KR101845575B1 - 유리판 성형품의 제조 방법 및 유리판 성형품의 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리판 모재를 연화시키고 그 유리판 모재보다 판 폭이 좁고 판 두께가 얇게 연신하여 유리 리본을 성형하는 연신 공정과, 상기 유리 리본을 그 폭 방향으로 절단하여 유리판 성형품으로 하는 절단 공정을 포함하고, 상기 유리판 모재의 판 두께와 상기 유리판 성형품의 판 두께의 비율로 나타내는 연신율이 1.5 이상 10 미만인 유리판 성형품의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

유리판 성형품의 제조 방법 및 유리판 성형품의 제조 장치 {METHOD FOR MANUFACTURING MOLDED GLASS PLATE, AND DEVICE FOR MANUFACTURING MOLDED GLASS PLATE}

본 발명은 유리판으로 이루어지는 모재를 연화시켜서 그 모재보다 판 두께가 얇은 유리 리본을 성형하고, 유리판 성형품을 제조하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

종래로부터, 반도체 소자의 기판 용도, 디스플레이 용도 등의 유리판은, 표면의 평탄도 및 표면 거칠기를 양호하게 할 것이 요구되고 있다. 그런데, 현재의 유리판의 제조 방법으로서 널리 보급되고 있는 플로트법 등으로 얇은 유리판을 제조하면, 전술한 용도로 적용한 유리판으로 하기 위해서는, 성형 후의 유리판의 표면을 연마하여 표면의 평탄도, 표면 거칠기를 향상시키는 것이 바람직하다. 이 때문에, 유리판을 연마하는 정밀도를 높이는 수단이 다양하게 제공되고 있지만, 연마 정밀도를 높이기 위해서는, 연마 시간이나 수고가 현 상황 이상으로 필요해지기 때문에, 제조 비용, 설비 비용 면에서 문제가 생기는 경우가 있다.

따라서, 소정의 판 두께를 가지고 표면 거칠기를 어느 정도 양호하게 한 유리판으로 이루어지는 모재(이하 「유리판 모재」라고 함)를 사용해서, 이를 가열 연화시키고, 연화된 상태의 유리판을 연신함으로써, 목적으로 하는 판 두께로, 표면 상태가 양호한 유리 박판을 제조할 수 있는 유리판의 리드로우 성형 방법이 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 1, 2 참조).

이 리드로우 성형 방법이란, 두께가 두꺼운 유리판 모재(예를 들어 두께 5㎜ 정도)를 연화점 이상으로 가열하고, 이를 잡아 늘여서 단면을 얇게 재형성하는(예를 들어 두께 0.1㎜ 정도) 방법으로 알려져 있다.

도 5에 이러한 종류의 리드로우 성형 장치의 일 종래예를 나타낸다. 도 5에 도시하는 리드로우 성형 장치(100)는 세로로 긴 직사각형상의 유리판 모재(101)를 연직으로 현수 지지하면서 상하 이동 가능하게 설치된 모재 공급 장치(102)와, 이 모재 공급 장치(102)의 하방에 설치된 가열 장치(103) 및 서냉 장치(105)와, 유리판 모재(101)의 연화 부분을 하방으로 인장하여 연신시키기 위한 인장 롤(106)을 구비하고 있다.

상기 리드로우 성형 장치(100)에 있어서, 유리판 모재(101)는 통상, 두께 수 ㎜ 정도, 폭 수십 ㎜ 내지 약 1m 정도, 길이 수백 내지 수천 ㎜ 정도의 판 두께의 유리판이 사용되고, 이 유리판 모재(101)로부터 폭 수 ㎜ 내지 수십 ㎜ 정도, 두께 수분의 1㎜ 정도의 유리 리본(107)이 성형된다. 또한, 도 5에 도시하는 바와 같이 리드로우 성형 장치(100)에 있어서, 인장 롤(106)의 하방에 유리의 절단 장치(108)가 설치되어 있고, 유리 리본(107)을 목적으로 하는 길이로 절단함으로써 목적으로 하는 길이의 유리판 성형품(109)을 얻을 수 있다.

일본 특허 공개 제2007-126302호 공보 일본 특허 공개 제2009-242190호 공보

그런데, 도 5에 도시하는 종래 구조의 리드로우 성형 장치(100)에 있어서, 유리판 모재를 인장 장치(106)로 인장한 상태에서 가열하여 연화시켜서 유리 리본(107)을 리드로우 성형하는 경우, 필연적으로 유리 리본의 선단측과 후단측이 쓸모없게 되는 문제가 있다.

예를 들어, 가열 장치(103)에 의해 최초에 가열되어 연화되는 부분은, 생산 개시로부터 리드로우 성형 상태가 안정될 때까지의 동안에는 양호한 품질의 유리판 성형품을 생산할 수 없는 문제가 있다. 이는 가열 장치 내의 유리 리본의 형상 및 온도 분포가 안정되지 않기 때문이다.

생산 개시 후, 소정 시간이 경과하면, 가열 장치(103)에 공급되어 원하는 열 이력을 거쳐, 목적으로 하는 리드로우 성형이 이루어져, 양품으로서의 유리판 성형품(109)이 얻어진다.

또한, 모재 공급 장치(102)가 그 하부에 형성된 갈고리부(102a)에 의해 유리판 모재(101)를 파지하면서 하강하고, 갈고리부(102a)가 가열 장치(103)에 최접근한 상태에서 생산 종료로 된다. 그런데, 이 경우, 가열 장치(103)의 내부에는 갈고리부(102a)에 의해 지지된 유리판 모재(101)였던 유리 리본의 갈고리부로부터 절단 장치까지의 부분이 남아있으므로, 이 남은 부분의 유리 리본도 쓸모없게 되는 문제가 있다. 물론, 리드로우 성형 장치의 규모 등에 의해 쓸모없게 되는 부분의 길이는 다르지만, 전체 길이 3m의 유리판 모재를 사용한 경우, 선단측 1m 정도, 후단측 1m 정도 쓸모없게 되는 경우도 있다.

즉, 도 5에 도시하는 종래 구조의 리드로우 성형 장치(100)를 사용해서 유리판 성형품(109)을 성형하는 경우, 필연적으로 재료의 낭비가 생기기 쉬우므로, 생산성을 높이기 위해서 유리판 모재(101)의 판 두께(t₀)와 유리판 성형품(109)의 판 두께(t)의 비율(t₀/t)로 나타내는 연신율을 가능한 한 높게 설정하여 유리판 성형품(109)의 생산을 행하는 것이 일반적이다.

예를 들어, 앞의 특허문헌 1에 기재되어 있는 제조 조건에서는, 유리판 모재(101)의 두께가 5 ~ 7㎜인데 반해, 유리판 제품의 두께는 0.38 ~ 0.64㎜이며, 연신율은 10 ~ 15로 설정되어 있다. 또한, 유리판 모재의 판 폭은 25 ~ 70㎜ 정도로 되어 있었다.

그런데 최근, 디스플레이 용도, 조명 용도, 태양 전지 커버 유리 등에 있어서, 유리 극박판의 수요가 왕성해지고 있지만, 이들 용도의 유리 극박판은 두께가 0.2㎜ 이하 혹은 0.1㎜ 이하이고, 폭이 200㎜ 이상 또는 300㎜ 이상인 것이 요구되고 있다. 그러나, 전술한 연신율의 리드로우 성형법에 의해 유리 극박판을 제조하는 경우, 연신율에 따라서 유리판 모재(101)의 폭에 대해서도 동등한 배율의 변화가 발생한다. 즉, 유리판 모재의 폭을 유리 성형품의 폭으로의 제산한 값은 거의 연신율과 같아진다. 따라서, 유리판 모재(101)에는 연신율에 대응하는 폭이 필요해진다. 예를 들어, 200㎜ 이상인 폭의 유리 극박판을 얻기 위해서는, 2m를 초과하는 폭의 유리판 모재(101)를 사용할 필요가 생긴다. 이는 생산 설비가 대형화하는 문제로 된다.

또한, 생산 설비가 대형화하면, 모재 공급 장치(102)의 이동 제어, 가열 장치(103)에 있어서의 온도 제어 등도 높은 정밀도가 요구되므로, 설비 고비용의 요인으로 되는 문제가 있다.

