JP6065006B2

JP6065006B2 - 化学強化用フロートガラスの製造方法

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Publication number: JP6065006B2
Application number: JP2014519917A
Authority: JP
Inventors: 正信白井; 伊賀　元一; 元一伊賀; 督博鏡味; 泰夫林; 山中　一彦; 一彦山中; 聡史宮坂
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2033-05-22
Also published as: TW201406674A; WO2013183449A1; KR20150022805A; JPWO2013183449A1; CN104364206A

Description

本発明は、化学強化用フロートガラスの製造方法に関する。

近年、携帯電話または携帯情報端末（ＰＤＡ）等のフラットパネルディスプレイ装置において、ディスプレイの保護および美観を高めるために、画像表示部分よりも広い領域となるように薄い板状のカバーガラスをディスプレイの前面に配置することが行われている。

このようなフラットパネルディスプレイ装置に対しては、軽量および薄型化が要求されている。そのため、ディスプレイ保護用に使用されるカバーガラスも薄くすることが要求されている。

しかし、カバーガラスの厚さを薄くしていくと、強度が低下し、使用中または携帯中の落下などによりカバーガラス自身が割れてしまうことがある。その結果、ディスプレイ装置を保護するという本来の役割を果たすことができなくなるという問題がある。

このため従来のカバーガラスは、耐傷性を向上させるため、フロート法により製造されたフロートガラスを化学強化することで、表面に圧縮応力層を形成し、カバーガラスの耐傷性を高めている。

近年、カバーガラス等では、要求される耐傷性がより高くなっている。従来のソーダライムガラスを化学強化した化学強化フロートガラスの表面圧縮応力は５００ＭＰａ程度で、圧縮応力層の深さは、おおよそ１０μｍ程度であった。しかし、近年、高い耐傷性への要求に応えるために、表面圧縮応力が６００ＭＰａ以上であり、圧縮応力層の深さが１５μｍ以上である化学強化フロートガラスが開発されている。

フロートガラスは化学強化後に反りが生じて平坦性が損なわれることが報告されている（特許文献１）。該反りは、フロート成形時に溶融錫と接触していないガラス面（以下、トップ面ともいう。）と、溶融錫と接触しているガラス面（以下、ボトム面ともいう。）と、の化学強化の入り方が異なることにより生じる。

フロートガラスの反りは化学強化の入り方が強いほど大きくなる。したがって、高い耐傷性への要求に応えるべく開発された表面圧縮応力が６００ＭＰａ以上であり、圧縮応力層の深さが１５μｍ以上である化学強化フロートガラスにおいては、従来の表面圧縮応力が５００ＭＰａ程度で圧縮応力層の深さが１０μｍ程度の化学強化フロートガラスと比べて、反りの問題がより顕在化することとなる。

従来、フロートガラスのトップ面が、ボトム面と化学強化の入り方が異なる理由としては、フロート成形時において溶融金属との接触するガラス面に溶融金属が侵入するためと考えられてきた（特許文献１）。

特許文献１では、フロート方式で製造され、加工された板状体を表面研磨せずに、Ｌｉイオン若しくはＮａイオンまたはこれらの混合無機塩に浸漬または接触させた後に化学強化することにより、反りを改善することが開示されている。

また、従来、反りを低減するために、化学強化による強化応力を小さくしたり、フロートガラスのトップ面およびボトム面を研削処理または研磨処理等することにより表面異質層を除去した後に化学強化する対処方法がなされている。

日本国特許第２０３３０３４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、化学強化前に混合無機塩にフロートガラスを浸漬処理することが必要であり、煩雑である。また、強化応力を小さくする方法では化学強化後のフロートガラスの強度が不十分となる虞がある。

さらに、化学強化前にフロートガラスのトップ面およびボトム面を研削処理または研磨処理等する方法は、生産性を向上させる観点から問題があり、これらの研削処理または研磨処理等を省略することが好ましい。

