TWI490174B - 帶狀玻璃膜製造方法以及帶狀玻璃膜製造裝置 - Google Patents

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Description

帶狀玻璃膜製造方法以及帶狀玻璃膜製造裝置
本發明是有關於一種帶狀玻璃膜的製造方法及其裝置，且詳細而言是有關於一種透過成形、退火、切斷的各步驟或各元件，以適當地製造厚度300μm以下的帶狀玻璃膜的技術性想法。
如眾所周知般，藉由溢流下拉法(overflow down draw method)、狹縫下拉法(Slot down draw method)、或者浮式法(float process)、再拉法(redraw method)等所成形的帶狀的玻璃帶，以規定的尺寸切斷，作為略呈矩形狀的玻璃基板而被產品化。這種玻璃基板的實際情況是，在電漿顯示器(Plasma Display)(電漿顯示面板，Plasma Display Panel，PDP)、液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)、場發射顯示器(Field Emission Display，FED)、有機電致發光(electroluminescent，EL)顯示器(有機發光二極體，Organic Light Emitting Diode，OLED)等為代表的平板顯示器(Flat Panel Display，FPD)、或者太陽電池與2次電池等的製作中所使用。
因針對該些FPD等而推進其的輕量化，故而現狀為亦不斷地對該FPD等中作為主要構成要素所使用的玻璃基板要求薄板化。特別是，有機EL不僅是如OLED般藉由薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)而閃爍微細的三原色的顯示器，且是僅以單色(例如白色)來發光而作為LCD 的背光源(back light)或室內照明的光源等的平面光源加以利用。此外，若有機EL的照明裝置為使玻璃基板具有可撓性，則因能夠自由地使發光面變形，故而此種照明裝置中所使用的玻璃基板，自充分地確保可撓性的觀點考慮亦大幅地推進薄板化。
作為該些FPD或照明裝置等中所使用的薄玻璃基板的製造方法，以上述的溢流下拉法或狹縫下拉法，還有再拉法為代表的下拉法被認為適宜。上述之下拉法為，溢流下拉法以及狹縫下拉法具有使熔融玻璃自成形部流下成帶狀(板狀)，並以冷卻輥對帶狀的寬度方向兩端部進行冷卻，藉此成形玻璃帶的成形步驟；再拉法具有藉由再加熱板玻璃使之軟化且使之下降以成形玻璃帶的成形步驟。而且，不論哪種下拉法都具有在成形步驟的實行後，一邊使玻璃帶下降，一邊於退火室(annealer)內緩慢冷卻以去除內部變形的退火步驟，以及在該退火步驟的實行後切斷玻璃帶的切斷步驟。
關於上述之下拉法的詳細敘述，在專利文獻1中揭示了於實行退火步驟時，退火室內的玻璃帶藉由配設於退火室的最下階的拉伸輥拉伸至下方向的構成。在此專利文獻1的申請專利範圍第1項中，記載著玻璃基板的厚度是0.7mm以下，但由於此文獻的〔0051〕及〔0053〕中分別記載著寬度方向中央部的厚度是0.7mm，以及寬度方向中央部的厚度是0.63mm，因此可解釋此文獻中記載的下拉法是以厚度大概0.6~0.7mm的玻璃帶為成形對象。
另外，在專利文獻2中揭示了，於實行退火步驟時，退火室內的玻璃帶藉由配設在退火室的上下多個階(3階)的全部拉伸輥拉伸至下方向的構成。由於此文獻的〔0004〕及〔0042〕中記載著玻璃帶(片玻璃)的厚度是0.7mm，因此可解釋此文獻中記載的下拉法是以厚度大概0.7mm的玻璃帶為成形對象。
再者，在專利文獻3、專利文獻4中揭示了配設在退火室內的上下多個階的拉伸輥全部皆將玻璃帶牽引至下方向，同時配設在存在於退火室下方的冷卻室內的上下多個階的拉伸輥也全部皆將玻璃帶牽引至下方向的構成。在這些文獻中，沒有關於無玻璃基板的玻璃帶的厚度之記載，但由於在各文獻的發明的詳細說明的欄位實質上只不過僅記載液晶顯示器用的玻璃基板，因此若參酌其申請當時的技術水準，可解釋這些的文獻中記載的下拉法也是以厚度大概0.7mm的玻璃帶為成形對象。
