KR20150140264A - 판 유리의 성형 방법, 및 판 유리의 성형 장치 - Google Patents

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니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤
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Abstract

성형체(1)의 정부에 형성된 공급홈(2)으로부터 양측으로 흘러 넘친 용융 유리(MG)를 성형체(1)의 쐐기상을 이루는 경사면부(3b)를 따라 그 폭방향에 있어서의 확산을 한 쌍의 가이드(4)로 규제하면서 흘러 내리게 하고, 성형체(1)의 하단부(5)에서 융합 일체화시켜서 판 유리를 성형하는 판 유리의 성형 방법에 있어서, 가이드(4)의 경사면부(3b)로부터의 돌출 치수를 H로 하고, 한 쌍의 가이드(4) 사이를 흘러 내리게 하는 용융 유리(MG)의 두께를 T로 했을 때, 그 비율 H/T의 값을 0.8~1.5로 설정했다.

Description

판 유리의 성형 방법, 및 판 유리의 성형 장치{SHEET GLASS FORMING METHOD AND SHEET GLASS FORMING DEVICE}
본 발명은 오버플로우 다운드로우법을 이용한 판 유리의 성형 방법, 및 판 유리의 성형 장치에 관한 것이다.
주지와 같이, 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)용의 유리 기판으로 대표되는 판 유리 제품에는 표면 결함이나 굴곡에 대하여 엄격한 품질이 요구된다. 그 때문에, 이러한 종류의 판 유리 제품의 제조 방법으로서는 평활하고 결함이 적은 유리 표면을 얻는 것이 가능한 오버플로우 다운드로우법을 채용하는 경우가 많다.
이 오버플로우 다운드로우법의 일례가 하기 특허문헌 1에 개시되어 있다. 동 문헌에는, 성형체의 정부에 형성된 공급홈으로부터 양측으로 흘러 넘친 용융 유리를 성형체의 쐐기상을 이루는 경사면부를 따라 그 폭방향에 있어서의 확산을 한 쌍의 가이드로 규제하면서 흘러 내리게 하고, 성형체의 하단부에서 융합 일체화시켜서 판 유리를 성형하는 형태가 개시되어 있다.
일본 특허공개 2012-214349호 공보
그러나, 이 오버플로우 다운드로우법에 의해 판 유리의 성형을 실시했을 경우, 성형체의 경사면부를 흘러 내리게 하는 용융 유리의 흐름이 불안정해지기 쉽다. 상세하게 설명하면, 흘러 내리는 중인 용융 유리에는 중력, 및 용융 유리의 표면장력의 영향에 의해, 가이드의 근방에 있어서 상기 가이드로부터 멀어지고 폭방향의 중앙측으로 근접해 가는 흐름이 발생한다.
이것에 의해, 용융 유리의 폭방향에 있어서의 양단에는 중앙부에 대하여 그 두께가 국소적으로 얇은 부분이나, 두꺼운 부분이 발생한다. 이러한 사태가 발생하면, 상기 용융 유리로부터 성형되는 판 유리의 판 두께가 폭방향에 있어서 불균일해져서 유리 표면의 평활도가 저하되어 버리는 문제가 있다. 이것에 기인하여, 성형 후의 판 유리(유리 리본)로부터 제품 사이즈의 판 유리를 잘라낼 때에 붕괴의 발생 등 유리의 파손을 유발하는 경우가 있었다.
상기 사정을 감안하여 이루어진 본 발명은, 오버플로우 다운드로우법에 의해 판 유리를 성형할 경우에 성형체의 경사면부를 흘러 내리게 하는 용융 유리의 두께가 폭방향에 있어서 불균일하게 되는 것을 억제하고, 상기 용융 유리로부터 성형되는 판 유리의 표면에 있어서의 평활도를 향상시키는 것을 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서 창안된 본 발명에 의한 방법은, 성형체의 정부에 형성된 공급홈으로부터 양측으로 흘러 넘친 용융 유리를 상기 성형체의 쐐기상을 이루는 경사면부를 따라 그 폭방향에 있어서의 확산을 한 쌍의 가이드로 규제하면서 흘러 내리게 하고, 상기 성형체의 하단부에서 융합 일체화시켜서 판 유리를 성형하는 판 유리의 성형 방법에 있어서, 상기 가이드의 상기 경사면부로부터의 돌출 치수를 H로 하고, 한 쌍의 가이드 사이를 흘러 내리게 하는 상기 용융 유리의 두께를 T로 했을 때, 그 비율 H/T의 값이 0.8~1.5로 설정되어 있는 것으로 특징지어진다.
