JP6276218B2

JP6276218B2 - ガラス板の製造方法

Info

Publication number: JP6276218B2
Application number: JP2015100761A
Authority: JP
Inventors: 浩幸苅谷; 孝至小林
Original assignee: Avanstrate Inc; Avanstrate Asia Pte Ltd
Current assignee: Avanstrate Inc; Avanstrate Asia Pte Ltd
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2015-05-18
Publication date: 2018-02-07
Anticipated expiration: 2034-03-17
Also published as: CN203890214U; JP5797294B2; JP2015147732A; KR20140118848A; JP2014208572A; KR102142160B1; TW201441166A; TWI618679B

Description

本発明は、ガラス板の製造方法に関する。

ガラス板の製造方法として、オーバーフローダウンドロー法が知られている。オーバーフローダウンドロー法では、成形体に熔融ガラスを供給して、成形体の上面から熔融ガラスを溢れさせ、成形体の両側の壁面に沿って流下し、合流した熔融ガラスを、下方に引き出すことによって板状に成形される。成形体の上面には一方向（長手方向）に延びる溝が形成され、熔融ガラスは、この溝内に供給される。
成形体には、一般に、長手方向の両端部に、ガラス導入キャップと呼ばれるカバー部材が取り付けられている（特許文献１）。このうち、一方の端部に取り付けられるガラス導入キャップには、外部から移送される熔融ガラスが通るガラス供給管が接続され、熔融ガラスが成形体の溝内に導入される。

ガラス導入キャップは、通常、白金または白金合金の板金部材に対し、曲げ、溶接等の板金加工を施すことによって作成される。しかし、このような板金加工が行われると、曲げや溶接によって歪みが生じることで、ねじれ等の変形が起きやすく、ガラス導入キャップの加工精度を上げることは困難である。そこで、ガラス導入キャップを確実に成形体に嵌め合わせるために、成形体の外形に対しクリアランスを設けて、ガラス導入キャップを作成することが行われている。しかし、このようにしてできるガラス導入キャップと成形体との間の隙間は、ガラス板の製造時にガラス導入キャップが高温雰囲気に曝されることで、成形体との熱膨張率の違いに起因して、さらに広がることがある。このような隙間の広がりは、ガラス導入キャップのうち異なる部分同士で温度差が生じた場合にも起こりうる。

成形体とガラス導入キャップとの間の隙間が大きくなると、ガラス成形時に、熔融ガラスがこの隙間に入り込みやすくなる。

国際公開第２０１２／１３７６１６号パンフレット

本発明は、成形体とガラス導入キャップとの間の隙間に熔融ガラスが進入するのを抑え、品質の高いガラス板を製造することができるガラス板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、ガラス供給管を通って成形装置に供給された熔融ガラスを板状に成形する成形工程を備えるガラス板の製造方法である。
前記成形装置は、上方を向くよう開口する溝が形成された上面と、前記上面に接続され、前記溝の延びる方向の一端が開口する端面と、前記上面及び前記端面に接続され、前記上面及び前記端面を挟むよう互いに対向する２つの側面とを有する成形体、前記成形体に取り付けられるとともに前記ガラス供給管に接続され、前記ガラス供給管内の熔融ガラスを前記成形体の溝内に導入するガラス導入キャップ、及び、前記ガラス導入キャップが取り付けられた前記成形体を前記溝の延びる方向の両側から挟持する１対の支持部材と、を備え、
前記ガラス導入キャップは、
前記成形体の溝の一端を塞ぐよう前記成形体の端面に対向して配される端面カバー部を含み、
前記１対の支持部材のうち前記端面側の支持部材は、前記ガラス供給管が接続される前記端面カバー部の部分と異なる前記端面カバー部の領域に当接して、前記端面カバー部を前記成形体の端面に押し付け、
前記端面カバー部の前記成形体の端面への押し付けでは、前記支持部材とは別に、前記ガラス導入キャップに対し前記成形体と反対側に配された押し当て部材を、前記支持部材に比べて、前記ガラス導入キャップの前記ガラス供給管と接続される接続部分に近い場所に押し当てて保持する、
ことを特徴とする。

前記ガラス導入キャップは、外部構造によって、前記端面カバー部が前記成形体の端面に押し付けられるとともに当該押し付けられた状態が保持されることが好ましい。

本発明によれば、成形体とガラス導入キャップとの間の隙間に熔融ガラスが進入するのを抑え、品質の高いガラス板を製造することができる。

本実施形態のガラス板の製造方法の工程の一例を示す図である。図１に示す熔解工程〜切断工程を行う装置の一例を模式的に示す図である。（ａ）は、本実施形態のガラス板の製造方法で用いられる成形体、ガラス導入キャップを分解して示す図である。（ｂ）は、成形体にガラス導入キャップが取り付けられた状態を示す図である。（ｃ）は、成形体にガラス導入キャップが押し付けられた状態を示す図である。（ａ）は、成形体に取り付けられたガラス導入キャップの上方から見た断面を示す図である。（ｂ）は、成形体の端面を正面視して示す図である。図４（ａ）に示す態様の変形例を示す図である。

以下、本発明のガラス板の製造方法について説明する。

図１は、本実施形態のガラス板の製造方法の工程の一例を示す図である。

（ガラス板の製造方法の全体概要）
ガラス板の製造方法は、熔解工程（ＳＴ１）と、清澄工程（ＳＴ２）と、均質化工程（ＳＴ３）と、供給工程（ＳＴ４）と、成形工程（ＳＴ５）と、徐冷工程（ＳＴ６）と、切断工程（ＳＴ７）と、を主に有する。この他に、研削工程、研磨工程、洗浄工程、検査工程、梱包工程等を有し、梱包工程で積層された複数のガラス板は、納入先の業者に搬送される。

