TW201429892A

TW201429892A - 玻璃板製造裝置以及玻璃板製造方法

Info

Publication number: TW201429892A
Application number: TW102147601A
Authority: TW
Inventors: Noritomo Nishiura
Original assignee: Nippon Electric Glass Co
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2014-08-01
Also published as: WO2014098209A1; JP2014122124A; JP5994992B2

Abstract

玻璃板製造裝置1是使熔融玻璃Y自成形體2流下，利用溢流下拉法形成玻璃板G。上述裝置1具備對熔融玻璃Y自兩側進行加熱的一對第1加熱裝置6。各第1加熱裝置6包含排列於熔融玻璃Y的寬度方向的多個第1加熱器7。而且，一側的第1加熱裝置6的第1加熱器7的分割位置P1、與另一側的第1加熱裝置6的第1加熱器7的分割位置P2在寬度方向上不同。

Description

玻璃板製造裝置以及玻璃板製造方法

本發明是有關於利用下拉(down draw)法形成玻璃板的製造技術的改良。

如眾所周知般，目前的情況是，如以液晶顯示器(display)、電漿顯示器、有機電致發光(Electroluminescence，EL)顯示器等平板顯示器(Flat Panel Display，FPD)用的玻璃基板為代表的玻璃板般，就用於各種領域中的玻璃板而言，對於表面缺陷或起伏要求嚴格的產品品質。

因此，為了滿足上述要求，作為玻璃板的製造方法，廣泛使用溢流下拉(overflow down draw)法。

溢流下拉法是使熔融玻璃流入設於剖面大致呈楔形的成形體上部的溢流槽，使自該溢流槽向兩側溢出的熔融玻璃一邊沿成形體的兩側的側壁部流下，一邊於成形體的下端部融合而一體化，連續地形成1塊玻璃板。該製造方法的特徵在於：所成形的玻璃板的表背兩表面於成形過程中是不接觸成形體的任何部位而成形，故而，成為平面度非常佳且無劃痕等缺陷的鍛造面。

另一方面，就此種成形方法而言，成形體近旁的熔融玻璃處於尚未固化的狀態，故而，容易受到成形體近旁的溫度變化的影響。尤其是，於成形體近旁，若寬度方向(溢流槽的長邊方向)的溫度分佈不均一，則於成形體的兩側的側壁部流下的熔融玻璃的寬度方向的收縮變得不規則，成形的玻璃板的厚度容易產生偏差(所謂的厚度偏差)。

因此，作為控制熔融玻璃的寬度方向的溫度分佈的技術，例如，於專利文獻1中揭示有如下技術：以面向成形體兩側的側壁部的方式配置一對加熱裝置，並且，針對各個加熱裝置，於熔融玻璃的寬度方向配置多個加熱器，對寬度方向的各規定區域來調整熔融玻璃的寬度方向上的加熱溫度。進而，根據同文獻，揭示有：亦考慮到各個加熱器產生的溫度分佈，來將各個加熱器中所設的發熱體(發熱絲)的寬度方向上的配設密度設置為不同的疏密程度。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第4821260號

然而，如專利文獻1所述，當將多個加熱器排列於熔融玻璃的寬度方向時，鄰接的加熱器彼此之間未配置發熱體，發熱體是每隔寬度方向的規定間隔而分割。其原因在於：若各個加熱器中的發熱體不獨立，則無法對每個加熱器調整溫度。

結果，不論如何設定各加熱器的發熱體的疏密程度，於與各加熱器彼此之間對應的位置、即發熱體的分割位置，均如圖7的特性曲線AX所示，形成有大量的加熱溫度分佈降低的谷部H。

而且，配置於成形體兩側的各個加熱裝置均具有此種加熱溫度分佈。因此，不僅須考慮單側的加熱裝置的影響，而且須綜合地考慮兩側的加熱裝置的影響。然而，專利文獻1中，並未自上述觀點作出對策。

即，如同文獻的揭示所述，即使將各個加熱器中所設的發熱體的寬度方向的配設密度設置為不同的疏密程度，假設兩側的加熱裝置中加熱器(發熱體)的分割位置彼此相同，則如圖7所示的加熱溫度分佈的特性曲線AX的谷部H的位置於寬度方向上亦會重合。因此，谷部H的影響重疊地作用於熔融玻璃的寬度方向的同一位置，且如圖8所示，於與加熱器17(或發熱體)的分割位置對應的部分，最終成形的玻璃板GX上會產生大量的厚度偏差Z。附帶地說，於以面向成形體的側壁部的方式配置有加熱裝置的情況下，當於各個側壁部流下的熔融玻璃在成形體的下端部融合而一體化時，通過相當於加熱溫度分佈的谷部的位置的熔融玻璃會彼此融合而一體化，從而加熱溫度分佈的谷部的影響重疊地作用於成形的玻璃板。

