする。

本発明によれば、シートガラスの端部同士が離れるのを抑制しつつ、シートガラスの幅方向の収縮を抑制することができる。

本実施形態に係るガラス基板の製造方法のフローチャートである。 ガラス基板の製造方法で用いられるガラス基板の製造装置示す模式図である。 成形装置の概略を示す概略図（断面図）である。 成形装置の概略を示す概略図（側面図）である。 制御装置の制御ブロック図である。 シートガラスの所定の高さ位置における温度プロファイルを示す図である。 シートガラスの冷却速度の例を示す図である。

本実施形態に係るガラス基板の製造方法では、例えば主表面にＴＦＴが形成されるＴＦＴディスプレイ用のガラス基板を製造する。ガラス基板は、ダウンドロー法を用いて製造される。以下、図面を参照しながら、本実施形態に係るガラス基板の製造方法について説明する。

（１）ガラス基板の製造方法の概要
まず、図１および図２を参照して、ガラス基板の製造方法に含まれる複数の工程および複数の工程に用いられるガラス基板の製造装置１００を説明する。ガラス基板の製造方法は、図１に示すように、主として、溶融工程Ｓ１と、清澄工程Ｓ２と、成形工程Ｓ３と、冷却工程Ｓ４と、切断工程Ｓ５とを含む。

溶融工程Ｓ１は、ガラスの原料が溶融される工程である。ガラスの原料は、所望の組成になるように調合された後、図２に示すように、上流に配置された溶融装置１１に投入される。ガラス原料は、例えば、ＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，Ｂ_２Ｏ_３，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ等を含む組成からなる。具体的には、歪点が６６０℃以上となるガラス原料を用いる。ガラスの原料は、溶融装置１１で溶融されて、溶融ガラスＦＧになる。溶融温度は、ガラスの種類に応じて調整される。本実施形態では、ガラス原料が１５００℃〜１６５０℃で溶融される。溶融ガラスＦＧは、上流パイプ２３を通って清澄装置１２に送られる。

清澄工程Ｓ２は、溶融ガラスＦＧ中の気泡の除去を行う工程である。清澄装置１２内で気泡が除去された溶融ガラスＦＧは、その後、下流パイプ２４を通って、成形装置４０へと送られる。

成形工程Ｓ３は、溶融ガラスＦＧをシート状のガラス（シートガラス）ＳＧに成形する工程である。具体的に、溶融ガラスＦＧは、成形装置４０に含まれる成形体４１に連続的に供給された後、成形体４１からオーバーフローする。オーバーフローした溶融ガラスＦＧは、成形体４１の表面に沿って流下する。溶融ガラスＦＧは、その後、成形体４１の下端部４１ａで合流してシートガラスＳＧへと成形される。シートガラスＳＧは、幅方向の端に位置する側部（耳部、端部）と、側部に挟まれた幅方向の中央領域とを有する。シートガラスＳＧの側部の板厚は、中央領域の板厚と比べて厚く成形される。シートガラスＳＧの中央領域は、一定の板厚からなるガラス基板の製品となる領域である。シートガラスＳＧの中央領域の板厚を０．４ｍｍ以下の薄板に成形しようとする場合、シートガラスＳＧの側部の板厚は従来より薄く成形される。シートガラスＳＧの側部の板厚が薄くなると、側部の保有熱量が小さくなり、成形体４１の下端部４１ａで急冷されて、成形体４１の下端部４１ａで合流した側部同士が離れてしまうおそれがある。このため、成形体４１の下端部４１ａから下流の領域において、シートガラスＳＧの側部の冷却速度を制御する必要がある。

冷却工程Ｓ４は、シートガラスＳＧを冷却（徐冷）する工程である。ガラスシートは、冷却工程Ｓ４を経て室温に近い温度へと冷却される。なお、冷却工程Ｓ４における、冷却の状態（冷却の条件）に応じて、ガラス基板の厚み（板厚）、ガラス基板の反り量、およびガラス基板の歪量が決まる。

切断工程Ｓ５は、室温に近い温度になったシートガラスＳＧを、所定の大きさに切断する工程である。

なお、所定の大きさに切断されたシートガラスＳＧ（ガラス板ＰＧ）は、その後、端面加工等の工程を経て、ガラス基板となる。

以下、図３〜図５を参照して、ガラス基板の製造装置１００に含まれる成形装置４０の構成を説明する。なお、本実施形態において、シートガラスＳＧの幅方向とは、シートガラスＳＧが流下する方向（流れ方向）に交差する方向、すなわち、水平方向を意味する。

