TWI402223B - Manufacture method of glass plate and manufacturing apparatus for glass plate - Google Patents

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TWI402223B
TWI402223B TW101110965A TW101110965A TWI402223B TW I402223 B TWI402223 B TW I402223B TW 101110965 A TW101110965 A TW 101110965A TW 101110965 A TW101110965 A TW 101110965A TW I402223 B TWI402223 B TW I402223B
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Hiroyuki Kariya
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Description

玻璃板之製造方法及玻璃板製造裝置
本發明係關於一種玻璃板之製造方法及玻璃板製造裝置。
先前,例如使用下拉法作為液晶顯示器等平面顯示器用之玻璃板或覆蓋玻璃用之玻璃板的成形方法之一。
作為使用下拉法成形玻璃板之設備,例如,如專利文獻1(日本專利特開2009-196879號公報)中所記載般,存在包括於成形爐中藉由使熔融玻璃自頂部溢出而於下方成形玻璃板之成形體及用以緩冷該玻璃板之緩冷爐、冷卻室等者。
近年來,由於液晶顯示器要求高精度,故而要求減少液晶顯示器中所使用之玻璃板之內部應變。又,液晶顯示器有越發大型化之傾向,所使用之玻璃板亦大型化。但,玻璃板中存在越大型化則內部應變越大之問題。
又,隨著玻璃板之大型化,製造玻璃板之設備亦大型化。例如,於使用下拉法製造玻璃板之情形時,緩冷該玻璃板之緩冷爐或成形玻璃板之成形爐等爐亦必需隨著玻璃板之大型化而大型化。
此處設想,若使爐大型化,則於專利文獻1(日本專利特開2009-196879號公報)中所記載之設備中,例如隨著爐之 大型化而沿爐之爐壁之外表面產生更大之上升氣流。因此,擔心爐壁之外表面之溫度不穩定而使爐內之溫度發生變動。進而,擔心由於在玻璃板之表面附近之空氣與較其更外側(接近爐壁之區域)之空氣之間產生溫度差,而產生沿玻璃板之表面上升之上升氣流,爐內之溫度發生變動。此處,所謂變動表示溫度自設定溫度意外地發生變化。
但,利用緩冷爐或冷卻室之緩冷玻璃板之步驟係用以使玻璃板中不產生應變之重要步驟。因此,較佳為爐內之溫度之變動可抑制。
因此,本發明之課題在於提供一種可藉由抑制爐內之溫度之變動而維持玻璃板之品質,例如可抑制玻璃板之內部應變增大的玻璃板之製造方法及玻璃板製造裝置。
本發明之玻璃板之製造方法係利用下拉法之玻璃板之製造方法。
該製造方法包括:對形成於包括成形爐及緩冷爐之爐與覆蓋上述爐之覆蓋部之間的爐外部空間進行氣壓控制的氣壓控制步驟,熔解玻璃原料而形成熔融玻璃之熔解步驟,將上述熔融玻璃供給至配置於上述成形爐之內部之成形體的供給步驟,於上述成形體中使熔融玻璃流下而成形玻璃板之成形步驟,於上述緩冷爐中一面使上述玻璃板單向移動一面冷卻上述玻璃板之緩冷步驟,及切割經冷卻之上述玻璃板之切割步驟。
上述爐外部空間包括:包含對應於上述成形爐之設置位置之區域的成形爐外部空間、及包含對應於上述緩冷爐之設置位置之區域的緩冷爐外部空間,且於上述氣壓控制步驟中,以至少上述成形爐外部空間之氣壓高於上述緩冷爐外部空間之氣壓之方式進行上述氣壓控制。
較佳為,於上述氣壓控制步驟中,以越往上述爐外部空間內之上述玻璃板之移動方向之上游側的位置氣壓越高之方式進行氣壓控制。
又,較佳為,爐外部空間進而包括位於包括成形爐外部空間及緩冷爐外部空間之上方空間下方的下方空間,於氣壓控制步驟中,以下方空間之氣壓成為大氣壓以上之氣壓之方式進行氣壓控制。
較佳為,上述成形爐外部空間之氣壓與上述緩冷爐外部空間之氣壓的差滿足0<(上述成形爐外部空間之氣壓-上述緩冷爐外部空間之氣壓)<20[Pa]。
又,較佳為,玻璃板之寬度方向之長度為2000 mm以上。
又,較佳為,玻璃板為液晶顯示器用之玻璃板。
再者,較佳為,上述成形步驟中包括使上述玻璃板之寬度方向之兩端部較上述玻璃板之寬度方向之中央部更急速冷卻、且上述兩端部之玻璃之黏度η滿足logη=9~14.5的步驟。
又,較佳為,上述緩冷步驟中,以拉伸應力於上述玻璃板之移動方向上發揮作用之方式, 至少於自上述玻璃板之玻璃緩冷點加上150℃而得之溫度,至上述玻璃板之玻璃應變點減去200℃而得之溫度的溫度區域中,使上述玻璃板之寬度方向之中央部的冷卻速度高於上述玻璃板之寬度方向之兩端部的冷卻速度,使上述玻璃板自上述玻璃板之寬度方向之中央部之溫度高於上述寬度方向之兩端部的狀態變化為上述中央部之溫度低於上述兩端部的狀態。
又,較佳為,於上述緩冷步驟中,進行下述之玻璃應變點上溫度控制步驟。
關於上述玻璃應變點上溫度控制步驟,其係自上述成形體之下部,於低於玻璃應變點附近之溫度區域之溫度區域中進行上述玻璃板之寬度方向之溫度控制的步驟;且其包括:使上述玻璃板之寬度方向之兩端部與上述兩端部所夾持之中央區域的溫度相比較低,且使上述中央區域之溫度變得均勻之步驟,以上述玻璃板之寬度方向之溫度為自上述中央部向上述兩端部變低之方式進行控制的步驟,及以於玻璃應變點附近之溫度區域中使上述兩端部與上述中央部之溫度梯度消失之方式進行控制的步驟。
又,較佳為,於進行上述玻璃板之寬度方向之溫度控制的步驟中,進而進行玻璃應變點下溫度控制步驟。
上述玻璃應變點下溫度控制步驟包括: 於上述玻璃板之玻璃應變點附近之溫度區域中,使自上述玻璃板之寬度方向之兩端部至上述玻璃板之寬度方向之中央部的溫度變得均勻的步驟,使自上述兩端部至上述中央部變得均勻之上述玻璃板的溫度自上述兩端部向上述中央部變低的步驟。
較佳為,上述緩冷步驟包括第1冷卻步驟、第2冷卻步驟、及第3冷卻步驟。
上述第1冷卻步驟係使上述玻璃板之寬度方向之中央部之溫度以第1平均冷卻速度冷卻至上述玻璃板之玻璃緩冷點。
上述第2冷卻步驟係使上述中央部之溫度以第2平均冷卻速度自上述玻璃緩冷點冷卻至玻璃應變點-50℃。
上述第3冷卻步驟係使上述中央部之溫度以第3平均冷卻速度自上述玻璃應變點-50℃冷卻至上述玻璃應變點-200℃。
上述第1平均冷卻速度為5.0℃/sec以上。
上述第1平均冷卻速度高於上述第3平均冷卻速度。
上述第3平均冷卻速度高於上述第2平均冷卻速度。
又,較佳為,上述玻璃板中SrO與BaO之合計含有率未達8質量%,且玻璃應變點為675℃以上,上述緩冷步驟中上述玻璃板自玻璃緩冷點至(玻璃應變點-50℃)之溫度的平均冷卻速度為0.5~未達5.5℃/sec。
較佳為,於上述緩冷步驟中,以於相對於由上述玻璃板之牽引中所使用之輥所狹持之部分而鄰接於上述玻璃板之 寬度方向內側之鄰接區域中不會產生塑性變形之方式,於上述鄰接區域之溫度為上述玻璃板之玻璃轉移點以上、玻璃軟化點以下之溫度區域中,使拉伸張力於上述玻璃板之移動方向上對上述玻璃板發揮作用。
又,較佳為,於上述緩冷步驟中,將上述玻璃板下拉之輥之旋轉係以如下方式進行控制:使設置於較上述玻璃板之溫度為玻璃緩冷點之溫度區域更往上述玻璃板之移動方向之下游側的輥之周速為設置於玻璃板之溫度為玻璃轉移點以上、玻璃軟化點以下之溫度區域中的輥之周速以上。
本發明之玻璃製造裝置具備成形爐、緩冷爐、及控制部。成形爐係利用下拉法成形玻璃板。緩冷爐係一面使於成形爐中所成形之玻璃板單向移動一面冷卻玻璃板。控制部係對形成於包括成形爐及緩冷爐之爐與覆蓋該爐之覆蓋部之間的爐外部空間進行氣壓控制。控制部係以越往上述爐外部空間內之上述玻璃板之移動方向之上游側的位置而氣壓越高如之方式進行氣壓控制。
又,玻璃板製造裝置中具備:成形爐、緩冷爐、及控制部。成形爐係利用下拉法成形玻璃板。緩冷爐係冷卻成形於成形爐中之玻璃板。控制部係對爐外部空間進行氣壓控制。爐外部空間形成於爐與覆蓋部之間。爐包括成形爐及緩冷爐。爐外部空間包括包含對應於成形爐之設置位置之區域的成形爐外部空間及包含對應於緩冷爐之設置位置之區域的緩冷爐外部空間。控制部係以成形爐外部空間之氣壓高於緩冷爐外部空間之氣壓之方式進行氣壓控制。
於本發明中,可藉由抑制爐內之溫度之變動而維持玻璃板之品質。例如,可抑制玻璃板之內部應變增大。
以下,一面參照圖式,一面針對使用本實施形態之玻璃板製造裝置100製造玻璃板的玻璃板之製造方法進行說明。
又,本說明書中之下述詞語係定義如下。
所謂玻璃緩冷點,係指關於玻璃之黏度η且logη=13之溫度。
所謂玻璃應變點,係指關於玻璃之黏度η且logη=14.5之溫度。
所謂玻璃應變點附近,係指自(應變點+25℃)至(應變點-50℃)之溫度之範圍。
所謂玻璃之軟化點,係指關於玻璃之黏度η且logη=7.65之溫度。
所謂玻璃帶之中央部,係指玻璃帶之寬度方向之寬度中玻璃帶之寬度方向的中心。
所謂玻璃帶之端部,係指距玻璃帶之寬度方向之邊緣100 mm以內之範圍。
(1)玻璃板之製造方法之概要
圖1係本實施形態之玻璃板之製造方法之一部分的流程圖。以下,利用圖1針對玻璃板之製造方法進行說明。