再者，以上的問題並不限於溢流下拉法，於流孔下拉(slot down draw)法等其他下拉法中亦同樣會產生。此處，流孔下拉法是於被供給有熔融玻璃的成形體的底壁形成狹縫(slit)狀的開口部，藉由使熔融玻璃經由該開口部而流下從而連續形成一塊玻璃板。

鑒於上述情況，本發明的課題在於：當利用下拉法由熔融玻璃形成玻璃板時，藉由使熔融玻璃的寬度方向上的溫度分佈合理化，而儘可能地防止玻璃板的厚度偏差。

為了解決上述問題而創造的本發明是一種玻璃板製造裝置，一邊使熔融玻璃自成形體流下一邊形成玻璃板；該玻璃板製造裝置的特徵在於：具有對上述熔融玻璃自兩側進行加熱的一對加熱裝置，上述加熱裝置具有每隔上述熔融玻璃的寬度方向的規定區域而分割的發熱體，一側的上述加熱裝置的上述發熱體的分割位置、與另一側的上述加熱裝置的上述發熱體的分割位置在寬度方向上不同。

根據此種構成，於配置在熔融玻璃的兩側的各個加熱裝置中，發熱體的分割位置於寬度方向上並不彼此一致，而成為錯開的狀態。因此，能確實地防止一側的加熱裝置的發熱體的分割位置上產生的溫度分佈的谷部的影響與另一側的加熱裝置的發熱體的分割位置上產生的溫度分佈的谷部的影響重合。因此，能儘可能地防止成形的玻璃板的厚度偏差。此處，通常，於加熱裝置的發熱體的分割位置，在溫度分佈中產生谷部，但有時亦會因溫度分佈中的山部等其他形態，而產生較之分割位置以外的其他區域的溫度分佈急遽的變化。此時，根據上述構成，該溫度分佈的變化部於熔融玻璃的寬度方向上亦不會重合，因此，同樣能獲得上述作用效果。再者，加熱裝置較佳為設於能對熔融玻璃實施加熱處理的位置、即成形體的近旁，但亦可設於上述位置略下方的邊緣輥(edge roller)的近旁。

上述構成中，較佳為，上述成形體是使自溢流槽溢出的上述熔融玻璃沿兩側的側壁部流下、並且於上述成形體的下端部融合，從而形成玻璃板；上述加熱裝置是以至少面向上述側壁部的下部的方式配置。

即，當將成形體的側壁部分成上部及下部該2個部分時，於側壁部的上部，熔融玻璃的溫度處於相對高的狀態，因此，難以受到發熱體的分割位置上產生的溫度分佈的變化的影響。詳細而言，即便於分割位置對熔融玻璃作用會產生厚度偏差的力，因熔融玻璃的黏度低，故亦可利用熔融玻璃的表面張力來矯正厚度偏差。相對於此，於側壁部的下部，因自側壁部上部流下時的散熱而使熔融玻璃的溫度處於相對低的狀態，因此，最容易受到發熱體的分割位置上產生的溫度分佈的變化的影響。附帶地說，當於分割位置對熔融玻璃作用會產生厚度偏差的力時，因熔融玻璃的黏度高，故無法利用熔融玻璃的表面張力來充分地矯正厚度偏差，而有可能令成形的玻璃板上殘留厚度偏差。因此，如上述構成所示，加熱裝置較佳為以面向側壁部的下部的方式配置。這樣，能有效地使容易產生厚度偏差的側壁部的下部的熔融玻璃的溫度分佈合理化，故而，能更確實地抑制由該熔融玻璃成形的玻璃板上產生厚度偏差。當然，亦可於側壁部的上部進而追加配置加熱裝置。此時，於側壁部的上部，兩側的加熱裝置的發熱體的分割位置在寬度方向上既可互不相同，亦可相同。

