KR20120132675A - 유리판의 제조 방법 및 유리판 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

유리판의 제조 방법은, 용해 공정과, 오버플로우 다운드로우법을 이용한 성형 공정과, 유리 리본의 서냉 공정을 갖는다. 유리 리본의 서냉 공정에서는, 유리 리본의 폭 방향 양단부에 대하여 이 폭 방향으로 인접하는 근방 영역을, 유리 리본의 반송 방향에 설치된 복수의 반송 롤러쌍에서 협지하면서, 유리 리본을 하측 방향으로 인발하여 서냉을 행한다. 성형 공정에서는, 유리 리본을 형성한 후에, 유리 리본의 폭 방향 양단부를 유리 리본의 폭 방향 중앙부보다 빠르게 냉각한다. 서냉 공정에서는, 유리 리본에 소성 변형이 발생하지 않도록, 유리 리본의 온도가 유리 전이점 이상 유리 연화점 이하가 되는 온도 영역에서, 유리 리본에 대하여 반송 방향으로 장력을 작용시킨다.

Description

유리판의 제조 방법 및 유리판 제조 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MAKING GLASS SHEET}
본 발명은 유리판의 제조 방법 및 유리판 제조 장치에 관한 것이다.
다운드로우법을 이용한 유리판의 제조 방법에서는, 우선, 성형 공정에서, 성형체로부터 용융 유리가 오버플로우해서 유리 리본이 형성된다. 그리고, 계속되는 서냉 공정에서, 유리 리본이 반송 롤러쌍에서 협지되면서 하측 방향으로 인입됨으로써, 원하는 두께로 연신되고, 내부에 왜곡이 발생하지 않도록, 또 유리 리본이 휘지 않도록 유리 리본의 냉각이 행해진다. 그 후, 유리 리본은, 소정의 치수로 절단되어, 합지 등을 끼워 서로 적재되거나, 또는 추가로 반송되어 다음 공정에서 처리(예를 들어, 형상 가공, 이온 교환에 의한 화학 강화 처리)가 실시된다.
종래의 다운드로우법을 이용한 유리판의 제조 방법으로서, 성형체의 바로 아래에 설치된 냉각 롤러쌍의 주속도를, 이 반송 롤러쌍보다 아래쪽에 설치된, 유리 리본을 하측 방향으로 인장하기 위한 반송 롤러쌍의 주속도보다 작게 함으로써, 유리판의 휨을 저감하는 것이 알려져 있다(특허문헌 1).
또한, 성형체의 아래쪽에 설치된 복수의 반송 롤러쌍에 있어서, 위쪽에 설치된 반송 롤러쌍의 주속도보다, 아래쪽에 설치된 반송 롤러쌍의 주속도를 빠르게 함으로써, 유리판의 휨을 저감하는 것이 알려져 있다(특허문헌 2).
일본 특허 출원 공개 평10-291826호 공보 일본 특허 출원 공개 평10-291827호 공보
그런데, 서냉 공정에 있어서 유리 리본의 폭 방향 양단부는 「귀」 또는 「귀부」라고 하며, 유리 기판 제품으로서 이용되지 않고, 유리 리본으로부터 절단되어 제거된다. 통상, 이 귀부는, 제품(유리 기판)으로서 이용할 수 있는 영역(이하, 폭 방향 중앙 영역이라고도 한다)과 비교하여, 두께가 2 내지 5배 두껍게 되어 있다. 여기서, 귀부의 두께는, 제품의 판 두께가 변화되어도 그만큼 변하지 않기 때문에, 제품으로서 이용되는 폭 방향 중앙 영역의 두께와의 차는, 제조하고자 하는 제품의 두께가 얇을수록 커진다. 또한, 복수의 반송 롤러쌍은, 귀부에서도 폭 방향 내측 부분을 협지하여, 유리 리본의 반송을 행한다.
특허문헌 1의 제조 방법에서는, 성형체 바로 아래에서, 귀부를 유리 리본의 폭 방향 중앙 영역보다 빨리 냉각함으로써, 유리 리본의 폭 방향으로 장력을 작용시킨다. 여기서, 반송 롤러의 샤프트는, 고온에서 변형하는 것을 방지하기 위해서, 유리 리본에 비해 낮은 온도로 유지되고, 반송 롤러 자체도 접촉하는 유리의 온도보다는 저온이다. 이로 인해, 반송 롤러쌍에 협지되는 영역의 유리는, 그 주변 영역보다 빨리 냉각된다. 또한, 유리 리본의 판 두께가 얇을 경우, 귀부나 반송 롤러쌍에 협지되는 영역보다 폭 방향 내측이고 반송 롤러 근방의 인접 영역(도 7 중 부호 S로 도시하는 영역)도 빨리 냉각된다. 이것은, 당해 인접 영역이, 귀부와 비교해 두께가 지극히 얇기 때문에, 귀부에서도 보유 열량이 작고, 또한 유리 리본의 폭 방향 중앙부와 비교해 반송 롤러나 서냉로의 외벽에 가까워, 냉각되기 쉽기 때문이다. 또한, 도 7은, 종래의 유리판 제조 장치를 도시하며, 도면 중 다른 참조 부호는 후술하는 실시 형태에서 설명하는 각 요소의 부호와 같다.
특허문헌 2의 제조 방법에서는, 아래쪽에 설치된 반송 롤러의 주속도를 위쪽에 설치된 반송 롤러보다 빠르게 하는 것으로서, 반송 방향의 상류측에서 하류측에 걸쳐서 반송 롤러의 주속도를 순서대로 빠르게 해 감으로써, 유리 리본에 대하여 반송 방향으로 항상 장력을 가한다고 하는 사고 방식에 기초하고 있다.
그러나, 특허문헌 2와 같이 단순히 상류에 대하여 하류의 반송 롤러의 주속도를 빠르게 해도 효과가 나오기는커녕, 예를 들어 판 두께가 0.5mm 이하 등의 얇은 유리판을 제조하는 경우에, 예를 들어 실시예 [0045]에 기재되어 있는 것 같은 주속도 차를 적용하면, 유리 리본이 깨져버릴 우려가 있어 매우 위험하다.
따라서, 본 발명은, 유리판을 제조할 때, 서냉로 내에서의 냉각 시에, 유리 리본의 복수의 반송 롤러에서 협지되는 부분에 인접하는 인접 영역에 파형상의 변형이 발생하는 것을 억제하는 유리판의 제조 방법 및 유리판 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태는, 유리판의 제조 방법이다.
당해 제조 방법은, 유리 원료를 용해하여 용융 유리를 만드는 용해 공정과, 용융 유리를 오버플로우 다운드로우법을 이용하여 성형하여 유리 리본을 형성하는 성형 공정과, 상기 유리 리본의 폭 방향 양단부에 대하여 상기 폭 방향으로 인접하는 근방 영역을, 상기 유리 리본의 반송 방향에 설치된 복수의 반송 롤러쌍에서 협지하면서, 상기 유리 리본을 하측 방향으로 인발하여 서냉을 행하는 서냉 공정을 갖는다.
상기 성형 공정에서는, 성형체로부터 오버플로우시켜서 상기 성형체의 측벽을 흘러내리는 용융 유리를, 상기 성형체의 하단에서 이어 붙임으로써 상기 유리 리본을 형성한 후에, 상기 유리 리본의 폭 방향의 상기 양단부를 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부보다 빠르게 냉각한다.
상기 서냉 공정에서는, 상기 유리 리본에 소성 변형이 발생하지 않도록, 상기 유리 리본의 온도가 유리 전이점 이상 유리 연화점 이하가 되는 온도 영역에서, 상기 유리 리본에 대하여 상기 반송 방향으로 장력을 작용시킨다.
그때, 상기 서냉 공정에서는, 상기 반송 롤러쌍 중 상기 유리 리본의 온도가 유리 서냉점이 되는 위치보다 하류측에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도를, 상기 반송 롤러쌍 중 상기 유리 리본의 온도가 유리 전이점 이상 유리 연화점 이하가 되는 온도 영역에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도보다 빠르게 하는 것이 바람직하다.
상기 유리판은, 예를 들어 판 두께 0.5mm 이하로 하는 것이 가능하다.
또한, 상기 서냉 공정에서는, 상기 반송 롤러에서 협지되는 부분에 대하여 상기 유리 리본의 폭 방향 내측에 인접하는 인접 영역에 소성 변형이 발생하지 않도록, 상기 인접 영역의 온도가 유리 전이점 이상 유리 연화점 이하가 되는 온도 영역에서, 상기 유리 리본에 대하여 반송 방향의 장력을 작용시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 서냉 공정에서는, 상기 반송 롤러쌍 중 상기 유리 리본의 반송 롤러에서 협지되는 부분에 대하여 상기 유리 리본의 폭 방향 내측에 인접하는 인접 영역의 온도가 유리 서냉점이 되는 위치보다 하류측에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도를, 상기 반송 롤러쌍 중 상기 인접 영역의 온도가 유리 전이점 이상 유리 연화점 이하가 되는 온도 영역에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도보다 빠르게 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 성형체의 하단에서 상기 용융 유리를 이어 붙여서 유리 리본을 형성한 후에, 상기 유리 리본의 폭 방향의 상기 양단부의 점도를 η라고 할 때, logη= 9 이상이 될 때까지 상기 양단부가 냉각되고, 또한 상기 양단부의 냉각 속도가 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 냉각 속도보다 빠른 공정을 유리판의 제조 방법이 포함하는 것이 바람직하다.
상기 서냉 공정에서는, 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부에서, 유리 리본의 반송 방향으로 장력이 작용하도록, 적어도 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 온도가 유리 서냉점에 150℃를 더한 온도에서부터 유리 왜곡점에서 200℃를 뺀 온도가 되는 온도 영역에서, 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 냉각 속도가 상기 폭 방향 양단부의 냉각 속도보다 빠르도록 온도 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유리 리본의 온도 제어를 이하와 같이 행하는 것이 바람직하다.
상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 온도가 유리 연화점 이상인 영역에서, 상기 유리 리본의 폭 방향 양단부가 상기 양단부에 끼인 중앙부의 온도보다 낮고, 또한 상기 중앙부의 온도가 균일해지도록 상기 유리 리본의 온도를 제어한다.
상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부에서, 유리 리본 반송 방향의 장력이 작용하도록 상기 유리 리본의 상기 중앙부의 온도가 유리 연화점 미만 유리 왜곡점 이상의 영역에서, 상기 유리 리본의 폭 방향의 온도 분포가 상기 중앙부에서 상기 양단부를 향해서 낮아지도록 상기 유리 리본의 온도를 제어한다.
상기 유리 리본의 상기 중앙부의 온도가 유리 왜곡점이 되는 온도 영역에서, 상기 유리 리본의 폭 방향의 상기 양단부와 상기 중앙부와의 온도 구배가 없어지도록 상기 유리 리본의 온도를 제어한다.
또한, 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부에서, 유리 리본 반송 방향의 장력이 작용하도록 상기 유리 리본의 상기 중앙부의 온도가 유리 왜곡점 근방 미만인 영역에서, 상기 유리 리본의 상기 양단부로부터 상기 중앙부를 향해서 낮아지도록 상기 유리 리본의 온도를 제어하는 것이 바람직하다.
상기 서냉 공정에서는, 상기 반송 롤러쌍 중 상기 유리 리본의 온도가 유리 서냉점이 되는 위치보다 하류측에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도를, 상기 유리 롤러쌍 중 상기 유리 리본의 온도가 유리 전이점 이상 유리 연화점 이하가 되는 온도 영역에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도보다 0.03 내지 2% 빠르게 하는 것이 바람직하다.
상기 유리판의 폭 방향의 길이는, 예를 들어 1000mm 이상이다.
상기 서냉 공정은, 200m/시 이상의 반송 속도로 상기 유리 리본을 하측 방향으로 인발하여 서냉하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 형태의 유리판의 제조 방법은, 유리 원료를 용해하여 용융 유리를 만드는 용해 공정과, 용융 유리를 다운드로우법을 이용하여 성형하여 유리 리본을 형성하는 성형 공정과, 상기 유리 리본의 폭 방향 양단부에 폭 방향으로 인접하는 근방 영역을, 상기 유리 리본의 반송 방향에 설치된 복수의 반송 롤러쌍에서 협지하면서, 상기 유리 리본을 하측 방향으로 인발하여 서냉을 행하여, 판 두께 0.5mm 이하의 유리 리본을 형성하는 서냉 공정을 갖는다.
상기 서냉 공정에서는, 상기 유리 리본의 온도가 서냉점이 되는 위치보다 하류측에 설치된 상기 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도를, 상기 유리 리본의 온도가 유리 전이점 이상 연화점 이하가 되는 온도 영역에 설치된 상기 반송 롤러쌍의 상기 반송 롤러의 주속도보다 빠르게 한다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 유리판 제조 장치이다.
당해 장치는, 다운드로우법을 이용하여 용융 유리로부터 유리 리본을 성형하는 성형 장치와, 상기 유리 리본의 폭 방향 양단부에 폭 방향으로 인접하는 근방 영역을 복수의 반송 롤러쌍에서 협지하면서, 상기 유리 리본을 하측 방향으로 인발하여 서냉하여, 판 두께 0.5mm의 상기 유리 리본을 형성하는 서냉 장치를 갖고, 상기 서냉 장치는 상기 복수의 반송 롤러쌍과 구동부를 포함하고, 상기 복수의 반송 롤러쌍 중 하나는 상기 유리 리본의 온도가 유리 전이점 이상 연화점 이하가 되는 제1 온도 영역에, 상기 복수의 반송 롤러쌍 중 다른 하나는 상기 유리 리본의 온도가 유리 서냉점 이하가 되는 제2 온도 영역에 설치되어 상기 유리 리본을 하측 방향으로 인입함으로써 상기 유리 리본을 반송하고, 상기 구동부는, 상기 제2 온도 영역에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도가, 상기 제1 온도 영역에 설치된 반송 롤러의 주속도보다 빨라지도록 결정된 반송 롤러의 주속도에 기초하여, 상기 반송 롤러를 회전 구동시킨다.
