TW202035313A - 玻璃物品的製造方法及其製造裝置 - Google Patents
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Abstract
一種玻璃物品的製造方法,包括:成形步驟,由熔融玻璃Gm來成形玻璃帶G;以及搬送步驟,搬送玻璃帶G,並且包括:檢查步驟,對玻璃帶G的表背面均凹陷的凹狀缺陷的有無進行檢查;以及控制步驟,根據檢查步驟所檢測到的凹狀缺陷的發生狀況,來調整搬送步驟中的玻璃帶G的搬送速度。
Description
本發明是有關於一種玻璃物品的製造方法及其製造裝置。
於玻璃板(glass plate)或玻璃輥(glass roll)等玻璃物品的製造步驟中,利用例如溢流下拉法(overflow downdraw method)或浮式法(float method)等公知的成形方法,由熔融玻璃來連續成形玻璃帶。所成形的玻璃帶一面向下游側搬送一面冷卻至室溫附近,然後為了獲得玻璃板而將其每隔既定長度切斷,或為了獲得玻璃輥而捲繞為卷狀(例如參照專利文獻1)。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開2018-062433號公報
[發明所欲解決之課題]
本發明者獲知如下的新問題:根據玻璃組成,於所述玻璃物品的製造步驟中,存在形成玻璃帶(glass ribbon)的表背面均凹陷的凹狀缺陷的情況。此種凹狀缺陷存在使玻璃物品的表背面的平滑性下降或使透明性下降的情況,因此期望儘可能減少。
但是,於由泡沫或未溶解物等的混入而引起的異物缺陷的情況下,存在形成玻璃帶的表背面的至少一者膨脹的凸狀缺陷的傾向,因此,玻璃帶的表背面不會同時凹陷。因此,為了減少玻璃帶的表背面均凹陷的凹狀缺陷的發生,需要與異物缺陷或厚薄不均等一般缺陷的對策不同的其他對策。
本發明的課題為確實地減少玻璃帶的表背面均凹陷的凹狀缺陷的發生。
[解決課題之手段]
為了解決所述課題而創造的本發明是一種玻璃物品的製造方法,包括:成形步驟,由熔融玻璃來成形玻璃帶;以及搬送步驟,將經過成形步驟的玻璃帶進行搬送;所述玻璃物品的製造方法包括:檢查步驟,對玻璃帶的表背面均凹陷的凹狀缺陷的有無進行檢查;以及應對步驟,執行減少凹狀缺陷的對策。此處,檢查步驟中的檢查對象可為玻璃帶,亦可為由玻璃帶所獲得的玻璃物品(例如玻璃板等)。
如此一來,由於對玻璃帶的表背面均凹陷的凹狀缺陷(以下亦存在僅稱為「凹狀缺陷」的情況)另外實施檢查步驟及應對步驟,故而能夠確實地減少此凹狀缺陷的發生。此外,後文對凹狀缺陷的發生原因加以說明。
所述構成中,熔融玻璃較佳為包含MgO的鋁矽酸鹽玻璃(aluminosilicate glass)。具體而言,熔融玻璃較佳為以質量%計,包含50%~80%的SiO2
、5%~25%的Al2
O3
、0%~15%的B2
O3
、1%~20%的Na2
O、0%~10%的K2
O、1%~5%的MgO、0.5%~10%的P2
O5
、0%~5%的LiO2
作為玻璃組成。
如此一來,由於成為容易發生玻璃帶的凹狀缺陷的玻璃組成,故而本發明的玻璃物品的製造方法特別有用。
所述構成中,應對步驟較佳為包括控制步驟,所述控制步驟根據由檢查步驟所檢測到的凹狀缺陷的發生狀況,來調整搬送步驟中的玻璃帶的搬送速度。
本發明者進行銳意研究,結果獲得如下見解:凹狀缺陷的發生率隨著成形步驟附近的高溫區域中的玻璃帶的停留時間而變化。即,於在檢查步驟中偵檢出玻璃帶的表背面均凹陷的凹狀缺陷的情況下,若於控制步驟中,根據所述凹狀缺陷的發生狀況來調整玻璃帶的搬送速度,對成形步驟附近的高溫區域中的玻璃帶的停留時間加以適當管理,則能確實地減少凹狀缺陷的發生。
所述構成中,較佳為於控制步驟中,在凹狀缺陷的發生增加的情況下,提高玻璃帶的搬送速度。
本發明者確認到,若提高玻璃帶的搬送速度,縮短成形步驟附近的高溫區域中的玻璃帶的停留時間,則凹狀缺陷的發生減少。因此,較佳為於凹狀缺陷的發生增加的情況下,如所述構成般,提高玻璃帶的搬送速度,縮短成形步驟附近的高溫區域中的玻璃帶的停留時間。
所述構成中,較佳為於控制步驟中,在提高玻璃帶的搬送速度的情況下,增加成形步驟中的熔融玻璃的流量。
如此一來,即便玻璃帶的搬送速度提高,熔融玻璃的流量亦增加,因此能夠將玻璃帶的板厚維持為固定。
