JP6429185B2

JP6429185B2 - ガラス板の製造方法、及び、ガラス板の製造装置

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Publication number: JP6429185B2
Application number: JP2014223038A
Authority: JP
Inventors: 公彦中嶋
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Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2034-10-31
Also published as: JP2016088786A

Description

本発明は、ガラス板の製造方法、及び、ガラス板の製造装置に関する。

従来、ガラス板の製造方法の一つとして、ダウンドロー法が用いられている。ダウンドロー法では、成形体からオーバーフローした熔融ガラスが、分流して成形体の側面に沿って流下する。次に、熔融ガラスは、成形体の下端部で合流して、ガラス板に成形される。成形されたガラス板は、鉛直方向下方に搬送されながら冷却される。成形体の側面に沿って流下する熔融ガラスは、成形体を離れると同時に、表面張力によりガラス板が幅方向に収縮する。この収縮により、ガラス板には、歪み、板厚偏差、凹凸が生じる。特許文献１には、成形体と成形体下方の引張りローラとの間において、ガラス板の幅方向の端部の近傍において、ガラス板と離間して設けられた冷却ユニットを用いて、ガラス板の端部の温度を調整し、ガラス板の収縮を抑制する方法が開示されている。その後、収縮が抑制されたガラス板は、徐冷空間を通過して成形される。この徐冷空間では、雰囲気温度が所望の温度プロファイル（ガラス板に歪みが発生しないような温度分布）になるように制御され、ガラス板の板厚偏差、反り、歪みが抑制される。

特開平５−１２４８２７号公報

しかし、ガラス板の製品領域の板厚が０．４ｍｍ未満となるような薄いガラス板は保有熱量が小さいため、ガラス板周囲の雰囲気の変化や気流の乱れによる外乱の影響を受けて、成形体の下端部でのガラス板の粘度が高くなり、ガラス板の幅方向の収縮が起きる。ガラス板が幅方向に収縮すると、ガラス板を挟持して下流に搬送するローラが、ガラス板を挟持できなくなることがあり、板切れが発生するおそれがある。

そこで本発明は、薄いガラス板であっても、ガラス板の幅変動を抑制して、板切れの発生を防止できるガラス板の製造方法、及び、ガラス板の製造装置を提供することを目的とする。

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ガラス板を下方に搬送しながら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、
前記ガラス板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、
前記端部から離間した位置から、前記ガラス板の幅方向の収縮を抑制するよう前記ガラス板の端部を冷却装置により選択的に冷却し、
前記ガラス板の端部を選択的に冷却した後、前記幅方向中央領域の板厚より厚みを有する前記端部の一対のローラにより挟持しながら冷却し、
前記一対のローラによる挟持される前記端部の挟持部分は、前記端部の端に対して前記ガラス板の幅方向内側にあり、
前記一対のローラ間の隙間は、前記挟持部分の、挟持前の板厚よりも狭く、前記挟持部分が前記一対のローラにより押しつぶされることにより、前記挟持部分の板厚は前記一対のローラ間の隙間に相当する板厚になり、前記挟持部分に対して幅方向外側の部分の板厚は、前記一対のローラ間の隙間に相当する長さより長い板厚になる、
ことを特徴とする。

前記挟持部分の板厚は、前記一対のローラにより押しつぶされて、前記幅方向中央領域における板厚と同じになる、ことが好ましい。

前記ガラス板の前記幅方向中央領域の板厚は、０．０５ｍｍ以上〜０．４ｍｍ未満である、ことが好ましい。

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ガラス板を下方に搬送しながら成形する成形装置を備えるガラス板の製造装置であって、
前記ガラス板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配置され、前記端部を挟持しながら冷却する一対のローラと、
前記一対のローラより上方の位置に前記端部から離間して配置され、前記ガラス板の幅方向の収縮を抑制するよう前記ガラス板の端部を選択的に冷却する冷却装置と、を備え、
前記一対のローラによる挟持される前記端部の挟持部分が、前記端部の端に対して前記ガラス板の幅方向内側になるように、前記一対のローラは配置され、
前記挟持部分が前記一対のローラにより押しつぶされることにより、前記挟持部分の板厚は前記一対のローラ間の隙間に相当する板厚になり、前記挟持部分に対して幅方向外側の部分の板厚は、前記一対のローラ間の隙間に相当する長さよりも長い板厚になるように、前記一対のローラ間の隙間の寸法は、前記挟持部分の、挟持前の板厚よりも狭い、
ことを特徴とする。
前記一対のローラは、前記挟持部分を押しつぶして、前記挟持部分の板厚を前記幅方向中央領域における板厚と同じにする、ことが好ましい。

本発明によれば、薄いガラス板であっても、ガラス板の幅変動を抑制して、板切れの発生を防止できる。

実施形態に係るガラス板の製造方法のフローチャートである。実施形態に係るガラス板の製造装置の模式図である。実施形態に係る成形装置の正面図である。実施形態に係る成形装置の側面図である。冷却ロールがガラス板を挟持した状態を説明するための図である。

（１）ガラス板の製造装置の構成
本発明に係るガラス板の製造方法、および、ガラス板の製造装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るガラス板の製造方法の一例を示すフローチャートである。