한편, 유리판 모재의 유효 이용을 과제로 해서 특허문헌 2에 기재된 바와 같이 유리판 모재의 후단부에 다른 유리판 모재를 보충하여 리드로우 성형을 행하는 방법도 제안되고 있으나, 유리판 모재의 이음매의 부분으로부터 얻어진 유리판 성형품의 품질이 저하하여, 디스플레이 용도 등의 유리 기판 품질을 만족할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 리드로우 성형에 의해 폭이 넓은 유리판 성형품을 제조하는 경우에 유리판 모재의 폭을 종래 정도로 크게 할 필요가 없어, 실시하기 쉽고, 장치 비용 상승을 억제하고 실현할 수 있는 유리판 성형품의 제조 방법의 제공을 하나의 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 생산성을 떨어뜨리지 않고 폭이 넓은 유리판 성형품을 제조할 수 있도록 유리판 모재의 공급을 연속적으로 행할 수 있도록 한 유리판 성형품의 제조 방법의 제공을 하나의 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 유리판 성형품의 제조 방법을 실시하여 고품질의 유리판 제품을 제공할 수 있는 유리판 성형품의 제조 장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 유리판 모재를 연화시키고 그 유리판 모재보다 판 폭이 좁고 판 두께를 얇게 연신하여 유리 리본을 성형하는 연신 공정과, 상기 유리 리본을 그 폭 방향으로 절단하여 유리판 성형품으로 하는 절단 공정을 포함하고, 상기 유리판 모재의 판 두께와 상기 유리판 성형품의 판 두께의 비율로 나타내는 연신율이 1.5 이상 10 미만인 유리판 성형품의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 유리판 모재의 판 두께가 0.3㎜ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 유리판 성형품의 판 폭이 200㎜ 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 유리판 모재의 판 폭이 300㎜ 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 유리판 성형품의 판 두께가 0.1㎜ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 유리판 모재가 롤에 권취된 롤형상 유리판 모재이고, 그 롤형상 유리판 모재로부터 시트 형상 유리가 권출되어 연화되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 유리 리본이 롤에 권취되어 롤형상 유리판 성형품으로 되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 연신 공정과 상기 절단 공정 사이에 유리 리본의 폭 방향 단부를 그 유리 리본의 길이 방향을 따라서 절단하는 공정을 가져도 된다.

본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 연신 공정과 상기 절단 공정 사이에 유리 리본의 폭 방향 단부를 그 유리 리본의 길이 방향을 따라서 절단하는 공정을 갖지 않는 것이 바람직하다.

본 발명은 유리판 모재의 공급 장치와, 상기 공급 장치로부터 공급되는 유리판 모재를 가열 연화하여 유리 리본으로 하는 가열 장치와, 상기 유리 리본을 인장하는 인장 장치와, 상기 인장 후의 유리 리본을 절단하여 유리판 성형품으로 하는 제1 절단 장치를 구비하는, 상기 유리판 성형품의 제조 방법을 위한 유리판 성형품의 제조 장치에 관한 것이다.

본 발명의 제조 장치는, 상기 공급 장치가 롤 권취된 롤형상 유리판 모재로부터 권출한 상기 유리판 모재를 공급하는 장치인 것이 바람직하다.

본 발명의 제조 장치는, 상기 공급 장치와 상기 가열 장치 사이에 상기 권출한 유리판 모재의 장력을 상기 인장 장치에 의한 유리 리본의 장력과 독립적으로 조정하는 수단이 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제조 장치는, 상기 인장 장치와 상기 제1 절단 장치 사이에 설치되어 유리 리본의 폭 방향 양단부를 제거하는 제2 절단 장치가 구비되어도 된다.

본 발명의 제조 장치는, 상기 유리 리본을 롤형상 유리판 성형품으로서 권취하는 권취 장치가 구비되고, 상기 권취 장치의 상기 제1 절단 장치측으로 유리 리본의 장력을 상기 인장 장치에 의한 유리 리본의 장력과 독립적으로 조정하는 수단이 설치되어도 된다.

본 발명의 제조 장치는, 상기 가열 장치와 상기 인장 장치 사이에 설치되어 가열 연화되어 있는 유리 리본을 서냉하는 서냉 장치가 구비되어도 된다.

본 발명은 유리판 모재를 연화시키고 그 유리판 모재보다 판 폭이 좁고 판 두께가 얇게 연신하여 유리 리본을 성형하는 연신 공정과, 상기 유리 리본을 그 폭 방향으로 절단하여 유리판 성형품으로 하는 절단 공정을 포함하고, 상기 유리판 모재의 판 두께와 상기 유리판 성형품의 판 두께의 비율로 나타내는 연신율이 1.5 이상 10 미만인 유리판 성형품의 제조 방법이므로, 목적으로 하는 유리판 성형품의 폭이 200㎜ 이상 또는 300㎜ 이상과 같이 폭이 넓어도, 그 기초가 되는 유리판 모재를 종래 정도로 큰 폭으로 할 필요가 없다. 따라서, 목적으로 하는 유리판 성형품의 폭이 200㎜ 또는 300㎜ 이상과 같이 폭이 넓어도, 유리판 성형품의 제조 장치를 대형화하지 않고, 장치 비용 향상을 억제하고, 평탄도가 우수하고, 표면 거칠기가 우수한 유리판 성형품을 제조할 수 있다.

또한, 유리판 성형품의 제조 장치에 의해 얻어지는 유리판 성형품으로서, 평탄도, 표면 거칠기가 우수한 폭이 넓은 유리판 성형품을 얻을 수 있으므로, 평탄도, 표면 거칠기가 우수한 것이 요구되는 표시 장치 용도 등이 우수한 유리판 성형품을 제공할 수 있다.

상기 유리판 모재의 판 두께를 0.3㎜ 이하로 하면, 상기 1.5 이상 10 미만인 연신율의 범위에 있어서 0.1㎜ 이하의 두께의 유리판 성형품을 용이하게 얻을 수 있으며, 가요성이 우수한 권취 가능한 극박의 유리판 성형품을 제공할 수 있다.

상기 유리판 모재의 판 두께를 0.3㎜ 이하로 하면, 유리판이 충분한 가요성을 가지므로 롤형상으로 감은 긴 유리판 모재를 조달할 수 있고, 롤형상 유리판 모재를 롤로부터 권출하면서 가열 장치에 공급할 수 있으므로, 긴 유리판 모재를 리드로우 성형에 적용할 수 있어, 생산 개시 시와 생산 종료 시의 쓸모없게 되는 유리판 모재를 고려하였다고 해도, 유리 재료의 낭비를 적게 할 수 있다.

유리 리본을 롤 권취 형상으로 권취하는 권취 장치를 설치함으로써, 롤 권취 유리판 성형품을 얻을 수 있다. 이에 의해 긴 유리 제품을 얻을 수 있어, 롤 권취 유리판 성형품으로서 반송이나 수납이 용이해진다. 또한, 이에 의해 롤 권취 유리판 성형품이므로, 다른 가공을 목적으로 다른 공정에서 이용하기 쉽다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 유리판 성형품의 제조 장치를 나타내는 것으로, 도 1의 (A)는 전체 구성을 나타내는 약도, 도 1의 (B)는 이 유리판 성형품의 제조 장치의 일부를 단면으로 한 측면도.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 유리판 성형품의 제조 장치의 전체 구성을 나타내는 약도.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 유리판 성형품의 제조 장치의 일부를 단면으로 한 측면도.
도 4는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 유리판 성형품의 제조 장치의 전체 구성을 나타내는 약도.
도 5는 종래의 리드로우 성형 장치의 전체 구성을 나타내는 약도.

이하, 본 발명에 따른 유리판 성형품의 제조 장치의 제1 실시 형태에 대해서 도면에 기초해서 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시 형태에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이하에 나타내는 각 도면에 있어서 각 구성 요소의 축척에 대해서는 도시한 경우에 파악하기 쉽게 간략화하여 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 유리판 성형품의 제조 장치의 전체 구성을 나타내는 것으로, 본 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(20)는 판상의 유리로 이루어지는 유리판 모재(1)를 수평 지지된 감기통(3)에 롤 권취한 모재 공급 장치(5)와, 이 모재 공급 장치(5)의 하방측에 순차 설치된 가열 장치(6)와, 서냉 장치(7)와, 인장 장치(8)와, 절단 장치(9)(제1 절단 장치)와, 권취 장치(권취 롤)(10)를 구비하고 있다.