熔解工程（ＳＴ１）は熔解槽で行われる。熔解槽では、ガラス原料を、熔解槽に蓄えられた熔融ガラスの液面に投入し、加熱することにより熔融ガラスを作る。さらに、熔解槽の内側側壁の１つの底部に設けられた流出口から下流工程に向けて熔融ガラスを流す。
熔解槽の熔融ガラスの加熱は、熔融ガラス自身に電気が流れて自ら発熱し加熱する方法に加えて、バーナーによる火焔を補助的に与えてガラス原料を熔解することもできる。なお、ガラス原料には清澄剤が添加される。清澄剤として、ＳｎＯ₂，Ａｓ₂Ｏ₃，Ｓｂ₂Ｏ₃等が知られているが、特に制限されない。しかし、環境負荷低減の点から、清澄剤としてＳｎＯ₂（酸化錫）を用いることができる。

清澄工程（ＳＴ２）は、少なくとも清澄槽において行われる。清澄工程では、清澄槽内の熔融ガラスが昇温されることにより、熔融ガラス中に含まれるＯ₂、ＣＯ₂あるいはＳＯ₂を含んだ泡が、清澄剤の還元反応により生じたＯ₂を吸収して成長し、熔融ガラスの液面に泡は浮上して放出される。さらに、清澄工程では、熔融ガラスの温度を低下させることにより、清澄剤の還元反応により得られた還元物質が酸化反応をする。これにより、熔融ガラスに残存する泡中のＯ₂等のガス成分が熔融ガラス中に再吸収されて、泡が消滅する。清澄剤による酸化反応及び還元反応は、熔融ガラスの温度を制御することにより行われる。なお、清澄工程は、減圧雰囲気の空間を清澄槽につくり、熔融ガラスに存在する泡を減圧雰囲気で成長させて脱泡させる減圧脱泡方式を用いることもできる。この場合、清澄剤を用いない点で有効である。なお、清澄工程では、酸化錫を清澄剤として用いた清澄方法を用いる。

均質化工程（ＳＴ３）では、清澄槽から延びる配管を通って供給された攪拌槽内の熔融ガラスを、スターラを用いて攪拌することにより、ガラス成分の均質化を行う。これにより、脈理等の原因であるガラスの組成ムラを低減することができる。
供給工程（ＳＴ４）では、攪拌槽から延びる配管を通して熔融ガラスが成形装置に供給される。

成形装置では、成形工程（ＳＴ５）及び徐冷工程（ＳＴ６）が行われる。
成形工程（ＳＴ５）では、熔融ガラスをシートガラスに成形し、シートガラスの流れを作る。成形には、オーバーフローダウンドロー法が用いられる。
徐冷工程（ＳＴ６）では、成形されて流れるシートガラスが所望の厚さになり、内部歪が生じないように、さらに、反りが生じないように冷却される。
切断工程（ＳＴ７）では、切断装置において、成形装置から供給されたシートガラスを所定の長さに切断することで、板状のガラス板を得る。切断されたガラス板はさらに、所定のサイズに切断され、目標サイズのガラス板が作られる。この後、ガラス板の端面の研削、研磨が行われ、ガラス板の洗浄が行われ、さらに、気泡や脈理等の異常欠陥の有無が検査された後、検査合格品のガラス板が最終製品として梱包される。

図２は、本実施形態における熔解工程（ＳＴ１）〜切断工程（ＳＴ７）を行う装置の一例を模式的に示す図である。当該装置は、図２に示すように、主に熔解装置１００と、成形装置２００と、切断装置３００と、を有する。熔解装置１００は、熔解槽１０１と、清澄槽１０２と、攪拌槽１０３と、移送管１０４，１０５と、ガラス供給管１０６と、を有する。
図２に示す熔解装置１０１では、ガラス原料の投入がバケット１０１ｄを用いて行われる。清澄槽１０２では、熔融ガラスＭＧの温度を調整して、清澄剤の酸化還元反応を利用して熔融ガラスＭＧの清澄が行われる。さらに、攪拌槽１０３では、スターラ１０３ａによって熔融ガラスＭＧが攪拌されて均質化される。成形装置２００では、成形体２１０を用いたオーバーフローダウンドロー法により、熔融ガラスＭＧからシートガラスＳＧが成形される。成形装置２００は、成形工程（ＳＴ５）が行われる成形炉と、徐冷工程（ＳＴ６）が行われる徐冷炉とを有し、成形炉には、成形体２１０、後述するガラス導入キャップが配されている。

（ガラス導入キャップを成形体に取り付けるための構成）
次に、図３を参照して、ガラス導入キャップを成形体２１０に取り付けるための構成について説明する。なお、成形体２１０は、図４（ａ）、図５において、端面２１４側の部分を省略して示されている。
図３（ａ）は、本実施形態のガラス板の製造方法で用いられる成形体、ガラス導入キャップを分解して示す図である。図３（ｂ）は、成形体にガラス導入キャップが取り付けられた状態を示す図である。図３（ｃ）は、成形体にガラス導入キャップが押し付けられた状態を示す図である。
まず、成形体２１０とガラス導入キャップ３１０について説明する。

（ａ）成形体
成形体２１０は、一方向に延びる長尺状の構造体であり、上方を向いて開口する溝２１１ａが形成された上面２１１と、上面２１１に接続される２つの端面２１２、２１４と、上面２１１および端面２１２，２１４に接続される２つの側面２１３（図４（ａ）参照）と、を有する。
上面２１１は、端面２１２側から端面２１４側に進むにつれて端面２１４側の上端が低くなるよう傾斜している。一方、溝２１１ａは、端面２１２側から端面２１４側に進むにつれて溝深さが浅くなっている。成形工程で、溝２１１ａに供給された熔融ガラスは、溝２１１ａから溢れ出して、成形体２１０の両側に設けられた側面２１３を鉛直下方に流れる。
端面２１２，２１４は、互いに対向するよう形成され、溝２１１ａの延びる方向の両端のそれぞれが開口している。
２つの側面２１３は、上面２１１および端面２１２，２１４を挟むよう互いに対向するよう形成されている。両側の側面２１３に沿って流れる熔融ガラスは、成形体２１０の鉛直下方に設けられた下方先端２１５で合流し、１つに張り合わされて板状のシートガラスとなる。

