WO2012133463A1 - ガラスシート製造装置、ガラスシート製造方法および成形体 - Google Patents

ガラスシート製造装置、ガラスシート製造方法および成形体 Download PDF

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WO2012133463A1
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molded body
arc
glass sheet
arc surface
inclined surfaces
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浩幸 苅谷
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ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets
    • C03B17/064—Forming glass sheets by the overflow downdraw fusion process; Isopipes therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B18/00—Shaping glass in contact with the surface of a liquid
    • C03B18/02—Forming sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B18/00—Shaping glass in contact with the surface of a liquid
    • C03B18/02—Forming sheets
    • C03B18/04—Changing or regulating the dimensions of the molten glass ribbon
    • C03B18/06—Changing or regulating the dimensions of the molten glass ribbon using mechanical means, e.g. restrictor bars, edge rollers

Definitions

  • the present invention relates to a glass sheet manufacturing apparatus, a glass sheet manufacturing method, and a molded body.
  • the overflow / down-draw method is used as one of the glass sheet manufacturing methods.
  • a glass sheet is continuously produced by joining molten glass that has been overflowed and shunted from a molded body at the lower end of the molded body.
  • the molded body has a pair of inclined surfaces on which the overflowing molten glass flows down. These inclined surfaces are connected to each other at the lower end of the molded body. Ideally, it is desirable that the pair of molten glass flowing down the inclined surface is joined and fused at the lower end of the molded body without leaving the surface of the molded body. However, depending on the glass viscosity at the lower end of the molded body, the molten glass flowing down the inclined surface may be separated from the surface of the molded body before reaching the lower end of the molded body. A pair of molten glass once separated from the surface of the molded body is bonded again if the viscosity required for the merging surface to be fused is maintained at the merging point located below the lower end of the molded body, A glass sheet is formed.
  • the molten glass separated from the molded body comes into contact with low-temperature air, so that the viscosity rises in a short time. If the viscosity of the molten glass rises too much, the molten glass does not fuse well at the joining point, and cracks and the like occur in the formed glass sheet, so that stable operation cannot be performed. In particular, at the end of the molded body, the viscosity of the molten glass rises due to the large area in contact with the external air and the low temperature rising airflow from the cooling device installed below.
  • the molten glass flowing down the surface of the molded body tends to increase in viscosity at the end of the molded body and easily separate from the surface of the molded body.
  • the temperature of the molten glass separated from the molded body is further lowered and the viscosity is further increased, so that the bonding of the molten glass at the joining point is deteriorated.
  • the molded glass sheet may be cracked.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-518275 discloses a molded body in which a lower end portion is pointed and a conductive member is embedded. Since this molded body has a sharp lower end, the lower end tends to be partially lost. Depending on the degree, the partially-deleted molded body may cause a defective shape of the glass and thus cannot be practically used.
  • the temperature of the molten glass which flows down the surface of a molded object is controlled by heating the embedded electroconductive member, and a molten glass is from the surface of a molded object. It can be prevented from leaving.
  • a molded body made of refractory it is technically difficult to join the conductive member to the lower end of the molded body.
  • the present invention is provided with a molded body with a low risk of partial defects, and a glass sheet production apparatus capable of producing a glass sheet that is less likely to have a defective shape at the end, using a molded body with a low risk of partial defects, And the glass sheet manufacturing method which can manufacture the glass sheet which does not produce the shape defect of an edge part easily, and the molded object which can manufacture the glass sheet which is low in the risk of a partial defect, and is difficult to generate
  • the purpose is to provide.
  • the glass sheet production apparatus is a glass sheet production apparatus provided with a molded body for forming a glass sheet by diverting molten glass to flow down and then fusing it in the vicinity of the lower end.
  • the molded body has a first inclined surface, a second inclined surface, a third inclined surface, a first arc surface, and a second arc surface.
