KR101639816B1

KR101639816B1 - 유리 성형 장치

Info

Publication number: KR101639816B1
Application number: KR1020100014757A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 가리야; 가츠히코 모리사다
Original assignee: 아반스트레이트 가부시키가이샤
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2016-07-14
Also published as: JP2010189220A; SG164336A1; JP4955717B2; TWI488817B; TW201034983A; KR20100094423A

Abstract

본 발명의 유리 성형 장치는 용융 유리가 공급되는 공급구가 형성된 상면 및 상면의 양단부로부터 하측으로 향하는 한쌍의 벽면을 갖는 본체와, 서로 대향하고, 한쌍의 벽면을 따라서 유하하는 용융 유리의 폭을 규제하는 한쌍의 가이드를 구비하고 있다. 한쌍의 가이드의 각각은, 서로 대향하는 방향에서 보았을 때에, 한쌍의 벽면의 하단부끼리 교차하여 형성되는 능선 상의 점을 정점으로 하는 하측으로 뾰족한 윤곽을 갖고 있다.

Description

유리 성형 장치 {GLASS FORMING DEVICE}

본 발명은 오버플로우 다운드로우법에 의해 판유리를 제조할 때에 이용되는 유리 성형 장치에 관한 것이다.

액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 등의 평판 디스플레이(이하, "FPD"라 함)의 유리 기판에는, 두께가 예를 들면 0.5 내지 0.7 mm로 얇은 판유리가 이용되고 있다. 이 FPD 유리 기판용의 판유리는 크기가 큰 것으로, 예를 들면 제1 세대에서는 300×400 mm이지만, 제10 세대가 되면 2850×3050 mm가 된다.

이러한 FPD 유리 기판용 판유리를 제조하기 위해서는, 오버플로우 다운드로우법이 가장 자주 이용된다. 오버플로우 다운드로우법에서는, 용융 유리를 유리 성형 장치에 통과시킴으로써 벨트상의 유리 리본이 연속적으로 성형된다. 이 때, 유리 리본이 하측으로 끌어당겨지고, 그 끌어당김 속도에 의해서 두께의 조정이 행해진다. 그 후, 유리 리본이 소정 길이로 절단되어 판유리가 제조된다.

예를 들면, 일본 특허 공개 제2003-313034호 공보에는, 도 6에 도시한 바와 같은 유리 성형 장치 (10)이 기재되어 있다. 이 유리 성형 장치 (10)은, 소정 방향으로 연장되는 단면 쐐기상의 본체 (11)과, 본체 (11)의 양벽면 (11a)을 따라서 유하(流下)하는 용융 유리의 폭을 규제하는 한쌍의 가이드 (12)를 구비하고 있다.

유리 성형 장치 (10)에 의해 성형되는 유리 리본 (15)는, 도 7a에 나타낸 바와 같이, 폭 방향의 양단부인 귀부 (15a)에 이를 때까지 균일한 두께인 것이 바람직하다. 그러나, 특허 문헌 1에 기재된 유리 성형 장치 (10)에서는, 유리 성형 장치 (10)의 선단 부분(하단 부분)의 용융 유리의 점도가 예를 들면 50,000 Pa·s(1,100 ℃) 정도인 경우에는, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 귀부 (15a)가 유리 리본의 길이 방향으로 물결치면서 두 갈래의 상으로 벌어지게 되는 경우가 있다. 이와 같이 귀부 (15a)가 벌어지게 되면, 유리 리본 (15)의 형상 불량이 발생하거나, 또는 균열의 원인이 되어 연속 조업에 지장을 초래할 우려가 있다.

이를 방지하기 위해서는, 유리 성형 장치 (10)의 선단 부분의 용융 유리의 점도를 예를 들면 4,000 Pa·s(1,200 ℃) 정도로 낮게 하여 용융 유리의 유동성을 향상시키는 것이 효과적이지만, 이와 같이 용융 유리의 점도를 낮추기 위해서 용융 유리의 온도를 높이면, 주로 내화 벽돌로 구성된 고가인 유리 성형 장치 (10)의 수명이 저하된다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여, 용융 유리의 점도가 상대적으로 높아도 귀부의 형상이 안정된 유리 리본을 성형할 수 있는 유리 성형 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 발명자는, 상기 목적을 달성하기 위해서 가이드의 형상에 주목하고, 가이드의 형상을 연구함으로써 상기한 바와 같은 귀부의 벌어짐을 억제할 수 있을 것으로 생각하였다. 즉, 특허 문헌 1에 기재된 유리 성형 장치 (10)에서는, 도 6에 나타낸 바와 같이 가이드 (12)가 직사각형상의 윤곽을 갖고 있고, 그의 하단부가 평평하게 되어 있기 때문에, 용융 유리가 가이드에 접촉한 상태 그대로 본체로부터 떨어지게 된다. 따라서, 본 발명의 발명자는 이를 개선하는 것을 착상하였다.