본 발명자는 예의 연구의 결과, 경사면부에 있어서 가이드의 경사면부로부터의 돌출 치수를 H로 하고, 한 쌍의 가이드 사이를 흘러 내리게 하는 용융 유리의 두께를 T로 했을 때, 그 비율 H/T의 값이 변화하는 것에 따라 가이드의 근방에 있어서 용융 유리의 폭방향에 있어서의 양단이 상기 가이드로부터 멀어지고 폭방향의 중앙측으로 근접해 가는 정도가 변화하는 것을 발견하는 것에 이르렀다. 또한, H/T의 값을 0.8~1.5로 설정했을 경우, 가이드로부터 멀어지고 폭방향의 중앙측으로 근접해 가는 흐름(이하, 이간 흐름이라고 함)의 발생을 가급적 억제할 수 있는 것을 발견했다. 이상의 점으로부터, 이러한 방법에 의하면 용융 유리의 폭방향에 있어서의 양단에 있어서, 중앙부에 대하여 그 두께가 국소적으로 얇은 부분이나, 두꺼운 부분이 생기는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 흘러 내리는 중인 용융 유리의 두께가 폭방향에 있어서 불균일하게 되는 것이 억제되고, 상기 용융 유리로부터 성형되는 판 유리의 표면에 있어서의 평활도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상술한 바와 같은 효과가 얻어지는 것은 이하의 이유에 의한 것이라고 상정되고 있다. 즉, H에 대하여 T가 지나치게 작을 경우, 표면장력에 의해 가이드가 용융 유리의 양단을 인장하는 힘이 과대해진다. 그 때문에, 이간 흐름을 저지하는 힘도 과대해져서 양단의 두께가 중앙부에 대하여 커져 버린다. 한편, H에 대하여 T가 지나치게 클 경우, 표면장력에 의해 가이드가 용융 유리의 양단을 인장하는 힘이 불충분하게 된다. 그 때문에, 이간 흐름을 저지하는 힘도 불충분해져서 양단의 두께가 중앙부에 대하여 작아져 버린다. 그러나, H/T의 값을 0.8~1.5로 설정했을 경우에는 이간 흐름을 저지하는 힘이 최적으로 되어 있는 것이라고 상정된다.
상기 방법에 있어서, 상기 비율 H/T의 값이 1.1~1.3으로 설정되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 이간 흐름의 발생을 더욱 효과적으로 억제하는 것이 가능했다. 또한, 가이드의 경사면부로부터의 돌출 치수(H)의 값이 한 쌍의 가이드 사이를 흘러 내리게 하는 용융 유리 두께(T)의 값보다 커지기 때문에, 흘러 내리는 중인 용융 유리가 중력의 영향에 의해 가이드를 넘어서 성형체의 경사면부로부터 일탈해 버리는 사태의 발생을 가급적 방지할 수 있다.
상기 방법에 있어서, 상기 돌출 치수(H)를 상기 용융 유리가 상기 경사면부를 흘러 내리게 하는 방향을 따라 점차 크게 하는 것이 바람직하다.
경사면부를 따라 흘러 내리게 하는 용융 유리는 흘러 내림에 따라 점차 그 온도가 저하되어 가기 때문에, 상기 용융 유리의 점도는 흘러 내림에 따라 서서히 증가하게 된다. 이것에 의해, 용융 유리의 두께(T)도 또한 흘러 내림에 따라 서서히 커져 간다. 따라서, 돌출 치수(H)를 용융 유리가 경사면부를 흘러 내리게 하는 방향을 따라 점차 크게 하면, 이간 흐름을 저지하는 힘을 최적으로 하는 점에서 유리하다. 또한, 돌출 치수(H)의 크기를 최적화하는 것으로도 이어지기 때문에, 예를 들면 백금, 로듐 등의 백금족 원소를 함유하는 재료로 구성되는 가이드에 대해서 부당하게 여분의 재료를 사용할 필요가 없어져서 재료 비용을 저감하는 점에서도 바람직하다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해서 창안된 본 발명에 의한 장치는, 정부에 형성된 공급홈으로부터 양측으로 흘러 넘친 용융 유리를 쐐기상을 이루는 경사면부를 따라 그 폭방향에 있어서의 확산을 한 쌍의 가이드로 규제하면서 흘러 내리게 하고, 하단부에서 융합 일체화시켜서 판 유리를 성형하는 성형체를 구비한 판 유리의 성형 장치에 있어서, 상기 가이드의 상기 경사면부로부터의 돌출 치수를 H로 하고, 한 쌍의 가이드 사이를 흘러 내리게 하는 상기 용융 유리의 두께를 T로 했을 때, 그 비율 H/T의 값이 0.8~1.5가 되도록 H의 값이 설정되어 있는 것으로 특징지어진다.