所述構成中,較佳為於成形步驟中,利用下拉法,使熔融玻璃沿著成形體的表面流下而成形玻璃帶,且於控制步驟中,根據由檢查步驟所檢測到的凹狀缺陷的發生狀況,來調整冷卻輥的旋轉速度,所述冷卻輥於成形體的正下方,從表背兩側夾持玻璃帶的寬度方向兩端部。
如此一來,能簡單且確實地調整成形步驟附近的高溫區域,即,成形體的正下方的玻璃帶的停留時間。
所述構成中,較佳為於熔融玻璃為包含MgO的鋁矽酸鹽玻璃的情況下,於成形步驟中,利用下拉法,使熔融玻璃沿著成形體的表面流下而成形玻璃帶,且應對步驟包括選定步驟,所述選定步驟事先選定包含Mg的耐火材料(refractory material)來作為成形體的耐火材料。
本發明者進行銳意研究,結果獲得如下見解:於熔融玻璃為包含MgO的鋁矽酸鹽玻璃的情況下,若於成形體與熔融玻璃的界面存在富含Mg的區域,則玻璃帶的凹狀缺陷減少。即,如上所述,若選定包含Mg的耐火材料來作為成形體的耐火材料,則於成形體的表面存在由耐火材料而來的富含Mg的區域,因此能夠確實地減少玻璃帶的凹狀缺陷。
所述構成中,較佳為於熔融玻璃為包含MgO的鋁矽酸鹽玻璃的情況下,於成形步驟中,利用下拉法,使熔融玻璃沿著成形體的表面流下而成形玻璃帶,並且應對步驟包括形成步驟,所述形成步驟事先於成形體的表面形成包含Mg的富含Mg的層。
本發明者進行銳意研究,結果獲得如下見解:於熔融玻璃為包含MgO的鋁矽酸鹽玻璃的情況下,若於成形體與熔融玻璃的界面存在富含Mg的區域,則玻璃帶的凹狀缺陷減少。即,如上所述,若於成形體的表面形成富含Mg的層,則於成形體與熔融玻璃的界面存在由富含Mg的層而來的富含Mg的區域,因此能確實地減少玻璃帶的凹狀缺陷。
所述構成中,凹狀缺陷例如深度為1 nm~1 μm、長度為0.1 mm~20 mm、寬度為0.1 mm~10 mm。
為了解決所述課題而創造的本發明是一種玻璃物品的製造方法,包括成形步驟,即,利用下拉法,使熔融玻璃沿著成形體的表面流下而成形玻璃帶,並且所述玻璃物品的製造方法中,熔融玻璃為包含MgO的鋁矽酸鹽玻璃,成形體包括包含Mg的耐火材料。
依據此種構成,能夠享受與已述的對應構成同樣的作用效果。
為了解決所述課題而創造的本發明是一種玻璃物品的製造方法,包括成形步驟,即,利用下拉法,使熔融玻璃沿著成形體的表面流下而成形玻璃帶,並且所述玻璃物品的製造方法中,熔融玻璃為包含MgO的鋁矽酸鹽玻璃,成形體於成形體的表面包括包含Mg的富含Mg的層。
依據此種構成,能夠享受與已述的對應構成同樣的作用效果。
為了解決所述課題而創造的本發明是一種玻璃物品的製造裝置,包括:成形區,由熔融玻璃來成形玻璃帶;以及搬送區,於成形區的下游側搬送玻璃帶,所述玻璃物品的製造裝置包括:檢查部,對玻璃帶的表背面均凹陷的凹狀缺陷的有無進行檢查;以及控制部,根據由檢查部所檢測到的凹狀缺陷的發生狀況,來調整搬送區中的玻璃帶的搬送速度。
依據此種構成,能夠享受與已述的對應構成同樣的作用效果。
[發明的效果]
依據本發明,能夠確實地減少玻璃帶的表背面均凹陷的凹狀缺陷的發生。
以下,基於隨附圖式,對本發明的實施方式加以說明。圖中的XYZ為直交座標系。X方向及Y方向為水平方向,Z方向為鉛垂方向。於以縱姿勢來搬送玻璃帶G的期間,X方向成為玻璃帶G的板厚方向,Y方向成為玻璃帶G的寬度方向,Z方向成為玻璃帶G的搬送方向(拉板方向)。此外,存在藉由對各實施方式中對應的構成元件標註同一符號,來省略重覆的說明的情況。於各實施方式中僅對構成的一部分加以說明的情況下,關於此構成的其他部分,能應用先行說明的其他實施方式的構成。另外,不僅是於各實施方式的說明中所明示的構成的組合,只要不會對組合造成特別阻礙,則即便未明示,亦可將多個實施方式的構成彼此部分性地加以組合。
(第一實施方式)
如圖1所示,第一實施方式的玻璃物品的製造裝置是用以製造作為玻璃物品的玻璃板Gp的裝置。本製造裝置包括:玻璃帶G的處理裝置1、切斷裝置2、檢查部3、及控制部4。
處理裝置1包括:成形區11,將玻璃帶G連續成形;熱處理區12,將玻璃帶G進行熱處理(徐冷);冷卻區13,將玻璃帶G冷卻至室溫附近;以及輥對14,於成形區11、熱處理區12及冷卻區13的每個區,分別設置為上下多段。此外,本實施方式中,從成形體15的下端15c至折斷位置(切斷位置)P2為止的區域被設為玻璃帶G的搬送區。即,本實施方式中,搬送區包含熱處理區12及冷卻區13。