  • a 1st inclined surface is a pair of inclined surface which inclines so that it may mutually approach toward the downward direction in the center part in the longitudinal direction of a molded object.
  • a 2nd inclined surface is a pair of inclined surface which inclines so that it may mutually approach toward the downward direction in the both ends in the longitudinal direction of a molded object.
  • the second inclined surface is inclined at the same angle as the first inclined surface.
  • the third inclined surfaces are a pair of inclined surfaces that are connected to the lower ends of the second inclined surfaces at both ends in the longitudinal direction of the molded body and are inclined so as to approach each other downward.
  • the third inclined surface is inclined at an angle closer to the horizontal than the second inclined surface.
  • the first arc surface is an arc that is connected to the lower end of the first inclined surface at the center in the longitudinal direction of the molded body and has a cross-sectional shape in the short direction that is vertically downward.
  • the second arc surface is an arc that is connected to the lower end of the third inclined surface at both end portions in the longitudinal direction of the molded body, and has a cross-sectional shape in the short direction that is vertically downward.
  • the length of the second arc surface in the short direction is shorter than the length of the first arc surface in the short direction.
  • the glass sheet manufacturing apparatus using the overflow / downdraw method includes a molded body for forming a glass sheet by fusing and then fusing the molten glass and then fusing it.
  • a molded body for forming a glass sheet by fusing and then fusing the molten glass and then fusing it.
  • the viscosity is likely to increase due to the large area in contact with the external air and the low temperature rising air flow from the cooling device installed below. Therefore, the molten glass flowing down at both ends in the longitudinal direction of the molded body is easily separated from the surface of the molded body.
  • the glass sheet manufacturing apparatus moves the point at which the molten glass leaves at the lower end in the vertical direction as much as possible at both ends in the longitudinal direction of the molded body where the molten glass is easily separated. Thereby, fusion
  • the point at which the molten glass is separated from the surface of the molded body is the viscosity of the molten glass flowing down the surface of the molded body (or the interfacial tension acting between the molten glass and the surface of the molded body at the viscosity), the melting point. It is considered to be determined by three factors: the magnitude of the force that pulls the molten glass attached vertically downward, and the angle formed by the tangent at the point on the arc of the cross section of the first arc surface and the second arc surface. .
  • the glass sheet manufacturing apparatus preferably further includes a cooling roller.
  • maintains the both ends of the width direction of the glass sheet shape
  • the cooling roller is disposed vertically below the boundary line between the center portion and both end portions in the longitudinal direction of the molded body.
  • the molten glass that has flowed down the boundary line between the central portion and both end portions in the longitudinal direction of the formed body becomes both ends in the width direction of the glass sheet after leaving the surface of the formed body. Both ends in the width direction of the glass sheet are later cut and removed.
  • the radius of the arc of the cross section of the second arc surface in the short direction of the formed body is equal to or less than the radius of the arc of the cross section of the first arc surface in the short direction of the formed body. Is preferred.
  • the molded body is preferably a refractory.
  • the glass sheet manufacturing method according to the present invention is a glass sheet manufacturing method using a molded body for forming a glass sheet by diverting molten glass to flow down and then fusing it in the vicinity of the lower end.
  • the molded body has a first inclined surface, a second inclined surface, a third inclined surface, a first arc surface, and a second arc surface.
  • a 1st inclined surface is a pair of inclined surface which inclines so that it may mutually approach toward the downward direction in the center part in the longitudinal direction of a molded object.
  • a 2nd inclined surface is a pair of inclined surface which inclines so that it may mutually approach toward the downward direction in the both ends in the longitudinal direction of a molded object.
  • the second inclined surface is inclined at the same angle as the first inclined surface.
  • the third inclined surfaces are a pair of inclined surfaces that are connected to the lower ends of the second inclined surfaces at both ends in the longitudinal direction of the molded body and are inclined so as to approach each other downward.
  • the third inclined surface is inclined at an angle closer to the horizontal than the second inclined surface.