본 발명은 이러한 관점으로부터 이루어진 것으로, 용융 유리가 공급되는 공급구(供給溝)가 형성된 상면 및 상기 공급구로부터 상기 상면을 따라서 해당 공급구의 양측에 흘러 넘치고, 상기 상면의 양단부로부터 흘러 내리는 용융 유리를 유도하여 융합시키는 한쌍의 벽면을 갖는 본체와, 서로 대향하고, 상기 한쌍의 벽면을 따라서 유하하는 용융 유리의 폭을 규제하는 한쌍의 가이드를 구비하고, 상기 한쌍의 가이드의 각각은, 서로 대향하는 방향에서 보았을 때에, 상기 한쌍의 벽면의 하단부끼리 교차하여 형성되는 능선 상의 점을 정점으로 하는 하측으로 뾰족한 윤곽을 갖고 있는 유리 성형 장치를 제공한다.

상기 구성에 따르면, 가이드가 하측으로 뾰족한 윤곽을 갖고 있고, 그 정점이 한쌍의 벽면의 하단부끼리 교차하여 형성되는 능선 상에 위치하고 있기 때문에, 가이드에 접하는 부분의 용융 유리는, 가이드와의 접촉량을 줄이면서 상기 능선을 향해서 흐르고, 최종적으로는 접촉량이 0이 된 상태에서 본체로부터 박리된다. 이 때문에, 용융 유리의 점도가 상대적으로 높아도 귀부의 형상이 안정된 유리 리본을 성형할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 한 실시 형태에 따른 유리 성형 장치를 나타내는 정면도이다.
도 2는, 도 1의 유리 성형 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은, 도 1의 유리 성형 장치의 측면 단면도이다.
도 4a는 도 3의 주요부 확대도, 도 4b는 종래의 유리 성형 장치의 주요부 확대 단면도이다.
도 5a 내지 5c는 변형예의 유리 성형 장치의 측면 단면도이다.
도 6은, 종래의 유리 성형 장치를 나타내는 사시도이다.
도 7a는 정상적인 형상의 유리 리본의 단면도, 도 7b는 귀부가 형상 불량이 된 유리 리본의 단면도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 설명은 본 발명의 일례에 관한 것으로, 본 발명이 이들에 의해서 한정되는 것은 아니다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 한 실시 형태에 따른 유리 성형 장치 (1)은, 수평면 상의 한 방향으로 연장되는 본체 (2)와, 이 본체 (2)에 고정된 한쌍의 가이드 (3)을 구비하고 있다. 또한, 본 명세서에서는, 설명의 편의를 위해, 본체 (2)가 연장되는 방향(도 1에서는 좌우 방향)을 전후 방향, 이것과 직교하는 수평 방향을 좌우 방향이라 하고, 특히 도 1의 좌측을 전방, 도 1의 우측을 후방이라 한다.

본체 (2)는, 하측으로 뾰족한 오각형 쐐기상(폭이 좁은 홈베이스상)의 단면 형상으로 되어 있고, 수평면과 평행인 장방형상의 상면 (21)과, 이 상면 (21)의 좌우 방향의 양단부로부터 하측으로 향하는 한쌍의 벽면 (23)을 갖고 있다. 또한, 상면 (21)은 수평면과 평행일 필요는 없고, 예를 들면 전방을 향해서 전방 하향의 경사면 또는 곡면으로 되어 있을 수도 있다.

상면 (21)에는, 전후 방향으로 연장되는 공급구 (22)가 형성되어 있다. 이 공급구 (22)의 길이는, 상면 (21)의 길이와 동일하거나 약간 짧게 설정되어 있고, 공급구 (22)의 개구 (22a)는 상면 (21)보다도 훨씬 작은 장방형상을 하고 있다. 또한, 공급구 (22)의 저면 (22b)는, 전방을 향해서 상향 구배의 경사면으로 되어 있다. 또한, 저면 (22b)는 전방을 향해서 만곡하면서 상승하는 곡면으로 되어 있을 수도 있다. 또한, 공급구 (22)는 저면 (22b)를 갖는 단면 ㄷ자형일 필요는 없으며, 예를 들면 단면 V자상의 것일 수도 있다.