여기서, 유리판 모재란, 성형 전의 원재료(모재)이고, 형태가 평판형상의 유리판 또는 롤형상으로 권취된 롤형상의 유리판을 나타낸다. 또한, 이 유리판 모재는 성형을 개시하면 후술하는 유리 리본과 연속한 상태가 된다. 또한, 유리판 모재는 원재료인 성형 전의 유리판 모재가 아직 연신되어 있지 않은 상태인 것을 가리키며, 판 두께가 당초의 유리판 모재 그대로인 것을 나타낸다. 따라서, 안정된 성형 중에는 가열 장치로 들어가서 열을 받아 충분히 고온으로 될 때까지가 유리판 모재이다.

유리판 모재(1)는, 예를 들어 두께 0.3㎜ 이하의 띠형상의 유리 박판으로 이루어지는 것이 바람직하다. 유리판 모재(1)는 판 두께 0.3㎜ 이하, 예를 들어 0.25㎜, 0.15㎜, 0.1㎜와 같이 롤 권취가 가능한 두께의 가요성을 갖는 띠형상의 유리 박판으로 이루어지고, 원통 형상의 감기통(3)의 외주면에 필요 길이 권취되어 있다. 유리판 모재(1)가 권출한 유리판을 적절한 속도로 가열 장치(6)에 공급할 수 있는 공급 장치(5)에 이 감기통(3)을 세트한다. 유리판 모재(1)의 길이는 감기통(3)의 직경과 그에 권취 가능한 길이를 임의로 선택할 수 있지만, 일례로서 5m 이상 또는 10m 이상의 길이의 유리판 모재(1)로 해도 된다.

유리판 모재(1)를 제조하는 방법은 특별히 한정하는 것은 아니고, 예를 들어 플로트 성형, 퓨전 성형, 슬릿 다운로드 성형, 인상 성형, 롤아웃 성형 등, 유리 박판을 성형할 수 있는 일반적인 제조 방법을 이용할 수 있다. 이들 일반적인 제조 방법으로 성형한 전술한 두께의 유리 박판의 유리판 모재(1)라면, 감기통(3)에 권회하는 것을 용이하게 할 수 있으므로, 감기통(3)의 외경에 따라서 종래 장치가 사용하고 있었던 유리판 모재보다 현격한 차이로 긴 유리판 모재(1)를 적용할 수 있다.

또한, 플로트법에 의해 얻어진 유리 박판으로 이루어지는 유리판 모재(1)라면, 폭이 넓은 것을 저렴하게 얻을 수 있어 적용이 용이하다. 또한, 플로트법을 비롯해서, 유리판 모재의 제조 장치에 연속되는 형식으로 본 발명의 제조 장치를 설치하고, 유리판 모재의 제조 공정에 연속해서 유리판 성형품의 제조를 행해도 된다.

유리판 모재(1)를 플로트법에 의해 제조하는 경우, 두께는 너무 얇으면, 유리 강성이 없어져 광폭 강도를 유지할 수 없기 때문에, 0.3㎜ 이하가 바람직하고, 예를 들어 0.05㎜ 이상 0.3㎜ 이하가 바람직하다. 또한 유리판 모재(1)의 두께는 0.1㎜ 이상 0.25㎜ 이하가 보다 바람직하고, 0.1㎜ 이상 0.2㎜ 이하가 더 바람직하다. 두께가 0.3㎜를 초과하면, 구부리기 어려워져 생산 설비가 대형으로 된다.

유리판 모재(1)의 폭은, 유리 제품의 광폭화에의 요구에 따르기 때문에, 300㎜ 이상이 바람직하고, 예를 들어 300㎜ 이상 4000㎜ 이하가 바람직하다. 또한, 유리판 모재(1)의 폭은 450㎜ 이상 3000㎜ 이하가 보다 바람직하고, 600㎜ 이상 2000㎜ 이하가 더 바람직하다. 폭이 4000㎜를 초과하면, 장치가 대형으로 되어 리드로우 성형에 의해 중요한 유리의 온도 분포 관리, 특히 폭 방향으로의 관리가 곤란해져서 판 두께가 균일한 제품 유리의 생산이 어려워진다.

유리판 모재(1)가 롤인 경우의 길이는, 후술하는 바와 같이 짧으면 생산 효율이 떨어지기 때문에, 2m 이상 8000m 이하가 바람직하고, 10m 이상 3000m 이하가 보다 바람직하고, 30m 이상 500m 이하가 더 바람직하다. 롤의 길이가 너무 길면 롤에 감았을 때에 롤의 자중에 의해 파손되기 쉬워져, 취급이 어려워진다.

상기 유리판 모재(1)로부터 제조된 유리판 성형품의 두께는, 유리판 모재와 마찬가지로, 너무 얇으면 유리 강성이 없어져 광폭 강도를 유지할 수 없기 때문에, 0.1㎜ 이하가 바람직하고, 예를 들어 0.01㎜ 이상 0.1㎜ 이하가 바람직하다. 또한 유리판 성형품의 두께는 0.02㎜ 이상 0.08㎜ 이하가 보다 바람직하고, 0.02㎜ 이상 0.07㎜ 이하가 더 바람직하다. 두께가 0.1㎜를 초과하면, 리드로우 성형 방법에서의 생산 효율이 떨어져서, 본 발명의 효과를 충분히 얻지 못할 가능성이 있다.

유리판 성형품의 폭은, 디스플레이나 조명이나 태양 전지, 건축 등, 얇은 유리의 대형화의 요구에 따르기 때문에, 200㎜ 이상이 바람직하고, 예를 들어 200㎜ 이상 2000㎜ 이하가 바람직하다. 또한 유리판 성형품의 폭은 200㎜ 이상 1500㎜ 이하가 보다 바람직하고, 300㎜ 이상 1200㎜ 이하가 더 바람직하다. 폭이, 2000㎜를 초과하면, 얇기 때문에 취급이 어려워진다.

유리판 성형품이 롤인 경우의 길이는, 특별히 한정되지 않는다. 절단기에 의해 원하는 길이로 절단할 수 있어, 그대로 롤형상으로 취출하거나, 또는 직사각형상의 평판형상, 소위 낱장식으로 판 채취할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 유리판 모재(1)를 구성하는 유리는, 조성적으로는 특별히 제한되지 않는다. 따라서, 소다석회 유리, 혼합 알칼리계 유리, 붕규산 유리, 혹은 무알칼리 유리 중 어느 것이어도 된다. 또한, 제조되는 유리 제품의 용도는, 건축용이나 차량용으로 한정되지 않고, 플랫 패널 디스플레이용, 그 외의 각종 용도를 들 수 있다. 유리판 모재(1)를 구성하는 유리의 대표적인 조성을 이하에 열거한다.

건축용 또는 차량용 판유리에 사용되는 소다석회 유리의 경우에는, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO₂: 65 ~ 75%, Al₂O₃: 0 ~ 3%, CaO: 5 ~ 15%, MgO: 0 ~ 15%, Na₂O: 10 ~ 20%, K₂O: 0 ~ 3%, Li₂O: 0 ~ 5%, Fe₂O₃: 0 ~ 3%, TiO₂: 0 ~ 5%, CeO₂: 0 ~ 3%, BaO: 0 ~ 5%, SrO: 0 ~ 5%, B₂O₃: 0 ~ 5%, ZnO: 0 ~ 5%, ZrO₂: 0 ~ 5%, SnO₂: 0 ~ 3%, SO₃: 0 ~ 0.5%라는 조성을 갖는 것이 바람직하다.

액정 디스플레이용 또는 유기 EL 디스플레이용 기판에 사용되는 무알칼리 유리의 경우에는, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO₂: 39 ~ 75%, Al₂O₃: 3 ~ 27%, B₂O₃: 0 ~ 20%, MgO: 0 ~ 13%, CaO: 0 ~ 17%, SrO: 0 ~ 20%, BaO: 0 ~ 30%라는 조성을 갖는 것이 바람직하다.

플라즈마 디스플레이용 기판에 사용되는 혼합 알칼리계 유리의 경우에는, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO₂: 50 ~ 75%, Al₂O₃: 0 ~ 15%, MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO: 6 ~ 24%, Na₂O+K₂O: 6 ~ 24%라는 조성을 갖는 것이 바람직하다.

그 밖의 용도로서, 내열 용기 또는 이화학용 기구 등에 사용되는 붕규산 유리의 경우에는, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO₂: 60 ~ 85%, Al₂O₃: 0 ~ 5%, B₂O₃: 5 ~ 20%, Na₂O+K₂O: 2 ~ 10%라는 조성을 갖는 것이 바람직하다.