상술한 유리판의 제조 방법 및 유리판 제조 장치는, 서냉로 내를 반송되는 유리 리본에 대하여 반송 방향으로 효과적으로 장력을 작용시킬 수 있고, 유리 리본의 반송 롤러쌍에 협지되는 부분에 인접하는 인접 영역에 파형상의 변형이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태의 유리판 제조 방법의 플로우의 일례를 나타내는 도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태의 유리판 제조 장치의 내부를 설명하는 평면도이다.
도 3은 도 2의 III선 화살표 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태의 반송 롤러쌍의 회전 구동을 제어하는 제어계의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태의 반송 롤러쌍의 회전 구동을 제어하는 제어계의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 형태의 반송 롤러쌍의 회전 구동을 제어하는 제어계의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 7은 종래의 유리판 제조 장치의 내부를 설명하는 평면도이다.
이하, 본 발명의 유리판 제조 방법 및 유리판 제조 장치에 대해서 상세하게 설명한다.
또한, 본 명세서에 있어서 하기 어구는, 이하와 같이 정한다.
유리 리본의 중앙부란, 유리 리본의 폭 방향의 폭 중 유리 리본의 폭 방향 중심을 말한다.
유리 리본의 중앙 영역이란, 유리 리본의 폭 방향의 폭 중 유리 리본의 폭 방향 중심으로부터 폭의 85% 이내의 범위를 말한다.
유리 리본의 양단부란, 유리 리본의 폭 방향 테두리로부터 200mm 이내의 범위를 말한다.
유리 리본의 폭 방향 양단부에 대하여 폭 방향으로 인접하는 근방 영역이란, 상기 양단부의 폭 방향 내측 테두리로부터, 유리 리본의 폭의 20% 이내의 길이 분, 폭 방향 내측으로 들어간 범위까지 포함되는 영역을 말한다.
반송 롤러에서 협지되는 부분에 대하여 유리 리본의 폭 방향 내측에 인접하는 인접 영역이란, 반송 롤러에서 협지되는 부분의 폭 방향의 내측 테두리로부터, 유리 리본의 폭의 6% 이내의 길이 분, 폭 방향 내측으로 들어간 범위까지 포함되는 영역을 말한다.
유리 리본의 온도란, 후술하는 바와 같이, 유리 리본에 온도 분포가 있을 경우, 유리 리본 주위의 분위기 온도로부터 환산되는 값이며, 예를 들어 분위기 온도에 -25 내지 -5℃의 범위에서 정해진 온도를 가산한 온도를 말한다.
(유리판의 제조 방법)
도 1은, 본 실시 형태의 유리판 제조 방법의 플로우의 일례를 설명하는 도이다. 유리판의 제조 방법은, 용해 공정(스텝 S10)과, 청징 공정(스텝 S20)과, 교반 공정(스텝 S30)과, 성형 공정(스텝 S40)과, 서냉 공정(스텝 S50)과, 채판 공정(스텝 S60)과, 형상 가공 공정(스텝 S70)을 주로 갖는다.
용해 공정(스텝 S10)에서는, 도시되지 않은 용해로에서, 유리 원료가, 그 위쪽으로부터의 간접 가열과, 유리 중에 전류를 흘리는 것에 의한 직접 가열에 의해 고온으로 가열되어, 용융 유리가 만들어진다. 유리의 용해는, 이외의 방법으로 행해져도 좋다.
다음에, 청징 공정이 행해진다(스텝 S20). 청징 공정에서는, 용융 유리가 도시되지 않은 액조에 저류된 상태에서, 예를 들어 용해 공정에서의 가열 시보다 용융 유리의 온도를 상승시킴으로써, 용융 유리 중의 기포의 탈포가 촉진된다. 이에 의해, 최종적으로 얻어지는 유리판 중의 기포 함유율을 저감할 수 있고, 수율을 향상시킬 수 있다.
청징 공정은, 다른 방법에 의해 행해져도 좋고, 예를 들어 용융 유리가 액조에 저류된 상태에서 용융 유리 중의 기포가 청징제를 이용하여 제거되어도 좋다. 청징제로서는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 산화주석, 산화철 등의 금속 산화물이 이용된다. 이 경우의 청징 공정은, 구체적으로는, 용융 유리 중에서 가수 변동하는 금속 산화물의 산화 환원 반응에 의해 행해진다. 고온 시의 용융 유리에서, 금속 산화물은 환원 반응에 의해 산소를 방출하고, 이 산소가 가스가 되고, 용융 유리 중의 기포를 성장시켜서 액면에 부상시킨다. 이에 의해, 용융 유리 중의 기포는 탈포된다. 또는, 산소 가스의 기포는, 용융 유리 중의 다른 기포 중의 가스를 취입하여 성장하고, 용융 유리의 액면에 부상한다. 이에 의해, 용융 유리 중의 기포는 탈포된다. 또한, 금속 산화물은, 용융 유리의 온도가 저하하면, 산화 반응에 의해 용융 유리 중에 잔존한 산소를 흡수하고, 용융 유리 중의 기포를 감소시킨다.
다음에, 교반 공정이 행해진다(스텝 S30). 교반 공정에서는, 유리의 화학적 및 열적 균일성을 유지하기 위해서, 교반 장치에 의해 용융 유리가 기계적으로 교반된다. 이에 의해, 맥리(脈理) 등의 유리의 불균일성을 억제할 수 있다.
다음에, 성형 공정이 행해진다(스텝 S40). 성형 공정에서는, 다운드로우법이 이용된다. 오버플로우 다운드로우나 슬롯 다운드로우 등을 포함하는 다운드로우법은, 예를 들어 특허 제3586142호 공보나 도 2 및 도 3에 도시된 장치를 이용한 공지의 방법이다. 예를 들어, 오버플로우 다운드로우법의 성형 공정은, 성형체로부터 용융 유리를 오버플로우시켜서 성형체의 측벽을 유하시키고, 이어서 이 용융 유리를 성형체의 하단에서 이어 붙임으로써 유리 리본을 형성하는 공정이다. 다운드로우법에 있어서의 성형 공정에 대해서는 후술한다. 이에 의해, 소정의 두께, 폭을 갖는 시트상의 유리 리본이 성형된다. 성형 방법으로서는, 다운드로우법 중에서도 오버플로우 다운드로우가 가장 바람직하지만, 슬롯 다운드로우도 좋다.
성형 공정에서는, 형성된 유리 리본의 귀부(폭 방향 양단부)를 냉각한다. 보다 상세하게는, 양단부를 향해서 장력을 가하면서 유리 리본의 귀부(폭 방향 양단부)의 점도에 대해서 logη= 9 이상이 될 때까지 유리 리본의 귀부(폭 방향 양단부)를 냉각할 수 있다. 이때, 유리 리본의 귀부(폭 방향 양단부)의 냉각 속도는, 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 냉각 속도보다 빠르다. 또한, 유리 리본의 온도 제어는, 예를 들어 냉각 롤러, 유리 리본의 폭 방향 양단부의 근방에 설치된 풍냉관 등의 냉각 수단이나, 유리 리본의 폭 방향 및 반송 방향으로 복수 설치된 히터 등의 가열 수단을 제어함으로써 실현할 수 있다.
다음에, 서냉 공정이 행해진다(스텝 S50). 서냉 공정에서는, 시트상으로 성형된 유리 리본은 왜곡이 발생하지 않거나 또는 저감하도록 냉각 속도를 제어하고, 도 2 및 도 3에 도시하는 서냉로에서 서냉점 이하로 냉각된다. 구체적으로는, 유리 리본의 폭 방향 양단부에 폭 방향으로 인접하는 근방 영역이, 유리 리본의 반송 방향으로 적어도 2개 설치된 복수의 반송 롤러쌍에서 협지되면서, 예를 들어 하기의 반송 롤러의 주속도로 하측 방향으로 인발되면서 서냉된다. 이러한 반송 속도로 유리 리본을 반송하면서 서냉함으로써, 예를 들어 판 두께 0.5mm 이하의 유리 리본이 형성된다. 유리 리본의 온도가 왜곡점 근방이 될 때, 유리 리본의 폭 방향 양단부와 폭 방향 중앙부의 온도 구배가 없어지도록 제어함으로써, 유리 리본에 발생하는 왜곡을 저감할 수 있다.
보다 상세하게는, 서냉 공정에서는, 유리 리본의 온도 프로파일을 폭 방향으로 하나의 산의 분포로 하고, 그 후 하나의 산의 분포가 반송 방향 하류측으로 진행함에 따라서 서서히 작아지도록 유리 리본의 주위에 설치되는 히터 등의 제어를 행해도 된다. 그때, 유리 리본의 왜곡점 근방의 온도 영역에서, 하나의 산의 분포가 평탄한 직선상의 분포, 즉 폭 방향의 온도 분포가 일정해지도록, 도시되지 않은 히터 등의 제어를 행할 수 있다. 바꾸어 말하면, 유리 리본의 서냉점에 150℃를 더한 온도로부터 왜곡점까지의 온도 영역에서, 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 냉각 속도를 유리 리본의 폭 방향 양단부의 냉각 속도보다 빠르게 하고, 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 온도가 양단부보다 높은 상태로부터 왜곡점 근방의 온도 영역에서 동일해지도록, 온도 프로파일이 일정해지도록 해도 좋다.
또한, 유리 리본의 온도가 서냉점으로부터 (왜곡점-50℃)가 되는 온도에서, 다른 온도 영역에 비해 천천히 유리 리본을 서냉해도 좋다. 이에 의해, 유리 리본의 열수축률을 저감할 수 있다.
또한, 유리 리본의 온도가, 왜곡점으로부터, 왜곡점에서 200℃를 뺀 온도가 되는 온도 영역에서, 유리 리본의 온도 프로파일이 폭 방향을 따라서 골이 되고, 그 골의 깊이가 반송 방향 하류측으로 진행함에 따라서 커지도록, 즉 중앙부의 온도가 양단부에 비해 점차 낮아지도록, 도시되지 않은 히터 등의 제어를 행해도 된다. 이와 같이, 온도 프로파일에서 서서히 골을 깊게 함으로써, 유리 엣지에 항상 컴프레션(compression)을 가할 수 있으므로, 유리 리본이 깨져버리는 것을 억제할 수 있다.
여기서, 반송 롤러의 주속도는, 유리판의 생산성을 향상시키는 관점에서는, 빠른 것이 바람직하다. 구체적으로, 반송 롤러의 주속도는, 150m/시보다 빠른 것이 바람직하고, 200m/시 이상인 것이 바람직하고, 예를 들어 220m/시 이상, 240m/시 이상, 250m/시 이상, 270m/시 이상, 300m/시 이상, 340m/시 이상이어도 좋다. 또한, 유리 리본의 판 두께는, 얇을수록 반송 롤러쌍에서 협지되는 부분의 내측의 보유 열이 작아지므로, 0.5mm 이하이면 보다 본 발명에 적합하고, 예를 들어 0.4mm 이하이면 본 발명에 더 적합하고, 0.3mm 이하이면 본 발명에 더욱 적합하고, 0.25mm 이하이면 또한 본 발명에 더 더욱 적합하게 된다. 바꾸어 말하면, 0.01 내지 0.5mm이면 보다 본 발명에 적합하고, 예를 들어 0.01 내지 0.4mm이면 본 발명에 더 적합하고, 0.01 내지 0.3mm이면 본 발명에 더욱 적합하고, 0.01 내지 0.25mm이면 본 발명에 더 더욱 적합하게 된다. 또한, 반송 롤러의 주속도는, 상기의 것으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들어 용융 유리가 1일에 후술하는 성형체에 유입되는 양이 6t 미만인 경우에는, 또는 용융 유리가 1일에 성형체에 유입되는 양이 6t 이상인 경우이어도, 제조하는 유리의 폭 방향의 크기에 따라서는, 200m/시 이하가 될 경우도 있다. 용융 유리가 1일에 성형체에 유입되는 양은, 2t 이상이어도 좋고, 6t 이상, 10t 이상, 16t 이상, 20t 이상이어도 좋다. 또한, 용융 유리가 1일에 성형체에 유입되는 양(MG양)은, 유리판의 생산성을 향상시키는 관점에서, 많을수록 바람직하다.
서냉 공정에서는, 유리 리본의 온도가 서냉점이 되는 위치보다 하류측에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도를, 유리 리본의 온도가 유리 전이점 이상 연화점 이하가 되는 온도 영역에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도보다 빠르게, 예를 들어 0.03 내지 2% 빠르게 한다.
서냉 공정 후, 채판 공정이 행해진다(스텝 S60). 구체적으로, 연속적으로 생성되는 유리 리본은 일정한 길이마다 절단되어, 유리판이 채판된다.
이후, 형상 가공 공정이 행해진다(스텝 S70). 형상 가공 공정에서는, 소정의 유리판의 사이즈나 형상으로 잘라내는 것 외에, 유리 단부면의 연삭?연마가 행해진다. 형상 가공은, 커터나 레이저를 이용한 물리적 수단을 이용해도, 에칭 등의 화학적 수단을 이용해도 된다.