成形區11及熱處理區12包括玻璃帶G的搬送路徑的周圍由壁部所包圍的爐,對玻璃帶G的溫度進行調整的加熱器(heater)等加熱裝置配置於爐內的適當部位。另一方面,冷卻區13於玻璃帶G的搬送路徑的周圍未由壁部包圍的情況下,於常溫的外部環境開放,未配置加熱器等加熱裝置。藉由通過熱處理區12及冷卻區13,而對玻璃帶G賦予所需的熱歷程(thermal history)。
於成形區11的內部空間,配置有成形體15,所述成形體15利用溢流下拉法而由熔融玻璃Gm來成形玻璃帶G。供給至成形體15的熔融玻璃Gm從形成於成形體15的頂部15a的槽部(未圖示)中溢出,所述溢出的熔融玻璃Gm順著成形體15的呈現出剖面楔狀的兩側面15b而於下端15c合流,藉此連續成形板狀的玻璃帶G。所成形的玻璃帶G為縱姿勢(較佳為鉛垂姿勢)。此外,玻璃帶G及玻璃板Gp是與熔融玻璃Gm實質上相同的玻璃組成。
本實施方式中,成形體15為氧化鋁系成形體。氧化鋁系成形體較佳為Al2
O3
的含量為90質量%以上的成形體。此外,成形體15亦可為鋯系成形體等。但,於鋯系成形體的情況下,在使特定的強化玻璃組成的熔融玻璃Gm流下的情況下,存在由成形體15而來的氧化鋯混入熔融玻璃Gm中,而成為玻璃帶G及/或玻璃板Gp的缺陷的顧慮。因此,就防止由此種氧化鋯所引起的缺陷發生的觀點而言,成形體15更佳為氧化鋁系成形體。
熱處理區12的內部空間向下方具有既定的溫度梯度。縱姿勢的玻璃帶G是以隨著於熱處理區12的內部空間向下方移動,而溫度降低的方式進行熱處理(徐冷)。藉由此熱處理,而減少玻璃帶G的內部應變。熱處理區12的內部空間的溫度梯度可藉由例如設置於熱處理區12的壁部內表面的加熱裝置來調整。
多個輥對14是從表背兩側來夾持縱姿勢的玻璃帶G的寬度方向的兩端部。多個輥對14中,配置於最上段的輥對是於內部包括冷卻機構的冷卻輥14a。此外,於熱處理區12的內部空間等中,多個輥對14中亦可包含未夾持玻璃帶G的寬度方向的兩端部的輥。即,亦可使輥對14的相向間隔大於玻璃帶G的寬度方向的兩端部的板厚,以使玻璃帶G於輥對14之間通過。
本實施方式中,處理裝置1中獲得的玻璃帶G的寬度方向的兩端部由於成形過程的收縮等的影響,而包含與寬度方向的中央部相比而言板厚大的部分(以下亦稱為「耳部」)。
切斷裝置2包括:刻劃線形成裝置21、及折斷裝置22,構成為將從處理裝置1降下而來的縱姿勢的玻璃帶G於寬度方向每隔既定的長度切斷。藉此,從玻璃帶G上依序切割出玻璃板Gp。
玻璃板Gp是採取一片或多片製品玻璃板的玻璃原板(母玻璃板(mother glass plate))。玻璃板Gp的板厚例如為0.2 mm~10 mm,玻璃板Gp的尺寸例如為700 mm×700 mm~3000 mm×3000 mm。玻璃板Gp是作為例如顯示器的基板或蓋玻璃(cover glass)而利用。此外,顯示器的基板或蓋玻璃並不限定於平板。
刻劃線形成裝置21是在設置於處理裝置1的下方的刻劃線形成位置P1,於玻璃帶G的表背面的其中一面形成刻劃線S的裝置。本實施方式中,刻劃線形成裝置21包括:輪式切割機23,於玻璃帶G的表背面的其中一面,沿著其寬度方向而形成刻劃線S;以及支持構件24(例如支持棒或支持輥),在與輪式切割機23對應的位置,支持玻璃帶G的表背面中的另一面。
輪式切割機23及支持構件24成為如下構成:追隨降下中的玻璃帶G而降下,並且於玻璃帶G的寬度方向的全域或者一部分形成刻劃線S。本實施方式中,於包含板厚相對較大的耳部的寬度方向的兩端部亦形成刻劃線S。此外,刻劃線S亦可藉由雷射的照射等而形成。
折斷裝置22是在設置於刻劃線形成位置P1的下方的折斷位置P2,沿著刻劃線S將玻璃帶G折斷而獲得玻璃板Gp的裝置。本實施方式中,折斷裝置22包括:折斷構件25,自未形成有刻劃線S的面側,與刻劃線S的形成區域抵接;以及夾頭(chuck)26,於較折斷位置P2更下方抓握玻璃帶G的下部區域。
折斷構件25包括板狀體(平板),所述板狀體(平板)追隨降下中的玻璃帶G而降下,並且包括與玻璃帶G的寬度方向的全域或者一部分接觸的平面。折斷構件25的接觸面亦可為於寬度方向彎曲的曲面。
夾頭26於玻璃帶G的寬度方向的兩端部,分別於玻璃帶G的長邊方向隔開間隔而設置有多個。設置於寬度方向的各個端部的多個夾頭26全部是由同一臂(未圖示)來保持。藉由各個臂的動作,多個夾頭26追隨降下中的玻璃帶G而降下,並且以折斷構件25為支點來進行用以使玻璃帶G彎曲的動作。藉此,對刻劃線S及其近旁賦予彎曲應力,將玻璃帶G沿著刻劃線S而於寬度方向折斷。其結果為,從玻璃帶G上切割出玻璃板Gp。所切割出的玻璃板Gp從夾頭26交接給另一搬送裝置27的夾頭28後,以縱姿勢的狀態沿著寬度方向(Y方向)而搬送。此外,利用搬送裝置27的玻璃板Gp的搬送方向並不限定於寬度方向,可設定為任意方向。夾頭26、夾頭28亦可變更為負壓吸附等其他的保持形態。