上述構成中，較佳為，一側的上述加熱裝置的上述發熱體的分割位置位於與另一側的上述加熱裝置的上述發熱體的寬度方向中央部對應的位置上。

一般而言，於1個分割區間內，具有如下傾向：發熱體的寬度方向中央部的溫度高，發熱體的寬度方向兩端部的溫度低。因此，就上述構成而言，能使另一側的加熱裝置的發熱體的溫度相對低的部位位於一側的加熱裝置的發熱體的溫度相對高的部位。因此，能利用另一側的加熱裝置的發熱體來吸收一側的加熱裝置的發熱體的分割位置上產生的溫度分佈的變化，從而更確實地抑制玻璃板的厚度偏差。

上述構成中，較佳為，一側的上述加熱裝置的上述發熱體與另一側的上述加熱裝置的上述發熱體包含同一種發熱體。

這樣，能使各個發熱體的溫度分佈的傾向一致，從而易於控制熔融玻璃的寬度方向的溫度分佈。

為了解決上述問題而創造的本發明是一種玻璃板製造方法，一邊使熔融玻璃自成形體流下一邊形成玻璃板；該玻璃板製造方法的特徵在於：將具有每隔上述熔融玻璃的寬度方向的規定區域而被分割的發熱體的加熱裝置分別配置於上述熔融玻璃的兩側，並且，於使一側的上述加熱裝置的上述發熱體的分割位置、與另一側的上述加熱裝置的上述發熱體的分割位置在寬度方向上不同的狀態下，利用上述加熱裝置對上述熔融玻璃進行加熱。

根據此種構成，能享有與上文所述的玻璃板製造裝置同樣的作用效果。

如上所述，根據本發明，藉由在配置於熔融玻璃兩側的一對加熱裝置之間，使發熱體的分割位置互不相同，能減少發熱體的分割位置上產生的溫度分佈的變化的影響，使熔融玻璃的寬度方向的溫度分佈合理化。因此，能儘可能地防止成形的玻璃板的厚度偏差。

1‧‧‧製造裝置

2‧‧‧成形體

2a‧‧‧溢流槽

2b‧‧‧下端部

2c‧‧‧垂直面部

2d‧‧‧傾斜面部

2e‧‧‧導引壁部

3‧‧‧拉伸輥

4‧‧‧冷卻輥

5‧‧‧爐

5a‧‧‧側壁

6‧‧‧第1加熱裝置

7‧‧‧第1加熱器

7a、9a‧‧‧線狀發熱體

7b、9b‧‧‧耐熱性背面板

7a1、9a1‧‧‧直線部

8‧‧‧第2加熱裝置

9‧‧‧第2加熱器

17‧‧‧加熱器

AX‧‧‧特性曲線

C‧‧‧寬度方向中央區域

C1‧‧‧中央部

C2‧‧‧兩側部

D‧‧‧端部區域

E‧‧‧非形成區域

G‧‧‧玻璃板

GX‧‧‧最終成形的玻璃板

H‧‧‧谷部

P‧‧‧間距

P1、P2‧‧‧分割位置

Y‧‧‧熔融玻璃

Z‧‧‧厚度偏差

圖1是表示本發明的實施方式的玻璃板製造裝置的縱剖側面圖。

圖2是表示圖1的玻璃板製造裝置的縱剖正面圖。

圖3是表示圖1的玻璃板製造裝置中所含的第1加熱器的正面圖。

圖4是圖1的A-A剖面圖。

圖5是表示圖1的玻璃板製造裝置中所含的第2加熱器的正面圖。

圖6是表示第1加熱器的變形例的正面圖。

圖7是表示包含現有的加熱器的加熱裝置的溫度特性的圖表(graph)。

圖8是表示使用以往的加熱裝置而製造的玻璃板的平面圖。

以下，基於隨附圖式對本發明的實施方式進行說明。

圖1是示意性地表示本發明的實施方式的玻璃板製造裝置的內部狀態的概略縱剖側面圖，圖2是示意性地表示該製造裝置的內部狀態的概略縱剖正面圖。如該等各圖所示，該製造裝置1的基本構成具備：執行溢流下拉法的成形體2、使自該成形體2的上部溢出的熔融玻璃Y成為板狀形態的玻璃板G而進行拉引的拉伸輥3、及配置於自成形體2的下端部2b至拉伸輥3的玻璃成形路徑途中的冷卻輥(邊緣輥)4。該等各構成要素2~構成要素4被包含耐火磚的爐5包圍。再者，拉伸輥3亦可配置於爐5的外部。

