KR101680962B1 - 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판의 제조 장치 - Google Patents

유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판의 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 유리 기판의 양측부와 중앙 영역의 점도를 제어함으로써, 유리 기판의 변형을 억제할 수 있는 유리 기판의 제조 방법 등을 제공한다.
본 발명은, 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판의 제조 장치에 관한 것이다. 다운드로우법에 의해, 용융 유리를 성형체로부터 오버플로우시켜 시트 유리로 성형하고, 시트 유리를 유하 방향으로 잡아늘이면서 냉각함으로써 유리 기판을 제조하는 유리 기판의 제조 방법이며, 시트 유리가 성형체로부터 이격된 후, 시트 유리의 온도가 연화점보다 높은 온도로부터 서냉점 근방으로 될 때까지의 온도 영역에 있을 때, 시트 유리의 폭 방향의 측부를 향해 장력을 가하면서, 측부의 점도와 측부 사이에 끼인 중앙 영역의 점도의 점도차를, 기준값 이하로 되도록 냉각한다.

Description

유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판의 제조 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MAKING GLASS SUBSTRATE}
본 발명은, 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판의 제조 장치에 관한 것이다.
종래, 다운드로우법을 사용하여 유리 기판을 제조하는 방법이 사용되고 있다. 다운드로우법에서는, 성형체에 용융 유리를 유입한 후, 당해 용융 유리를 성형체로부터 오버플로우시킨다. 용융 유리는, 그 후, 성형체를 따라 유하한다. 용융 유리는, 성형체의 하단부에서 합류하고, 그 후, 성형체로부터 이격되어 시트 형상의 유리(시트 유리)로 된다. 시트 유리는, 유하하는 과정에서 로 내의 분위기에 의해 냉각된다. 그 후, 시트 유리는, 원하는 크기로 절단되고, 다시 가공되어 유리 기판으로 된다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 휨 품질이 양호한 유리 기판의 제조를 목적으로 하여, 시트 유리의 폭 방향의 양측부에 대향하도록 냉각 장치를 설치하고, 이 양측부가 서냉점 근방으로 될 때까지의 온도 영역에 있어서 소정의 점도로 되도록 제어하는 기술이 개시되어 있다.
일본 특허5154713호 공보
그러나, 시트 유리의 폭 방향의 양측부를 냉각하면, 양측부의 점도와 양측부 사이에 끼인 중앙 영역의 점도의 차가 커져, 양측부와 중앙 영역 사이에서 응력이 발생하여, 양측부와 중앙 영역의 경계에, 휨, 변형이 발생하는 경우가 있었다.
따라서, 본 발명은 유리 기판의 양측부와 중앙 영역의 점도를 제어함으로써, 유리 기판의 변형을 억제할 수 있는 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판의 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태는, 본 발명에 관한 유리 기판의 제조 방법은, 다운드로우법에 의해, 유리 기판을 제조하는 방법이다. 다운드로우법은, 용융 유리를 성형체로부터 오버플로우시켜 시트 유리로 성형하고, 시트 유리를 유하 방향으로 잡아늘이면서 냉각한다. 유리 기판의 제조 방법은, 시트 유리가 성형체로부터 이격된 후, 시트 유리의 온도가 연화점보다 높은 온도로부터 서냉점 근방으로 될 때까지의 온도 영역에 있을 때, 시트 유리의 측부를 향해 장력을 가하면서, 상기 측부의 점도와 상기 측부 사이에 끼인 중앙 영역의 점도의 점도차를, 기준값 이하로 되도록 냉각한다. 시트 유리의 측부라 함은, 중앙 영역보다 두께가 있고, 구근(bulb) 형상을 포함하는 영역이며, 예를 들어 시트 유리의 폭 방향의 테두리로부터 200㎜ 이내의 범위를 말한다. 시트 유리의 중앙 영역은, 측부에 끼인 범위를 말한다.
이 유리 기판의 제조 방법에서는, 성형체로부터 이격된 시트 유리의 온도가 연화점보다 높은 온도로부터 서냉점 근방으로 될 때까지의 온도 영역에 있을 때, 시트 유리는, 점도가 낮고 충분한 유동성을 가지고 있으므로, 수축되기 쉽다. 또한, 「시트 유리의 온도가 연화점보다 높은 온도로부터 서냉점 근방으로 될 때까지의 온도 영역에 있는」이라 함은, 시트 유리의 적어도 일부가, 이 온도 영역 내에 있는 것을 의미한다. 또한, 성형체 바로 아래에 있어서의 시트 유리의 점도는, 105.7∼107.5Poise인 것이 바람직하다. 서냉점은, 점도가 1013Poise(1Poise=1dPa·초)인 유리의 온도를 말한다. 연화점은, 점도가 107. 5Poise인 유리의 온도를 말한다. 또한, 서냉점 근방이라 함은, 서냉점을 포함하는, 서냉점으로부터 ±20℃의 범위 내를 의미한다.
구체적으로는, 성형체로부터 이격된 시트 유리의 측부의 점도를 109.0∼1014.5Poise의 범위 내로 유지하여 시트 유리를 냉각함으로써, 시트 유리의 폭 방향으로의 수축이 억제된다. 시트 유리의 측부의 점도가 109. 0Poise가 되지 않는 경우, 시트 유리가 변형되기 쉬우므로, 시트 유리의 폭 방향의 수축이 일어나기 쉽다. 또한, 시트 유리의 측부의 점도가 1014. 5Poise를 초과하는 경우, 시트 유리 내부에 발생하는 응력에 견디지 못하고 시트 유리가 깨질 가능성이 있다. 따라서, 시트 유리의 측부의 점도를 109.0∼1014. 5Poise의 범위 내로 유지하여 냉각하는 것이 바람직하다. 또한, 시트 유리의 측부의 점도를 1010.0∼1014. 5Poise의 범위 내로 유지하여 냉각하는 것이 보다 바람직하다.
그리고, 성형체로부터 이격된 시트 유리의 측부의 점도를 109.0∼1014. 5Poise의 범위 내로 유지하여 시트 유리를 냉각함으로써, 시트 유리의 폭 방향으로의 수축이 억제되므로, 시트 유리의 양측부를 향해 시트 유리의 폭 방향으로 장력이 가해져 있는 상태로 된다. 또한, 내부에 공기가 통과된 냉각 롤러에 의해, 시트 유리를 보유 지지하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 시트 유리의 폭 방향으로의 수축이 보다 효과적으로 억제된다.
또한, 시트 유리의 측부의 점도가, 유하 방향을 따라 높아지도록 냉각하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 시트 유리의 측부는, 단계적 또는 연속적으로 냉각되므로, 시트 유리가 한 번에 과도하게 냉각되어 깨지는 것이 방지된다.
또한, 성형체로부터 이격된 시트 유리의 중앙 영역의 점도를 105.7∼109.67Poise의 범위(온도로 말하면, 예를 들어 850℃∼1120℃) 내로 유지하여 냉각함으로써, 측부와 중앙 영역의 점도차(온도차)가 저감되어, 측부와 중앙 영역의 경계에 발생하는 휨, 변형 등이 억제된다. 시트 유리의 중앙 영역의 점도가 105. 7Poise가 되지 않는 경우, 측부와 중앙 영역의 점도차(온도차)가 크기 때문에, 응력이 발생하기 쉽다. 또한, 시트 유리의 중앙 영역의 점도가 109. 67Poise를 초과하는 경우, 시트 유리 내부에 발생하는 응력에 견디지 못하고 시트 유리가 깨질 가능성이 있다. 따라서, 시트 유리의 중앙 영역의 점도를 105.7∼109. 67Poise의 범위 내로 유지하여 냉각하는 것이 바람직하다. 또한, 시트 유리의 중앙 영역의 점도를 107.5∼109.67Poise의 범위 내로 유지하여 냉각하는 것이 보다 바람직하다.
성형체로부터 이격된 직후의 시트 유리는, 가장 수축되기 쉬운 상태에 있으므로, 급냉함으로써 효과적으로 폭 방향의 수축을 억제할 수 있다. 또한, 성형체로부터 이격된 시트 유리의 측부의 점도와 중앙 영역의 점도의 점도차를, 기준값 이하로 되도록 유지하여 냉각함으로써, 측부와 중앙 영역의 경계선 근방에 발생하는 응력이 억제되므로, 시트 유리에 발생하는 휨, 변형 등이 보다 효과적으로 억제된다. 이때 측부의 점도가 109.0∼1014. 5Poise의 제1 범위 내, 중앙 영역의 점도가 105.7∼109.67Poise의 제2 범위 내에 있고, 상기 기준값은, 측부의 상기 제1 점도와 중앙 영역의 상기 제2 점도의 점도차인 것이 바람직하다. 이로 인해, 기준값은, 109.0(≒109.0-105.7)Poise 미만으로 된다. 또한, 기준값은, 1014. 5(≒1014.5-109.67)Poise 미만으로부터 0Poise의 범위로 된다.
또한, 성형체 바로 아래에 있어서의 시트 유리의 점도는, 105.7∼107. 5Poise이며, 시트 유리의 측부의 점도가 109.0∼1010. 5Poise의 범위 내로 되도록 시트 유리를 급냉하고, 시트 유리를 급냉한 후, 급냉시보다도 냉각능을 저하시켜 측부를 냉각함으로써, 측부의 점도를 1010.5∼1014.5Poise의 범위 내로 유지하는 것이 바람직하다.
성형체 바로 아래에 있어서의 105.7∼107. 5Poise의 점도를 갖는 시트 유리를, 측부의 점도가 109.0∼1010. 5Poise의 범위 내로 되도록 급냉함으로써, 시트 유리의 깨짐을 방지하면서, 시트 유리의 폭 방향의 수축을 억제할 수 있다. 또한, 시트 유리의 급냉 후, 측부의 점도가 1010.5∼1014. 5Poise의 범위 내로 되도록 시트 유리를 더 냉각함으로써, 시트 유리의 깨짐을 방지하면서, 시트 유리의 폭 방향의 수축을 계속해서 억제할 수 있다.
또한, 성형체 바로 아래에 있어서의 105.7∼107. 5Poise의 점도를 갖는 시트 유리를, 측부의 점도가 109.5∼1010. 5Poise의 범위 내로 되도록 급냉하는 것이 보다 바람직하고, 측부의 점도가 1010.0∼1010. 5Poise의 범위 내로 되도록 급냉하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 시트 유리의 급냉 후, 시트 유리를, 측부의 점도가 1011.0∼1014.5Poise의 범위 내로 냉각하는 것이 보다 바람직하고, 측부의 점도가 1011.5∼1014.5Poise의 범위 내로 냉각하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 성형체 바로 아래에 있어서의 105.7∼107. 5Poise의 점도를 갖는 시트 유리를, 중앙 영역의 점도가 105.7∼107. 5Poise의 범위 내로 되도록 급냉하는 것이 보다 바람직하고, 중앙 영역의 점도가 106.5∼107. 5Poise의 범위 내로 되도록 급냉하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 시트 유리의 급냉 후, 시트 유리를, 중앙 영역의 점도가 107.5∼109. 67Poise의 범위 내로 냉각하는 것이 보다 바람직하고, 중앙 영역의 점도가 109.0∼109.67Poise의 범위 내로 냉각하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 냉각 롤러를 사용하여, 성형체 바로 아래에 있어서의 시트 유리를, 측부의 점도가 109.0∼1010. 5Poise의 범위 내로 되도록 급냉하는 것이 바람직하다. 냉각 롤러를 시트 유리에 접촉시킴으로써, 열전도에 의해, 단시간에 시트 유리로부터 열을 빼앗을 수 있으므로, 시트 유리를 급냉할 수 있다. 또한, 냉각 롤러에 의해 시트 유리를 보유 지지함으로써, 폭 방향으로의 수축을 더욱 억제할 수 있다.
또한, 냉각 롤러에 의해 급냉된 시트 유리를, 시트 유리와 이격되어 설치되는 냉각 유닛을 사용하여 냉각함으로써, 시트 유리의 측부의 점도를 1010.5∼1014.5Poise의 범위 내로 유지하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 시트 유리와 이격되어 설치되는 냉각 유닛에 의한 복사열 전달에 의해, 시트 유리가 계속해서 냉각되므로, 시트 유리의 표면이 과잉으로 냉각되어 깨지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 복수의 냉각 유닛이 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 시트 유리의 표면이 과잉으로 냉각되는 것이 효과적으로 억제되어, 시트 유리의 깨짐을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 시트 유리의 온도가 연화점보다 높은 온도로부터 서냉점 근방으로 될 때까지의 온도 영역에 있어서, 판 두께 균일화 공정과, 휨 저감 공정을 행하는 것이 바람직하다. 판 두께 균일화 공정이라 함은, 시트 유리의 판 두께를 폭 방향으로 균일하게 하기 위한 공정이다. 휨 저감 공정이라 함은, 판 두께 균일화 공정 후에, 시트 유리의 휨을 저감시키기 위한 공정이다.