檢查部3是對圖2A及圖2B所示的凹狀缺陷F的有無進行檢查的裝置。凹狀缺陷F是玻璃板Gp的表背面均凹陷的微小凹部。凹狀缺陷F為表面缺陷,因此於檢查部3,可使用對表面缺陷的有無進行檢查的公知的檢查裝置。此外,表面缺陷中包含例如突起狀缺陷或傷痕、污垢等。
如圖1所示,檢查部3為了對凹狀缺陷F的有無進行檢查,而將從玻璃帶G上切割出的玻璃板Gp作為檢查對象。本實施方式中,檢查部3包括:光源31,配置於玻璃板Gp的表背面的其中一面側的固定位置;以及感測器32,配置於玻璃板Gp的表背面中的另一面側的固定位置。光源31朝向玻璃板Gp照射光,感測器32接收由光源31照射且透過玻璃板Gp的光。檢查部3基於由感測器32所接收的光量的變化來檢測表面缺陷的有無。
可利用檢查部3的光源31及感測器32來檢查的區域是於Z方向延伸的線狀。利用光源31及感測器32的檢查區域是藉由利用搬送裝置27使玻璃板Gp移動,從而遍及玻璃板Gp的表背面的各自的整個面來掃描。藉此,檢查以凹狀缺陷F為代表的表面缺陷的有無。檢測到表面缺陷的玻璃板Gp為了確定表面缺陷的種類,而從搬送裝置27的搬送路徑中採取。為了確定表面缺陷的種類,可使用白色光干涉型顯微鏡(例如菱化系統股份有限公司製造的巴特掃描(VertScan)(註冊商標)等)。其結果為,於利用白色光干涉型顯微鏡來觀察玻璃板Gp的表面缺陷的剖面形狀,且在表背面檢測到滿足既定的判定基準的凹部的情況下,能夠判定為凹狀缺陷F形成於玻璃板Gp。判定基準設定為例如考慮到所檢測到的凹部的板厚方向的深度、搬送方向的長度、與搬送方向正交的方向的寬度等所檢測到的凹部的尺寸的值。
如圖2A及圖2B所示,凹狀缺陷F形成沿著搬送方向而延伸的條紋狀,例如,板厚方向的深度D為1 nm~1 μm,搬送方向的長度L為0.1 mm~20 mm,與搬送方向正交的方向的寬度W為0.1 mm~10 mm。此外,若加快玻璃帶G的搬送速度,則凹狀缺陷F的長度L延長,若減緩玻璃帶G的搬送速度,則凹狀缺陷F的長度L縮短。
可知,凹狀缺陷F的發生率隨著成形體15附近的高溫區域H(參照圖3A~圖3D)中的玻璃帶G的停留時間而變化。即存在如下傾向:若高溫區域H中的玻璃帶G的停留時間延長,則凹狀缺陷F的發生增加(參照下述表1)。
可形成凹狀缺陷F的高溫區域H考慮圖3A~圖3D所示的四種形態。即,第一形態中,如圖3A所示,從成形體15的側面15b的中間位置至冷卻輥14a的下方位置為止成為高溫區域H。第二形態中,如圖3B所示,從成形體15的側面15b的中間位置至成形體15的下端15c的下方且冷卻輥14a的上方的位置為止成為高溫區域H。第三形態中,如圖3C所示,從成形體15的下端15c的下方的位置至冷卻輥14a的上方的位置為止成為高溫區域H。第四形態中,如圖3D所示,從成形體15的下端15c的下方且冷卻輥14a的上方的位置至冷卻輥14a的下方的位置為止成為高溫區域H。不論為哪一種形態,若提高玻璃帶G的搬送速度(拉板速度),則玻璃帶G的上下方向的溫度梯度維持為固定,因此能夠縮短高溫區域H的停留時間。
此處,凹狀缺陷F的發生原因考慮以下兩個原因。即,作為第一原因,認為是由所述高溫區域H中所產生的玻璃的分相所引起。其原因在於,於選擇容易產生分相的玻璃組成的情況下,存在凹狀缺陷F增加的傾向。因此,高溫區域H亦可基於玻璃分相的溫度來設定。作為第二原因,認為是由Mg離子從包含MgO的熔融玻璃Gm中向成形體15的擴散(移動)所引起。此外,凹狀缺陷F的發生原因雖尚未完全查明,但所述第二原因更有可能。
於熔融玻璃Gm(玻璃帶G)為包含MgO的鋁矽酸鹽玻璃的情況下,玻璃帶G容易產生凹狀缺陷F。具體而言,於熔融玻璃Gm以質量%計包含50%~80%的SiO2
、5%~25%的Al2
O3
、0%~15%的B2
O3
、1%~20%的Na2
O、0%~10%的K2
O、1%~5%的MgO、0.5%~10%的P2
O5
、0%~5%的LiO2