상기 가열 장치(6)는 횡단면 직사각형상의 종형 노심관(爐心管)(6A)과 그 주위에 설치된 도시 생략된 복수의 전기 저항식의 가열 히터로 구성되어 있다. 이 가열 장치(6)는 노심관(6A)의 한쪽 개구부를 입구부(6B)로 하여 상향으로, 다른 쪽 개구부를 출구부(6C)로 하여 하향으로 해서 모재 공급 장치(5)의 하방에 거의 수직으로 설치되어 있다. 노심관(6A)은 감기통(3)으로부터 하향으로 권출된 유리판 모재(1)를 입구부(6B)로부터 노심관 내부측에 삽입하고, 출구부(6C)로부터 배출할 수 있는 크기로 형성되어 있다.

가열 장치(6)는 이들 가열 히터에 통전함으로써 노심관(6A)의 내부를 통과하는 유리 리본(2A)을 가열할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시 형태에서 사용하는 가열 히터는 노심관(6A)의 주위에 복수 설치되어 있는 것이 바람직하고, 복수의 가열 히터에의 통전량을 개별적으로 제어함으로써, 노심관(6A)을 통과하는 유리 리본(2A)의 필요 개소를 연화점 이상의 적절한 온도로 가열 제어할 수 있다.

또한, 여기에서는, 유리판 모재(1)가 가열 장치에 들어가서 연화되어 판 두께가 얇아지기 시작한 후 성형을 종료하여 유리판 성형품으로서 절단되기 전까지의 띠형상의 유리판을 유리 리본이라고 한다. 또한, 여기서, 유리판 성형품이란, 성형 후에 유리 리본이 절단된 후의 상태의 중간 제품 또는 완성품으로서의 유리판을 말하며, 평판형상의 유리판의 경우와 롤형상으로 권취된 롤형상 유리판의 경우가 있고, 다음 공정 또는 고객 앞으로의 공정으로 운반 가능한 형태로, 유리판 표면에 코팅이나 필름 부착 적층화한 것이어도 상관없다. 단, 이 경우의 연신율의 계산은, 유리판의 유리 부분만의 판 두께로부터 계산한다.

리드로우 성형의 원리를 시계열적으로 설명하면 장력이 걸린 유리판 모재가 가열, 연화되면 판 두께가 서서히 얇아지고, 냉각되어 가는 과정에서 판 두께의 감소가 멈추어서 일정 두께로 되고, 그 일정 두께 부분을 떼어냄으로써 유리판 성형품이 생긴다. 이 경우, 유리판 모재에는 항상 장력이 가해지고 있기 때문에, 연화된 순간에는 판 두께가 얇아지고 있다. 상기 정의에서는, 그 부분의 유리는 유리 리본으로 되어 있다. 따라서, 시계열적으로는, 유리판 모재를 가열, 연화시켜서 성형하게 되지만, 안정 성형 중인 공간적인 장치 구성을 설명하는 경우, 실제로는 유리 리본을 가열하고 있게 된다.

가열 장치(6)는 유리 리본(2)을 인장하는 인장 장치(8)의 인장 속도(이하 「성형 속도」라고 칭함)와 유리판 모재(1)를 가열 장치에 공급하는 속도(이하, 「공급 속도」라고 칭함)의 차이에 의해 발생하는 장력을 유리판 모재(1)에 부여한 상태에서, 유리판 모재를 연화시켜서 대략 사다리꼴형상(상변에 비해 하변이 짧은 형상)으로 잡아 늘여서 유리 리본으로 하고(이하, 이 대략 사다리꼴형상의 연장 부분을, 유리 리본 연신 영역(2A)이라고 함), 또한 유리 리본 연신 영역(2A)을 연화시킨 상태를 유지하는 온도 환경을 유지하고 있다.

또한, 노심관의 내부에 클린 에어, N₂ 가스, Ar 가스, He 가스 또는 그들의 혼합 가스를 공급하고, 가열 분위기로부터 불순물 등이 혼입되지 않는 환경에 있어서 유리 리본을 잡아 늘일 수 있는 구성으로 해도 된다.

서냉 장치(7)는 횡단면 직사각형상의 종형 각통벽(7A)의 내부에 도시 생략된 전기 저항식의 가열 히터나 공냉관, 수냉관 등의 냉각 장치 등을 내장한 구성으로되어 있다. 서냉 장치(7)는 각통벽(7A)의 한쪽 개구부를 입구부(7B)로 하여 위를 향하고, 다른 쪽 개구부를 출구부(7C)로 하여 아래를 향해서 가열 장치(6)의 하방에 거의 연직으로 배치되어 있다.

서냉 장치(7)는 가열 장치(6)를 통과해서 폭과 두께가 줄어든 후의 유리 리본(2B)을 유리의 잔류 일그러짐이나 가상 온도를 제어하면서 깨지지 않도록 상온에 가까운 임의의 온도까지 내리기 위해 배치되어 있다. 또한, 본 실시 형태의 서냉 장치(7)는 가열 장치(6)에 대해 별체로서 설치되어 있지만, 분리하여 구성하는 것은 어려워 가열 장치(6)와 일체화된 구조로 하는 것이 바람직하다. 이는 가열 영역과 서냉 영역은 실질적으로는 분리하는 것이 어려워, 양자는 일체로 유리 온도 구배를 형성하기 위해서이다.

상기 인장 장치(8)는, 지지축(11)에 의해 수평 지지된 롤(12)을 2개 인접 배치한 구조로 되고, 서냉 장치(7)의 출구부(7C)로부터 도출된 유리 리본(2)을 롤(12, 12)로 사이에 두면서 각 롤(12)을 회전할 수 있도록 구성되어 있다. 이들 롤(12, 12)로 유리 리본(2)을 사이에 두면서 유리 리본(2)을 적절한 속도로 인장함으로써 상기 모재 공급 장치(5)로부터 유리판 모재(1)를 인출할 수 있게 되어 있다. 인장 장치(8)는 가열 장치(6) 내나 서냉 장치(7) 내에 설치되어도 되고, 복수 설치되어도 된다. 또한, 롤(12, 12)은 유리 리본의 폭 방향 전체면에 접촉해도 되고, 폭 방향의 일부에만 접촉해도 된다.

절단 장치(9)는 그 내부를 통과하는 유리 리본(2B)에 대해 그 폭 방향을 따라서 스크라이브선을 형성할 수 있는 커터 장치와, 그 스크라이브선을 따라 전단력을 작용시켜서 유리 리본(2)을 절단하는 절곡 절단 장치가 내장되어 있다. 이 절단 장치(9)에 내장되어 있는 커터 장치와 절곡 절단 장치는, 일반적인 판유리의 제조 라인에 구비되어 있는 공지된 유리 절단 장치와 동등하므로, 상세 설명은 생략한다. 또한, 절단 장치(9)는 커터 장치와 절곡 절단 장치의 조합 구조에 한정하는 것은 아니고, 레이저 빔에 의해 스크라이브선 없이 할단하는 방식의 할단 장치, 혹은 레이저 빔으로 직접 용단하는 장치 등, 어느 구조든 상관없다.

권취 롤(권취 장치)(10)은 인장 장치(8)와 절단 장치(9)를 통과한 유리 리본(2)을 필요 길이 권취할 수 있는 장치이다.

이어서, 상기 구성의 유리판 성형품의 제조 장치(20)를 사용해서 유리판 모재(1)로부터 유리 리본(2)을 거쳐서 유리판 성형품(15)을 제조하는 방법에 대해서 설명한다.

우선, 가열 장치(6)의 가열 히터에 통전함으로써 노심관(6A) 내부에 공급되는 유리판 모재(성형 개시 시점) 또는 유리 리본을 가열하여 연화시키는 환경을 갖추어 둔다. 또한, 서냉 장치(7)의 가열 히터와 냉각 장치의 가열·냉각 조건을 설정하고, 유리 리본(성형 개시 시에는 유리판 모재의 경우도 있음)을 서냉하는 환경을 갖추어 둔다.

모재 공급 장치(5)의 감기통(3)에 권취되어 있는 것은 판 두께 0.3㎜ 이하인 유리판으로 이루어지는 유리판 모재(1)이고, 이 유리판 모재(2)를 감기통(3)으로부터 적절한 속도로 가열 장치(6)와 서냉 장치(7)에 공급하여 롤(12, 12) 사이에 협지하여 적절한 속도 또는 장력으로 인장한다.

성형 개시 시의 가열 장치(6) 내의 유리판 모재가 가열되어, 연화되는 동시에, 유리판 모재(1)는 유리 리본 연신 영역(2A)을 형성하여, 판 두께가 얇아지기 시작한다.