此外，在專利文獻5中揭示了，將與玻璃帶的寬度方向兩端部的厚度相比，相互間的間距尺寸較長之引導輥配設於退火室內上下多個階，玻璃帶未藉由引導輥保持而導引至下方向的構成。此文獻中記載的下拉法是以厚度500μm以下，進而為200μm以下的玻璃帶(帶狀玻璃膜)為成形對象。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2007-51027號公報
[專利文獻2]日本專利特開2001-31435號公報
[專利文獻3]日本專利特開2009-173524號公報
[專利文獻4]日本專利特開2009-173525號公報
[專利文獻5]日本專利特開2008-105882號公報
可是，近年來，因為尋求達到如上述般玻璃基板的大幅地薄化，所以實用上供給厚度300μm以下的玻璃基板(玻璃膜)，但在以上述的專利文獻1~專利文獻5記載的下拉法製作這種的玻璃基板的情況下，則會產生如以下所示的問題。
換句話說，由於專利文獻1~專利文獻4中記載的下拉法是以厚度大幅地超過300μm的玻璃帶為成形對象，因此即使在退火室內藉由拉伸輥保持玻璃帶也不會是大問題。然而，若上述之成形對象是300μm以下的帶狀玻璃膜，則藉由拉伸輥保持帶狀玻璃膜的保持力的影響會變大，而在帶狀玻璃膜的表背面會產生看不見的微小傷痕。其結果為，使帶狀玻璃膜以此微小傷痕作為起點而招致損傷或破損的不良狀態。
此情況下，專利文獻3、專利文獻4中記載的下拉法是，在退火室下方的冷卻室內也配設拉伸輥，但此冷卻室內的拉伸輥與上述的退火室內的拉伸輥並不是主從的關係。亦即，並沒有前者與後者的任何一個拉伸輥是主要者且另一個拉伸輥是輔助者的區別。因此，全部的拉伸輥相對於帶狀玻璃膜而受到實質地同樣的保持力造成的影響。其結果為，若假定帶狀玻璃膜的厚度為300μm以下，則 退火室內的拉伸輥保持此帶狀玻璃膜的保持力的影響不會變小，且變得無法避免如上述之微小傷痕的發生以及起因於此的破損等的不良狀態。
另一方面，專利文獻5中記載的下拉法是以厚度300μm以下的帶狀玻璃膜為成形對象，在退火室內帶狀玻璃膜是僅藉由引導輥導引而未保持。在此情況下，由於退火室內正發生自其下方流入的空氣造成的空氣流，而帶狀玻璃膜是薄的，故藉由此空氣流，該帶狀玻璃膜搖晃，因而產生所謂的振動。因此，若如上述之在退火室內的帶狀玻璃膜上產生振動，則退火室內的為了溫度維持的加熱器與帶狀玻璃膜之間的距離會變得不穩定。由於起因於上述而使帶狀玻璃膜的熱歷程(thermal history)會變得不穩定，因而在其內部變形的去除作用上招致所謂產生故障的致命性問題。而且，若帶狀玻璃膜上產生的振動變大，則帶狀玻璃膜會進行不當地變形等，而亦可能成為破損原因。
再者，在此專利文獻5中，記載著以退火室內的最下階的退火輥作為拉伸輥，但即使在如上述的情況下，也不可確實地避免上述的問題。換句話說，由於退火室內的溫度比較高溫，因此通常是使用陶瓷製等的退火輥，故而僅使用這種的退火輥作為拉伸輥不能在帶狀玻璃膜上持有充分地張力。原因是，在退火室內保持帶狀玻璃膜且使之進行充分地拉伸作用的情況下，由於拉伸輥的材質的不適當化等成為原因等，而招致在帶狀玻璃膜上發生微小傷痕等的不良狀態，因此在帶狀玻璃膜上持有張力至可防止上述 振動的程度會變得困難。
本發明鑑於上述的情況而以下述作為技術性課題：在採用以厚度300μm以下的帶狀玻璃膜為成形對象的下拉法的情況下，儘可能地抑制退火室內的微小傷痕的發生之後，避免退火室內發生空氣流所伴隨的帶狀玻璃膜的振動造成的問題。
關於為了解決上述技術性課題而發明的本發明的方法是一種帶狀玻璃膜製造方法，其包括將帶狀玻璃膜一邊下降一邊成形的成形步驟、在該成形步驟的實行後將帶狀玻璃膜於退火室內一邊下降一邊緩慢冷卻以去除內部變形的退火步驟、在該退火步驟的實行後將除寬度方向兩端部外的中央部的厚度為300μm以下的帶狀玻璃膜切斷的切斷步驟。該方法的特徵在於：在前述退火步驟的實行之後且前述切斷步驟的實行之前，藉由完成作為主要的拉伸輥的任務的主拉伸輥保持而驅動旋轉正在下降的帶狀玻璃膜，並至少對前述退火室內的帶狀玻璃膜於上下方向持有張力。在此，所謂上述的「持有張力」是指，不論是否在帶狀玻璃膜上賦予張力，帶狀玻璃膜不會鬆弛而呈繃緊的狀態。另外，嚴格而言，上述的拉伸輥以及後述的各種輥全都是帶狀玻璃膜的寬度方向兩端部且分別配設在該帶狀玻璃膜的表背兩側。