판 두께 균일화 공정에서는, 시트 유리의 중앙 영역에 있어서의 폭 방향의 온도 분포를 균일하게 하고, 또한 시트 유리의 양측부의 온도를, 중앙 영역의 온도보다 낮게 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 시트 유리의 측부는 폭 방향의 수축이 억제되도록 냉각되고, 시트 유리의 중앙 영역은 판 두께가 균일해지도록 냉각되므로, 시트 유리의 판 두께를 폭 방향으로 균일하게 할 수 있다. 여기서, 시트 유리의 중앙 영역은, 판 두께를 균일하게 할 대상의 부분을 포함하는 영역이고, 시트 유리의 측부는, 제조 후에 절단될 대상의 부분을 포함하는 영역이다.
또한, 판 두께 균일화 공정은, 시트 유리가 성형체로부터 이격된 직후에 행해지는 것이 바람직하고, 또한 시트 유리의 온도가 연화점까지 냉각될 때까지 행해지는 것이 바람직하다. 이에 의해, 판 두께를 보다 균일하게 할 수 있다.
휨 저감 공정에서는, 판 두께 균일화 공정과 비교하여 시트 유리의 폭 방향의 온도 분포를 저온으로 하고, 또한 시트 유리의 중앙 영역의 폭 방향의 중앙부로부터 측부를 향해, 시트 유리의 폭 방향으로 온도 구배를 형성하는 것이 바람직하다. 시트 유리의 중앙부는, 측부에 끼인 범위의 판 두께가 거의 일정한 제품 영역으로 되는 영역이며, 예를 들어 시트 유리의 폭 방향의 테두리로부터 200㎜ 이상 이격된 범위의 부분이다.
그리고, 시트 유리의 온도가 스트레인점을 향함에 따라서, 시트 유리의 온도 구배가 저감되도록 냉각함으로써, 시트 유리의 폭 방향의 중앙부에 항상 인장 응력이 작용하도록 냉각할 수 있다. 이에 의해, 시트 유리의 판 두께를 균일하게 유지하면서 냉각할 수 있어, 시트 유리의 휨을 저감시킬 수 있다. 또한, 「시트 유리의 온도 구배가 저감된다」의 「온도 구배」는, 시트 유리의 폭 방향의 중앙부의 온도로부터, 시트 유리의 폭 방향의 테두리부의 온도를 뺀 값을, 시트 유리의 폭의 절반의 값으로 나눈 값의 절대값이다.
또한, 판 두께 균일화 공정은, 시트 유리의 중앙 영역에 있어서의 폭 방향의 온도 분포를 균일하게 하고, 또한 시트 유리의 양측부의 온도를, 중앙 영역의 온도보다 낮게 하는 것이 바람직하다. 또한, 휨 저감 공정에서는, 판 두께 균일화 공정보다 시트 유리의 폭 방향의 온도 분포를 저온으로 하고, 중앙 영역의 중심부로부터 측부를 향해 시트 유리의 폭 방향으로 온도 구배를 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 휨 저감 공정에서는, 시트 유리의 폭 방향으로 형성된 온도 구배가 저감되도록, 시트 유리의 스트레인점 근방을 향해 시트 유리를 냉각하는 것이 바람직하다. 스트레인점이라 함은, 점도가 1014. 5Poise인 유리의 온도를 말하며, 스트레인점 근방이라 함은, 스트레인점을 포함하는 소정의 온도 영역을 의미한다. 소정의 온도 영역이라 함은, 「(서냉점＋스트레인점)/2」로부터 「스트레인점－50℃」까지의 영역이다.
휨 저감 공정에서 형성된 온도 구배가 저감되도록, 시트 유리를 스트레인점까지 냉각함으로써, 시트 유리의 폭 방향의 중앙부의 냉각량은, 시트 유리의 폭 방향의 양측부의 냉각량보다도 커진다. 이에 의해, 시트 유리의 체적 수축량은, 시트 유리의 폭 방향의 측부로부터 중앙부를 향함에 따라 커지므로, 시트 유리의 중앙부에는 인장 응력이 작용한다. 특히, 시트 유리의 중앙부에는, 시트 유리의 흐름 방향 및 폭 방향으로 인장 응력이 작용한다. 또한, 시트 유리의 폭 방향으로 작용하는 인장 응력보다도, 시트 유리의 흐름 방향으로 작용하는 인장 응력의 쪽이 큰 것이 바람직하다. 인장 응력에 의해, 시트 유리의 평탄도를 유지하면서 냉각할 수 있으므로, 시트 유리의 휨을 저감시킬 수 있다.
본 발명에 관한 유리 기판의 제조 장치는, 성형체와, 제1 열처리 유닛과, 제2 열처리 유닛을 구비한다. 성형체는, 한 쌍의 정상부와, 하단부와, 한 쌍의 표면을 갖는다. 한 쌍의 표면은, 한 쌍의 정상부로부터 하단부까지 연장된다. 성형체는, 용융 유리를 한 쌍의 정상부로부터 오버플로우시킨 후, 한 쌍의 표면을 따라 유하시키고, 하단부에서 합류시켜 시트 유리를 성형한다. 제1 열처리 유닛은, 성형체로부터 이격된 시트 유리가, 연화점보다 높은 온도 영역에 있을 때, 시트 유리의 측부의 열처리를 행한다. 제2 열처리 유닛은, 시트 유리가 연화점 근방으로부터 서냉점 근방까지의 온도 영역에 있을 때, 측부의 열처리를 행한다. 또한, 제1 열처리 유닛 및 제2 열처리 유닛은, 측부를 향해 장력을 가하면서, 측부의 점도를 109.0∼1014.5Poise의 범위 내로 유지하여 시트 유리를 냉각하고, 측부 사이에 끼인 중앙 영역의 점도를 105.7∼109. 67Poise의 범위 내로 유지하여 시트 유리를 냉각한다. 이에 의해, 유리 기판의 생산량의 향상과, 휨 품질의 향상을 실현할 수 있다. 또한, 연화점 근방이라 함은, 연화점을 포함하고, 시트 유리의 연화점에 100℃를 더한 온도로부터, 시트 유리의 연화점으로부터 100℃를 뺀 온도까지의 온도 영역이다.
본 발명에 따르면, 유리 기판의 양측부와 중앙 영역의 점도를 제어함으로써, 유리 기판의 변형을 억제할 수 있다.
도 1은 유리 기판의 제조 방법의 공정의 일례를 나타내는 도면.
도 2는 유리 기판 제조 장치의 개략 구성도.
도 3은 성형 장치의 개략 구성도(단면도).
도 4는 성형 장치의 개략 구성도(측면도).
도 5는 도 4의 V-V 단면도(중앙부 냉각 유닛의 단면도).
도 6은 하부 공냉 유닛의 개략 평면도.
도 7은 도 4의 VII-VII 단면도(측부 냉각 유닛의 단면도).
도 8은 하부 수냉 유닛의 사시도.
도 9는 제어 장치 및 제어 장치에 접속되는 각 기구를 도시하는 도면.
도 10은 복수의 온도 프로파일에 기초하여 제어된 분위기 온도를 도시하는 도면.
도 11의 (a), (b)는 제1 온도 프로파일의 일례를 나타내는 도면.
도 12는 성형 장치에서 성형되는 시트 유리를 평면에서 본 일 형상을 도시하는 도면.
(1) 전체 구성
본 실시 형태에 관한 유리 기판의 제조 방법에서는, 예를 들어 플랫 패널 디스플레이용 유리 기판(예를 들어, 액정 디스플레이용 유리 기판, 플라즈마 디스플레이용 유리 기판, 유기 EL 디스플레이용 유리 기판), 커버 유리나 자기 디스크용 등의 강화 유리용 유리 기판, 롤 형상으로 권취되는 유리 기판, 반도체 웨이퍼 등의 전자 디바이스가 적층된 유리 기판을 제조한다. 이 유리 기판은, 예를 들어 다운드로우법을 사용하여 제조된다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 유리 기판이 제조될 때까지의 복수의 공정(유리 기판의 제조 방법) 및 복수의 공정에 사용되는 유리 기판의 제조 장치(100)를 설명한다.
복수의 공정에는, 용해 공정(S1), 청징 공정(S2), 성형 공정(S3), 냉각 공정(S4) 및 절단 공정(S5)이 포함된다.
용해 공정(S1)은, 유리의 원료가 용해되는 공정이다. 유리의 원료는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 상류에 배치된 용해 장치(11)에 투입된다. 유리의 원료는, 용해 장치(11)에서 용해되어, 용융 유리(FG)로 된다. 용융 유리(FG)는, 상류 파이프(23)를 통해 청징 장치(12)로 보내진다.
청징 공정(S2)은, 용융 유리(FG) 중의 기포의 제거를 행하는 공정이다. 청징 장치(12) 내에서 기포가 제거된 용융 유리(FG)는, 그 후, 하류 파이프(24)를 통해, 성형 장치(40)로 보내진다.
성형 공정(S3)은, 용융 유리(FG)를 시트 형상의 유리(시트 유리)(SG)로 성형하는 공정이다. 구체적으로, 용융 유리(FG)는, 성형 장치(40)에 포함되는 성형체(41)로 보내진 후, 성형체(41)로부터 오버플로우된다. 오버플로우된 용융 유리(FG)는, 성형체(41)의 표면을 따라 유하한다. 용융 유리(FG)는, 그 후, 성형체(41)의 하단부에서 합류하여 시트 유리(SG)로 된다.
냉각 공정(S4)은, 시트 유리(SG)를 냉각(서냉)하는 공정이다. 시트 유리는, 냉각 공정(S4)을 거쳐서 실온에 가까운 온도로 냉각된다. 또한, 냉각 공정(S4)에 있어서의, 냉각의 상태에 따라서, 유리 기판의 두께(판 두께), 유리 기판의 휨량 및 유리 기판의 변형량이 정해진다.
절단 공정(S5)은, 실온에 가까운 온도로 된 시트 유리(SG)를, 소정의 크기로 절단하는 공정이다.
또한, 소정의 크기로 절단된 시트 유리(SG)(유리편)는, 그 후, 단부면 가공 등의 공정을 거쳐서 유리 기판으로 된다.
이하, 도 3∼도 9를 참조하여, 성형 장치(40)의 구성을 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 시트 유리(SG)의 폭 방향이라 함은, 시트 유리(SG)가 유하하는 방향(유하 방향 또는 흐름 방향)에 교차하는 방향, 즉, 수평 방향을 의미한다.
(2) 성형 장치의 구성
우선, 도 3 및 도 4에, 성형 장치(40)의 개략 구성을 도시한다. 도 3은 성형 장치(40)의 단면도이다. 도 4는 성형 장치(40)의 측면도이다. 성형 장치(40)는 주로, 성형체(41)와, 구획 부재(50)와, 냉각 롤러(51)와, 냉각 유닛(60)과, 인하 롤러(81)와, 절단 장치(90)를 포함하고 있다. 또한, 성형 장치(40)는 제어 장치(91)를 구비한다(도 9 참조). 제어 장치(91)는, 성형 장치(40)에 포함되는 각 구성의 구동부를 제어한다.
이하, 성형 장치(40)에 포함되는 각 구성에 대해 설명한다.
(2-1) 성형체
성형체(41)는, 용융 유리(FG)를 오버플로우시킴으로써, 용융 유리(FG)를 시트 형상의 유리[시트 유리(SG)]로 성형한다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 성형체(41)는 단면 형상으로 대략 5각형의 형상(쐐기형과 유사한 형상)을 갖는다. 대략 5각형의 선단은, 성형체(41)의 하단부(41a)에 상당한다.
또한, 성형체(41)는 제1 단부에 유입구(42)를 갖는다(도 4 참조). 유입구(42)는, 상술한 하류 파이프(24)와 접속되어 있고, 청징 장치(12)로부터 흘러 나온 용융 유리(FG)는, 유입구(42)로부터 성형체(41)로 유입된다. 성형체(41)에는, 홈(43)이 형성되어 있다. 홈(43)은, 성형체(41)의 길이 방향으로 연장된다. 구체적으로는, 홈(43)은 제1 단부로부터, 제1 단부의 반대측 단부인 제2 단부로 연장된다. 보다 구체적으로, 홈(43)은 도 4의 좌우 방향으로 연장된다. 홈(43)은 유입구(42) 근방이 가장 깊고, 제2 단부에 근접함에 따라 서서히 얕아지도록 형성되어 있다. 성형체(41)에 유입된 용융 유리(FG)는, 성형체(41)의 한 쌍의 정상부(41b, 41b)로부터 오버플로우되어, 성형체(41)의 한 쌍의 측면(표면)(41c, 41c)을 따르면서 유하한다. 그 후, 용융 유리(FG)는, 성형체(41)의 하단부(41a)에서 합류하여 시트 유리(SG)로 된다. 또한, 성형체(41)의 바로 아래에 있어서, 시트 유리(SG)는, 점도는 예를 들어 105.7∼107.5Poise이다.