이러한 구성에 의하면, 한 쌍의 가이드 사이를 흘러 내리게 하는 용융 유리의 두께(T)를 설계상의 두께로 해서 결정한 후, 가이드의 경사면부로부터의 돌출 치수를 H로 해서 H/T의 값이 0.8~1.5가 되도록 H의 값을 설정(설계)했을 경우에는, 상기 판 유리의 성형 방법에 대해서 이미 설명한 사항과 마찬가지의 작용 효과를 향수하는 것이 가능해진다.
상기 구성에 있어서, 상기 비율 H/T의 값이 1.1~1.3이 되도록 H의 값이 설정되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 상기 판 유리의 성형 방법에 대해서 이미 설명한 사항과 마찬가지의 작용 효과를 향수하는 것이 가능해진다.
상기 구성에 있어서, 상기 돌출 치수(H)를 상기 용융 유리가 상기 경사면부를 흘러 내리게 하는 방향을 따라 점차 크게 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 상기 판 유리의 성형 방법에 대해서 이미 설명한 사항과 마찬가지의 작용 효과를 향수하는 것이 가능해진다.
(발명의 효과)
이상과 같이, 본 발명에 의하면 오버플로우 다운드로우법에 의해 판 유리를 성형할 경우에 성형체의 경사면부를 흘러 내리게 하는 용융 유리의 두께가 폭방향에 있어서 불균일하게 되는 것을 억제할 수 있기 때문에, 상기 용융 유리로부터 성형되는 판 유리의 표면에 있어서의 평활도를 향상시키는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 판 유리의 성형 장치를 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 판 유리의 성형 장치를 나타내는 종단 정면도이다.
도 3a는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 판 유리의 성형 방법의 작용 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 판 유리의 성형 방법의 작용 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 3c는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 판 유리의 성형 방법의 작용 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 가이드로부터의 거리와 용융 유리 두께의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 가이드의 경사면부로부터의 돌출 치수(H)와 한 쌍의 가이드 사이를 흘러 내리게 하는 용융 유리의 두께(T)의 비율(H/T)과, 용융 유리 두께의 표준편차(σ)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 판 유리의 성형 장치를 나타내는 종단 정면도이다.
도 7은 용융 유리의 온도와 점도와 두께(T)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 용융 유리의 두께(T)와 가이드의 경사면부로부터의 돌출 치수(H)의 관계를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 의한 판 유리의 성형 장치에 대해서 첨부의 도면을 참조해서 설명한다.
<제 1 실시형태>
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 판 유리의 성형 장치를 나타내는 측면도이고, 도 2는 그 종단 정면도이다. 이들 도면에 나타내는 바와 같이, 판 유리의 성형 장치는 오버플로우 다운드로우법을 실시하기 위한 성형체(1)를 주요한 요소로 해서 구성된다.
성형체(1)는 제조되는 판 유리의 폭방향(도 1에 있어서 좌우 방향)에 장척으로 되어 있고, 그 정부에는 용융 유리(MG)를 주입하기 위한 공급홈(2)이 형성되어 있다. 그리고, 이 공급홈(2)으로부터 양측으로 흘러 넘친 용융 유리(MG)가 그 폭방향에 있어서의 확산을 한 쌍의 가이드(4)에 의해 규제되면서 성형체(1)의 외측면부(3)를 따라 흘러 내려 상기 성형체(1)의 하단부(5)에서 융합 일체화된다. 또한, 융합 일체화된 용융 유리(MG)는 도면 밖의 견인 롤러 등에 의해 그 표면측 및 이면측이 협지되면서 하방으로 이송된다.
공급홈(2)은 용융 유리(MG)의 유입원측(도 1에 있어서 좌측)으로부터 유입처측(도 1에 있어서 우측)을 향해서 그 저부(2a)가 상승 구배가 되도록 형성되어 있다. 또한, 공급홈(2)의 측벽에 있어서의 상단에 위치하고 또한 용융 유리(MG)가 흘러 넘치는 부위가 되는 일류부(2b)는 유입원측으로부터 유입처측을 향해서 하강 구배가 되도록 형성되어 있다. 이것에 의해, 유입원측으로부터 유입처측으로 이행함에 따라, 공급홈(2)에 유입된 용융 유리(MG)의 깊이가 점차 얕아지는 구성으로 되어 있다.