成形体２１０に用いられる材料は、特に制限されないが、例えば、ジルコニア質耐火物、高アルミナ質耐火物等の焼成耐火物、黒鉛質レンガ等の不焼成耐火物が用いられる。中でも、耐熱性に優れる点で、ジルコニア質耐火物が好ましく、少なくとも６０重量％のＺｒＯ_２を含有するジルコニア質耐火物がより好ましい。なお、ＺｒＯ_２の上限値は、特に制限されないが、例えば８０重量％である。

なお、成形体２１０の端面２１２，２１４のそれぞれの下部は、切り欠かれて段差部が形成されてもよい。この場合、段差部はそれぞれ後述する支持部材に載せられる。

（ｂ）ガラス導入キャップ３１０
ガラス導入キャップ３１０は、成形体２１０に取り付けられるとともに、ガラス供給管１０６に接続され、ガラス供給管１０６内の熔融ガラスを成形体２１０の溝２１１ａ内に導入する。なお、図３〜図５においてガラス供給管１０６は、ガラス導入キャップ３１０に接続される端部のみを示す。ガラス導入キャップ３１０は、例えば、白金または白金合金製の板金部材に対し曲げ、溶接等の加工をすることで形成され、端面カバー部３１１と、側面カバー部３１２を含む（図４（ａ）参照）。
端面カバー部３１１は、成形体２１０の溝２１１ａの一端を塞ぐよう成形体２１０の端面２１２に対向して配される。
側面カバー部３１２は、端面カバー部３１１に接続され、成形体２１０の側面２１３のうち端面２１２に近接する部分に対向して配される。ガラス導入キャップ３１０は成形体２１０に対し確実に嵌め合わされるよう、成形体２１０の外形の幅寸法より大きい内側の幅寸法が設定されている。

側面カバー部３１２は、図４（ａ）に示すように、成形体２１０から離れるよう、ガラス導入キャップ３１０の側面カバー部３１２の周縁から延びるガイド部３１３を有している。図４（ａ）は、成形体に取り付けられたガラス導入キャップの上方から見た断面を示す図である。なお、図３では、ガイド部３１３の図示を省略している。ガイド部３１３は、ガラス成形時にオーバーフローして側面２１３に沿って下方に流れる熔融ガラスが当接することで、熔融ガラスの幅方向（成形体２１０の溝２１１ａの延びる方向と平行な方向）への広がりを規制する。
ガラス導入キャップ３１０は、成形体２１０に取り付けられるとき、端面カバー部３１１は成形体２１０の端面２１２に当接するように押し付けられて取り付けられるが、取り付け後の端面カバー部３１１の面と端面２１２との間には、第１の隙間Ｇ１が形成される。これは、取り付け前の成形体２１０の端面２１２あるいはガラス導入キャップ３１０の面がわずかに歪んでいて、端面カバー部３１１の面と端面２１２ｂの面が平行にならないこと、あるいは、取り付け後の端面カバー部３１１あるいは成形体２１０の変形が生じることに起因する。
また、図４（ａ）に示すように、成形体２１０の側面２１３と側面カバー部３１２との間に、第２の隙間Ｇ２が形成される。第２の隙間Ｇ２が形成されることにより、ガラス導入キャップ３１０が、成形体２１０の端に確実に取り付けられる。

成形装置２００は、図５に示すように、さらに、補助ガイド部材２２０を含むことが好ましい。図５は、図４（ａ）に示す態様の変形例を示す図である。なお、図５において、図４（ａ）に示す第１の隙間Ｇ１は、便宜のため、図示を省略する。
補助ガイド部材２２０は、断面Ｌ字形状の白金又は白金合金製部材であり、両方の側面２１３に１つずつ設けられる。補助ガイド部材２２０は、ガラス導入キャップ３１０のガイド部３１３に取り付けられる。補助ガイド部材２２０は、第２の隙間Ｇ２が開口する部分を塞ぐよう成形体２１０の側面２１３から突出する部分（突出部という）２２０ａを有する。補助ガイド部材２２０は、成形体２１０から最も離れた補助ガイド部材２２０の突出部２２０ａの先端のうち、高さ方向（図５の紙面奥行き方向）の上端部を含む成形体２１０の上側部分（図５において黒く塗りつぶして示す２つの半円形の部分）が、ガラス導入キャップ３１０のガイド部３１３に溶接によって取り付けられる。これにより、溶接時の熱が補助ガイド部材２２０を介して成形体２１０の側面２１３に伝わって、成形体２１０が局所的に加熱され、破損するのを防止できる。また、ガラス成形時にオーバーフローして側面２１３に沿って下方に流れる熔融ガラスが、補助ガイド部材２２０の突出部２２０ａに当接することで、熔融ガラスの幅方向への広がりがより確実に規制される。
補助ガイド部材２２０は、第２の隙間Ｇ２に相当する高さ方向領域全体にわたって設けられるが、成形時に熔融ガラスが補助ガイド部材２２０と当接する限りにおいて、補助ガイド部材２２０は第２の隙間Ｇ２に相当する高さ方向領域全体に設けられる必要はない。
また、成形装置２００は、成形体２１０の他方の端面２１４側のガラス導入キャップ３５０に補助ガイド部材２２０と同様の構成の補助ガイド部材（図示せず）が取り付けられることが好ましい。