如圖1中所示般,玻璃板係經由包括熔解步驟ST1、澄清 步驟ST2、均質化步驟ST3、供給步驟ST4、成形步驟ST5、緩冷步驟ST6、及切割步驟ST7之各種步驟所製造。以下,針對該等步驟進行說明。
於熔解步驟ST1中,藉由加熱玻璃原料使其熔解而形成熔融玻璃。玻璃原料包含SiO2 、Al2 O3 等組成。
於澄清步驟ST2中澄清熔融玻璃。具體而言,使熔融玻璃中所含之氣體成分自熔融玻璃中釋放,或者使熔融玻璃中所含之氣體成分吸收於熔融玻璃中。
於均質化步驟ST3中使熔融玻璃均質化。於該步驟中,亦進行澄清完畢之熔融玻璃之溫度調整。
於供給步驟ST4中,將熔融玻璃供給至進行成形之成形裝置300(具體而言為成形體310)(下述)。於該步驟中,以成為適合用於使玻璃板G之成形開始之溫度的方式冷卻熔融玻璃。
於成形步驟ST5中,使熔融玻璃成形為板狀之玻璃板G。於本實施形態中,熔融玻璃係藉由溢流下拉法成形為板狀之玻璃板G。
於緩冷步驟ST6中,對成形步驟ST5中所成形之板狀之玻璃板G進行冷卻。
於切割步驟ST7中,以每段特定之長度切割經冷卻之玻璃板G。
再者,以每段特定之長度切割而得之玻璃板G1(參照圖3等)此後進而經切割,且進行磨削研磨、洗淨、檢查而成為玻璃板(不賦予標記而僅表達為玻璃板係意指最終所製 造之玻璃板),可使用於液晶顯示器或者有機EL(electro luminescence,電致發光)顯示器等平板顯示器等中。
(2)玻璃板製造裝置100之概要
圖2係以玻璃板製造裝置100中所包含之熔解裝置200為主而顯示之模式圖。圖3係表示收容或安裝有玻璃板製造裝置100中所包含之各種裝置等之建築物B之內部的模式圖(再者,於圖3中,藉由概略之剖面模式圖表示成形裝置300或爐30等)。以下,針對玻璃板製造裝置100進行說明。
玻璃板製造裝置100主要包括:熔解裝置200(參照圖2)、成形裝置300(參照圖2或圖3)、及切割裝置400(參照圖3)。熔解裝置200、成形裝置300、及切割裝置400係配置於建築物B(參照圖3)內。
(2-1)熔解裝置200之構成
熔解裝置200係用以進行熔解步驟ST1、澄清步驟ST2、均質化步驟ST3、及供給步驟ST4之裝置。
熔解裝置200係如圖2中所示般,包括:熔解槽201、澄清槽202、攪拌槽203、第1配管204、及第2配管205。
熔解槽201係用以熔解玻璃原料之槽。於熔解槽201中進行熔解步驟ST1。
澄清槽202係用以自於熔解槽201中所熔解之熔融玻璃中去除泡之槽。藉由將自熔解槽201送入之熔融玻璃於澄清槽202中進而進行加熱,而促進熔融玻璃中之氣泡之脫泡。於澄清槽202中進行澄清步驟ST2。
攪拌槽203包括:收容熔融玻璃之容器、旋轉軸、及安裝於該旋轉軸上之複數個攪拌翼。作為容器、旋轉軸、及攪拌翼,例如可使用鉑等鉑族元素或鉑族元素之合金製者,並無特別限定。利用驅動部(未圖示)之驅動而旋轉軸旋轉,藉此安裝於旋轉軸上之複數個攪拌翼攪拌熔融玻璃。於攪拌槽203中進行均質化步驟ST3。
第1配管204及第2配管205係鉑族元素(鉑、銥、鋨、鈀、銠、釕等)或鉑族元素合金製之配管。第1配管204係連接澄清槽202與攪拌槽203之配管。第2配管205係連接攪拌槽203與成形裝置300之配管。
(2-2)成形裝置300之構成
圖4係成形裝置300之概略之側面圖。
成形裝置300係用以進行成形步驟ST5及緩冷步驟ST6之裝置。
成形裝置300包括:成形體310、環境間隔構件320、冷卻輥330、冷卻單元340、進給輥350a~350h、調溫單元360a~360g(參照圖4)。以下,針對該等構成進行說明。
(2-2-1)成形體310
如圖3中所示般,成形體310係位於成形裝置300之上方部分,具有使自熔解裝置200流出之熔融玻璃成形為板狀之玻璃(即玻璃板G)的功能。成形體310於垂直方向上切割而得之剖面形狀具有楔形形狀,且其係由磚所構成。
如圖4中所示般,於成形體310中,於熔融玻璃移動之流路方向之上游側形成有供給口311。介由該供給口311將自 熔解裝置200流出之熔融玻璃供給至成形體310(成形裝置300)。
於成形體310中,沿其長度方向形成有開放於上方之槽部312(參照圖3)。槽部312係以隨著自熔融玻璃之流路方向之上游側朝向下游側而逐漸變淺之方式形成。自成形體310之槽部312溢出並於成形體310之側壁流下的熔融玻璃於下端部313合流,藉此獲得玻璃板G。
(2-2-2)環境間隔構件320
如圖3或圖4中所示般,環境間隔構件320係配置於成形體310之下端部313附近之板狀的構件。環境間隔構件320係於熔融玻璃於成形體310之下端部313合流且移向鉛垂向下方向即第1方向之下游側的玻璃板G之厚度方向之兩側、以成為大致水平之方式進行配置。環境間隔構件320係作為隔熱材料而發揮作用。即,環境間隔構件320係藉由對其上下之空間進行熱間隔,而抑制熱自環境間隔構件320之上側向下側移動。藉由抑制熱自環境間隔構件320之上側向下側移動,而於環境間隔構件320之下側,可容易地進行對所成形之板狀之玻璃板G之寬度方向的兩端部充分急速冷卻之控制。藉此,可抑制藉由自成形體310溢流之熔融玻璃於成形體310之下端部313合流而成形的玻璃板G於脫離成形體310後於寬度方向上發生收縮。
(2-2-3)冷卻輥330
冷卻輥330係配置於環境間隔構件320之下方。又,冷卻輥330配置於在成形體310之下端部313合流且移向第1方向 之下游側的玻璃板G之厚度方向之兩側、且於該寬度方向之兩端部(兩側部分)附近。冷卻輥330係藉由與玻璃板G之寬度方向之兩端部(兩側部分)接觸,而冷卻該玻璃板G。更具體而言,冷卻輥330係藉由將玻璃板G下拉向第1方向之下游側,而成形所需之厚度之玻璃板G並進行冷卻。於以下之說明中,將玻璃板G之移動方向設為第1方向。
此處,成形體310、環境間隔構件320、及冷卻輥330係由配置於建築物B內之成形爐40所覆蓋。成形爐40具有形成有開放於下方之空間之長方體形狀。於成形爐40內進行成形步驟ST5。
(2-2-4)冷卻單元340
冷卻單元340係配置於成形爐40之下方。冷卻單元340係對通過冷卻輥330向第1方向之下游側移動之玻璃板G進行冷卻。藉由該冷卻效果可減少玻璃板之翹曲。
(2-2-5)進給輥350a~350h
進給輥350a~350h係於冷卻輥330之下方於第1方向上具有特定之間隔而配置。又,進給輥350a~350h分別配置於玻璃板G之厚度方向之兩側。進給輥350a~350h將玻璃板G牽引向第1方向之下游側。
(2-2-6)調溫單元360a~360g
調溫單元360a~360g係調整玻璃板G附近之環境溫度(具體而言為使之升溫)之設備,於第1方向上複數配置,且於玻璃板G之寬度方向上複數配置。
此處,進給輥350a~350h、及調溫單元360a~360g係以緩 冷爐50覆蓋。緩冷爐50具有以於第1方向上延伸之方式而形成有空間之大致長方體形狀。
於緩冷爐50內進行緩冷步驟ST6,其藉由進給輥350a~350h而將玻璃板G牽引向第1方向之下游側,藉此玻璃板G進行緩冷(自黏性範圍經由黏彈性範圍向彈性範圍(elastic range)推移)。於緩冷步驟ST6中,調溫單元360a~360g係以玻璃板之內部應變得到抑制之方式調整玻璃板G附近之環境溫度。
再者,於調溫單元360a~360g之各自附近,沿玻璃板G之寬度方向配置有作為檢測玻璃板G附近之環境溫度之環境溫度檢測裝置的複數個溫度感測器。此處,將該複數個溫度感測器稱為溫度感測器單元380(參照圖5)。
(2-3)切割裝置400
於切割裝置400中進行切割步驟ST7。切割裝置400係將於成形裝置300中向第1方向之下游側流下之板狀之玻璃板G自相對於延伸至下游側之面垂直之方向進行切割的裝置。藉此,板狀之玻璃板G成為具有特定之長度之複數塊玻璃板G1。
(3)控制裝置500
圖5係控制裝置500之控制方塊圖。
首先,控制裝置500包括CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)、ROM(Read Only Memory,唯讀記憶體)、RAM(Random Access Memory,隨機存取記憶體)、硬碟等,作為控制玻璃板製造裝置100中所包含之各種設備之 控制部而發揮作用。
具體而言,如圖5中所示般,控制裝置500進行調溫單元360a~360g之調溫控制,或進行用以驅動冷卻輥330、進給輥350a~350h、切割裝置400等之第1驅動單元390(例如,馬達)或第2驅動單元450(下述)之驅動控制等。再者,調溫單元360a~360g之調溫控制係基於由溫度感測器單元380所檢測出之玻璃板G之環境溫度而進行。
又,控制裝置500進而控制建築物B之內部空間之氣壓。關於該方面於下文進行敍述。又,亦關於圖5中記載之各種感測器而於下文進行敍述。
(4)成形裝置300中之玻璃板G之成形
以下,說明於成形裝置300中形成玻璃板G之過程。
首先,自熔解裝置200介由供給口311供給至成形體310之熔融玻璃流入成形體310之槽部312中。並且,於槽部312中溢流。於槽部312中溢流之熔融玻璃沿成形體310之兩側面流向第1方向之下游側,如圖3中所示般於下端部313中合流。於下端部313中合流之熔融玻璃向第1方向之下游側流下。