  • the first arc surface is an arc that is connected to the lower end of the first inclined surface at the center in the longitudinal direction of the molded body and has a cross-sectional shape in the short direction that is vertically downward.
  • the second arc surface is an arc that is connected to the lower end of the third inclined surface at both end portions in the longitudinal direction of the molded body, and has a cross-sectional shape in the short direction that is vertically downward.
  • the length of the second arc surface in the short direction is shorter than the length of the first arc surface in the short direction.
  • the molded body according to the present invention has a first inclined surface, a second inclined surface, a third inclined surface, a first arc surface, and a second arc surface.
  • a 1st inclined surface is a pair of inclined surface which inclines so that it may mutually approach toward the downward direction in the center part in the longitudinal direction of a molded object.
  • a 2nd inclined surface is a pair of inclined surface which inclines so that it may mutually approach toward the downward direction in the both ends in the longitudinal direction of a molded object.
  • the second inclined surface is inclined at the same angle as the first inclined surface.
  • the third inclined surfaces are a pair of inclined surfaces that are connected to the lower ends of the second inclined surfaces at both ends in the longitudinal direction of the molded body and are inclined so as to approach each other downward.
  • the third inclined surface is inclined at an angle closer to the horizontal than the second inclined surface.
  • the first arc surface is an arc that is connected to the lower end of the first inclined surface at the center in the longitudinal direction of the molded body and has a cross-sectional shape in the short direction that is vertically downward.
  • the second arc surface is an arc that is connected to the lower end of the third inclined surface at both end portions in the longitudinal direction of the molded body, and has a cross-sectional shape in the short direction that is vertically downward.
  • the length of the second arc surface in the short direction is shorter than the length of the first arc surface in the short direction.
  • the glass sheet manufacturing apparatus, the glass sheet manufacturing method, and the molded body according to the present invention can manufacture a glass sheet that has a low risk of partial defect of the molded body and is less likely to have a defective shape at the end.
  • FIG. 1 it is a figure showing the relationship between the interfacial tension between a molten glass and a circular arc surface, and the tensile force of a molten glass. It is an enlarged view of sectional drawing of the molded object shown by FIG. It is an expanded sectional view in the center part of the forming object concerning this embodiment. It is an expanded sectional view in the both ends of the forming object concerning this embodiment. It is the figure which piled up the expanded sectional view in the center part, and the expanded sectional view in both ends of the molded object which concerns on the modification of this embodiment.
  • the glass sheet manufacturing apparatus 100 includes a dissolution tank 200, a clarification tank 300, and a molding apparatus 400.
  • the melting tank 200 the glass raw material is melted to produce molten glass.
  • the molten glass generated in the melting tank 200 is sent to the clarification tank 300.
  • the clarification tank 300 bubbles contained in the molten glass are removed.
  • the molten glass from which bubbles have been removed in the clarification tank 300 is sent to the molding apparatus 400.
  • a glass ribbon is continuously formed from molten glass by the overflow downdraw method.
  • the glass ribbon formed by the forming apparatus 400 is cut into a glass sheet having a predetermined size.
  • the glass sheet is used as a glass substrate for flat panel displays such as liquid crystal displays and plasma displays.
  • the molding apparatus 400 includes the molded body 10, the partition plate 20, the cooling roller 30, the plurality of feed rollers 50, and the furnace wall 90.
  • the furnace wall 90 is made of refractory bricks and accommodates the molded body 10, the partition plate 20, the cooling roller 30, and the feed roller 50.
  • the space inside the furnace wall 90 is partitioned into a molded body accommodation zone 410 and a molded slow cooling zone 420 from the upper side to the lower side in the vertical direction.
  • the molded body accommodation zone 410 and the molded slow cooling zone 420 are partitioned by the partition plate 20.
  • each component housed in the furnace wall 90 will be described.