(2-2) 구획 부재
구획 부재(50)는, 용융 유리(FG)의 합류 포인트의 근방에 배치되어 있다. 또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 구획 부재(50)는 합류 포인트에서 합류한 용융 유리(FG)[시트 유리(SG)]의 두께 방향 양측에 배치된다. 구획 부재(50)는, 단열재이다. 구획 부재(50)는, 용융 유리(FG)의 합류 포인트의 상측 분위기 및 하측 분위기를 구획함으로써, 구획 부재(50)의 상측으로부터 하측으로의 열의 이동을 차단한다.
(2-3) 냉각 롤러
냉각 롤러(51)는, 시트 유리(SG)의 양측부를 열처리하는 유닛이다. 냉각 롤러(51)는, 구획 부재(50)의 바로 아래에 배치되어 있다. 또한, 냉각 롤러(51)는 시트 유리(SG)의 두께 방향 양측, 또한 시트 유리(SG)의 폭 방향 양측에 배치된다. 즉, 냉각 롤러(51)는 상기 성형체(41)로부터 이격된 시트 유리(SG)를, 상기 성형체(41)의 바로 아래에서 열처리한다. 시트 유리(SG)의 두께 방향 양측에 배치된 냉각 롤러(51)는 쌍으로 동작한다. 따라서, 시트 유리(SG)의 양측부는 2쌍의 냉각 롤러(51, 51, ···)에 의해 끼워 넣어진다.
냉각 롤러(51)는, 내부에 통과된 공냉관에 의해 공냉되어 있다. 냉각 롤러(51)는 시트 유리(SG)의 측부(에지부)에 접촉하여, 열전도에 의해 시트 유리(SG)의 측부를 급냉한다(급냉 공정). 냉각 롤러(51)는 시트 유리(SG)의 측부의 점도가, 예를 들어 109.0Poise 이상으로 되도록 시트 유리의 측부를 급냉한다.
또한, 냉각 롤러(51)에 의한 시트 유리(SG)의 측부의 냉각은, 시트 유리(SG)의 두께의 균일화에 영향을 미친다.
(2-4) 냉각 유닛
냉각 유닛(60)은, 시트 유리(SG)의 열처리를 행하는 유닛이다. 구체적으로, 냉각 유닛(60)은, 시트 유리(SG)의 중앙 영역의 온도가 연화점보다 높은 온도로부터 서냉점 근방까지의 온도 영역에서 시트 유리(SG)를 냉각하는 유닛이다. 냉각 유닛(60)은 구획 부재(50)의 하방이며, 서냉로(80)의 천장판(80a) 상에 배치된다. 냉각 유닛(60)은 시트 유리(SG)의 상류 영역을 냉각한다(상류 영역 냉각 공정). 시트 유리(SG)의 상류 영역이라 함은, 시트 유리(SG)의 중앙부(중앙 영역)의 온도가 서냉점보다 위인 시트 유리(SG)의 영역이다. 또한, 시트 유리(SG)의 중앙부라 함은, 시트 유리(SG)의 폭 방향 중앙 부분이며, 시트 유리(SG)의 유효 범위 및 그 근방을 포함하는 영역이다. 바꾸어 말하면, 시트 유리(SG)의 중앙부는, 시트 유리(SG)의 양측부에 끼인 부분이다. 상류 영역에는, 구체적으로, 제1 온도 영역과 제2 온도 영역이 포함된다. 제1 온도 영역은, 성형체(41)의 하단부(41a)의 바로 아래로부터, 시트 유리(SG)의 중앙 영역의 온도(보다 구체적으로는, 중앙 영역의 폭 방향 중심의 온도)가 연화점보다 높은 연화점 근방으로 될 때까지의 시트 유리(SG)의 영역이다. 또한, 제2 온도 영역이라 함은, 시트 유리(SG)의 중앙 영역의 온도(보다 구체적으로는, 중앙 영역의 폭 방향 중심의 온도)가 연화점보다 높은 연화점 근방으로부터 서냉점 근방으로 될 때까지의 온도 영역이다. 즉, 냉각 유닛(60)은 시트 유리(SG)의 중앙 영역의 온도가 서냉점에 근접하도록, 시트 유리(SG)를 냉각한다. 시트 유리(SG)의 중앙 영역은, 그 후, 후술하는 서냉로(80) 내에서, 서냉점, 스트레인점을 거쳐, 실온 근방의 온도까지 냉각된다[하류 영역 냉각 공정(서냉 공정)].
냉각 유닛(60)은, 시트 유리(SG)의 변형, 두께 및 휨이 원하는 값으로 되도록, 시트 유리(SG)를 복수의 온도 프로파일에 기초하여 냉각한다. 즉, 상류 영역에 있어서, 시트 유리(SG)의 유하 방향을 따라, 복수의 온도 프로파일이 설정된다. 여기서, 온도 프로파일이라 함은, 시트 유리(SG) 근방의 분위기 온도에 대한, 시트 유리(SG)의 폭 방향을 따른 온도 분포이다. 바꾸어 말하면, 온도 프로파일은, 목표로 되는 분위기 온도의 분포이다. 상술한 냉각 롤러(51) 및 냉각 유닛(60)은 온도 프로파일을 실현시키도록 분위기 온도를 제어한다.
냉각 유닛(60)은 복수의 유닛을 포함한다. 복수의 온도 프로파일은, 복수의 유닛이 독립적으로 제어됨으로써 실현된다. 구체적으로, 냉각 유닛(60)은 중앙부 냉각 유닛(61)과, 2개의 측부 냉각 유닛(71, 71)을 포함한다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 중앙부 냉각 유닛(61)은 성형 장치(40)의 폭 방향 중앙에 배치되어, 시트 유리(SG)의 중앙부를 냉각한다(중앙부 냉각 공정). 중앙부 냉각 유닛(61)은 시트 유리(SG)의 두께 방향 양측에 배치되어 있다. 측부 냉각 유닛(71)은 중앙부 냉각 유닛(61)에 인접하는 위치에 각각 배치된다. 즉, 측부 냉각 유닛(71)은 시트 유리(SG)의 두께 방향 양측에서, 시트 유리(SG)를 사이에 두고 대향하도록 배치되어, 시트 유리(SG)의 측부(에지부) 및 측부 주변을 냉각한다(측부 냉각 공정). 또한, 중앙부 냉각 유닛(61) 및 측부 냉각 유닛(71)은, 시트 유리(SG)에 근접한 위치에 각각 배치된다.
이하, 도 5∼도 8을 사용하여, 중앙부 냉각 유닛(61)의 구성과, 측부 냉각 유닛(71)의 구성을 상세하게 설명한다. 또한, 도 5 및 도 7에 도시하는 단면도에서는, 시트 유리(SG)의 통과 위치(일점 쇄선 W)에 대해, 각 냉각 유닛(61, 71)의 편측의 구성만을 나타낸다. 또한, 이하의 기재에 있어서, 후방이라 함은, 시트 유리(SG)의 표면으로부터 멀어지는 방향을 의미한다.
(2-4-1) 중앙부 냉각 유닛
중앙부 냉각 유닛(61)은, 시트 유리(SG)의 중앙부를, 유하 방향을 따라 단계적으로 냉각한다(중앙부 냉각 공정). 중앙부 냉각 유닛(61)은, 상부 공냉 유닛(62)과, 하부 공냉 유닛(63a, 63b)을 포함하고 있다. 상부 공냉 유닛(62) 및 2개의 하부 공냉 유닛(63a, 63b)은, 시트 유리(SG)의 유하 방향을 따라 배치된다. 구체적으로는, 상부 공냉 유닛(62)의 하방에 2개의 하부 공냉 유닛(63a, 63b)이 배치되어 있다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 상부 공냉 유닛(62) 및 2개의 하부 공냉 유닛(63a, 63b)은, 각각 단열 부재(93)를 통해 연결되어 있다. 단열 부재(93)는, 상부 공냉 유닛(62)의 내부에 형성되는 공간[제1 공간(SP1)]과, 상방에 배치된 하부 공냉 유닛(63a)의 내부에 형성되는 공간[제2 공간(SP2)] 사이의 열 이동, 및 제2 공간(SP2)과, 하방에 배치된 하부 공냉 유닛(63b)에 의해 형성되는 공간[제3 공간(SP3)] 사이의 열 이동을 차단한다. 상부 공냉 유닛(62) 및 각 하부 공냉 유닛(63a, 63b)은, 각각 독립적으로 제어 가능하다.
a) 상부 공냉 유닛
상부 공냉 유닛(62)은, 상술한 구획 부재(50)의 바로 아래에 위치한다. 상부 공냉 유닛(62)은, 시트 유리(SG)의 두께를 결정짓는 영역의 온도 프로파일을 실현하기 위한 유닛이다. 시트 유리(SG)의 두께를 결정짓는 영역은, 상술한 제1 온도 영역에 상당한다. 상부 공냉 유닛(62)은, 시트 유리(SG)의 두께를 폭 방향으로 균일하게 하도록 제어된다(제1 중앙부 냉각 공정). 상부 공냉 유닛(62)은 주로, 상부 냉각 조정판(21)과, 후방 수냉 유닛(22)을 갖는다. 상부 공냉 유닛(62)은, 시트 유리(SG)의 중앙부(중앙 영역)의 점도를, 예를 들어 105.7∼107. 5Poise(온도로는, 1000℃∼1120℃ 정도)의 범위 내로 유지하도록, 시트 유리의 중앙부(중앙 영역)를 냉각한다.
a-1) 상부 냉각 조정판
상부 냉각 조정판(21)은, 시트 유리(SG)의 폭 방향(즉, 수평 방향)으로 연장된다. 상부 냉각 조정판(21)의 길이 방향의 길이는, 시트 유리(SG)의 측부와 시트 유리(SG)의 측부 주변을 제외한 부분에 대응하는 길이이다. 따라서, 상부 냉각 조정판(21)의 길이는, 시트 유리(SG)의 폭 방향의 길이보다도 짧다.
상부 냉각 조정판(21)은, 제1 천장부(211)와, 제1 저부(212)와, 제1 대향부(213)를 갖는다. 제1 천장부(211)는, 상부 공냉 유닛(62)의 천장이 되는 부분이다. 제1 저부(212)는, 상부 공냉 유닛(62)의 바닥이 되는 부분이다. 상부 냉각 조정판(21) 중, 제1 천장부(211) 및 제1 저부(212)를 제외한 부분이 제1 대향부(213)이다.
본 실시 형태에서는, 상부 냉각 조정판(21)으로서, 금속 부재를 사용한다. 특히, 제1 대향부(213)는, 대기중에서 600℃ 이상의 내열성을 갖는 부재인 것이 바람직하다. 또한, 제1 대향부(213)는, 적어도 30W/m·K 이상의 열전도율이 있고, 사용 온도 영역에서 0.85 이상의 방사율 특성을 갖는 부재인 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 제1 대향부(213)로서, 순 니켈(열전도율: 79.3W/m℃)이 사용된다.
제1 대향부(213)에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 절곡 가공이 실시되어 있다. 구체적으로, 제1 대향부(213)는 채널(홈형강)이다. 제1 대향부(213)는 시트 유리(SG)에 대향하는 면(제1 대향면)(213a)을 갖는다. 상부 냉각 조정판(21)은, 도시하지 않은 측벽과 함께 제1 공간(SP1)을 형성한다.
a-2) 후방 수냉 유닛
후방 수냉 유닛(22)은, 제1 공간(SP1)의 공기를 수냉하는 유닛이다. 후방 수냉 유닛(22)은, 상부 냉각 조정판(21)의 후방에 배치되어, 제1 공간(SP1)을 후방으로부터 수냉한다. 제1 공간(SP1)은, 후방 수냉 유닛(22)에 의해 폐쇄된다. 후방 수냉 유닛(22)은, 도시하지 않은 제1 냉각수 공급 유닛에 접속되어 있다. 제1 냉각수 공급 유닛으로부터 후방 수냉 유닛(22)에 공급되는 물의 양은, 제1 냉각수 공급 밸브(22a)에 의해 조정된다(도 9 참조).
b) 하부 공냉 유닛
하부 공냉 유닛(63a, 63b)은, 상술한 바와 같이, 상부 공냉 유닛(62)의 하방에 배치된다. 하부 공냉 유닛(63a, 63b)은, 시트 유리(SG)의 휨량의 제어를 개시하는 영역의 온도 프로파일을 실현하기 위한 유닛이다. 여기서, 시트 유리(SG)의 휨량의 제어를 개시하는 영역은, 상술한 제2 온도 영역에 상당한다.