作為玻璃組成的情況下,玻璃帶G容易產生凹狀缺陷F。此玻璃組成中,可形成凹狀缺陷F的高溫區域H例如為800℃~1100℃。另外,若如上所述來限制玻璃組成範圍,則於玻璃帶G中,容易以高水準來兼具離子交換性能及耐失透性(devitrification resistance)。因此,獲得適合於化學強化用玻璃板的玻璃帶G,所述化學強化用玻璃板用於行動電話(mobile phone)、數位相機(digital camera)、個人數位助理(Personal Digital Assistant,PDA)(行動終端機(mobile terminal))、觸控面板顯示器(touch panel display)等的蓋玻璃。
MgO是降低高溫黏度,提高熔融性或成形性,或者提高應變點(strain point)或楊氏模數(Young's modulus)的成分,是鹼土金屬氧化物中,提高離子交換性能的效果大的成分。但是,若MgO的含量過多,則密度或熱膨脹係數容易升高,另外玻璃容易失透。因此,MgO的較佳上限範圍為5%以下,特佳為4%以下,MgO的較佳下限範圍為2%以上。
P2
O5
是於將玻璃進行化學強化的情況下,提高離子交換性能的成分,尤其是增大壓縮應力層的應力深度的成分。另外,隨著P2
O5
的含量增加,玻璃容易分相,容易發生凹狀缺陷F。P2
O5
的下限值較佳為2%,更佳為4%。另一方面,P2
O5
的上限值較佳為8%,更佳為6%。
Li2
O為離子交換成分,並且是降低高溫黏度、提高熔融性或成形性的成分。另外,是提高楊氏模數的成分。進而於鹼金屬氧化物中,增大壓縮應力值的效果大。但是,若Li2
O的含量過多,則液相黏度降低,玻璃容易失透。另外,若熱膨脹係數過度升高,則耐熱衝擊性下降,或難以使其與周邊材料的熱膨脹係數匹配。進而,若低溫黏性過度下降,容易產生應力緩和,則反而存在壓縮應力值減小的情況。因此,Li2
O的含量較佳為0%~3.5%、0%~2%、0%~1%、0%~0.5%,特佳為0.01%~0.2%。
如圖1所示,控制部4構成為:根據檢測到的凹狀缺陷F的發生狀況來調整玻璃帶G的搬送速度(拉板速度)。詳細而言,控制部4於凹狀缺陷F的發生增加的情況下,藉由提高冷卻輥14a的旋轉速度,來提高玻璃帶G的搬送速度。
控制部4構成為:當提高玻璃帶G的搬送速度時,供給至成形體15的熔融玻璃Gm的流量亦增加。此時,玻璃帶G的流量只要為了防止隨著搬送速度的增加而玻璃帶G的板厚減少,來進行微調整即可。
其次,對使用以所述方式構成的玻璃物品的製造裝置的玻璃物品的製造方法加以說明。
本實施方式的玻璃物品的製造方法包括成形步驟、熱處理步驟、冷卻步驟、切斷步驟、檢查步驟、及應對步驟。此外,熱處理步驟、冷卻步驟及切斷步驟的一部分兼為搬送玻璃帶G的搬送步驟。
成形步驟是於成形區11中成形玻璃帶G的步驟。
熱處理步驟是於熱處理區12中,對經過成形步驟的玻璃帶G實施熱處理的步驟。
冷卻步驟是於冷卻區13中,將經過熱處理步驟的玻璃帶G冷卻的步驟。
切斷步驟是一面將經過冷卻步驟的玻璃帶G進行搬送,一面利用切斷裝置2將玻璃帶G於寬度方向切斷而獲得玻璃板Gp的步驟。
檢查步驟是利用檢查部3等對玻璃板Gp中的凹狀缺陷F的有無進行檢查的步驟。檢查步驟中,依據既定的判定基準來檢查凹狀缺陷F的有無。
應對步驟是執行減少玻璃帶的凹狀缺陷F的對策的步驟。本實施方式中,應對步驟包括控制步驟,所述控制步驟根據由檢查步驟所檢測到的凹狀缺陷F的發生狀況來調整玻璃帶G的搬送速度。
控制步驟中,於凹狀缺陷F的發生增加的情況下,利用冷卻輥14a,提高玻璃帶G的搬送速度,將凹狀缺陷F的發生控制在既定的目標值以下。此處,目標值中,可設定具有凹狀缺陷F的玻璃板Gp的發生率、具有凹狀缺陷F的玻璃板Gp的發生片數、每一片玻璃板Gp的凹狀缺陷F的數量等與凹狀缺陷F有關的任意參數。如此一來,於凹狀缺陷F的發生增加的情況下,由於提高玻璃帶G的搬送速度,故而成形體15附近的高溫區域H中的玻璃帶G的停留時間縮短。於此情況下,成形體15與熔融玻璃Gm的接觸時間亦縮短,因此即便是熔融玻璃Gm包含MgO的情況,從熔融玻璃Gm擴散至成形體15的Mg離子的量亦必然減少。因此,能夠確實地減少玻璃帶G的凹狀缺陷F。
此外,與此相反,若降低玻璃帶G的搬送速度,則成形體15附近的高溫區域H中的玻璃帶G的停留時間延長。於此情況下,成形體15與熔融玻璃Gm的接觸時間亦延長,因此從玻璃帶Gm擴散至成形體15的Mg離子的量亦必然增多。因此,存在玻璃帶G的凹狀缺陷F增加的情況。