공급구 (22)에는, 본체 (2)의 후방으로부터 도시하지 않은 공급관을 통과하여 용융 유리 (5)가 공급되도록 되어 있다. 그리고 도시하지 않는 공급관으로부터 공급구 (22) 내에 용융 유리 (5)가 공급되면, 용융 유리 (5)는 공급구 (22) 내를 전방을 향해서 흐르면서, 공급구 (22)로부터 상면 (21)을 따라서 좌우 양측에 흘러 넘치고, 상면 (21)의 좌우 양단부로부터 흘러 내리게 된다.

한쌍의 벽면 (23)은, 상면 (21)의 좌우 양단부로부터 흘러 내리는 용융 유리 (5)를 유도하여 융합시키는 것으로, 이들의 하단부끼리 교차함으로써 전후 방향으로 연장되는 능선 (24)가 형성되어 있다. 구체적으로, 한쌍의 벽면 (23)의 각각은, 상면 (21)의 좌단부 또는 우단부로부터 수직으로 드리워지는 수직면 (23a)와, 이 수직면 (23a)의 하단부로부터 서로 근접하도록 내측으로 경사하는 경사면 (23b)로 이루어져 있다. 그리고, 상면 (21)의 좌우 양단부로부터 흘러 내리는 용융 유리 (5)는, 각각 벽면 (23)을 따라서 유하하고, 능선 (24)의 하측에서 융합한다. 이에 따라 벨트상의 유리 리본 (50)이 연속하여 성형된다.

한쌍의 가이드 (3)은 전후 방향에서 서로 대향하고, 양벽면 (23)을 따라서 유하하는 용융 유리 (5)의 폭을 규제하는, 전후 방향으로 편평한 판상이다. 한쌍의 가이드 (3)은, 이들의 내측면(다른쪽의 가이드 (3)측을 향하는 면) (3a)가 공급구 (22)의 개구 (22a)에서의 전후 방향의 단변과 합치하는 위치에 배치되어 있다. 또한, 한쌍의 가이드 (3)의 각각은, 도 3에 나타낸 바와 같이 전후 방향에서 보았을 때에, 벽면 (23)끼리 교차하는 능선 (24) 상의 점을 정점으로 하는 하측으로 뾰족한 윤곽을 갖고 있다. 즉, 각 가이드 (3)의 하측으로 뾰족한 선단 (33)은, 능선 (24) 상에 위치하고 있다. 본 실시 형태에서는, 각 가이드 (3)의 윤곽은 상측의 3변이 서로 수직으로 교차하고, 하측의 4변이 경사면을 향하는 좌우대칭인 칠각형상을 하고 있다.

보다 상세하게는, 각 가이드 (3)은 한쌍의 벽면 (23)의 각각을 따라서 상하 방향으로 연장되는 세로 가이드부 (32)와, 본체 (2)의 상면 (21) 상에 위치하고, 세로 가이드부 (32)의 상단부와 연결되는 가로 가이드부 (31)을 갖고 있다. 또한, 세로 가이드부 (32)는 수직면 (23a)에 따른 수직부 (32a)와, 경사면 (23b)에 따른 경사부 (32b)를 포함하고 있다. 그리고, 경사부 (32b)의 하부의 소정 영역(선단 (33)으로부터 해당 경사부 (32b)의 1/3 정도)이 능선 (24)를 향해서 뾰족하고, 세로 가이드부 (32b)가 하측으로 향할수록 점점 가늘어지고 있다.

이어서, 본 실시 형태의 유리 성형 장치 (1)의 작용을 설명한다.

우선, 비교를 위해, 도 6에 나타내는 종래의 유리 성형 장치 (10)의 작용에 대해서, 도 4b를 참조하여 설명한다. 종래의 유리 성형 장치 (10)에서는, 가이드 (12)의 하단부 (12a)가 평평하게 되어 있기 때문에, 용융 유리가 가이드 (12)에 접촉한 상태 그대로 본체 (11)로부터 박리된다. 다른 관점에서 보면, 가이드 (12)에 접하는 부분의 용융 유리는, 벽면 (11a) 뿐만 아니라 가이드 (12)를 따라서 유하하게 되어, 도 4b 중에 화살표 b로 나타낸 바와 같이 유하하는 방향이 벽면 (11a)에 따르는 방향이 아닌 그것으로부터 조금 벌어진 방향이 된다. 이에 따라, 가이드 (12)에 접하는 부분의 용융 유리의 궤적 L₂는, 유리 성형 장치 (10)의 중앙부에서의 궤적 L₁보다도 벌어진다.