하부 공냉 유닛(63a)은, 제2 온도 영역의 상류측에서, 시트 유리(SG)의 온도 제어를 행한다(제2 중앙부 냉각 공정). 하부 공냉 유닛(63b)은, 제2 온도 영역의 하류측에서, 시트 유리(SG)의 온도 제어를 행한다(제3 중앙부 냉각 공정). 하부 공냉 유닛(63a)은, 제2 공간(SP2)을 갖고, 하부 공냉 유닛(63b)은 제3 공간(SP3)을 갖는다. 하부 공냉 유닛(63a, 63b)은, 마찬가지의 구성을 갖는다. 따라서, 이하, 하부 공냉 유닛(63a)의 구성을 설명한다. 하부 공냉 유닛(63a)은, 도 6에 도시하는 바와 같이, 주로, 하부 냉각 조정판(31)과, 온도 제어 유닛(32)을 갖는다. 하부 공냉 유닛(63a, 63b)은, 시트 유리(SG)의 중앙부(중앙 영역)의 점도를, 예를 들어 107.5∼109. 67Poise(온도로는, 850℃∼1000℃ 정도)의 범위 내로 유지하도록, 시트 유리의 중앙부(중앙 영역)를 냉각한다.
b-1) 하부 냉각 조정판
하부 냉각 조정판(31)은, 상술한 상부 냉각 조정판(21)과 마찬가지의 구성을 갖는다. 즉, 하부 냉각 조정판(31)은 시트 유리(SG)의 폭 방향(즉, 수평 방향)으로 연장되고, 길이 방향의 길이는, 상부 냉각 조정판(21)의 길이 방향의 길이와 마찬가지이다.
또한, 하부 냉각 조정판(31)은 제2 천장부(311)와, 제2 저부(312)와, 제2 대향부(313)를 갖는다. 제2 천장부(311)는 하부 공냉 유닛(63a)의 천장이 되는 부분이고, 제2 저부(312)는 하부 공냉 유닛(63a)의 바닥이 되는 부분이다. 하부 냉각 조정판(31) 중, 제2 천장부(311) 및 제2 저부(312)를 제외한 부분이 제2 대향부(313)이다.
하부 냉각 조정판(31)에도, 상부 냉각 조정판(21)과 마찬가지로, 금속 부재가 사용되고 있다. 특히, 제2 대향부(313)는, 대기중에서 600℃ 이상의 내열성을 갖는 부재인 것이 바람직하고, 또한 적어도 30W/m·K 이상의 열전도율이 있고, 사용 온도 영역에서 0.85 이상의 방사율 특성을 갖는 부재인 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 제2 대향부(313)로서, 순 니켈(열전도율: 79.3W/m℃)이 사용된다.
또한, 제2 대향부(313)에는, 제1 대향부(213)와 마찬가지로, 절곡 가공이 실시되어 있다(도 5 참조). 즉, 제2 대향부(313)도 또한, 채널(홈형강)이며, 제2 대향부(313)는 시트 유리(SG)에 대향하는 면(제2 대향면)(313a)을 갖는다. 하부 냉각 조정판(31)은, 측벽(37)과 함께 제2 공간(SP2)을 형성한다.
b-2) 온도 제어 유닛
온도 제어 유닛(32)은, 하부 냉각 조정판(31)의 온도를 조정하기 위한 유닛이다. 온도 제어 유닛(32)은 주로, 온도 조정 파이프(33)와, 복수의 가스 공급 유닛(34a, 34b, 34c)을 포함하고 있다.
온도 조정 파이프(33)는, 하부 냉각 조정판(31)의 전체를 냉각 또는 가열하기 위한 유체를 흘린다. 여기서, 온도 조정 파이프(33)에 흘려지는 유체라 함은, 가스(예를 들어, 공기나, 질소 등의 불활성 가스)이다. 온도 조정 파이프(33)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 하부 냉각 조정판(31)의 길이 방향을 따라 배치된다. 온도 조정 파이프(33)에는, 복수의 분출구(노즐)(331, 331, ···)가 균등하게 형성되어 있다. 구체적으로는, 분출구(331)는 온도 조정 파이프(33)의 중심선 C에 대해 대칭인 위치에 형성되어 있다. 분출구(331)는 제2 대향면(313a)의 이면에 대향하는 위치에 설치되어 있다. 즉, 분출구(331)로부터 분출되는 가스는, 제2 대향면(313a)의 이면에 분사된다.
온도 조정 파이프(33)는, 내부 공간을 갖는다. 내부 공간은, 내부에서 3분할되어 있다. 이에 의해, 온도 조정 파이프(33)는 제1 측부 조정부(33a), 제2 측부 조정부(33b) 및 중앙부 조정부(33c)를 갖는다. 제1 측부 조정부(33a)는, 하부 냉각 조정판(31)의 제1 측부의 온도를 조정하기 위한 부분이다. 제2 측부 조정부(33b)는, 하부 냉각 조정판(31)의 제2 측부의 온도를 조정하기 위한 부분이다. 제2 측부는, 제1 측부의 반대측에 있는 측부이다. 중앙부 조정부(33c)는 하부 냉각 조정판(31)의 폭 방향 중앙 부분의 온도를 조정하기 위한 부분이다. 또한, 온도 조정 파이프(33)에는, 복수의 도입 파이프(35a, 35b, 35c, 35c)가 접속되어 있다. 도입 파이프(35a, 35b, 35c, 35c)는, 열교환의 매체로 되는 가스를 온도 조정 파이프(33)로 보내는 파이프이다. 구체적으로, 온도 조정 파이프(33)의 제1 측부 조정부(33a)에는, 제1 도입 파이프(35a)가 접속되고, 온도 조정 파이프(33)의 제2 측부 조정부(33b)에는, 제2 도입 파이프(35b)가 접속되고, 온도 조정 파이프(33)의 중앙부 조정부(33c)에는, 2개의 제3 도입 파이프(35c, 35c)가 접속되어 있다. 제1 도입 파이프(35a), 제2 도입 파이프(35b) 및 제3 도입 파이프(35c)는 각각 서로 다른 가스 공급 유닛(34a, 34b, 34c)으로부터 공급되는 가스를 각 온도 조정부(33a, 33b, 33c)로 보낸다. 구체적으로는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제1 도입 파이프(35a)는 제1 가스 공급 유닛(34a)과 접속된다. 제1 가스 공급 유닛(34a)으로부터 제1 도입 파이프(35a)로 보내지는 가스의 양은, 제1 가스 공급 밸브(36a)에 의해 조정된다. 또한, 제2 도입 파이프(35b)는 제2 가스 공급 유닛(34b)과 접속된다. 제2 가스 공급 유닛(34b)으로부터 제2 도입 파이프(35b)로 보내지는 가스의 양은, 제2 가스 공급 밸브(36b)에 의해 조정된다. 또한, 2개의 제3 도입 파이프(35c, 35c)는, 제3 가스 공급 유닛(34c)과 접속된다. 제3 가스 공급 유닛(34c)으로부터 제3 도입 파이프(35c, 35c)로 보내지는 가스의 양은, 제3 가스 공급 밸브(36c)에 의해 조정된다.
또한, 하부 냉각 조정판(31)에 분사된 가스는, 하부 냉각 조정판(31)에 분사된 후, 분출 방향 d1과 정반대 방향 d2로 흐르도록 흐름이 제어된다. 분출구(331)로부터 분출된 가스가, 하부 냉각 조정판(31)의 길이 방향으로 흐르기 전에, 방향 d2로 흐르도록 제어함으로써, 하나의 분출구(331)로부터 분출되는 가스가, 다른 분출구(331)로부터 분출되는 가스의 흐름 방향 d1에 영향을 미치지 않도록 구성되어 있다. 방향 d2로 흘려진 가스는, 로 외부로 방출된다.
(2-4-2) 측부 냉각 유닛
측부 냉각 유닛(71)은, 냉각 롤러(51)에 의해 급냉된 시트 유리(SG)의 측부와, 시트 유리(SG)의 측부 주변을, 시트 유리(SG)의 유하 방향을 따라 연속적으로, 또는 단계적으로 냉각한다(측부 냉각 공정). 측부 냉각 유닛(71)은, 냉각 롤러(51)보다도 낮은 냉각능으로 동작한다. 바꾸어 말하면, 냉각 롤러(51)에 의해 시트 유리(SG)의 측부로부터 빼앗기는 열량과 비교하여, 측부 냉각 유닛(71)에 의해 시트 유리(SG)의 측부로부터 빼앗기는 열량은 적다. 측부 냉각 유닛(71)은, 상술한 바와 같이 중앙부 냉각 유닛(61)의 양측에 각각 배치된다(도 4 참조). 측부 냉각 유닛(71)은 시트 유리(SG)의 표면에 근접하여 배치된다. 측부 냉각 유닛(71)은, 시트 유리(SG)의 측부의 점도를, 예를 들어 109.0∼1014. 5Poise의 범위 내로 유지하도록 시트 유리의 측부를 냉각한다.
측부 냉각 유닛(71)은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 상부 수냉 유닛(72)과, 하부 수냉 유닛(73)을 포함하고 있다. 상부 수냉 유닛(72) 및 하부 수냉 유닛(73)은 시트 유리(SG)의 유하 방향을 따라 배치된다. 또한, 상부 수냉 유닛(72) 및 하부 수냉 유닛(73)은 각각 독립적으로 제어된다. 또한, 냉각 롤러(51)는, 시트 유리의 측부의 열처리를 행하는 제1 열처리 유닛에 상당하고, 중앙부 냉각 유닛(61) 및 측부 냉각 유닛(71)은, 측부의 열처리를 행하는 제2 열처리 유닛에 상당한다.
a) 상부 수냉 유닛
상부 수냉 유닛(72)은, 시트 유리(SG)의 두께 및/또는 휨량의 조정에 영향을 미치는 영역의 온도 프로파일을 실현하기 위한 유닛이다(제1 측부 냉각 공정). 상부 수냉 유닛(72)은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 상술한 냉각 롤러(51)의 바로 아래에 위치한다. 또한, 상부 수냉 유닛(72)은, 후술하는 하부 수냉 유닛(73)의 천장판(735) 상에 적재되어 있다. 상부 수냉 유닛(72)은, 하부 수냉 유닛(73)의 천장판(735) 상에서 수평 이동함으로써, 시트 유리(SG)에 대해 근접시키거나 이격시키거나 할 수 있는 구성으로 되어 있다. 시트 유리(SG)는, 상부 수냉 유닛(72)의, 주로 복사열 전달에 의해, 소요의 냉각 속도로 냉각된다. 여기서, 소요의 냉각 속도라 함은, 냉각 롤러(51)를 통과한 유리(SG)의 판 폭의 수축이 최대한 억제되고, 또한 하부 수냉 유닛(73) 이후의 냉각 과정에서 시트 유리(SG)에 크랙이 발생하지 않는 냉각 속도이다. 즉, 상부 수냉 유닛(72)은 시트 유리(SG)에 악영향을 미치지 않는 범위에서 유리(SG)를 최대한 냉각한다. 상부 수냉 유닛(72)은 주로, 상부 수냉판(721)과, 상부 연결 유닛(722)을 갖는다.
a-1) 상부 수냉판
상부 수냉판(721)은, 열전도율이 비교적 높고, 내산화성 및 내열성이 우수한 부재를 포함하고 있다. 본 실시 형태에서는, 상부 수냉판(721)으로서, 스테인리스가 사용된다. 상부 수냉판(721)의 내부에는, 유체(본 실시 형태에서는, 물)를 통과시키기 위한 제1 유로(PS1)가 형성되어 있다. 제1 유로(PS1)는, 상부 수냉판(721)의 표면[시트 유리(SG)에 대향하는 면](721a)을 이면측으로부터 냉각하는 구성으로 되어 있다.