成形装置２００は、さらに、成形体２１０を取り囲むよう設けられた、図示されない炉壁を備える。成形体２１０は、炉壁に対する位置が固定されている。具体的には、炉壁に固定された１対の支持部材２３０によって成形体２１０が支持されることで、成形体２１０は炉壁に対する位置が固定されている。支持部材２３０は、耐火レンガからなる直方体形状の部材である。
具体的に、支持部材２３０は、成形体２１０が自重により下方へ撓むのを抑えるために、成形体２１０を長手方向の両側から挟み込むよう、長手方向に力を作用させる。支持部材２３０はそれぞれ、炉壁の外部に配された図示されない加圧制御装置に接続され、成形体２１０に加える力の大きさが制御されている。

成形装置２００は、さらに、成形体２１０の端面２１４に取り付けられるガラス導入キャップ３５０を備える。ガラス導入キャップ３５０は、ガラス供給管１０６が取り付けられない点、および、成形体２１０の端面２１４に嵌め合わせられる寸法で形成されている点を除いて、ガラス導入キャップ３１０と同様に構成されている。

（ｃ）ガラス導入キャップの取り付け
次に、ガラス導入キャップ３１０の取り付けについて説明する。
ガラス導入キャップ３１０の成形体２１０への取り付けには、押し当て部材５００（図３（ｃ）参照）、及び、図示されない外部構造が用いられる。

押し当て部材５００は、ガラス導入キャップ３１０の取り付けの際に、ガラス導入キャップ３１０に対し成形体２１０と反対側に配されるとともに、ガラス導入キャップ３１０に押し当てられる部材である。押し当て部材５００には、具体的には、角柱ブロック６１０が用いられる。角柱ブロック６１０は、直方体形状のレンガであり、ガラス供給管１０６が挿通される挿通孔６１０ａが設けられている。
外部構造は、押し当て部材５００をガラス導入キャップ３１０に押し当てて、端面カバー部３１１を成形体２１０の端面２１２に押し付けるとともに、端面カバー部３１１が成形体２１０の端面２１２に押し付けられた状態を保持する。外部構造には、具体的には、図示されない、支持板及びボルトが用いられる。支持板は、成形体２１０の端面２１２と対向して配されるよう炉壁に取り付けられる。これにより、成形体２１０の端面２１２と支持板との間には、例えば数〜数十ｃｍの間隔があけられる。ボルトは、支持板からみての成形体２１０の側と反対の側から成形体２１０側に貫通するよう支持板にねじ込まれる。ボルトは、例えば、角柱ブロックの挿通孔６１０ａの両側に１本ずつ当接するようねじ込まれる。

ガラス導入キャップ３１０を取り付ける際は、支持板にボルトをねじ込み、支持板を貫通したボルトの先端部をガラス導入キャップ３１０に当接させ、この状態でさらにボルトをねじ込む。これによって、ガラス導入キャップ３１０の成形体２１０と反対側に配置した角柱ブロック６１０をガラス導入キャップ３１０に押し当てる。
ここで、ガラス導入キャップ３１０は、角柱ブロック６１０のガラス導入キャップ６１０側の端面によって、図４（ｂ）中Ａで囲まれた、成形体２１０の端面２１２の領域に押し付けられるよう押し当てられる。図４（ｂ）は、成形体の端面を正面視して示す図である。領域Ａは、溝２１１ａを取り囲む端面２１２上の領域Ｃ（図４（ｂ）中、網掛けで示す領域）を含む。領域Ｃは、熔融ガラスが万一第１の隙間Ｇ１（図４（ａ）参照）に進入した場合に停留しやすい。また、第１の隙間Ｇ１に上流側から流れてくる溶融ガラスの異質素地が進入すると停留し易い。そこで、領域Ａと対向するガラス導入キャップ３１０の部分に押し当て部材５００を押し当てることで、ガラス導入キャップ３１０の端面カバー部３１１を成形体２１０の端面２１２に押し付けて、第１の隙間Ｇ１が小さくなるようにしている。
次いで、加圧制御装置により１対の支持部材２３０を制御して、ガラス導入キャップ３１０が取り付けられた成形体２１０を挟持する。

以上説明した取り付けによって、図４（ｂ）に示すように、ガラス導入キャップ３１０の端面カバー部３１１と成形体２１０の端面２１２との間の第１の隙間Ｇ１は、ガラス導入キャップ３１０の側面カバー部３１２と成形体２１０の側面２１３との間の第２の隙間Ｇ２より小さくなっている。なお、図４（ａ）において、第１の隙間Ｇ１、第２の隙間Ｇ２の大きさは、理解のしやすさのために、誇張して示される。第１の隙間Ｇ１は、端面カバー部３１１と、溝２１１ａを取り囲む端面２１２上の領域Ｃとの間の隙間である。また、第２の隙間Ｇ２は、側面カバー部３１２と側面２１３との間の最小隙間である。第１の隙間Ｇ１及び第２の隙間Ｇ２は、いずれも、シックネスゲージを用いて測定される。第１の隙間Ｇ１は、具体的に、第２の隙間Ｇ２が２ｍｍを超える場合に、２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。これにより、熔融ガラスの上記隙間への進入を抑制し、品質の高いガラスを製造することができる。