另外,控制步驟中,於凹狀缺陷F的發生增加的情況下,除了提高玻璃帶G的搬送速度以外,供給至成形體15的熔融玻璃Gm的流量亦增加。如此一來,能夠防止隨著搬送速度的增加而玻璃帶G的板厚減少,可將玻璃帶G的板厚維持為固定。
(第二實施方式)
圖4是表示第二實施方式的玻璃物品的製造方法中所包括的應對步驟的圖。
本實施方式中,應對步驟包括選定步驟,所述選定步驟於將成為製品的玻璃帶G成形之前,選定包含Mg的耐火材料來作為成形體15的耐火材料。
成形體15中的Mg的含量較佳為1質量%~5質量%。此外,於使用氧化鋁系成形體作為成形體15的情況下,Mg的含量較佳為少於Al2
O3
的含量。
若如上所述,選定包含Mg的耐火材料來作為成形體15,則成形體15整體的Mg的濃度高,因此於成形體15的表層部存在Mg的濃度高的富含Mg的層R1。因此,即便玻璃帶G為包含MgO的鋁矽酸鹽玻璃,富含Mg的層R1亦作為抑制Mg離子擴散的擴散抑制層而發揮功能。因此,能夠確實地抑制Mg離子從熔融玻璃Gm向成形體15擴散,能夠確實地減少玻璃帶G的凹狀缺陷F。
(第三實施方式)
圖5是表示第三實施方式的玻璃物品的製造方法中所包括的應對步驟的圖。
本實施方式中,應對步驟包括形成步驟,所述形成步驟於將成為製品的玻璃帶G成形的成形步驟之前,於成形體15的表面(例如頂部15a及側面15b)形成包含Mg的富含Mg的層R2。
富含Mg的層R2中的Mg的含量較佳為多於可從熔融玻璃Gm中擴散的Mg的量。具體而言,富含Mg的層R2中的Mg的含量例如較佳為1質量%以上。
富含Mg的層R2較佳為包含尖晶石(spinel)(MgAl2
O4
)來作為主成分。於使用氧化鋁系成形體來作為成形體15的情況下,由於成形體15中包含氧化鋁(Al2
O3
),因此於成形體15的表面容易形成包含尖晶石的富含Mg的層R2。於如上所述將富含Mg的層R2的主成分設為尖晶石的情況下,富含Mg的層R2中的Mg的含量的上限成為17質量%。因此,並不限定於將富含Mg的層R2的主成分設為尖晶石的情況,富含Mg的層R2中的Mg的含量較佳為設為17質量%以下。
富含Mg的層R2的厚度較佳為100 μm以下,更佳為20 μm~100 μm,最佳為50 μm~100 μm。
若如上所述於成形體15的表面形成富含Mg的層R2,則於成形體15與熔融玻璃Gm的界面存在Mg的濃度高的層。因此,即便玻璃帶G為包含MgO的鋁矽酸鹽玻璃,富含Mg的層R2亦作為抑制Mg離子擴散的擴散抑制層而發揮功能。因此,能夠確實地抑制Mg離子從熔融玻璃Gm向成形體15擴散,能夠確實地減少玻璃帶G的凹狀缺陷F。
如圖6所示,於形成步驟中,藉由使包含MgO的第二熔融玻璃Gm1沿著成形體15的表面流下,而形成富含Mg的層R2。
詳細而言,若使包含MgO的第二熔融玻璃Gm1沿著成形體15的表面流下,則Mg離子從第二熔融玻璃Gm1擴散至成形體15,於成形體15的表面形成富含Mg的層MR。然後,若Mg離子繼續從第二熔融玻璃Gm1向成形體15擴散,則富含Mg的層R2的厚度增加至既定的厚度。藉此,於成形體15的表面充分形成富含Mg的層R2。
於成形體15為氧化鋁系成形體的情況下,於所述形成步驟中,成形體15的氧化鋁與第二熔融玻璃Gm1的MgO進行反應,形成以尖晶石為主成分的富含Mg的層R2。
用以形成富含Mg的層R2的第二熔融玻璃Gm1較佳為與將成為製品的玻璃帶G成形時所使用的熔融玻璃Gm相同或近似的玻璃組成,例如較佳為所述包含MgO的鋁矽酸鹽玻璃。
於熔融玻璃Gm與第二熔融玻璃Gm1的玻璃組成不同的情況下,形成富含Mg的層R2後,進行基材轉變步驟,使供給至成形體15的熔融玻璃從第二熔融玻璃Gm1緩緩變化為熔融玻璃Gm。成形步驟是於基材轉變步驟完畢之後開始。於熔融玻璃Gm與第二熔融玻璃Gm1的玻璃組成不同的情況下,第二熔融玻璃Gm1可設為例如包含MgO的無鹼玻璃(alkali free glass)。無鹼玻璃只要設為如下組成即可,例如以質量%計,含有50%~70%的SiO2
、12%~25%的Al2
O3
、0%~12%的B2
O3
、0%~小於1%的Li2
O+Na2
O+K2
O(Li2
O、Na2
O及K2
O的總量)、1%~8%的MgO、0%~15%的CaO、0%~12%的SrO、0%~15%的BaO。
此外,富含Mg的層R2的形成方法並不限定於此。例如亦可藉由濺鍍成膜而形成富含Mg的層R2。
[實施例]