유리판의 제조 방법은, 이밖에, 세정 공정 및 검사 공정을 갖지만, 이들 공정의 설명은 생략한다. 또한, 청징 공정 및 교반 공정은 각각 생략할 수 있다.
(유리판 제조 장치)
도 2 및 도 3은, 본 발명의 제1 실시 형태인 유리판 제조 장치(1)의 개략 구성도이다. 본 실시 형태의 유리판 제조 장치(1) 및 유리판 제조 장치(1)를 이용한 유리판의 제조 방법은, 액정 표시 장치 또는 유기EL 표시 장치 등의 플랫 패널 디스플레이의 유리 기판이나 휴대 단말기 표시면의 커버 유리의 제조에 적절하게 적용된다. 이것은, 액정 표시 장치 또는 유기EL 표시 장치 등은 최근, 고정밀도, 고화질이 요구되고, 거기에 이용되는 유리 기판에는 파형상 변형이 0.2mm 이하인 것이 요구되기 때문이다. 또한, 커버 유리는, 장치의 표시면 등에 적용되는 점에서, 그것에 이용되는 유리 기판에는 지극히 높은 평활성이 요구되기 때문이다.
유리판 제조 장치(1)는, 다운드로우법을 이용하여 용융 유리(A)로부터 유리판(C)을 제조한다. 유리판 제조 장치(1)는, 상하 방향 3개소에 설치된 단열판(21, 22, 23)에 의해 구획되어 이루어지는, 노실(11), 제1 서냉로(12), 제2 서냉로(13), 도시하지 않은 채판실을 갖고 있다. 단열판(21 내지 23)은, 세라믹 파이버 등의 단열재로 이루어지는 판상 부재이다. 단열판(21 내지 23)에는, 후술하는 유리 리본(B)이 아래쪽을 향해서 통과하도록, 각각 반송 구멍(16)이 형성되어 있다. 단열판(21 내지 23)은 각각 도 2에서 이해의 용이를 위해, 후술하는 노벽(15)에 접하는 수평 방향 2개소를 제외하고 도시를 생략하고 있지만, 유리 리본(B)에 대하여 지면의 전면측 및 배면측에서, 수평 방향 2개소끼리는 일체로 연결되어 있다. 또한, 도 2 및 도 3에서는, 단열판에 의해 3개소에서 구획이 이루어져 있는 예가 도시되어 있지만, 단열판의 개수 및 배치 위치는 특별히 한정되지 않고, 단열판은 1 이상 설치되면 좋다. 또한, 단열판의 수가 많을수록, 독립하여 분위기 온도를 제어할 수 있는 공간이 많아지고, 서냉 조건의 조정이 용이해지므로, 후술하는 서냉 장치(3)에는, 단열판이 복수 설치되어, 복수의 공간으로 구획되어 있는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 서냉로는 1 이상 설치되어 있으면 좋지만, 3 이상 설치되어 있는 것이 더욱 바람직하다.
유리판 제조 장치(1)는, 성형 장치(2)와, 서냉 장치(3), 채판 장치(4)를 갖는다.
성형 장치(2)는, 용융 유리(A)로부터 다운드로우법을 이용하여 유리 리본(B)을 성형하는 장치이다. 성형 장치(2)는, 내화물 벽돌이나 블록상의 전주 기둥 내화물 등에 의해 조립된 노벽(15)으로 둘러싸인 노실(11)을 갖고 있다. 노실(11) 내에는 성형체(10)와 롤러쌍(17)이 설치되어 있다. 성형체(10)는, 위쪽을 향해서 개방된 홈(10a)을 포함하고(도 3 참조), 홈(10a)　내를 용융 유리(A)가 흐른다. 성형체(10)는, 예를 들어 벽돌에 의해 구성되어 있다. 롤러쌍(17)은, 성형체(10)의 하단에서 융합한 용융 유리(A)의 폭 방향 양측 단부(폭 방향 양단부)에 대응하는 위치에 각각 1쌍 설치되고, 용융 유리(A)를 협지하여 아래쪽을 향해서 반송한다. 또한, 도 2 중 지면 내의 좌우 방향 및 도 3 중 지면에 수직 방향이 유리 리본(B)의 폭 방향이다. 도 2 및 도 3 중 지면 내의 상하 방향이 유리 리본(B)의 반송 방향이다. 또한, 도 2 및 도 3에서는 성형체(10)와 롤러쌍(17)이 구획되지 않고 설치되어 있지만, 서냉 조건의 조정(분위기 온도 조정)을 쉽게 하기 위해서, 이들 사이에 단열판을 설치하여 구획하여도 좋다. 또한, 롤러쌍(17)은 반송 방향으로 2쌍 이상 설치되어도 좋다.
(서냉 장치)
서냉 장치(3)는, 유리 리본(B)을 복수의 반송 롤러쌍(18, 19)에서 협지하면서 아래쪽을 향해 인발하면서 서냉한다. 서냉 장치(3)는, 노실(11)의 아래쪽에 인접하여 설치된 제1 서냉로(12) 및 제2 서냉로(13)를 갖고 있다. 제1 서냉로(12) 및 제2 서냉로(13)는, 노실(11)을 구성하는 상술한 노벽(15)으로 둘러싸여서 이루어진다. 서냉 장치(3)는, 제1 서냉로(12) 및 제2 서냉로(13) 내에, 유리 리본(B)의 반송 방향을 따라 설치된, 후술하는 컴퓨터로 자동 제어되는 가열 수단이 설치된다. 가열 수단은, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 전기 히터가 이용된다. 제1 서냉로(12) 및 제2 서냉로(13) 내의 유리 리본(B)의 주위 분위기 온도는, 가열 수단으로 가열됨으로써, 유리 리본(B)에 휨이나 왜곡이 발생하지 않도록, 유리 리본(B)의 폭 방향 및 반송 방향의 온도 분포가 후술하는 것 같은 분포를 갖도록 온도 제어되고 있다. 제1 서냉로(12) 및 제2 서냉로(13) 내에는, 가열 수단으로 가열됨으로써, 유리 리본(B)의 반송 방향 상류측에서부터 순서대로, 유리 리본(B)이 각각 연화점(SP)이 되는 점, 유리 전이점(Tg)이 되는 점, 서냉점(AP)이 되는 점, 왜곡점(StP)이 되는 점이 발생한다. 연화점(SP)이란, 유리의 점도가 107.6dPa?s인 온도를 나타낸다. 또한, 서냉점(AP)이란, 유리의 점도가 1013dPa?s인 온도를 나타낸다. 왜곡점(StP)이란, 유리의 점도가 1014 .5dPa?s인 온도를 나타낸다. 또한, 도 2 및 도 3에 있어서, 유리 리본(B)의 온도가 이들 점(SP, Tg, AP, StP)의 온도가 되는 유리 리본(B)의 위치는, 파선의 각 인출선을 수평 방향으로 연장했을 때 유리 리본(B)과 교차하는 점으로 표시된다. 또한, 서냉로(12, 13) 내의 반송 롤러쌍(18, 19)의 설치수에 제약은 없고, 적어도 1 이상 설치되면 좋다.
반송 롤러쌍(18, 19)은, 제1 서냉로(12) 내에는, 유리 리본(B)의 반송 방향으로 설치된 3개의 반송 롤러쌍(18)이 설치되어 있다. 제2 서냉로(13) 내에는, 유리 리본(B)의 반송 방향으로 설치된 4개의 반송 롤러쌍(19)이 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 최상류측의 2개의 반송 롤러쌍(18)은, 유리 전이점(Tg) 이상 연화점(SP) 이하의 유리 리본(B)의 온도 영역(D)(제1 온도 영역)에 설치되어 있다. 상류측에서 3번째 및 4번째의 반송 롤러쌍(18)은, 서냉점(AP)보다 높고 유리 전이점(Tg) 미만이 되는 유리 리본(B)의 온도 영역에 설치되어 있다. 상류측에서 5 내지 7번째의 반송 롤러쌍(19)은, 서냉점(AP) 이하가 되는 유리 리본(B)의 온도 영역(E)(제2 온도 영역)에 설치되어 있다. 또한, 연화점(SP)은, 노실(11) 내에 있어도 좋다. 반송 롤러쌍(18, 19)이, 온도 영역(D)에 있는지, 온도 영역(E)에 있는지, 또는 서냉점(AP)보다 높고 유리 전이점(Tg) 미만이 되는 유리 리본(B)의 온도 영역 등의 정보는, 후술하는 바와 같이, 온도 센서(34)의 계측에 의해 얻어진 유리 리본(B)의 주위 분위기 온도에 기초하여 점(SP, Tg, AP, StP)의 위치를 추정하고, 이 추정한 점(SP, Tg, AP, StP)의 위치로부터 결정된다.
또한, 서냉 장치(3)는, 검출 제어부(30)와 구동부(32)를 갖고 있다(도 4 참조).
반송 롤러쌍(18, 19)은, 유리 리본(B)을 아래쪽을 향해서 인입함으로써 유리 리본(B)을 반송한다. 각 반송 롤러쌍(18)은, 유리 리본(B)의 폭 방향 양단부에 인접하는 근방 영역을 협지하도록 유리 리본(B)의 양측에 배치된 4개의 반송 롤러(18a)와, 유리 리본(B)에 대하여 같은 측에 있는 2개의 반송 롤러(18a)를 연결하는, 유리 리본(B)의 양측에 배치된 2개의 구동용 샤프트(18b)를 갖고 있다. 각 반송 롤러쌍(19)은, 유리 리본(B)의 폭 방향 양단부에 인접하는 근방 영역을 협지하도록 유리 리본(B)의 양측에 배치된 4개의 반송 롤러(19a)와, 유리 리본(B)에 대하여 같은 측에 있는 2개의 반송 롤러(19a)를 연결하는, 유리 리본(B)의 양측에 배치된 2개의 구동용 샤프트(19b)를 갖고 있다. 또한, 반송 롤러쌍(18, 19)은, 상술한 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 각 롤러쌍의 반송 롤러는, 유리 리본(B)에 대하여 같은 면측에 있는 것끼리 구동용 샤프트에 의해 연결되지 않고, 롤러쌍(17)의 롤러와 마찬가지로, 유리 리본(B)의 폭 방향 양단부에 독립하여 배치된 것이어도 좋다.
성형 장치(2)의 노실(11), 제1 서냉로(12) 및 제2 서냉로(13) 내의 유리 리본(B)의 주위 분위기 온도는, 구체적으로 유리 리본(B)이 이하의 온도 분포를 갖도록 온도 제어되어도 좋다.
즉, 성형체의 하단에서 용융 유리(A)를 이어 붙여서 유리 리본(B)을 형성한 후에, 유리 리본(B)의 폭 방향 양단부(귀부)의 점도를 η라고 할 때 logη= 9 이상, 바람직하게는 logη= 9 이상 14.5 이하가 될 때까지 양단부가 냉각되고, 또한 양단부의 냉각 속도가 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부의 냉각 속도보다 빨라지도록 온도 제어된다.
또는, 제1 서냉로(12) 및 제2 서냉로(13) 내에서 행해지는 서냉 공정에서는, 유리 리본(B)의 반송 방향으로 인장 응력이 작용하도록, 적어도 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 온도가 서냉점에 150℃를 더한 온도로부터 왜곡점에서 20O℃를 뺀 온도가 되는 온도 영역에서, 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부의 냉각 속도가 유리 리본(B)의 폭 방향 양단부(귀부)의 냉각 온도보다 빨라지도록 온도 제어할 수도 있다. 이에 의해, 서냉 공정에서는, 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부에서, 항상 반송 방향으로 인장 응력을 가할 수 있다.
또는, 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부의 온도가 유리 연화점 이상의 영역에서, 유리 리본(B)의 폭 방향 양단부(귀부)가 중앙부의 온도보다 낮고, 또한 중앙부의 온도가 균일해지도록 유리 리본(B)의 온도를 제어한다. 또한, 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부에 반송 방향의 인장 응력이 작용하도록 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부의 온도가 연화점 미만 왜곡점 이상의 영역에서, 유리 리본(B)의 폭 방향의 온도 분포가 중앙부에서 양단부를 향해서 낮아지도록 유리 리본(B)의 온도를 제어한다. 또한, 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부의 온도가 왜곡점이 되는 온도 영역에서, 유리 리본의 폭 방향 양단부(귀부)와 중앙부의 온도 구배가 없어지도록 유리 리본(B)의 온도를 제어한다. 이에 의해, 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부에는, 반송 방향의 인장 응력이 가해진다.
또한, 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부에 반송 방향의 장력이 작용하도록 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부의 온도가 왜곡점 근방 미만인 영역에서, 유리 리본(B)의 폭 방향 양단부(귀부)로부터 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부를 향해서 낮아지도록 유리 리본(B)의 온도를 제어할 수도 있다. 이에 의해, 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부의 왜곡점 근방 미만의 영역에서는, 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부에서, 항상 반송 방향으로 인장 응력을 가할 수 있다.