図１に示されるように、本実施形態に係るガラス板の製造方法は、主として、熔解工程Ｓ１と、清澄工程Ｓ２と、攪拌工程Ｓ３と、成形工程Ｓ４と、冷却工程Ｓ５と、切断工程Ｓ６とを含む。

熔解工程Ｓ１では、ガラス原料が加熱されて熔融ガラスが得られる。熔融ガラスは、熔解槽に貯留され、所望の温度を有するように通電加熱される。ガラス原料には、清澄剤が添加される。環境負荷低減の観点から、清澄剤として、ＳｎＯ_２が用いられる。

清澄工程Ｓ２では、熔解工程Ｓ１で得られた熔融ガラスが清澄管の内部を流れて熔融ガラスに含まれているガスが除去されることで、熔融ガラスが清澄される。最初に、清澄工程Ｓ２では、熔融ガラスの温度を上昇させる。熔融ガラスに添加されている清澄剤は、昇温により還元反応を起こして酸素を放出する。熔融ガラスに含まれるＣＯ_２、Ｎ_２、ＳＯ_２等のガス成分を含む泡は、清澄剤の還元反応によって生じた酸素を吸収する。酸素を吸収して成長した泡は、熔融ガラスの液面に浮上し、破泡して消滅する。消滅した泡に含まれていたガスは、清澄管の内部の気相空間に放出されて、外気に排出される。次に、清澄工程Ｓ２では、熔融ガラスの温度を低下させる。これにより、還元された清澄剤は、酸化反応を起こして、熔融ガラスに残存している酸素等のガス成分を吸収する。

攪拌工程Ｓ３では、清澄工程Ｓ２でガスが除去された熔融ガラスが攪拌されて、熔融ガラスの成分が均質化される。これにより、ガラス板の脈理等の原因である熔融ガラスの組成のムラが低減される。

成形工程Ｓ４では、オーバーフローダウンドロー法を用いて、攪拌工程Ｓ３で均質化された熔融ガラスからガラス板が連続的に成形される。

冷却工程Ｓ５では、成形工程Ｓ４で連続的に成形されたガラス板が冷却される。冷却工程Ｓ５は、ガラス板に歪みおよび反りが生じないように、ガラス板の温度を調節しながらガラス板を徐々に冷却する徐冷工程を含む。

切断工程Ｓ６では、冷却工程Ｓ５で冷却されたガラス板が所定の寸法に切断される。その後、切断されたガラス板の端面の研削および研磨、並びに、ガラス板の洗浄が行われる。その後、ガラス板のキズ等の欠陥の有無が検査され、検査に合格したガラス板が梱包されて製品として出荷される。

図２は、本実施形態に係るガラス板の製造装置１の一例を示す模式図である。ガラス板の製造装置１は、熔解槽１０と、清澄管２０と、攪拌装置３０と、成形装置４０と、移送管５０ａ，５０ｂ，５０ｃとを備える。移送管５０ａは、熔解槽１０と清澄管２０とを接続する。移送管５０ｂは、清澄管２０と攪拌装置３０とを接続する。移送管５０ｃは、攪拌装置３０と成形装置４０とを接続する。

熔解工程Ｓ１において熔解槽１０で得られた熔融ガラス２は、移送管５０ａを通過して清澄管２０に流入する。清澄工程Ｓ２において清澄管２０で清澄された熔融ガラス２は、移送管５０ｂを通過して攪拌装置３０に流入する。攪拌工程Ｓ３において攪拌装置３０で攪拌された熔融ガラス２は、移送管５０ｃを通過して成形装置４０に流入する。成形工程Ｓ４では、成形装置４０によって熔融ガラス２からガラス板３が成形される。冷却工程Ｓ５では、ガラス板３が下方に搬送されながら冷却される。ここで、ガラス板３の搬送方向が、鉛直方向の下方、下流方向であり、搬送方向と逆方向が、鉛直方向の上方、上流方向である。切断工程Ｓ６では、冷却されたガラス板３が所定の大きさに切断される。切断されたガラス板の幅は、例えば、５００ｍｍ〜３５００ｍｍであり、長さは、例えば、５００ｍｍ〜３５００ｍｍである。ガラス板の厚みは、例えば、０.０５ｍｍ〜０.８ｍｍである。本発明に係るガラス板の製造方法、製造装置では、ガラス板の製品領域の厚みが、０．０５ｍｍ以上〜０．４ｍｍ未満と薄くなるほど発明の効果が大きくなる。

ガラス板の製造装置１によって製造されるガラス板は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス板として特に適している。ＦＰＤ用のガラス板としては、無アルカリガラス、アルカリ微量含有ガラス、または、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）ガラスが用いられる。ＦＰＤ用のガラス板は、高温時において高い粘性を有する。例えば、ＦＰＤ用のガラス板が成形される熔融ガラスは、１５００℃において、１０^２．５ｐｏｉｓｅの粘性を有する。