向第1方向之下游側流下之熔融玻璃係藉由配置於厚度方向之兩側之冷卻輥330而夾持寬度方向之兩端部並被下拉向第1方向之下游側。此時,熔融玻璃成形為板狀之玻璃板G並冷卻。藉由冷卻輥330而被下拉之玻璃板G係藉由進給輥350a~350h而進一步被下拉向下並緩冷。
再者,藉由進給輥350a~350h而被下拉之玻璃板G於此後 藉由切割裝置400以每段特定之長度進行切割而形成複數之玻璃板G1。
(5)建築物B之內部空間之氣壓之控制
圖6係表示用以表示爐外部空間S之建築物B之內部空間的模式圖。
先前,作為使用下拉法成形玻璃板之設備,例如專利文獻1(日本專利特開2009-196879號公報)中所記載般,存在具備藉由使熔融玻璃自頂部溢出而於下方成形玻璃板之成形體,及用以緩冷該玻璃板之緩冷爐、冷卻室(進行相當於本實施形態之緩冷步驟ST6之步驟者)等者。
於專利文獻1(日本專利特開2009-196879號公報)中記載之設備中,擔心例如於由於在玻璃板之表面附近的空氣與較其更外側(接近爐壁之區域)之空氣之間產生溫度差而形成沿玻璃板之表面上升之上升氣流的情形時,爐內之溫度發生變動。例如,於專利文獻1中記載之設備中,無法充分抑制由於產生沿爐壁之外表面之上升氣流而使爐壁之外表面冷卻的問題。即,產生如下問題:由於爐壁之外表面被冷卻,而使冷卻之爐壁之內表面附近之爐內環境冷卻,因此爐內之環境溫度發生變動。但,利用成形爐之成形玻璃板之步驟係用以減少玻璃板之板厚偏差等之重要步驟。又,利用緩冷爐或冷卻室之緩冷玻璃板之步驟係用以減少玻璃板之內部應變或翹曲等之重要步驟。因此,較佳為,爐內之溫度之變動可抑制。
因此,於本實施形態中,對由包括於內部配置有成形體 310等之成形爐40或於內部配置有進給輥350a~350h等之緩冷爐50之爐30、與覆蓋爐30之建築物B之內表面部10(相當於覆蓋部)所形成的爐外部空間S,即建築物B之內部空間、爐30之外部空間進行氣壓控制。進行該氣壓控制之氣壓控制步驟例如係於進行均質化步驟ST3時開始。即,氣壓控制步驟係於成形步驟ST5或緩冷步驟ST6之前進行。
(5-1)爐外部空間S
更具體而言,如圖6中所示般,爐外部空間S係自建築物B之內部空間去除以下空間而得之空間(以圖6之斜線所示之空間):成形爐40之成形爐內部空間S5(由粗實線與單點鏈線所包圍之空間)、由配置於玻璃板G之厚度方向之兩側之冷卻單元340所夾持的空間S6、緩冷爐50之緩冷爐內部空間S8(由粗實線與二點鏈線所包圍之空間)及空間S7。
爐外部空間S係藉由配置於建築物B內之地板411、412、413分割為複數之空間。即,地板411、412、413具有作為用以將爐外部空間S分割為複數之空間之間隔構件的作用。
具體而言,爐外部空間S係藉由地板411、412、413分割為:成形爐外部上方空間S1、成形爐外部下方空間S2、緩冷爐外部空間S3、及緩冷爐下方空間S4。
成形爐外部上方空間S1係於爐外部空間S中由地板411與建築物B之上部所夾持之空間。關於地板411,其高度位置配置於接近成形體310之上部之位置、且接近爐40之上部的位置。
成形爐外部下方空間S2係於較成形爐外部上方空間S1更往第1方向之下游側形成之空間。具體而言,成形爐外部下方空間S2係於爐外部空間S中由地板411、地板412與冷卻單元340所夾持之空間。又,成形爐外部下方空間S2包含對應於成形爐40之設置位置(具體而言,成形爐40之設置位置與高度位置相同)之區域即成形爐對應區域A1。關於地板412,其高度位置配置於接近冷卻單元340之下部之位置。
緩冷爐外部空間S3係於較成形爐外部下方空間S2更往第1方向之下游側形成之空間。緩冷爐外部空間S3係於爐外部空間S中由地板412與地板413所夾持之空間。又,緩冷爐外部空間S3包括對應於緩冷爐50之設置位置(具體而言,緩冷爐50之設置位置與高度位置相同)之區域即緩冷爐對應區域A2。關於地板413,其高度位置配置於接近切割裝置400之位置。
又,緩冷爐外部空間S3係於與緩冷爐外部空間S3高度相同(即,相當於自地板412之下表面至地板413之上表面的距離)之爐內空間S8(以圖6之橫虛線之蝕刻所示之空間)中移動之玻璃板G之環境溫度成為例如800℃~110℃的空間,或者緩冷爐外部空間S3係包括於爐內空間S8中移動之玻璃板G自(緩冷點+5℃)成為(應變點-50℃)之區域之空間。
緩冷爐下方空間S4係於緩冷爐外部空間S3更往第1方向之下游側形成之空間。緩冷爐下方空間S4係於爐外部空間S中由地板413與建築物B之下部所夾持之空間。於緩冷爐 下方空間S4中,於成形裝置300中於第1方向上移動之玻璃板G係藉由切割裝置400以每段特定之長度而進行切割。
此處,爐30(包括成形爐40或緩冷爐50)例如係由耐火材料或隔熱材料等構成。又,建築物B中可使用通常建設建築物時所使用之公知之耐火物等。進而,列舉使用地板411、412、413作為間隔構件之例進行說明,該地板411、412、413若為通常建設建築物時所使用之公知之地板則可使用。
(5-2)氣壓控制
於氣壓控制中,藉由對爐外部空間S加壓,而使爐外部空間S之氣壓越往第1方向之上游側氣壓越高。具體而言,於氣壓控制中,藉由獨立控制分隔為複數之空間(即,成形爐外部上方空間S1、成形爐外部下方空間S2、緩冷爐外部空間S3、及緩冷爐下方空間S4)之氣壓,而使各空間之氣壓之值成為:成形爐外部上方空間S1>成形爐外部下方空間S2>緩冷爐外部空間S3>緩冷爐下方空間S4。
再者,為進行該氣壓控制,於成形爐外部上方空間S1、成形爐外部下方空間S2、緩冷爐外部空間S3、及緩冷爐下方空間S4之外側(即,介由建築物B之壁部形成之外部空間)配置有用以對各個空間進行加壓之送風機421、422、423、424。
又,為進行氣壓控制,於各個空間配置有檢測成形爐外部上方空間S1、成形爐外部下方空間S2、緩冷爐外部空間S3、及緩冷爐下方空間S4之氣壓的檢測裝置即第1壓力感 測器431、第2壓力感測器432、第3壓力感測器433、第4壓力感測器434(參照圖5)。
於氣壓控制中,藉由檢測成形爐外部上方空間S1、成形爐外部下方空間S2、緩冷爐外部空間S3、及緩冷爐下方空間S4之氣壓,而使爐外部空間S之氣壓越往第1方向之上游側氣壓越高。具體而言,檢測成形爐外部上方空間S1、成形爐外部下方空間S2、緩冷爐外部空間S3、及緩冷爐下方空間S4之氣壓,藉此控制用以驅動送風機421、422、423、424之第2驅動單元450(例如馬達)之動作(例如於馬達之情形時為轉速)。再者,此處所檢測之各空間S1、S2、S3、S4之氣壓之資料係以資料形式而儲存於控制裝置500內。
又,於氣壓控制中,以於爐外部空間S中氣壓最低之緩冷爐下方空間S4之氣壓成為大氣壓以上之氣壓的方式進行控制。再者,擔心若緩冷爐下方空間之氣壓成為特定之壓力以上,則易於產生流向爐中之空氣流而對爐之內部之溫度產生影響。因此,於氣壓控制中,緩冷爐下方空間S4之氣壓係以成為大氣壓以上且未達特定之壓力的方式進行控制。更具體而言,緩冷爐下方空間S4之氣壓係以成為大氣壓以上且爐內部空間之氣壓(爐內部空間之氣壓)以下的方式進行控制。例如,緩冷爐下方空間S4之氣壓較佳為0<(緩冷爐下方空間S4之氣壓-大氣壓),更佳為0<(緩冷爐下方空間S4之氣壓-大氣壓)<40[Pa],進而較佳為5[Pa]<(緩冷爐下方空間S4之氣壓-大氣壓)<40[Pa]。
又,緩冷爐外部空間S3與緩冷爐下方空間S4之氣壓差較佳為0<(緩冷爐外部空間S3之氣壓-緩冷爐下方空間S4之氣壓),更佳為0<(緩冷爐外部空間S3之氣壓-緩冷爐下方空間S4之氣壓)<20[Pa],進而較佳為1[Pa]<(緩冷爐外部空間S3之氣壓-緩冷爐下方空間S4之氣壓)<15[Pa],更進一步較佳為2[Pa]<(緩冷爐外部空間S3之氣壓-緩冷爐下方空間S4之氣壓)<15[Pa]。
又,成形爐外部下方空間S2與緩冷爐外部空間S3之氣壓差較佳為0<(成形爐外部下方空間S2之氣壓-緩冷爐外部空間S3之氣壓),更佳為0<(成形爐外部下方空間S2之氣壓-緩冷爐外部空間S3之氣壓)<20[Pa],進而較佳為1[Pa]<(成形爐外部下方空間S2之氣壓-緩冷爐外部空間S3之氣壓)<15[Pa],更進一步較佳為2[Pa]<(成形爐外部下方空間S2之氣壓-緩冷爐外部空間S3之氣壓)<15[Pa]。
又,成形爐外部上方空間S1與成形爐外部下方空間S2之氣壓差較佳為0<(成形爐外部上方空間S1之氣壓-成形爐外部下方空間S2之氣壓),更佳為0<(成形爐外部上方空間S1之氣壓-成形爐外部下方空間S2之氣壓)<30[Pa],進而較佳為1[Pa]<(成形爐外部上方空間S1之氣壓-成形爐外部下方空間S2之氣壓)<25[Pa],更進一步較佳為2[Pa]<(成形爐外部上方空間S1之氣壓-成形爐外部下方空間S2之氣壓)<15[Pa]。若使緩冷爐外部空間S3與緩冷爐下方空間S4之氣壓差、成形爐外部下方空間S2與緩冷爐外部空間S3之氣壓差、及成形爐外部上方空間S1與成形爐外部下方空間 S2之氣壓差過大,則有產生如下問題之虞:成形爐外部上方空間S1、成形爐外部下方空間S2、及緩冷爐外部空間S3之氣壓之絕對值變得過大,空氣自爐外部空間S流向爐30內,而爐30內之溫度發生變動。進而,有於爐外部空間S中出現局部性氣流之集中或氣流之流速局部性變快之情況而使爐外部空間S之氣壓穩定性降低之虞,其結果為,亦有產生爐30內之溫度發生變動之問題之虞。