成形體2是沿與成形的玻璃板G的寬度方向對應的方向的長條形，於頂部具備沿該成形體2的長邊方向(寬度方向)而形成的溢流槽2a、以及構成彼此對向的一對側壁部的垂直面部2c及傾斜面部2d。彼此對向的一對傾斜面部2d是藉由向下方逐漸接近而交叉，且構成為成形體2的下端部2b。再者，圖2中，2e是對沿垂直面部2c及傾斜面部2d流下的熔融玻璃Y的寬度方兩端部進行導引的導引壁部。

於爐5的內面的成形體2的近旁、即構成爐5的兩側壁5a的上部內面，分別以面向在成形體2兩側的垂直面部2c及傾斜面部2d流下的熔融玻璃Y的方式，配置有第1加熱裝置6。而且，於爐5內面的冷卻輥4與拉伸輥3之間、即構成爐5的兩側壁5a的下部內面，分別以面向自成形體2的下端部2b流下的玻璃板G的方式，配置有第2加熱裝置8。

第1加熱裝置6具備在寬度方向及上下方向上鄰接地配置於各側壁5a上的多個第1加熱器7。詳細而言，該實施方式中，第1加熱器7是以面向垂直面部2c的位置、及面向傾斜面部2d的位置的上下2列，在寬度方向上鄰接配置有多個。而且，第2加熱裝置8具備在寬度方向上鄰接地配置於各側壁5a上的多個第2加熱器9。

因此，根據該製造裝置1，被供給至成形體2且自其上部沿垂直面部2c及傾斜面部2d流下的熔融玻璃Y藉由第1加熱裝置6加熱而使黏度得到調整，並且於成形體2的下端部2b融合而成為一塊板狀，該玻璃板G藉由第2加熱裝置8加熱後得到緩冷，並且被拉伸輥3夾持而向下方拉引。

此處，如圖3所示，作為第1加熱裝置6的構成要素的第1加熱器7中，線狀發熱體(發熱絲)7a的配設密度並非相同，成為存在如下不同的疏密程度的狀態：於寬度方向中央部疏，且於寬度方向兩端部密。詳細而言，該線狀發熱體7a是於使多個直線部7a1彎折為於兩端折回而成的波浪形狀的狀態下，與耐熱性背面板7b的端部相隔數mm而得以固定，該直線部7a1是並列地排列且遍及該線狀發熱體7a的排列區域的上下方向全長而連續地延伸，且，線狀發熱體7a的直線部7a1的間隔是於寬度方向中央區域C內擴大且於各端部區域D內變窄。進而，就該間隔而言，寬度方向中央區域C的兩側部C2較之其中央部C1相對寬闊。再者，線狀發熱體7a的中央區域C佔據其整個區域的1/2~1/3。而且，自位於線狀發熱體7a的兩端的直線部7a1至耐熱性背面板7b的兩端相隔規定距離，而於耐熱性背面板7b的兩端部，設有線狀發熱體7a的非形成區域E。

而且，以上述方式構成的第1加熱器7是於面向傾斜面部2d的位置(下段位置)，形成為如圖4所示的寬度方向的配置形態。即，配置於成形體2的一側的下段的第1加熱器7的分割位置P1、與配置於成形體2的另一側的下段的第1加熱器7的分割位置P2在寬度方向上不同。換言之，於與一個第1加熱器7的分割位置P1對應的寬度方向位置上，存在另一個第1加熱器7，而不存在其分割位置P2。而且，為了可調整各個第1加熱器7的溫度，而於第1加熱器7的分割位置P1、分割位置P2，亦同樣地將各第1加熱器7的線狀發熱體7a分割。因此，第1加熱器7的分割位置P1、分割位置P2與線狀發熱體7a的分割位置一致。結果，一側的第1加熱器7的線狀發熱體7a的分割位置、與另一側的第1加熱器7的線狀發熱體7a的分割位置成為在寬度方向上不同的狀態。進而，該實施方式中，一側的第1加熱器7的分割位置P1是位於另一側的第1加熱器7的寬度方向中央部(圖示的示例中，為寬度方向尺寸的1/2的位置)。而且，一側的第1加熱器7與另一側的第1加熱器7的分割間隔包含彼此相同的部分，於該區域內使用同一種線狀發熱體7a。當然，亦可使一側的第1加熱器7與另一側的第1加熱器7的分割間隔互不相同，而使用種類不同的線狀發熱體7a。