熔解槽１０では、ガラス原料が熔解されて、熔融ガラス２が得られる。ガラス原料は、所望の組成を有するガラス板を得ることができるように調製されている。ガラス板の組成の一例として、ＦＰＤ用のガラス板として好適な無アルカリガラスは、ＳｉＯ_２：５０質量％〜７０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：０質量％〜２５質量％、Ｂ_２Ｏ_３：１質量％〜１５質量％、ＭｇＯ：０質量％〜１０質量％、ＣａＯ：０質量％〜２０質量％、ＳｒＯ：０質量％〜２０質量％、ＢａＯ：０質量％〜１０質量％を含有する。ここで、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計は、５質量％〜３０質量％である。

また、ＦＰＤ用のガラス板として、アルカリ金属を微量含むアルカリ微量含有ガラスを用いてもよい。アルカリ微量含有ガラスは、０．１質量％〜０．５質量％のＲ’_２Ｏを含み、好ましくは、０．２質量％〜０．５質量％のＲ’_２Ｏを含む。ここで、Ｒ’は、Ｌｉ、ＮａおよびＫから選択される少なくとも１種である。Ｒ’_２Ｏの含有量の合計は、０．１質量％未満であってもよい。

また、ガラス板の製造装置１によって製造されるガラス板は、ＳｎＯ_２：０．０１質量％〜１質量％（好ましくは、０．０１質量％〜０．５質量％）、Ｆｅ_２Ｏ_３：０質量％〜０．２質量％（好ましくは、０．０１質量％〜０．０８質量％）をさらに含有してもよい。なお、ガラス板の製造装置１によって製造されるガラス板は、環境負荷低減の観点から、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３およびＰｂＯを実質的に含有しない。

上記の組成を有するように調製されたガラス原料は、原料投入機（図示せず）を用いて熔解槽１０に投入される。原料投入機は、スクリューフィーダを用いてガラス原料の投入を行ってもよく、バケットを用いてガラス原料の投入を行ってもよい。熔解槽１０では、ガラス原料は、その組成等に応じた温度に加熱されて熔解される。熔解槽１０では、例えば、１５００℃〜１６００℃の高温の熔融ガラス２が得られる。熔解槽１０では、モリブデン、白金または酸化錫等で成形された少なくとも１対の電極間に電流を流すことで、電極間の熔融ガラス２が通電加熱されてもよく、また、通電加熱に加えてバーナーの火焔によってガラス原料が補助的に加熱されてもよい。

熔解槽１０で得られた熔融ガラス２は、熔解槽１０から移送管５０ａを通過して清澄管２０に流入する。清澄管２０および移送管５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、白金製あるいは白金合金製の管である。清澄管２０には、熔解槽１０と同様に加熱手段が設けられている。清澄管２０では、熔融ガラス２がさらに昇温させられて清澄される。例えば、清澄管２０において、熔融ガラス２の温度は、１５００℃〜１７００℃に上昇させられる。

清澄管２０において清澄された熔融ガラス２は、清澄管２０から移送管５０ｂを通過して攪拌装置３０に流入する。熔融ガラス２は、移送管５０ｂを通過する際に冷却される。攪拌装置３０では、清澄管２０を通過する熔融ガラス２の温度よりも低い温度で、熔融ガラス２が攪拌される。例えば、攪拌装置３０において、熔融ガラス２の温度は、１２５０℃〜１４５０℃であり、熔融ガラス２の粘度は、５００ｐｏｉｓｅ〜１３００ｐｏｉｓｅである。熔融ガラス２は、攪拌装置３０において攪拌されて均質化される。

攪拌装置３０で均質化された熔融ガラス２は、攪拌装置３０から移送管５０ｃを通過して成形装置４０に流入する。熔融ガラス２は、移送管５０ｃを通過する際に、熔融ガラス２の成形に適した粘度を有するように冷却される。例えば、熔融ガラス２は、１２００℃付近まで冷却される。

成形装置４０では、オーバーフローダウンドロー法によって熔融ガラス２からガラス板３が成形される。次に、成形装置４０の詳細な構成および動作について説明する。

（２）成形装置の構成
図３は、成形装置４０の正面図である。図３は、成形装置４０で成形されるガラス板３の表面に垂直な方向に沿って見た成形装置４０を示す。図４は、成形装置４０の側面図である。

成形装置４０は、炉壁（図示せず）に囲まれた空間を有する。この空間は、熔融ガラス２からガラス板３が成形されて冷却される空間であり、オーバーフローチャンバー６０、フォーミングチャンバー７０、及び、冷却チャンバー８０の３つの空間から構成される。

成形工程Ｓ４は、オーバーフローチャンバー６０で行われる。冷却工程Ｓ５は、フォーミングチャンバー７０、冷却チャンバー８０で行われる。オーバーフローチャンバー６０は、攪拌装置３０から移送管５０ｃを介して成形装置４０に供給された熔融ガラス２が、ガラス板３に成形される空間である。フォーミングチャンバー７０は、オーバーフローチャンバー６０の下方の空間であり、ガラス板３が、ガラスの徐冷点の近傍まで急冷される空間である。冷却チャンバー８０は、フォーミングチャンバー７０の下方の空間であり、ガラス板３が徐々に冷却される空間である。