(5')爐30內之熔融玻璃或玻璃板G之溫度之管理
於成形爐40內,藉由使冷卻輥330與由在成形體310之下端部313合流之熔融玻璃所形成的玻璃板G之寬度方向之兩端部(兩側部分)接觸,而冷卻該玻璃板G。又,設置於寬度方向之兩端部(兩側部分)附近、且較玻璃板G低溫之冷卻單元340對上述玻璃板G之寬度方向之兩端部(兩側部分)進行冷卻。
此時,較佳為,將玻璃板G之寬度方向之兩端部較玻璃板G之寬度方向之中央部更急速冷卻,且使玻璃之黏度η滿足logη=9~14.5。藉由以冷卻輥30冷卻玻璃板G之兩端部而使兩端部之黏度變高,可抑制玻璃板G之寬度方向之收縮。
再者,用於玻璃板G之玻璃之失透溫度例如有時成為如1050℃~1250℃之高溫。於該情形時,若欲使用如本實施形態之下拉法(溢流下拉法)而進行成形,則必需以不會出現失透之方式將熔融玻璃之溫度保持為高於失透溫度。但,若使熔融玻璃之溫度較高,則有熔融玻璃之黏度變低 之傾向,因此無法充分進行玻璃板G之寬度方向之兩端部的冷卻。其結果為,熔融玻璃脫離成形體310之後,變得易於產生於寬度方向上之收縮。若考慮該等情況,則較佳為以玻璃板G之兩端部之黏度η滿足log=9~14.5之方式進行急速冷卻。
如上所述般,於在緩冷爐50中所進行之緩冷步驟中,調溫單元360a~360g之調溫控制係基於利用溫度感測器單元380所檢測之玻璃板G之環境溫度並根據控制裝置550之指示而進行。
此時,較佳為,以拉伸應力於玻璃板G之中央部發揮作用之方式如下所述地控制玻璃板G之溫度。
即,至少於自玻璃板G之緩冷點加上150℃而得之溫度至自應變點減去200℃而得之溫度的溫度區域中,使玻璃板G之寬度方向之中央部的冷卻速度高於寬度方向之兩端部之冷卻速度。進而,使玻璃板G自玻璃板G之寬度方向之中央部的溫度高於寬度方向之兩端部的狀態,變化為玻璃板G之寬度方向之中央部的溫度低於寬度方向之端部之狀態。藉由如此之玻璃板G之溫度變化,而拉伸張力向玻璃板G之移動方向(第1方向)之下游側發揮作用。因此,玻璃板G中,可抑制玻璃板G之第1方向之翹曲。
又,較佳為,緩冷步驟包括自成形體310之下部於低於玻璃板G之玻璃應變點附近之溫度區域的溫度區域中進行玻璃板G之寬度方向之溫度控制的以下步驟。
即,較佳為,緩冷步驟包括包含如下步驟之玻璃應變點 上溫度控制步驟:使玻璃板G之寬度方向之兩端部較包含由該兩端部所夾持之中央部之中央區域的溫度低,且使該中央區域之溫度變得均勻的步驟;使玻璃板G之寬度方向之溫度自中央部向兩端部變低之步驟;及於玻璃板G之應變點附近之溫度區域中,使玻璃板G之寬度方向之兩端部與中央部之溫度梯度消失的步驟。
藉此,由於拉伸應力於玻璃板G之中央部向第1方向發揮作用,故而可抑制玻璃板G之翹曲。進而,由於在玻璃板G之玻璃應變點附近之溫度區域中以使玻璃板G之寬度方向之兩端部與中央部之溫度梯度消失的方式控制玻璃板G之溫度分佈,故而可抑制玻璃板G之內部應變。
又,緩冷步驟中可包括:於玻璃板G之玻璃應變點附近之溫度區域中,以使自玻璃板G之寬度方向之兩端部至中央部之溫度變得均勻的方式進行溫度控制之步驟;及以使自玻璃板G之寬度方向之兩端部至中央部變得均勻之玻璃板G的溫度自兩端部向中央部變低之方式進行溫度控制的步驟。藉由以該方式控制玻璃板G之溫度,而於玻璃板G之寬度方向之中央部的溫度未達玻璃應變點附近之區域中,第1方向之拉伸應力於玻璃板G之寬度方向之中央部發揮作用。藉此,可抑制玻璃板G之第1方向之翹曲。
進而,緩冷步驟可包括:第1冷卻步驟、第2冷卻步驟、及第3冷卻步驟。
第1冷卻步驟係使玻璃板G之寬度方向之中央部之溫度以第1平均冷卻速度冷卻至玻璃緩冷點的步驟。
第2冷卻步驟係使玻璃板G之寬度方向之中央部之溫度以第2平均冷卻速度自玻璃緩冷點冷卻至玻璃應變點-50℃的步驟。
第3冷卻步驟係使玻璃板G之寬度方向之中央部之溫度以第3平均冷卻速度自玻璃應變點-50℃冷卻至玻璃應變點-200℃的步驟。
於該情形時,較佳為,第1平均冷卻速度為5.0℃/sec以上,並使第1平均冷卻速度高於第3平均冷卻速度,使第3平均冷卻速度高於第2平均冷卻速度。即,平均冷卻速度依由高到低之順序為:第1平均冷卻速度、第3平均冷卻速度、第2平均冷卻速度。玻璃板G之第1方向之冷卻速度會對所製造之玻璃板G之熱收縮產生影響。但,於緩冷步驟中,藉由設定上述冷卻速度,可提昇玻璃板G之製造量,並且可獲得具有較佳之熱收縮率之玻璃板。
如上之玻璃板G之溫度之控制係藉由調溫單元360a~360g之調溫控制而進行。
又,所製造之玻璃板G中SrO與BaO之合計含有率未達8質量%,且玻璃應變點為675℃以上之情形時,較佳為緩冷步驟中玻璃板G自玻璃緩冷點至(玻璃應變點-50℃)之溫度的平均冷卻速度為0.5~未達5.5℃/sec。藉由將SrO與BaO之合計含有率設為未達8質量%,而可抑制最終製品之玻璃板G之重量或熱膨脹係數。又,玻璃應變點為675℃以上之玻璃可使熱收縮率較小。於該情形時,以玻璃板G自玻璃緩冷點至(玻璃應變點-50℃)之溫度之平均冷卻速度為 0.5~未達5.5℃/sec之方式控制溫度。藉由該玻璃板G之溫度之控制,而可確保玻璃板G之生產性,並且可使熱收縮率足夠小。於上述平均冷卻速度未達0.5℃/sec之情形時,製造設備巨大化且玻璃板G之生產性降低。另一方面,於上述平均冷卻速度為5.5℃/sec以上之情形時,無法使最終製品之玻璃板G之熱收縮率較小。於如下所述要求高精細之使用P-Si.TFT(Polysilicon TFT(Thin Film Transistor),多晶矽薄膜電晶體)或氧化物半導體之平板顯示器等中,要求熱收縮率較小之玻璃板。用於此種用途之玻璃板中,於緩冷步驟中玻璃板G自玻璃緩冷點至(玻璃應變點-50℃)之溫度之平均冷卻速度為0.5~未達5.5℃/sec時較為有效。
(6)玻璃板之較佳形態
針對使用本實施形態之玻璃板製造裝置及玻璃板之製造方法所製造的玻璃板之較佳形態進行說明。再者,並不限於下述形態。
(玻璃板之厚度)
玻璃板之厚度設想為0.1 mm~1.5 mm。或者,作為平板顯示器用之玻璃板,設想為0.01~1.0 mm。並且,更佳之上限值依較佳之順序為:0.4 mm、0.5 mm、0.8 mm、1.0 mm、1.2 mm。進而,更佳之下限值依較佳之順序為:0.3 mm、0.2 mm、0.1 mm。例如,平板顯示器用之玻璃板要求輕量化及薄板化。因此,玻璃板之厚度越薄越好。另一方面,玻璃板之厚度越薄玻璃板之強度越降低。例如,玻璃板之厚度越薄,越易於在顯示器製造步驟中產生玻璃板 之破損、或因撓曲所致之步驟內搬送時之異常。若考慮該等情況,則平面顯示器用之玻璃板之厚度較佳為0.01~1.0 mm,更佳為0.1~0.8 mm,進而較佳為0.2~0.8 mm。此處,所製造之玻璃板之厚度越薄,成形爐30及緩冷爐40內之玻璃板G之平均單位面積之保有熱(potential heat)越小,越容易受到成形爐30內及緩冷爐40內之環境之溫度之變動的影響。因此,易於產生內部應變、翹曲、玻璃板G之反轉。即,若玻璃板G之厚度為0.01~0.5 mm以下,則可抑制成形爐30內及緩冷爐40內之環境之溫度之變動的本發明之效果較為顯著。若玻璃板G之厚度0.01~未達0.5 mm,則本發明之效果更為顯著,若玻璃板G之厚度為0.01~0.4 mm則本發明之效果進一步顯著。此處,所謂反轉,係指玻璃板G於寬度方向拱起撓曲而於移動玻璃板G之兩側之2個主表面上出現凹凸,且該凹凸隨時間變動而形成波紋的狀態。
(玻璃板之大小)
又,玻璃板之大小設想為寬度方向之長度為500 mm-3500 mm、長度方向之長度為500 mm-3500 mm。再者,若玻璃板大型化,則必需使玻璃製造裝置大型化。即,包括成形爐40或緩冷爐50之爐30亦存在大型化之傾向,因此爐外部空間S變大。若爐外部空間S變大,則產生於爐外部空間S中之上升氣流亦易於變大。即,玻璃板越大型化,爐壁之外表面之溫度易於不穩定且爐內之溫度發生變動的可能性越高。因此,於玻璃板之寬度方向之長度為2000 mm以上之情形時,本發明之效果較為顯著。進而,玻璃板之 寬度方向之長度越為2500 mm以上、3000 mm以上,本發明之效果越顯著。
(玻璃板之種類)
又,玻璃板之種類設想為硼矽玻璃(borosilicate glass)、鋁矽玻璃(aluminosilicate glass)、鋁硼矽玻璃、鈉鈣玻璃、鹼矽玻璃、鹼鋁矽玻璃、鹼鋁鍺玻璃。
(玻璃板之內部應變)
又,關於玻璃板之內部應變之最大值(延遲之最大值),設想為相對於板厚為0.5 mm之玻璃板為1.7 nm以下(0~1.7 nm)。較佳為1.5 nm以下(0~1.5 nm),更佳為1.0 nm以下(0~1 nm),進而較佳為0.7 nm以下(0~0.7 nm)。再者,內部應變係利用Uniopt公司製造之雙折射測定裝置進行測定。此處,由於液晶顯示器要求高精度之組裝故而可減少玻璃板之平面應變的本實施形態之方法尤佳用於製造玻璃板作為液晶顯示器用玻璃基板時。
(玻璃板之特性:熱收縮率)
本實施形態中所製造之玻璃板於550℃之溫度環境下放置2小時後的熱收縮率較佳為110 ppm以下,更佳為80 ppm以下,進而較佳為60 ppm以下。尤其是,於形成p-Si.TFT之玻璃板中,較佳為80 ppm以下。再者,熱收縮率係藉由熱收縮量/初始之長度×106 (ppm)而算出。作為熱收縮率之測定方法,例示有以下方法。