외측면부(3)는 일류부(2b)에 연결되어 공급홈(2)의 양측에 형성되어 있고, 한 쌍의 외측면부(3)의 각각은 수평면에 수직인 수직면부(3a)와, 상기 수직면부(3a)의 하방에 연결된 경사면부(3b)로 이루어진다. 한 쌍의 경사면부(3b)는 각각 수직면부(3a)에 대하여 각도(θ)만큼 경사지고 있어, 하방으로 이행함에 따라서 서로 접근하여 성형체(1)의 하단부(5)에서 합류된다. 이것에 의해, 한 쌍의 경사면부(3a)가 쐐기상을 이룬다. 또한, θ의 값으로서는 1~10[°]인 것이 바람직하다.
성형체(1)의 길이 방향에 있어서의 양단에는 각각 평판 부재가 부착되어 있고, 그 외주 가장자리부는 외측면부(3)로부터 바깥쪽으로 이반하듯이 돌출되어 있다. 이 돌출된 부위가 가이드(4)를 이룸과 아울러 용융 유리(MG)가 흘러 내리게 하는 경로(방향)를 따라 연장되어 용융 유리(MG)의 폭방향으로의 확산을 규제하고 있다. 여기에서, 이 가이드(4)(평판 부재)의 재질로서는 백금, 로듐 등의 백금족 원소를 함유하는 재료를 사용할 수 있다. 또한, 가이드(4)의 경사면부(3b)로부터의 돌출 치수(H)는 한 쌍의 가이드(4) 사이를 흘러 내리게 하는 용융 유리(MG)의 두께(T)에 의거하여 설정(설계)되고, 그 비율(H/T)의 값이 0.8~1.5가 되도록, 보다 바람직하게는 1.1~1.3이 되도록 설정(설계)된다. 또한, 한 쌍의 외측면부(3)로부터 돌출된 가이드(4)의 각각은 성형체(1)의 하단부(5)의 근방에 있어서 하방으로 이행함에 따라서, 경사면부(3b)로부터의 돌출 치수(H)가 낮아짐과 아울러 성형체(1)의 하단부(5)에서 높이(H)가 0이 된다. 또한, 한 쌍의 가이드(4)의 각각은 경사면부(3b)로부터의 돌출 치수(H)가 서로 동일하게 되어 있다. 또한, 가이드(4)의 수직면부(3a)로부터의 돌출 치수는 상술의 H와 동일하게 되어 있다.
여기에서, 용융 유리의 두께(T)[m]의 값은 용융 유리(MG)의 평균 점도를 μ[㎩·s], 유량을 V[㎥/s], 밀도를 ρ[㎏/㎥], 중력 가속도를 g[m/s2]로 하고, 이것들의 파라미터와 상술의 각도(θ)로부터, 예를 들면, 하기 〔수 1〕식에 의해 설계상의 두께로서 미리 결정된다. 그리고, 이 결정된 설계상의 두께에 의거하여 가이드(4)의 경사면부(3b)로부터의 돌출 치수(H)가 설정(설계)된다. 또한, 이 〔수 1〕식으로부터 산출되는 T의 값은 한 쌍의 가이드(4) 사이를 흘러 내리게 하는 용융 유리(MG)의 평균 두께이며, 폭방향에 있어서의 양단을 제외한 부위에 있어서 용융 유리(MG)의 두께는 이 평균 두께와 대략 동일해진다.
Figure pct00001
또한, 비율(H/T)의 값의 설정은 상술한 바와 같이 경사면부(3b)를 흘러 내리게 하는 용융 유리(MG)의 두께(T)(설계상의 두께)를 미리 결정하고, 이 T의 값으로부터 가이드(4)의 경사면부(3b)로부터의 돌출 치수(H)를 설정(설계)하는 형태인 것 이외에, 미리 정해진 가이드(4)의 경사면부(3b)로부터의 돌출 치수(H)에 대하여 〔수 1〕식의 각 파라미터를 제어함으로써 두께(T)를 조정하는 형태로 할 수도 있다.
이하, 상술한 판 유리의 성형 장치를 사용한 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 판 유리를 성형 방법의 작용 효과에 대해서 첨부의 도면을 참조해서 설명한다.