成形装置４０は、主として、成形体６２と、上部仕切り部材６４と、冷却ロール７２と、温度調節ユニット７４と、下部仕切り部材７６と、引下げロール８２と、ヒータ８４と、断熱部材８６と、切断装置９０と、制御装置（図示せず）とから構成される。次に、成形装置４０の各構成要素について説明する。

（２−１）成形体
成形体６２は、オーバーフローチャンバー６０に設置される。成形体６２は、熔融ガラス２をオーバーフローさせてガラス板３を成形するために用いられる。図４に示されるように、成形体６２は、楔形に類似した五角形の断面形状を有する。成形体６２の断面形状の尖端は、成形体６２の下端６２ａに相当する。成形体６２は、耐火レンガ製である。

成形体６２の上端面には、成形体６２の長手方向に沿って、溝６２ｂが形成されている。成形体６２の長手方向の端部には、溝６２ｂと連通している移送管５０ｃが取り付けられている。溝６２ｂは、移送管５０ｃと連通している一方の端部から他方の端部に向かうに従って、徐々に浅くなるように形成されている

攪拌装置３０から成形装置４０に送られてきた熔融ガラス２は、移送管５０ｃを介して、成形体６２の溝６２ｂに流し込まれる。成形体６２の溝６２ｂからオーバーフローした熔融ガラス２は、成形体６２の両側面６２ｃ、両傾斜面６２ｄを伝いながら流下し、成形体６２の下端６２ａの近傍において合流する。合流した熔融ガラス２は、重力により鉛直方向に落下して板状に成形される。これにより、成形体６２の下端６２ａの近傍において、ガラス板３が連続的に成形される。成形体６２の長手方向の両端には、側壁から熔融ガラス２がはみ出るのを妨げるガイドが取り付けられている。このガイドは、平面視で楔形をしており、成形体６２の端面全体をカバーできる大きさの板材で作られている。鉛直方向に関して、ガイドの先端の位置は、成形体６２の下端６２ａに一致している。ガイドの働きにより、熔融ガラス２の全部を側壁に沿って流すことが可能である。溝６２ｂから溢れ出た熔融ガラス２は、成形体６２の両側面６２ｃ、両傾斜面６２ｄを流れて、下端６２ａで融合してガラス板３が成形されるが、熔融ガラス２はガイドによりせき止められるため、ガイド付近、つまり、成形体６２の長手方向の両端部には熔融ガラス２が溜まる。このため、成形体６２の下端６２ａで融合したガラス板３の幅方向の端部３ａは、球根状に厚みのある形状となる。ガラス板３は、幅方向の端部３ａ（耳部、側部）と端部３ａに挟まれた幅方向中央領域３ｂとを有する。ここで端部３ａとは、ガラス板３の幅方向中央の板厚に対して所定の厚みを有する部分をいう。また、中央領域３ｂとは、厚みがほぼ一定である製品領域となる領域であり、端部３ａで挟まれた部分をいう。中央領域３ｂは、端部３ａと比較して薄く、保有熱量が小さいため、温度ムラ等によって保有熱量が変化しやすく、反り、歪みが生じやすい。このため、冷却量を厳密に管理する必要がある。本発明では、成形体６２の下端６２ａで融合する熔融ガラス２、ガラス板３の温度、粘度の精度を高めることにより、ガラス板３が幅方向に収縮するのを抑制する。以下では、成形体６２の下端６２ａで融合する前のガラスを熔融ガラス２といい、下端６２ａで融合した後のガラスをガラス板３という。成形されたガラス板３は、オーバーフローチャンバー６０を流下した後、フォーミングチャンバー７０および冷却チャンバー８０において冷却されながら下方に搬送される。オーバーフローチャンバー６０で成形された直後のガラス板３の温度は１１００℃以上であり、粘度は２５０００ｐｏｉｓｅ〜３５００００ｐｏｉｓｅである。例えば、高精細ディスプレイ向けのガラス板を製造する場合、成形体６２によって成形されるガラス板３の歪点は、６５５℃〜７５０℃であり、好ましくは６８０℃〜７３０℃であり、成形体６２の下端６２ａの近傍で融合する熔融ガラス２の粘度は、２５０００ｐｏｉｓｅ〜１０００００ｐｏｉｓｅであり、好ましくは３２０００ｐｏｉｓｅ〜８００００ｐｏｉｓｅである。

（２−２）上部仕切り部材
上部仕切り部材６４は、成形体６２の下端６２ａの近傍に設置される一対の板状の断熱部材である。図４に示されるように、上部仕切り部材６４は、ガラス板３の厚み方向の両側に配置される。上部仕切り部材６４は、オーバーフローチャンバー６０とフォーミングチャンバー７０とを仕切り、オーバーフローチャンバー６０からフォーミングチャンバー７０への熱の移動を遮断する。