  • the molded body 10 is a refractory material having a wedge-shaped cross section in the lateral direction. As shown in FIG. 3, the molded body 10 is disposed in the molded body accommodation zone 410 such that the wedge-shaped tip of the cross section points downward in the vertical direction. The molded body 10 continuously forms a glass ribbon G from molten glass by an overflow downdraw method.
  • the molded body 10 has an upper end surface 12, a pair of vertical side surfaces 14, a pair of inclined side surfaces 16, and an arc surface 18.
  • the upper end surface 12 has a groove 12a formed in the longitudinal direction LD. One end of the groove 12 a is connected to the glass supply pipe 80.
  • the upper end of the vertical side surface 14 is connected to both ends of the upper end surface 12 along the longitudinal direction LD.
  • the upper end of the inclined side surface 16 is connected to the lower end of the vertical side surface 14 along the longitudinal direction LD.
  • the pair of inclined side surfaces 16 are inclined so as to approach each other downward in the vertical direction.
  • the upper end of the circular arc surface 18 is connected to the lower end of the inclined side surface 16 along the longitudinal direction LD.
  • the arc surface 18 is an arc whose cross-sectional shape in the short direction SD is vertically downward.
  • the molded body 10 has a shape in which the cross-sectional shape in the short direction SD differs depending on the point in the long direction LD.
  • the inclined side surface 16 is a pair that occupies a predetermined range from both ends of the longitudinal direction LD of the molded body 10.
  • the upper end inclined side surface 16a1 and the pair of end lower inclined side surfaces 16a2 and the central inclined side surface 16b sandwiched between the pair of end upper inclined side surfaces 16a1.
  • the lower end of the end upper inclined side surface 16a1 is connected to the upper end of the end lower inclined side surface 16a2.
  • the arc surface 18 includes a pair of end arc surfaces 18a connected to the pair of lower end inclined side surfaces 16a2, and a center arc surface 18b smoothly connected to the center inclined side surface 16b.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the lower part by overlapping the cross-sectional shapes of FIGS. 5 and 6.
  • the end upper inclined side surface 16a1 and the central inclined side surface 16b are inclined at the same angle.
  • the lower end inclined side surface 16a2 is inclined at an angle closer to the horizontal than the upper end inclined side surface 16a1.
  • the end arc surface 18a has the same cross-sectional shape as a part of the lower end portion of the cross-sectional shape of the central arc surface 18b.
  • the molded body 10 according to the present embodiment is obtained by machining both ends of the longitudinal direction LD by machining from a molded body having the cross-sectional shape shown in FIG. 5 over the entire area in the longitudinal direction LD.
  • the lower end slope having an inclination angle different from that of the central inclined side face 16 b which is an inclined face before being cut by cutting a part of the inclined face and the arc face.
  • the side surface 16a2 is formed, and at the same time, an end arc surface 18a having a shorter length in the short direction SD and a lower height in the vertical direction than the central arc surface 18b, which is an arc surface before cutting, is formed.
  • the partition plate 20 is a heat insulating material disposed in the vicinity of the lower end of the molded body 10.
  • the partition plate 20 is horizontally disposed on both sides of the glass ribbon G in the short direction SD.
  • the partition plate 20 suppresses heat transfer between the molded body accommodation zone 410 and the molded slow cooling zone 420.
  • the cooling roller 30 is a roller disposed in the vicinity of the partition plate 20 in the forming slow cooling zone 420. As shown in FIG. 2, the cooling roller 30 is positioned below the boundary line BL between the central inclined side surface 16 b and the end upper inclined side surface 16 a 1 in the vertical direction.
  • the cooling rollers 30 are arranged on both sides of the glass ribbon G in the short direction SD on both sides of the glass ribbon G in the longitudinal direction LD.
  • the cooling roller 30 cools the glass ribbon G molded in the molded body accommodation zone 410.
  • the feed roller 50 is a roller disposed below the cooling roller 30 in the forming slow cooling zone 420.
