JP6131801B2 - ガラス板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス板の製造方法に関する。

従来、調理器用トッププレートなどに、中央に凹部が形成されたガラス板が用いられている。このようなガラス板は、例えば、リヒートプレス成形法等により製造されている。

凹凸を有するガラス板の別の製造方法として、例えば特許文献１に記載されているようなロールアウト成形法が挙げられる。ロールアウト成形法によれば、凹凸を有するガラス板をガラス融液から直接製造することができる。従って、凹凸を有するガラス板を安価に製造することができる。

特開２００５−４１７２６号公報

しかしながら、従来は、ロールアウト成形法を用いて、中央に凹部が形成されたガラス板を高い形状精度で製造するという発想は存在しなかった。

本発明の主な目的は、中央に凹部が形成されたガラス板を高い形状精度で製造し得る方法を提供することにある。

本発明に係るガラス板の製造方法は、一の主面の中央部に凹部が形成されたガラス板を製造する方法である。本発明に係るガラス板の製造方法では、凹部に対応した第１の凸部を有する第１の成形ロールと、第２の成形ロールとの間にガラス融液を供給し、ロールアウト成形することによりマザーガラス板を得る成形工程を行う。マザーガラス板を、相互に間隔をおいて配された複数の搬送ロールにより搬送しながら冷却する。マザーガラス板を幅方向に延びる切断ラインに沿って切断するとともに、少なくとも幅方向における両端部を切除することによりガラス板を得る切除工程を行う。第１の成形ロールは、第１の成形ロールの軸心方向における第１の凸部の一方側に位置する第２の凸部と、第１の成形ロールの軸心方向における第１の凸部の他方側に位置する第３の凸部とを有する。成形工程において、凹部に加えて、第２の凸部により成形され、マザーガラス板の幅方向の一方側端辺に到る第２の凹部と、第３の凸部により成形され、マザーガラス板の幅方向の他方側端辺に到る第３の凹部とを有するマザーガラス板を成形する。切除工程において、マザーガラス板の第２の凹部が形成された部分と、第３の凹部が形成された部分とを切除する。

本発明に係るガラス板の製造方法では、マザーガラス板の凹部が設けられた部分の厚みに対する、第２又は第３の凹部が設けられた部分の厚みの比（（第２又は第３の凹部が設けられた部分の厚み）／（マザーガラス板の凹部が設けられた部分の厚み））が、０．７８〜１．２８であることが好ましい。

本発明に係るガラス板の製造方法では、第２及び第３の凹部を、それぞれ、マザーガラス板の延びる方向において、凹部の一方側端部よりもさらに一方側から、凹部の他方側端部よりもさらに他方側に跨がるように形成することが好ましい。

本発明に係るガラス板の製造方法では、マザーガラス板は、複数の第２の凹部及び複数の第３の凹部を有していてもよい。マザーガラス板の延びる方向において第２の凹部同士が離間しているとともに、第３の凹部同士が離間していてもよい。切除工程において、第２及び第３の凹部が設けられていない部分を通過する切断ラインに沿ってマザーガラス板を切断した後に、少なくとも幅方向における両端部を切除することが好ましい。

本発明に係るガラス板の製造方法では、切断ラインに沿ってスクライブ線を形成した後にマザーガラス板を折り割ってもよい。

本発明に係るガラス板の製造方法では、第１の成形ロールは、回転シャフトに取り付けられており、第１の成形ロールが、ガラス融液が接触する部分よりも軸心方向における外側に、横断面が円形である部分を有することが好ましい。

本発明によれば、中央に凹部が形成されたガラス板を高い形状精度で製造し得る方法を提供することができる。

本発明の一実施形態において製造されるガラス板の模式的平面図である。 図１の線ＩＩ−ＩＩにおける模式的断面図である。 本発明の一実施形態におけるガラス板の製造装置の一部分を表す模式的側面図である。 本発明の一実施形態における第１の成形ロールの外表面の模式的展開図である。 本発明の一実施形態における第２の成形ロールの外表面の模式的展開図である。 図６は、第１の成形ロールと第２の成形ロールを用いた成形時における図４の線ＶＩ−ＶＩの模式的断面図である。 本発明の一実施形態において作製されたマザーガラス板の模式的平面図である。 本発明の一実施形態において作製されたガラス原板の模式的平面図である。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。

また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。

（ガラス板１）
図１は、本実施形態において製造されるガラス板の模式的平面図である。図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩにおける模式的断面図である。本実施形態では、図１及び図２に示すガラス板１の製造方法について説明する。