本実施形態のガラス板の製造方法によれば、支持板にねじ込まれたボルトの先端が角柱ブロック６１０に当接することで、ガラス導入キャップ３１０が成形体２１０に押し付けられた状態が保持される。この状態では、ガラス導入キャップ３１０は、第１の隙間Ｇ１が第２の隙間Ｇ２より小さくなるよう、成形体２１０に取り付けられている。このため、ガラス成形時に、熔融ガラスが第１の隙間Ｇ１に進入することが抑えられる。
ここで、仮にガラス成形時に熔融ガラスが第１の隙間Ｇ１に入り込むと、熔融ガラスは、第１の隙間Ｇ１で停留し、成形体２１０の表面と接触することで、成形体の構成成分を溶出させ、溶出した成分が熔融ガラス中に混入するおそれがある。この結果、成形体２１０から溶出した成分が、間欠的に、成形体２１０の溝２１１ａ内の熔融ガラスや、成形体２１０の壁面を流れる熔融ガラスの流れ（ガラス本流ともいう）に引きこまれ、そのまま板状に成形されることがある。このような異種成分を含むガラスは、ガラス本流のガラス成分とは粘性が異なるため、成形体の壁面を流下する速度や、成形体の下方でのガラスの引き伸ばし量に違いを生じさせ、これによって、板状に成形されたガラスに厚みムラや脈理が生じたり、反りや歪みなど品質に悪影響が出たりする。また、第１の隙間Ｇ１に進入した熔融ガラスには、停留した時間や、成形炉内の雰囲気温度によって失透が生じ、失透異物としてガラス本流に混入するおそれがある。また、熔解槽１０１、清澄槽１０２、あるいは攪拌槽１０３において形成された溶融ガラスの異質素地、例えば、溶融ガラス中でシリカ含有濃度が部分的に高くなったシリカリッチの異質素地等が第１の隙間Ｇ１に進入する場合もある。このシリカリッチの異質素地が第１の隙間Ｇ１に入り込むと、この異質素地は、ガラス導入キャップ３１０を通過する際の目標とする所定の粘度（例えば、５，０００から５０，０００poiseの範囲内で、かつ液相粘度以下。）に制御されたガラス本流の溶融ガラスと異なる粘度のガラスを、ガラス本流内に微小量ずつ長期間にわたって供給する原因となり、この結果、成形されたシートガラスの表面に、液晶ディスプレイや有機エレクトロルミネッセンスディスプレイに用いるガラス基板として許容できない表面凹凸を形成する。
しかし、本実施形態のガラス板の製造方法では、上記のように、第１の隙間Ｇ１は小さく、第２の隙間Ｇ２より小さくなっており、熔融ガラスの第１の隙間Ｇ１への進入が抑えられている。このため、熔融ガラスが、成形体２１０の構成材料を溶出させ、溶出した異種成分が熔融ガラス中に混入することがなく、ガラス板の品質に悪影響が及ぼされるのを防ぐことができる。また、熔解槽１０１、清澄槽１０２、あるいは攪拌槽１０３において形成されたシリカリッチの異質素地等が第１の隙間Ｇ１に進入することを抑制することができる。特に、ガラス導入キャップ３１０が白金又は白金合金で作られている場合、白金の熱膨張係数が高いことから、ガラス導入キャップ３１０と成形体３１０との間の隙間は広がりやすいが、第１の隙間Ｇ１は上述したように小さくなっているため、熔融ガラスの進入は抑えられ、上記した不都合を回避できる。本実施形態のガラスの製造方法は、低い液相粘度（例えば、３００００〜１０００００poise）であり、かつ高歪点（６５５℃〜７５５℃）のガラスの製造にも好適である。

一方、側面カバー部３１２と端面２１２との間の第２の隙間Ｇ２は、予めクリアランスとして設けられた空間であるとともに、ガラス導入キャップ３１０の側面カバー部３１１が成形体２１０の端面２１２に押し付けられことで広がりやすい空間である。このため、側面カバー部３１２と端面２１２との間には、熔融ガラスが進入しやすいが、第２の隙間Ｇ２に進入した熔融ガラスは、成形体２１０の側面２１３に沿って流れるガラス本流の幅方向の両端部に混入することはあっても、シートガラスの幅方向の両端部は後の切断工程において切断されるため、ガラスの品質に与える影響は、第１の隙間Ｇ１に進入した熔融ガラスと比べ小さい。
このような観点から、ガラス導入キャップ３１０は、第１の隙間Ｇ１は第２の隙間Ｇ２よりも小さくなるよう、成形体２１０に取り付けられる。

また、本実施形態のガラス板の製造方法によれば、成形工程において、成形体２１０の側面２１３に沿って流れる熔融ガラスは、補助ガイド部材２２０に当接することで、第２の隙間Ｇ２への進入がより確実に抑えられる。仮に熔融ガラスが第２の隙間Ｇ２に進入した場合は、第２の隙間Ｇ２において異種成分が溶出され、熔融ガラスに混入するおそれがある。このような異種成分がガラス本流に混入されると、失透が大きくなり、ガラス本流の流れが妨げられる場合がある。この結果、ガラス本流の幅が小さくなる、あるいは、幅方向端部のガラス（耳）がガラス本流から分岐し、さらに再度ガラス本流に戻る耳張り合わせが良好に起きない等の問題が生じる。しかし、本実施形態のガラス板の製造方法によれば、補助ガイド部材２２０によって第２の隙間Ｇ２への熔融ガラスの進入が抑えられているため、このような不都合が生じるのをより確実に回避できる。

本実施形態のガラス板の製造方法では、成形体２１０としてＺｒＯ_２を６０重量％以上含有するジルコニア質耐火物が用いられている。ＺｒＯ_２は、ガラスの失透温度を上げる作用があり、ガラス中に多く含まれるとガラスの耐失透性を低下させる。このため、ガラス導入キャップ３１０と成形体２１０との間の隙間に熔融ガラスが進入して、成形体２１０に含まれるＺｒＯ_２が溶出し、熔融ガラス中に混入すると、局所的に失透が生じやすくなる。しかし、本実施形態のガラス板の製造方法によれば、ガラス導入キャップ３１０との間の隙間への熔融ガラスの進入が抑えられ、ＺｒＯ_２の熔融ガラスへの混入が防止されるため、このような成分を含む成形体２１０を用いても、上記した問題の発生は生じ難い。