（２−３）冷却装置
冷却装置７１は、例えば、冷却水（冷媒）を循環させることにより温度上昇を抑制する装置であり、ガラス板３の端部３ａから離間した位置に配置され、端部３ａを非接触で冷却する。冷却装置７１は、制御装置によって制御され、例えば、冷媒の温度、冷媒量、端部３ａと冷却装置７１との距離等を制御することにより、任意の冷却量により端部３ａを冷却する。冷却装置７１により冷却されたガラス板３の幅方向の両端部の粘度は、例えば、８００００ｐｏｉｓｅ以上である。冷却装置７１は、図３、図４に示すように、成形体６２の下端６２ａより下方に、また、冷却ロール７２より上方に位置し、ガラス板３の端部３ａに対向する位置に設けられる。冷却装置７１が端部３ａを選択的に冷却することにより、端部３ａの粘性を高めて、ガラス板３が幅方向に収縮するのを抑制する。製品領域の板厚が０．４ｍｍ未満となるような薄いガラス板３は、保有熱量が小さいため、ガラス板周囲の雰囲気の変化や気流の乱れによる外乱の影響を受けて、成形体６２の下端部６２ａでのガラス板３の粘度が高くなり、ガラス板３の幅方向の収縮が起きる。冷却ローラ７２より挟持されてガラス板３が冷却される前に、ガラス板３が幅方向に収縮すると、冷却ローラ７２がガラス板３を挟持できなくなることがあり、ガラス板３の搬送速度が一定せず、ガラス板３が幅方向に切れる板切れが発生するおそれがある。このため、冷却ローラ７２によりガラス板３を挟持して冷却する前に、冷却装置７１によりガラス板３の端部３ａのみを選択的に冷却し、端部３ａの粘度を高めることにより、ガラス板３が幅方向に収縮するのを抑制する。これにより、冷却ロール７２がガラス板３を挟持することができ、冷却ロール７２によりガラス板３を一定の速度で搬送できるため、ガラス板３の板切れを抑制することができる。

（２−４）冷却ロール
冷却ロール７２は、フォーミングチャンバー７０に設置される片持ちのロールである。冷却ロール７２は、上部仕切り部材６４の直下に設置される。図３に示されるように、冷却ロール７２は、ガラス板３の幅方向の両端部に配置される。また、図４に示されるように、冷却ロール７２は、ガラス板３の厚み方向の両側に配置される。ガラス板３は、その幅方向の両端部において、冷却ロール７２によって挟持されている。冷却ロール７２は、オーバーフローチャンバー６０から送られてきたガラス板３を冷却する。冷却ロール７２は、制御装置によって制御され、例えば、ガラス板３を挟み込む圧力、ガラス板３を挟み込む位置、冷却量、回転速度等を制御することにより、ガラス板３を冷却する。冷却ロール７２は、ガラス板３と接触するロールヘッドと、ロールヘッドを回転させるロールシャフトとからなり、ロールヘッドが、ロールシャフトに嵌められ、取り付けられる。ロールヘッドは、ロールシャフトに嵌められ、取り付けられる円筒または管であり、ロールシャフトの回転と共に回転し、ロールヘッドが、ガラス板３を厚さ方向の両側から挟み込み、ガラス板３の端部の厚みを低減するように圧延する。ロールシャフトは、内部に通された空冷管または水冷管により冷され、ロールシャフトが冷やされた冷気が、ロールヘッドに伝わり、ロールヘッドと接触するガラス板３が冷却される。

冷却ロール７２は、内部に冷管を有し、冷管によって冷却されている。冷却ロール７２は、ガラス板３の幅方向の両端部を挟むことでガラス板３と接触する。これにより、ガラス板３の幅方向の両端部が冷却される。冷却ロール７２と接触して冷却されたガラス板３の幅方向の両端部の粘度は、例えば、１０^９．０ｐｏｉｓｅ以上である。図５は、冷却ロール７２がガラス板３を挟持した状態を説明するための図である。ガラス板３の端部３ａは、冷却ロール７２より上方に位置し、ガラス板３の端部３ａに対向する位置にある冷却装置７１により冷却され、ガラス板３が下方に流れて冷却ロール７２に到達すると、冷却ロール７２に接触することによりさらに冷却される。冷却ロール７２の一対のロールヘッド７２ａは、同図に示すように、ガラス板３の端部３ａの板厚が、中央領域３ｂの板厚と等しくなるように、端部３ａを押しつぶしながら冷却する。また、冷却ロール７２のロールヘッド７２ａは、端部３ａの端から離間した位置でガラス板３を挟持する。冷却ロール７２のロールヘッド７２ａが、端部３ａの端から離間した位置で端部３ａを挟持し、端部３ａを押しつぶすことにより、ロールヘッド７２ａのロールシャフト７２ｂ側において、ロールヘッド７２ａにより押しつぶされていない端部３ａの端を含む領域３ｃができる。ガラス板３の端部３ａの板厚が中央領域３ｂの板厚と等しくなるように、ロールヘッド７２ａが端部３ａを挟み込む場合、一対のロールヘッド７２ａの間隔は、ロールヘッド７２ａにより挟持されていない領域３ｃの板厚より狭くなっている。ロールヘッド７２ａにより端部３ａが挟持された領域の板厚と、ロールヘッド７２ａにより挟持されていない領域３ｃの板厚との差が広がるように、ロールヘッド７２ａが端部３ａの一部を押しつぶすことにより、ロールヘッド７２ａが領域３ｃにより抑え込まれ、ロールヘッド７２ａがガラス板３の幅方向外側にずれて外れるのを防止する。このため、収縮によりガラス板３の幅が縮小しても、領域３ｃが押さえとなりロールヘッド７２ａがガラス板３から抜けることを防止でき、ロールヘッド７２ａがガラス板３を挟持し続けることができるため、ガラス板３に板切れが発生するのを抑制できる。また、ガラス板３の端部３ａは、冷却ロール７２により冷却される前に冷却装置７１により冷却されており、粘度が高くなっているため、ロールヘッド７２ａと端部３ａとの接触抵抗が大きくなり、ガラス板３の幅が縮小しても、冷却ロール７２はガラス板３を挟持し続けることができる。