상부 수냉판(721)의 표면[시트 유리(SG)에 대향하는 면]에는, 방사율을 높이기 위한 도장이 실시되어 있다. 상부 수냉판(721)의 방사율은 0.9 이상인 것이 바람직하다.
a-2) 상부 연결 유닛
상부 연결 유닛(722)은, 상부 수냉판(721)의 후방에 배치되고, 상부 수냉판(721)에 연결되는 유닛이다. 상부 연결 유닛(722)은 주로, 상부 급수 파이프(723)와, 상부 배수 파이프(724)를 포함한다. 상부 급수 파이프(723) 및 상부 배수 파이프(724)는, 상부 수냉판(721)의 후방에 형성된 제4 공간(SP4)의 내부에 배치된다(도 7 참조). 제4 공간(SP4)은, 스테인리스제의 박판에 의해 형성된 공간으로, 천장판, 저판 및 측벽을 포함하고 있다. 상부 급수 파이프(723)는, 상부 수냉판(721)의 제1 유로(PS1)의 상부에 연결된다. 상부 급수 파이프(723)에는, 도시하지 않은 제2 냉각수 공급 유닛으로부터 보내지는 냉각수가 보내진다. 제2 냉각수 공급 유닛은, 제1 냉각수 공급 유닛과는 다른 유닛이다. 냉각수는, 상부 급수 파이프(723)를 통해 상부 수냉판(721)의 제1 유로(PS1)에 공급된다. 제2 냉각수 공급 유닛으로부터 공급되는 냉각수의 양은, 제2 냉각수 공급 밸브(72a)에 의해 조정된다(도 9 참조). 상부 배수 파이프(724)는, 상부 수냉판(721)의 제1 유로(PS1)의 하부에 연결된다. 제1 유로(PS1)를 통과하여 데워진 냉각수는, 상부 배수 파이프(724)를 통해 배출된다.
b) 하부 수냉 유닛
하부 수냉 유닛(73)은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 상술한 상부 수냉 유닛(72)의 바로 아래에 위치한다. 하부 수냉 유닛(73)은, 시트 유리(SG)의 휨량의 제어에 영향을 미치는 영역의 온도 프로파일을 실현하기 위한 유닛이다(제2 측부 냉각 공정). 하부 수냉 유닛(73)은, 후술하는 서냉로(80)의 천장판(80a) 상에 적재되어 있다. 하부 수냉 유닛(73)은, 상술한 중앙부 냉각 유닛(61)에 고정되어 있다. 시트 유리(SG)는, 하부 수냉 유닛(73)의, 주로 복사열 전달에 의해, 소요의 냉각 속도로 냉각된다. 여기서, 소요의 냉각 속도라 함은, 서냉로(80)에 진입할 때의 시트 유리(SG) 에지부 주변이 최적의 온도로 되는 냉각 속도이다. 또한, 소요의 냉각 속도라 함은, 유리(SG)의 판 폭의 수축이 최대한 억제되고, 또한 서냉로(80) 이후의 냉각 과정에서 시트 유리(SG)에 크랙이 발생하지 않는 냉각 속도이다. 즉, 하부 수냉 유닛(73)은 유리(SG)에 악영향을 미치지 않는 범위에서 시트 유리(SG)를 최대한 냉각한다. 하부 수냉 유닛(73)은 주로, 하부 수냉판(731)과, 하부 연결 유닛(732)을 갖는다.
b-1) 하부 수냉판
하부 수냉판(731)은, 열전도율이 비교적 높고, 내산화성 및 내열성이 우수한 부재를 포함하고 있다. 본 실시 형태에서는, 하부 수냉판(731)으로서, 스테인리스가 사용된다. 하부 수냉판(731)의 내부에는, 유체(본 실시 형태에서는, 물)를 통과시키기 위한 제2 유로(PS2)가 형성되어 있다. 제2 유로(PS2)는, 하부 수냉판(731)의 표면[시트 유리(SG)에 대향하는 면](731c)을 이면측으로부터 냉각하는 구성으로 되어 있다.
하부 수냉판(731)의 방사율도, 0.9 이상인 것이 바람직하다.
또한, 하부 수냉판(731)의 표면에는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 상방 지지 부재(731a)와 하방 지지 부재(731b)가 장착되어 있다. 상방 지지 부재(731a) 및 하방 지지 부재(731b)는, 하부 수냉판(731)의 표면에, 차단 부재(섬유 보드 등)를 지지하는 것을 가능하게 하는 부재이다. 차단 부재라 함은, 하부 수냉판(731)으로부터의 열복사를 차폐하는 부재이다. 상방 지지 부재(731a) 및 하방 지지 부재(731b)에 의해, 차단 부재가 지지됨으로써, 하부 수냉판(731)의 일부가 덮여 가려진다.
b-2) 하부 연결 유닛
하부 연결 유닛(732)은, 상부 연결 유닛(722)과 마찬가지의 구성으로 되어 있다. 즉, 하부 연결 유닛(732)은 하부 수냉판(731)의 후방에 배치되고, 하부 수냉판(731)에 연결되는 유닛이다. 하부 연결 유닛(732)은 주로, 하부 급수 파이프(733)와, 하부 배수 파이프(734)를 포함한다. 하부 급수 파이프(733) 및 하부 배수 파이프(734)는, 하부 수냉판(731)의 후방에 형성된 제5 공간(SP5)의 내부에 배치된다(도 7 참조). 제5 공간(SP5)도 또한, 제4 공간(SP4)과 마찬가지로, 스테인리스제의 박판에 의해 형성된 공간이다. 하부 급수 파이프(733)는 하부 수냉판(731)의 제2 유로(PS2)의 상부에 연결된다. 하부 급수 파이프(733)에는, 도시하지 않은 제3 냉각수 공급 유닛으로부터 보내지는 냉각수가 보내진다. 제3 냉각수 공급 유닛은, 제1 냉각수 공급 유닛 및 제2 냉각수 공급 유닛과는 다른 유닛이다. 냉각수는, 하부 급수 파이프(733)를 통해 하부 수냉판(731)의 제2 유로(PS2)에 공급된다. 제3 냉각수 공급 유닛으로부터 공급되는 냉각수의 양은, 제3 냉각수 공급 밸브(73a)에 의해 조정된다(도 9 참조). 하부 배수 파이프(734)는, 하부 수냉판(731)의 제2 유로(PS2)의 하부에 연결된다. 제2 유로(PS2)를 통과하여 데워진 냉각수는, 하부 배수 파이프(734)를 통해 배출된다.
(2-5) 인하 롤러
인하 롤러(81)는, 서냉로(80)의 내부에 배치된다. 서냉로(80)는, 냉각 유닛(60)의 바로 아래에 배치되는 공간이다. 서냉로(80)에서는, 시트 유리(SG)의 온도가, 서냉점 근방의 온도로부터 실온 근방의 온도까지 냉각된다[하류 영역 냉각 공정(서냉 공정)]. 또한, 인하 롤러(81)는, 냉각 유닛(60)을 통과한 시트 유리(SG)를, 시트 유리(SG)의 유하 방향으로 인하한다. 인하 롤러(81)는, 시트 유리(SG)의 두께 방향 양측(도 3 참조) 및 시트 유리(SG)의 폭 방향 양측(도 4 참조)에 복수 배치된다. 인하 롤러(81)는 도시하지 않은 모터에 의해 구동되고 있다. 또한, 인하 롤러(81)는 시트 유리(SG)에 대해 내측으로 회전한다. 시트 유리(SG)의 두께 방향 양측에 배치된 인하 롤러(81)는 쌍으로 동작하고, 쌍의 인하 롤러(81, 81, ···)가, 시트 유리(SG)를 하측 방향으로 인하한다.
(2-6) 절단 장치
절단 장치(90)는, 서냉로(80)를 통과하여 실온 근방의 온도까지 냉각된 시트 유리(SG)를, 소정의 크기로 절단한다. 그 결과, 시트 유리(SG)는, 유리편으로 된다. 절단 장치(90)는, 서냉로(80)의 하방에 배치되어 있고, 소정의 시간 간격으로 시트 유리(SG)를 절단해 간다.
(2-7) 제어 장치
제어 장치(91)는, CPU, RAM, ROM 및 하드 디스크 등을 포함하고 있다. 제어 장치(91)는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 냉각 롤러(51), 인하 롤러(81), 제1 가스 공급 밸브(36a), 제2 가스 공급 밸브(36b), 제3 가스 공급 밸브(36c), 제1 냉각수 공급 밸브(22a), 제2 냉각수 공급 밸브(72a), 제3 냉각수 공급 밸브(73a) 및 절단 장치(90) 등과 접속되어 있다.
제어 장치(91)는, 냉각 롤러(51), 인하 롤러(81) 및 절단 장치(90) 등의 구동부를 제어한다. 또한, 제어 장치(91)는 제1 가스 공급 밸브(36a), 제2 가스 공급 밸브(36b), 제3 가스 공급 밸브(36c), 제1 냉각수 공급 밸브(22a), 제2 냉각수 공급 밸브(72a) 및 제3 냉각수 공급 밸브(73a)의 개폐 또는 개방도를 제어한다.
(3) 온도 프로파일 및 냉각 유닛에 의한 온도 제어
다음으로, 도 10을 참조하여, 본 실시 형태에 관한 유리 기판의 제조 방법에서 사용하는 온도 프로파일과, 당해 온도 프로파일을 실현하는 냉각 유닛의 제어에 대해 설명한다. 도 10 중, 파선으로 구분된 영역은, 냉각 롤러(51) 및 냉각 유닛에 포함되는 각 유닛(62, 63a, 63b, 72, 73)의 배치를 나타낸다. 또한, 파선으로 구분된 영역에 포함되는 곡선(10b, 10c, 10e, 10f) 및 직선(10a, 10d)은, 냉각 롤러(51) 또는 각 유닛(62, 63a, 63b, 72, 73)에 의해 실현되는 온도 프로파일(20a, 20b, 20c)에 포함되는 서브 프로파일이다.
본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 시트 유리(SG)의 유하 방향에 있어서, 복수의 온도 프로파일에 기초한 분위기 온도의 제어를 독립적으로 행하고 있다. 시트 유리(SG)의 온도가 소정의 온도 영역에 있을 때, 시트 유리(SG)의 측부를 향해 장력이 가해지도록 시트 유리(SG)는 냉각된다. 소정의 온도 영역이라 함은, 시트 유리(SG)가 성형체(41)로부터 이격된 후, 시트 유리(SG)의 온도가 연화점보다 높은 온도로부터 서냉점 근방으로 될 때까지의 온도 영역이다. 즉, 소정의 온도 영역이라 함은, 상술한 시트 유리(SG)의 상류 영역이다.
성형체(41)로부터 이격된 후의 시트 유리(SG)는, 상술한 바와 같이, 105.7∼107.5Poise의 점도를 갖는다. 시트 유리(SG)는, 냉각 롤러(51) 및 냉각 유닛(60)에 의해 냉각됨으로써, 점도가 높아진다. 즉, 시트 유리(SG)의 점도(중앙부 및 측부의 점도)는 시트 유리(SG)의 유하 방향을 따라 높아진다. 바꾸어 말하면, 시트 유리(SG)의 점도는, 시트 유리(SG)의 하류측일수록 높아진다. 본 실시 형태에서는, 상류 영역에 있어서, 냉각 롤러(51) 및 측부 냉각 유닛(71)에 의해, 시트 유리(SG)의 측부가 냉각된다. 구체적으로는, 시트 유리(SG)의 측부는, 점도가 예를 들어 109.0∼1014.5Poise의 범위 내로 유지되도록 냉각된다. 또한, 상부 공냉 유닛(62)에 의해, 시트 유리(SG)의 중앙 영역(중앙부)이 냉각된다. 구체적으로는, 시트 유리(SG)의 중앙 영역은, 점도가 예를 들어 105.7∼109. 67Poise의 범위 내로 유지되도록 냉각된다.
복수의 온도 프로파일은, 시트 유리(SG)의 폭 방향 및 시트 유리(SG)의 흐름 방향으로, 각각 설정된다(온도 프로파일 설정 공정). 구체적으로, 복수의 온도 프로파일에는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 제1 온도 프로파일(20a)과, 제2 온도 프로파일(20b)과, 제3 온도 프로파일(20c)이 포함된다. 제1 온도 프로파일(20a)은, 제2 온도 프로파일(20b)보다도, 흐름 방향에 있어서 고온측에 위치한다. 또한, 제2 온도 프로파일(20b)은 제3 온도 프로파일(20c)보다도 흐름 방향에 있어서 고온측에 위치한다.
제1 온도 프로파일(20a)은, 시트 유리(SG)의 중앙 영역에 있어서의 폭 방향의 온도 분포가 균일하고, 또한 시트 유리(SG)의 폭 방향 양측부의 온도가 시트 유리(SG)의 중앙 영역의 온도보다 낮다. 여기서, 폭 방향의 온도 분포가 균일하다라 함은, 폭 방향의 온도 분포가, 소정의 기준값(온도)에 대해 0℃∼±10℃의 범위의 값인 것을 의미한다. 즉, 제1 온도 프로파일(20a)에 기초하여, 시트 유리(SG)의 양측부는 급냉되고, 시트 유리(SG)의 중앙 영역의 온도는, 시트 유리(SG)의 양측부의 온도보다도 높은 온도이고, 또한 폭 방향으로 균일한 온도로 되도록 제어된다(판 두께 균일화 공정: 제1 온도 프로파일 제어 공정). 그러나, 시트 유리(SG)의 양측부를 급냉하면, 시트 유리(SG)의 양측부의 온도와, 양측부 사이에 끼인 중앙 영역(중앙부)의 온도의 온도차가 발생한다. 온도차, 즉, 시트 유리(SG)의 양측부와 중앙 영역에 보유 열량의 차가 있으면, 양측부와 중앙 영역 사이에서 응력이 발생하여, 양측부와 중앙 영역의 경계에 휨, 변형이 발생하게 된다. 이로 인해, 시트 유리(SG)의 양측부의 온도와 중앙 영역의 온도의 온도차를 억제하는 제1 온도 프로파일(20a)이 필요해진다. 제1 온도 프로파일(20a)에서는, 시트 유리(SG)의 중앙 영역의 온도(평균 온도)와 시트 유리(SG)의 양측부의 온도가 제1 온도차 X로 되도록 설정되어 있다. 여기서, 온도차 X는, 예를 들어 30℃∼250℃이다. 시트 유리(SG)의 양측부를 급냉할 뿐만 아니라, 양측부와 마찬가지로 중앙 영역을 급냉함으로써, 양측부와 중앙 영역의 경계에 발생하는 휨, 변형을 억제하고, 또한 시트 유리(SG)에 발생하는 맥리를 억제할 수 있다. 또한, 양측부와 중앙 영역의 경계라 함은, 양측부와 중앙 영역 사이에 끼이는 영역이며, 판 두께를 균일하게 할 대상의 부분 및 제조 후에 절단될 대상의 부분을 포함한다.