1.於玻璃板之兩端使用鑽石劃線筆(diamond-pen)劃出平行之切割線(Scribe line)。
2.將玻璃板於相對切割線垂直之方向切割為兩半,並對其中一半進行熱處理(上述中為550℃ 2小時)。
3.將熱處理後之玻璃板與另一半玻璃板進行對照,測定切割線之偏移量。
(玻璃板:翹曲)
關於玻璃板之翹曲,於利用以下方法進行測定之情形時,翹曲之最大值較佳為0至0.2 mm之範圍,較佳為0~0.15 mm,更佳為0~0.1 mm,進而較佳為0~0.05 mm,特佳為0~0.05 mm。
關於翹曲之測定,
1.首先,自玻璃板切下複數片小板(約400 mm見方之矩形板)。
2.繼而,針對各小板分別於表面及背面測定4角及中央部4處之翹曲(即,測定共計16處之翹曲)。例如,於測定8片小板之翹曲之情形時,可獲得16處×8片為128處之翹曲之測定資料。
3.確認2中所獲得之測定資料中之最大值是否於上述範圍內。再者,於本實施形態中,將複數之小板中所測定之翹曲之最大值設為玻璃板之翹曲。
(玻璃板之使用例)
又,設想將玻璃板用於平板顯示器(液晶顯示器、有機EL顯示器或電漿顯示器等)、太陽電池用之面板、覆蓋玻璃中。再者,近年來,由於液晶顯示器及有機EL顯示器要求高精度,故而可減少用於液晶顯示器及有機EL顯示器中 之玻璃板之內部應變的本發明尤佳為用於液晶顯示器用之玻璃板及有機EL顯示器用之玻璃板。尤其是,用於AV設備(Audio-Visual Equipment,視聽設備)(移動終端等)中之平板顯示器要求高精細,故而較佳為可減少內部應變之本發明。再者,所謂覆蓋玻璃,係例如為保護AV設備(移動終端等)之顯示畫面或殼體而對玻璃板進行化學或物理強化所得的強化玻璃。
又,作為平板顯示器(液晶顯示器或電漿顯示器等)用之玻璃基板,玻璃板以質量%表示,例示有包含以下成分者。下述括弧內之表示為各成分之較佳含有率,越往後為越佳之數值。
SiO2 :50~70%(55~65%、57~64%、58~62%)、Al2 O3 :5~25%(10~20%、12~18%、15~18%)、B2 O3 :0~15%(5~15%、6~13%、7~12%)。
此時,亦可含有下述組成作為任意成分。
MgO:0~10%(下限為0.01%、下限為0.5%,上限為5%、上限為4%、上限為2%)、CaO:0~20%(下限為1%、下限為3%、下限為4%,上限為9%、上限為8%、上限為7%、上限為6%)、SrO:0~20%(下限為0.5%、下限為3%,上限為9%、上限為8%、上限為7%、上限為6%)、BaO:0~10%(上限為8%、上限為3%、上限為1%、上限為0.2%)、ZrO2 :0~10%(0~5%、0~4%、0~1%、0~0.1%)。
又,特佳為含有:SiO2 50~70%、B2 O3 5~18%、Al2 O3 10~25%、MgO 0~10%、CaO 0~20%、SrO 0~20%、BaO 0~10%、RO 5~20%(其中,R係選自Mg、Ca、Sr及Ba中之玻璃板G中所含之所有成分中的至少1種)。進而,由於R'2 O(其中,R'係選自Li、Na及K中之玻璃板G中所含之所有成分中的至少1種)並非為必需,故而亦可不含有。於該情形時,形成實質上不含R'2 O之無鹼玻璃,可減少R'2 O自玻璃板流出而破壞TFT之虞。另一方面,即便含有R'2 O超過0.10質量%且為2.0質量%以下,亦可製成含微量鹼之玻璃。於該情形時,可將TFT特性之劣化或玻璃之熱膨脹抑制於一定範圍內,且可提高玻璃之鹼性度,使價數變動之金屬之氧化變得容易,提高澄清性。進而,由於可降低玻璃之比電阻,故而於熔解槽201中進行電熔,因此較佳。
進而,進而較佳為含有R'2 O超過0.20%且為2.0%以下(其中,R'係選自Li、Na及K中之至少1種)。又,較佳為,含有澄清劑合計0.05~1.5%,且實質上不含As2 O3 、Sb2 O3 及PbO。又,進而較佳為玻璃中之氧化鐵之含量為0.01~0.2%。
藉由將玻璃組成定為上述之組成範圍,而可使玻璃板G成為滿足液晶顯示器或有機EL顯示器等平板顯示器用玻璃基板所要求之特性的玻璃板。更詳細而言,可實現滿足玻璃應變點為650℃以上之玻璃板。又,可實現滿足密度為2.6 g/cm3 以下之玻璃板。又,可實現楊氏模數為70 GPa以上之玻璃板。進而,可實現失透溫度為1250℃以下之玻璃 板。由於可實現失透溫度為1250℃以下之玻璃板,故而可使用溢流下拉法。但,實現失透溫度未達1050℃、並且滿足平板顯示器用玻璃基板所要求之上述特性則較為困難,因此較佳為將失透溫度設為1050℃~1250℃。
又,作為實施化學強化之後使用於覆蓋玻璃或太陽電池用之玻璃板的玻璃板,例如,可例示將玻璃板以質量%表示而含有以下成分者。
SiO2 :50~70%(55~65%、57~64%、57~62%)、Al2 O3 :5~20%(9~18%、12~17%)、Na2 O:6~30%(7~20%、8~18%、10~15%)。
此時,亦可含有下述組成作為任意成分。
Li2 O:0~8%(0~6%、0~2%、0~0.6%、0~0.4%、0~0.2%)、B2 O3 :0~5%(0~2%、0~1%、0~0.8%)、K2 O:0~10%(下限為1%、下限為2%,上限為6%、上限為5%、上限為4%)、MgO:0~10%(下限為1%、下限為2%、下限為3%、下限為4%,上限為9%、上限為8%、上限為7%)、CaO:0~20%(下限為0.1%、下限為1%、下限為2%,上限為10%、上限為5%、上限為4%、上限為3%)、ZrO2 :0~10%(0~5%、0~4%、0~1%、0~0.1%)。
尤其是作為經化學強化之覆蓋玻璃或太陽電池用玻璃基板,較佳為含有:SiO2 :50~70質量%、Al2 O3 :5~20質量%、 Na2 O:6~30質量%、K2 O:0~10質量%、MgO:0~10質量%、CaO:0~20質量%。
進而,近年來,為實現進一步之平板顯示器之組裝之高精細化,要求使用有p-Si(低溫多晶矽).TFT或氧化物半導體而非α-Si.TFT(Thin Film Transistor)之平板顯示器。此處,於使用有p-Si.TFT或氧化物半導體之平板製造步驟中,存在較使用有α-Si.TFT之平板製造步驟溫度更高之熱處理步驟。因此,要求於形成有p-Si.TFT或氧化物半導體之玻璃板中熱收縮率較小。為縮小熱收縮率,較佳為提高玻璃板之緩冷條件及玻璃之應變點。尤其是,於p-Si.TFT或氧化物半導體中,較佳為玻璃應變點為675℃以上(玻璃應變點為675℃~750℃)之玻璃板,進而較佳為玻璃應變點為680℃以上(玻璃應變點為680℃~750℃)之玻璃板,特佳為玻璃應變點為690℃以上(應變點為690℃~750℃)之玻璃板。
作為玻璃應變點為675℃以上之玻璃板之組成,例如可例示將玻璃板以質量%表示而含有以下成分者。
SiO2 :52~78質量%、Al2 O3 :3~25質量%、B2 O3 :3~15質量%、RO(其中,RO係MgO、CaO、SrO及BaO中玻璃板所含有之所有成分之合量):3~20質量%,且 質量比(SiO2 +Al2 O3 )/B2 O3 為7~20之範圍之玻璃板。
於該情形時,SrO及BaO之合計含有率未達8質量%之情況就輕量化及縮小熱膨脹係數方面而言,較佳。SrO與BaO之合計含有率較佳為0~7質量%,更佳為0~5質量%,進而較佳為0~3質量%,更進一步較佳為0~1質量%,尤其是,於使玻璃板G之密度降低之情形時,較佳為實質上不含有SrO及BaO。所謂實質上不含有,意指有意地不含有,並不排除無法避免地作為雜質而混入SrO及BaO之情況。
進而,為使玻璃應變點進一步上升,質量比(SiO2 +Al2 O3 )/RO較佳為7.5以上。進而,為使玻璃應變點上升,較佳為將β-OH值設為0.1~0.3[mm-1 ]。另一方面,於熔解時為使電流不流入熔解槽201中而非熔融玻璃中,而玻璃板中含有R2 O(其中,R2 O為Li2 O、Na2 O及K2 O中玻璃板中所含有之所有成分之合量)0.01~0.8質量%,該情況就降低玻璃之比電阻方面而言,較佳。或者,為降低玻璃之比電阻,較佳為含有Fe2 O3 0.01~1質量%。進而,玻璃板中,為實現較高之玻璃應變點並且防止失透溫度之上升,較佳為將CaO/RO設為0.65以上。藉由將失透溫度設為1250℃以下,而可使用溢流下拉法。又,若考慮到應用於移動通訊終端之類之移動設備等,則就輕量化之觀點而言,較佳為SrO與BaO之合計含有率為0質量%以上且未達2質量%。
(各成分)
SiO2 為形成玻璃板之玻璃之骨架的成分,具有提高玻璃 之化學耐久性及耐熱性之效果。於SiO2 之含有率過低之情形時,無法充分獲得化學耐久性及耐熱性之效果,若SiO2 之含有率過高,則玻璃易於發生失透,成形變得困難,並且黏性上升而使玻璃之均質化變得困難。
Al2 O3 係形成玻璃之骨架之成分,具有提高玻璃之耐熱性、換言之即提高應變點之效果。又,具有提高蝕刻速度之效果。於Al2 O3 之含有率過低之情形時,無法充分獲得玻璃之效果。另一方面,若Al2 O3 之含有率過高,則玻璃之黏性上升而使熔解變得困難,並且耐酸性降低。