本実施形態のガラス板の製造方法では、成形体２１０に供給される熔融ガラスの粘度が３００００poise以上であることが好ましい。オーバーフローダウンドロー法によるガラスの成形では、熔融ガラスの粘度が高いことが望ましいとともに、このような粘度の高い熔融ガラスは、ガラス導入キャップ３１０と成形体２１０との間の隙間に進入しにくいためである。

なお、本実施形態のガラス板の製造方法において、ガラス導入キャップ３１０は側面カバー部３１２を含まなくてもよい。
支持部材２３０によって成形体２１０の端面２１２のうち、ガラス導入キャップ３１０が接続される部分と異なる部分が押さえ付けられると、その反動で、ガラス供給管１０６と接続されるガラス導入キャップ３１０の部分が成形体２１０から離れようとする。特に、ガラス導入キャップ３１０の端面カバー部３１１のうち、上方の部分（端面上部ともいう）においてガラス供給キャップ３１０が接続され、かつ、下方の部分（端面下部ともいう）が支持部材２３０に押さえ付けられる場合は、これら２つの部分が端面カバー部３１１において互いに対向するよう離れていることから、ガラス供給管１０６はより大きく成形体２１０から離れようとする。
このような状況は、１対の支持部材のそれぞれが、成形体の長手方向の両端部の下方に配置され、さらに、これら支持部材に成形体が載置されて、成形体が支持部材により下方より支持されている場合にも起こりうる。この態様では、具体的に、１対の支持部材は、成形体の長手方向長さより短い間隔をあけて炉壁に固定されている。また、成形体の両端部には、下方の部分が切り欠かれて段差部が形成され、段差部が支持部材に載せられる。ガラス供給管は、通常、ガラス導入キャップの端部の、段差部より上方の部分に接続される。さらに、ガラス導入キャップは、このような成形体の端面形状に沿った形状に形成され、成形体と同様に段差部が設けられている。
上記の態様において、ガラス導入キャップが支持部材によって押さえ付けられると、ガラス導入キャップの端部の端面下部が成形体の端面に密着するよう成形体の端面に対してより近づく一方、このガラス導入キャップの端面下部の成形体の端面への近づきの反動により、ガラス導入キャップの端面上部が成形体の端面から離れ、ガラス導入キャップの端面上部と成形体の端面との間の第１の隙間が広がってしまう。広がった第１の隙間には、ガラス供給管からガラス導入キャップを通った熔融ガラスが進入しやすくなる。
しかし、この場合も、上述した押し当て部材５００、外部構造によって、ガラス導入キャップ３１０の端面カバー部３１２が成形体２１０の端面２１２に押し付けられ、押し付けられた状態が保持されることで第１の隙間Ｇ１が小さくなっている。これにより、第１の隙間Ｇ１への熔融ガラスの進入が抑えられる。

なお、本実施形態において、成形体２１０は、支持部材２３０によって押さえ付けられなくてもよい。

（変形例１）
次に、上記実施形態のガラス板の製造方法の変形例１について説明する。
変形例１と、上記実施形態との違いは、押し当て部材として、上記角柱ブロック６１０の代わりに図示されない木枠を用いた点、および、外部構造として、上記支持板およびボルトの代わりに図示されないキャスタブル及び耐火断熱レンガを用いた点である。

押し当て部材としての木枠は、具体的に、コ字形状をなす３つの平坦部分である、両側の平坦部、及び、中間部分である平坦部が連結されてなる部材である。平坦部には、ガラス供給管を挿通するための挿通孔が設けられる。
木枠は、ガラス導入キャップへの取り付けの際には、ガラス供給管を挿通させるとともに、ガラス導入キャップを向いて開口するよう配する。押し当ては、例えば、木枠と、木枠と対向する炉壁との間に配したジャッキ等を用いて行なってもよく、手で行なってもよい。これにより、熔融ガラスの進入、停留、あるいはシリカリッチの異質素地等の進入
が確実に抑えられる。なお、木枠は、ガラス導入キャップの取り付け後、解体され取り除かれる。

外部構造としてのキャスタブルは、耐火性骨材及び水硬性セメントが混合されてなり、ガラス導入キャップの取り付けの際に、木枠とガラス導入キャップとの間のスペース内に流し込まれ、硬化する。耐火断熱レンガは、耐火性、断熱性を有する材料からなり、ガラス導入キャップの取り付けの際に、支持部材の上面に載置されるとともに、木枠を下方より支持する。耐火断熱レンガは、支持部材の上面にセメント接着により固定される。また、耐火断熱レンガは、キャスタブルが硬化することでキャスタブルと連結され、これにより、キャスタブル、耐火断熱レンガ、支持部材は一体化される。

ガラス導入キャップを取り付ける際は、支持部材の上面にセメントを塗布し、耐火断熱レンガを支持部材の上面に載せるとともに、耐火断熱レンガをガラス導入キャップに押し当てる。さらに、耐火断熱レンガの上面に木枠を配置するとともに、木枠をガラス導入キャップに押し当てることで、ガラス導入キャップを成形体に押し付ける。この状態で、木枠とガラス導入キャップとの間のスペースにキャスタブルのスラリーを流し込み、キャスタブルが硬化すると、耐火断熱レンガ、支持部材と一体化する。このようにしてガラス導入キャップは成形体に取り付けられる。この後、木枠は解体され、取り除かれる。木枠を取り除いた後も、外部構造であるキャスタブル、耐火断熱レンガによって、ガラス導入キャップが成形体に対して押し付けられた状態は保持される。