그 후, 공급 속도와 성형 속도를 원하는 값이 되도록 설정해가는 동시에, 가열 장치(6)나 서냉 장치(7)의 설정 조건도 안정화 조건으로 설정해간다. 이 과정에서, 유리 리본 연신 영역(2A)의 형상이나 온도 분포를 안정시키고, 규정 폭과 규정 두께의 유리 리본(2)을 인출할 수 있다.

또한, 성형 개시 시점에 있어서 인장 장치(8)가 인장하는 유리 리본의 선단측은 연신 공정을 거치지 않고 있으므로, 그 폭과 판 두께는 줄어들지 않는다. 따라서, 유리 리본 연신 영역(2A)이 안정되게 형성되고, 연신 공정이 안정적으로 이루어질 때까지의 동안에, 유리 리본을 권취 장치(10)에 권취하는 것은 아니고, 인장 장치(8)로부터 측방으로 인출하여, 생산 개시 시점의 불필요 부분으로서 도시 생략된 분쇄 장치 등으로 보내어, 파유리 등으로 가공하여 재이용한다.

전술한 처리를 속행하여, 유리 리본을 가열할 때의 온도 분포가 안정되고, 유리 리본 연신 영역(2A)으로부터 규정 두께와 규정 폭의 유리 리본(2)이 인출되게 된 후, 유리 리본(2)을 절단 장치(9)측으로 보내어, 절단 장치(9)를 통과시켜서 권취 롤(10)에 권취한다. 전술한 처리를 속행하여, 권취 롤(10)에 충분한 양의 유리 리본(2)을 권취한 시점에서 절단 장치(9)를 작동시켜, 유리 리본(2)을 절단한다. 이에 의해, 권취 롤(10)에 유리 리본(2)을 롤형상으로 감은 유리판 성형품인 유리 롤(15)을 얻을 수 있다.

이 후, 유리 리본(2)을 감은 권취 롤(10)을 다른 비어있는 권취 롤(10)로 교환하고, 이 비어있는 권취 롤(10)에 새롭게 생산되는 유리 리본(2)을 감아 수용하여, 롤 권취한 상태의 유리 리본(2B)을 구비한 유리 롤(15)을 얻을 수 있으므로, 유리판 모재(2)의 가열 장치(6)에의 공급이 종료될 때까지 유리 롤(15)을 반복 생산할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서 도 1에 도시하는 구성의 유리판 성형품의 제조 장치(20)는, 유리 리본(2)을 권취 롤(10)에 롤 권취하여 유리 롤(15)을 제조하기 위해 사용했지만, 유리 롤(15)만을 제조하는 형태에 구속받지 않는다. 예를 들어, 유리판 성형품의 제조 장치(20)를 사용해서, 도 1의 (A)의 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 유리 리본(2)을 권취 롤(10)에 권취하지 않고, 유리 리본(2)을 절단 장치(9)에 의해 원하는 길이로 절단함으로써, 직사각형상의 평판형상, 소위 낱장식의 유리 박판(16)을 제조하는 용도로서 사용할 수도 있다.

본 실시 형태에 있어서의 유리판 성형품의 생산성의 재료적 관점(이하 「재료적 생산성」이라고 칭함)에 관한 고찰을, 연신율 α를 파라미터로 해서, 종래예와 비교해서 행한다.

우선, 도 5에 도시하는 종래예에 있어서의 재료적 생산성을 검토한다. 1매의 유리판 모재로부터 어느 정도의 유리판 성형품을 생산할 수 있는지를 지표로 하는 재료적 생산성을 β는, 유리판 모재의 성형 전의 면적 A₀과 전체 유리 성형품의 총 면적 A의 비라고 정의하면 다음 수학식 1로 나타내어진다.

여기서, A₀은 유리판 모재의 성형 전의 면적, A는 전체 유리 성형품의 총 면적이다. β의 값이 클수록 재료적 생산성이 높게 된다.

유리판 모재의 두께를 t₀, 유리 성형품의 두께를 t, 유리판 모재의 폭을 w₀, 유리 성형품의 폭을 w, 유리판 모재의 길이를 L₀, 전체 유리 성형품의 길이의 합계를 L이라 하면, A₀과 A는 다음 수학식 2, 3으로 나타내어진다.

안정 성형 시의 유리판 모재의 공급 속도를 V₀, 유리 리본의 성형 속도를 V라 하자. 연신율 α는 유리판 모재와 유리 성형품의 두께의 비이므로 다음 수학식 4로 나타내어진다.

또한, 리드로우 성형의 원리로부터 다음 수학식 5가 성립된다.

또한, 안정 성형 중에는, 단위 시간당 공급한 유리판 모재의 체적과 단위 시간당 생산된 유리판 성형품의 총 체적은 같다. 따라서, 다음 수학식 6의 조건이 성립한다.

전술한 바와 같이, 성형 개시 시 및 성형 종료 시에는 도 5의 L₁ 부분은, 제품으로서의 유리 성형품으로 할 수 없다. 유리판 모재의 선단부측에 있어서 생산 초기에 쓸모없게 되는 부분과, 유리판 모재의 후단측에 있어서 파지 장치가 파지하는 부분이 불필요하게 상당하다. 이 때문에, 성형 개시 시에 무효로 되지 않는 유효하게 사용할 수 있는 정미(正味)의 유리판 모재의 최댓값 L₀₁은, 다음 수학식 7로 나타내어진다.

따라서, 유리 리본이 될 수 있는 최대 면적 A₁은, 다음 수학식 8로 나타내어진다.

또한, 유리 리본으로 된 부분 중 성형 종료 시에 유리판 성형품으로 될 수 있는 부분의 길이는, 전체 유리판 성형품의 길이의 합계의 최댓값과 같으므로, 다음 수학식 9로 가정할 수 있다.

이 수학식 9로부터, 전체 유리 성형품의 총 면적 A는 다음 수학식 10으로 나타낼 수 있다.

이상의 관계식으로부터, β는 다음 수학식 11로 나타낼 수 있다.

따라서, 재료적 생산성 β를 향상시키는 방법은, 연신율 α를 크게 하는 것, 유효하게 성형할 수 없는 최저 길이 L₁을 작게 하는 것, 유리판 모재의 길이 L₀을 크게 하는 것의 3가지 방법이 있다. 그러나, 유효하게 성형할 수 없는 최저 길이 L₁을 작게 하는 방법은, 도 5의 실시 형태에서는 가열 장치(103)나 서냉 장치(105)를 가능한 한 길이 방향으로 작게 하게 되어, 급가열, 급냉각의 장치가 필요해지고, 리드로우 성형의 성형에 기인하는 품질도 떨어뜨린다. 따라서, 그 실시에는 한계가 있다. 또한, 다른 하나의 유리판 모재의 길이 L₀을 크게 하는 방법은, 유리판 모재 공급 부분의 크기를 가능한 한 크게 하는 것이며, 제조 장치의 높이를 매우 높게 하게 되어 비효율적이다. 또한, 그러한 유리판 모재의 반송, 운반, 취급도 곤란하다. 실제로 유리판 모재의 길이 L₀이 3m이며, 유효하게 성형할 수 없는 최저 길이 L₁이 1m라고 하는 경우도 있다. 유리판 모재 공급 부분의 크기를 크게 하는 대체 수단으로서 제안되고 있는 방법이 특허문헌 2의 방법이지만, 전술한 바와 같이 그 유리판 성형품에는 품질상의 문제가 있다.

그 때문에, 종래 기술은 재료적 생산성 β를 향상시키기 위해서, 가능한 한 큰 연신율 α를 사용하는 것을 목표로 해서 개발되어 왔다.

한편, 본 발명에서는, 폭이 넓은 유리 극박판 성형품의 요구에 수반하여, 무리하게 연신율 α의 작은 제조 방법을 제공함으로써, 고품질의 광폭 유리 극박판 성형품의 생산을 가능하게 한다.

유리판 모재(1)의 폭 w₀은, 원하는 유리판 성형품의 폭을 w라 하면, 다음 수학식 12로 나타내어진다.

즉, 유리판 모재(1)의 폭은 제조 장치의 폭 방향의 크기를 결정하므로, 요구된 유리판 성형품의 폭 w에 대해, 연신율이 작다는 것은 폭이 작은 제조 장치에 의해 생산할 수 있음을 의미한다. 리드로우 성형에 있어서 고품질의 유리 성형품을 얻기 위해서는, 폭 방향의 온도 분포의 제어나 유리 리본의 움직임이나 인장력의 제어가 중요하기 때문에, 장치의 폭이 너무 넓지 않다고 하는 것은 고품질 유리의 생산으로 연결된다. 또한, 폭이 작은 제조 장치는 저비용화도 실현할 수 있다.