또한, 서냉 공정은, 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부의 온도가 서냉점이 될 때까지 제1 평균 냉각 속도로 냉각하는 제1 냉각 공정과, 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부의 온도가 서냉점으로부터 왜곡점-50℃가 될 때까지 제2 평균 냉각 속도로 냉각하는 제2 냉각 공정과, 유리 리본의 중앙부의 온도가 왜곡점-50℃로부터 왜곡점-200℃가 될 때까지 제3 평균 냉각 속도로 냉각하는 제3 냉각 공정을 포함할 수도 있다. 이 경우, 제1 평균 냉각 속도는 5.0℃/초 이상이며, 제1 평균 냉각 속도는 제3 평균 냉각 속도보다 빠르고, 제3 평균 냉각 속도는 제2 평균 냉각 속도보다 빠르다. 즉, 평균 냉각 속도는, 높은 순서대로 제1 평균 냉각 속도, 제3 평균 냉각 속도, 제2 평균 냉각 속도가 된다. 유리 리본(B)의 반송 방향의 냉각 속도는 제조되는 유리판의 열수축에 영향을 준다. 그러나, 상술한 바와 같이 냉각 속도를 설정함으로써, 유리판의 제조량을 향상시키면서 적합한 열수축률을 갖는 유리판을 얻을 수 있다.
이와 같이, 성형 공정, 서냉 공정을 행하는 노실(11), 제1 서냉로(12) 및 제2 서냉로(13) 내에서는, 유리 리본(B)이 상술한 온도를 갖도록, 유리 리본(B)의 주위 분위기 온도가 가열 수단으로 제어된다.
검출 제어부(30)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 반송 롤러쌍(18, 19)에 대응하여 배치된 온도 센서(34)와, 주속도 결정부(38)로서 기능하는 도시되지 않은 컴퓨터를 구비한다. 도 4는, 반송 롤러쌍(18, 19)의 회전 구동을 제어하는 제어계의 구성을 설명하는 블록도이다. 각 온도 센서(34)는, 주속도 결정부(38)에 접속되어 있다. 또한, 주속도 결정부(38)는, 구동부(32)를 통해서 반송 롤러쌍(18, 19)을 구동하도록 접속되어 있다. 검출 제어부(30)의 상세한 것은 후술한다.
구동부(32)는, 후술하는 기억부(36)에 기억된 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도 에 기초하여, 반송 롤러(18a, 19a)를 회전 구동시킨다. 구동부(32)는, 각 반송 롤러쌍(18, 19)에 대응하여 설치된, 도시되지 않은 모터를 갖고 있다. 또한, 모터는, 각 반송 롤러쌍(18, 19)에 대응하여 설치되지 않아도 좋고, 그 수는, 예를 들어 각 반송 롤러쌍(18, 19)의 수보다 적어도 좋다. 이 경우, 복수의 반송 롤러(18a, 19a)가 1대의 모터로 구동되도록, 각 반송 롤러(18a, 19a) 사이에서 속도비를 변경할 수 있는 기어를 구비한 것을 이용할 수 있다. 이 경우, 모터로부터의 구동력은, 예를 들어 유니버설 조인트 등을 통해서 반송 롤러(l8a, 19a)에 전달된다.
(검출 제어부)
여기서, 검출 제어부(30)에 대해서, 보다 상세하게 설명한다.
온도 센서(34)는, 제1 서냉로(12) 및 제2 서냉로(13) 내에서의 배치 위치에서의 분위기 온도를 각각 검출한다.
주속도 결정부(38)는, 복수의 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도를 제조하는 유리판의 두께 등에 기초해서 결정한다. 그리고, 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도는, 온도 영역(D)에 설치된 모든 반송 롤러(18a)보다, 온도 영역(E)에 설치된 모든 반송 롤러(19a) 쪽이 빨라지도록, 바람직하게는 유리 리본(B)의 온도가 왜곡점(StP)이 되는 위치보다 하류에 설치된 반송 롤러(19a) 쪽이 빨라지도록 결정된다. 즉, 서냉 공정에서는, 유리 리본(B)에 파형상의 소성 변형이 발생하지 않도록, 유리 리본(B)의 온도가 유리 전이점 이상 연화점 이하가 되는 온도 영역에서, 유리 리본(B)에 대하여 반송 방향으로 장력을 작용시키도록, 복수의 반송 롤러(18a, 19a)가 제어된다.
구체적으로, 주속도 결정부(38)는, 우선 후술하는 기억부(36)에 기억된 유리 리본(B)의 연화점(SP), 유리 전이점(Tg), 서냉점(AP), 왜곡점(StP)을 참조하고, 온도 센서(34)에 의해 검출된 분위기 온도에 기초하여, 서냉로(12, 13) 내에서의 이들 점(SP, Tg, AP, StP)의 위치를 추정한다. 이어서, 주속도 결정부(38)는, 온도 영역(E)에 설치된 3개의 반송 롤러(19a)의 주속도를, 온도 영역(D)에 설치된 2개의 반송 롤러(18a)의 주속도와 비교해서 빠르게 한다. 이 주속도의 차이를 비로 말하면, 느린 주속도에 대한 빠른 주속도의 비의 상한은, 예를 들어 유리 리본(B)의 균열을 억제하는 관점에서, 1.02로 하는 것이 바람직하고, 소성 변형을 방지하는 효과를 충분히 얻는 관점에서, 상기 비의 하한을 1.0003으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 온도 영역(E)의 3개의 반송 롤러(19a)의 주속도는, 온도 영역(D)의 2개의 반송 롤러(18a)의 주속도에 대하여, 0.03 내지 2% 빠른 것이 바람직하고, 0.05 내지 1.7% 빠른 것이 보다 바람직하고, 0.1 내지 1.5% 빠른 것이 더욱 바람직하고, 0.2 내지 1.0% 빠른 것이 한층 바람직하고, 0.3 내지 0.8% 빠른 것이 바람직하다.
이때, 서냉점(AP)보다 높고 유리 전이점(Tg) 미만인 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도 및 온도 영역(D)의 상류측 외측에 추가로 반송 롤러(18a)가 위치할 경우의 그 반송 롤러(18a)의 주속도는, 온도 영역(D)의 반송 롤러(18a)의 주속도와 동일 또는 상이해도 좋고, 특히 상이한 것이 바람직하다. 상이한 경우에는, 온도 영역(D)보다 상류측의 반송 롤러(18a), 온도 영역(D)의 반송 롤러(18a), 서냉점(AP)보다 높고 유리 전이점(Tg) 미만의 반송 롤러(19a)의 순서대로, 하류측에 있는 반송 롤러일수록 빠른 것이 바람직하다.
온도 영역(D)에 있어서, 가장 상류측의 반송 롤러(18a)의 주속도와 상류측에서 2번째의 반송 롤러(18a)의 주속도는 동일 또는 상이해도 좋고, 특히 상이한 것이 바람직하다. 상이한 경우에는, 상류측에서 2번째의 반송 롤러(18a)의 주속도가, 가장 상류측의 반송 롤러(18a)의 주속도보다 빠른 것이 바람직하다. 또한, 온도 영역(E)에 있어서, 하류측으로부터 3개의 반송 롤러(19a)의 주속도는, 모두 동일, 일부 동일 또는 모두 상이해도 좋고, 특히 모두 상이한 것이 바람직하다. 모두 상이한 경우에는, 가장 하류측의 반송 롤러(19a)의 주속도가 가장 빠르고, 하류측으로부터 3번째의 반송 롤러(19a)의 주속도가 가장 느린 것이 바람직하다.
또한, 반송 롤러(18a, 19a)에서 협지되는 부분에 대하여 유리 리본(B)의 폭 방향 내측에 인접하는 인접 영역에 파형상의 소성 변형이 발생하지 않도록, 인접 영역의 온도가 유리 전이점(Tg) 이상 연화점(SP) 이하가 되는 온도 영역에서, 유리 리본(B)에 대하여 반송 방향의 인장 응력을 작용시키는 것이 바람직하다.
반송 롤러쌍(18, 19) 중, 유리 리본의 반송 롤러에서 협지되는 부분에 대하여 유리 리본의 폭 방향 내측에 인접하는 인접 영역의 온도가 유리 서냉점(AP)이 되는 위치보다 하류측에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도를, 반송 롤러쌍(18, 19) 중 인접 영역의 온도가 유리 전이점(Tg) 이상 연화점(SP) 이하가 되는 온도 영역에 설치된 반송 롤러쌍(18)의 반송 롤러(18a)의 주속도보다 빠르게 하는 것이, 인장 응력을 작용시키는 점에서 바람직하다.
이와 같이, 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도가, 온도 영역(D)에 설치된 반송 롤러(18a)보다, 온도 영역(E)에 설치된 반송 롤러(19a) 쪽이 빨라지도록 결정되고, 이에 따라서 회전 구동이 제어됨으로써, 유리 리본(B)의 반송 방향으로 효과적으로 장력을 작용시킬 수 있어, 반송 롤러(18a, 19a)의 폭 방향 내측의 영역에 발생하는 파형상의 변형을 방지할 수 있다.
주속도 결정부(38)는 기억부(36)를 갖고 있다. 기억부(36)는, 상술한 바와 같이 결정된 복수의 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도를 기억한다. 기억부(36)는, 유리 리본(B)의 연화점(SP), 유리 전이점(Tg), 서냉점(AP), 왜곡점(StP)을 유리의 조성마다 기억한다.
또한, 도시되지 않은 컴퓨터는, 온도 센서(34)로 검출된 분위기 온도에 기초하여, 서냉로(12, 13) 내의 분위기 온도가 각각 소정의 온도 범위 내에서 유지되도록, 서냉로(12, 13) 내의 가열 수단을 자동 제어한다. 제1 서냉로(12)의 소정의 온도 범위는, 예를 들어 500 내지 800℃로 설정되어 있다. 제2 서냉로(13)의 소정의 온도 범위는, 예를 들어 200 내지 500℃로 설정되어 있다.
채판 장치(4)는, 제2 서냉로(13)의 하류측에 배치된 도시하지 않은 채판실을 갖고 있다. 채판실에서는, 유리 리본(B)이 일정한 길이마다 절단되어 유리판(C)이 채판된다. 유리판(C)의 두께는, 예를 들어 0.5mm 이하이다. 또한, 유리판(C)의 크기는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 폭 방향 길이 500 내지 3500mm×길이 방향 길이 500 내지 3500mm이다. 또한, 예를 들어 유리판(C)의 폭 방향 길이는 1000mm 이상, 1500mm 이상, 2000mm 이상, 2500mm 이상이어도 좋고, 길이 방향 길이는 1000mm 이상, 1500mm 이상, 2000mm 이상, 2500mm 이상이어도 좋다. 유리판(C)이 대형화할수록, 유리 리본(B)에 있어서 폭 방향 중앙부의 반송 롤러나 서냉로 외벽에서의 거리가 커지기 때문에, 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부와 반송 롤러 근방에서, 또한 폭 방향 내측의 유리 리본(B)의 영역인 인접 영역과의 사이에 온도차가 발생하기 쉬운 경향이 있다. 그로 인해, 유리판(C)의 폭 방향 길이가 1000mm 이상인 경우에는, 반송 롤러 근방에서, 또한 폭 방향 내측의 유리 리본(B)의 영역에 파형상 변형이 발생하기 쉬워지는 경향이 있고, 본 발명의 효과가 현저해진다. 또한, 유리판(C)의 폭 방향 길이는 1500mm 이상, 2000mm 이상, 2500mm 이상일수록 본 발명의 효과가 유용하게 된다.
또한, 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도는, 주속도 결정부(38) 대신에, 오퍼레이터에 의해 결정되어도 좋다. 이 경우, 유리판 제조 장치(1)는, 오퍼레이터의 입력 조작을 접수하는 도시하지 않은 입력부를 더 갖고, 이 입력부는, 오퍼레이터가 입력하는 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도 또는 회전 속도 등을 접수한다. 기억부(36)는, 유리 리본(B)의 연화점(SP), 유리 전이점(Tg), 서냉점(AP), 왜곡점(StP) 등을 기억하는 것이 아니어도 좋고, 오퍼레이터에 의해 유리 리본(B)의 연화점(SP), 유리 전이점(Tg), 서냉점(AP), 왜곡점(StP) 등에 기초해서 결정되고, 입력된 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도 또는 회전 속도를 기억하고, 이들 정보를 구동부에 전달하는 것이면 된다. 또한, 입력부는, 구동부에 직접 접속되어, 반송 롤러의 주속도 또는 회전 속도는 구동부에 직접 입력되는 것이어도 좋다.
이상과 같이 구성된 유리판 제조 장치(1)에 따르면, 유리 리본(B)의 온도가 유리 전이점(Tg) 이상 유리 연화점(SP) 이하가 되는 온도 영역에서, 유리 리본(B)에 대하여 반송 방향으로 인장 응력을 작용시킨다. 보다 구체적으로는, 유리 리본(B)의 온도가 유리 서냉점(AP) 이하가 되는 온도 영역에 설치된 반송 롤러쌍(19)의 반송 롤러(19a)의 주속도가, 유리 리본(B)의 온도가 유리 전이점(Tg) 이상 연화점(SP) 이하가 되는 온도 영역(D)에 설치된 반송 롤러(18a)의 주속도보다 빨라지도록, 반송 롤러(18a, 19a)의 회전 구동이 제어된다. 따라서, 서냉로(12, 13) 내를 반송되는 유리 리본(B)에 대하여 반송 방향으로 효과적으로 장력을 작용시킬 수 있다. 이로 인해, 반송 롤러(18a, 19a)에서 협지되는 부분에 대하여 유리 리본(B)의 폭 방향 내측에 인접하는 인접 영역에 파형상의 변형이 발생하는 것을 억제하고, 유리판의 평탄도의 악화를 방지할 수 있다. 이 효과는, 유리 리본(B)의 폭 방향 양단부와 폭 방향 중앙부의 두께 차가 커지기 쉽고, 작은 응력에서도 변형하기 쉬운 판 두께 0.5mm 이하의 유리판을 제조하는 경우에도 발휘되고, 발생하는 휨, 균열의 발생을 저감할 수 있다.