したがって、本発明は、化学強化後の反りを効果的に抑制することができるとともに、化学強化前の研磨処理等を省略または簡略化することができる化学強化用フロートガラスの製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、フロートガラスのボトム面とトップ面の化学強化の入り方に差が生じる主原因は、フロート成形時において溶融金属と接触するガラス面に侵入した金属ではなく、トップ面とボトム面とのＯＨ濃度差であることを見出した。さらに、溶融金属浴の上流端から９．１ｍ下流までの間において、溶融ガラスからのＯＨ抜け量が最も多くなることを見出した。

そこで、本発明者らは、溶融金属浴の上流端から９．１ｍ下流までの間におけるフロートオペレーションを最適化することによって、トップ面とボトム面とのＯＨ濃度差を小さくし、化学強化後におけるフロートガラスの反りを低減できることを見出した。そして、これらの知見に基づいて、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は以下の通りである。
（１）溶融ガラスを溶融金属浴に流入させ、
前記溶融ガラスを前記溶融金属浴の浴面上を前進させて冷却しながら板状に成形する化学強化用フロートガラスの製造方法であって、
前記溶融金属浴へ流入する前記溶融ガラスの粘度をη０とし、
前記溶融金属浴の上流端から９．１ｍ下流の前記溶融ガラスの粘度をη１としたとき、
η１−η０≧２．０×１０^４（Ｐａ・ｓ）
である化学強化用フロートガラスの製造方法。
（２）粘度が２．５×１０^４Ｐａ・ｓとなる温度が８５０〜１１００℃であるガラスの溶融ガラスを溶融金属浴に流入させ、
前記溶融ガラスを前記溶融金属浴の浴面上を前進させて冷却しながら板状に成形する化学強化用フロートガラスの製造方法であって、
前記溶融金属浴へ流入する前記溶融ガラスの温度をＴ０とし、
前記溶融金属浴の上流端から９．１ｍ下流の前記溶融ガラスの温度をＴ１としたとき、
Ｔ０−Ｔ１≧２００（℃）
である化学強化用フロートガラスの製造方法。

上記（１）に記載の発明によれば、溶融ガラスからのＯＨ抜け量が最も多い領域である溶融金属浴の上流端から９．１ｍ下流までの間において、溶融ガラスの粘度を２．０×１０^４（Ｐａ・ｓ）以上増加させるようにした。すなわち、上記領域において、溶融ガラスの温度を所定値以上低下させるようにしたので、溶融ガラスからのＯＨの拡散を抑制し、トップ面及びボトム面のＯＨ濃度差が大きくなることを抑制できる。したがって、本発明の化学強化用フロートガラスは、化学強化による応力を小さくすることなく、また化学強化前の研磨処理等を簡略化または省略しても、化学強化後におけるフロートガラスの反りを低減し、優れた平坦度を得ることができる。

上記（２）に記載の発明によれば、８５０〜１１００℃において粘度が２．５×１０^４Ｐａ・ｓであるガラスの溶融ガラスを用いて化学強化用フロートガラスを製造する場合、当該溶融ガラスからのＯＨ抜け量が最も多い領域である溶融金属浴の上流端から９．１ｍ下流までの間までの間において、溶融ガラスの温度を２００℃以上減少させるようにした。これにより、溶融ガラスからのＯＨの拡散を抑制し、トップ面及びボトム面のＯＨ濃度差が大きくなることを抑制できる。したがって、化学強化後のフロートガラスの反りを低減することが可能である。

本発明の化学強化用フロートガラスの製造装置の縦断面図である。図１の製造装置の横断面図である。本発明の化学強化用フロートガラスを化学強化した後、フラットパネルディスプレイ用のカバーガラスとして用いたフラットパネルディスプレイの断面図である。粘度の増加量η１−η０とΔ反り量換算値との関係を示すグラフである。温度の減少量Ｔ０−Ｔ１とΔ反り量換算値との関係を示すグラフである。最上流に位置する一対のトップロールの回転速度ＳとΔ反り量換算値との関係を示すグラフである。