도 1에 도시하는 구조의 유리판 성형품의 제조 장치(20)에 의해 유리 리본(2)을 성형하고, 유리판 성형품을 제조하는 방법에 있어서, 전고찰을 적용하기 위해서는, 롤형상의 유리판 모재를 연장시켜서 1매의 평판형상의 유리판 모재를 공급한 경우와 등가이며, 또한 롤형상의 유리판 성형품을 늘려서 1매의 평판형상의 유리판 성형품이 얻어진 경우와 등가이다.

바꿔 말하면 연신율 α를 작게 설정하는 것은 재료적 생산성이 작은 것을 의미한다. 본 발명에서는, 최대한의 재료적 생산성을 얻기 위해서, 유리판 모재 길이 L을 길게 하는 방법도 제공한다. 본 발명에서는, 연신율 α가 작기 때문에, 두께 0.1㎜ 이하의 유리 극박판을 제조하는 경우, 유리판 모재의 두께를 0.3㎜ 이하로 하는 것이 가능하다. 0.3㎜ 이하의 유리판은 가요성이 있어 롤형상으로 감는 것이 용이하다. 그 때문에, 종래 기술에서는 실시할 수 없었던 롤형상의 유리판 모재에 의한 리드로우 성형법을 실시할 수 있다. 그리고, 유리판 모재 길이 L을 종래에 비해 비약적으로 길게 하는 것이 가능해진다.

또한, 생산성의 관점은 재료적 관점만은 아니다. 단위 시간당 어느 만큼의 유리판 성형품을 생산할 수 있을 것인지 등의 시간적인 생산성(이하 「시간적 생산성」이라고 칭함)도 큰 과제이다. 종래의 방법에 의한 리드로우 성형에서는, 유리판 모재의 연속 공급이 실질적으로 불가능하므로, 순수한 생산 시간 이외에 유리판 모재를 교환하는 시간, 유리판 성형품이 양품으로 되는 안정된 성형 조건이 될 때까지의 안정화에 필요한 시간이 발생하여, 시간적 생산성이 낮아진다. 도 5에 도시하는 종래의 실시 형태에서는, 이 교환 시간과 안정화 시간이 빈번히 발생하여, 시간적 생산성의 향상이 곤란하다.

한편, 본 발명과 같이 연신율 α를 작게 설정하는 제조 방법에서는 롤형상의 유리판 모재의 사용이 가능하게 되기 때문에, 시간적 생산성도 비약적으로 향상된다.

롤형상의 유리판 모재의 사용, 즉 L₀이 매우 큰 제조 조건에서는, 종래는 가능한 한 L₁을 짧게 하는 구성의 제조 장치의 개발이 요구된 데 반해, 다소 L₁을 길게 함으로써, 생산성에 큰 영향을 주지 않고, 유리 성형품의 고품질화, 예를 들어 가상 온도를 낮추었던 컴팩션값이 작은 유리판 성형품의 제조가 가능해진다.

이상과 같은 배경으로부터, 본 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(20)를 사용해서 성형을 행하는 경우, 종래의 리드로우 성형 장치에 있어서 설정되어 있었던 연신율보다 작은 연신율로 설정하여 성형을 행한다. 구체적으로는, 연신율로서 1.5 이상 10 미만, 바람직하게는 1.5 이상 7 이하, 보다 바람직하게는 1.5 이상 5 이하, 더 바람직하게는 1.5 이상 4 이하인 연신율로서 성형함으로써, 장치를 필요 이상으로 크게 하지 않고 생산할 수 있다.

또한, 연신율을 1.5 미만으로 하면, 연신하는 비율이 너무 낮아, 실용상 의미가 없어진다. 또한, 연신율이 5를 초과하면, 요구되는 폭이 넓은 유리판 성형품을 제조할 수 있는 본 발명의 효과가 얻어지지만, 연신율이 5 이하인 경우와 비교하면, 유리판 모재의 폭이 커져서 조작성이 나빠지는 경우와, 제조 설비가 커지는 경우가 있다. 이 때문에, 연신율 5 이하가 보다 바람직한 범위가 된다.

이하의 표 1에 연신율 α를 5 이하로 한 경우의 유리판 모재(1)의 판 두께(㎜)와 폭(m) 및 유리판 성형품의 판 두께(㎜)와 폭(m)의 관계를 나타낸다.

표 1에 도시한 바와 같이 연신율 α를 5 이하로 하면, 유리판 모재(1)의 판 폭에 대해서 2m를 하회하는 크기로 설정해도, 얻어지는 유리판 성형품의 폭을 0.2 ~ 0.6m(200㎜ ~ 600㎜)의 범위로 크게 할 수 있다. 또한, 유리 박판으로 이루어지는 유리판 모재(1)를 사용함으로써 판 두께 0.03㎜ ~ 0.1㎜의 유리판 성형품을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 성형 방법에 의해 얻어지는 유리판 성형품이면, 소위 리드로우 성형 방법이 원래 나타내는 우수한 평탄성의 유리 리본이 얻어지는 효과에 대해서는 그대로 계승할 수 있으므로, 폭이 넓은 평탄성이 높은 고품질의 유리판 성형품을 얻을 수 있다.

따라서 본 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(20)를 사용한 전술한 성형 방법에 의해, 표면의 평탄성이 높고, 폭이 큰 유리 리본 및 유리판 성형품을 유리판 성형품의 제조 장치(20)를 필요 이상으로 대형화하지 않고 제조할 수 있다.

또한, 도 1에 도시하는 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(20)에 있어서는, 절단 장치(9) 후에 권취 롤(10)을 설치하고, 유리 리본(2)을 긴 롤형상으로 해서 권취하도록 구성했지만, 유리 리본(2)을 필요한 길이로 절단하면서 권취 롤(10)에 권취하지 않고, 평판형상의 소위 낱장의 유리판으로서 얻을 수도 있다.

또한, 유리판 성형품의 제조 장치(20)는 도 1에 도시하는 바와 같이 종형 구조에 한하지 않고, 유리 리본 연신 영역(2A)의 유지가 가능한 한, 모재 공급 장치(5)와 가열 장치(6)와 서냉 장치(7)와 인장 장치(8)를 경사 배치 또는 수평 배치로 한 구조로 해도 된다.

도 2는 본 발명에 따른 유리판 성형품의 제조 장치의 제2 실시 형태를 나타냄으로써, 이 제2 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(30)에 있어서 먼저 설명한 제1 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(20)의 요소와 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그들 요소의 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(30)에 있어서 앞의 유리판 성형품의 제조 장치(20)와 다른 것은, 인장 장치(8)와 절단 장치(9) 사이에 유리 리본 단부 절단 장치(제2 절단 장치)(22, 22)가 설치된 점이다.

유리 리본 단부 절단 장치(22)는, 커터 장치 등의 스크라이브선의 형성 장치와 절곡 절단 장치를 구비하고, 그 내부를 통과하는 유리 리본(2)에 대해 그 길이 방향을 따라서 유리 리본(2)의 끝 가장자리로부터 소정 거리 이격된 위치에 스크라이브선을 연속 형성할 수 있는 커터 장치와, 그 스크라이브선을 따라 전단력을 작용시켜서 유리 리본(2)의 끝 가장자리측을 할단하는 롤러 장치 등의 절곡 절단 장치가 내장되어 있다. 이 절단 장치(9)에 내장되어 있는 커터 장치와 절곡 절단 장치는, 일반적인 유리판의 제조 라인에 구비되어 있는 공지된 유리 리본 단부 절곡 절단 장치와 동등하므로, 상세한 설명은 생략한다. 절곡 절단 장치의 일례로서, 스크라이브선의 양측에 유리 리본(2)의 표리면을 사이에 두도록 복수의 롤러 장치를 설치하여 이들 롤러 장치에서 유리 리본(2)에 전단력을 작용시켜서 스크라이브선을 따라 유리 리본(2)의 양단측을 절곡 절단하는 장치를 들 수 있다. 또한, 유리 리본 단부 절단 장치(22)는 커터 장치와 절곡 절단 장치의 조합 구조로 한정하는 것은 아니고, 스크라이브선을 형성하지 않고 레이저 빔에 의해 할단하는 방식의 할단 장치, 혹은 레이저 빔으로 직접 용단하는 장치 등, 어느 구조의 절단 장치든 상관없다.