이 점을 보다 구체적으로 설명한다.
종래와 같이, 도 7에 도시하는 반송 롤러쌍(18, 19)에 협지되는 영역이 냉각되어 유리가 수축할 경우, 도 7에 있어서 부호 S로 도시하는 영역(인접 영역)에는, 압축 응력이 작용한다. 이때, 반송 롤러의 근방에서, 또한 반송 롤러보다 폭 방향 내측의 인접 영역의 유리 온도가 연화점(점도 η이 1ogη= 7.65가 되는 온도)보다 고온일 경우에는, 반송 롤러쌍(18, 19)에 협지되는 영역보다 폭 방향 내측이며 반송 롤러 근방의 영역인 인접 영역에 작용하는 압축 응력이 순간적으로 완화되기 때문에, 파형상의 소성 변형은 발생하기 어렵다. 한편, 같은 인접 영역의 유리 온도가 유리 전이점보다 저온일 경우에는, 점도가 충분히 상승하기 때문에, 파형상의 소성 변형은 발생하기 어렵다.
이에 대해, 반송 롤러의 근방에서, 또한 반송 롤러보다 폭 방향 내측의 인접 영역의 유리 온도가 유리 연화점보다는 저온이며, 또한 유리 전이점보다 고온일 경우에는, 상술한 바와 같이 생성된 압축 응력에 의해, 반송 롤러(18a, 18b)의 근방에서, 또한 폭 방향 내측의 유리 리본의 인접 영역에 소성 변형(파형상의 변형)이 발생하기 쉽고, 유리판의 평탄도가 악화한다. 보다 구체적으로는, 예를 들어 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부에 반송 방향의 인장 응력(텐션)이 가해지도록 유리 리본의 온도 제어를 행하면, 인접 영역에 컴프레션이 가해져, 인접 영역에 파형상을 이룬 소성 변형이 발생하기 쉬워진다.
또한, 항상 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부의 냉각 속도가 가장 빨라지도록 온도 제어를 행하면, 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부에 반송 방향의 인장 응력(텐션)이 항상 가해진다. 이로 인해, 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부를 포함하는 유리 리본의 중앙 영역에는 상기 인접 영역과 비교해서 소성 변형이 발생하기 어렵다.
성형체의 바로 아래로부터 유리 리본(B)의 폭 방향 양단부(귀부)를 급냉함으로써, 상술한 바와 같은 상기 인접 영역에서 파형상의 소성 변형의 문제가 현저해진다. 또한, 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부에 반송 방향의 인장 응력이 항상 가해지도록, 유리 리본(B)의 온도 제어를 행함으로써, 상기 인접 영역의 소성 변형의 문제가 현저해진다. 즉, 상술한 바와 같은 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부에 반송 방향의 인장 응력이 항상 가해지도록 온도 제어를 행할 경우에는, 소성 변형을 억제하는 본 발명의 제조 방법의 효과는 현저해진다.
이와 같은 소성 변형의 문제는, 유리 리본(B)의 폭 방향 양단부와 상기 인접 영역의 두께 차가 커져 쉽고, 또한 두께가 얇아서 작은 응력에서도 변형하기 쉬운 판 두께 0.5mm 이하의 유리판을 제조하는 경우에 현저해진다. 즉, 상술한 특허문헌 1의 제조 방법만을 이용하면, 판 두께 0.5mm　이하의 유리판을 제조할 경우, 반송 롤러의 폭 방향 내측의 영역인 상기 인접 영역이 보다 변형하기 쉽고, 유리판의 평탄도를 보다 악화시켜 버린다.
한편, 상술한 특허문헌 2의 제조 방법에서는, 아래쪽에 설치된 반송 롤러의 주속도를 위쪽에 설치된 반송 롤러보다 빠르게 하지만, 특허문헌 2의 단락 번호[0045] 내지 [0049]의 기재로부터, 판 두께 0.7 내지 1mm 정도의 비교적 두꺼운 유리를 전제로 하고 있는 것으로 생각되고, 또한 반송 방향의 상류측에서 하류측에 걸쳐서 반송 롤러의 주속도를 순서대로 빠르게 해감으로써, 유리 리본에 대하여 반송 방향으로 항상 장력을 가한다는 사고 방식에 기초하고 있다.
그러나, 유리 리본의 상기 인접 영역에 소성 변형이 발생하는 것은, 상술한대로, 한정된 유리 리본의 온도 영역에서의 현상이며, 적절한 온도 영역의 반송 롤러 사이에서 주속도 차를 부여할 필요가 있다. 이로 인해, 특허문헌 2와 같이 단순히 상류에 대하여, 하류의 반송 롤러의 주속도를 빠르게 해도, 효과가 안 나올 뿐만아니라, 유리 리본에 소성 변형이 발생하거나, 판 두께가 0.5mm 이하인 유리판을 제조하는 경우에, 예를 들어 실시예 [0045]에 기재되어 있는 것 같은 주속도 차를 부여하면, 유리 리본이 깨질 우려가 있다.
이에 대해, 본 실시 형태는, 유리 리본(B)의 온도가 유리 전이점(Tg)　 이상 유리 연화점(SP) 이하가 되는 온도 영역에서, 유리 리본(B)에 대하여 반송 방향으로 장력을 작용시킨다. 이로 인해, 유리 리본(B)의 인접 영역에 파형상의 변형이 발생하는 것을 억제하고, 유리판의 평탄도의 악화를 방지할 수 있다. 또한, 판 두께가 0.5mm 이하인 유리판을 제조하는 경우에 있어서도, 유리 리본이 깨지는 일은 없다.
본 실시 형태에서는, 구체적으로, 유리 리본(B)에 대하여 반송 방향으로 인장 응력을 작용시키기 위해서, 유리 리본(B)의 온도가 유리 서냉점(AP) 이하가 되는 온도 영역에 설치된 반송 롤러쌍(19)의 반송 롤러(19a)의 주속도가, 유리 리본(B)의 온도가 유리 전이점(Tg) 이상 연화점(SP) 이하가 되는 온도 영역(D)에 설치된 반송 롤러(18a)의 주속도보다 빨라지도록, 반송 롤러(18a, 19a)의 회전 구동이 제어된다.
또한, 복수의 반송 롤러쌍(18, 19)은, 적어도 온도 영역(D)과 온도 영역(E)에 설치되면 좋다. 또한, 복수의 반송 롤러쌍의 수는, 적어도 2이면 좋고, 특별히 제한되지 않는다. 또한, 연화점(SP), 유리 전이점(Tg), 서냉점(AP), 왜곡점(StP)의 위치 및 이들 각 점을 경계로 해서 형성되는 각 영역에 위치하는 반송 롤러쌍의 수는, 특별히 제한되지 않는다.
(제2 실시 형태)
다음에, 본 발명의 제2 실시 형태인 유리판 제조 장치에 대해서 설명한다. 여기에서는, 상술한 제1 실시 형태와의 차이에 주목해서 설명한다.
제2 실시 형태에서는, 검출 제어부(40)의 컴퓨터는, 주속도 결정부(48)로서 기능하는 것 이외에, 도 5에 도시한 바와 같이, 반송 롤러 상태 검출부(이하, 단순히 검출부라고도 한다)(47) 중 온도 센서(44)를 제외하는 부분으로서 또한 기능한다. 도 5는, 반송 롤러쌍(18, 19)의 회전 구동을 제어하는 제어계의 구성을 설명하는 블록도이다. 도 5에 있어서, 제1 실시 형태에서 참조한 부호와 동일한 부호로 도시하는 요소는, 제1 실시 형태에서 설명한 요소와 같다. 검출부(47)는, 온도 센서(44)와 접속되어 있다. 온도 센서(44)는, 반송 롤러(18a, 19a)의 온도를 검출한다. 여기서, 반송 롤러(18a, 19a)의 온도를 검출하는 것에는, 반송 롤러(18a, 19a)의 온도를 산출하는 것도 포함된다. 이 경우에는, 각 온도 센서(44)에 의해 검출된 분위기 온도에서의, 기억부(46)에 기억된 온도차 데이터가 참조되어, 반송 롤러(18a, 19a)의 온도가 산출된다. 검출부(47)는, 검출된 반송 롤러(18a, 19a)의 온도에 기초하여, 후술하는 바와 같이, 반송 롤러(18a, 19a)의 열팽창량을 직경의 변화로서 산출한다.
주속도 결정부(48)의 기억부(46)는, 온도차 데이터를 기억한다. 온도차 데이터는, 서냉로(12, 13)의 설치 시에 미리 측정된, 서냉로(12, 13)의 분위기 온도와 각 분위기 온도에서의 반송 롤러(18a, 19a)의 온도(표면 온도)차의 데이터를 포함한다. 온도차 데이터는, 서냉로(12, 13)의 구조에 따라 상이하게 기억된다. 기억부(46)에는, 반송 롤러(18a, 19a)의 열팽창 계수(이하, 롤러 열팽창 계수라고도 한다)가 또한 기억된다. 롤러 열팽창 계수는, 반송 롤러(18a, 19a)의 재질로부터 결정된다.
기억부(46)에는, 또한 주속도 결정부(48)에서 결정된 각 반송 롤러(18a, 19a)의 회전 속도, 복수의 반송 롤러쌍(18, 19) 사이에서 설정된 기준이 되는 주속도 분포, 각 반송 롤러(18a, 19a)의 직경의 기준값이 또한 기억된다. 각 반송 롤러(18a, 19a)의 직경의 기준값은, 각각 상온(예를 들어, 25도)에서의 신품 시의 직경이다. 또한, 기억부(46)는, 기준이 되는 주속도 분포를 달성할 때의 조건(반송 롤러의 온도, 유리 리본(B)의 온도, 유리 리본의 열팽창 계수, 유리 리본(B)의 두께, 폭, 유리 리본의 유량 등)을 기억한다.
주속도 결정부(48)는, 복수의 반송 롤러쌍(18, 19) 사이에서 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도와 유리 리본(B)의 반송 속도의 상대 속도가 일정할 때의 복수의 반송 롤러쌍(18, 19) 사이의 주속도비(주속도 분포)를 설정한다. 이 주속도비에서는, 온도 영역(E)에 설치된 반송 롤러쌍(19)의 반송 롤러(19a)의 주속도가, 온도 영역(D)에 설치된 반송 롤러쌍(18)의 반송 롤러(18a)의 주속도보다 빨라지도록 설정되어 있다. 이어서, 주속도 결정부(48)는, 제1 실시 형태에서 결정한 온도 영역(D, E)에 있어서의 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도의 대소 관계를 유지한 상태에서, 검출부(47)에 의해 산출된 반송 롤러(18a, 19a)의 직경의 변화에 기초하여, 복수의 반송 롤러쌍(18, 19) 사이의 주속도비를 유지하도록 각 반송 롤러(18a, 19a)의 회전 속도를 결정한다.
또한, 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도는, 주속도 결정부(48) 대신에, 오퍼레이터에 의해 산출되어도 좋다. 이 경우, 유리판 제조 장치(1)는, 제1 실시 형태에서 설명한 것과 같은 입력부를 더 갖는다. 기억부(46)는, 온도차 데이터, 롤러 열팽창 계수, 주속도 분포, 각 반송 롤러(18a, 19a)의 직경의 기준값, 기준이 되는 주속도 분포를 달성할 때의 조건 등을 기억하는 것이 아니어도 좋고, 오퍼레이터에 의해, 온도차 데이터, 롤러 열팽창 계수, 주속도 분포, 각 반송 롤러(18a, 19a)의 직경의 기준값, 기준이 되는 주속도 분포를 달성할 때의 조건 등에 기초해서 산출되어 입력된 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도를 기억하는 것이면 된다.
(주속도비의 설정)
복수의 반송 롤러쌍(18, 19) 사이의 주속도비는, 예를 들어 최상류측의 반송 롤러(18a)의 주속도를 기준으로 하고, 그 바로 하류측의 반송 롤러(18a)로부터 순서대로, 최상류측 반송 롤러(18a)의 주속도의 0.1%씩 주속도가 빨라지도록 설정된다. 본 실시 형태에서, 최하류측의 반송 롤러(19a)의 주속도는, 최상류측의 반송 롤러(18a)의 100.6%이다. 이러한 주속도비에 따라서 복수의 반송 롤러쌍(18, 19)이 제어됨으로써, 유리 리본(B)이 반송 롤러쌍(18, 19)의 위쪽에서 변형하는 일이 없고, 또한 유리 리본(B)의 표면에 미세한 흠집이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이 경우, 주속도비로부터 설정되는 주속도는, 최상류측의 반송 롤러(18a)의 주속도를 이용하여 값이 설정된다. 이렇게 기준으로서 설정되는 주속도비는, 종래 유리 리본(B)이 흠집나 형상 변형의 문제가 발생하는 일 없이 서냉되었을 때의 주속도비이다. 이 기준이 되는 주속도 분포는, 유리 리본(B)의 온도, 열팽창 계수, 두께, 폭, 유리 유량 등의 조건과 함께, 주속도 결정부(48)에 기억 보유되고 있다. 이 속도비는, 후술하는 바와 같이, 유리 리본(B)의 온도가 변화되는 등 서냉 시의 조건이 변화될 경우에, 기준이 되는 주속도 분포가 수정되어 설정된다.
주속도 결정부(48)는, 유리 리본(B)의 온도, 열팽창 계수, 두께, 유리 유량 등에 의해, 기준의 주속도비를 수정해서 설정한다.