本発明の化学強化用フロートガラスは、フロート法により成形され、成形時に溶融金属と接するボトム面と、該ボトム面に対向するトップ面と、を有する。本発明者らは、フロートガラスを化学強化することにより生じる反りの主原因は、以下に説明するように、トップ面とボトム面とのＯＨ濃度差であることを見出した。

フロート法によるガラスの製造においては、フロートバスに貯留された溶融金属の表面に、上流側から溶融ガラスを連続的に供給してガラスリボンを成形する。そして、フロートバスの下流側端部から成形後のガラスリボンを引き出し、レアーで徐冷することにより、板ガラスを製造する。

通常、フロート法によるガラスの製造においては、ガラス槽窯とフロートバスとの間がキャナルおよびスパウトでつながっており、流路が絞られるタイプの装置が用いられる。この場合、フロートバス内でガラスを広げる必要があるため、後述する別のタイプの装置に比べてより高温の溶融ガラスを溶融金属表面に流し出して成形する。

しかしながら、フロートバス内の露点が低いため、ガラス表面からＨ_２Ｏが拡散し、トップ面からは雰囲気中にＨ_２Ｏが拡散し、ボトム面からは溶融金属中にＨ_２Ｏが拡散する。そのため、このようなタイプの装置で製造されたフロートガラスは、内部（典型的には深さ約５０μｍ以上）のＯＨ濃度に比べ、表面（５〜１０μｍ）のＯＨ濃度が小さくなる。Ｈ_２Ｏの拡散係数は温度が高い方が高いため、より低温の溶融金属と接するフロートガラスのボトム面よりも露点の低いまたは温度の高い雰囲気と接するトップ面からのＨ_２Ｏの拡散量の方が多くなる。したがって、フロートガラスのボトム面よりもトップ面のＯＨ濃度が低くなる。

一方、フロート法によるガラスの製造において、ガラス槽窯とフロートバスの間で流路が絞られないタイプの装置が用いられる場合がある。このようなタイプの装置で製造する場合、フロートバス内でガラスを広げる必要がないため、先に述べたタイプの装置に比べて、より低温の溶融ガラスを高温の溶融金属に流し出して成形する。Ｈ_２Ｏの拡散係数は温度が高い方が高いため、フロートガラスのトップ面よりもボトム面の温度が高くなることがある。このような場合はトップ面よりもボトム面からのＨ_２Ｏの拡散量の方が多くなり、フロートガラスのトップ面よりもボトム面のＯＨ濃度が低くなる。

したがって、フロート法で製造されたガラスは、製造条件によりボトム面よりもトップ面のＯＨ濃度が低くなるか、またはトップ面よりもボトム面のＯＨ濃度が低くなり、トップ面とボトム面とのＯＨ濃度差が生じる。以下では、フロートガラスのボトム面よりもトップ面のＯＨ濃度が低くなる場合について主に説明するが、本発明はこれに限定されない。

ところで、ガラス中のＯＨ濃度が高いと、ガラスのＳｉ−Ｏ−Ｓｉの結合ネットワークの中に水素がＳｉＯＨの形で入り、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉの結合が切れる。ガラス中のＯＨ濃度が高いとＳｉ−Ｏ−Ｓｉの結合が切れる部分が多くなり、ガラス転移点などの熱特性が下がるため、高温でガラスを加熱する化学強化の際に応力緩和し、応力が低下する。

そのため、フロートガラスにおけるトップ面およびボトム面のうち、ＯＨ濃度が高いガラス面には化学強化の際に応力の入りが小さく、ＯＨ濃度が低いガラス面には化学強化の際に応力が入りやすいこととなる。

すなわち、ボトム面よりもトップ面のＯＨ濃度が低いフロートガラスを化学強化すると、ＯＨ濃度が高いボトム面よりもＯＨ濃度が低いトップ面に応力が強く入り、トップ面側に凸になるようにガラスが反ってしまい、反りが生じると考えられる。