경사면부(3b)에 있어서, 한 쌍의 가이드(4) 사이를 흘러 내리게 하는 용융 유리(MG)에는 중력, 및 용융 유리(MG)의 표면장력의 영향에 의해, 가이드(4)의 근방에 있어서 상기 가이드(4)로부터 멀어지고 폭방향의 중앙측으로 근접해 가는 흐름(이하, 이간 흐름이라고 함)이 발생한다. 본 발명자는 예의 연구 결과, 가이드(4)의 경사면부(3b)로부터의 돌출 치수(H)와 한 쌍의 가이드(4) 사이를 흘러 내리게 하는 용융 유리(MG) 두께(T)의 비율(H/T)의 값이 변화하는 것에 따라, 이 이간 흐름에 있어서 가이드(4)로부터 멀어지고 폭방향의 중앙측으로 근접해 가는 정도가 변화되는 것을 발견하는 것에 이르렀다.
또한, H/T의 값이 0.8~1.5가 되도록, 보다 바람직하게는 1.1~1.3이 되도록 설정을 하면 이간 흐름의 발생을 가급적 억제할 수 있는 것을 발견했다. 이것에 의해, 용융 유리(MG)의 폭방향에 있어서의 양단에 있어서, 중앙부에 대하여 그 두께가 국소적으로 얇은 부분이나, 두꺼운 부분이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 흘러 내리는 중인 용융 유리(MG)의 두께가 폭방향에 있어서 불균일하게 되는 것이 억제되고, 상기 용융 유리(MG)로부터 성형되는 판 유리의 표면에 있어서의 평활도를 향상시킬 수 있다.
여기에서, 상술한 바와 같은 작용 효과가 얻어지는 것은 이하의 이유에 의한 것으로 상정되고 있다. 또한, 이 이유를 설명하기 위한 도 3a~도 3c는 경사면부(3b)와 직교하는 단면을 나타내는 것이다.
도 3a에 나타내는 바와 같이, H에 대하여 T가 지나치게 작을 경우(H/T>1.5의 경우)에는 표면장력에 의해 가이드(4)가 용융 유리(MG)의 양단을 인장하는 힘이 과대해진다. 그 때문에, 이간 흐름을 저지하는 힘(F)도 과대해지고, 양단의 두께가 중앙부[용융 유리(MG)의 두께가 평균 두께에 대략 동일한 부위]에 대하여 커져 버린다.
한편, 도 3b에 나타내는 바와 같이, H에 대하여 T가 지나치게 클 경우(H/T<0.8의 경우)에는 표면장력에 의해 가이드(4)가 용융 유리(MG)의 양단을 인장하는 힘이 불충분하게 된다. 그 때문에, 이간 흐름을 저지하는 힘(F)도 불충분해져서 양단의 두께가 중앙부에 대하여 작아져 버린다.
그러나, 도 3c에 나타내는 바와 같이 H/T의 값이 0.8~1.5가 될 경우, 보다 바람직하게는 1.1~1.3이 될 경우에는 이간 흐름을 저지하는 힘(F)이 최적으로 되어 있는 것으로 상정된다. 또한, H/T의 값이 1.1~1.3이 될 경우에는 가이드의 경사면부(3b)로부터의 돌출 치수(H)의 값이 한 쌍의 가이드 사이를 흘러 내리게 하는 용융 유리(MG) 두께(T)의 값보다 커지기 때문에, 흘러 내리는 중인 용융 유리(MG)가 중력의 영향에 의해 가이드(4)를 넘어 성형체(1)의 경사면부(3b)로부터 일탈해 버리는 사태의 발생을 가급적으로 방지할 수 있다.
<제 2 실시형태>
이하, 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 판 유리의 성형 장치에 대해서 설명한다. 또한, 제 2 실시형태에 의한 판 유리의 성형 장치의 설명에 있어서, 상기 제 1 실시형태에 의한 판 유리의 성형 장치에서 이미 설명한 구성 요소와 동일한 기능, 또는 형상을 갖는 구성 요소에 대해서는 제 2 실시형태를 설명하기 위한 설명문, 및 도면에 동일한 부호를 붙임으로써 중복되는 설명을 생략하고, 제 1 실시형태와의 상위점에 대해서만 설명한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 판 유리의 성형 장치를 나타내는 종단 정면도이다. 이러한 제 2 실시형태에 의한 판 유리의 성형 장치가 상기 제 1 실시형태에 의한 판 유리의 성형 장치와 상위한 점은 경사면부(3b)를 흘러 내리게 하는 용융 유리(MG)의 점도 변화를 고려해서 가이드(4)의 경사면부(3b)로부터의 돌출 치수(H)가 설정(설계)되어 있는 점이다. 즉, 경사면부(3b)를 따라 흘러 내리게 하는 용융 유리(MG)는 흘러 내림에 따라 점차 그 온도가 저하되기 때문에, 용융 유리(MG)의 점도가 흘러 내림에 따라 서서히 커지는 것을 고려하고 있다.