구체적으로는, 기준의 주속도 분포로서 설정되는 주속도비에는, 그때의 조건으로서 각 반송 롤러쌍(18, 19)에 있어서의 기준이 되는 온도가 설정되어 있다. 따라서, 이 기준이 되는 온도에 대하여 현재의 유리 리본(B)의 온도가 변화된 경우, 예를 들어 온도 T1이 T2로 변화된 경우, T2와 T1의 온도차에 있어서의 열팽창률의 차를 이용하여, 주속도 결정부(48)는 기준의 주속도 분포로서 설정되어 있는 주속도비를 수정한다. 유리 리본(B)의 반송 속도는, 유리 리본(B)의 온도와 열팽창 계수에 의해 정해지는 열팽창률에 의해 변화되기 때문이다. 이 경우, 유리 리본(B)의 종류에 따라 열팽창 계수는 다르기 때문에, 유리 리본(B)의 열팽창 계수와 온도를 고려한 열팽창률의 차이를 이용하여 보다 일반적으로 주속도비를 수정해도 좋다. 이러한 주속도비는, 유리 리본(B)의 온도 및 열팽창 계수의 온도 의존성 이외에, 유리 리본(B)의 두께, 폭, 유리 유량 등의 조건 변화에 따라서도 수정되어 설정된다. 따라서, 유리 리본(B)의 온도, 열팽창 계수의 온도 의존성의 특성, 두께, 폭, 유리 유량 등 기준의 주속도비에서의 조건은, 주속도 결정부(48)에 미리 기억 보유된다. 유리 열팽창 계수는, 용융 유리의 조성으로부터 결정된다. 설정된 주속도비로부터, 최상류측 반송 롤러쌍의 현재의 주속도를 기준으로 해서, 하류측 각 반송 롤러쌍의 주속도가 산출된다.
이와 같이, 주속도비를 유리 리본(B)의 온도를 포함하는 상태의 변화에 따라서 수정함으로써, 보다 적절한 반송 롤러(18a, 19a)의 회전 속도를 결정할 수 있다.
(반송 롤러의 회전 속도의 결정)
주속도 결정부(48)는, 산출하거나 또는 오퍼레이터에 의해 입력된 각 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도에 기초하여, 하기 식에 따라 각 반송 롤러(18a, 19a)의 회전 속도를 결정한다.
회전 속도= 주속도/(열팽창한 반송 롤러의 직경×π)
여기서, 서냉로(12, 13) 내의 각 반송 롤러쌍(l8, 19)의 배치 위치에서 검출된 분위기 온도가, 상술한 기준이 되는 주속도비에서의 반송 롤러쌍(18, 19)의 온도에 대하여 변화된 경우에는, 상술한 주속도비를 유지하도록, 반송 롤러(18a, 19a)의 회전 속도를 결정한다.
구체적으로, 검출부(47)는, 온도 센서(44)에 의해 검지된 온도가 변화된 반송 롤러(18a, 19a)에 대하여, 반송 롤러(18a, 19a)의 온도에서의 롤러 열팽창 계수와 각 반송 롤러(18a, 19a)의 직경의 기준값을 참조하여, 하기 식에 따라 이 반송 롤러(18a)의 팽창량(직경의 변화량)을 산출한다.
dD= β?D?ΔT
dD: 팽창량
β: 열팽창 계수
D: 반송 롤러 직경의 기준값
ΔT: 기준의 주속도비에서 설정되는 반송 롤러의 온도와의 온도차
주속도 결정부(48)는, 검출부(47)에 의해 산출된 반송 롤러(18a)의 직경의 변화량으로부터, 하기 식에 따라, 주속도의 변화량이 1이라고 하여 새로운 회전 속도를 산출하고, 반송 롤러(18a, 19a)의 회전 속도를 변경한다.
새로운 회전 속도= (주속도 + 주속도의 변화량)/((반송 롤러의 직경 + 반송 롤러 직경의 변화량)×π)
주속도 결정부(48)에 의해 결정된 회전 속도는 구동부(32)에 보내져, 반송 롤러(18a, 19a)의 회전이 제어된다.
주속도비는, 상술한 것에 제한되지 않는다. 또한, 주속도 결정부(48)는, 주속도 분포로서, 주속도비 대신에, 각 반송 롤러(18a, 19a)의 구체적인 주속도를 산출해도 좋다. 이 경우, 기준이 되는 주속도 분포 및 수정 후의 주속도도 구체적인 속도의 값으로서 설정된다.
제2 실시 형태에서는, 반송 롤러의 직경의 온도에 따라, 설정된 주속도 분포로 되도록 회전 속도를 조정하는 것 외에, 주속도 분포를 유리 리본의 온도에 따라 기준이 되는 주속도 분포를 수정해서 설정한다. 그러나, 기준이 되는 주속도 분포를 유리 리본의 현재의 온도에 따라 수정하지 않아도 좋다. 그러나, 표면 품질이 우수한 유리판을 제조하는 점에서, 기준이 되는 주속도 분포를 유리 리본의 현재의 온도에 따라 수정하는 것이 바람직하다.
제2 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태의 효과에 더하여, 반송 롤러(18a, 19a)에 발생하는 상태의 변화를 고려하고, 그 변화를 보상하도록, 각 반송 롤러(18a, 19a)의 회전 속도가 제어되므로, 각 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도와 유리 리본(B)의 반송 속도와의 상대 속도가, 복수의 반송 롤러쌍(18, 19)에서 차가 발생하는 것을, 보다 높은 정밀도로 억제할 수 있다. 이에 의해, 유리 리본(B)과 반송 롤러(18a, 19a) 사이에서의 슬립을 방지하고, 유리판 표면의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 유리 리본(B)을 반송하기 위해서 이용하는 복수의 반송 롤러쌍(18, 19)의 주속도 분포를 유리 리본(B)의 온도에 따라 수정해서 설정하므로, 유리 리본(B)이 남아, 유리 리본(B)이 변형해버리는 것을 방지할 수 있고, 또한 필요 이상으로 빨라짐으로써, 유리 리본(B)이 인장되고, 유리 리본(B)이 깨지는 것을 방지할 수 있다. 이러한 효과는, 유리의 반송 속도가 빠르고, 또한 유리 리본(B)의 강도가 작아서 변형하기 쉬운 두께 0.5mm 이하의 박판 유리의 제조에 있어서, 보다 현저하다.
제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 서냉로(12, 13) 내의 분위기 온도가 제어되어도 상술한 바와 같이 유리 리본(B)의 온도나 반송 롤러(18a, 19a)의 온도는 변화된다. 그러나, 이 변화는 비교적 작기 때문에, 상술한 기준이 되는 주속도비가 온도에 따라 수정되어도, 그 수정량은 작고, 설정된 기준이 되는 주속도비의 분포를 크게 바꾸지 않는다. 즉, 온도 영역(E)에 설치된 상기 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도가, 온도 영역(D)에 설치된 반송 롤러쌍의 상기 반송 롤러의 주속도보다 빠른 것은 변화되지 않는다.
상술한 예에서는, 온도 센서에서, 서냉로(12, 13) 내의 분위기 온도가 검출되고, 이것을 이용해 반송 롤러 온도가 산출되지만, 반송 롤러 온도는 직접 측정되어도 좋다. 그 때문에, 예를 들어 반송 롤러 상태 검출부로서, 반송 롤러의 온도를 연속적으로 측정하기 위한 온도계가 이용되어도 좋다.
(제3 실시 형태)
다음에, 본 발명의 제3 실시 형태인 유리판 제조 장치에 대해서 설명한다. 여기에서는, 상술한 제1 및 제2 실시 형태의 차이에 주목해서 설명한다.
제2 실시 형태에서는, 반송 롤러 상태 검출부(47)로서, 반송 롤러(18a, 19a)의 온도를 검출하는 온도 센서(44) 및 컴퓨터가 이용되지만, 여기에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 반송 롤러 상태 검출부(이하, 단순히 검출부라고도 한다)(57)로서, 반송 롤러(18a, 19a)의 마모량을 검출하기 위한 거리 측정 센서(54) 및 도시하지 않은 컴퓨터가 이용된다. 또한, 도 6은, 반송 롤러쌍(18, 19)의 회전 구동을 제어하는 제어계의 구성을 설명하는 블록도이다. 도 6에 있어서, 제1 및 제2 실시 형태에서 참조한 부호와 동일한 부호로 도시하는 요소는, 제1 및 제2 실시 형태에서 설명한 요소와 같다. 검출부(57)는, 거리 측정 센서(54)와 접속되어 있다.
거리 측정 센서(54)는, 각 반송 롤러쌍(18, 19)에 대응하여 복수 설치된다. 거리 측정 센서(54)는, 구동용 샤프트 간격을 검출한다. 구동용 샤프트 간격은, 유리 리본(B)에 대하여 같은 측에 있는 반송 롤러(18a, 19a) 끼리를 연결하는 구동용 샤프트(18b, 19b)와, 이 구동용 샤프트(18b, 19b)와 대향해서 설치된 구동용 샤프트(18b, 19b)와의 거리를 말한다. 반송 롤러쌍(18, 19)은, 한쌍의 반송 롤러(18a, 19a) 사이가 서로 압박된 상태에서 유리 리본(B)을 협지한다. 따라서, 각 반송 롤러(18a, 19a)의 마모량은, 하기 식에 따라 산출되는 롤러 반경의 신품 시의 롤러 반경으로부터의 변화량이, 반송 롤러(18a, 19a)의 마모에 기인해서 발생했다고 하여 검출부(57)에 의해 검출된다. 이 식에서는, 유리 리본(B)의 두께는, 각 반송 롤러(18a, 19a)의 위치에서 일정하기 때문에, 구동용 샤프트(18b, 19b)끼리의 간격을 측정함으로써, 롤러 반경이 산출된다.
롤러 반경= (구동용 샤프트 간격- 유리 리본 두께)/2
검출 제어부(50)의 주속도 결정부(58)는, 검출된 반송 롤러(18a, 19a)의 마모에 기인하는 반송 롤러(18a, 19a)의 반경의 변화에 의해 발생한, 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도의 주속도비로부터의 어긋남을 보상하도록 반송 롤러(18a, 19a)의 회전 속도를 결정한다.
또한, 제3 실시 형태에서는, 반송 롤러(18a, 19a)의 경(徑) 변화로서, 마모 상태에 기초하여 산출된 반경의 변화를 이용하지만, 이 마모 상태를 제2 실시 형태에서 이용한 반송 롤러(18a, 19a)의 온도와 함께 통합해서 적용할 수도 있다. 이 경우, 반송 롤러(18a, 19a)의 경은, 마모량에 의해 변화됨과 동시에, 열팽창에 의해 변화된다. 이 경을 이용하여, 경의 변화에 따라 변화된 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도가 주속도비로 유지되도록, 반송 롤러(18a, 19a)의 회전 속도를 산출할 수 있다.
또한, 반송 롤러(18a, 19a)의 경 변화에 더하여, 유리 리본의 상태로서, 유리 리본(B)의 열팽창에 기인해 유리 리본(B)의 온도에 따라 변화되는 유리 리본(B)의 반송 속도 변화를 통합해서 적용할 수도 있다.
이상의 제3 실시 형태의 유리판 제조 장치에 따르면, 반송 롤러(18a, 19a)의 마모에 기인한 경 변화에 의한 반송 롤러의 주속도의 주속도비로부터의 어긋남을 보상할 수 있다.
또한, 이 유리판 제조 장치에 있어서, 거리 측정 센서(54)는, 반송 롤러쌍(18, 19)의 구동용 샤프트(18b, 19b) 끼리의 거리 대신에, 반송 롤러쌍(18, 19)의 구동용 샤프트(18b, 19b)의 원점 위치로부터의 어긋남을 판독하고, 마모량을 검출하도록 구성되어도 좋다. 원점 위치는, 반송 롤러(18a, 19a)의 신품 시에 구동용 샤프트(18b, 19b)가 위치하는 중심 위치이며, 기억부(56)에서 기억된다. 반송 롤러쌍(18, 19)의 구동용 샤프트(18b, 19b)의 원점 위치로부터의 어긋남을 이용하여, 반송 롤러(18a, 19a)의 마모량을 검출하고, 이것에 의해 마모한 반송 롤러의 롤러 경이 산출될 수 있다. 또한, 반송 롤러(18a, 19a)의 경은, 검출부(57)가 산출하는 것에 한정되지 않고, 예를 들어 마모량에 기초하여 오퍼레이터가 산출해도 좋다. 이 경우, 오퍼레이터에 의해 산출되어 주속도 결정부(58)에 입력된 반송 롤러(18a, 19a)의 경에 기초하여, 주속도 결정부(58)에 의해 반송 롤러(18a, 19a)의 회전 속도가 산출된다. 또는, 오퍼레이터가 산출한 반송 롤러(18a, 19a)의 경에 기초하여 또한 반송 롤러(18a, 19a)의 회전 속도를 산출하고, 이 산출 결과를 주속도 결정부(58)에 입력해도 좋다. 주속도 결정부(58)에서 산출되거나 입력된 회전 속도는, 주속도 결정부(58)에 의해 결정되어, 구동부(32)에 전달된다. 또한, 반송 롤러(18a, 19a)의 마모량, 원점 위치는, 오퍼레이터가 산출해도 좋고, 산출된 값은 기억부(56)에 기억되어도 좋다.