（２）成形装置の構成
まず、図３および図４に、成形装置４０の概略構成を示す。図３は、成形装置４０の断面図である。図４は、成形装置４０の側面図である。

成形装置４０は、シートガラスＳＧが通過する通路と、通路を取り囲む空間とを有する。通路を取り囲む空間は、オーバーフローチャンバー２０、フォーミングチャンバー３０、および冷却チャンバー８０で構成されている。

オーバーフローチャンバー２０は、清澄装置１２から送られる溶融ガラスＦＧをシートガラスＳＧに成形する空間である。

フォーミングチャンバー３０は、オーバーフローチャンバー２０の下方に配置され、シートガラスＳＧの厚みおよび反り量を調整するための空間である。フォーミングチャンバー３０では、冷却工程Ｓ４の一部が実行される。具体的に、フォーミングチャンバー３０では、シートガラスＳＧの上流領域が冷却される（上流領域冷却工程）。シートガラスＳＧの上流領域とは、シートガラスＳＧの中心部（中央領域）Ｃの温度が徐冷点より上であるシートガラスＳＧの領域であり、図３においてＡ１およびＡ２で示すシートガラスＳＧの領域である。シートガラスＳＧの中心部Ｃは、シートガラスＳＧの幅方向中心である。上流領域には、具体的に、第１温度領域と第２温度領域とが含まれる。第１温度領域は、後述する第１成形工程Ｓ３１における温度領域であり、成形体４１の下端部４１ａから後述する冷却ローラ５１の上端までの温度領域（図３においてＡ１で示すシートガラスＳＧの領域）である。また、第２温度領域は、後述する第２成形工程Ｓ３２における温度領域であり、冷却ローラ５１の上端からシートガラスＳＧの中心部Ｃの温度が徐冷点以上となる温度領域（図３においてＡ２で示すシートガラスＳＧの領域）である。シートガラスＳＧは、成形体４１の表面に沿って流下し、成形体４１の下端部４１ａで合流してシートガラスＳＧへと成形されるが、成形体４１の下端部４１ａより下流側においては、シートガラスＳＧの温度が徐々に下がっていく。また、シートガラスＳＧ（の側部）が、冷却ローラ５１に触れると、シートガラスＳＧの温度はさらに下がる。成形体４１の下端部４１ａで合流して張り合わされたシートガラスＳＧが急冷されると、張り合わせがはがれる不良が生じるおそれがある。シートガラスＳＧの温度は、冷却ローラ５１に触れると急激に下がるため、第１温度領域と第２温度領域とは、シートガラスＳＧ（の側部）が、冷却ローラ５１に触れていない冷却ローラ５１の上端より上流側と、冷却ローラ５１に触れる冷却ローラ５１の上端より下流側とで分けられる。シートガラスＳＧは、フォーミングチャンバー３０内を通過した後、後述の冷却チャンバー８０内を通過する。

冷却チャンバー８０は、オーバーフローチャンバー２０、フォーミングチャンバー３０の下方に配置され、シートガラスＳＧの歪量を調整するための空間である。具体的に、冷却チャンバー８０では、フォーミングチャンバー３０内を通過したシートガラスＳＧが、徐冷点、歪点を経て、室温近傍の温度まで冷却される（下流域冷却工程）。なお、冷却チャンバー８０の内部は、断熱部材８０ｂによって、複数の空間に区分けされている。

また、成形装置４０は、主として、成形体４１と、仕切り部材５０と、冷却ローラ５１と、温度調整ユニット６０と、引下げローラ８１ａ〜８１ｇと、ヒータ８２ａ〜８２ｇと、切断装置９０とから構成されている。さらに、成形装置４０は、制御装置９１を備える（図５参照）。制御装置９１は、成形装置４０に含まれる各構成の駆動部を制御する。

以下、成形装置４０に含まれる各構成について詳細に説明する。

（２−１）成形体
成形体４１は、オーバーフローチャンバー２０内に設けられる。成形体４１は、溶融ガラスＦＧをオーバーフローさせることによって、溶融ガラスＦＧをシート状のガラス（シートガラスＳＧ）へと成形する。