図２に示されるように、ガラス板１は、第１の主面１１と、第２の主面１２とを有する。第２の主面は、略平面である。一方、第１の主面１１は、凹部１１ａを有する。凹部１１ａは、第１の主面１１の中央部に位置している。凹部１１ａは、第１の主面１１の周縁部を除く中央部の実質的に全体に設けられている。凹部１１ａは、第１の主面１１の周縁部に設けられた額縁状の凸部１１ｂにより包囲されている。

凹部１１ａと、第１の主面１１とは、それぞれ、略矩形状、具体的には、角部が丸められた矩形状である。凹部１１ａの形状と、第１の主面１１の形状とは、実質的に相似形である。第１の主面１１の長辺の長さに対する凹部１１ａの長辺の長さの比（（凹部１１ａの長辺の長さ）／（第１の主面１１の長辺の長さ））は、０．９３〜０．９７であることが好ましい。第１の主面１１の短辺の長さに対する凹部１１ａの短辺の長さの比（（凹部１１ａの短辺の長さ）／（第１の主面１１の短辺の長さ））は、０．９３〜０．９５程度であることが好ましい。凹部１１ａの面積は、第１の主面１１の面積の０．８７〜０．９１であることが好ましく、０．８８〜０．９０であることがより好ましい。

凸部１１ｂの厚みに対する凹部１１ａの厚みの比（（凹部１１ａの厚み）／（凸部１１ｂの厚み））は、０．６７〜０．９５であることが好ましく、０．７０〜０．９１であることがより好ましい。凹部１１ａの厚みは、具体的には、３．７５ｍｍ〜４．３５ｍｍ程度とすることができる。凸部１１ｂの厚みは、具体的には、４．７５ｍｍ〜５．３５ｍｍ程度とすることができる。

（ガラス板１の製造方法）
次に、ガラス板１の製造方法について、図３〜図８を参照しながら説明する。

図３は、本実施形態におけるガラス板の製造装置２０の一部分を表す模式的側面図である。図４は、本実施形態における第１の成形ロール２１の外表面の模式的展開図である。図５は、本実施形態における第２の成形ロール２２の外表面の模式的展開図である。図６は、第１の成形ロール２１と第２の成形ロール２２を用いた成形時における図４の線ＶＩ−ＶＩの模式的断面図である。

図３に示されるように、製造装置２０は、第１の成形ロール２１と、第２の成形ロール２２とを有する。第１の成形ロール２１と第２の成形ロール２２とは、第１の成形ロール２１の軸心と第２の成形ロール２２の軸心とが平行になるように配されている。第１の成形ロール２１と第２の成形ロール２２とは、相互に間隔をおいて配されている。

第１の成形ロール２１は、第１の回転シャフト２１Ａに取り付けられている。この第１の回転シャフト２１Ａによって第１の成形ロール２１が回転駆動される。第２の成形ロール２２は、第２の回転シャフト２２Ａに取り付けられている。この第２の回転シャフト２２Ａによって第２の成形ロール２２が回転駆動される。第２の成形ロール２２の回転方向と、第１の成形ロール２１の回転方向とは互いに逆方向である。

第１の成形ロール２１と第２の成形ロール２２との間には、ガラス供給部２３からガラス融液２４が供給される。ガラス融液２４は、第１の成形ロール２１と第２の成形ロール２２とによりロールアウト成形される。これにより、マザーガラス板２５が作製される。

マザーガラス板２５は、第１及び第２の成形ロール２１，２２の間から、一旦下方に向かって移動し、その後、相互に間隔を置いて配された複数の搬送ロール２６の上を略水平に搬送される。マザーガラス板２５は、搬送ロール２６の上を搬送されながら、図示しないアニール炉により徐冷される。

製造装置２０は、切断機構２７を有する。この切断機構２７によって、冷却されたマザーガラス板２５が幅方向に沿って切断され、ガラス原板５０が作製される。マザーガラス板２５の切断機構２７は、例えば、マザーガラス板２５にスクライブ線を形成する機構と、スクライブ線が形成されたマザーガラス板２５を折り割る機構とを有していてもよい。

図４に示されるように、第１の成形ロール２１の表面２１ａには、第１の凸部３１と、第２の凸部３２と、第３の凸部３３とが形成されている。一方、図５に示されるように、第２の成形ロール２２の表面２２ａには凸部は形成されていない。