또한, 제2 실시 형태, 제3 실시 형태에서는, 반송 롤러쌍(18, 19)의 각 롤러에 발생하는 반송 롤러(18a, 19a)의 경 변화를 보상하도록, 반송 롤러(18a, 19a)의 회전 속도가 결정되지만, 반송 롤러(18a, 19a) 이외에, 성형 공정에서 냉각 롤러쌍으로서 이용하는 롤러쌍(17)의 각 롤러의 경 변화를 보상하도록, 롤러쌍(17)의 각 롤러의 회전 속도가 결정되어도 좋다. 이 경우, 롤러쌍(17)의 각 롤러는, 상술한 반송 롤러 상태 검출부(47, 57)와 같은 검출부를 이용하여, 롤러쌍(17)의 각 롤러의 상태를 검출하고, 검출 결과에 기초하여 롤러쌍(17)의 각 롤러의 경 변화를 보상하도록, 롤러쌍(17)의 각 롤러의 회전 속도가 결정된다.
일반적으로, 롤러쌍(17)의 각 롤러의 주속도는, 유리판의 두께 분포나 유리 표면의 요철이 가장 작아지도록 적절한 값으로 설정하고 있으므로, 그 값으로부터 어긋나는 것은, 유리판의 두께 분포나 유리 표면의 요철을 악화시키게 된다.
즉, 롤러쌍(17)의 주속도가 변화되면, 성형체의 하단으로부터 롤러쌍(17) 사이에서 행해지는 유리 리본(B)의 연신량과, 롤러쌍(17)으로부터 반송 롤러쌍(18) 사이에서 행해지는 유리 리본(B)의 연신량이 변화하는 것에 의해, (성형체의 하단 내지 롤러쌍(17) 사이에서의 유리 리본(B)의 폭 방향의 온도 분포와, 롤러쌍(17) 내지 반송 롤러쌍(18, 19)에서의 유리 리본의 폭 방향의 온도 분포의 형태가 다르기 때문) 제조된 유리판의 폭 방향의 두께 분포나 유리 표면의 요철의 크기가 변화되어 버린다. 이로 인해, 롤러쌍(17)의 각 롤러의 경 변화를 보상하도록, 롤러쌍(17)의 각 롤러의 회전 속도가 결정되는 것이 바람직하다.
또한, 반송 롤러쌍(18, 19) 및 롤러쌍(17)의 각 롤러의 적어도 어느 하나의 각 롤러에 대해서 각 롤러의 경 변화를 보상하도록 회전 속도를 결정해도 좋다.
즉, 냉각 롤러나 반송 롤러의 경 변화를 보상하도록 롤러의 회전 속도를 결정하는 것은, 모든 롤러(냉각 롤러, 반송 롤러)에서 행해질 필요는 없고, 효과적인 롤러에 대해서만 행해도 된다.
예를 들어, 유리 리본(B)의 폭 방향 중앙부가 연화점(점도 η이 logη= 7.65가 되는 온도) 이하의 영역에 설치된 반송 롤러의 경 변화를 보상하도록 반송 롤러의 회전 속도를 결정하고, 반송 롤러를 회전 구동시킴으로써, 유리 리본(B)의 슬립 등을 억제할 수 있고, 유리 리본(B)의 표면에 흠집이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
유리가 연화점(SP) 이상이면 유리 리본(B)은 점도가 낮고, 슬립은 발생하기 어렵다. 한편, 연화점(SP) 이하의 유리 리본(B)에서는 슬립이 발생하기 쉬워진다. 이로 인해, 유리 리본(B)의 중앙부가 연화점(SP) 이하의 영역에 설치된 반송 롤러의 경 변화를 보상하도록 반송 롤러의 회전 속도를 결정하는 것이 바람직하다.
또한, 상술한 서냉 공정 중에서, 적어도 유리 리본(B)의 중앙부의 온도가 유리 전이점(Tg) 이상 연화점(SP) 이하가 되는 온도 영역에 설치한 반송 롤러의 경 변화를 보상하도록 반송 롤러의 회전 속도를 결정함으로써, 유리 리본(B)의 소성 변형의 억제 효과는 커진다. 따라서, 적어도 유리 리본(B)의 중앙부의 온도가 유리 전이점(Tg) 이상 연화점(SP) 이하가 되는 온도 영역에 설치한 반송 롤러의 경 변화를 보상하도록 반송 롤러의 회전 속도를 결정하는 것이 바람직하다.
또한, 유리 리본(B)의 중앙부의 온도가 유리 전이점(Tg) 이상 연화점(SP) 이하가 되는 온도 영역에 설치한 반송 롤러는, 경 변화가 발생하기 쉽기 때문에, 이 영역에 설치한 반송 롤러의 경 변화를 보상하도록 반송 롤러의 회전 속도를 결정하는 것이 바람직하다.
유리 온도가 연화점(SP)보다 고온일 경우에는, 유리에 작용하는 압축 응력이 순간적으로 완화되기 때문에, 유리 리본(B)에 파형상의 소성 변형은 발생하기 어렵다. 한편, 유리 온도가 유리 전이점(Tg)보다 저온일 경우에는, 유리 리본(B)의 점도가 충분히 상승하여 있기 때문에, 파형상의 소성 변형은 발생하기 어렵다.
또한, 상류측의 반송 롤러일수록 마모나 열팽창에 의한 롤러 경 변화가 발생하기 쉽다. 즉, 적어도 온도가 유리 전이점(Tg) 이상 연화점(SP) 이하가 되는 온도 영역에 설치한 반송 롤러의 경 변화를 보상하도록 반송 롤러의 회전 속도를 결정하는 것이 바람직하다.
(변형예)
제3 실시 형태의 유리판 제조 장치의 반송 롤러 상태 검출부(57)에는, 거리 측정 센서(54) 대신에, 반송 롤러(18a, 19a)의 이용 일수에 기초하여 산출되는 반송 롤러(18a, 19a) 직경의 변화를 반송 롤러(18a, 19a)의 경 변화로서 카운트하는 장치가 이용되어도 좋다. 예를 들어, 이 경 변화를 카운트하는 장치는, 반송 롤러(18a, 19a)의 이용 일수를 주속도 결정부(58)에 전달한다. 주속도 결정부(58)는, 주속도 결정부(58)의 기억부(56)에 기억된, 각 반송 롤러(18a, 19a)에 대해서 과거의 교환 실적으로서, 과거에 교환했을 때의 롤러 직경의 그 신품 시부터의 마모량과 교환까지의 이용 일수를 참조하고, 이들에 기초하여 1일당 마모량을 산출한다. 이어서, 기억부(56)에 기억된 신품 시의 롤러 직경을 참조하여, 하기 식에 따라 롤러 직경이 산출된다. 이때, 상기 경 변화를 카운트하는 장치로부터 보내진 이용 일수를 이용하여 하기 식에 나타낸 바와 같이, 1일당 마모량×이용 일수의 곱이, 반송 롤러(18a, 19a)의 마모량에 상당하는 것으로 하여 검출된다.
롤러 직경= 신품 시의 직경-(1일당 마모량×이용 일수)
주속도 결정부(58)는, 기억부(56)에서, 각 반송 롤러(18a, 19a)에 대해서 과거의 교환 실적, 신품 시의 롤러 직경을 기억한다.
이 변형예에 따르면, 보다 간단한 방법으로, 반송 롤러(18a, 19a)의 직경의 변화에 의해 발생한 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도의 주속도비로부터의 어긋남을 보상할 수 있다. 또한, 1일당 마모량은, 오퍼레이터가 산출해서 기억부(56)에 기억시키는 것도 가능하다. 또한, 상기 마모량에 의한 반송 롤러(18a, 19a)의 직경 변화도, 오퍼레이터가 산출하고, 검출 제어부(50) 또는 구동부(32)에 전달되도록 해도 좋다. 또한, 과거에 교환했을 때의 롤러 직경의 그 신품 시로부터의 마모량, 교환까지의 이용 일수는, 오퍼레이터에 의해 산출되어도 좋고, 산출된 값은 기억부(56)에 기억되어도 좋다.
또한, 제2 실시 형태와, 제3 실시 형태의 변형예는 조합할 수도 있다. 제2 실시 형태와, 제3 실시 형태의 변형예를 조합함으로써, 제2 실시 형태 또는 제3 실시 형태를 단독으로 적용할 경우에 비해, 보다 고정밀도로 주속도비로부터의 어긋남을 보상할 수 있다.
또한, 상기 소성 변형의 문제는, 유리 리본의 폭 방향 양단부(귀부)를 롤러쌍(17)으로 급냉함으로써 발생하기 쉬워진다. 유리의 액상 온도가 1050℃ 내지 1250℃로 고온일 경우, 유리 리본의 폭 방향 양단부(귀부)를 롤러쌍(17)으로 급냉 할 때의 상기 인접 영역과, 유리 리본(B)의 중심 위치와의 사이에서 온도 저하량의 차가 크고, 소성 변형의 문제가 발생하기 쉽다. 이로 인해, 소성 변형을 발생시키기 어려운 본 발명의 제조 방법은, 액상 온도가 1100℃ 내지 1250℃인 유리를 이용한 유리판의 제조에 적합하다. 액상 온도가 1150℃ 내지 1250℃인 유리를 이용한 유리판의 제조가 본 발명에 의해 적합하고, 액상 온도가 1180℃ 내지 1250℃인 유리를 이용한 유리판의 제조가 더 적합하고, 액상 온도가 1200℃ 내지 1250℃인 유리를 이용한 유리판의 제조가 특히 적합하다.
액상 점도가 150000dPa?s 이하로 작은 액정 디스플레이나 유기EL 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이용 유리판은, 성형 공정 시에 실투(失透)가 발생하기 쉬운 상태에 있다. 이로 인해, 성형 공정 시의 용융 유리의 온도를 고온으로 할 필요가 있고, 상기 소성 변형의 문제가 현저해진다. 이로 인해, 액상 점도가 150000dPa?s 이하인 유리를 이용한 유리판의 제조에 본 발명이 적합하고, 35000 내지 150000dPa인 유리를 이용한 유리판의 제조에 본 발명의 제조 방법이 보다 적합하게 된다. 50000 내지 100000dPa?s인 유리를 이용한 유리판의 제조에 본 발명의 제조 방법이 더 적합하고, 50000 내지 80000dPa?s인 유리를 이용한 유리판의 제조에 본 발명의 제조 방법이 한층 적합하게 된다.
또한, 상기 소성 변형은, 유리의 열팽창 계수가 큰 유리일수록, 급격한 온도 변화에 기인한 팽창차에 의해 발생하기 쉽다. 이로 인해, 열팽창 계수(100 내지 300℃)[×10-7℃]가 30 이상인 유리를 이용한 유리판의 제조에 본 발명의 제조 방법이 적합하게 된다. 단, 본 발명의 제조 방법을 플랫 패널 디스플레이용 유리판에 적용할 경우, 열팽창 계수가 지나치게 크면, 플랫 패널 디스플레이 제조 시의 열처리 공정에 있어서, 열충격이나 열수축량이 증대하는 경향이 있기 때문에, 예를 들어 플랫 패널 디스플레이용 유리판 등에는 바람직하지 않다. 이상의 점에서, 열팽창 계수(100 내지 300℃)[×10-7℃]가 30 내지 40 미만인 유리판의 제조에 본 발명의 제조 방법이 적합하고, 열팽창 계수가 32 내지 40 미만인 유리판의 제조에 본 발명의 제조 방법이 보다 적합하고, 34 이상 내지 40 미만인 유리판의 제조에 본 발명의 제조 방법이 특히 적합하다.
(유리판의 조성)
본 실시 형태의 유리판 제조 방법 및 유리판 제조 장치로 제조되는 유리판은, 예를 들어 액정 디스플레이용 유리 기판을 바람직하게 예로 들 수 있다.
액정 디스플레이용 유리 기판의 유리 조성은, 이하의 유리 조성이 예시된다.
SiO2 50 내지 70 질량%,
B2O3　0 내지 15 질량%,
Al2O3 5 내지 25 질량%,
MgO 0 내지 10 질량%,
CaO　0 내지 20 질량%,
SrO　0 내지 20 질량%,
BaO　0 내지 10 질량%,
RO　5 내지 20 질량%(단,　R은 Mg,　Ca, Sr 및 Ba에서 선택되는 유리판에 함유되는 전체 성분으로서, 적어도 1종이다)를 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 액정 디스플레이용 유리 기판에 형성되는 TFT(Thin Film Transistor)의 파괴를 억제하는 관점으로부터는, 무알카리 유리(알칼리 성분을 실질적으로 포함하지 않는 유리)인 것이 바람직하다. 한편, 용융 유리의 용해성 및 청징성을 향상시키기 위해서, 굳이 알칼리 성분을 미량 함유시키도록 해도 좋다. 이 경우,　R'2O　0.05 질량%를 초과해 2.0 질량% 이하, 보다 바람직하게는 R'2O　0.1 질량%를 초과해 2.0 질량% 이하(단, R'은 Li,　Na 및 K로부터 선택되는 유리판에 함유되는 전체 성분으로서, 적어도 1종이다)를 포함하는 것이 바람직하다.
(실시예)
본 발명의 효과를 조사하기 위해서, 종래의 유리판 제조 장치와 본 실시 형태의 유리판 제조 장치를 이용하여, 각각 하기 방법에 따라 유리 리본을 제조하고, 유리 리본에 발생하는 파상의 변형을 측정했다. 또한, 이용한 유리판 제조 장치는, 모두, 도 3 및 도 4에 도시한 다운드로우법에 의한 유리판 제조 장치(1)이며, 유리는 하기에 나타내는 성분을 함유하는 알루미노 실리케이트 유리를 이용했다.