図３に示すように、成形体４１は、断面形状で略５角形の形状（楔形に類似する形状）を有する。略５角形の先端は、成形体４１の下端部４１ａに相当する。

また、成形体４１は、第１端部に流入口４２を有する（図４参照）。流入口４２は、上述の下流パイプ２４と接続されており、清澄装置１２から流れ出た溶融ガラスＦＧは、流入口４２から成形体４１に流し込まれる。成形体４１には、溝４３が形成されている。溝４３は、成形体４１の長手方向に延びる。具体的には、溝４３は、第１端部から、第１端部の反対側の端部である第２端部に延びる。より具体的に、溝４３は、図４の左右方向に延びる。溝４３は、流入口４２近傍が最も深く、第２端部に近づくにつれて、徐々に浅くなるように形成されている。成形体４１に流し込まれた溶融ガラスＦＧは、成形体４１の一対の頂部４１ｂ，４１ｂからオーバーフローし、成形体４１の一対の側面（表面）４１ｃ，４１ｃを沿いながら流下する。その後、溶融ガラスＦＧは、成形体４１の下端部４１ａで合流してシートガラスＳＧになる。

このとき、成形体４１の下端部４１ａでのシートガラスＳＧの液相温度は１１００℃以上であり、液相粘度は２．５×１０^５ｐｏｉｓｅ以上であり、より好ましくは、液相温度は１１６０℃以上であり、液相粘度は１．２×１０^５ｐｏｉｓｅ以上である。また、成形体４１の下端部４１ａでのシートガラスＳＧの側部（耳部、端部）の粘度は１０^５．７Ｐｏｉｓｅ未満である。

（２−２）仕切り部材
仕切り部材５０は、オーバーフローチャンバー２０からフォーミングチャンバー３０への熱の移動を遮断する部材である。仕切り部材５０は、溶融ガラスＦＧの合流ポイントの近傍に配置されている。また、図３に示すように、仕切り部材５０は、合流ポイントで合流した溶融ガラスＦＧ（シートガラスＳＧ）の厚み方向両側に配置される。仕切り部材５０は、断熱材である。仕切り部材５０は、溶融ガラスＦＧの合流ポイントの上側雰囲気および下側雰囲気を仕切ることにより、仕切り部材５０の上側から下側への熱の移動を遮断する。

（２−３）冷却ローラ
冷却ローラ５１は、フォーミングチャンバー３０内に設けられる。より具体的に、冷却ローラ５１は、仕切り部材５０の直下に配置されている。また、冷却ローラ５１は、シートガラスＳＧの厚み方向両側、且つ、シートガラスＳＧの幅方向両側に配置される。シートガラスＳＧの厚み方向両側に配置された冷却ローラ５１は対で動作する。すなわち、シートガラスＳＧの両側部（幅方向両端部）は、二対の冷却ローラ５１，５１，・・・によって挟み込まれる。

冷却ローラ５１は、内部に通された空冷管により空冷されている。冷却ローラ５１は、シートガラスＳＧの側部（耳部、端部）Ｒ，Ｌ（図３において、便宜的に、対応するガラス板ＰＧの幅方向位置によって示す）に接触し、熱伝導によりシートガラスＳＧの側部（耳部、端部）Ｒ，Ｌを急冷する（急冷工程）。冷却ローラ５１に接触したシートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌの粘度は、所定値（具体的には、１０^９．０ｐｏｉｓｅ）以上である。ここで、シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌとは、シートガラスＳＧの幅方向の両端部の領域であり、具体的には、シートガラスＳＧの幅方向の縁からシートガラスＳＧの中心部Ｃに向かって、シートガラスＳＧの幅方向２００ｍｍ以内の範囲をいう。

冷却ローラ５１は、冷却ローラ駆動モータ３９０（図５を参照）により回転駆動される。冷却ローラ５１は、シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌを冷却すると共に、シートガラスＳＧを下方に引き下げる機能も有する。

なお、冷却ローラ５１によるシートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌの冷却は、シートガラスＳＧの幅ＷおよびシートガラスＳＧの厚みの均一化に影響を与える。

（２−４）温度調整ユニット
温度調整ユニット６０は、オーバーフローチャンバー２０内及びフォーミングチャンバー３０内に設けられ、シートガラスＳＧを徐冷点近傍まで冷却するユニットである。温度調整ユニット６０は、成形体４１の下端部４１ａに対向する位置、及び、仕切り部材５０の下方であって、冷却チャンバー８０の天板８０ａの上に配置される。

温度調整ユニット６０は、シートガラスＳＧの上流領域を冷却する（上流領域冷却工程）。具体的には、温度調整ユニット６０は、シートガラスＳＧの側部の粘度が軟化点と対応する粘度以上を維持するように、また、シートガラスＳＧの中心部Ｃの温度が徐冷点に近づくように、シートガラスＳＧを冷却する。シートガラスＳＧの中心部Ｃは、その後、後述の冷却チャンバー８０内で、徐冷点、歪点を経て、室温近傍の温度まで冷却される（下流域冷却工程）。ここで、軟化点とは、粘度ηがｌｏｇη＝７．６５となる温度である。また、ガラスの徐冷点は、例えば７１５．０℃であり、歪点は、例えば６６１℃である。