変形例１でも、第１の隙間が小さくなっており、ガラス成形時の熔融ガラスの第１の隙間への進入が抑えられる。

（変形例２）
次に、上記実施形態のガラス板の製造方法の変形例２について説明する。
変形例２と、上記実施形態の上記の例との違いは、押し当て部材及び外部構造を用いずに、ガラス導入キャップの取り付け、取付状態の保持を行う点である。

変形例２において、ガラス導入キャップが取り付けられた状態での側面カバー部の周縁と対向する成形体の側面上の位置に、当該周縁に沿って成形体の高さ方向に延びるよう係止用溝が形成されている。係止用溝の溝深さは、特に制限されないが、例えば４〜５ｍｍである。
ガラス導入キャップの上記ガイド部は、変形例２では、成形体の側面に向かって延びており、係止用溝に係止される係止部として機能する。係止部の成形体から離れる方向の長さは、特に制限されないが、例えば３〜４ｍｍである。
同様に、成形体の側面のうち他方の端部側の表面に、ガラス導入キャップの取付部が係止される他の係止用溝が形成されてもよい。なお、変形例２では、上記実施形態で説明した補助ガイド部材は設けられない。

変形例２においてガラス導入キャップを取り付ける際は、端面カバー部を成形体に押し付けた状態で、ガイド部を成形体側に折り曲げて（かしめて）係止用溝内に係止させる。これにより、ガラス導入キャップが成形体に取り付けられた状態が保持される。
変形例２でも、第１の隙間が小さくなっており、ガラス成形時の熔融ガラスの第１の隙間への進入が抑えられる。また、シリカリッチの異質素地等の第１の隙間への進入が抑えられる。

（ガラス板の特性、適用）
本実施形態のガラス板をフラットパネルディスプレイ用ガラス板に用いる場合、以下のガラス組成を有するようにガラス原料を混合するものが例示される。
ＳｉＯ₂：５０〜７０質量％、
Ａｌ₂Ｏ₃：０〜２５質量％、
Ｂ₂Ｏ₃：１〜１５質量％、
ＭｇＯ：０〜１０質量％、
ＣａＯ：０〜２０質量％、
ＳｒＯ：０〜２０質量％、
ＢａＯ：０〜１０質量％、
ＲＯ：５〜３０質量％（Ｒは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａのうち、ガラス板に含まれる元素の全てである)、
を含有する無アルカリガラス。
なお、本実施形態では無アルカリガラスとしたが、ガラス板はアルカリ金属を微量含んだアルカリ微量含有ガラスであってもよい。アルカリ金属を含有させる場合、Ｒ’₂Ｏの合計が０．１０質量％以上０．５質量％以下、好ましくは０．２０質量％以上０．５質量％以下(ただし、Ｒ’はＬｉ、Ｎａ及びＫから選ばれる少なくとも１種であり、ガラス板が含有するものである)含むことが好ましい。勿論、Ｒ’_２Ｏの合計が０．１０質量％より低くてもよい。
また、本発明のガラス板の製造方法を適用する場合は、ガラス組成物が、上記各成分に加えて、ＳｎＯ₂：０．０１〜１質量％（好ましくは０．０１〜０．５質量％）、Ｆｅ₂Ｏ₃：０〜０．２質量％（好ましくは０．０１〜０．０８質量％）を含有し、環境負荷を考慮して、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３及びＰｂＯを実質的に含有しないようにガラス原料を調製しても良い。

また、近年フラットパネルディスプレイの画面表示のさらなる高精細化を実現するために、α−Ｓｉ（アモルファスシリコン）・ＴＦＴではなく、ｐ−Ｓｉ(低温ポリシリコン)・ＴＦＴや酸化物半導体を用いたディスプレイが求められている。ここで、ｐ−Ｓｉ(低温ポリシリコン)ＴＦＴや酸化物半導体の形成工程では、α−Ｓｉ・ＴＦＴの形成工程よりも高温な熱処理工程が存在する。このため、ｐ−Ｓｉ・ＴＦＴや酸化物半導体が形成されるガラス板には、熱収縮率が小さいことが求められている。熱収縮率を小さくするためには、歪点を高くすることが好ましいが、歪点が高いガラスは、上述したように液相温度が高く、液相粘度が低くなる傾向にある。また、ガラスの失透を防止するために、成形時における熔融ガラスの温度を、α−Ｓｉ・ＴＦＴ用ガラス板の成形時における熔融ガラスの温度よりも高くする必要があるので、成形炉内部の雰囲気をより高温にする必要がある。したがって、成形体とガラス導入キャップとの熱膨張の程度の差が大きくなり、成形体とガラス導入キャップとの間の隙間が広がりやすい。
本実施形態及び変形例１、２では、成形体の端面とガラス導入キャップの端面カバー部との間の第１の隙間Ｇ１は、上述のように小さくなっている。したがって、本発明のガラス板の製造方法は、例えば液相粘度が３００００〜３０００００poiseのガラスを用いたガラス板にも適用できる。特に、失透の発生しやすい液相粘度が３００００〜１０００００poiseのガラスを用いたガラス板にも、本発明のガラス板の製造方法を適用でき、熔融ガラスの第１の隙間Ｇ１への進入を抑えられる。