一方、トップ面よりもボトム面のＯＨ濃度が低いフロートガラスを化学強化すると、ＯＨ濃度が高いトップ面よりもＯＨ濃度が低いボトム面に応力が強く入り、逆にボトム面側に凸になるようにガラスが反ってしまい、反りが生じると考えられる。

したがって、フロートガラスにおけるトップ面とボトム面とにおけるＯＨ濃度が近いほど、すなわち、トップ面とボトム面とのＯＨ濃度差の絶対値の値が小さければ小さいほど、化学強化後のトップ面とボトム面との応力の入り方が均衡する状態に近づき、反りが低減されることとなる。

（化学強化用フロートガラスの製造方法）
以上説明したような知見に基づき、本発明者らは、フロートガラスにおけるトップ面とボトム面とのＯＨ濃度差を小さくすることによって、化学強化後の反りを低減することが可能な、化学強化用フロートガラスの製造方法を発明した。

本発明の化学強化用フロートガラスは、図１及び図２に示すような製造装置によって製造される。図１及び図２において、１２はツイール、２２はツイールの下方にある固定耐火物、２３はスパウトのリップである。図面には省略されているが、溶融ガラス１は、原料がガラス槽窯内へ連続的に供給され、高温領域で溶解されることによって得られる。続いて、溶融ガラス１は、冷却領域に導かれて温度が調整される。次いで、溶融ガラス１は、接続溝１１、及びツイール１２とその下方にある固定耐火物２２とで形成される間隙２を通過し、スパウトのリップ２３を経てフロートバス１４内の溶融金属浴５へ流入する。

溶融金属浴５上に流入した溶融ガラス１は、その表面の幅方向両側部が、周囲に歯や溝を有する回転ロールであるトップロール３０によって押圧されることで、幅方向に張力が付与される。ここで、トップロール３０は、溶融ガラス１の幅方向両側に複数組配設されており、対をなすトップロール３０の回転軸３２同士が略ハの字状に拡開している。さらに複数のトップロール３０は、それぞれ回転速度を自由に設定することが可能であり、溶融ガラス１の進行速度を調整可能とされている。

なお、図２中、破線で示した１〜５ＢＡＹは、溶融金属浴５の上流端から下流側に沿った距離を表している。１ＢＡＹは３．０４８ｍ（約３．０ｍ）である。本実施形態では、溶融金属浴５に、複数組のトップロール３０が設けられているが、本発明はこの構成に限定されず、溶融金属浴５上流端から３ＢＡＹ（約９．１ｍ）下流側までの間に、少なくとも一対のトップロール３０が設けられていればよい。

ここで、本発明者らは、溶融金属浴５上における溶融ガラス１からのＯＨの拡散について理論的に解析するために、溶融ガラス１の厚さ方向に関するＯＨ挙動を、一次元の拡散現象と仮定することによって支配方程式を構築した。そして、当該支配方程式を用いて、溶融ガラス１内の位置、温度、厚さ、浴面上の滞在時間等の要素を導入したＯＨ濃度の解析を行った。その結果、溶融金属浴５の上流端から約９．１ｍ（３ＢＡＹ）下流までの間において、溶融ガラス１からのＯＨ抜け量が最も多くなることを見出した。すなわち、溶融金属浴５の上流端から約９．１ｍ下流までの間（以降、ＯＨ欠乏領域と呼ぶ）における溶融ガラス１からのＯＨの拡散が、トップ面とボトム面とのＯＨ濃度差、及びフロートガラスの化学強化後の反りに大きな影響を与えている可能性があることを見出した。

そこで、本発明では、特に、ＯＨ欠乏領域におけるフロートオペレーションを最適化するために、溶融ガラス１の温度（粘度）、厚さ、滞在時間等の条件を適切に設定することによって、フロートガラスの化学強化後の反りを低減することを実現した。

トップ面とボトム面のＯＨ濃度差を低減するためには、例えば、ＯＨ欠乏領域における溶融ガラス１の温度を従来よりも大きく下げることによって、すなわちＯＨ欠乏領域における溶融ガラス１の粘度を従来よりも大きく上げることによって、溶融ガラス１からのＯＨの拡散を抑制することが考えられる。