温度調整ユニット６０は、複数の冷却ユニット６１〜６５を有する。複数の冷却ユニット６１〜６５は、シートガラスＳＧの幅方向およびシートガラスＳＧの流れ方向に配置される。具体的に、複数の冷却ユニット６１〜６５には、中央領域冷却ユニット６１〜６３と、側部冷却ユニット６４，６５とが含まれる。中央領域冷却ユニット６１〜６３は、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡを空冷する。ここで、シートガラスＳＧの中央領域とは、シートガラスＳＧの幅方向中央部分であって、シートガラスＳＧの有効幅およびその近傍を含む領域である。言い換えると、シートガラスＳＧの中央領域は、シートガラスＳＧの両側部（両耳部、両端部）に挟まれた部分である。中央領域冷却ユニット６１〜６３は、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡの表面に対向する位置に、流れ方向に沿って配置される。中央領域冷却ユニット６１〜６３に含まれる各ユニットは、独立して制御可能である。また、側部冷却ユニット６４，６５は、シートガラスＳＧの側部（耳部、端部）Ｒ，Ｌを水冷する。側部冷却ユニット６４，６５は、シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌ（幅方向の両端部）の表面に対向する位置に、流れ方向に沿って配置される。側部冷却ユニット６４，６５に含まれる各ユニットは、独立して制御可能である。なお、成形体４１の下端部４１ａに対向する位置に配置された温度調整ユニット６０に関して、冷却ユニット６１〜６５の間の境界の図示を省略するが、この温度調整ユニット６０も、上述のように構成された冷却ユニット６１〜６５を有している。

（２−５）引下げローラ
引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、冷却チャンバー８０内に設けられ、フォーミングチャンバー３０内を通過したシートガラスＳＧを、シートガラスＳＧの流れ方向へ引き下げる。引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、冷却チャンバー８０の内部で、流れ方向に沿って所定の間隔を空けて配置される。引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、シートガラスＳＧの厚み方向両側（図３参照）、および、シートガラスＳＧの幅方向両側（図４参照）に複数配置される。すなわち、引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、シートガラスＳＧの幅方向の両側部（両耳部、両端部）Ｒ，Ｌ、かつ、シートガラスＳＧの厚み方向の両側に接触しながらシートガラスＳＧを下方に引き下げる。

引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、引下げローラ駆動モータ３９１（図５参照）によって駆動される。また、引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、シートガラスＳＧに対して内側に（シートガラスＳＧと接触する部分において下方に）回転する。引下げローラ８１ａ〜８１ｇの周速度は、下流側の引下げローラ程、大きい。すなわち、複数の引下げローラ８１ａ〜８１ｇのうち、引下げローラ８１ａの周速度が最も小さく、引下げローラ８１ｇの周速度が最も大きい。シートガラスＳＧの厚み方向両側に配置された引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、対で動作し、対の引下げローラ８１ａ，８１ａ，・・・が、シートガラスＳＧを下方向に引き下げる。

（２−６）ヒータ
ヒータ８２ａ〜８２ｇは、冷却チャンバー８０の内部に設けられ、冷却チャンバー８０の内部空間の温度を調整する。具体的に、ヒータ８２ａ〜８２ｇは、シートガラスＳＧの流れ方向およびシートガラスＳＧの幅方向に複数配置される。より具体的には、シートガラスＳＧの流れ方向には、７つのヒータが配置され、シートガラスの幅方向には３つのヒータが配置される。幅方向に配置される３つのヒータは、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡと、シートガラスＳＧの側部（耳部、端部）Ｒ，Ｌとをそれぞれ熱処理する。中央領域ＣＡは、中心部Ｃを含み、シートガラスＳＧの両側部Ｒ，ＬよりシートガラスＳＧの幅方向内側の領域であって、シートガラスＳＧの幅方向の幅のうちシートガラスＳＧの幅方向の中心から幅の半分の例えば８５％以内の範囲の領域である。ヒータ８２ａ〜８２ｇは、後述する制御装置９１によって出力が制御される。これにより、冷却チャンバー８０内部を通過するシートガラスＳＧの近傍の雰囲気温度が制御される。ヒータ８２ａ〜８２ｇによって冷却チャンバー８０内の雰囲気温度が制御されることによって、シートガラスＳＧの温度制御が行われる。また、温度制御により、シートガラスＳＧは、粘性域から粘弾性域を経て弾性域へと推移する。このように、ヒータ８２ａ〜８２ｇの制御により、冷却チャンバー８０では、シートガラスＳＧの温度が、徐冷点近傍の温度から室温近傍の温度まで冷却される（下流域冷却工程）。ここで、徐冷点は、粘度が１０^１３ポワズとなるときの温度であり、ここでは、７１５．０℃である。