根據如上述之方法，退火步驟的實行之後且切斷步驟的實行之前，亦即是在帶狀玻璃膜的輸送路徑中，在比退 火室下游側且比切斷元件上游側配置了完成作為主要的拉伸輥的任務的主拉伸輥，此主拉伸輥保持而驅動旋轉正自退火室的下端起的下方向(較佳是垂直下方向)下降的帶狀玻璃膜。如上述，由於在退火室的外部下方配置了主拉伸輥，因而沒有必要於退火室內設置與主拉伸輥完成同樣任務的輥。因此，在退火室內，相對於帶狀玻璃膜，輥的保持力會變得不受到大的影響。換言之，在退火室內，也可沒有保持帶狀玻璃膜的輥，或者是也可設置以比主拉伸輥小的力來保持帶狀玻璃膜的輥，但也可不設置以與主拉伸輥同樣的強的力來保持帶狀玻璃膜的輥。根據上述，起因於退火室內的微小傷痕的發生之帶狀玻璃膜的損傷或破損等會變得難以產生。而且，由於配置於退火室的外部下方的主拉伸輥對於退火室內的帶狀玻璃膜於上下方向持有張力，因此起因於空氣流的帶狀玻璃膜的振動會變得難以產生。其結果為，可恰當地避免由於為了維持退火室內的溫度的加熱器與帶狀玻璃膜之間的距離過於接近或是過於遠離等變動，而無法在帶狀玻璃膜上進行適當的內部變形去除作用的不良狀態。再者，僅藉由上述的主拉伸輥的拉伸作用也可能無法充分地防止帶狀玻璃膜的振動，在這樣的情況下，亦可在退火室內設置輔助的拉伸輥。上述之輔助的拉伸輥，在對帶狀玻璃膜的微小傷痕的發生而造成的問題不會產生的程度上，與主拉伸輥相比，重要的是對於帶狀玻璃膜的保持力充分地小。
在此情況，較佳是前述主拉伸輥在與配設於前述退火 室的外部上方的冷卻輥或配設於前述退火室內的輥之間，對前述帶狀玻璃膜在上下方向持有張力。
根據如上所述，在主拉伸輥是在與冷卻輥之間，而於帶狀玻璃膜上持有張力的情況下，可延伸至退火室內的上下方向全區域而於帶狀玻璃膜上持有張力。另外，主拉伸輥是在與配設於退火室內的輥，亦即是在退火室內保持帶狀玻璃膜的輥之間，而於帶狀玻璃膜上持有張力的情況下，可在比退火室的該輥更下部區域中使帶狀玻璃膜持有張力。再者，在此情況下，該輥較佳是位於在退火室內的上端附近。例如，在退火室內於上下多個階設置輥的情況下，較佳為以僅最上階的輥保持帶狀玻璃膜的方式而構成。此外，在此情況下，由於包含於退火室內的帶狀玻璃膜上容易產生起因於空氣流的振動的區域，因此不僅可選擇或調整該輥的位置，而且藉由該輥的周邊速度與冷卻輥的周邊速度相同或比冷卻輥的周邊速度高速，還可避免在該輥與冷卻輥之間的上述振動所造成的問題。不過，不管是在哪一種情況下，退火輥所造成的保持力重要的是要比主拉伸輥所造成的保持力小。
而且，較佳是在前述退火室內，於前述帶狀玻璃膜的表背兩側將相互間的間距尺寸比該帶狀玻璃膜的厚度長的引導輥相向配置。
根據如上所述，由於在退火室內，帶狀玻璃膜的面與引導輥之間形成了間隙，帶狀玻璃膜會變得無法藉由引導輥保持，因此可一邊避免微小傷痕的發生，一邊穩定進行 朝帶狀玻璃膜的下方向的移動。此情況下，若為於退火室內在上下多個階配設輥的構成，其全部亦可皆為引導輥，或是除了一階(較佳為最上階)外，其他的輥全部亦可為引導輥。若如上述的構成，於前者的情況下，則在配置於退火室的外部上方的冷卻輥與主拉伸輥之間，帶狀玻璃膜上持有張力；於後者的情況下，則在退火室內的適當一階的輥與主拉伸輥之間，帶狀玻璃膜上持有張力。再者，由在與帶狀玻璃膜接觸的情況中避免接觸傷痕的發生的觀點考慮，引導輥較佳為使其周邊速度與帶狀玻璃膜的下降速度實質地相同而進行驅動旋轉。
在以上的方法中，於前述退火步驟結束後至前述切斷步驟開始之間，實行將正在下降之帶狀玻璃膜的輸送方向變換成橫方向的方向變換步驟的同時，於前述退火步驟的實行之後且前述方向變換步驟的實行之前，正在下降的帶狀玻璃膜亦可藉由前述主拉伸輥保持而驅動旋轉。
根據如上述，於方向變換步驟的實行時，亦即將帶狀玻璃膜的輸送方向自下方向變換成橫方向時，起因於此強制性方向變換，將為了持有張力的一定的力賦予在退火室內的帶狀玻璃膜上會變得困難，而恐怕於此力上會產生脈動等的波。若產生這樣的狀況，則為了退火室內的溫度維持的加熱器與帶狀玻璃膜之間的距離會變動而不穩定，在內部變形的去除作用上會產生故障。相對於上述，在方向變換步驟的實行之前且退火步驟的實行之後，藉由主拉伸輥保持而驅動旋轉帶狀玻璃膜，可有效地避免於方向變換 步驟的實行時之上述的不良狀態。在此情況下，為了因應阻止帶狀玻璃膜的輸送路徑的不當長形化的要求，主拉伸輥較佳為配置在方向變換步驟開始的部分或者其附近。