ここで、本発明は、組成によらず任意の溶融ガラス１に適用することが可能であり、溶融金属浴５へ流入する溶融ガラス１の粘度をη０とし、溶融金属浴５上流端からの９．１ｍ（３ＢＡＹ）下流の溶融ガラス１の粘度をη１としたとき、η１−η０≧２．０×１０^４（Ｐａ・ｓ）とすることが好ましく、η１−η０≧３．０×１０^４（Ｐａ・ｓ）とすることがさらに好ましい。

特に、化学強化用フロートガラスに適した組成を有する、粘度が２．５×１０^４Ｐａ・ｓとなる温度が８５０〜１１００℃であるガラスの溶融ガラス１を用いた場合には、溶融金属浴５へ流入する溶融ガラス１の温度をＴ０とし、溶融金属浴５上流端からの９．１ｍ下流の溶融ガラス１の温度をＴ１としたとき、Ｔ０−Ｔ１≧２００（℃）であることが好ましく、Ｔ０−Ｔ１≧２３０（℃）であることがさらに好ましい。

また、ＯＨ欠乏領域における溶融ガラス１の滞在時間を、従来よりも短縮することによって、溶融ガラス１からのＯＨの拡散を抑制することが考えられる。これにより、トップ面とボトム面のＯＨ濃度差を低減し、化学強化後の反り量を低減できる。

ここで、ＯＨ欠乏領域における溶融ガラス１の進行速度は、最上流に位置する一対のトップロール３０の回転速度Ｓと相関関係がある。したがって、ＯＨ欠乏領域における溶融ガラス１の滞在時間は、ＯＨ欠乏領域の長さ（９．１ｍ）を最上流に位置する一対のトップロール３０の回転速度Ｓで除した値と相関がある。そこで本発明では、上記回転速度Ｓについて、９．１／Ｓ≦２０（ｍｉｎ）を満たすように、さらに好ましくは９．１／Ｓ≦１０（ｍｉｎ）設定することによって、ＯＨ欠乏領域における溶融ガラス１の滞在時間を短縮化した。

また、ＯＨ欠乏領域における溶融ガラス１の滞在時間の短縮は、上述した最上流に位置する一対のトップロール３０の回転速度の調整以外にも、ＯＨ欠乏領域における他のトップロール３０の回転速度を調整することや、トップロール３０が配置される位置や角度を調整することによって実現することが可能である。例えば、ＯＨ欠乏領域においては対となるトップロール３０の間隔を狭めることによって溶融ガラス１の幅を広げず、ラインスピードを上げて下流側に速やかに送り、フロートバス１４下流域においては、対となるトップロール３０の間隔を広げることによって溶融ガラス１の幅を広げ、ガラスリボン４が所定の形状となるようにしてもよい。

フロートバス１４において成形されたガラスリボン４は、不図示の徐冷炉内において室温まで徐冷し、洗浄・検査・切断等の工程を経て化学強化用フロートガラスの製造工程を終了する。なお、トップロール３０によって押圧されたガラスリボン４の幅方向両側部には凸凹痕が進行方向に沿って形成されるので、切断工程において除去される。

このような工程を経て板状に成形された化学強化用フロートガラスを、化学強化することによって化学強化フロートガラスを得ることができる。化学強化は、ガラス転移点以下の温度でイオン交換によりガラス表面のイオン半径が小さなアルカリ金属イオン（典型的には、ＬｉイオンまたはＮａイオン）をイオン半径のより大きなアルカリイオン（典型的には、Ｋイオン）に交換することで、ガラス表面に圧縮応力層を形成する処理である。化学強化処理は従来公知の方法によって行うことができる。

なお、本発明により製造される化学強化用フロートガラスは、板厚が１．５ｍｍ以下であることが好ましく、１．１ｍｍ以下であることがより好ましい。また、典型的には０．７ｍｍ以上であるが必要に応じてこれより薄いものも使用される。