なお、各ヒータ８２ａ〜８２ｇの近傍には、雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段（本実施形態では、熱電対）３８０が設けられている。具体的には、複数の熱電対３８０が、シートガラスＳＧの流れ方向およびシートガラスＳＧの幅方向に配置されている。熱電対３８０は、シートガラスＳＧの中心部Ｃの温度と、シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌの温度とをそれぞれ検出する。ヒータ８２ａ〜８２ｇの出力は、熱電対３８０によって検出される雰囲気温度に基づいて制御される。

（２−７）切断装置
切断装置９０は、冷却チャンバー８０内で室温近傍の温度まで冷却されたシートガラスＳＧを、所定のサイズに切断する。切断装置９０は、所定の時間間隔でシートガラスＳＧを切断する。これにより、シートガラスＳＧは、複数のガラス板ＰＧになる。切断装置９０は、切断装置駆動モータ３９２（図５を参照）によって駆動される。

（２−８）制御装置
制御装置９１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、およびハードディスク等から構成されており、ガラス板の製造装置１００に含まれる種々の機器の制御を行う。

具体的には、図５に示すように、制御装置９１は、ガラス基板の製造装置１００に含まれる各種のセンサ（例えば、熱電対３８０）やスイッチ（例えば、主電源スイッチ３８１）等による信号を受けて、温度調整ユニット６０、ヒータ８２ａ〜８２ｇ、冷却ローラ駆動モータ３９０、引下げローラ駆動モータ３９１、切断装置駆動モータ３９２等の制御を行う。

（３）温度管理
本実施形態に係るガラス基板の製造方法では、成形工程Ｓ３が複数の成形工程Ｓ３１，Ｓ３２からなる。具体的には、シートガラスＳＧの流れ方向に沿って、第１成形工程Ｓ３１、第２成形工程Ｓ３２の順に実行される。

また、成形工程Ｓ３では、シートガラスＳＧの流れ方向および幅方向の温度管理を行っている。温度管理は、複数の温度プロファイルＴＰ１、ＴＰ２（図６を参照）に基づいて行われる。温度プロファイルＴＰ１、ＴＰ２とは、シートガラスＳＧ近傍の雰囲気温度についての、シートガラスＳＧの幅方向に沿った温度分布である。言い換えると、温度プロファイルＴＰ１、ＴＰ２は、目標の温度分布である。すなわち、温度管理は、複数の温度プロファイルＴＰ１、ＴＰ２を実現させるように行われる。温度管理は、上述した、冷却ローラ５１、温度調整ユニット６０を用いて行われる。

シートガラスＳＧの温度は、シートガラスＳＧ近傍の雰囲気温度を制御することにより、管理される。ここで、シートガラスＳＧの温度と、冷却ローラ５１及び温度調整ユニット６０によって制御される雰囲気温度とは、基本的に同様の値である。

さらに、各成形工程Ｓ３１、Ｓ３２は、所定の冷却速度で、シートガラスＳＧを冷却しながら成形することにより、シートガラスＳＧの流れ方向の温度管理を行っている。ここで、所定の冷却速度とは、各成形工程Ｓ３１、Ｓ３２に応じた冷却速度である。具体的に、成形工程Ｓ３１、Ｓ３２のシートガラスＳＧの側部（耳部、端部）Ｒ，Ｌの冷却速度のうち、第１成形工程の冷却速度（第１冷却速度）は、第２成形工程の冷却速度（第２冷却速度）より遅く、例えば、第１冷却速度は８．３℃／秒以下であり、第２冷却速度は８．３℃／秒〜１７．５℃／秒である。
また、本実施形態に係る成形工程Ｓ３では、シートガラスＳＧの中心部Ｃの冷却速度（中心部冷却速度）と、シートガラスＳＧの側部（耳部、端部）Ｒ，Ｌの冷却速度（側部冷却速度）とを異なる速度に設定している。中心部冷却速度は、シートガラスＳＧの中心部Ｃの温度変化の量と、温度変化に要する時間とに基づいて算出される。側部冷却速度は、シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌの温度変化の量と、温度変化に要する時間とに基づいて算出される。

以下、図６および図７を参照して、各成形工程Ｓ３１、Ｓ３２におけるシートガラスＳＧの温度管理について詳細に説明する。図６は、シートガラスＳＧの所定の高さ位置における温度プロファイルを示す。図７は、シートガラスＳＧ（０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ）の冷却速度を示す。