另外，前述主拉伸輥較佳為在保持前述帶狀玻璃膜時，與該帶狀玻璃膜接觸的外周部以比該帶狀玻璃膜更低硬度的材料而形成。
根據如上所述，即使主拉伸輥以強的保持力保持固化的帶狀玻璃膜，由於主拉伸輥的相對性硬度低，因此對帶狀玻璃膜而言，變得難以發生微小傷痕且能夠得到高品質的帶狀玻璃膜。
在此情況下，前述主拉伸輥的外周部較佳為以合成橡膠所形成。此處所說的「合成橡膠」是指彈性體。再者，此合成橡膠更佳為靜摩擦係數1.00以上，或耐熱溫度300℃以上。
根據如上所述，因為是使用摩擦特性優異的合成橡膠，所以帶狀玻璃膜與主拉伸輥之間會變得難以產生滑動，因而會變得沒有必要在帶狀玻璃膜上賦予不適當地強接觸壓而進行拉伸作用。藉此，可避免所謂的起因於強接觸壓而在帶狀玻璃膜上發生無作用的內部應力的狀況。而且，藉由使用耐熱性優異的合成橡膠，由於可將主拉伸輥配設在儘可能靠近比較高溫的部位之退火室的下端部位的位置上，且可使相對於帶狀玻璃膜的保持部相互間的距離縮短，因此對於退火室內的帶狀玻璃膜的空氣流所造成的振動的振幅減小是有利的。
另外，關於為了解決上述技術性課題而發明的本發明的裝置是一種帶狀玻璃膜製造裝置，其包括將帶狀玻璃膜一邊下降一邊成形的成形元件、將已成形的帶狀玻璃膜一邊下降一邊於退火室內緩慢冷卻以去除內部變形的退火元件、將經緩慢冷卻且除寬度方向兩端部外的中央區域的厚度為300μm以下的帶狀玻璃膜切斷的切斷元件，該裝置的特徵在於：在經前述退火元件後至前述切斷元件之帶狀玻璃膜的輸送路徑途中，藉由完成作為主要的拉伸輥的任務的主拉伸輥保持而驅動旋轉正在下降的帶狀玻璃膜，而以至少對前述退火室內的帶狀玻璃膜在上下方向持有張力的方式而構成。
由於此裝置的構成是與關於上述之本發明的方法中開頭所述的方法之構成實質上相同，所以包含作用效果的說明事項與該方法相關之既有所述說明事項實質上相同。
根據如以上之本發明，由於在退火室內也可不設置與主拉伸輥完成同樣任務的輥，因此可避免起因於不可見的微小傷痕的發生之帶狀玻璃膜的損傷或破損等，同時藉由主拉伸輥對退火室內的帶狀玻璃膜在上下方向持有張力，可防止起因於空氣流的帶狀玻璃膜的振動。其結果為，可避免因退火室內的加熱器與帶狀玻璃膜之間的距離進行變動而產生之內部變形去除作用的不適當化。
以下，參照所附的圖式來說明本發明的實施形態。再者，於以下的實施形態中，例示在帶狀玻璃膜的成形中採 用溢流下拉法(overflow down draw method)的情況中本發明的適用。
圖1為例示關於本發明的第一實施形態的帶狀玻璃膜製造裝置1(帶狀玻璃膜製造方法的實施狀況)。如圖所示，此製造裝置1的基本構成，由上方起依序包括：將熔融玻璃2成形為帶狀玻璃膜3的成形爐4、將從成形爐4出來之帶狀玻璃膜3緩慢冷卻以去除內部變形的退火室(退火爐)5、將從退火室5出來之帶狀玻璃膜3冷卻的冷卻室6、以及將從冷卻室6出來之帶狀玻璃膜3沿著長邊方向切斷以製作玻璃捲7的切斷室8。
在成形爐4內容納有成形體4a以及冷卻輥4R。成形體4a之縱切面形狀為楔狀且於頂部形成有溢流溝4x。冷卻輥4R一邊冷卻自成形體4a頂部溢出並於其下端部融合的熔融玻璃2之寬度方向兩端部、一邊抑制朝寬度方向中央側的收縮以使帶狀玻璃膜3一邊下降一邊成形。因此，此製造裝置1中的成形元件是以成形爐4、成形體4a與冷卻輥4R作為主要的構成要素。
在此情況，冷卻輥4R(也稱為輥式拉邊器(edge roller)或壓花輥(knurl roll))為，由於在其外周面形成有與輥軸平行的多個凸部而呈齒輪形狀，為了抑制帶狀玻璃膜3的寬度方向收縮，而使自冷卻輥4R於帶狀玻璃膜3的兩端部朝寬度方向外方側的拉伸力作用。為此，在帶狀玻璃膜3的寬度方向兩端部形成有厚度比其中央側的區域大的耳部。而且，此耳部的寬度方向中央側的區域是有效區域。