フォーミングチャンバー７０において、ガラス板３の幅方向の両側部は、２対の冷却ロール７２によってそれぞれ挟まれている。ガラス板３の両側部の表面に向かって冷却ロール７２が押し付けられることで、冷却ロール７２とガラス板３との接触面積が上がり、冷却ロール７２によるガラス板３の冷却が効率的に行われる。冷却ロール７２は、後述する引下げロール８２がガラス板３を下方に引っ張る力に対抗する力を、ガラス板３に与える。なお、冷却ロール７２の回転速度と、最も上方に配置される引下げロール８２の回転速度との差によって、ガラス板３の厚みが決定される。

（２−５）温度調節ユニット
温度調節ユニット７４は、フォーミングチャンバー７０に設置される。温度調節ユニット７４は、上部仕切り部材６４の下方であって、下部仕切り部材７６の上方に設置される。

フォーミングチャンバー７０では、ガラス板３の幅方向の中心部の温度が徐冷点近傍に低下するまでガラス板３が冷却される。温度調節ユニット７４は、フォーミングチャンバー７０で冷却されるガラス板３の温度を調節する。温度調節ユニット７４は、ガラス板３を加熱または冷却するユニットである。図３に示されるように、温度調節ユニット７４は、中心部冷却ユニット７４ａおよび側部冷却ユニット７４ｂから構成される。中心部冷却ユニット７４ａは、ガラス板３の幅方向の中心部の温度を調節する。側部冷却ユニット７４ｂは、ガラス板３の幅方向の両側部の温度を調節する。ここで、ガラス板３の幅方向の中心部は、ガラス板３の幅方向の両側部に挟まれた領域を意味する。

フォーミングチャンバー７０では、図３に示されるように、複数の中心部冷却ユニット７４ａおよび複数の側部冷却ユニット７４ｂが、それぞれ、ガラス板３が流下する方向である鉛直方向に沿って配置されている。中心部冷却ユニット７４ａは、ガラス板３の幅方向の中心部の表面に対向するように配置されている。側部冷却ユニット７４ｂは、ガラス板３の幅方向の両側部の表面に対向するように配置されている。

温度調節ユニット７４は、制御装置によって制御される。各中心部冷却ユニット７４ａおよび各側部冷却ユニット７４ｂは、制御装置によって独立して制御可能である。

（２−６）下部仕切り部材
下部仕切り部材７６は、温度調節ユニット７４の下方に設置される一対の板状の断熱部材である。図４に示されるように、下部仕切り部材７６は、ガラス板３の厚み方向の両側に設置される。下部仕切り部材７６は、フォーミングチャンバー７０と冷却チャンバー８０とを鉛直方向に仕切り、フォーミングチャンバー７０から冷却チャンバー８０への熱の移動を遮断する。

（２−７）引下げロール
引下げロール８２は、冷却チャンバー８０に設置される片持ちのロールである。冷却チャンバー８０では、複数の引下げロール８２が、ガラス板３が搬送される方向に沿って間隔を空けて配置されている。図３に示されるように、引下げロール８２は、ガラス板３の幅方向の両側部に配置される。図４に示されるように、引下げロール８２は、ガラス板３の厚み方向の両側に配置される。引下げロール８２は、後述するヒータ８４と、ガラス板３との間に配置されている。ガラス板３は、その幅方向の両側部において、引下げロール８２によって挟持されている。引下げロール８２は、ガラス板３を挟持することにより、冷却チャンバー８０に発生する気流等の外乱の影響を受けてガラス板３が前後方向に揺れることを抑制する。また、引下げロール８２は、フォーミングチャンバー７０を通過したガラス板３を鉛直方向下方に引き下げる。すなわち、引下げロール８２は、ガラス板３を下方に搬送する搬送ロールである。引下げロール８２は、モータ（図示せず）によって駆動される。引下げロール８２は、モータによって、ガラス板３が鉛直方向下方に搬送されるように回転駆動する。

（２−８）ヒータ
ヒータ８４は、冷却チャンバー８０に設置される。図４に示されるように、冷却チャンバー８０では、複数のヒータ８４が、ガラス板３の搬送方向に沿って、ガラス板３の厚み方向の両側に配置されている。

ヒータ８４は、ガラス板３の表面に向かって熱を輻射してガラス板３を加熱する。ヒータ８４を用いることで、冷却チャンバー８０において下方に搬送されるガラス板３の温度を調節することができる。これにより、ヒータ８４は、ガラス板３の搬送方向において、所定の温度分布をガラス板３に形成することができる。