（３−１）第１成形工程
第１成形工程Ｓ３１は、成形体４１の直下で合流した溶融ガラス（シートガラスＳＧ）を、冷却ローラ５１に触れていない冷却ローラ５１の上端まで冷却する工程である。具体的に、第１成形工程では、約１，１００℃〜１，２００℃のシートガラスＳＧを、側部（耳部、端部）Ｒ，Ｌの粘度が軟化点と対応する粘度以上を維持するように、側部を冷却速度８．３℃／秒以下で冷却する（図７参照）。

第１成形工程Ｓ３１では、第１温度プロファイルＴＰ１に基づいて、シートガラスＳＧの温度管理が行われる。以下、第１成形工程Ｓ３１で実行される温度プロファイルＴＰ１と、第１成形工程の冷却速度（第１冷却速度）とを詳細に説明する。

（３−１−１）第１温度プロファイル
第１温度プロファイルＴＰ１は、成形体４１の下端部４１ａの下流域において、シートガラスＳＧの最も上流側で実現される温度分布である（図６参照）。第１温度プロファイルＴＰ１は、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡの温度が均一であり、シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌは、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡの温度よりも低い。ここで、中央領域ＣＡの温度が均一であるとは、中央領域ＣＡの温度が、所定の温度域に含まれることをいう。所定の温度域とは、基準温度±２０℃の範囲である。基準温度は、中央領域ＣＡの幅方向の平均温度である。

第１温度プロファイルＴＰ１は、オーバーフローチャンバー２０内及びフォーミングチャンバー３０内の温度調整ユニット６０を制御することにより実現される。具体的には、温度調整ユニット６０（側部冷却ユニット６４，６５）によってシートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌが冷却される。シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌの温度は、中央領域ＣＡの温度よりも所定温度だけ低い温度に冷却する。第１温度プロファイルＴＰ１では、中央領域ＣＡの温度を均一にすることにより、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡの板厚が均一になるようにしている。また。シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌを中央領域ＣＡより冷却することにより、シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌの粘度を中央領域ＣＡより高めている。シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌの粘度が中央領域ＣＡより高いと、シートガラスＳＧが幅方向に収縮するのを抑制できるためである。また、第１温度プロファイルＴＰ１では、シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌを、第２温度プロファイルＴＰ２より緩やかに冷却する。シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌの冷却量を抑制することにより、成形体４１の下端部４１ａで合流して張り合わされた側部Ｒ，Ｌが、剥がれて離れるのを抑制することができる。

第１成形工程Ｓ３１における第１の中心部冷却速度は、５．０℃／秒〜５０．０℃／秒である。冷却速度が、５．０℃／秒より低いと、生産性が悪くなる。冷却速度が、５０℃／秒を超えると、シートガラスＳＧに割れが発生する場合がある。また、シートガラスＳＧの反り値および板厚偏差が悪くなる。好ましくは、第１成形工程Ｓ３１における中心部冷却速度は、８．０℃／秒〜１６．５℃／秒である。また、第１成形工程Ｓ３１における第１の冷却速度は、８．３℃／秒以下である。

（３−２）第２成形工程
第２成形工程Ｓ４２は、側部（耳部、端部）Ｒ，Ｌの粘度が軟化点と対応する粘度以上を維持されたシートガラスＳＧを、中央領域ＣＡの温度が徐冷点以上となる温度領域まで冷却する工程である（図７参照）。具体的に、第２成形工程Ｓ３１では、シートガラスＳＧの側部（耳部、端部）Ｒ，Ｌの粘度が１０^９．０ｐｏｉｓｅ以上になるように、側部Ｒ，Ｌを冷却速度８．３℃／秒〜１７．５℃／秒の範囲で冷却する（図７参照）。

第２成形工程Ｓ３２では、第２温度プロファイルＴＰ２に基づいて、シートガラスＳＧの温度管理が行われる。以下、第２成形工程Ｓ３２で実行される温度プロファイルＴＰ２と、第２成形工程の冷却速度（第２冷却速度）とを詳細に説明する。

（３−２−１）第２温度プロファイル
第２温度プロファイルＴＰ２は、シートガラスＳＧが冷却ローラ５１に触れる冷却ローラ５１の上端より下流側で実現される温度分布である（図６参照）。第２温度プロファイルＴＰ２は、第１温度プロファイルＴＰ１と同様に、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡの温度が均一であり、シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌは、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡの温度よりも低い。