在退火室5內容納有退火輥5R以及加熱器(圖式省略)。退火輥5R配設於上下多個階(圖例中是3階)且主要完成導引從成形爐4出來的帶狀玻璃膜3的下降之任務。加熱器分別相間隔而配設在帶狀玻璃膜3的表背兩側且維持退火室5的溫度。因此，此製造裝置1中的退火元件是以退火室5、退火輥5R與加熱器作為主要的構成要素。
在此情況，由於退火室5內是500℃前後的溫度，因此自確保耐熱性等的觀點考慮，退火輥5R為陶瓷製。而且，此退火輥5R配設於比帶狀玻璃膜3的寬度方向兩端部中的耳部更中央側的位置。另外，退火室5內以具有規定的溫度斜率的方式進行溫度設定，隨著帶狀玻璃膜3下降而慢慢地降低溫度，藉此去除內部變形(熱變形)的構成。而且，在此退火室5內，發生起因於自下端部所侵入的空氣往上方去的空氣流。
在冷卻室6內配設有下部輥(主拉伸輥)6R，其配設於上下多個階(圖例中是4階)且主要完成使從退火室5出來的帶狀玻璃膜3積極地的下降之任務。因此，此製造裝置1中的冷卻元件是以冷卻室6與下部輥6R作為主要的構成要素。
在切斷室8內容納有方向變換元件9、切斷元件10以及捲繞元件11。方向變換元件9一邊彎曲從冷卻室6出來並正下降的帶狀玻璃膜3而一邊變換成橫方向的輸送。切斷元件10將在方向變換後於橫方向輸送的帶狀玻璃膜3沿著長邊方向切斷。捲繞元件11將切斷後的帶狀玻璃膜3 捲繞至捲芯7a的周圍。在此，除從冷卻室6出來而到達切斷室8的帶狀玻璃膜3的耳部外，中央部的厚度變成300μm以下(較佳為200μm以下)。
在此情況，方向變換元件9是以多個輥9R所構成，多個輥9R在以規定的曲率彎曲的狀態下配列且接觸支持或非接觸支持帶狀玻璃膜3，而藉由此方向變換元件9方向變換後的帶狀玻璃膜3的輸送方向為水平方向，或者是進行方向前側下降傾斜的橫方向。另外，切斷元件10是自於橫方向輸送的帶狀玻璃膜3的表面側照射雷射束而實施局部加熱後，於此經加熱的加熱區域自表面側噴射冷卻水，且在長邊方向雷射割斷帶狀玻璃膜3而構成。此外，捲繞元件11是以在切斷後的帶狀玻璃膜3的外周面側(背面側)，藉由將自片捲(sheet roll)12拉出的保護片13重疊並捲繞於捲芯7a的周圍而得到玻璃捲7的方式所構成。
然後，如圖2及圖3所示，在配設於冷卻室6的上下4階的下部輥6R中，最上階的下部輥6R是保持從退火室5出來且在冷卻室6內正下降的帶狀玻璃膜3的輥，且是完成作為主要的拉伸輥的任務的主拉伸輥。此主拉伸輥6R是為了使在退火室5內正下降的帶狀玻璃膜3持有張力，在本實施形態是為了賦予在退火室5內的帶狀玻璃膜3上下方向的張力而驅動旋轉的構成。
詳細敘述的話，於退火室5內配設在上下3階的退火輥5R的任一個基本上皆是不接觸帶狀玻璃膜3而導引帶狀玻璃膜3往下移動的引導輥。換句話說，位於帶狀玻璃 膜3的表背兩側的退火輥5R的相互間間距尺寸T被設定成比帶狀玻璃膜3的厚度(耳部的厚度)t長。具體而言，帶狀玻璃膜3的表背面與配置在其兩側的退火輥5R的各別之間的間隙被設定成50μm~4000μm程度。另外，退火輥5R的周邊速度被設定成與帶狀玻璃膜3的的下降速度實質上相同。
若以如上述之條件配設退火輥5R，則由於帶狀玻璃膜3是薄的，受到在退火室5內發生的空氣流的影響，會成為如下狀態，即，可能發生起因於在退火室5內帶狀玻璃膜3上的搖晃的振動。然而，在存在於冷卻室6的主拉伸輥6R與成形爐4內保持帶狀玻璃膜3的冷卻輥4R之間，伴隨著拉伸帶狀玻璃膜3，而於退火室5內使帶狀玻璃膜3成為被繃緊的狀態。在此情況，主拉伸輥6R的周邊速度為與冷卻輥4R的周邊速度實質上相同，或者以比冷卻輥4R的周邊速度更高速度驅動旋轉的方式而構成。
在本實施形態中，除了主拉伸輥6R外，下部輥6R是相互間間距尺寸T’比帶狀玻璃膜3的厚度t長的引導輥。再者，主拉伸輥6R並不限定於最上階的下部輥6R，亦可為比上述更下階的下部輥6R，另外也可為配設於二階或三階等的多個階的下部輥6R。
另外，在本實施形態中，冷卻輥4R、退火輥5R及下部輥6R的任一個皆在存在於寬度方向的兩側的壁部14，於兩端支持的1根的輥軸上以每2個來安裝，且是在帶狀玻璃膜3的寬度方向兩端部中的耳部之稍中央側位置，而 分別被配設於帶狀玻璃膜3的表背兩側。再者，這些輥4R、輥5R、輥6R亦可於兩壁部14上分別為懸臂所支持。