상기 제 1 실시형태에 의한 판 유리의 성형 장치에서는 용융 유리(MG)의 두께(T)(평균 두께)를 〔수 1〕식에만 의거하여 설계상의 두께로서 결정하고 있었다. 이에 대하여, 제 2 실시형태에 의한 판 유리의 성형 장치에 있어서는 〔수 1〕식에 추가해서 용융 유리(MG)의 점도를 μ[㎩·s], 절대온도를 t[K]로 해서 용융 유리(MG)의 조성에 의해 결정되는 3개의 정수를 A, B, t0로 하고, 하기 〔수 2〕식(Vogel-Fulcher-tamman의 식)에도 의거하여 용융 유리(MG)의 두께(T)를 설계상의 두께로서 결정하고 있다. 즉, 이 용융 유리의 두께(T)는 용융 유리(MG)가 흘러 내리게 하는 방향을 따라 경사면부(3b)의 각 위치에서 다른 값(서서히 커짐)이 된다. 그리고, 비율(H/T)의 값이 0.8~1.5가 되도록, 보다 바람직하게는 1.1~1.3이 되도록 돌출 치수(H)를 설정(설계)하고 있다. 이것에 의해, 돌출 치수(H)는 용융 유리(MG)가 경사면부(3b)를 흘러 내리게 하는 방향을 따라 점차 커지고 있다.
Figure pct00002
또한, 이 제 2 실시형태에 의한 판 유리의 성형 장치에 있어서도 비율(H/T)의 값의 설정은 상술한 바와 같이 경사면부(3b)를 흘러 내리게 하는 용융 유리(MG)의 두께(T)(설계상의 두께)를 미리 결정하고, 이 두께(T)의 값으로부터 가이드(4)의 경사면부(3b)로부터의 돌출 치수(H)를 설정(설계)하는 형태인 것 이외에, 미리 정해진 가이드(4)의 경사면부(3b)로부터의 돌출 치수(H)에 대하여 〔수 1〕식, 〔수 2〕식의 각 파라미터를 제어함으로써 두께(T)를 조정하는 형태로 할 수도 있다.
여기에서, 돌출 치수(H)를 설정(설계)하는 순서의 구체예를 한가지 든다. 예를 들면, 용융 유리(MG)가 질량%로 SiO2: 50~80%, Al2O3: 5~25%, B2O3: 0~15%, Na2O: 1~20%, K2O: 0~10%를 갖는다고 한다. 이때, 상기 정수 A, B, t0는 예를 들면, A=-3.5, B=7500, t0=260으로 결정된다. 그리고, 용융 유리의 유량(V)이 0.4[㎥/h], 밀도(ρ)가 2500[㎏/㎥], 각도(θ)가 20[°]일 경우에, 도 7에 나타내는 바와 같이 공급홈(2)의 일류부(2b)에 있어서의 용융 유리(MG)의 온도가 1200[℃], 하단부(5)에 있어서의 용융 유리(MG)의 온도가 1100[℃]이고, 일류부(2b)로부터 하단부(5)까지 흘러 내리게 한 용융 유리(MG)의 점도(μ)가 3000[㎩·s]~28000[㎩·s]까지 증가하고, 용융 유리(MG)의 두께(T)가 약 20㎜~약 40㎜까지 커졌을 경우를 상정한다.
H/T의 값이 1.2가 되도록 한다고 하면, 〔수 1〕식, 〔수 2〕식에서 가이드(4)의 경사면부(3b)로부터의 돌출 치수(H)는 도 8에 나타내는 바와 같은 크기가 된다. 또한, 도 8에 있어서의 세로축의 「경사면부 위치」란, 도 6에 나타내는 위치(X)[돌출 치수(H)가 최대가 되는 위치]를 원점으로 해서, 원점으로부터 세로축에 있어서의 수치만큼 경사면부(3b)를 따라 상방으로 이간된 위치를 나타내고 있다.