B2 O3 係降低玻璃之黏性、促進玻璃之熔解及澄清之成分。若B2 O3 之含有率過低,則玻璃之耐酸性降低且玻璃之均質化變得困難。另一方面,若B2 O3 之含有率過高則應變點降低。
MgO及CaO係降低玻璃之黏性、促進玻璃之熔解及澄清之成分。又,於鹼土金屬中,由於Mg及Ca使玻璃之密度上升之比例較小,故而為用於使所獲得之玻璃輕量化並且提昇熔解性之有利成分。但,若該MgO及CaO之含有率變得過高,則玻璃之化學耐久性降低。
SrO及BaO係降低玻璃之黏性、促進玻璃之熔解及澄清之成分。又,亦為提高玻璃原料之氧化性提高澄清性之成分。但,若SrO及BaO之含有率變得過高,則玻璃之密度上升,無法實現玻璃板之輕量化,並且玻璃之化學耐久性降低。
Li2 O係降低玻璃之黏度、提昇玻璃之熔解性或成形性之 成分。又,Li2 O係提昇玻璃之楊氏模數之成分。但,若Li2 O之含有率變得過高,則玻璃易於失透,因此難以使用下拉法。又,應變點降低。
Na2 O及K2 O係降低玻璃之高溫黏度、提昇玻璃之熔融性或成形性之成分。又,係改善玻璃之耐失透性之成分。於Na2 O或K2 O之含有率過低之情形時,玻璃之熔解性降低,用於熔解之成本變高。又,玻璃易於發生失透,耐失透性亦降低,因此使玻璃溢流之下拉法之使用變得困難。另一方面,若Na2 O或K2 O之含有率變得過高,則亦因玻璃平衡性之惡化產生耐失透性降低。
再者,由於Li2 O、Na2 O、K2 O係有自玻璃溶出而使TFT特性劣化之虞、又有增大玻璃之熱膨脹係數而於熱處理時使基板破損之虞的成分,故而於用作平板顯示器用玻璃基板(例如,液晶顯示器用玻璃基板、有機EL顯示器用玻璃基板)之情形時,大量含有則欠佳,且其合量應限制為2.0%以下,若考慮TFT之破損等,則較佳為實質上不含有。但,藉由於玻璃中以特定量含有上述成分,可將TFT特性之劣化或玻璃之熱膨脹抑制於一定範圍內,並且可提高玻璃之鹼性度,使價數變動之金屬之氧化變得容易,而發揮澄清性。因此,作為平板顯示器用玻璃基板(例如,液晶顯示器用玻璃基板、有機EL顯示器用玻璃基板),鹼金屬氧化物(Li2 O、Na2 O、K2 O中玻璃板所含有之所有成分之合量)之含有率較佳為超過0.05質量%且為2.0質量%以下,更佳為超過0.1質量%且為2.0質量%以下,進而較佳為 超過0.1質量%且為1.0質量%以下。
ZrO2 係提高玻璃之失透溫度附近之黏性或應變點之成分。但,若ZrO2 之含有率變得過高,則失透溫度上升,耐失透性降低。
TiO2 係降低玻璃之高溫黏度之成分。但,若TiO2 之含有率過高,則耐失透性降低。進而,玻璃發生著色,而於電子設備之顯示畫面之覆蓋玻璃等中之應用欠佳。又,因玻璃發生著色而使紫外線穿透率降低,因此於進行使用紫外線硬化樹脂之處理之情形時,產生無法使紫外線硬化樹脂充分硬化之不良情況。
於玻璃板之玻璃中,可添加澄清劑作為使玻璃中之氣泡脫泡之成分。作為澄清劑,只要為環境負荷較小且玻璃之澄清性優異者,則無特別限制,例如,可列舉選自氧化錫、氧化鐵、氧化鈰、氧化鋱、氧化鉬及氧化鎢等金屬氧化物中之至少1種。此處,液晶顯示器或有機EL顯示器等平板顯示器用玻璃基板對於泡之要求尤其嚴格。因此,作為澄清劑,較佳為至少含有氧化錫、氧化鐵、氧化鈰、氧化鋱、氧化鉬及氧化鎢等金屬氧化物中澄清效果尤高的氧化錫。
再者,As2 O3 、Sb2 O3 及PbO係於熔融玻璃中產生伴隨價數變動之反應、具有澄清玻璃之效果的物質,由於As2 O3 、Sb2 O3 及PbO係環境負荷較大之物質,故而於本實施形態之玻璃板10中,玻璃中實質上不含As2 O3 、Sb2 O3 及PbO。再者,於本說明書中,所謂實質上不含As2 O3 、 Sb2 O3 及PbO,意指質量未達0.01%且除雜質以外有意地使不含有。
(7)特徵 (7-1)
於本實施形態中,對由包括成形爐40及緩冷爐50之爐30、與覆蓋爐30之建築物B之內壁(相當於覆蓋部)所形成之爐外部空間S進行氣壓控制(氣壓控制步驟)。具體而言,爐外部空間S係分割為複數之空間(於本實施形態中為4個空間S1、S2、S3、S4)。並且,於氣壓控制中,利用送風機421、422、423、424對爐外部空間S進行加壓,而使爐外部空間S之氣壓越往第1方向之上游側越高。並且,於進行爐外部空間S之氣壓控制之狀態下,於成形爐40中成形玻璃板G(成形步驟ST5),並於緩冷爐50中緩冷玻璃板G(緩冷步驟ST6)。再者,氣壓控制係由控制裝置500進行。
於本實施形態中,首先,對爐外部空間S進行加壓而使爐外部空間S之氣壓越往第1方向之上游側越高,藉此可抑制爐30之內部之空氣向爐外部空間S洩露。藉此,抑制沿玻璃板G之表面上升之上升氣流之產生,而可抑制爐30之內部之溫度之變動。又,藉由抑制沿玻璃板G之表面上升之上升氣流之產生,亦可抑制玻璃板G之反轉。藉由抑制爐30內之溫度之變動,或者藉由抑制玻璃板G之反轉,可精度良好地實現玻璃板G之寬度方向及移動方向之溫度分佈。藉此,可減少玻璃板之翹曲、內部應變、熱收縮。
於本實施形態中,首先,藉由對爐外部空間S進行加壓,而可抑制爐30之內部之空氣向爐外部空間S洩露。藉此,抑制沿玻璃板G之表面上升之上升氣流之產生,而可抑制爐30之內部之溫度之變動。
此處認為,上升氣流不僅為沿玻璃板之表面上升之上升氣流,亦沿爐之爐壁之外表面而產生。設想若產生沿爐之爐壁之外表面之上升氣流,則爐壁之外表面、進而內表面之溫度發生變動。並且,擔心於該情形時亦牽連到爐內之溫度之變動。擔心於該情形時對所製造之玻璃板之品質產生影響。
認為沿玻璃板之表面上升之上升氣流存在:藉由煙囪效應(stack effect)而產生之情形,及藉由因溫度較高之區域之氣體向溫度較低之區域流動而產生的對流而產生之情形。此處,由於使爐壁中間隙完全消失較為困難,故而藉由上述煙囪效應而產生上升氣流。再者,上升氣流易於在設置於爐中之輥等構件間之間隙較大的區域產生。此處,於使用下拉法之情形時,成為玻璃板之中央部之製品之區域與構件不接觸而進行成形及緩冷。即,構件不與成為玻璃板之中央部之製品之區域附近接觸,構件間之間隙變大,易於產生上升氣流。
此處,若爐外部空間之氣壓與爐30內之氣壓相比過小,則空氣易於自爐內部空間向爐外部空間流出。若自爐30內部之空間流出之空氣量增加,則易於藉由煙囪效應而產生沿玻璃板G之上升氣流。
又,由於上述上升氣流並非規則性地產生,故而沿玻璃板G上升之上升氣流之風量於玻璃板G之兩側的主表面上不均勻之情形較多。例如,於沿玻璃板G之表面側之主表面(表面)之上升氣流的風量多於沿玻璃板G之背面側之主表面(背面)之上升氣流的風量之情形時,玻璃板G之表面之冷卻量多於背面,而玻璃板G之表面之收縮量多於背面。於該情形時,產生玻璃板G之背面側形成凸部之拱起之撓曲。再者,由於如上所述上升氣流並非穩定地產生,故而沿玻璃板G之表面之上升氣流的風量及沿玻璃板G之背面之上升氣流的風量隨時間變化,而使玻璃板G反轉。若產生玻璃之反轉,則實現減少內部應變或翹曲之玻璃板G之溫度分佈變得困難,結果產生內部應變或翹曲。
另一方面,使建築物之內壁中間隙完全消失較為困難。因此認為,藉由煙囪效應而亦於爐外部空間產生上升氣流。再者,由於越往爐壁之附近環境溫度越高,故而易於產生上升氣流。又,由於溫度較高之區域之氣體向溫度較低之區域流動而亦產生對流。認為其原因在於:建築物之內壁側之環境溫度較爐壁側更低。即,沿建築物之內壁產生下降氣流,沿爐壁產生上升氣流,藉此產生較大之對流。
另一方面,於本實施形態中,藉由對爐外部空間S進行加壓,使爐外部空間S之氣壓越往第1方向之上游側越高,而可抑制沿玻璃板G產生之上升氣流,可抑制爐30內部之空間之溫度之變動。又,於本實施形態中,藉由使爐外部 空間S之氣壓越往上游側越高,而可抑制於爐外部空間S中沿爐30之爐壁之外表面上升的空氣流。藉此,可極力穩定爐30之爐壁之外表面的溫度。因此,可進而抑制爐30之內部之溫度之變動。
再者,較佳為,爐30內部之空間之氣壓亦越往上游側之位置越高。藉此,可抑制爐30內部之空間之下游側的空氣流向上游側之位置,可抑制沿玻璃板G之上升氣流之產生。如此於爐30內部之空間之氣壓越往上游側之位置越高的情形時,若爐外部空間S之氣壓為一定,則越往爐30內部空間之上游側之位置,爐30內部之空間與爐外部空間S之氣壓差越大,空氣越易於自爐30內部之空間向爐外部空間S流出。即,如本實施形態般,於以藉由使爐外部空間S之氣壓越往上游側越高而使爐30內部之空間之氣壓亦越往上游側越高的方式進行氣壓控制之情形時,亦可抑制空氣自爐30內部之空間之上游側(例如,空間S1或空間S2)向爐外部空間S流出。
又,於本實施形態中,為抑制玻璃板之內部應變,而於緩冷步驟ST6中藉由調溫單元360a~360g對玻璃板G之環境溫度進行溫度調整。即,藉由調溫單元360a~360g間接地進行玻璃板G之溫度控制。
藉由可抑制爐30之內部之溫度之變動,而可精度良好地進行玻璃板G之溫度控制。因此,可實現抑制內部應變、翹曲、熱收縮率之玻璃板之溫度分佈,而可抑制玻璃板之內部應變、翹曲、熱收縮率,可提昇玻璃板之品質。又, 可極力穩定地獲得如此之玻璃板。
又,例如,藉由以爐外部空間S之氣壓相對於爐30內部之空間之相同高度位置的氣壓降低的方式調整爐外部空間S之氣壓,而可抑制空氣通過微小之爐壁之間隙自爐外部空間S流入爐30內部之空間,因此可抑制爐30之內部之溫度之變動。