이에 대하여, 본 실시 형태의 유리 성형 장치 (1)에서는, 도 4a에 나타낸 바와 같이, 하측으로 뾰족한 가이드 (3)의 선단 (33)이 능선 (24) 상에 위치하고 있기 때문에, 가이드에 접하는 부분의 용융 유리 (5)는, 가이드 (3)과의 접촉량을 줄이면서 능선 (24)를 향해서 흐르게 된다. 즉, 가이드 (3)에 접하는 부분의 용융 유리 (5)는, 가이드 (3)의 경사부 (32b)를 따라서 유하함으로써, 도 4a 중에 화살표 a로 나타낸 바와 같이 능선 (24)를 향해서 합쳐지게 된다. 그리고, 가이드 (3)에 접하는 부분의 용융 유리 (5)는, 최종적으로는 가이드 (3)과의 접촉량이 0이 된 상태에서 본체 (2)로부터 박리된다. 이 때문에, 용융 유리 (5)의 점도가 예를 들면 100,000 Pa·s(1,050 ℃) 정도로 상대적으로 높아도, 도 7a에 나타낸 바와 같이 귀부 (50a)의 형상이 안정된 유리 리본 (50)을 성형할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 전후 방향에서 보았을 때의 가이드 (3)의 윤곽이 칠각형상으로 되어 있지만, 가이드 (3)의 윤곽은 능선 (24) 상의 점을 정점으로 하는 하측으로 뾰족한 것일 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 도 5a에 나타낸 바와 같이, 경사부 (32b)의 전체가 능선 (24)를 향해서 뾰족하고, 가이드 (3)의 윤곽이 오각형상으로 되어 있을 수도 있다.

또한, 경사부 (32b)의 하부 또는 전체가 능선 (24)를 향해서 뾰족한 형상은, 예리한 삼각형상일 필요는 없고, 예를 들면 도 5b에 나타낸 바와 같이, 외측의 변이 원호상을 그리고 있어도 된다.

또한, 세로 가이드부 (32)는, 예를 들면 도 5c에 나타낸 바와 같이, 수직부 (32a)로부터 경사부 (32b)에 걸쳐서 연속하는 곡선을 그리면서 하측을 향해서 점점 가늘어질 수도 있다.

또한, 가이드부 (3)은, 전후 방향에 편평한 판상일 필요는 없고, 내측면 (3a) 중 벽면 (23)과 교차하는 부분이 벽면 (23)과 직교하는 것이면 된다. 예를 들면, 가이드부 (3)은, 도 6에 나타내는 종래의 유리 성형 장치 (10)과 마찬가지로 가로 가이드부 (31)의 중앙부가 외측에 돌출된 형상으로 되어 있을 수도 있고, 또는 외측면이 외측에 팽창되는 삼차원적인 형상으로 되어 있을 수도 있다.

본 발명은 FPD 유리 기판용의 판유리를 제조할 때에 이용되는 유리 성형 장치에 특히 바람직하다.

Claims

용융 유리가 공급되는 공급구가 형성된 상면 및 상기 공급구로부터 상기 상면을 따라서 해당 공급구의 양측에 흘러 넘치고, 상기 상면의 양단부에서 흘러 내리는 용융 유리를 유도하여 융합시키는 한쌍의 벽면을 갖는 본체와,
서로 대향하도록 상기 본체로부터 주위에 돌출되고, 상기 한쌍의 벽면을 따라서 유하하는 용융 유리의 폭을 규제하는 한쌍의 가이드를 구비하고,
상기 한쌍의 가이드의 각각은 서로 대향하는 방향에서 보았을 때에, 상기 한쌍의 벽면의 하단부끼리 교차하여 형성되는 능선 상의 점을 정점으로 하고, 상기 본체보다 큰 각도로 하측으로 뾰족한 윤곽을 갖고 있는 유리 성형 장치.
제1항에 있어서, 상기 한쌍의 가이드의 각각은 상기 한쌍의 벽면의 각각을 따라서 상하 방향으로 연장되는 세로 가이드부와, 상기 본체의 상기 상면 상에 위치하고, 상기 세로 가이드부의 상단부와 연결되는 가로 가이드부를 가지며, 상기 세로 가이드부가 아래쪽을 향해서 점점 가늘어지는, 유리 성형 장치.
제2항에 있어서, 상기 한쌍의 벽면의 각각은 상기 상면의 단부로부터 수직으로 드리워지는 수직면과, 이 수직면의 하단부로부터 경사하는 경사면으로 이루어지며,
상기 세로 가이드부는, 상기 수직면에 따른 수직부와, 상기 경사면에 따른 경사부를 포함하고, 상기 경사부의 하부의 소정 영역이 상기 능선을 향해서 뾰족한 유리 성형 장치.