第２温度プロファイルＴＰ２は、フォーミングチャンバー３０内の温度調整ユニット６０を制御することにより実現される。具体的には、温度調整ユニット６０（側部冷却ユニット６４，６５）によってシートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌが冷却される。シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌの温度は、中央領域ＣＡの温度よりも所定温度だけ低い温度に冷却する。第２温度プロファイルＴＰ２では、中央領域ＣＡの温度を均一にしている。また。シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌを中央領域ＣＡより冷却量を大きくしている。シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌの粘度が中央領域ＣＡより高いと、シートガラスＳＧが幅方向に収縮するのを抑制できる。また、第２温度プロファイルＴＰ２では、シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌを、第１温度プロファイルＴＰ１における側部Ｒ，Ｌの冷却速度より速い冷却速度で急速に冷却する。シートガラスＳＧの側部Ｒ，Ｌの冷却量を増やすことにより、側部Ｒ，Ｌの粘度を高めて、シートガラスＳＧが幅方向に収縮するのを抑制できる。

第２成形工程Ｓ３２における第２の中心部冷却速度は、５．０℃／秒〜５０．０℃／秒である。冷却速度が、５．０℃／秒より低いと、生産性が悪くなる。冷却速度が、５０℃／秒を超えると、シートガラスＳＧに割れが発生する場合がある。また、シートガラスＳＧの反り値および板厚偏差が悪くなる。好ましくは、第２成形工程Ｓ３２における中心部冷却速度は、８．０℃／秒〜１６．５℃／秒である。また、第２成形工程Ｓ３２における第２の冷却速度は、５．５℃／秒〜５２．０℃／秒である。好ましくは、第２の冷却速度は、８．３℃／秒〜１７．５℃／秒である。

なお、第１温度プロファイルＴＰ１および第２温度プロファイルＴＰ２において、中央領域ＣＡの中心部Ｃの温度が最も高く、耳部Ｒ，Ｌの温度が最も低くなるように、中心部Ｃから耳部Ｒ，Ｌに向かって勾配（温度勾配）を形成することもできる。言い換えると、第１温度プロファイルＴＰ１および第２温度プロファイルＴＰ２は、上に凸を有するなだらかな放物線を形成してもよい。ここで、温度勾配とは、シートガラスＳＧの幅Ｗ（例えば、１６５０ｍｍ、図６を参照）を２で除した値で、中心部Ｃの雰囲気温度から耳部Ｒ，Ｌの雰囲気温度を引いた値を、除したもの（（中心部Ｃの雰囲気温度―耳部Ｒ，Ｌの雰囲気温度）／（シートガラスの幅Ｗ／２））である。

本実施形態では、成形体４１の下端部４１ａから冷却ローラ５１の上端までの第１温度領域と、冷却ローラ５１の上端からシートガラスＳＧの中心部Ｃの温度が徐冷点以上となる第２温度領域とにおいて、第１温度領域におけるシートガラスＳＧの側部（耳部、端部）Ｒ，Ｌの冷却速度を、第２温度領域におけるシートガラスＳＧの側部（耳部、端部）Ｒ，Ｌの冷却速度より遅くしている。シートガラスＳＧの側部の温度が高い成形体４１の下端部４１ａ近傍では、端部の冷却速度を遅くして急冷を防ぐことにより、合流して張り合わされた端部同士がはがれるのを抑制でき、冷却ローラ５１より下流側では、端部の冷却速度を速めて端部を急冷することにより、シートガラスＳＧが幅方向に収縮するのを抑制できる。

以下に、実施例により本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
上記ガラス基板の製造装置１００およびガラス基板の製造方法を用いて、以下の条件でガラス基板を製造する。ガラスの組成（質量％）は、各成分の含有率が、ＳｉＯ_２６０％，Ａｌ_２Ｏ_３ １７％，Ｂ_２Ｏ_３ １０％，ＣａＯ ３％，ＳｒＯ ３％，ＢａＯ １％であるものとする。ガラスの液相温度は、１，１００℃であり、液相粘度は２．５×１０^５ｐｏｉｓｅである。ガラスの徐冷点は、７１５．０℃であり、歪点は、６６１℃である。また、シートガラスＳＧの幅は、１６００ｍｍであるものとする。さらに、これらの条件を満たしつつ、異なる厚み（０．２ｍｍ，０．３ｍｍ，０．４ｍｍ）のシートガラスＳＧをそれぞれ製造した。