상기 구성의 유리판 성형품의 제조 장치(30)는, 앞의 제1 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(20)와 마찬가지로 모재 공급 장치(5)로부터 유리판 모재(1)를 가열 장치(6)로 보내어, 연화시키고 또한 인장하여 유리 리본 연신 영역(2A)을 형성하고, 유리 리본(2)을 제조하여, 유리 리본(2)을 권취 롤(10)측으로 권취하는 점에 대해서는 동등한 구조이다.

유리판 성형품의 제조 장치(30)에 있어서 유리판 모재(1)가 유리 리본(2)으로 되어 인장 장치(8)를 통과한 후, 유리 리본 단부 절단 장치(22)에 의해 유리 리본의 양단측을 소정 폭에 걸쳐 절단하고, 절단한 부분의 외측을 단부(2D)로서 중앙측의 중앙 유리 리본(2E)과 분리한다. 이 중앙측 유리 리본(2E)만을 권취 롤(10)에 권취하고, 롤형상으로 감아서 권취 롤(10)에 수용한다. 권취 롤(10)에 감은 중앙측 유리 리본(2E)이 필요량이 된 시점에서 절단 장치(9)에 의해 중앙측 유리 리본(2E)의 폭 방향으로 절단함으로써, 단부(2D)를 제외한 롤형상으로 권회한 중앙측 유리 리본(2E)을 얻을 수 있다.

이 중앙측 유리 리본(2E)은 요철이나 편육(irregular thickness)이 생길 가능성이 높은 단부(2D)를 분리 제거하고 있으므로, 폭 방향 양쪽 끝 가장자리 부분이 매끄러워서 요철이 없는 동시에, 리드로우 성형 방법에 의해 얻어지는 평탄도가 높고, 표면 거칠기가 향상된 고품질의 중앙측 유리 리본을 얻을 수 있다. 또한, 권취 롤(10)에 중앙측 유리 리본(2E)을 롤형상으로 감아서 이루어지는 유리판 성형품인 유리 롤(18)을 얻을 수 있다.

본 실시 형태에서는 제거되는 단부(2D)가 존재하기 때문에, 인장 장치(8)의 롤러(12, 12)는 유리 리본(2)을 인장하기 위해 단부(2D)에만 접촉하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 롤(12, 12)의 접촉에 의한 유리 리본의 품질 저하를 피하기 위해서이다.

또한, 유리 리본의 단부의 품질을 신경쓰지 않고, 고강도의 유리 리본 단부가 요구되고 있는 경우에는 유리 리본 단부의 절단을 실시하지 않은 형태의 제조 방법이 바람직하다. 이는 단부를 절단하지 않는 경우, 단부가 가열 성형 후의 단조면으로 되기 때문이다.

도 3은 본 발명에 따른 유리판 성형품의 제조 장치의 제3 실시 형태를 나타냄으로써, 이 제3 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(50)에 있어서 먼저 설명한 제2 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(30)의 요소와 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그들 요소의 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(50)에 있어서 앞의 유리판 성형품의 제조 장치(30)와 다른 것은, 모재 공급 장치(5)와 가열 장치(6) 사이에 공급 장치(5)가 롤 권취된 롤형상 유리판 모재(1)로부터 조출한 유리판 모재를 공급하는 장치로서, 공급 장치(5)와 가열 장치(6) 사이에 권출한 유리판 모재(1)의 장력을 인장 장치(8)에 의한 유리 리본의 장력과 독립적으로 조정하는 수단(21)이 있는 점과, 절단 장치(9)와 권취 롤(10) 사이의 유리 리본을 롤형상 유리판 성형품으로서 권취하는 권취 장치(권취 롤(10))가 구비되고, 권취 장치가 제1 절단 장치(9)측에 유리 리본(2E)의 장력을 인장 장치(8)에 의한 유리 리본의 장력과 독립적으로 조정하는 수단(23)이 있는 점이 다르다. 여기서, 전자의 수단(21)을 제1 텐션 커트 기구(21)라 칭하고, 후자의 수단(23)을 제2 텐션 커트 기구(23)라 칭한다.

제1 텐션 커트 기구(21)는, 서로 인접 배치된 쌍이 되는 제1 텐션 롤(25, 25)과, 서로 인접 배치된 쌍이 되는 제2 텐션 롤(26, 26)을 포함하여 이루어진다.

제1 텐션 롤(25, 25)은 각각 지지축(27)에 의해 수평하게 지지되어, 모재 공급 장치(5)와 가열 장치(6) 사이에 배치되는 동시에, 제2 텐션 롤(26, 26)은 지지축(28)에 의해 수평하게 지지되고, 제1 텐션 롤(25, 25)과 가열 장치(6) 사이에 배치되어 있다. 이들 구성에 의해, 모재 공급 장치(5)로부터 조출된 유리판 모재(1)는 최초에 제1 텐션 롤(25, 25)에 협지되면서 그들 사이를 통과하고, 이어서 제2 텐션 롤(26, 26)에 협지되면서 그들 사이를 통과한 후, 가열 장치(6)에 공급되도록 되어 있다.

제2 텐션 커트 기구(23)는 서로 인접 배치된 쌍이 되는 제3 텐션 롤(40, 40)과, 서로 인접 배치된 쌍이 되는 제4 텐션 롤(31, 31)을 포함하여 이루어진다.

제3 텐션 롤(30, 30)은 각각 지지축(32)에 의해 수평하게 지지되고, 절단 장치(9)와 권취 롤(10) 사이에 배치되는 동시에, 제4 텐션 롤(31, 31)은 지지축(33)에 의해 수평하게 지지되고, 제3 텐션 롤(40, 40)과 권취 롤(10) 사이에 배치되어 있다. 이들 구성에 의해, 절단 장치(9)를 통과한 유리 리본(2E)은 최초에 제3 텐션 롤(40, 40)에 협지되면서 그들 사이를 통과하고, 이어서 제4 텐션 롤(31, 31)에 협지되면서 그들 사이를 통과한 후, 권취 롤(10)에 이르도록 구성되어 있다.

본 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(50)는, 제1 텐션 롤(25, 25)과 제2 텐션 롤(26, 26) 사이를 유리판 모재(1)가 이동 중에, 유리판 모재(1)의 장력이 정상값으로부터 다소 헐거워졌다고 하여도, 제2 텐션 롤(26, 26)로부터 가열 장치(6)에 이르는 부분을 통과하는 유리판 모재(1)에 정상인 장력을 인가할 수 있다.

예를 들어, 모재 공급 장치(5)로부터 가열 장치측에 유리판 모재(1)를 필요 이상의 속도로 송출해 버린 경우, 가열 장치(6)의 내부에서 유리 리본의 장력이 헐거워져 버리면 가열 장치(6)의 내부측에 있어서, 유리 리본 연신 영역(2A)의 성형 상태에 영향을 미치게 되어, 목적으로 하는 연신율로 성형을 실시할 수 없게 된다. 이에 반해, 텐션 커트 기구(21)를 가열 장치(6)의 전단에 설치해 두면, 모재 공급 장치(5)로부터의 유리판 모재(1)의 공급량이 증가해도 제1 텐션 롤(25)과 제2 텐션 롤(26) 사이에 있어서 유리판 모재(1)가 느슨한 상태로 존재하게 되므로, 가열 장치(6)에 공급하는 유리판 모재(1)의 공급 상태를 안정화할 수 있어, 유리 리본의 가열 상태와 연신 상태의 안정화를 이룰 수 있다.

본 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(50)에 있어서, 제3 텐션 롤(40, 40)과 제4 텐션 롤(31, 31) 사이를 유리 리본(2E)이 이동 중에, 유리 리본(2E)의 장력이 정상값으로부터 다소 헐거워졌다고 하여도, 제4 텐션 롤(31, 31)로부터 권취 롤(10)에 이르는 부분을 통과하는 유리 리본(2E)에 정상인 장력을 인가할 수 있다.

유리판 성형품의 제조 장치(50)로서 텐션 커트 기구(23)를 권취 롤(10)의 전단에 설치함으로써, 가열 장치(6)측으로부터 권취 롤(10)측으로 인장하는 유리 리본(2E)의 상태를 안정화할 수 있어, 유리 리본(2E)의 연신 상태 및 권취 롤(10)로의 롤 권취 시의 안정화를 이룰 수 있다. 또한, 권취 롤(10)에 대해 유리 리본(2E)을 정확한 장력으로 감을 수 있으므로, 권취 롤(10)에 대해 유리 리본(2E)을 위치 어긋나게 하지 않고 정확하게 감을 수 있다.