이하, 상술의 판 유리의 성형 장치를 사용한 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 판 유리를 성형 방법의 작용 효과에 대하여 설명한다.
이러한 제 2 실시형태에 의한 판 유리의 성형 방법에 의해서도 상기 제 1 실시형태에 의한 판 유리의 성형 방법과 마찬가지의 작용 효과를 얻는 것이 가능하다. 또한, 용융 유리(MG)의 두께(T)가 흘러 내림에 따라 서서히 커지는 것에 따라 돌출 치수(H)가 점차 커지고 있다. 그 때문에, 이간 흐름을 저지하는 힘(F)을 최적으로 하는 점에서 유리하다. 또한, 돌출 치수(H)의 크기를 최적화하는 것으로도 이어지기 때문에, 예를 들면 백금, 로듐 등의 백금족 원소를 함유하는 재료로 구성되는 가이드(4)에 대해서 부당하게 여분인 재료를 사용할 필요가 없어져서 재료 비용을 저감하는 점에서도 바람직하다.
여기에서, 본 발명에 의한 판 유리의 성형 장치는 상기 실시형태에서 설명한 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 실시형태에 있어서는 가이드(평판 부재)와 성형체가 별도의 부재가 되는 구성으로 되어 있지만, 이것들을 일체로 형성한 구성으로 해도 좋다. 또한, 상기 실시형태에 있어서는 가이드의 경사면부로부터의 돌출 치수와 수직면부로부터의 돌출 치수가 동일하게 되어 있지만, 다르게 되어 있어도 좋다. 또한, 가이드의 수직면부로부터의 돌출 치수의 대소는 본원 발명의 작용 효과에는 거의 영향을 끼치지 않는다.
또한, 상기 제 2 실시형태에서는 〔수 1〕식, 〔수 2〕식에 의거하여 돌출 치수가 용융 유리가 경사면부를 흘러 내리게 하는 방향을 따라 점차 커지고 있지만, 이것만은 아니다. 비율(H/T)의 값이 0.8~1.5가 되도록, 보다 바람직하게는 1.1~1.3이 되도록 돌출 치수(H)가 설정(설계)되어 있기만 하면, 돌출 치수(H)가 이들 식에 의거하여 설정되어 있지 않아도 좋다.
실시예
본 발명의 실시예로서, 성형체의 경사면부에 있어서 한 쌍의 가이드 사이를 흘러 내리게 하는 용융 유리의 두께(T)와 가이드의 경사면부로부터의 돌출 치수(H)의 비율(H/T)의 값의 변화에 따른 용융 유리의 폭방향에 있어서의 두께의 분포가 어떻게 변화되는 것인지를 검증하기 위해서, 경사면부로부터의 돌출 치수가 서로 다른 5개의 가이드를 사용하여 모의실험에 의해 검증을 행하였다. 이하에 검증의 실시 조건을 나타낸다. 또한, 본 실시예에 있어서 판 유리의 성형 장치는 상술한 본 발명의 실시형태에 의한 판 유리의 성형 장치와 동일한 구성으로 되어 있다. 또한, 본 실시예에 있어서의 각 수치는 모의실험에 있어서의 각 수치를 실물 크기의 성형체를 사용했을 경우로 환산한 수치이다.
우선, 상기 〔수 1〕식을 사용하여 한 쌍의 가이드 사이를 흘러 내리게 하는 용융 유리의 두께(T)(평균 두께)를 결정했다. 이 T의 값은 본 실시예에 있어서 22[㎜]로 했다. 이어서, 가이드의 경사면부로부터의 돌출 치수(H) 이외에 대해서는 동일한 구성을 갖는 5개의 판 유리의 성형 장치를 사용하여 경사면부에 있어서의 한 쌍의 가이드 사이를 용융 유리에 흘러 내리게 했다. 여기에서, 5개의 판 유리의 성형 장치의 각각에 있어서 가이드의 경사면부로부터의 돌출 치수(H)는 하기와 같다.
비교예 1: H=17[㎜] H/T=0.77
실시예 1: H=22[㎜] H/T=1.00
실시예 2: H=25[㎜] H/T=1.14
실시예 3: H=29[㎜] H/T=1.32
비교예 2: H=34[㎜] H/T=1.55
또한, 각 판 유리의 성형 장치에 구비된 성형체에 있어서 한 쌍의 가이드 사이를 흘러 내리게 하는 용융 유리의 점도, 유량, 밀도, 표면장력은 동일하며, 점도: 4000[㎩·s], 유량: 0.24[㎥/h], 밀도: 2500[㎏/㎥]으로 되어 있다. 또한, 경사면부의 수직면부에 대한 경사 각도는 40[°]이고, 경사면부의 전체 길이는 500[㎜]이다. 또한, 한 쌍의 가이드의 이간 거리는 3000[㎜]이다.