  • the feed rollers 50 are arranged on both sides of the glass ribbon G in the short direction SD on both sides of the glass ribbon G in the longitudinal direction LD.
  • the feed roller 50a conveys the glass ribbon G conveyed by the cooling roller 30 downward.
  • the pair of molten glass that has flowed down on both side surfaces of the molded body 10 is separated from the molded body 10 on the arc surface 18 and joins below the lower end of the molded body 10.
  • the pair of molten glasses that have joined together are continuously formed into a glass ribbon G by being bonded together.
  • the temperature of the glass ribbon G in the molded body accommodation zone 410 is about 1150 ° C.
  • the glass ribbon G molded in the molded body accommodation zone 410 reaches the molding slow cooling zone 420.
  • the central portion in the width direction of the glass ribbon G flows down without touching anything.
  • both ends in the width direction of the glass ribbon G are selectively cooled to 800 to 900 ° C. by the cooling roller 30.
  • the glass ribbon G is conveyed vertically downward by the feed roller 50.
  • the glass ribbon G is gradually cooled in the process of being conveyed by the feed roller 50, and then is taken out of the molding apparatus 400.
  • the pulling force F1 is a resultant force of the force acting on the molten glass by the feed roller 50 pulling both ends in the width direction of the glass ribbon G vertically downward and the gravity of the molten glass itself.
  • normal component F1n means a component in a direction perpendicular to the arc tangent (broken line shown in FIG. 8) of the cross section of the arc surface 18 that passes through the force point AP of the tensile force F1.
  • an angle ⁇ formed by the tangent line and a perpendicular line is referred to as an “inclination angle”.
  • the interfacial tension F2 is a force acting in the direction opposite to the normal component F1n of the tensile force F1 from the point A of the tensile force F1.
  • the normal component F1n of the tensile force F1 is calculated by multiplying the tensile force F1 and the sine of the inclination angle ⁇ (sin ⁇ ). Since the cross-sectional shape of the arc surface 18 is a vertically downward arc, the tangent line becomes closer to the horizontal and the inclination angle ⁇ increases as it goes downward.
  • the normal component F1n of the tensile force F1 concerning a molten glass becomes large, so that it goes below. Then, at a point where the normal component F1n of the tensile force F1 exceeds the interfacial tension F2, the molten glass is separated from the surface of the molded body 10. Therefore, the molten glass is easily separated from the surface of the molded body 10 as it approaches the lower end of the circular arc surface 18 of the molded body 10.
  • the molten glass that has flowed down the boundary line BL between the central inclined side surface 16b and the end upper inclined side surface 16a1 of the molded body 10 is bonded to the surface of the molded body 10 after being separated from the glass ribbon G. It becomes both ends in the width direction. Both ends in the width direction of the glass ribbon G flowing down the boundary line BL of the molded body 10 and coming into contact with the cooling roller 30 and the feeding roller 50 are cut later and are not used as products.
  • both ends in the width direction of the glass ribbon G are selectively cooled by the cooling roller 30, and a low temperature rising airflow is generated from the cooling roller 30.
  • the molten glass which flows down the surface of the molded object 10 is cooled when the said updraft penetrate
  • the cooling roller 30 is positioned vertically below the boundary line BL between the central inclined side surface 16b and the end upper inclined side surface 16a1 of the molded body 10, the molten glass flowing down both ends in the longitudinal direction LD of the molded body 10 is It is cooled more strongly than the molten glass flowing down the center, and becomes a lower temperature.
  • the viscosity of the molten glass flowing down the both end portions in the longitudinal direction LD of the molded body 10 is higher than the viscosity of the molten glass flowing down the center portion. Therefore, the interfacial tension acting between the surface of both ends of the molded body 10 in the longitudinal direction LD and the molten glass is also small as the interfacial tension acting between the surface of the central portion and the molten glass.