여기서, 시트 유리(SG)에 발생하는 맥리에 대해 설명한다. 시트 유리(SG)를 냉각하는 공간에 있어서는, 시트 유리(SG)를 따라, 서냉로(80)부터 상방을 향하는 상승 기류가 발생한다. 시트 유리(SG)와 상부 공냉 유닛(62), 하부 공냉 유닛(63a, 63b) 사이에는 간극, 즉 공기가 존재한다. 고온의 시트 유리(SG)는, 이 간극에 존재하는 공기를 데우고, 데워진 공기는, 시트 유리(SG)를 따라 상승하므로 상승 기류가 된다. 시트 유리(SG)는, 하방으로부터 상방을 향하는, 차가운(데워져 있지 않음) 공기에 의해 냉각되고, 상승 기류가 발생한 위치에 대응하는 시트 유리(SG)의 위치에는, 이른바 맥리가 발생한다. 여기서, 맥리라 함은, 소정의 폭에 있어서 시트 유리(SG)의 두께(높이)가 변동된 변형의 일종이며, 시트 유리(SG)의 반송 방향으로 줄무늬 형상으로 연속적으로 발생하는 것이다. 시트 유리(SG)가 고온일수록, 상승 기류에 의해 냉각되는 냉각량이 커져, 맥리가 발생하기 쉬워진다. 이로 인해, 시트 유리(SG)의 온도와 시트 유리(SG)를 냉각하는 공기의 온도의 온도차를 저감시킴으로써, 맥리의 발생을 억제할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 시트 유리(SG)가 가장 고온인 제1 온도 프로파일 제어 공정에 있어서, 시트 유리(SG)의 중앙 영역 및 양측부를 급냉함으로써, 상승 기류의 영향을 받기 쉬운 시트 유리(SG)의 표면의 점도가 낮은 상태로 되어 있는 시간을 짧게 하고 있다. 이에 의해, 상승 기류에 의해 시트 유리(SG)에 발생하는 맥리를 억제할 수 있다.
도 11의 (a), (b)는, 제1 온도 프로파일(20a)의 일례를 나타내는 도면이다. 제1 온도 프로파일(20a)에서는, 시트 유리(SG)의 중앙 영역의 온도(평균 온도)[서브 프로파일(10a)]와 시트 유리(SG)의 양측부의 온도[서브 프로파일(10d)]의 차인 제1 온도차 X가, 온도차 X1보다 작아지도록 설정되어 있다. 제1 온도차 X는, 구체적으로는 30℃∼250℃이고, 보다 바람직하게는, 30℃∼150℃이다. 시트 유리(SG)의 양측부만을 급냉하면, 시트 유리(SG)의 양측부와 중앙 영역에 보유 열량의 차가 발생하여, 양측부와 중앙 영역 사이에서 응력이 발생한다. 이 때문에, 시트 유리(SG)의 양측부와 중앙 영역의 보유 열량의 차를 작게 할 필요가 있다. 도 12는 성형 장치(40)에서 성형되는 시트 유리(SG)를 평면에서 본 일 형상을 도시하는 도면이다. 시트 유리(SG)의 폭 방향의 양측부(G1)는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 구근 형상으로 두께가 있는 형상으로 된다. 이것은, 용융 유리(FG)가, 성형체(41)의 한 쌍의 정상부(41b, 41b)로부터 오버플로우되어, 성형체(41)의 한 쌍의 측면(표면)(41c, 41c)을 따르면서 유하할 때에 시트 유리(SG)의 양측에 머무르기 쉽기 때문에, 이러한 구근 형상으로 두께가 있는 형상으로 된다. 양측부(G1)는, 유리판(G)의 폭 방향 중앙의 판 두께에 대해 소정의 두께를 갖고, 양측부(G1) 사이에 끼인 제품(유리 기판)으로서 이용할 수 있는 두께가 거의 균일한 중앙 영역(중앙부)(G2)과 비교하여 두께가 있으므로, 중앙 영역(G2)보다 보유 열량이 크다. 양측부(G1)를 급냉하면, 중앙 영역(G2)과의 보유 열량의 차는 작아지지만, 양측부(G1)를 지나치게 급냉하면, 중앙 영역(G2)과의 보유 열량의 차가 반대로 확대되어, 휨 등의 원인이 된다. 이로 인해, 양측부(G1)를 급냉하여 양측부(G1)의 보유 열량을 낮추면서, 중앙 영역(G2)도 급냉함으로써, 양측부(G1)와 중앙 영역(G2)의 보유 열량의 차(온도차)가 확대되지 않도록 하여, 시트 유리(SG)에 발생하는 휨, 변형, 맥리 등을 억제하고 있다. 제1 온도차 X가 30℃∼250℃로 되도록 설정함으로써, 양측부(G1)의 점도와 중앙 영역(G)의 점도의 점도차가 기준값 1014.5 미만으로 되어, 시트 유리(SG)에 발생하는 휨, 변형, 맥리 등이 억제된다.
도 11의 (a)에서는, 중앙 영역(G2)의 서브 프로파일(10a)을 평탄(직선)하게 하고 있다. 이에 의해, 두께가 거의 균일한 중앙 영역(G2) 전체에 있어서, 온도가 균일해져, 중앙 영역(G2)에 있어서의 휨, 변형 등을 억제할 수 있다. 또한, 도 11의 (b)에서는, 휨, 변형이 발생하기 쉬운 양측부(G1)와 중앙 영역(G2)의 경계에 있어서, 양측부(G1)와 중앙 영역(G2)의 보유 열량의 차(온도차)가 없어지도록, 서브 프로파일(10a, 10d)이 완만한 커브로 되도록 설정되어 있다. 이에 의해, 양측부(G1)와 중앙 영역(G2)의 경계에 발생하는 휨, 변형 등을 억제할 수 있다.
제2 온도 프로파일(20b) 및 제3 온도 프로파일(20c)은, 제1 온도 프로파일(20a)보다 저온이다. 또한, 제2 온도 프로파일(20b) 및 제3 온도 프로파일(20c)은, 시트 유리(SG)의 중앙 영역에 있어서 폭 방향으로 온도 구배를 갖는다. 구체적으로는, 제2 온도 프로파일(20b) 및 제3 온도 프로파일(20c)은, 시트 유리(SG)의 중심부의 온도가 높고, 시트 유리(SG)의 양측부의 온도가 낮다. 보다 구체적으로는, 제2 온도 프로파일(20b) 및 제3 온도 프로파일(20c)은, 시트 유리(SG)의 중심부로부터 시트 유리(SG)의 양측부를 향함에 따라서 온도를 서서히 낮게 한다. 시트 유리(SG)의 중심부는, 중앙 영역의 중심이다. 즉, 제2 온도 프로파일(20b) 및 제3 온도 프로파일(20c)에 기초하여, 시트 유리(SG)의 폭 방향의 온도 분포는, 산형(위로 볼록한 포물선)으로 되도록 제어된다(휨 저감 공정: 제2 온도 프로파일 제어 공정 및 제3 온도 프로파일 제어 공정). 즉, 휨 저감 공정은, 온도 구배(위로 볼록한 포물선)를 유지하면서 시트 유리(SG)를 냉각한다. 바꾸어 말하면, 휨 저감 공정은, 온도 분포가, 위로 볼록한 포물선을 연속하여 형성하도록, 시트 유리(SG)를 냉각한다.
또한, 제2 온도 프로파일(20b)에 기초한 제어는, 시트 유리(SG)의 유하 방향에 대해 제2 온도 영역의 상류측에서 실행된다(제2 온도 프로파일 제어 공정). 또한, 제3 온도 프로파일(20c)에 기초한 제어는, 시트 유리(SG)의 흐름 방향에 대해 제2 온도 영역의 하류측에서 실행된다(제3 온도 프로파일 제어 공정). 여기서, 제3 온도 프로파일(20c)은, 제2 온도 프로파일(20b)보다도 구배가 커지도록 설정되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 제2 온도 프로파일(20b)은, 시트 유리(SG)의 중심부의 온도와 시트 유리(SG)의 양측부의 온도가 제2 온도차 Y1로 되도록 설정되어 있다. 또한, 제3 온도 프로파일(20c)은, 시트 유리(SG)의 중심부의 온도와 시트 유리(SG)의 양측부의 온도가 제3 온도차 Y2로 되도록 설정되어 있다. 제3 온도차 Y2는, 제2 온도차 Y1보다 크다. 또한, 제2 온도차 Y1은, 제1 온도차 X보다 크다. 즉, 온도 프로파일(20a∼20c)은 시트 유리(SG)의 유하 방향을 따라, 중앙 영역과 양측부의 온도차 또는 중앙부와 양측부의 온도차가 크게 되어 있다(X＜Y1＜Y2).
이하, 각 유닛에 의한 온도 제어에 대해 상세하게 설명한다.
(3-1) 상부 공냉 유닛에 의한 온도 제어
상부 공냉 유닛(62)에서는, 상술한 바와 같이, 시트 유리(SG)의 두께를 결정짓는 영역의 온도 프로파일을 실현한다(제1 중앙부 냉각 공정). 구체적으로, 상부 공냉 유닛(62)은, 상부 냉각 조정판(21)의 폭 방향의 온도 분포를 균일하게 한다. 이에 의해, 상부 냉각 조정판(21)의 표면 주변의 분위기 온도[시트 유리(SG)의 폭 방향의 온도]는 균일해진다[서브 프로파일(10a)].
(3-2) 하부 공냉 유닛에 의한 온도 제어
하부 공냉 유닛(63a, 63b)에서는, 상술한 바와 같이, 시트 유리(SG)의 휨의 조정을 개시하는 영역의 온도 프로파일을 실현한다(제2 중앙부 냉각 공정 및 제3 중앙부 냉각 공정). 구체적으로, 하부 공냉 유닛(63a, 63b)은, 시트 유리(SG)의 폭 방향의 온도가 산형(위로 볼록한 포물선)으로 되도록, 하부 냉각 조정판(31)의 온도 분포를 조정한다. 상세하게는, 하부 냉각 조정판(31)의 길이 방향 중심의 온도를 가장 높은 온도로 한다. 또한, 하부 냉각 조정판(31)의 길이 방향 양단부의 온도를 가장 낮은 온도로 한다. 또한, 중심으로부터 양단부를 향해 온도가 서서히 낮아지도록 제어한다. 보다 상세하게는, 온도 조정 파이프(33)에 포함되는 제1 측부 조정부(33a), 제2 측부 조정부(33b) 및 중앙부 조정부(33c) 중, 중앙부 조정부(33c)로부터 분출되는 가스의 온도를, 제1 측부 조정부(33a) 및 제2 측부 조정부(33b)로부터 분출되는 가스의 온도에 대해 높게 한다. 이에 의해, 하부 냉각 조정판(31)의 표면 주변의 분위기 온도[시트 유리(SG)의 폭 방향의 온도]는, 산형으로 된다[서브 프로파일(10b), 서브 프로파일(10c)].
또한, 본 실시 형태에서는, 시트 유리(SG)의 흐름 방향을 따라, 2개의 하부 공냉 유닛(63a, 63b)을 배치하고 있다. 시트 유리(SG)의 유하 방향 하방에 배치된 하부 공냉 유닛(63b)은, 상방에 배치된 하부 공냉 유닛(63a)보다도, 큰 포물선의 온도 분포를 형성하도록 제어된다. 구체적으로는, 상술한 바와 같이, 하부 공냉 유닛(63a)에 의해 실현된 프로파일(10b)의 온도 구배(중심부와 양측부의 온도 구배)(도 10의 Y1 참조)보다도, 하부 공냉 유닛(63b)에 의해 실현된 온도 프로파일(10c)의 온도 구배(도 10의 Y2 참조)를 크게 한다(Y1＜Y2).