SiO2 60 질량%
A12O3 19.5 질량%
B2O3 10 질량%
CaO　5 질량%
SrO　5 질량%
SnO2　0.5 질량%
실시예 1로서, 상술한 제1 실시 형태에 따라, 주속도 결정부(38)에 의해, 서냉로 내에서 반송되는 유리 리본(B)의 온도가 유리 전이점(Tg) 이상 연화점(SP) 이하가 되는 온도 영역(D)에 설치된 반송 롤러(18a)의 주속도보다, 유리 리본(B)의 온도가 서냉점(AP)이 되는 위치보다 하류의 온도 영역(E)에 설치된 반송 롤러(19a)의 주속도 쪽이 0.6% 빨라지도록 반송 롤러(19a)의 주속도를 결정하고, 결정 후의 주속도에 기초하여 각 반송 롤러(18a, 19a)의 회전 구동을 제어하고, 0.5mm 두께, 폭 방향 길이 2000mm×길이 방향 길이 2500mm 크기의 액정 디스플레이용 유리 기판을 제작했다.
또한, 실시예 2로서, 상술한 제2 실시 형태에 따라, 주속도 분포를 유지하도록 각 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도를 결정하고, 결정된 반송 롤러의 주속도에 기초하여, 반송 롤러(18a, 19a)를 회전 구동시킨 점을 제외하고, 실시예 1과 마찬가지의 조건으로, 0.5mm 두께의 액정 디스플레이용 유리 기판을 제작했다.
실시예 3으로서, 상술한 제1 실시 형태에 따라, 주속도 결정부(38)에 의해, 서냉로 내에서 반송되는 유리 리본(B)의 온도가 유리 전이점(Tg) 이상 연화점(SP) 이하가 되는 온도 영역(D)에 설치된 반송 롤러(18a)의 주속도보다, 유리 리본(B)의 온도가 서냉점(AP)이 되는 위치보다 하류의 온도 영역(E)에 설치된 반송 롤러(19a)의 주속도 쪽이 0.6% 빨라지도록 반송 롤러(19a)의 주속도를 결정하고, 결정 후의 주속도에 기초하여 각 반송 롤러(18a, 19a)의 회전 구동을 제어하고, 0.7mm 두께, 폭 방향 길이 2000mm×길이 방향 길이 2500mm 크기의 액정 디스플레이용 유리 기판을 제작했다.
비교예 1로서, 모든 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도를 같게 한 점을 제외하고, 실시예 1과 마찬가지의 조건으로, 0.5mm 두께의 액정 디스플레이용 유리 기판을 제작했다.
또한, 비교예 2로서, 모든 반송 롤러(18a, 19a)의 주속도를 같게 한 점을 제외하고, 실시예 3과 마찬가지의 조건으로, 0.7mm 두께의 액정 디스플레이용 유리 기판을 제작했다.
얻어진 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 2의 액정 디스플레이용 유리 기판에 대해서, 액정 디스플레이용 유리 기판의 인접 영역에 발생한 파형상의 변형(판 두께 방향의 요철)을 두께 게이지(Thickness Gauge)를 이용하여 계측했다. 이 결과, 실시예 1에서는, 파형상의 변형(요철의 높이)은 0.05mm 이하였다. 실시예 2에서는, 파형상의 변형은 0.04mm 이하였다. 실시예 3에서는, 파형상의 변형이 0.05mm였다. 비교예 1에서는, 파형상의 변형이 0.4mm였다. 비교예 2에서는, 파형상의 변형이 0.25mm였다.
또한, 파형상의 변형은, 두께 0.5mm 및 두께 0.7mm의 액정 디스플레이용 유리 기판에 있어서는, 두께 방향으로 0.2mm 이내인 것을 표면 품질을 만족하고 있는 것으로 했다.
종래의 제조 장치를 이용하여 얻어진 비교예 1의 액정 디스플레이용 유리 기판은, 파형상의 변형에 의한 단차가 0.4mm이며, 상술한 표면 품질을 만족하지 못했다. 종래의 제조 장치를 이용하여 얻은 비교예 2의 액정 디스플레이용 유리 기판은, 파형상의 변형에 의한 단차가 0.25mm이며, 상술한 표면 품질을 만족하지 못했다.
이에 대해, 본 실시 형태의 제조 장치(1)를 이용하여 얻어진 실시예 1 내지 3의 액정 디스플레이용 유리 기판은, 파형상의 변형에 의한 단차가 0.05mm 이하이며, 상술한 표면 품질을 만족했다. 실시예 1의 파형상의 요철의 높이는 1/8로 개선되었다. 실시예 2의 파형상의 요철의 높이는 1/10로 개선되었다. 실시예 3의 파형상의 요철의 높이는 1/5로 개선되었다.
이상, 본 발명의 유리판의 제조 방법 및 유리판 제조 장치에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 기본 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 개량이나 변경을 해도 좋음은 물론이다.
1 유리판 제조 장치
2 성형 장치
3 서냉 장치
18, 19 반송 롤러쌍
18a, 19a 반송 롤러
30, 40, 50 검출 제어부
32 구동부
34, 44 온도 센서
47, 57 반송 롤러 상태 검출부
38, 48, 58 주속도 결정부
54 거리 측정 센서
A　 용융 유리
B　 유리 리본
C　 유리판
D　 유리 리본의 온도가 유리 전이점 이상 연화점 이하가 되는 온도 영역
E　 유리 리본의 온도가 서냉점 이하가 되는 온도 영역
SP　연화점
Tg　유리 전이점
AP　서냉점
S10 용해 공정
S40 성형 공정
S50 서냉 공정

Claims (14)

  1. 유리 원료를 용해하여 용융 유리를 만드는 용해 공정과,
    용융 유리를 오버플로우 다운드로우법을 이용하여 성형하여 유리 리본을 형성하는 성형 공정과,
    상기 유리 리본의 폭 방향 양단부에 대하여 상기 폭 방향으로 인접하는 근방 영역을, 상기 유리 리본의 반송 방향에 설치된 복수의 반송 롤러쌍에서 협지하면서, 상기 유리 리본을 하측 방향으로 인발하여 서냉을 행하는 서냉 공정을 갖고,
    상기 성형 공정에서는, 성형체로부터 오버플로우시켜서 상기 성형체의 측벽을 흘러내리는 용융 유리를, 상기 성형체의 하단에서 이어 붙임으로써 상기 유리 리본을 형성한 후에, 상기 유리 리본의 폭 방향의 상기 양단부를 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부보다 빠르게 냉각하고,
    상기 서냉 공정에서는, 상기 유리 리본에 소성 변형이 발생하지 않도록, 상기 유리 리본의 온도가 유리 전이점 이상 유리 연화점 이하가 되는 온도 영역에서, 상기 유리 리본에 대하여 상기 반송 방향으로 장력을 작용시키는 것을 특징으로 하는 유리판의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 서냉 공정에서는, 상기 반송 롤러쌍 중 상기 유리 리본의 온도가 유리 서냉점이 되는 위치보다 하류측에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도를, 상기 반송 롤러쌍 중 상기 유리 리본의 온도가 유리 전이점 이상 유리 연화점 이하가 되는 온도 영역에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도보다 빠르게 하는, 유리판의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유리판은 판 두께 0.5mm 이하인 유리판의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서냉 공정에서는, 상기 반송 롤러에서 협지되는 부분에 대하여 상기 유리 리본의 폭 방향 내측에 인접하는 인접 영역에 소성 변형이 발생하지 않도록, 상기 인접 영역의 온도가 유리 전이점 이상 유리 연화점 이하가 되는 온도 영역에서, 상기 유리 리본에 대하여 반송 방향의 장력을 작용시키는, 유리판의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서냉 공정에서는, 상기 반송 롤러쌍 중 상기 유리 리본의 반송 롤러에서 협지되는 부분에 대하여 상기 유리 리본의 폭 방향 내측에 인접하는 인접 영역의 온도가 유리 서냉점이 되는 위치보다 하류측에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도를, 상기 반송 롤러쌍 중 상기 인접 영역의 온도가 유리 전이점 이상 유리 연화점 이하가 되는 온도 영역에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도보다 빠르게 하는, 유리판의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형체의 하단에서 상기 용융 유리를 이어 붙여서 유리 리본을 형성한 후에, 상기 유리 리본의 폭 방향의 상기 양단부의 점도를 η라고 할 때 logη= 9 이상이 될 때까지 상기 양단부가 냉각되고, 상기 양단부의 냉각 속도가 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 냉각 속도보다 빠른 공정을 포함하는, 유리판의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서냉 공정에서는,
    상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부에서, 유리 리본의 반송 방향으로 장력이 작용하도록,
    적어도 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 온도가 유리 서냉점에 150℃를 더한 온도로부터 유리 왜곡점에서 200℃를 뺀 온도가 되는 온도 영역에서,
    상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 냉각 속도가 상기 폭 방향 양단부의 냉각 속도보다 빨라지도록 온도 제어하는, 유리판의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부의 온도가 유리 연화점 이상인 영역에서, 상기 유리 리본의 폭 방향 양단부가 상기 양단부에 끼인 중앙부의 온도보다 낮고, 상기 중앙부의 온도가 균일해지도록 상기 유리 리본의 온도를 제어하고,
    상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부에서, 유리 리본 반송 방향의 장력이 작용하도록 상기 유리 리본의 상기 중앙부의 온도가 유리 연화점 미만 유리 왜곡점 이상인 영역에서, 상기 유리 리본의 폭 방향의 온도 분포가 상기 중앙부에서 상기 양단부를 향해서 낮아지도록 상기 유리 리본의 온도를 제어하고,
    상기 유리 리본의 상기 중앙부의 온도가 유리 왜곡점이 되는 온도 영역에서, 상기 유리 리본의 폭 방향의 상기 양단부와 상기 중앙부와의 온도 구배가 없어지도록 상기 유리 리본의 온도를 제어하는, 유리판의 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 리본의 폭 방향 중앙부에서, 유리 리본 반송 방향의 장력이 작용하도록 상기 유리 리본의 상기 중앙부의 온도가 유리 왜곡점 근방 미만인 영역에서, 상기 유리 리본의 상기 양단부로부터 상기 중앙부를 향해서 낮아지도록 상기 유리 리본의 온도를 제어하는, 유리판의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서냉 공정에서는, 상기 반송 롤러쌍 중 상기 유리 리본의 온도가 유리 서냉점이 되는 위치보다 하류측에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도를, 상기 유리 롤러쌍 중 상기 유리 리본의 온도가 유리 전이점 이상 유리 연화점 이하가 되는 온도 영역에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도보다 0.03 내지 2% 빠르게 하는, 유리판의 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리판의 폭 방향의 길이가 1000mm 이상인 유리판의 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서냉 공정은, 200m/시 이상의 반송 속도로 상기 유리 리본을 하측 방향으로 인발하여 서냉하는, 유리판의 제조 방법.
  13. 유리 원료를 용해하여 용융 유리를 만드는 용해 공정과,
    용융 유리를 오버플로우 다운드로우법을 이용하여 성형하여 유리 리본을 형성하는 성형 공정과,
    상기 유리 리본의 폭 방향 양단부에 대하여 상기 폭 방향으로 인접하는 근방 영역을, 상기 유리 리본의 반송 방향에 설치된 복수의 반송 롤러쌍에서 협지하면서, 상기 유리 리본을 하측 방향으로 인발하여 서냉을 행하여, 판 두께 0.5mm 이하의 유리 리본을 형성하는 서냉 공정을 갖고,
    상기 성형 공정에서는, 성형체로부터 오버플로우시켜서 상기 성형체의 측벽을 흘러내리는 용융 유리를, 상기 성형체의 하단에서 이어 붙임으로써 유리 리본을 형성하고,
    상기 서냉 공정에서는, 상기 반송 롤러쌍 중 상기 유리 리본의 온도가 서냉점이 되는 위치보다 하류측에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도를, 상기 반송 롤러쌍 중 상기 유리 리본의 온도가 유리 전이점 이상 유리 연화점 이하가 되는 온도 영역에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도보다 빠르게 하는 것을 특징으로 하는 유리판의 제조 방법.
  14. 다운드로우법을 이용하여 용융 유리로부터 유리 리본을 성형하는 성형 장치와,
    상기 유리 리본의 폭 방향 양단부에 대하여 상기 폭 방향으로 인접하는 근방 영역을 복수의 반송 롤러쌍에서 협지하면서, 상기 유리 리본을 하측 방향으로 인발하여 서냉하여, 판 두께 0.5mm 이하의 상기 유리 리본을 형성하는 서냉 장치를 갖고,
    상기 서냉 장치는, 상기 복수의 반송 롤러쌍과 구동부를 포함하고,
    상기 복수의 반송 롤러쌍의 하나는 상기 유리 리본의 온도가 유리 전이점 이상 유리 연화점 이하가 되는 제1 온도 영역에, 상기 복수의 반송 롤러쌍의 다른 하나는 상기 유리 리본의 온도가 유리 서냉점 이하가 되는 제2 온도 영역에 설치되어, 상기 유리 리본을 하측 방향으로 인입함으로써 상기 유리 리본을 반송하고,
    상기 구동부는, 상기 제2 온도 영역에 설치된 반송 롤러쌍의 반송 롤러의 주속도가, 상기 제1 온도 영역에 설치된 반송 롤러의 주속도보다 빨라지도록 상기 반송 롤러를 회전 구동시키는 것을 특징으로 하는 유리판 제조 장치.
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