また、本発明により製造される化学強化用フロートガラスは、組成によらずに化学強化後の反りを低減することができるが、化学強化用フロートガラスの組成としては、例えば、以下のガラスの組成が挙げられる。
（ｉ）モル％で表示した組成で、ＳｉＯ_２を５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３を２〜２５％、Ｌｉ_２Ｏを０〜１０％、Ｎａ_２Ｏを０〜１８％、Ｋ_２Ｏを０〜１０％、ＭｇＯを０〜１５％、ＣａＯを０〜５％およびＺｒＯ_２を０〜５％を含むガラス。ここで、例えば「Ｋ_２Ｏを０〜１０％含有する」とは、Ｋ_２Ｏは必須ではないが本発明の目的を損なわない範囲で１０％まで含有してよい、の意である。
（ｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ_２を５０〜７４％、Ａｌ_２Ｏ_３を１〜１０％、Ｎａ_２Ｏを６〜１４％、Ｋ_２Ｏを３〜１１％、ＭｇＯを２〜１５％、ＣａＯを０〜６％およびＺｒＯ_２を０〜５％含有し、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３の含有量の合計が７５％以下、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの含有量の合計が１２〜２５％、ＭｇＯおよびＣａＯの含有量の合計が７〜１５％であるガラス
（ｉｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ_２を６８〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３を４〜１０％、Ｎａ_２Ｏを５〜１５％、Ｋ_２Ｏを０〜１％、ＭｇＯを４〜１５％およびＺｒＯ_２を０〜１％含有するガラス（ｉｖ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ_２を６７〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３を０〜４％、Ｎａ_２Ｏを７〜１５％、Ｋ_２Ｏを１〜９％、ＭｇＯを６〜１４％およびＺｒＯ_２を０〜１．５％含有し、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３の含有量の合計が７１〜７５％、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの含有量の合計が１２〜２０％であり、ＣａＯを含有する場合その含有量が１％未満であるガラス

また、フロートガラスの反り量は、三次元形状測定器（例えば三鷹光器株式会社製）で測定することができる。具体的には、フロートガラスの幅方向における数箇所において最高点と最下点の差を求め、これらの差の平均値に基づいて求める。また、化学強化前後におけるフロートガラスの反り量の変化は、Δ反り量［（化学強化後反り量）−（化学強化前反り量）］により測定することができる。本発明においては、１００ｍｍ角のフロートガラスを用いて測定し、板厚０．８ｍｍに換算した際のΔ反り量換算値が１００μｍ以下であることが好ましい。

以下、本発明のフロートガラスを化学強化した後、フラットパネルディスプレイ用のカバーガラスとして用いた例について説明する。図３は、カバーガラスが配置されたディスプレイ装置の断面図である。なお、以下の説明において、前後左右は図中の矢印の向きを基準とする。

ディスプレイ装置１０は、筐体１５内に設けられた表示パネル２０と、表示パネル２０の全面を覆い筐体１５の前方を囲うように設けられるカバーガラス４０と、を備える。

カバーガラス４０は、主として、ディスプレイ装置１０の美観や強度の向上、衝撃破損防止などを目的として設置されるものであり、全体形状が略平面形状の一枚の板状ガラスから形成される。カバーガラス４０は、表示パネル２０の表示側（前側）から離間するように（空気層を有するように）設置されていてもよく、透光性を有する接着膜（図示せず）を介して表示パネル２０の表示側に貼り付けられてもよい。

カバーガラス４０の表示パネル２０からの光を出射する前面には、機能膜４１が設けられる。表示パネル２０からの光が入射する背面には、表示パネル２０と対応する位置に機能膜４２が設けられる。なお、機能膜４１、４２は、図３では両面に設けたが、これに限らず前面または背面に設けてもよく、省略してもよい。