再者，關於面向垂直面部2c的上段的第1加熱器7的分割位置，在成形體2的一側與另一側的寬度方向位置既可不同又可一致。

根據以上構成，在配置於熔融玻璃Y兩側的一對第1加熱裝置6中，至少面向成形體2的傾斜面部2d的下段的第1加熱器7的分割位置P1、分割位置P2在成形體2的一側與另一側彼此不一致，成為錯開的狀態。因此，當使受到一側的第1加熱器7的溫度分佈的影響的熔融玻璃Y、與受到另一側的第1加熱器7的溫度分佈的影響的熔融玻璃Y於成形體2的下端部融合而一體化從而形成玻璃板G時，受到溫度分佈的變化部的影響的寬度方向位置不同。結果，溫度分佈的變化部的影響不會重疊地作用，能儘可能地防止成形的玻璃板G的厚度偏差。尤其是，於該實施方式中，因使熔融玻璃Y容易產生厚度偏差的成形體2的傾斜面部2d的寬度方向的溫度分佈得到合理化，故而，能有效地防止成形的玻璃板G的厚度偏差。此處，通常，下段的第1加熱器7的分割位置P1、分割位置P2上產生的溫度分佈的變化部會成為伴有溫度降低的谷部，但有時亦會成為伴有溫度上升的山部。此時，若使下段的第1加熱器7的分割位置P1、分割位置P2彼此在寬度方向上不同，則亦能同樣有效地防止成形的玻璃板G的厚度偏差。

另一方面，熔融玻璃Y流下而通過冷卻輥4後成為板狀形態的玻璃板G藉由第2加熱裝置8加熱且受到緩冷處理。如圖5所示，作為該第2加熱裝置8的構成要素的第2加熱器9是處於線狀發熱體(發熱絲)9a的配設密度在上下方向上具有不同的疏密程度的狀態，圖例中，上部密且下部疏。若詳細說明，該線狀發熱體9a是於使並列地排列且於寬度方向上延伸的多個直線部9a1彎折為於兩端折回而成的波浪形狀的狀態下，與耐熱性背面板9b的端部相隔數mm而得以固定，且線狀發熱體9a的直線部9a1的間隔是隨著自上部向下方移行而逐漸變寬。再者，作為該第2加熱器9，若重視阻止玻璃板G向下方移行時的不合理的溫度降低，則亦可與上述相反地，使線狀發熱體9a的配設密度成為上部疏且下部密。此時，線狀發熱體9a及耐熱性背面板9b的材質或特性與上述的第1加熱器7的情況相同。

關於使此種加熱器9於寬度方向上鄰接配置多個而成第2加熱裝置8的加熱溫度分佈、即對於玻璃板G的加熱溫度分佈，溫度條件隨著玻璃板G自上方向下方移行而逐漸變化。因此，對於玻璃板G，可藉由在上下方向上進行緻密的溫度調整而一邊調節自玻璃的轉移點起至應變點附近的溫度一邊實施緩冷處理(slow cooling)，從而可獲得減少了翹曲或殘餘應變的高品質的玻璃板。

再者，上述實施方式中，是使用線狀發熱體作為第1加熱器7及第2加熱器9的發熱體，但發熱體亦可不為線狀。而且，當使用線狀發熱體作為第1加熱器7及第2加熱器9的發熱體時，其排列狀態無需為上述例示的狀態，只要線狀發熱體的配設密度的疏密狀態相同，則亦可為其他排列狀態。當然，亦可不將用作第1加熱器7及第2加熱器9的發熱體的線狀發熱體的配設密度設置不同的疏密程度。具體而言，以第1加熱器7為示例，如圖6所示，亦可使線狀發熱體7a以成為以固定的間距(pitch)P排列為多列的形態的波浪形狀的方式彎折。即，關於第1加熱裝置6，若使第1加熱器7的分離位置P1、分離位置P2在成形體2的兩側的寬度方向彼此不同，則即便不對第1加熱器7的線狀發熱體7a設置配設密度的疏密，亦具有一定的防止成形的玻璃板G的厚度偏差的效果。

另外，上述實施方式中，是將本發明應用於利用溢流下拉法成形的玻璃板中，但除此之外，例如對於利用流孔下拉法成形的玻璃板亦可同樣地應用本發明。此時，在執行流孔下拉法的成形體的正下方，以對於自成形體流下的熔融玻璃自兩側(表背兩側)進行加熱的方式配置一對加熱裝置，並且，使一側的加熱裝置的多個加熱器(發熱體)的分割位置、與另一側的加熱裝置的多個加熱器(發熱體)的分割位置在寬度方向上不同。