第１の凸部３１は、ガラス板１において凹部１１ａを形成するための凸部である。このため、第１の凸部３１の形状寸法は、凹部１１ａの形状寸法に応じて設けられている。

第２の凸部３２は、第１の成形ロール２１の軸心方向における第１の凸部３１の一方側に位置している。第２の凸部３２は、凸部３２ａと、凸部３２ａの軸心方向外側に設けられた凸部３２ｂとを有する。凸部３２ａは、周方向における一部に設けられている。凸部３２ａは、周方向において、第１の凸部３１の一方側端部よりもさらに一方側から、第１の凸部３１の他方側端部よりもさらに他方側に跨がって設けられている。つまり、凸部３２ａの周方向の幅は、第１の凸部３１の周方向の幅よりも長い。一方、凸部３２ｂは、全周にわたって設けられている。このため、第１の成形ロール２１の凸部３２ｂが設けられた部分の横断面は、円形である。図６に示されるように、凸部３２ａはガラス融液２４に接触している一方、凸部３２ｂはガラス融液２４に接触していない。凸部３２ｂは、ガラス融液２４よりも軸心方向において外側に位置している。

第３の凸部３３は、第１の成形ロール２１の軸心方向における第１の凸部３１の他方側に位置している。第３の凸部３３は、凸部３３ａと、凸部３３ａの軸心方向外側に設けられた凸部３３ｂとを有する。凸部３３ａは、周方向における一部に設けられている。凸部３３ａは、周方向において、第１の凸部３１の一方側端部よりもさらに一方側から、第１の凸部３１の他方側端部よりもさらに他方側に跨がって設けられている。一方、凸部３３ｂは、全周にわたって設けられている。このため、第１の成形ロール２１の凸部３３ｂが設けられた部分の横断面は、円形である。凸部３２ａは、ガラス融液２４に接触している一方、凸部３３ｂはガラス融液２４に接触していない。凸部３３ｂは、ガラス融液２４よりも外側に位置している。

ところで、高い形状精度を有するガラス板１を得るためには、第１の成形ロール２１と第１の回転シャフト２１Ａとの偏心を小さくすることが必要である。

本実施形態では、第１の成形ロール２１が、ガラス融液２４が接触する部分よりも軸心方向における外側に、横断面が円形である部分を有する。このため、第１の成形ロール２１を第１の回転シャフト２１Ａに取り付けた後に、第１の成形ロール２１の横断面が円形である部分にゲージなどを押し当てて第１の回転シャフト２１Ａの軸心から第１の成形ロール２１の表面までの距離を測定することによって、第１の回転シャフト２１Ａと第１の成形ロール２１との偏心を検出することができる。このため、第１の成形ロール２１の第１の回転シャフト２１Ａに対する偏心を抑制することができる。従って、厚みむらの少ない、高い形状精度を有するガラス板１を製造し得る。

図７は、本実施形態において作製されたマザーガラス板２５の模式的平面図である。第１及び第２の成形ロール２１，２２が上記のような構成を有しているため、マザーガラス板２５は、凹部１１ａと、第２の凹部４２と、第３の凹部４３とを有する。凹部１１ａ、第２の凹部４２及び第３の凹部４３は、それぞれ、マザーガラス板２５の延びる方向に沿って相互に間隔を置いて複数設けられている。マザーガラス板２５の延びる方向において隣り合う凹部１１ａ同士は、相互に離間している。マザーガラス板２５の延びる方向において隣り合う第２の凹部４２同士は、相互に離間している。マザーガラス板２５の延びる方向において隣り合う第３の凹部４３同士は、相互に離間している。

第２の凹部４２は、第２の凸部３２の凸部３２ａによって形成された部分である。第２の凹部４２は、マザーガラス板２５の幅方向の一方側端辺２５ａに到っている。第２の凹部４２は、マザーガラス板２５の延びる方向において、凹部１１ａの一方側端部よりもさらに一方側から、凹部１１ａの他方側端部よりもさらに他方側に跨がって形成されている。

第３の凹部４３は、第３の凸部３３の凸部３３ａによって形成された部分である。第３の凹部４３は、マザーガラス板２５の幅方向の他方側端辺２５ｂに到っている。第３の凹部４３は、マザーガラス板２５の延びる方向において、凹部１１ａの一方側端部よりもさらに一方側から、凹部１１ａの他方側端部よりもさらに他方側に跨がって形成されている。