液相粘度が３００００〜３０００００poiseのガラス、さらには、３００００〜１０００００poiseのガラスをガラス板に用いる場合、ガラス組成としては、例えば、ガラス板が質量％表示で、以下の成分を含むものが例示される。
ＳｉＯ₂ ５２〜７８質量％、
Ａｌ₂Ｏ₃ ３〜２５質量％、
Ｂ₂Ｏ₃ ３〜１５質量％、
ＲＯ(Ｒは、Ｍｇ、Ｃａ，Ｓｒ及びＢａから選ばれる、ガラス板が含有する全ての成分であって、少なくとも１種である) ３〜２０質量％、
を含み、質量比(ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃)／Ｂ₂Ｏ₃は７〜２０の範囲にある無アルカリガラスまたはアルカリ微量含有ガラスであることが、好ましい。
さらに、歪点をより上昇するために、質量比(ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃)／ＲＯは７．５以上であることが好ましい。さらに、歪点を上昇させるために、β−ＯＨ値を０．１〜０．３ｍｍ^-1とすることが好ましい。さらに、高い歪点を実現しつつ液相粘度の低下を防止するためにＣａＯ／ＲＯは０．６５以上とすることが好ましい。環境負荷を考慮して、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３及びＰｂＯを実質的に含有しないようにガラス原料を調製してもよい。

さらに、上述した成分に加え、本実施形態のガラス板に用いるガラスは、ガラスの様々な物理的、熔融、清澄、および、成形の特性を調節するために、様々な他の酸化物を含有しても差し支えない。そのような他の酸化物の例としては、以下に限られないが、ＳｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＭｎＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＭｏＯ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、ＷＯ₃、Ｙ₂Ｏ₃、および、Ｌａ₂Ｏ₃が挙げられる。ここで、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、泡に対する要求が特に厳しいので、上記酸化物の中では清澄効果が大きいＳｎＯ₂を少なくとも含有することが好ましい。

上記ＲＯの供給源には、硝酸塩や炭酸塩を用いることができる。なお、熔融ガラスの酸化性を高めるには、ＲＯの供給源として硝酸塩を工程に適した割合で用いることがより望ましい。

（実験例）
上記実施形態のガラス板の製造方法に従って、ガラス導入キャップを成形体に取り付け、ガラスの成形を行い、異物の流出の有無を確認した。成形体には、ＺｒＯ_２を６４重量％含むジルコニア質耐火物で作られたものを用いた。ガラス導入キャップは、成形体の外形に対し１ｍｍのクリアランスが設けられる寸法で作製した。ガラス導入キャップの取り付けに際しては、上述の角柱ブロック、支持板、ボルトを用いて、ガラス導入キャップを成形体に押し付けるとともに当該押し付け状態を保持した。角柱ブロックのガラス導入キャップへの押し当ては、ボルトをねじ込んで角柱ブロックを押し当てることにより行った。ボルトをねじ込むことによって角柱ブロックに加えられる力の強さは、第１の隙間が最大でも０．５ｍｍを超えないように調整した。取り付け後、第１の隙間Ｇ１、第２の隙間Ｇ２をシックネスゲージを用いて測定したところ、それぞれ０．５ｍｍ以下、２〜４ｍｍであった。また、成形工程における、成形炉内の雰囲気温度は１２４０℃、熔融ガラスの粘度は４００００poiseとした。なお、この試験には、上記した、液相粘度が３００００〜３０００００poiseのガラス組成の範囲で液相粘度が５００００poiseとなるよう成分調製したガラスを用いた。以上の条件でガラスの成形を連続的に行った。
一方、ガラス導入キャップの取り付けの際に、成形体への押し付け、この押し付け状態の保持を行わなかった点以外は上記と同様の条件で、ガラスの成形を行い、異物の流出を確認した。
その結果、ガラス導入キャップの取り付けの際に、ガラス導入キャップの成形体への押し付け、押し付け状態の保持を行わなかった場合は、３〜６ヶ月間隔で熔融ガラスへの異物の流出が見られたのに対し、ガラス導入キャップの成形体への押し付け、押し付け状態の保持を行った場合は、１年以上異物の流出は見られなかった。

以上、本発明のガラス板の製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１０６ガラス供給管
２００成形装置
２１０成形体
２１１上面
２１１ａ溝
２１２端面
２１３側面
２２０補助ガイド部材
３１０ガラス導入キャップ
３１１端面カバー部
３１２側面カバー部
５００押し当て部材
Ｇ１第１の隙間
Ｇ２第２の隙間
ＭＧ熔融ガラス
ＳＴ５成形工程

Claims

ガラス供給管を通って成形装置に供給された熔融ガラスを板状に成形する成形工程を備えるガラス板の製造方法であって、
前記成形装置は、
上方を向くよう開口する溝が形成された上面と、前記上面に接続され、前記溝の延びる方向の一端が開口する端面と、前記上面及び前記端面に接続され、前記上面及び前記端面を挟むよう互いに対向する２つの側面とを有する成形体と、
前記成形体に取り付けられるとともに前記ガラス供給管に接続され、前記ガラス供給管内の熔融ガラスを前記成形体の溝内に導入するガラス導入キャップと、
前記ガラス導入キャップが取り付けられた前記成形体を前記溝の延びる方向の両側から挟持する１対の支持部材と、を備え、
前記ガラス導入キャップは、前記成形体の溝の一端を塞ぐよう前記成形体の端面に対向して配される端面カバー部を含み、
前記１対の支持部材のうち前記端面側の支持部材は、前記ガラス供給管が接続される前記端面カバー部の部分と異なる前記端面カバー部の領域に当接して、前記端面カバー部を前記成形体の端面に押し付け、
前記端面カバー部の前記成形体の端面への押し付けでは、前記支持部材とは別に、前記ガラス導入キャップに対し前記成形体と反対側に配された押し当て部材を、前記支持部材に比べて、前記ガラス導入キャップの前記ガラス供給管と接続される接続部分に近い場所に押し当てて保持する、ことを特徴とするガラス板の製造方法。
前記ガラス導入キャップは、外部構造によって、前記端面カバー部が前記成形体の端面に押し付けられるとともに当該押し付けられた状態が保持される請求項１に記載のガラス板の製造方法。