此處，若要詳細敘述主拉伸輥6R的構造，如圖4a所示，包含合成橡膠(彈性體)的圓筒狀輥體6a嵌合固定於輥軸6x的外周側。因此，包含合成橡膠的輥體6a的外周面是，接觸帶狀玻璃膜3的表背面而使保持力進行作用的構成。合成橡膠為比玻璃更低硬度，故由於可適當地控制其硬度或柔軟性還有表面平滑性等的物性，而容易作為可準確地保持帶狀玻璃膜3的材質；若將此合成橡膠使用在主拉伸輥6R(輥體6a)上，則主拉伸輥6R與帶狀玻璃膜3的滑動不會進行，在退火室5內的帶狀玻璃膜3可穩定而持有張力。
若是在本實施形態中的使用態樣，構成輥體6a的合成橡膠較佳為與玻璃的靜摩擦係數為1.00以上。若為如上述之合成橡膠，則主拉伸輥6R的外周部與帶狀玻璃膜3的表背面之間不會產生確實地滑動，由於可適當地保持帶狀玻璃膜3，故而會變得沒有必要於帶狀玻璃膜3的表背面上作用大的接觸壓，且能夠儘可能地避免在帶狀玻璃膜3上產生無作用的內部應力之所謂不良狀態。再者，上述的靜摩擦係數的數值是以下述方法所測定的值，即，在將該合成橡膠載置於玻璃板上的狀態下慢慢地傾斜此玻璃板，於以該合成橡膠材開始滑動時的角度設為θ的情況，將tanθ設為靜摩擦係數的方法(所謂傾斜方法)，且上述的靜摩擦係數的數值是在室溫下的測定值。
而且，若在本實例中的主拉伸輥6R的配置條件下，此合成橡膠較佳為耐熱溫度為300℃以上。換句話說，主拉伸輥6R若是在退火室5的外部下方，則配置在哪裡都能夠完成其任務，但儘可能配置在靠近退火室5的位置，而由於可使保持部相互間的距離變短，因此對於在退火室5內的帶狀玻璃膜3適當地持有張力上會變得有利。在此情況，由於剛從退火室5出來之後的帶狀玻璃膜3的溫度為250℃以上，因此在使用耐熱溫度低的合成橡膠(例如，腈橡膠(nitrile rubber)、丙烯酸橡膠(acrylic rubber)、胺甲酸酯橡膠(urethane rubber)、乙烯-丙烯橡膠(ethylene-propylene rubber)、丁基橡膠(butyl rubber)、表氯醇橡膠(epichlorohydrin rubber)等)的情況下，為了阻止與帶狀玻璃膜3接觸的輥體6a的外周部的熱變形，則另外的冷卻其外周部的裝置等變得必要，或者是受到所謂必須將主拉伸輥6R配置在遠離帶狀玻璃膜3的溫度充分地降溫的部位，亦即退火室5的部分之限制。
然而，若使用如上述的耐熱溫度300℃以上的合成橡膠，則沒有必要另外設置冷卻裝置等，或者將主拉伸輥6R的配設位置不當地遠離退火室5。在此，所謂耐熱溫度是指，合成橡膠不會因熱而造成變形，且不會因熱而有無作用的黏著性，可維持在室溫的物性不變的範圍內的最高溫度。若考慮到以上的事項，作為輥體6a的合成橡膠，較佳為使用矽酮橡膠(silicone rubber)或氟橡膠。不過，根據其使用的態樣，即使是如前文所述的腈橡膠等之耐熱溫度低 的合成橡膠也可發揮充分地效果。
圖4b為詳細地例示主拉伸輥6R的其他構造的圖，在輥軸6x的外周側上將圓筒狀的芯部6b嵌合固定，並於此芯部6b的外周側上將包含合成橡膠的圓筒狀的輥體6a嵌合固定。在如上述構成的情況，於帶狀玻璃膜3的表背兩面，亦會接觸構成輥體6a的合成橡膠。此外，關於合成橡膠的特性或優點，因與以圖4a為基礎而說明的事項相同，所以在此省略其說明。
接著，說明關於具備以上的構成之本發明的第一實施形態的製造裝置1的作用(製造方法)。
帶狀玻璃膜製造方法為，首先，實行成形步驟，此成行步驟為在成形爐4內藉由成形體4a及冷卻輥4R的主要作用而將熔融玻璃成形為帶狀玻璃膜3並使之下降。之後，實行退火步驟，此退火步驟為在退火室5內藉由退火輥(引導輥)5R導引帶狀玻璃膜3並使之一邊下降一邊進行內部變形的去除。而且，在上述的步驟之後，實行冷卻步驟，此冷卻步驟為藉由在冷卻室6內的內部輥6R將結束退火步驟的帶狀玻璃膜3一邊拉伸一邊導引至下方，並使之降溫至室溫。之後，在切斷室8內實行將帶狀玻璃膜3的輸送方向從下方向變換成橫方向的方向變換步驟，同時在此步驟後實行將帶狀玻璃膜3的耳部切除的切斷步驟。此外，在此步驟後，藉由捲繞元件11，在切除了耳部的帶狀玻璃膜3與保護片13重疊的狀態下，以捲繞至捲芯7a的周圍之方式而得到玻璃捲7。