図３に示されるように、マザーガラス板２５は、複数の搬送ロール２６の上を搬送されて冷却された後に、切断機構２７によって切断される。具体的には、マザーガラス板２５の幅方向に延びる仮想の切断ラインＬ１（図７を参照）に沿って切断される。これにより、図８に示されるガラス原板５０が得られる。具体的には、切断ラインＬ１に沿ってスクライブ線を形成する。その後、そのスクライブ線に沿ってマザーガラス板２５を折り割ることによりガラス原板５０を得る。本実施形態では、図４に示すように、第１の成形ロール２１において、凸部３２ａは、周方向における一部に設けられているため、マザーガラス板２５の幅方向において、凹部１１ａ、第２の凹部４２及び第３の凹部４３のいずれもが設けられていない略均一厚みの部分が形成され、その部分を通過する切断ラインＬ１に沿ってスクライブ線を形成する。このため、スクライブ線を容易に形成することができる。したがって、マザーガラス板２５を好適に折り割ることができる。よって、高い形状精度を有するガラス原板５０を得ることができる。

図８に示されるように、ガラス原板５０は、中央部５１と、第１の切除部５２と、第２の切除部５３と、第３の切除部５４と、第４の切除部５５とを有する。

中央部５１は、ガラス板１を構成するための部分である。中央部５１は、凹部１１ａを含む。第１の切除部５２は、中央部５１の幅方向（ｘ軸方向）の一方側に位置している。第１の切除部５２は、第２の凹部４２を含む。第２の切除部５３は、中央部５１の幅方向（ｘ軸方向）の他方側に位置している。第２の切除部５３は、第３の凹部４３を含む。第３の切除部５４は、中央部５１の幅方向に直交するｙ軸方向の一方側に位置している。第４の切除部５５は、中央部５１のｙ軸方向の他方側に位置している。

なお、本発明において、ガラス原板は、第１及び第２の切除部のみを有し、第３及び第４の切除部を有していなくてもよい。

次に、ガラス原板５０から第１〜第４の切除部５２〜５５を切除する。これにより、図１及び図２に示されるガラス板１を得ることができる。なお、第１〜第４の切除部５２〜５５の切除方法は特に限定されない。第１〜第４の切除部５２〜５５の切除は、例えば、スクライブ、ダイシング、レーザー切断、研磨等により行うことができる。

ところで、凹部１１ａのみを有するガラス板１を製造する場合、一般的には、マザーガラス板２５に、第２及び第３の凹部４２，４３を形成せず、凹部１１ａのみを形成することを検討する。

しかしながら、本発明者らは、鋭意研究の結果、マザーガラス板２５に凹部１１ａのみを形成した場合は、高い形状精度を有するガラス板１を製造することが困難であることを見出した。具体的には、本発明者らは、凹部１１ａのみをマザーガラス板２５に形成した場合は、マザーガラス板２５の両端部が波打ち、その結果、得られるガラス板１の平坦度が低下することを見出した。

この理由としては、定かではないが、以下の理由が考えられる。すなわち、マザーガラス板２５の凹部１１ａが形成された中央部と、両端部とで厚み偏差が大きいため、中央部と両端部とで冷却速度が大きく異なる。このため、冷却時における中央部の熱収縮量と両端部の熱収縮量とが大きく異なる。従って、マザーガラス板２５の両端部が波打つものと考えられる。

ここで、本実施形態では、マザーガラス板２５に第２及び第３の凹部４２，４３を形成し、マザーガラス板２５の中央部の厚みと両端部の厚みとの差を小さくしている。このため、冷却時におけるマザーガラス板２５の中央部の熱収縮量と両端部の熱収縮量との差を小さくすることができる。よって、マザーガラス板２５が波打つことを抑制することができる。その結果、平坦度が高く、高い形状精度を有するガラス板１を製造し得る。

実際に実験を行ったところ、第２及び第３の凹部４２，４３を設けなかった場合は、マザーガラス板２５の両端部が大きく波打った一方、第２及び第３の凹部４２，４３を設けた場合は、マザーガラス板２５の両端部の波打ちが大きく抑制されることが確認された。

より高い形状精度を有するガラス板１を得る観点からは、マザーガラス板２５の凹部１１ａが形成された部分の厚みに対する、第２又は第３の凹部４２，４３が形成された部分の厚みの比（（第２又は第３の凹部４２，４３が形成された部分の厚み）／（マザーガラス板２５の凹部１１ａが形成された部分の厚み））が、０．７８〜１．２８であることが好ましく、０．８０〜１．２０であることがより好ましい。