尤其是,於爐內空間S8(參照圖6)中,玻璃板G通過自玻璃緩冷點至玻璃應變點之溫度區域、及自玻璃應變點至玻璃應變點以下之溫度區域,因此爐內空間S8中之玻璃板之溫度分佈對玻璃板G之內部應變、翹曲、熱收縮率產生較大影響。因此,冷空氣自溫度低於爐30內部之空間之爐外部空間S向爐30內部之空間流動較為不理想。於該方面,可抑制空氣自爐外部空間S向爐30內部之空間流動之本實施形態較佳。尤其是,於在玻璃基板上形成有p-Si.TFT之平板顯示器用玻璃基板中,期望減少熱收縮、抑制熱收縮之不均,因此依據本實施形態所製造之熱收縮率較小、且亦可抑制熱收縮率之不均的玻璃板可較佳地使用於上述平板顯示器用玻璃基板。
(7-2)
於本實施形態中,爐外部空間S中配置有作為用以將其分割為複數之空間(於本實施形態中係4個空間S1、S2、S3、S4)之間隔構件而發揮作用的地板411、412、413。
此處,易於藉由地板411、412、413將爐外部空間S分割為複數之空間。即,易於進行氣壓控制。
(7-3)
於本實施形態中,爐外部空間S分割為:成形爐外部上方空間S1、成形爐外部下方空間S2、緩冷爐外部空間S3、及緩冷爐下方空間S4。藉此,與爐外部空間S相比,成形爐外部上方空間S1、成形爐外部下方空間S2、緩冷爐外部空間S3、及緩冷爐下方空間S4中之第1方向之溫度差變小。因此,即便產生沿爐30之外壁上升之空氣流,亦可使沿爐30之爐壁之外表面上升之空氣流的範圍較窄(即,可使該空氣流截留於各空間S1~S4內)。即,由於將爐外部空間S之氣壓分割為複數之空間且使其越往上游側越高,故而可抑制跨越複數之空間上升(例如,跨及空間S1~S4中之至少2個以上空間)之較大空氣流之產生。藉此,爐30之爐壁之外表面之溫度更穩定。因此,可減少對爐30之內部之溫度之影響,可使爐30之內部之溫度更穩定。由於可極力穩定爐30之內部之溫度,故而可精度良好地進行玻璃板G之溫度控制。因此,可抑制玻璃板之內部應變,可提昇玻璃板之品質。
(7-4)
於本實施形態中,緩冷爐外部空間S3係使於與緩冷爐外部空間S3高度相同(即,相當於自地板412之下表面至地板413之上表面的距離)之爐內空間S8中移動之玻璃板G之環境溫度成為800℃~110℃的空間,或者包含使於爐內空間S8中移動之玻璃板G自(緩冷點+5℃)成為(應變點-50℃)之區域的空間。即,於爐內空間S8中,進行作為關係到玻璃 板之品質之重要步驟的緩冷步驟ST6。因此,較理想為,緩冷爐外部空間S3之溫度與其他空間S1、S2、S4相比更穩定。
於本實施形態中,如上所述般,於作為與進行緩冷步驟ST6之爐內空間S8高度相同之外部空間的緩冷爐外部空間S3中,可極力穩定緩冷爐50之爐壁之外表面之溫度。因此,可抑制爐內空間S8之溫度之變動。因此,可提昇玻璃板之品質。
(7-5)
於本實施形態之氣壓控制中,使爐外部空間S中氣壓最低之緩冷爐下方空間S4的氣壓成為大氣壓以上之氣壓。藉此,建築物B之外側之空氣難以流入建築物B內。因此,可不易受到爐外部空間S之外部氣體之影響。因此,可維持玻璃板之品質。
(8)變形例
以上,針對本實施形態基於圖式進行說明,但具體之構成並不限於上述實施形態,可於不脫離發明之主旨之範圍內進行變更。
(8-1)變形例1A
圖7係表示用以表示本變形例1A之爐外部空間S之建築物B之內部之空間的模式圖。
於上述實施形態中,說明了對將爐外部空間S分割為成形爐外部上方空間S1、成形爐外部下方空間S2、緩冷爐外部空間S3、及緩冷爐下方空間S4,且以於該等4個空間中 越往上游側氣壓越高之方式進行控制。
但,並不限定於該等,爐外部空間S亦可分割為包括成形爐外部上方空間S1與成形爐外部下方空間S2之成形爐外部空間S10、緩冷爐外部空間S3、及緩冷爐下方空間S4之3個空間。即便於該情形時,亦可產生與上述相同之效果。
又,亦可將爐外部空間S分割為位於上方之上方空間、及位於上方空間之第1方向之下游側(下方)之下方空間,且僅於上方空間中以越往上游側氣壓越高之方式進行氣壓控制。
再者,此時,上方空間可分割為成形爐外部上方空間S1、成形爐外部下方空間S2、及緩冷爐外部空間S3之3個空間,或亦可分割為包括成形爐外部上方空間S1與成形爐外部下方空間S2之成形爐外部空間S10、及緩冷爐外部空間S3之2個空間。
再者,於該等情形時,緩冷爐外部空間S3及緩冷爐下方空間S4係控制為相同之氣壓。
此處,成形爐之爐壁與緩冷爐之爐壁的溫度差尤其大。因此,易於在成形爐外部空間或成形爐外部下方空間、成形爐內部空間、及緩冷爐內部空間中產生更大之上升氣流。另一方面,為提昇玻璃板之品質,較佳為使成形爐內部空間及緩冷爐內部空間中之溫度變動較小。
因此,亦可僅於尤其易於產生上升氣流且為維持玻璃板之品質而較為重要之空間即成形爐外部空間S10(或者,成形爐外部下方空間S2)、及緩冷爐外部空間S3中進行氣壓 控制。具體而言,以成形爐外部空間S10之氣壓高於緩冷爐外部空間S3之氣壓之方式進行氣壓控制,或者以成形爐外部下方空間S2之氣壓高於緩冷爐外部空間S3之氣壓之方式進行氣壓控制。
藉此,於該等空間中,可抑制上升氣流之產生,可有效地維持玻璃板之品質。
又,藉由控制成形爐40中之溫度變動,而可抑制板厚之不均等。又,於緩冷爐50中,藉由於玻璃板之溫度成為緩冷點以上之區域中抑制爐內環境之溫度變動,而可抑制玻璃板之變形。又,於緩冷爐50中,藉由於玻璃板之溫度成為緩冷點~應變點附近的區域中抑制爐內環境之溫度之變動,而可抑制玻璃板之內部應變之產生。進而,於緩冷爐50中,藉由抑制玻璃板之溫度成為應變點以下之區域中之爐內環境的溫度變動,而可防止玻璃板之翹曲等。
(8-2)變形例1B
於上述實施形態中,配置有作為間隔構件而發揮作用之3個地板411、412、413,但並不限於該等。
於上述實施形態中,藉由配置物理間隔構件,而易於形成複數之空間並易於進行氣壓控制,若以越往第1方向之上游側氣壓越高之方式進行氣壓控制,則可產生與上述相同之效果。
再者,即便於配置有地板之情形時,亦存在例如於藉由地板所分割之複數之空間之間存在連通空間彼此之間隙的情況。具體而言,為使爐30可移動,多數情況使爐30不與 地板連接,於該情形時,於藉由地板所分割之複數之空間之間存在連通空間彼此之間隙。因此,於不使用本實施形態之情形時,空氣介由該間隙自下游側之空間向上游側之空間流動,而產生沿爐30之外壁之上升氣流。
但,即便於該情形時亦可產生與上述相同之效果。即,於本實施形態中,由於以越往第1方向之上游側氣壓越高之方式進行控制,故而可控制自第1方向之下游側之空間向上游側之空間流動的空氣流。因此,可使爐30之爐壁之外表面之溫度更穩定,可抑制爐30之內部之溫度之變動。
(8-3)變形例1C
於上述實施形態中,說明了將爐外部空間S分割為4個空間S1、S2、S3、S4。但,爐外部空間S之分割數並不限於此,分割為複數之空間即可。再者,越分割爐外部空間S,可使沿爐30之爐壁之外表面上升之空氣流越小,因此可進而抑制爐30之內部之溫度之變動。
(8-4)變形例1D
除上述實施形態以外,亦可將緩冷爐外部空間S3分割為複數並以越往上游側氣壓越高之方式進行氣壓控制。藉此,可進而有效地抑制玻璃板之內部應變之產生及玻璃板之變形。再者,此時未必必需將該空間藉由地板等進行物理分割。
(8-5)變形例1E
於上述實施形態中,說明了為進行上述之氣壓控制,而於成形爐外部上方空間S1、成形爐外部下方空間S2、緩冷 爐外部空間S3、及緩冷爐下方空間S4之外側,配置有用以對各個空間進行加壓之送風機421、422、423、424。但,進行氣壓控制之方法並不限於進行送風者,亦可使用組合送風與排風而進行之方法或利用風門等調整壓力差之方法等。
(8-6)變形例1F
於上述實施形態中,對爐外部空間S進行加壓。但未必必需使爐外部空間S之氣壓高於爐30之內部之空間。例如,若減小爐30之內部之空間與爐外部空間S之氣壓差,則可減少自爐30之內部之空間漏出之空氣量,可抑制沿玻璃板G產生之上升氣流。
(8-7)變形例1G
於上述實施形態中,已對利用溢流下拉法成形玻璃板G進行說明,但並不限於此,只要為下拉法即可。
(8-9)變形例1H
於本變形例中,於緩冷步驟中,以相對於由玻璃板G之進給輥350a~350h所狹持之部分而鄰接於寬度方向內側之鄰接區域中不會產生塑性變形的方式,於該鄰接區域之溫度為玻璃板G之玻璃轉移點以上且玻璃軟化點以下之溫度區域中,使拉伸張力於第1方向上對玻璃板G發揮作用。
又,將玻璃板G下拉之進給輥350a~350h之旋轉係以設置於玻璃板G之移動第1方向之下游側之輥的周速成為設置於玻璃板G之移動方向之上游側之輥的周速以上的方式,並利用控制裝置500進行控制。藉此,可對玻璃板G通常朝向 第1方向之下游側施加拉伸張力,而防止玻璃板G之翹曲。又,藉此,可於上述鄰接區域之溫度為玻璃板G之玻璃轉移點以上且玻璃軟化點以下之溫度區域中,使拉伸張力於第1方向上對玻璃板G發揮作用。
尤其是,使設置於較玻璃板G之溫度為玻璃緩冷點之位置更往下游側之進給輥的周速高於設置於玻璃板G之溫度為玻璃轉移點以上且玻璃軟化點以下之溫度區域之進給輥的周速,就抑制玻璃板G之塑性變形方面而言,更為有效。又,尤其是,使設置於較上述鄰接區域之溫度為玻璃緩冷點之位置更往下游側之進給輥的周速高於設置於上述鄰接區域之溫度為玻璃轉移點以上且玻璃軟化點以下之溫度區域之進給輥的周速,就抑制上述鄰接區域之塑性變形方面而言,更為有效。