各ヒータ８４の出力は、制御装置によって独立して制御可能である。また、ヒータ８４は、ガラス板３の幅方向に沿って複数のヒータユニット（図示せず）に分割され、各ヒータユニットの出力も、制御装置によって独立して制御可能であってもよい。この場合、各ヒータ８４は、ガラス板３の幅方向の位置に応じて発熱量を変化させることで、ガラス板３の幅方向に所定の温度分布を形成することができる。

なお、それぞれの各ヒータ８４の近傍には、冷却チャンバー８０の雰囲気の温度を測定する熱電対（図示せず）が設置されている。熱電対は、例えば、ガラス板３の幅方向の中心部近傍の雰囲気温度と、両側部近傍の雰囲気温度とを測定する。ヒータ８４は、熱電対によって測定される冷却チャンバー８０の雰囲気の温度に基づいて制御されてもよい。

（２−９）断熱部材
断熱部材８６は、冷却チャンバー８０に設置される。冷却チャンバー８０では、複数の断熱部材８６が、ガラス板３の搬送方向に沿って隣り合う２つのヒータ８４の間に設置される。図４に示されるように、断熱部材８６は、ガラス板３の厚み方向の両側において、水平に配置される一対の断熱板である。断熱部材８６は、冷却チャンバー８０を鉛直方向に仕切り、冷却チャンバー８０における鉛直方向の熱の移動を抑制する。

断熱部材８６は、下方に搬送されるガラス板３と接触しないように設置されている。また、断熱部材８６は、対向するガラス板３の表面までの距離が可能な限り小さくなるように設置されている。すなわち、断熱部材８６は、断熱部材８６の上方の空間と断熱部材８６の下方の空間との間の熱の移動が可能な限り抑制されるように設置されている。

（２−１０）切断装置
切断装置９０は、冷却チャンバー８０の下方の空間に設置されている。切断装置９０は、冷却チャンバー８０を通過したガラス板３を、所定の寸法ごとに、ガラス板３の幅方向に沿って切断する。冷却チャンバー８０を通過したガラス板３は、室温近傍まで冷却されている平坦なガラス板３である。

切断装置９０は、所定の時間間隔でガラス板３を切断する。これにより、最終製品に近い寸法を有する複数のガラス板が製造される。切断装置９０は、制御装置によって駆動される。切断装置９０は、スクライブ部９１、ガラス板吸着部９２等を備える。

スクライブ部（スクライブ装置）９１は、ダイヤモンド砥粒等を設けたデスク形状をなす罫書きホイール、罫書きホイールをガラス板３に押圧する押圧ユニット、罫書きホイール及び押圧ユニットを搬送する搬送ユニット等を備える。スクライブ部９１は図示されない制御ケーブルが接続されている。制御ケーブルは、外部の電源および制御装置に接続され、罫書きホイールの回転駆動を制御するためのものである。スクライブ部９１は、ガラス板３の幅方向、ガラス板３の厚さ方向、ガラス板３の搬送方向の各方向に自在に移動し、罫書きホイールを回転させながら、ガラス板３に押し付けた状態で、罫書きホイールがガラス板３の一方の端から他方の端に移動することにより、ガラス板３を幅方向に横断するスクライブ線を形成する。スクライブ部９１が、ガラス板３の搬送に連動して下流側に移動しながら、ガラス板３の一方の端から他方の端に移動することにより、ほぼ水平なスクライブ線を形成することができる。

ガラス板吸着部９２は、ガラス板３の幅方向の両側の端部の近傍、幅方向の中央部を吸着してガラス板３を把持する。ここで、端部の近傍とは、端部よりガラス板３の幅方向中央に位置し、ガラス板において最終製品とならない領域である。ガラス板吸着部９２は、支持部材に固定されるとともに、支持部材を移動させるアーム（図示せず）が設けられている。アームは、後述する制御装置を介して自在に移動するようになっている。具体的には、ガラス板吸着部９２がガラス板３と接触してガラス板３を吸着するように、ガラス板吸着部９２が設けられたアームをガラス板３の方向に前進し、スクライブ線を形成した位置より下方にあるガラス板３を、スクライブ線を形成した面と反対側の面から吸着後、ガラス板３がガラス板吸着部９２に吸着された状態でスクライブ線に沿って切断されるようスクライブ線の周りに曲げモーメントを加えるように、スクライブ線が形成された反対面側方向にガラス板吸着部９２が設けられたアームが回転動作する。これにより、ガラス板３が所定のサイズに切断される。

（２−１１）制御装置
制御装置は、主として、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびハードディスク等から構成される。制御装置は、冷却ロール７２、温度調節ユニット７４、引下げロール８２、ヒータ８４、および切断装置９０等と接続されている。制御装置は、成形装置４０が備えるこれらの構成要素を制御することができる。制御装置は、冷却ロール７２、引下げロール８２の回転速度を制御することができる。制御装置は、温度調節ユニット７４の出力、および、ヒータ８４の出力を制御することができる。制御装置は、冷却装置７１の位置、冷却装置７１による冷却量等を制御することができる。制御装置は、切断装置９０がガラス板３を切断する時間間隔、罫書きホイールの回転速度、移動速度、及び、押圧力等を制御することができる。