(3-3) 냉각 롤에 의한 온도 제어
냉각 롤러(51)는, 상술한 바와 같이, 시트 유리(SG)의 두께의 균일화에 영향을 미치는 영역의 온도 프로파일을 실현한다(급냉 공정). 냉각 롤러(51)는 성형체(41)의 하단부(41a)에서 합류한 유리의 양측부를 급냉한다. 즉, 시트 유리(SG)의 측부 및 측부 주변의 분위기 온도는, 시트 유리(SG)의 중앙부 주변의 분위기 온도보다도 낮은 온도로 된다[서브 프로파일(10d)].
(3-4) 상부 수냉 유닛에 의한 온도 제어
상부 수냉 유닛(72)에서는, 상술한 바와 같이, 시트 유리(SG)의 두께 및/또는 휨량의 조정에 영향을 미치는 영역의 온도 프로파일을 실현한다(제1 측부 냉각 공정). 상부 수냉 유닛(72)은, 상부 공냉 유닛(62) 및 하부 공냉 유닛(63a)에 의해 생성되는 온도보다 낮은 온도를 생성한다. 즉, 시트 유리(SG)의 측부 및 측부 주변의 분위기 온도는, 시트 유리(SG)의 중앙 영역 주변의 분위기 온도보다도 낮은 온도로 된다[서브 프로파일(10e)].
(3-5) 하부 수냉 유닛에 의한 온도 제어
하부 수냉 유닛(73)에서는, 상술한 바와 같이, 시트 유리(SG)의 휨량의 조정에 영향을 미치는 영역의 온도 프로파일을 실현한다(제2 측부 냉각 공정). 하부 수냉 유닛(73)은, 하부 공냉 유닛(63a, 63b)에 의해 생성되는 온도보다 낮은 온도를 생성한다. 즉, 시트 유리(SG)의 측부 및 측부 주변의 분위기 온도는, 시트 유리(SG)의 중앙 영역 주변의 분위기 온도보다도 낮은 온도로 된다[서브 프로파일(10f)].
(4) 특징
(4-1)
본 실시 형태에 관한 유리 기판의 제조 방법에서는, 다운드로우법에 의해, 용융 유리를 성형체로부터 오버플로우시켜 시트 유리로 성형하고, 이 시트 유리를 유하 방향으로 잡아늘이면서 냉각함으로써 유리 기판을 제조한다. 이때, 시트 유리가 성형체로부터 이격된 후, 시트 유리의 온도가 연화점보다 높은 온도로부터 서냉점 근방으로 될 때까지의 온도 영역에 있을 때, 시트 유리의 폭 방향의 측부를 향해 장력을 가하면서, 측부의 점도와 측부 사이에 끼인 중앙 영역의 점도의 점도차를, 기준값 이하로 되도록 냉각한다. 이에 의해, 시트 유리의 양측부와 중앙 영역 사이의 보유 열량의 차를 작게 하고, 양측부와 중앙 영역 사이에서 발생하는 응력을 작게 하여, 양측부와 중앙 영역의 경계에 발생하는 변형이나 휨을 작게 할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 관한 유리 기판의 제조 방법에서는, 성형체 바로 아래로부터 서냉점 위까지의 제1 온도 영역에 있어서, 시트 유리(SG)의 폭 방향의 양측부의 온도가, 시트 유리(SG)의 유하 방향의 위치에 따라서 제어된다. 구체적으로는, 시트 유리(SG)의 유하 방향을 따른 복수의 온도 프로파일이 설정되고, 당해 복수의 온도 프로파일에 기초하여, 시트 유리(SG)의 유하 방향을 따라 배치된 복수의 수냉 유닛(72, 73)에 의해, 시트 유리(SG)의 측부의 온도가 각각 제어된다.
또한, 상기 실시 형태에 관한 유리 기판의 제조 방법에서는, 수냉 유닛(72, 73)의 상방에서, 냉각 롤러(51, 51)가 시트 유리(SG)의 측부를 급냉한다. 냉각 롤러(51, 51)에 의해 냉각된 시트 유리(SG)의 측부는, 두께가 커지므로, 시트 유리(SG)의 중앙 부분과 비교하여 많은 열량을 갖는다. 따라서, 시트 유리(SG)의 측부의 온도 제어는, 시트 유리(SG)의 중앙 부분의 온도 제어에도 크게 영향을 미친다.
그런데, 최근의 유리 기판의 수요 증가에 수반하여, 유리 기판의 대량 생산이 필요해졌다. 그로 인해, 시트 유리(SG)를 냉각하는 공정에, 종래와 마찬가지의 시간을 들이는 것이 어려워졌다. 그러나, 단순히 시트 유리(SG)의 냉각 속도를 높이면, 품질이 좋은 유리 기판을 제조할 수 없다.
상기 실시 형태에 관한 유리 기판의 제조 방법에서는, 시트 유리(SG)의 유하 방향을 따라 배치되는 복수의 냉각 유닛을 독립적으로 제어함으로써, 시트 유리(SG)의 측부의 온도가 실현된다. 이에 의해, 효과적으로 시트 유리(SG)의 측부를 냉각할 수 있으므로, 냉각 시간을 단시간으로 한 경우라도, 품질이 좋은 유리 기판을 제조할 수 있다.
(4-2)
또한, 상기 실시 형태에서는, 냉각 롤러(51)를 사용하여 시트 유리(SG)의 양측부인 에지부를 급냉한 후, 측부 냉각 유닛(71)에 의해, 시트 유리(SG)의 에지부를 계속해서 냉각한다.
냉각 롤러(51)에 의해 시트 유리(SG)의 에지부가 급냉되면, 일본 특허 공개 평10-291826에 개시되어 있는 바와 같이, 시트 유리(SG)의 폭 방향으로 장력이 가해진다. 단, 성형체(41)의 바로 아래에서 형성된 시트 유리(SG)는, 냉각 롤러(51)에 의해 급냉된 후에도, 폭 방향의 축소(수축)가 일어나기 쉽다. 상기 실시 형태에서는, 냉각 롤러(51)에 의한 냉각에 이어서, 시트 유리(SG)의 에지부는, 측부 냉각 유닛(71)에 의해 계속해서 냉각된다. 이에 의해, 시트 유리(SG)의 폭 방향의 수축을 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 냉각 롤러(51)의 냉각능에 대해 측부 냉각 유닛(71)의 냉각능을 낮게 하고 있다. 이에 의해, 시트 유리(SG)의 깨짐을 방지할 수 있다.
(4-3)
또한, 상기 실시 형태에 관한 유리 기판의 제조 방법에서는, 열전도에 의해 시트 유리(SG)를 급냉한 후, 시트 유리(SG)를 복사열 전달에 의해 냉각한다. 이에 의해, 시트 유리(SG)의 에지부를 효율적으로 냉각할 수 있다.
(4-4)
또한, 상기 실시 형태에 관한 유리 기판의 제조 방법에서는, 하부 수냉판(731)의 표면에, 섬유 보드를 배치 가능한 부재[상방 지지 부재(731a), 하방 지지 부재(731b)]가 설치되어 있다. 이에 의해, 하부 수냉판(731)에 의해 냉각하는 영역에 대해, 냉각시의 로 내 환경에 따라서 부분적으로 열복사를 차단할 수 있다.
(4-5)
상기 실시 형태에 있어서, 상부 수냉 유닛(72)은 하부 수냉 유닛(73)의 천장판(735) 상에서 수평 이동 가능한 구성이다. 또한, 하부 수냉 유닛(73)은 차단 부재의 지지가 가능한 구성으로 되어 있다.
상부 수냉 유닛(72)은, 상부 수냉판(721)에 보내지는 유체의 온도 및/또는 유량을 변화시키는 것 외에, 시트 유리(SG)에 대해 근접 또는 이격시킴으로써, 시트 유리(SG)의 온도 제어를 행할 수 있다. 한편, 하부 수냉 유닛(73)은, 하부 수냉판(731)에 보내지는 유체의 온도 및/또는 유량을 변화시키는 것 외에, 상방 지지 부재(731a) 및 하방 지지 부재(731b)에 차단 부재를 지지시키거나, 상방 지지 부재(731a) 및 하방 지지 부재(731b)로부터 차단 부재를 제거하거나, 또한 지지시키는 차단 부재의 면적을 변경하거나 함으로써, 냉각능을 변경하여, 시트 유리(SG)의 온도 제어를 행할 수 있다.
(4-6)
상기 실시 형태에서는, 성형체로부터 이격된 시트 유리(SG)의 측부의 점도를 109.0∼1014.5Poise의 범위 내로 유지하면서, 시트 유리(SG)를 냉각하는 공정이 행해진다. 시트 유리(SG)의 측부의 점도가 109. 0Poise가 되지 않는 경우, 시트 유리(SG)가 변형되기 쉬우므로, 시트 유리(SG)의 폭 방향의 수축이 일어나기 쉽다. 또한, 시트 유리(SG)의 측부의 점도가 1014. 5Poise를 초과하는 경우, 시트 유리(SG) 내부에 발생하는 응력에 견디지 못하고 시트 유리(SG)가 깨질 가능성이 있다.
즉, 성형체로부터 이격된 시트 유리(SG)의 측부의 점도를 109.0∼1014. 5Poise의 범위 내로 유지하면서 냉각함으로써, 시트 유리(SG)의 깨짐을 방지하면서, 시트 유리(SG)의 폭 방향으로의 수축을 억제할 수 있다. 이에 의해, 시트 유리(SG)의 양측부를 향해 시트 유리(SG)의 폭 방향으로 장력이 가해져 있는 상태로 된다. 또한, 시트 유리(SG)의 측부의 점도가, 유하 방향을 따라 높아지도록 냉각함으로써, 시트 유리(SG)의 측부는, 단계적 또는 연속적으로 냉각된다. 이에 의해, 시트 유리(SG)가 한 번에 과도하게 냉각되어 깨지는 것이 방지된다.
(4-7)
상기 실시 형태에서는, 성형체 바로 아래에 있어서의 105.7∼107. 5Poise의 점도를 갖는 시트 유리(SG)를, 측부의 점도가 109.0∼1010.5Poise의 범위 내로 되도록 급냉하고, 시트 유리(SG)의 급냉 후, 측부의 점도가 1010.5∼1014. 5Poise의 범위 내로 되도록 시트 유리(SG)를 더 냉각함으로써, 시트 유리(SG)의 깨짐을 방지하면서, 시트 유리(SG)의 폭 방향의 수축을 억제한다. 또한, 중앙 영역의 점도가 105.7∼107.5Poise의 범위 내로 되도록 급냉하고, 시트 유리(SG)의 급냉 후, 중앙 영역의 점도가 107.5∼109. 67Poise의 범위 내로 되도록 더 냉각하는 것이 보다, 측부와 중앙 영역 사이에서 발생하는 응력을 억제할 수 있어, 시트 유리(SG)의 깨짐을 방지할 수 있다.
이와 같이, 냉각 롤러(51)를 시트 유리(SG)에 접촉시킴으로써, 열전도에 의해, 단시간에 시트 유리(SG)로부터 열을 빼앗을 수 있으므로, 시트 유리(SG)를 급냉할 수 있다. 또한, 냉각 롤러(51)에 의해 시트 유리(SG)를 보유 지지함으로써, 폭 방향으로의 수축을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 냉각 롤러(51)에 의해 급냉된 시트 유리(SG)는, 시트 유리(SG)와 이격되어 설치되는 냉각 유닛(60)에 의한 복사열 전달에 의해 계속해서 냉각되므로, 시트 유리(SG)의 표면이 과잉으로 냉각되어 깨지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 복수의 냉각 유닛(60)을 설치함으로써, 시트 유리(SG)의 표면이 과잉으로 냉각되는 것이 효과적으로 억제되어, 시트 유리(SG)의 깨짐을 효과적으로 억제할 수 있다.
(4-8)
상기 실시 형태에서는, 판 두께 균일화 공정에 있어서, 시트 유리(SG)의 중앙 영역에 있어서의 폭 방향의 온도 분포를 균일하게 하고, 또한 시트 유리(SG)의 양측부의 온도를, 중앙 영역의 온도보다 낮게 한다. 이에 의해, 시트 유리(SG)의 측부는 폭 방향의 수축이 억제되도록 냉각되고, 시트 유리(SG)의 중앙 영역은 판 두께가 균일해지도록 냉각되므로, 시트 유리(SG)의 판 두께를 폭 방향으로 균일하게 할 수 있다.