이상과 같이, 유리 리본(2)이 인장 장치(8)를 통과 후, 권취 롤(10)에 권취되는 동안에, 인장 장치(8)를 통과하는 유리 리본(2)의 이동 속도와 권취 롤(10)이 유리 리본(2E)을 권취하는 속도 간의 차가 생긴 경우라도, 텐션 커트 기구(23)가 이 차분을 흡수하므로, 가열 장치(6)의 내부에 생성되는 유리 리본 연신 영역(2A)의 상태를 안정화하여 연신율이 변동하는 것을 억제할 수 있다. 이와 같이 본 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(50)에 있어서도 권취 롤(10)에 롤형상의 중앙측 유리 리본(2E)을 감아서 이루어지는 유리 롤(51)을 얻을 수 있다.

또한, 상기 실시 형태 이외에도, 플라스틱 필름, 종이, 천 등의 권취 권출을 포함하는 반송 기술인 웹(WEB) 취급 기술에서 사용되고 있는 다양한 텐션 커트 기구를 사용해서, 가열 장치(6) 내의 유리 리본(2A)의 장력과 롤형상의 유리판 모재(1)를 감아 푸는 장력과, 유리 리본을 롤형상으로 권취해가는 장력을 각각 제어할 수 있도록 하는 형태여도 무방하다.

도 4는 본 발명에 따른 유리판 성형품의 제조 장치의 제4 실시 형태를 나타냄으로써, 이 제4 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(60)에 있어서 먼저 설명한 제1 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(20)의 요소와 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그들 요소의 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(60)에 있어서 앞의 유리판 성형품의 제조 장치(20)와 다른 것은, 모재 공급 장치(5)와 가열 장치(6) 사이에 벤딩 롤 등의 반송 롤(70)이 내장되어 있는 구성이 다르며, 서냉 장치(7)와 인장 장치(8) 사이에 검사 장치(52)과 필름 공급기(53)가 설치되어 있는 구성이 다르다. 또한, 인장 장치(8)가 복수 설치되어 있는 점도 구성이 다르다.

도 4에 도시하는 구성의 유리판 성형품의 제조 장치(60)는 앞의 제1 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(20)와 마찬가지로 모재 공급 장치(5)로부터 박판 형상의 유리판 모재(1)를 가열 장치(6)로 보내어, 유리 리본을 연화시켜서 인장함으로써 유리 리본 연신 영역을 형성하여 유리 리본(2)으로 하여, 유리 리본(2)을 권취 롤(10)측으로 권취할 수 있는 구성에 대해서는 동등한 구조이다.

본 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(60)에 있어서는, 서냉 장치(7)를 통과한 유리 리본(2B)을 검사 장치(52)에 의해 외관 결점, 판 두께 분포, 판 폭 등에 대해 검사한 후, 릴 부재(55)에 수지 필름(56)을 감아서 이루어지는 필름 공급기(53)로부터 유리 리본(2)의 표면에 필름을 공급할 수 있도록 구성되어 있다.

필름 공급기(53)로부터 유리 리본(2)의 양면에 필름(56)을 공급하는 위치는 인장 장치(8) 직전에 설정되어 있다. 유리 리본(2)의 양면에 필름(56)이 공급되면 이들이 인장 장치(8)의 롤(12, 12)로 사이에 두고 가압되고, 유리 리본(2)의 양면에 필름(56)을 접착한 복합 유리 리본(57)이 얻어지게 되어 있다.

본 실시 형태의 유리판 성형품의 제조 장치(60)에 있어서는, 복합 유리 리본(57)을 권취 롤(10)에 롤 권취 수용할 수 있으므로, 롤 권취한 상태의 복합 유리 리본(57)을 얻을 수 있다. 또한, 권취 롤(10)에 복합 유리 리본(57)을 롤형상으로 감고 있는 유리판 성형품으로서의 유리 롤(58)을 얻을 수 있다.

본 발명을 상세하게 또한 특정한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 여러 변형이나 수정을 더할 수 있는 것은, 당업자에게 있어서 명확하다.

본 출원은, 2010년 12월 14일 출원의 일본 특허 출원 제2010-278577호에 기초하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로 해서 받아들인다.

본 발명의 기술은 건축용 유리, 차량용 유리, 광학용 유리, 의료용 유리, 표시 장치용 유리, 그 외 일반적인 유리 제품의 제조에 널리 적용할 수 있다.

1: 유리판 모재
20, 30, 50, 60: 유리판 성형품의 제조 장치
2A: 유리 리본 연신 영역
2B: 유리 리본
2D: 유리 리본 단부
2E: 중앙측 유리 리본
3: 감기통
5: 모재 공급 장치
6: 가열 장치
7: 서냉 장치
8: 인장 장치
9: 절단 장치(제1 절단 장치)
10: 권취 롤
12: 롤
15, 18: 유리 롤
16: 유리 박판
21: 제1 텐션 커트 기구
22: 유리 리본 단부 절단 장치(제2 절단 장치)
23: 제2 텐션 커트 기구
25: 제1 텐션 롤
26: 제2 텐션 롤
31: 제4 텐션 롤
40: 제3 텐션 롤
51: 유리 롤
52: 검사 장치
53: 필름 공급기
56: 수지 필름
57: 복합 유리 리본
58: 유리 롤
70: 반송 롤

Claims (15)

1. 유리판 모재를 연화시키고 그 유리판 모재보다 판 폭이 좁고 판 두께가 얇게 연신하여 유리 리본을 성형하는 연신 공정과, 상기 유리 리본을 그 폭 방향으로 절단하여 유리판 성형품으로 하는 절단 공정을 포함하고,
   상기 유리판 모재의 판 두께와 상기 유리판 성형품의 판 두께의 비율로 표현되는 연신율이 1.5 이상 10 미만이고,
   상기 유리판 모재가 롤에 권취된 롤형상 유리판 모재이고, 그 롤형상 유리판 모재로부터 시트 형상 유리가 권출되어 연화되는, 유리판 성형품의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 유리판 모재의 판 두께가 0.3㎜ 이하인 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유리판 성형품의 판 폭이 200㎜ 이상인 제조 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유리판 모재의 판 폭이 300㎜ 이상인 제조 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유리판 성형품의 판 두께가 0.1㎜ 이하인 제조 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유리 리본이 롤에 권취되어 롤형상 유리판 성형품으로 되는 제조 방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연신 공정과 상기 절단 공정 사이에 유리 리본의 폭 방향 단부를 그 유리 리본의 길이 방향을 따라서 절단하는 공정을 갖는 제조 방법.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연신 공정과 상기 절단 공정 사이에 유리 리본의 폭 방향 단부를 그 유리 리본의 길이 방향을 따라서 절단하는 공정을 포함하지 않는 제조 방법.
9. 제1항 또는 제2항에 기재된 유리판 성형품의 제조 방법을 위한 유리판 성형품의 제조 장치로서,
   유리판 모재의 공급 장치와,
   상기 공급 장치로부터 공급되는 유리판 모재를 가열 연화하여 유리 리본으로 하는 가열 장치와,
   상기 유리 리본을 인장하는 인장 장치와,
   상기 인장 후의 유리 리본을 절단하여 유리판 성형품으로 하는 제1 절단 장치
   를 구비하고,
   상기 공급 장치가 롤 권취된 롤형상 유리판 모재로부터 권출한 상기 유리판 모재를 공급하는 장치인, 제조 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 공급 장치와 상기 가열 장치 사이에 상기 권출한 유리판 모재의 장력을 상기 인장 장치에 의한 유리 리본의 장력과 독립적으로 조정하는 수단이 설치된 제조 장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 인장 장치와 상기 제1 절단 장치 사이에 설치되어 유리 리본의 폭 방향 양단부를 제거하는 제2 절단 장치가 구비된 제조 장치.
12. 제9항에 있어서, 상기 유리 리본을 롤형상 유리판 성형품으로서 권취하는 권취 장치가 구비되고, 상기 권취 장치의 상기 제1 절단 장치측에 유리 리본의 장력을 상기 인장 장치에 의한 유리 리본의 장력과 독립적으로 조정하는 수단이 설치된 제조 장치.
13. 제9항에 있어서, 상기 가열 장치와 상기 인장 장치 사이에 설치되어 가열 연화되어 있는 유리 리본을 서냉하는 서냉 장치가 구비된 제조 장치.
14. 삭제
15. 삭제

Images