以上、説明したように、保有熱量が小さい薄いガラス板３であっても、ガラス板３が幅方向に収縮するのを抑制することができる。また、ガラス板３の幅方向への収縮を抑制することにより、冷却ロール７２によりガラス板３を挟持し、ガラス板３を一定の速度で搬送できるため、ガラス板３の板切れを抑制することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。

冷却装置７１の設置位置は、成形体６２の下端６２ａより下方であり、冷却ロール７２より上方の位置であれば任意である。成形体６２の下端６２ａから冷却ロール７２までの間には、上部仕切り部材６４が設けられるが、冷却装置７１の設置位置は、上部仕切り部材６４が設けられた位置より上方でもよく、また下方でもよい。冷却装置７１は、冷却ロール７２によってガラス板３が冷却される前に、ガラス板３の端部３ａを冷却することにより、ガラス板３が幅方向に収縮するのを抑制するものであるため、冷却ロール７２より上方の位置であれば冷却装置７１の設置位置は任意である。また、冷却装置７１を、ガラス板３の端部３ａを覆って囲むように設けてもよく、また、端部３ａの厚さ方向に対向する位置に設けてもよい。

冷却装置７１がガラス板３の端部３ａを冷却する方法は任意であり、例えば、ヒートシンク、冷却ファン、ペルティエ素子等を用いて冷却することもできる。ガラス板３の端部３ａを非接触で冷却することにより、ガラス板３が急冷されてガラス板３が割れることを防ぎつつ、ガラス板３が幅方向に収縮するのを抑制することができる。

一対の冷却ロール７２がガラス板３を挟持する位置は、ガラス板３がロールヘッド７２ａから外れず、ロールヘッド７２ａがガラス板３を挟持し続けることができる位置であれば任意である。冷却ロール７２がガラス板３を挟持し続け、ガラス板３を下方に搬送することにより、ガラス板３の板切れを抑制することができる。また、ロールヘッド７２ａにより押しつぶされていない端部３ａの端を含む領域３ｃが押さえとなって、ロールヘッド７２ａがガラス板３から外れる（ガラス板３を挟持できなくなる）のを防げればよく、ロールヘッド７２ａが挟持した端部３ａの板厚と、ロールヘッド７２ａにより押しつぶされていない端部３ａの端を含む領域３ｃの板厚との差は、任意である。

以上、本発明のガラス板の製造方法、ガラス板の製造装置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。

１ガラス板の製造装置
２熔融ガラス
３ガラス板
６２成形体
７１冷却装置
７２冷却ロール（ロール）
８２引下げロール（ロール、搬送ロール）
９０切断装置
９１スクライブ部
９２ガラス板吸着部

Claims

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ガラス板を下方に搬送しながら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、
前記ガラス板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、
前記端部から離間した位置から、前記ガラス板の幅方向の収縮を抑制するよう前記ガラス板の端部を冷却装置により選択的に冷却し、
前記ガラス板の端部を選択的に冷却した後、前記幅方向中央領域の板厚より厚みを有する前記端部の一対のローラにより挟持しながら冷却し、
前記一対のローラによる挟持される前記端部の挟持部分は、前記端部の端に対して前記ガラス板の幅方向内側にあり、
前記一対のローラ間の隙間は、前記挟持部分の、挟持前の板厚よりも狭く、前記挟持部分が前記一対のローラにより押しつぶされることにより、前記挟持部分の板厚は前記一対のローラ間の隙間に相当する板厚になり、前記挟持部分に対して幅方向外側の部分の板厚は、前記一対のローラ間の隙間に相当する長さより長い板厚になる、
ことを特徴とするガラス板の製造方法。
前記挟持部分の板厚は、前記一対のローラにより押しつぶされて、前記幅方向中央領域における板厚と同じになる、
ことを特徴とする請求項１に記載のガラス板の製造方法。
前記ガラス板の前記幅方向中央領域の板厚は、０．０５ｍｍ以上〜０．４ｍｍ未満である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板の製造方法。
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ガラス板を下方に搬送しながら成形する成形装置を備えるガラス板の製造装置であって、
前記ガラス板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配置され、前記端部を挟持しながら冷却する一対のローラと、
前記一対のローラより上方の位置に前記端部から離間して配置され、前記ガラス板の幅方向の収縮を抑制するよう前記ガラス板の端部を選択的に冷却する冷却装置と、を備え、
前記一対のローラによる挟持される前記端部の挟持部分が、前記端部の端に対して前記ガラス板の幅方向内側になるように、前記一対のローラは配置され、
前記挟持部分が前記一対のローラにより押しつぶされることにより、前記挟持部分の板厚は前記一対のローラ間の隙間に相当する板厚になり、前記挟持部分に対して幅方向外側の部分の板厚は、前記一対のローラ間の隙間に相当する長さよりも長い板厚になるように、前記一対のローラ間の隙間の寸法は、前記挟持部分の、挟持前の板厚よりも狭い、
ことを特徴とするガラス板の製造装置。
前記一対のローラは、前記挟持部分を押しつぶして、前記挟持部分の板厚を前記幅方向中央領域における板厚と同じにする、
ことを特徴とする請求項４に記載のガラス板の製造装置。