在此情況，於退火步驟的實行時，由於退火室5內的帶狀玻璃膜3延伸至其全區域，且成形爐4內的冷卻輥4R與冷卻室6內的主拉伸輥6R之間成為持有張力的狀態，因此不論是否於退火室5內發生空氣流，於該帶狀玻璃膜3上不管是搖晃或振動都會變得難以發生。而且，由於主拉伸輥6R的外周部是以合成橡膠所構成，因此冷卻室6內的帶狀玻璃膜3上不會有微小傷痕且不會產生滑動，而可於穩定狀態下使在退火室5內的帶狀玻璃膜3持有張力。
而且，因為構成主拉伸輥6R的輥體6a的合成橡膠的靜摩擦係數為1.00以上，由於主拉伸輥6R不會產生滑動而可確實地保持帶狀玻璃膜3，因此對於退火室5內的帶狀玻璃膜3能夠持有不會產生確實地振動之程度的張力。
並且，由於退火室5內的退火輥5R全都是引導輥，這些輥的周邊速度與帶狀玻璃膜3的下降速度實質上相同，因此帶狀玻璃膜3在下降時即使與退火輥5R接觸，亦可儘可能地抑制起因於接觸之微小傷痕的發生。再者，於退火室5內的溫度的關係方面，退火輥5R是高硬度的陶瓷製，但由於如上述之全部皆為引導輥且周邊速度是適當的，所以在帶狀玻璃膜3上發生微小傷痕不是主要原因。
藉由進行如以上的動作，在有效地抑止於帶狀玻璃膜3上發生微小傷痕所造成的破損等問題之後，可避免所謂受到退火室5內發生的空氣流的影響而於帶狀玻璃膜3上產生振動的狀況。藉此，解除起因於退火室5內的振動的發生之帶狀玻璃膜3的熱歷程的不穩定化，同時可避免起 因於帶狀玻璃膜3過於接近或是過於遠離退火室5內的加熱器等，而在內部變形的去除作用上產生所謂故障的狀況，使退火步驟的實行非常地適當化。
圖5為例示關於本發明的第二實施形態的帶狀玻璃膜製造裝置1(帶狀玻璃膜製造方法的實施狀況)。關於此第二實施形態的製造裝置1，與關於上述之第一實施形態不同的地方是，在比冷卻室6更下方且藉由方向變換元件9開始使帶狀玻璃膜3方向變換的這側(在圖例是方向變換的開始處或其附近)有配設主拉伸輥6R處。再者，此主拉伸輥亦可配設在冷卻室6內，但重要的是在開始使帶狀玻璃膜3方向變換的這側，較佳為在方向變換的開始處或其附近配設主拉伸輥6R。
根據如上述之構成，由於在退火室5無法保持帶狀玻璃膜3，因此即使是起因於強制性地方向變換而於帶狀玻璃膜3的拉伸作用產生波，在利用主拉伸輥6R的作用使波消失之後，可使退火室5內的帶狀玻璃膜3持有張力。然而，若在帶狀玻璃膜3的方向變換的開始處或其附近配置主拉伸輥6R，則帶狀玻璃膜3的輸送路徑可儘可能地短，且可尋求小空間化。
因為其他的構成以及作用效果與上述之第一實施形態相同，所以有關兩實施形態中共通的構成要件使用相同符號，並省略其說明。
再者，在以上的第一、第二實施形態中，於冷卻輥4R與主拉伸輥6R之間，退火室5內的帶狀玻璃膜3上持有 張力，但退火室5內所配設的最上階的退火輥5R可保持帶狀玻璃膜3，在此退火輥5R與主拉伸輥6R之間亦可使退火室5內的帶狀玻璃膜3持有張力。在如上述之情況下，最上階的退火輥5R的周邊速度與冷卻輥4R的周邊速度相同或比其更高速度後，重要的是主拉伸輥6R的周邊速度與最上階的退火輥5R的周邊速度相同或比其更高速度。而且，於退火室5內保持帶狀玻璃膜3的退火輥5R並不限定是最上階者，亦可以是與之相比更下階的退火輥5R，但重要的是該退火輥5R及冷卻輥4R與主拉伸輥之各別的周邊速度的關係與上述之情況相同。
而且，在以上的第一、第二實施形態中，是僅配置作為拉伸輥的主拉伸輥6R的構成，但例如在退火室5內，亦可如配設比主拉伸輥6R的保持力小且周邊速度與主拉伸輥6R相等的輔助的拉伸輥。
此外，在以上的第一、第二實施形態中，在採用溢流下拉法於帶狀玻璃膜的成形之情況下適用本發明，但在採用狹縫下拉法或再拉法的情況下，亦同樣地能夠適用本發明。不過，在採用再拉法的情況下，前文所述的冷卻輥的配設位置會變成相當於是在成為母材的板玻璃的未加熱位置。
而且，在以上的第一、第二實施形態中，於切斷步驟是使用雷射割斷而沿著帶狀玻璃膜3的長邊方向進行切斷，以得到玻璃捲7，但亦可沿著帶狀玻璃膜3的寬度方向實施切割(scribe)而以此切割作為基線進行切斷，以得到 作為多個片的玻璃基板的玻璃膜。
1‧‧‧帶狀玻璃膜製造裝置
2‧‧‧熔融玻璃
3‧‧‧帶狀玻璃膜
4‧‧‧成形爐
4a‧‧‧成形體
4R‧‧‧冷卻輥
4x‧‧‧溢流溝
5‧‧‧退火室
5R‧‧‧退火輥
6‧‧‧冷卻室