機能膜４１、４２は、例えば、周囲光の反射防止、衝撃破損防止、電磁波遮蔽、近赤外線遮蔽、色調補正、および／または耐傷性向上などの機能を有し、厚さおよび形状などは用途に応じて適宜選択される。機能膜４１、４２は、例えば、樹脂製の膜をカバーガラス４０に貼り付けることにより形成される。あるいは、蒸着法、スパッタ法またはＣＶＤ法などの薄膜形成法により形成されてもよい。

符号４４は、黒色層であり、例えば、顔料粒子を含むインクをカバーガラス４０に塗布し、これを紫外線照射、または加熱焼成した後、冷却することによって形成された被膜である。当該被膜４４が形成されることにより、筐体１５の外側からは表示パネル等が見えなくなり、外観の審美性が向上する。

以下に本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。

下記の組成の化学強化用フロートガラスを、フロートバス１４の長さ等の条件が異なる２つのライン（ラインＩ及びラインＩＩ）において、上述した製造方法によって製造した。
モル％表示で、ＳｉＯ_２を６４．２％、Ａｌ_２Ｏ_３を８．０％、ＭｇＯを１０．５％、ＣａＯが０．１％、ＳｒＯを０．１％、ＢａＯを０．１％、Ｎａ_２Ｏを１２．５％、Ｋ_２Ｏを４．０％、ＺｒＯ_２を０．５％含有するガラス
ここで、当該ガラスは、粘度が約２．５×１０^４Ｐａ・ｓとなる温度が約１０１０℃である。

このとき、溶融金属浴５へ流入する溶融ガラス１の温度Ｔ０と、溶融金属浴５上流端からの９．１ｍ下流の溶融ガラス１の温度Ｔ１と、を測定し、これらの位置における粘度η０、η１を求めた。なお、溶融金属浴５へ流入する溶融ガラス１の温度Ｔ０は、接続溝１１でのガラス素地に熱電対を接触させて測定した値である。また、溶融金属浴５上流端からの９．１ｍ下流の溶融ガラス１の温度Ｔ１は、ラインＩについては、２〜３ＢＡＹ中間部及び４〜５ＢＡＹ中間部において放射温度計で測定した２つの値を内挿して導出した値であり、ラインＩＩについては、２〜３ＢＡＹ中間部及び５〜６ＢＡＹ中間部において放射温度計で測定した２つの値を内挿して導出した値である。

また、フロートガラスの反り量を化学強化前に三鷹光器株式会社製三次元形状測定器（ＮＨ−３ＭＡ）で測定した。その後、各フロートガラスを硝酸カリウム溶融塩により化学強化した。そして、化学強化後のフロートガラスの反り量も同様に測定し、１００ｍｍ角のフロートガラスのΔ反り量（＝化学強化後反り量−化学強化前反り量）を算出した。ここで、Δ反り量は板厚の２乗に反比例するので、板厚の影響を除くため、以下の計算式により、Δ反り量を板厚０．８ｍｍの場合に換算し、Δ反り量換算値として算出した。
Δ反り量換算値＝Δ反り量×（板厚）^２÷０．８^２

図４には、ラインＩ及びラインＩＩで製造したフロートガラスについて、ＯＨ欠乏領域における溶融ガラス１の粘度の増加量η１−η０（Ｐａ・ｓ）と、Δ反り量換算値（μｍ）と、の関係を示した。ラインＩ及びラインＩＩともに、ＯＨ欠乏領域における粘度の増加量η１−η０が大きくなるにつれて、Δ反り量換算値が小さくなるのがわかる。これは、ＯＨ欠乏領域における粘度の増加量η１−η０が大きくなるにつれて、すなわちＯＨ欠乏領域における温度の減少量Ｔ０−Ｔ１が大きくなるにつれて、溶融ガラス１からのＯＨの拡散が抑制され、トップ面及びボトム面のＯＨ濃度差が大きくなることが抑制された結果だと考えられる。特に、η１−η０≧２．０×１０^４（Ｐａ・ｓ）の範囲ではほぼ全てのサンプルにおいて、η１−η０≧３．０×１０^４（Ｐａ・ｓ）の範囲では全てのサンプルにおいて、Δ反り量換算値が１００（μｍ）以下となり、化学強化後の反りが効果的に抑制されることが明らかとなった。