より高い形状精度を有するガラス板１を得る観点からは、第１の成形ロール２１には、凸部３２ａが、周方向において、第１の凸部３１の一方側端部よりもさらに一方側から、第１の凸部３１の他方側端部よりもさらに他方側に跨がって設けられていることが好ましい。凸部３３ａが、周方向において、第１の凸部３１の一方側端部よりもさらに一方側から、第１の凸部３１の他方側端部よりもさらに他方側に跨がって設けられていることが好ましい。この場合、ガラス板１を構成するための中央部５１が波打つことを効果的に抑制できるためである。

１：ガラス板
１１：第１の主面
１１ａ：凹部
１１ｂ：凸部
１２：第２の主面
２０：製造装置
２１：第１の成形ロール
２１ａ：表面
２１Ａ：第１の回転シャフト
２２：第２の成形ロール
２２ａ：表面
２２Ａ：第２の回転シャフト
２３：ガラス供給部
２４：ガラス融液
２５：マザーガラス板
２５ａ：マザーガラス板の一方側端辺
２５ｂ：マザーガラス板の他方側端辺
２６：搬送ロール
２７：切断機構
３１：第１の凸部
３２：第２の凸部
３３：第３の凸部
３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ：凸部
４２：第２の凹部
４３：第３の凹部
５０：ガラス原板
５１：中央部
５２：第１の切除部
５３：第２の切除部
５４：第３の切除部
５５：第４の切除部

Claims (6)

1. 一の主面の中央部に凹部が形成されたガラス板を製造する方法であって、
   前記凹部に対応した第１の凸部を有する第１の成形ロールと、第２の成形ロールとの間にガラス融液を供給し、ロールアウト成形することによりマザーガラス板を得る成形工程と、
   前記マザーガラス板を、相互に間隔をおいて配された複数の搬送ロールにより搬送しながら冷却する工程と、
   を備え、
   前記第１の成形ロールは、前記第１の成形ロールの軸心方向における前記第１の凸部の一方側に位置する第２の凸部と、前記第１の成形ロールの軸心方向における前記第１の凸部の他方側に位置する第３の凸部とを有し、
   前記成形工程において、前記凹部に加えて、前記第２の凸部により成形され、前記マザーガラス板の幅方向の一方側端辺に到る第２の凹部と、前記第３の凸部により成形され、前記マザーガラス板の幅方向の他方側端辺に到る第３の凹部とを有するマザーガラス板を成形し、
   前記マザーガラス板を幅方向に延びる切断ラインに沿って切断して、前記凹部、前記第２の凹部、および前記第３の凹部を含むガラス原板を得るとともに、前記ガラス原板の幅方向の一方側に位置し前記第２の凹部を含む第１の切除部、および他方側に位置し前記第３の凹部を含む第２の切除部をそれぞれ前記ガラス原板から切除することにより、前記ガラス板を得る切除工程をさらに備える、ガラス板の製造方法。
2. 前記マザーガラス板の前記凹部が設けられた部分の厚みに対する、前記第２又は第３の凹部が設けられた部分の厚みの比（（前記第２又は第３の凹部が設けられた部分の厚み）／（前記マザーガラス板の前記凹部が設けられた部分の厚み））が、０．７８〜１．２８である、請求項１に記載のガラス板の製造方法。
3. 前記第２及び第３の凹部を、それぞれ、前記マザーガラス板の延びる方向において、前記凹部の一方側端部よりもさらに一方側から、前記凹部の他方側端部よりもさらに他方側に跨がるように形成する、請求項１または２に記載のガラス板の製造方法。
4. 前記マザーガラス板は、複数の前記第２の凹部及び複数の前記第３の凹部を有し、
   前記マザーガラス板の延びる方向において前記第２の凹部同士が離間しているとともに、前記第３の凹部同士が離間しており、
   前記切除工程において、前記マザーガラス板を幅方向に延びる切断ラインに沿って切断した後に、前記第１の切除部及び前記第２の切除部を切除する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法。
5. 前記切断ラインに沿ってスクライブ線を形成した後に前記マザーガラス板を折り割る、請求項４に記載のガラス板の製造方法。
6. 前記第１の成形ロールは、回転シャフトに取り付けられており、
   前記第１の成形ロールは、前記ガラス融液が接触する部分よりも軸心方向における外側に、横断面が円形である部分を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法。

Images