그리고, 성형체의 하단부로부터 경사면부를 따라 50[㎜] 상방의 위치에 있어서 흘러 내리는 중인 용융 유리와 대향해서 폭방향으로 연장되도록 배치된 라인식 레이저로부터 용융 유리를 향해서 레이저를 조사함과 아울러, 그 반사광에 의거하여 용융 유리의 폭방향에 있어서의 두께의 분포를 산출해냈다. 또한, 가이드로부터 80[㎜]의 폭, 160[㎜]의 폭에 있어서 용융 유리 두께의 표준편차(σ)를 산출했다.
용융 유리의 폭방향에 있어서의 두께의 분포를 도 4에, 가이드로부터 80[㎜]의 폭, 160[㎜]의 폭에 있어서의 용융 유리 두께의 표준편차(σ)를 도 5에 나타낸다. 도 4로부터, 비교예에 대하여 실시예에서는 용융 유리의 두께가 요철이 적은 분포로 되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도 5로부터 비교예에 대하여 실시예에서는 용융 유리 두께의 표준편차(σ)가 작아져 있다. 즉, 폭방향에 있어서 용융 유리 두께의 불균일성이 작아져 있다.
이상의 점으로부터, 가이드의 경사면부로부터의 돌출 치수(H)와 용융 유리의 두께(T)의 비율(H/T)의 값이 0.8~1.5가 되도록, 보다 바람직하게는 1.1~1.3이 되도록 설정하면 경사면부를 흘러 내리게 하는 용융 유리의 폭방향에 있어서의 두께가 불균일하게 되는 것이 억제되고, 나아가서는 용융 유리로부터 성형되는 판 유리의 표면에 있어서의 평활도를 향상시킬 수 있을 것으로 추인된다.
1 : 성형체 2 : 공급홈
3 : 외측면부 3a : 수직면부
3b : 경사면부 4 : 가이드
5 : 하단부 MG : 용융 유리
T : 한 쌍의 가이드 사이를 흘러 내리게 하는 용융 유리의 두께
H : 가이드의 경사면부로부터의 돌출 치수

Claims (6)

  1. 성형체의 정부에 형성된 공급홈으로부터 양측으로 흘러 넘친 용융 유리를 상기 성형체의 쐐기상을 이루는 경사면부를 따라 그 폭방향에 있어서의 확산을 한 쌍의 가이드로 규제하면서 흘러 내리게 하고, 상기 성형체의 하단부에서 융합 일체화시켜서 판 유리를 성형하는 판 유리의 성형 방법에 있어서,
    상기 가이드의 상기 경사면부로부터의 돌출 치수를 H로 하고, 한 쌍의 가이드 사이를 흘러 내리게 하는 상기 용융 유리의 두께를 T로 했을 때, 그 비율 H/T의 값은 0.8~1.5로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 판 유리의 성형 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비율 H/T의 값은 1.1~1.3으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 판 유리의 성형 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 돌출 치수(H)를 상기 용융 유리가 상기 경사면부를 흘러 내리게 하는 방향을 따라 점차 크게 하는 것을 특징으로 하는 판 유리의 성형 방법.
  4. 정부에 형성된 공급홈으로부터 양측으로 흘러 넘친 용융 유리를 쐐기상을 이루는 경사면부를 따라 그 폭방향에 있어서의 확산을 한 쌍의 가이드로 규제하면서 흘러 내리게 하고, 하단부에서 융합 일체화시켜서 판 유리를 성형하는 성형체를 구비한 판 유리의 성형 장치에 있어서,
    상기 가이드의 상기 경사면부로부터의 돌출 치수를 H로 하고, 한 쌍의 가이드 사이를 흘러 내리게 하는 상기 용융 유리의 두께를 T로 했을 때, 그 비율 H/T의 값은 0.8~1.5가 되도록 H의 값이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 판 유리의 성형 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 비율 H/T의 값은 1.1~1.3이 되도록 H의 값이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 판 유리의 성형 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 돌출 치수(H)를 상기 용융 유리가 상기 경사면부를 흘러 내리게 하는 방향을 따라 점차 크게 하는 것을 특징으로 하는 판 유리의 성형 장치.
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