図５には、ラインＩ及びラインＩＩで製造したフロートガラスについて、ＯＨ欠乏領域における溶融ガラス１の温度の減少量Ｔ０−Ｔ１（℃）と、Δ反り量換算値（μｍ）と、の関係を示した。上述と同様の理由により、ラインＩ及びラインＩＩともに、ＯＨ欠乏領域における温度の減少量Ｔ０−Ｔ１が大きくなるにつれて、Δ反り量換算値が小さくなるのがわかる。特に、Ｔ０−Ｔ１≧２００（℃）の範囲ではほぼ全てのサンプルにおいて、Ｔ０−Ｔ１≧２３０（℃）の範囲では全てのサンプルにおいて、Δ反り量換算値が１００（μｍ）以下となり、化学強化後の反りが効果的に抑制されることが明らかとなった。

図６には、ラインＩ及びラインＩＩでフロートガラスを製造する際に最上流に位置する一対のトップロール３０の回転速度Ｓを変更した場合において、ＯＨ欠乏領域の長さ（９．１ｍ）を最上流に位置する一対のトップロール３０の回転速度Ｓで除した値である９．１／Ｓ（ｍｉｎ）と、Δ反り量換算値（μｍ）と、の関係を示した。ラインＩ及びラインＩＩともに、９．１／Ｓ（ｍｉｎ）が小さくなるにつれて、Δ反り量換算値が小さくなるのがわかる。これは、９．１／Ｓ（ｍｉｎ）が小さくなるにつれて、ＯＨ欠乏領域における溶融ガラス１の進行速度が速くなるため、溶融ガラス１から拡散するＯＨの絶対量が減少し、トップ面及びボトム面のＯＨ濃度差が大きくなることが抑制された結果だと考えられる。特に、９．１／Ｓ≦２０（ｍｉｎ）の範囲では全てのサンプルにおいて、Δ反り量換算値が１００（μｍ）以下となり、９．１／Ｓ≦１０（ｍｉｎ）の範囲では全てのサンプルにおいて、Δ反り量換算値が８０（μｍ）以下となり、化学強化後の反りが効果的に抑制されることが明らかとなった。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

本出願は、２０１２年６月４日出願の日本特許出願２０１２−１２７３９６に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１溶融ガラス
２間隙
４ガラスリボン
５溶融金属浴
１０ディスプレイ装置
１１接続溝
１２ツイール
１４フロートバス
１５筐体
２０表示パネル
２２固定耐火物
２３リップ
３０トップロール
３２回転軸
４０カバーガラス
４１、４２機能膜
４４黒色層

Claims

溶融ガラスを溶融金属浴に流入させ、
前記溶融ガラスを前記溶融金属浴の浴面上を前進させて冷却しながら板状に成形する化学強化用フロートガラスの製造方法であって、
前記溶融金属浴へ流入する前記溶融ガラスの粘度をη０とし、
前記溶融金属浴の上流端から９．１ｍ下流の前記溶融ガラスの粘度をη１としたとき、
η１−η０≧２．０×１０^４（Ｐａ・ｓ）
である化学強化用フロートガラスの製造方法。
粘度が２．５×１０^４Ｐａ・ｓとなる温度が８５０〜１１００℃であるガラスの溶融ガラスを溶融金属浴に流入させ、
前記溶融ガラスを前記溶融金属浴の浴面上を前進させて冷却しながら板状に成形する化学強化用フロートガラスの製造方法であって、
前記溶融金属浴へ流入する前記溶融ガラスの温度をＴ０とし、
前記溶融金属浴の上流端から９．１ｍ下流の前記溶融ガラスの温度をＴ１としたとき、
Ｔ０−Ｔ１≧２００（℃）
である化学強化用フロートガラスの製造方法。