根據評價試驗的結果來表示於提高玻璃帶的搬送速度的情況下,表背面均凹陷的凹狀缺陷的發生率下降。評價試驗中,於以成形時的熔融玻璃的流量設為固定的狀態,使玻璃帶的搬送速度變化的情況下,檢查凹狀缺陷的發生率(具有凹狀缺陷的玻璃板的片數/玻璃板的檢查片數)如何變化。此時,玻璃板中只要存在一個凹狀缺陷,則作為具有凹狀缺陷的玻璃板來計數。將其結果示於表1中。此外,搬送速度是由以實施例No.6的搬送速度設為基準(將實施例No.6的搬送速度設為1)的相對值來表示。
各實施例的玻璃板為包含MgO的鋁矽酸鹽玻璃,以質量%計包含53.59%的SiO2
、20.0%的Al2
O3
、0.5%的B2
O3
、13.7%的Na2
O、4.4%的K2
O、2.1%的MgO、5.4%的P2
O5
、0.01%的Li2
O、0.3%的SnO2
作為玻璃組成。各實施例的玻璃板的尺寸為2350 mm×2560 mm。
[表1]
板厚[mm] | 檢查片數a | 有凹狀缺陷的片數b | 凹狀缺陷發生率b/a | 搬送速度[無單位] | |
實施例No.1 | 0.5 | 110 | 84 | 76% | 1.77 |
實施例No.2 | 0.55 | 103 | 68 | 66% | 1.62 |
實施例No.3 | 0.6 | 94 | 63 | 67% | 1.49 |
實施例No.4 | 0.7 | 82 | 78 | 95% | 1.28 |
實施例No.5 | 0.8 | 71 | 64 | 90% | 1.13 |
實施例No.6 | 0.9 | 63 | 62 | 98% | 1.00 |
依據表1可認識到,若搬送速度(拉板速度)提高,則存在凹狀缺陷的發生率下降的傾向。
繼而,依據所述第三實施方式來進行實施例7。於實施例7的形成步驟中,藉由使包含4質量%的MgO的無鹼玻璃(第二熔融玻璃Gm1)沿著成形體15的表面流下,而形成富含Mg的層R2。形成步驟約實施30天。然後,以所述實施例6的條件,獲得包含MgO的鋁矽酸鹽玻璃的玻璃板。其結果為,凹狀缺陷發生率下降至5%。
此外,對本發明的實施方式的玻璃物品的製造裝置及其製造方法加以說明,但本發明的實施方式並不限定於此,可於不脫離本發明的要旨的範圍內實施多種變更。
所述實施方式中,藉由刻劃割斷來切斷玻璃帶G,但亦可利用雷射割斷或雷射熔斷等其他方法來切斷。
所述實施方式中,於對凹狀缺陷F的有無進行檢查的檢查步驟之前,亦可更設置將玻璃板Gp的耳部切斷的切斷步驟。
所述實施方式中,不僅實施對凹狀缺陷F的有無進行檢查的第一檢查步驟,亦可實施對玻璃板Gp的氣泡或異物等其他缺陷的有無進行檢查的第二檢查步驟。
所述實施方式中,已對玻璃物品為玻璃板Gp的情況加以說明,但玻璃物品亦可為例如將玻璃帶G捲繞為卷狀的玻璃輥等。
所述實施方式中,已對控制部4根據檢測到的凹狀缺陷F的發生狀況來自動調整玻璃帶G的搬送速度的情況加以說明,但操作人員亦可根據檢測到的凹狀缺陷F的發生狀況,來手動調整玻璃帶G的搬送速度或熔融玻璃Gm的流量。
所述實施方式中,玻璃物品的製造方法亦可更包括強化步驟,所述強化步驟將玻璃板Gp(化學強化用玻璃板)進行化學強化。
所述實施方式中,已例示出熔融玻璃Gm為鋁矽酸鹽玻璃的情況,但熔融玻璃Gm並不限定於此。
1:處理裝置
2:切斷裝置
3:檢查部
4:控制部
11:成形區
12:熱處理區
13:冷卻區
14:輥對
14a:輥對(冷卻輥)
15:成形體
15a:頂部
15b:側面
15c:下端
21:刻劃線形成裝置
22:折斷裝置
23:輪式切割機
24:支持構件
25:折斷構件
26、28:夾頭
27:搬送裝置
31:光源
32:感測器
D:深度
F:凹狀缺陷
G:玻璃帶
Gm:熔融玻璃
Gm1:第二熔融玻璃
Gp:玻璃板
H:高溫區域
L:長度
P1:刻劃線形成位置
P2:折斷位置(切斷位置)
R1:富含Mg的層
R2:富含Mg的層
W:寬度
S:刻劃線
X、Y、Z:方向
圖1是本發明的第一實施方式的玻璃物品的製造裝置的縱剖面圖。
圖2A是表示形成有凹狀缺陷的玻璃板的一例的正視圖。
圖2B是圖2A的A-A剖面圖。
圖3A是表示形成凹狀缺陷的溫度區域的一例的圖。
圖3B是表示形成凹狀缺陷的溫度區域的一例的圖。
圖3C是表示形成凹狀缺陷的溫度區域的一例的圖。
圖3D是表示形成凹狀缺陷的溫度區域的一例的圖。
圖4是表示本發明的第二實施方式的玻璃物品的製造方法中所包括的應對步驟的縱剖面圖。
圖5是表示本發明的第三實施方式的玻璃物品的製造方法中所包括的應對步驟的縱剖面圖。