또한, 시트 유리(SG)가 성형체로부터 이격된 직후로부터, 시트 유리(SG)의 온도가 연화점까지 냉각될 때까지 판 두께 균일화 처리를 행함으로써, 판 두께를 보다 균일하게 할 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 휨 저감 공정에 있어서, 판 두께 균일화 공정과 비교하여 시트 유리(SG)의 폭 방향의 온도 분포를 저온으로 하고, 또한 시트 유리(SG)의 중앙 영역의 폭 방향의 중앙부로부터 측부를 향해, 시트 유리(SG)의 폭 방향으로 온도 구배를 형성한다. 그리고, 시트 유리(SG)의 온도가 스트레인점을 향함에 따라서, 시트 유리(SG)의 온도 구배가 저감되도록 냉각한다. 이에 의해, 시트 유리(SG)의 폭 방향의 중앙부에 항상 인장 응력이 작용하도록 냉각할 수 있다. 또한, 시트 유리(SG)의 판 두께를 균일하게 유지하면서 냉각할 수 있어, 시트 유리(SG)의 휨을 저감시킬 수 있다.
또한, 휨 저감 공정에서는, 시트 유리(SG)의 폭 방향으로 형성된 온도 구배가 저감되도록, 시트 유리(SG)의 스트레인점 근방을 향해 시트 유리(SG)를 냉각한다. 온도 구배가 저감되도록, 시트 유리(SG)를 스트레인점까지 냉각함으로써, 시트 유리(SG)의 폭 방향의 중앙부의 냉각량은, 시트 유리(SG)의 폭 방향의 양측부의 냉각량보다도 커진다. 이에 의해, 시트 유리(SG)의 체적 수축률은, 폭 방향의 양측부로부터 중앙부를 향해 커지므로, 시트 유리(SG)의 중앙부에는 인장 응력이 작용한다. 특히, 시트 유리(SG)의 중앙부에는, 시트 유리(SG)의 흐름 방향 및 폭 방향으로 인장 응력이 작용한다. 또한, 시트 유리(SG)의 폭 방향으로 작용하는 인장 응력보다도, 시트 유리(SG)의 흐름 방향으로 작용하는 인장 응력의 쪽이 큰 것이 바람직하다. 인장 응력에 의해, 시트 유리(SG)의 평탄도를 유지하면서 냉각할 수 있으므로, 시트 유리(SG), 나아가서는 유리판의 휨을 보다 저감시킬 수 있다.
(5) 변형예
(5-1) 변형예 A
상기 실시 형태에서는, 온도 조정 파이프(33)가 내부에서 3분할되어 있고, 온도 조정 파이프(33)는 제1 측부 조정부(33a), 제2 측부 조정부(33b) 및 중앙부 조정부(33c)를 갖는다. 온도 조정 파이프(33)는 3분할에 한정되지 않고, 5분할되어 있어도 상관없다. 이에 의해, 시트 유리(SG)의 폭 방향으로, 보다 세밀한 온도 제어를 독립적으로 행할 수 있다.
(5-2) 변형예 B
상기 실시 형태에서는, 열전도율이 높은 재료로서, 순 니켈을 채용하였지만, 열전도율이 높은 재료로서, 다른 재료를 사용해도 상관없다. 예를 들어, 몰리브덴, 소결 SiC, 재결정 SiC, 인조 흑연, 철, 텅스텐 등이어도 상관없다. 단, 몰리브덴을 채용하는 경우에는, 비산화 분위기에서 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 몰리브덴을 산화 분위기에서 사용하는 경우에는, 내산화 코팅을 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 소결 SiC 및 재결정 SiC는, 산화 분위기에서 채용할 수 있고, 인조 흑연, 철 및 텅스텐은, 비산화 분위기에서 사용되는 경우에 채용할 수 있다.
(5-3) 변형예 C
상기 실시 형태에서는, 상부 냉각 조정판(21) 및 하부 냉각 조정판(31)으로서 채널(홈형강 형상)을 사용하였지만, 상부 냉각 조정판(21) 및 하부 냉각 조정판(31)은 상기 형상에 한정되지 않고, 다른 형상이어도 상관없다. 이때, 인접하는 상부 냉각 조정판(21) 및 하부 냉각 조정판(31)끼리의 접촉을 최소한으로 하여, 인접하는 상부 냉각 조정판(21) 및 하부 냉각 조정판(31)끼리의 열전도를 억제하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상부 냉각 조정판(21) 및 하부 냉각 조정판(31)은 환봉(원기둥) 형상이나, 홀수의 다각 기둥 형상 등이어도 된다.
(5-4) 변형예 D
상기 실시 형태에서는, 상부 공냉 유닛(62)에 의해, 시트 유리(SG)의 폭 방향을 따라, 분위기 온도가 균일해지도록 제어하였다(판 두께 균일화 공정). 이에 의해, 상기 실시 형태에서는, 시트 유리(SG)의 두께(판 두께)를 균일하게 하였다. 그러나, 상부 공냉 유닛(62)은 시트 유리(SG)의 폭 방향을 따라, 온도를 변경할 수 있는 구성을 취하고 있어도 된다. 예를 들어, 공냉 유닛(62)의 내부에 형성되는 공간을 복수로 나누어, 공간마다 각각 냉각할 수 있도록 하거나, 공냉 유닛(62)의 내부에 부분적으로 보온재를 설치할 수 있는 구성을 마련하거나 함으로써, 폭 방향의 분위기 온도를 변경할 수 있도록 해도 된다. 이에 의해, 중앙 영역의 온도를 균일하게 하고 있음에도 불구하고, 무언가의 영향에 의해, 시트 유리(SG)의 폭 방향의 두께의 균일화를 실현할 수 없었던 경우에도, 시트 유리(SG)의 두께의 균일화를 도모할 수 있다.
[실시예]
이하에, 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예, 비교예)
제1 온도 프로파일(20a)에 있어서, 시트 유리(SG)의 중앙 영역(G2)의 점도(서브 프로파일(10a)에 의해 설정된 점도)와 시트 유리(SG)의 양측부(G1)의 점도(서브 프로파일(10d)에 의해 설정된 점도)의 점도차가 변화되도록, 온도 프로파일을 변경하고, 중앙 영역(G2) 및 양측부(G1)의 점도, 중앙 영역(G2)과 양측부(G1)의 경계에 발생한 최대 변형(리타데이션값)을 측정하였다. 측정한 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 제2, 제3 온도 프로파일은 동일하게 하였다.
Figure 112015030811452-pat00001
표 1의 실시예 1∼3에 나타내는 바와 같이, 양측부(G1), 중앙 영역(G2)의 각각의 점도가, 109.0∼1014. 5Poise의 범위 내, 105.7∼109. 67Poise의 범위로 되도록 점도를 유지하면서, 양측부(G1)와 중앙 영역(G2)의 점도차를 작게 함으로써, 최대 변형을 1.9㎚ 이하로 할 수 있었다. 또한, 표 1의 실시예 4, 5에 나타내는 바와 같이, 양측부(G1), 중앙 영역(G2)의 각각의 점도를 상술한 범위로 유지함으로써, 점도차가 1014. 5(≒1014.5-109.67)Poise 정도 있는 경우라도, 최대 변형을 2.3㎚ 이하로 할 수 있었다. 한편, 표 1의 비교예 1, 2에 나타내는 바와 같이, 양측부(G1), 중앙 영역(G2)의 점도가 상술한 범위로부터 벗어나면, 점도차가 1014.5 미만이라도, 최대 변형은 9.1㎚∼9.2㎚로 되어, 실시예 1∼5와 비교하여 커졌다. 또한, 표 1의 비교예 3에 나타내는 바와 같이, 양측부(G1), 중앙 영역(G2)의 점도가 상술한 범위로부터 벗어나, 점도차가 1014.5 이상으로 되면, 최대 변형은 26.5㎚로 되어, 비교예 1, 2와 비교해도 커졌다.
이상으로부터, 제1 온도 프로파일 영역에 있어서, 양측부(G1), 중앙 영역(G2)의 각각의 점도가, 109.0∼1014. 5Poise의 범위 내, 105.7∼109. 67Poise의 범위로 되도록 점도를 유지하면서, 양측부(G1)와 중앙 영역(G2)의 점도차를 작게 함으로써, 중앙 영역(G2)과 양측부(G1)의 경계에 발생하는 변형을 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있었다.
11 : 용해 장치
12 : 청징 장치
21 : 상부 냉각 조정판
22 : 후방 수냉 유닛
31 : 하부 냉각 조정판
32 : 온도 제어 유닛
40 : 성형 장치
41 : 성형체
41a : 성형체의 하단부
41b : 성형체의 정상부
41c : 성형체의 측면(표면)
43 : 홈
50 : 구획 부재
51 : 냉각 롤러
60 : 냉각 유닛
61 : 중앙부 냉각 유닛
62 : 상부 공냉 유닛
63a, 63b : 하부 공냉 유닛
71 : 측부 냉각 유닛
72 : 상부 수냉 유닛
73 : 하부 수냉 유닛
80 : 서냉로
81 : 인하 롤러
FG : 용융 유리
SG : 시트 유리
100 : 유리 기판 제조 장치
721 : 상부 수냉판
722 : 상부 연결 유닛
731 : 하부 수냉판
732 : 하부 연결 유닛

Claims (7)

  1. 다운드로우법에 의해, 용융 유리를 성형체로부터 오버플로우시켜 시트 유리로 성형하고, 상기 시트 유리를 유하(流下) 방향으로 잡아늘이면서 냉각함으로써 유리 기판을 제조하는 유리 기판의 제조 방법으로서,
    상기 시트 유리가 상기 성형체로부터 이격된 후, 상기 시트 유리의 온도가 연화점보다 높은 온도로부터 서냉점 근방으로 될 때까지의 온도 영역에 있을 때, 상기 시트 유리의 폭 방향의 측부를 향해 장력을 가하고, 상기 측부와, 상기 측부에 끼인 중앙 영역의 경계에 발생하는 응력을 억제하도록 상기 시트 유리를 냉각하고,
    상기 시트 유리의 냉각에 있어서,
    상기 측부의 점도가 109.0 내지 1014.5Poise가 되도록 상기 측부를 냉각하고,
    상기 측부의 냉각 후, 또한, 상기 측부의 점도를 109.0 내지 1014.5 Poise의 제1 범위 내로 유지하여 냉각하고, 또한 상기 중앙 영역의 점도를 105.7 내지 109.67Poise의 제2 범위 내로 냉각하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 측부의 점도 및 상기 중앙 영역의 점도가, 상기 유하 방향을 따라 높아지도록 냉각하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 온도 영역에 있어서,
    상기 시트 유리의 판 두께를 폭 방향으로 균일하게 하기 위한 판 두께 균일화 공정과,
    상기 판 두께 균일화 처리 후에, 상기 시트 유리의 휨을 저감시키기 위한 휨 저감 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 판 두께 균일화 공정은, 상기 시트 유리의 중앙 영역에 있어서의 폭 방향의 온도 분포를 균일하게 하고, 또한 상기 시트 유리의 양측부의 온도를, 상기 중앙 영역의 온도보다 낮게 하고,
    상기 휨 저감 공정에서는, 상기 판 두께 균일화 공정보다 상기 시트 유리의 폭 방향의 온도 분포를 저온으로 하고, 상기 중앙 영역의 중심부로부터 상기 측부를 향해 상기 시트 유리의 폭 방향으로 온도 구배를 형성하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 성형체 바로 아래에 있어서의 시트 유리의 점도는, 105.7∼107.5Poise이고,
    상기 시트 유리의 측부의 점도가 109.0Poise 이상으로 되도록 상기 시트 유리를 급냉하고,
    상기 시트 유리의 중앙 영역의 점도가 105.7Poise 이상으로 되도록 상기 시트 유리를 급냉하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
  7. 한 쌍의 정상부와, 하단부와, 상기 한 쌍의 정상부로부터 상기 하단부까지 연장되는 한 쌍의 표면을 갖고, 용융 유리를 상기 한 쌍의 정상부로부터 오버플로우시킨 후, 상기 한 쌍의 표면을 따라 유하시키고, 상기 하단부에서 합류시켜 시트 유리를 성형하는 성형체와,
    상기 성형체로부터 이격된 상기 시트 유리가, 연화점보다 높은 온도 영역에 있을 때, 상기 시트 유리의 측부의 열처리를 행하는 제1 열처리 유닛과,
    상기 시트 유리가 상기 연화점 근방으로부터 서냉점 근방까지의 온도 영역에 있을 때, 상기 측부와, 상기 측부에 끼인 중앙 영역의 열처리를 행하는 제2 열처리 유닛을 구비하고,
    상기 제2 열처리 유닛은, 상기 측부를 향해 장력을 가하고, 상기 측부와 상기 중앙 영역의 경계에 발생하는 응력을 억제하도록 상기 시트 유리를 냉각하고, 상기 시트 유리의 냉각에 있어서, 상기 측부의 점도를 109.0∼1014.5Poise의 범위 내로 유지하여 냉각하고, 상기 중앙 영역의 점도를 105.7∼109.67Poise의 범위 내로 냉각하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 장치.
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