[實施例]
以下,針對本發明之實施例進行說明。
熔解玻璃原料形成熔融玻璃,並於進行澄清、攪拌之後,將熔融玻璃供給至成形裝置,利用溢流下拉法形成玻璃板G。其後,切割玻璃板G,製造長度方向為1100 mm、寬度方向為1300 mm、厚度為0.5 mm之玻璃板。此時,爐外部空間S之氣壓係如下述表1中所示般以越往上游側越高之方式進行控制。再者,熔融玻璃中所含之各成分之含有率如下。
此時,實施例1~5中所製造之玻璃板之最大應變(延遲之最大值)為1.6 nm以下。又,玻璃板之翹曲為0.18 mm以下。尤其是,實施例2~4中所製造之玻璃板之最大應變(延遲之最大值)為1.0 nm以下。又,玻璃板之翹曲為0.15 mm以下。
另一方面,作為比較例1,不進行氣壓控制而製造相同尺寸之玻璃板。此時之熔融玻璃之各成分之含有率與上述相同。此時,所製造之玻璃板之最大應變(延遲之最大值)為1.8 nm。又,玻璃板之翹曲超過0.2 mm。又,作為比較例2,除爐外部空間S之氣壓為一定方面以外,以與實施例相同之方法製造玻璃板。此時,所製造之玻璃板之最大應變(延遲之最大值)為1.8 nm。又,玻璃板之翹曲超過0.2 mm。
P1:成形爐外部上方空間S1之氣壓[Pa]
P2:成形爐外部下方空間S2之氣壓[Pa]
P3:緩冷爐外部空間S3之氣壓[Pa]
P4:緩冷爐下方空間S4之氣壓[Pa]
因此,本發明係用於玻璃板之品質之提昇。
[產業上之可利用性]
本發明可於使用下拉法製造玻璃板之玻璃板之製造方法及製造裝置中進行各種使用。
10‧‧‧建築物之內表面部(覆蓋部)
30‧‧‧爐
40‧‧‧成形爐
50‧‧‧緩冷爐
110‧‧‧所製造之玻璃板
300‧‧‧成形裝置
310‧‧‧成形體
312‧‧‧槽部
313‧‧‧下端部
320‧‧‧環境間隔構件
330‧‧‧冷卻輥
340‧‧‧冷卻單元
350a~350h‧‧‧進給輥
400‧‧‧切割裝置
411、412、413‧‧‧地板(間隔構件)
421、422、423、424‧‧‧送風機
500‧‧‧控制裝置(控制部)
B‧‧‧建築物
G‧‧‧所成形之玻璃板
G1‧‧‧最終所製造之玻璃板
S‧‧‧爐外部空間
S1‧‧‧成形爐外部上方空間(成形爐外部空間)
S2‧‧‧成形爐外部下方空間(成形爐外部空間)
S3‧‧‧緩冷爐外部空間
S4‧‧‧緩冷爐下方空間(下方空間)
圖1係本實施形態之玻璃板之製造方法之一部分的流程圖。
圖2係以玻璃板製造裝置中所包含之熔解裝置為主而顯示之模式圖。
圖3係表示建築物之內部之模式圖。
圖4係成形裝置之概略之側面模式圖。
圖5係控制裝置之控制方塊圖。
圖6係表示用以表示爐外部空間之建築物之內部空間的模式圖。
圖7係表示用以表示變形例1A之爐外部空間之建築物之內部空間的模式圖。
10‧‧‧裝置之內表面部(覆蓋部)
30‧‧‧爐
40‧‧‧成形爐
50‧‧‧緩冷爐
300‧‧‧成形裝置
310‧‧‧成形體
312‧‧‧槽部
313‧‧‧下端部
320‧‧‧環境間隔構件
330‧‧‧冷卻輥
340‧‧‧冷卻單元
350a~350h‧‧‧進給輥
400‧‧‧切割裝置
411、412、413‧‧‧地板(間隔構件)
421、422、423、424‧‧‧送風機
B‧‧‧建築物
G‧‧‧所成形之玻璃板
G1‧‧‧最終所製造之玻璃板
S1‧‧‧成形爐外部上方空間(成形爐外部空間)
S2‧‧‧成形爐外部下方空間(成形 爐外部空間)
S3‧‧‧緩冷爐外部空間
S4‧‧‧緩冷爐下方空間(下方空間)

Claims (15)

  1. 一種玻璃板之製造方法,其係利用下拉法之玻璃板之製造方法,且其包括:對形成於包括成形爐及緩冷爐之爐與覆蓋上述爐之覆蓋部之間的爐外部空間進行氣壓控制的氣壓控制步驟,熔解玻璃原料而形成熔融玻璃之熔解步驟,將上述熔融玻璃供給至配置於上述成形爐之內部之成形體的供給步驟,於上述成形體中使熔融玻璃流下而成形玻璃板之成形步驟,於上述緩冷爐中一面使上述玻璃板單向移動一面冷卻上述玻璃板之緩冷步驟,及切割經冷卻之上述玻璃板之切割步驟;且上述爐外部空間包括:包含對應於上述成形爐之設置位置之區域的成形爐外部空間、及包含對應於上述緩冷爐之設置位置之區域的緩冷爐外部空間,於上述氣壓控制步驟中,以上述成形爐外部空間之氣壓高於上述緩冷爐外部空間之氣壓之方式進行上述氣壓控制。
  2. 如請求項1之玻璃板之製造方法,其中於上述氣壓控制步驟中,以越往上述爐外部空間內之上述玻璃板之移動方向之上游側的位置氣壓越高之方式進行氣壓控制。
  3. 如請求項1之玻璃板之製造方法,其中上述爐外部空間 進而包括位於包含上述成形爐外部空間及上述緩冷爐外部空間之上方空間之下方的下方空間,且於上述氣壓控制步驟中,以上述下方空間之氣壓成為大氣壓以上之氣壓之方式進行上述氣壓控制。
  4. 如請求項1之玻璃板之製造方法,其中上述成形爐外部空間之氣壓與上述緩冷爐外部空間之氣壓的差滿足下述式(1):0<(成形爐外部空間之氣壓-緩冷爐外部空間之氣壓)<20[Pa]………(1)。
  5. 如請求項1之玻璃板之製造方法,其中上述玻璃板之寬度方向之長度為2000 mm以上。
  6. 如請求項1之玻璃板之製造方法,其中上述玻璃板為平板顯示器用之玻璃板。
  7. 如請求項1之玻璃板之製造方法,其中上述成形步驟包括使上述玻璃板之寬度方向之兩端部較玻璃板之寬度方向之中央部更急速冷卻、且上述兩端部之玻璃之黏度η滿足logη=9~14.5的步驟。
  8. 如請求項1之玻璃板之製造方法,其中上述緩冷步驟係以拉伸應力於上述玻璃板之寬度方向之中央部於上述玻璃板之移動方向上發揮作用之方式,至少於自上述玻璃板之玻璃緩冷點加上150℃而得之溫度至自上述玻璃板之玻璃應變點減去200℃而得之溫度的溫度區域中,上述玻璃板之寬度方向之中央部之冷卻速度高於上述 兩端部之冷卻速度,使上述玻璃板自上述玻璃板之寬度方向之中央部之溫度高於上述兩端部的狀態變化為上述中央部之溫度低於上述兩端部的狀態。
  9. 如請求項1之玻璃板之製造方法,其中於上述緩冷步驟中,進行玻璃應變點上之溫度控制步驟,其係自上述成形體之下部於低於玻璃應變點附近之溫度區域之溫度區域中進行上述玻璃板之寬度方向之溫度控制的步驟,且其包括:以上述玻璃板之寬度方向之兩端部較上述兩端部所夾持之中央區域的溫度低、且上述中央區域之溫度變得均勻之方式進行控制的步驟,以上述玻璃板之寬度方向之溫度分佈自上述玻璃板之寬度方向之中央部向兩端部變低之方式進行控制的步驟,及以於玻璃應變點之附近之溫度區域中使上述兩端部與上述中央部之溫度梯度消失之方式進行控制之步驟。
  10. 如請求項9之玻璃板之製造方法,其中於進行上述玻璃板之寬度方向之溫度控制的步驟中,進而進行玻璃應變點下溫度控制步驟,其包括:於上述玻璃板之玻璃應變點附近之溫度區域中,以自上述玻璃板之寬度方向之兩端部至上述玻璃板之寬度方向之中央部的溫度變得均勻之方式進行控制之步驟,及使自上述兩端部至上述中央部變得均勻之上述 玻璃板的溫度自上述兩端部向中央部變低之步驟。
  11. 如請求項1之玻璃板之製造方法,其中上述緩冷步驟包括:第1冷卻步驟,其使上述玻璃板之寬度方向之中央部的溫度以第1平均冷卻速度冷卻至上述玻璃板之玻璃緩冷點,第2冷卻步驟,其使上述中央部之溫度以第2平均冷卻速度自上述玻璃緩冷點冷卻至玻璃應變點-50℃,及第3冷卻步驟,其使上述中央部之溫度以第3平均冷卻速度自上述玻璃應變點-50℃冷卻至上述玻璃應變點-200℃;且上述第1平均冷卻速度為5.0℃/sec以上,上述第1平均冷卻速度高於上述第3平均冷卻速度,上述第3平均冷卻速度高於上述第2平均冷卻速度。
  12. 如請求項1之玻璃板之製造方法,其中上述玻璃板中之SrO與BaO之合計含有率未達8質量%,且玻璃應變點為675℃以上,上述緩冷步驟中上述玻璃板自玻璃緩冷點至(玻璃應變點-50℃)之溫度的平均冷卻速度為0.5~未達5.5℃/sec。
  13. 如請求項1之玻璃板之製造方法,其中於上述緩冷步驟中,以相對於由上述玻璃板之牽引中所使用之輥所狹持之部分而鄰接於上述玻璃板之寬度方向內側之鄰接區域中不會產生塑性變形之方式,於上述鄰接區域之溫度為上述玻璃板之玻璃轉移點以上、玻璃 軟化點以下之溫度區域中,使拉伸張力於上述玻璃板之移動方向對上述玻璃板發揮作用。
  14. 如請求項1之玻璃板之製造方法,其中於上述緩冷步驟中,將上述玻璃板下拉之輥之旋轉係以如下方式進行控制:使於較上述玻璃板之溫度為玻璃緩冷點之溫度區域更往上述玻璃板之移動方向之下游側設置的輥之周速成為於玻璃板之溫度成為玻璃轉移點以上、玻璃軟化點以下之溫度區域中設置的輥之周速以上。
  15. 一種玻璃板製造裝置,其包括:利用下拉法成形玻璃板之成形爐,一面使成形於上述成形爐中之上述玻璃板單向移動一面冷卻上述玻璃板之緩冷爐,及對形成於包括上述成形爐及上述緩冷爐之爐與覆蓋上述爐之覆蓋部之間的爐外部空間進行氣壓控制的控制部;且上述控制部係以越往上述爐外部空間內之上述玻璃板之移動方向之上游側的位置氣壓越高之方式進行氣壓控制。
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