０．４ｍｍ，０．３ｍｍ，０．２ｍｍのそれぞれの板厚を有するシートガラスＳＧを成形する際のシートガラスＳＧの側部（耳部、端部）Ｒ，Ｌを冷却する、第１成形工程Ｓ３１における第１冷却速度、第２成形工程Ｓ３２における第２冷却速度を変化させて、側部Ｒ，Ｌの剥がれの有無を、目視で確認した。その結果を表１に示す。

表１に示すように、第１冷却速度を８．３℃／秒未満、第２冷却速度を８．３℃／秒〜１７．５℃／秒に設定することにより、板厚が０．２〜０．４ｍｍのシートガラスＳＧであっても、側部の剥がれを防ぐことができた。一方、第１冷却速度が第２冷却速度より大きく速い場合（比較例１〜９）、側部の剥がれが発生した。また、第１冷却速度＜第２冷却速度となる場合において、第１冷却速度が８．３℃／秒以上となる場合（実施例５，１０，１５）、もしくは、第２冷却速度が８．３℃／秒未満となる場合（実施例４，９，１４）には、側部の一部分において剥がれが発生した。この場合、側部の一部分において剥がれが発生したが、比較例で示した完全な剥がれではないため、ガラス基板の製品領域では剥がれは発生しておらず、従来の課題を克服していた。このことから、第１冷却速度＜第２冷却速度となるような側部の冷却であれば、端部同士が剥がれるのを抑制できることが確認された。

以上の結果から、成形体４１の下端４１ａから一対の冷却ローラ５１より上流の位置における側部Ｒ，Ｌを冷却する第１冷却速度を８．３℃／秒未満、一対の冷却ローラ５１の下流であってシートガラスＳＧの幅方向中央領域Ｃの温度が徐冷点以上となる温度領域における側部Ｒ，Ｌを冷却する第２冷却速度を８．３℃／秒〜１７．５℃／秒にすることにより、側部の剥がれをより好ましく防ぐことができることが確認された。

以上、本実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、上記の実施形
態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

１１ 溶解装置
１２ 清澄装置
４０ 成形装置
４１ 成形体
５１ 冷却ローラ
６０ 温度調整ユニット
８１ａ〜８１ｇ 引下げローラ
８２ａ〜８２ｇ ヒータ
９０ 切断装置
９１ 制御装置
１００ ガラス基板の製造装置

Claims (5)

1. ダウンドロー法により、溶融ガラスを成形体からオーバーフローさせてシートガラスに成形し、前記シートガラスを流下方向に引き伸ばしながら冷却することによりガラス基板を製造するガラス基板の製造方法であって、
   前記シートガラスは幅方向の端部と前記端部に挟まれた幅方向中央領域とを有し、前記幅方向中央領域の板厚より厚みを有する前記端部に対向する位置に、前記端部に接するように一対の冷却ローラを備え、
   前記シートガラスは、前記幅方向中央領域の粘度より前記端部の粘度が高くなるように冷却され、
   前記成形体の下端から前記一対の冷却ローラより上流の位置における前記端部を冷却する第１冷却速度は、前記一対の冷却ローラの下流であって前記幅方向中央領域の温度が徐冷点以上となる温度領域における前記端部を冷却する第２冷却速度より遅く、前記第２冷却速度は１７．５℃／秒以下である、
   ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
2. 前記端部を８．３℃／秒未満の前記第１冷却速度で冷却し、
   ８．３℃／秒〜１７．５℃／秒の範囲の前記第２冷却速度で冷却する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
3. 前記幅方向中央領域の板厚が、０．４ｍｍ以下になるよう成形する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス基板の製造方法。
4. 前記成形体の下端での前記幅方向中央領域の粘度を、１２００００Ｐｏｉｓｅ以下になるよう冷却する、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のガラス基板の製造方法。
5. ダウンドロー法により、溶融ガラスを成形体からオーバーフローさせてシートガラスに成形し、前記シートガラスを流下方向に引き伸ばしながら冷却することによりガラス基板を製造するガラス基板の製造装置であって、
   前記シートガラスは幅方向の端部と前記端部に挟まれた幅方向中央領域とを有し、前記幅方向中央領域の板厚より厚みを有する前記端部に対向する位置に、前記端部に接するように一対の冷却ローラを備え、
   前記シートガラスは、前記幅方向中央領域の粘度より前記端部の粘度が高くなるように冷却され、
   前記成形体の下端から前記一対の冷却ローラより上流の位置における前記端部を冷却する第１冷却速度は、前記一対の冷却ローラの下流であって前記幅方向中央領域の温度が徐冷点以上となる温度領域における前記端部を冷却する第２冷却速度より遅く、前記第２冷却速度は１７．５℃／秒以下である、
   ことを特徴とするガラス基板の製造装置。

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