圖6是表示將形成於圖5的成形體的表面的富含Mg的層形成的步驟的縱剖面圖。
1:處理裝置
2:切斷裝置
3:檢查部
4:控制部
11:成形區
12:熱處理區
13:冷卻區
14:輥對
14a:輥對(冷卻輥)
15:成形體
15a:頂部
15b:側面
15c:下端
21:刻劃線形成裝置
22:折斷裝置
23:輪式切割機
24:支持構件
25:折斷構件
26、28:夾頭
27:搬送裝置
31:光源
32:感測器
G:玻璃帶
Gm:熔融玻璃
Gp:玻璃板
P1:刻劃線形成位置
P2:折斷位置(切斷位置)
X、Z:方向
Claims (13)
- 一種玻璃物品的製造方法,包括:成形步驟,由熔融玻璃來成形玻璃帶;以及搬送步驟,將經過所述成形步驟的所述玻璃帶進行搬送,所述玻璃物品的製造方法的特徵在於包括: 檢查步驟,對所述玻璃帶的表背面均凹陷的凹狀缺陷的有無進行檢查;以及 應對步驟,執行減少所述凹狀缺陷的對策。
- 如申請專利範圍第1項所述的玻璃物品的製造方法,其中所述熔融玻璃為包含MgO的鋁矽酸鹽玻璃。
- 如申請專利範圍第2項所述的玻璃物品的製造方法,其中所述熔融玻璃以質量%計包含50%~80%的SiO2 、5%~25%的Al2 O3 、0%~15%的B2 O3 、1%~20%的Na2 O、0%~10%的K2 O、1%~5%的MgO、0.5%~10%的P2 O5 、0%~5%的LiO2 作為玻璃組成。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的玻璃物品的製造方法,其中所述應對步驟包括控制步驟,所述控制步驟根據由所述檢查步驟所檢測到的所述凹狀缺陷的發生狀況,來調整所述搬送步驟中的所述玻璃帶的搬送速度。
- 如申請專利範圍第4項所述的玻璃物品的製造方法,其中於所述控制步驟中,在所述凹狀缺陷的發生增加的情況下,提高所述玻璃帶的搬送速度。
- 如申請專利範圍第5項所述的玻璃物品的製造方法,其中於所述控制步驟中,在提高所述玻璃帶的搬送速度的情況下,增加所述成形步驟中的所述熔融玻璃的流量。
- 如申請專利範圍第4項至第6項中任一項所述的玻璃物品的製造方法,其中於所述成形步驟中,利用下拉法,使所述熔融玻璃沿著成形體的表面流下而成形所述玻璃帶,並且 於所述控制步驟中,根據由所述檢查步驟所檢測到的所述凹狀缺陷的發生狀況,來調整冷卻輥的旋轉速度,所述冷卻輥是在所述成形體的正下方,從表背兩側夾持所述玻璃帶的寬度方向兩端部。
- 如申請專利範圍第2項或第3項所述的玻璃物品的製造方法,其中於所述成形步驟中,利用下拉法,使所述熔融玻璃沿著成形體的表面流下而成形所述玻璃帶,並且 所述應對步驟包括選定步驟,所述選定步驟事先選定包含Mg的耐火材料來作為所述成形體的耐火材料。
- 如申請專利範圍第2項或第3項所述的玻璃物品的製造方法,其中於所述成形步驟中,利用下拉法,使所述熔融玻璃沿著成形體的表面流下而成形所述玻璃帶,並且 所述應對步驟包括形成步驟,所述形成步驟事先於所述成形體的表面形成包含Mg的富含Mg的層。
- 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的玻璃物品的製造方法,其中所述凹狀缺陷的深度為1 nm~1 μm、長度為0.1 mm~20 mm、寬度為0.1 mm~10 mm。
- 一種玻璃物品的製造方法,包括成形步驟,所述成形步驟利用下拉法,使熔融玻璃沿著成形體的表面流下而成形玻璃帶,所述玻璃物品的製造方法的特徵在於: 所述熔融玻璃為包含MgO的鋁矽酸鹽玻璃,並且 所述成形體包括包含Mg的耐火材料。
- 一種玻璃物品的製造方法,包括成形步驟,所述成形步驟利用下拉法,使熔融玻璃沿著成形體的表面流下而成形玻璃帶,所述玻璃物品的製造方法的特徵在於: 所述熔融玻璃為包含MgO的鋁矽酸鹽玻璃,並且 所述成形體於所述成形體的表面包括包含Mg的富含Mg的層。
- 一種玻璃物品的製造裝置,包括:成形區,由熔融玻璃來成形玻璃帶;以及搬送區,於所述成形區的下游側搬送所述玻璃帶,所述玻璃物品的製造裝置的特徵在於包括: 檢查部,對所述玻璃帶的表背面均凹陷的凹狀缺陷的有無進行檢查;以及 控制部,根據由所述檢查部所檢測到的所述凹狀缺陷的發生狀況,來調整所述搬送區中的所述玻璃帶的搬送速度。
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