6a‧‧‧輥體
6b‧‧‧芯部
6R‧‧‧主拉伸輥
6x‧‧‧輥軸
7‧‧‧玻璃捲
7a‧‧‧捲芯
8‧‧‧切斷室
9‧‧‧方向變換元件
9R‧‧‧輥
10‧‧‧切斷元件
11‧‧‧捲繞元件
12‧‧‧片捲
13‧‧‧保護片
14‧‧‧壁部
圖1所示為關於本發明的第一實施形態的帶狀玻璃膜製造裝置(其製造方法的實施狀況)的全體構成的概略縱切側面圖。
圖2所示為關於本發明的第一實施形態的帶狀玻璃膜製造裝置(其製造方法的實施狀況)的主要部分構成的概略縱切側面圖。
圖3所示為關於本發明的第一實施形態的帶狀玻璃膜製造裝置(其製造方法的實施狀況)的主要部分構成的概略正面圖。
圖4a所示為關於本發明的第一實施形態的帶狀玻璃膜製造裝置的構成要素之主拉伸輥之一例的擴大斜視圖。
圖4b所示為關於本發明的第一實施形態的帶狀玻璃膜製造裝置的構成要素之主拉伸輥之其他例的擴大斜視圖。
圖5所示為關於本發明的第二實施形態的帶狀玻璃膜製造裝置(其製造方法的實施狀況)的主要部分構成的概略縱切側面圖。
1‧‧‧帶狀玻璃膜製造裝置
2‧‧‧熔融玻璃
3‧‧‧帶狀玻璃膜
4‧‧‧成形爐
4a‧‧‧成形體
4R‧‧‧冷卻輥
4x‧‧‧溢流溝
5‧‧‧退火室
5R‧‧‧退火輥
6‧‧‧冷卻室
6R‧‧‧主拉伸輥
8‧‧‧切斷室
T、T’‧‧‧間距尺寸
t‧‧‧厚度

Claims (7)

  1. 一種帶狀玻璃膜製造方法，包括：成形步驟，使帶狀玻璃膜一邊下降一邊成形；退火步驟，在前述成形步驟的實行後，將前述帶狀玻璃膜於退火室內一邊下降一邊緩慢冷卻以去除內部變形；以及切斷步驟，在前述退火步驟的實行後，將除了寬度方向兩端部以外的中央部的厚度為300μm以下的前述帶狀玻璃膜切斷；前述帶狀玻璃膜製造方法的特徵在於：在前述退火步驟的實行之後且前述切斷步驟的實行之前，藉由完成作為主要的拉伸輥的任務的主拉伸輥保持而驅動旋轉正在下降的前述帶狀玻璃膜，並至少對前述退火室內的前述帶狀玻璃膜於上下方向持有張力。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之帶狀玻璃膜製造方法，其中前述主拉伸輥在與配設於前述退火室的外部上方的冷卻輥或配設於前述退火室內的輥之間，對前述帶狀玻璃膜在上下方向持有張力。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之帶狀玻璃膜製造方法，其中，在前述退火室內，於前述帶狀玻璃膜的表背兩側上，使引導輥相向配置，前述引導輥相互間的間距尺寸比前述帶狀玻璃膜的厚度長。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之帶狀玻璃膜製造方法，其中，在前述退火步驟結束後至前述切斷步驟開始之間，實行將正在下降之帶狀玻璃膜的輸送方向變換 成橫方向的方向變換步驟，同時在前述退火步驟的實行之後且前述方向變換步驟的實行之前，前述主拉伸輥保持正在下降的前述帶狀玻璃膜。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之帶狀玻璃膜製造方法，其中，在保持前述帶狀玻璃膜時，前述主拉伸輥與前述帶狀玻璃膜接觸的外周部為以比前述帶狀玻璃膜更低硬度的材料所形成。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之帶狀玻璃膜製造方法，其中，前述主拉伸輥的外周部是以合成橡膠所形成。
  7. 一種帶狀玻璃膜製造裝置，包括：成形元件，使帶狀玻璃膜一邊下降一邊成形；退火元件，將已成形的前述帶狀玻璃膜一邊下降一邊於退火室內緩慢冷卻以去除內部變形；以及切斷元件，將經緩慢冷卻且除了寬度方向兩端部以外的中央部的厚度為300μm以下的前述帶狀玻璃膜切斷；前述帶狀玻璃膜製造裝置的特徵在於：以在經前述退火元件後至前述切斷元件為止之前述帶狀玻璃膜的輸送路徑途中，藉由完成作為主要的拉伸輥的任務的主拉伸輥保持而驅動旋轉正在下降的前述帶狀玻璃膜，並至少對前述退火室內的前述帶狀玻璃膜在上下方向持有張力的方式而構成。
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