  • the molded body 10 has a cross-sectional shape shown in FIG. 5 over the entire region in the longitudinal direction LD.
  • the molten glass flowing down at both ends in the longitudinal direction LD of the molded body 10 has a lower interfacial tension than the molten glass flowing down at the central portion of the molded body 10 in the longitudinal direction LD.
  • the circular arc surface where the inclination angle becomes larger as it goes it is separated further upward. The more the molten glass is separated above the surface of the molded body 10, the longer the interval from the time when the molten glass is separated from the molded body 10 to the time when the molten glass is merged at the merge point CP.
  • the molten glass While the molten glass is away from the molded body 10, the molten glass comes into contact with low-temperature air, so that the viscosity increases in a short time. If the viscosity of the molten glass increases too much, the molten glass does not fuse well at the joining point CP, and there is a possibility that cracks and the like occur in the formed glass ribbon G.
  • the inclined surface and a part of the arc surface are scraped at both ends in the longitudinal direction LD of the molded body 10 to have an inclination angle different from that of the upper end inclined side surface 16a1.
  • An end lower inclined side surface 16a2 is formed, and at the same time, an end arc surface 18a having a shorter length in the lateral direction SD and a lower height in the vertical direction than the central arc surface 18b is formed.
  • FIG. 9 shows an enlarged view of a cross-sectional view of the molded body 10 shown in FIG.
  • the inclination angle of the lower end inclined side surface 16a2 is ⁇ 1
  • the inclination angles of the upper end inclined side surface 16a1 and the central inclined side surface 16b are ⁇ 2.
  • a connection point between the end lower inclined side surface 16a2 and the end arc surface 18a is BP1
  • a connection point between the central inclined side surface 16b and the center arc surface 18b is BP2
  • the inclination angle of the central portion of the molded body 10 in the longitudinal direction LD gradually increases from ⁇ 2 at the height position of the connection point BP2 to ⁇ 3 at the height position of the connection point BP1 as it proceeds downward.
  • the inclination angle of both ends of the longitudinal direction LD of the molded body 10 increases from ⁇ 2 to ⁇ 1 at the height position of the connection point BP3, and a constant value of ⁇ 1 from the height position of the connection point BP3 to the height position of the connection point BP1.
  • the inclination angle ⁇ 1 is larger than the inclination angle ⁇ 2
  • the inclination angle ⁇ 3 is larger than the inclination angle ⁇ 1 ( ⁇ 3> ⁇ 1> ⁇ 2).
  • the molded body 10 has the cross-sectional shape shown in FIG. 5 over the entire area in the longitudinal direction LD.
  • the molten glass flowing down both ends in the longitudinal direction LD of the molded body 10 is separated from the surface of the molded body 10 at a point on the arc surface where the inclination angle is ⁇ (where ⁇ 2 ⁇ ⁇ 3). think of.
  • an inclined surface having an inclination angle smaller than the inclination angle ⁇ is formed by cutting the inclined surface and the arc surface at both ends in the longitudinal direction LD of the molded body 10.
  • the inclined surface having an inclination angle smaller than the inclination angle ⁇ corresponds to the lower end inclined side surface 16a2 having the inclination angle ⁇ 1.
  • the molten glass flowing down both ends in the longitudinal direction LD of the molded body 10 has an end lower inclined side surface 16a2 having an inclination angle ⁇ 1 smaller than the inclination angle ⁇ required to leave the surface of the molded body 10. Since it flows down, it can flow down to the height position below the height position where the inclination angle becomes ⁇ in the central arc surface 18b without leaving the surface of the molded body 10.
  • the center separation point DP2 which is the point at which the molten glass leaves the center arc surface 18b, is located on the center arc surface 18b.
  • the end separation point DP1 which is the point at which the molten glass leaves the end arc surface 18a, is below the center separation point DP2, and is between the lower end inclined side surface 16a2 and the end arc surface 18a. Located near the connection point. That is, the distance from the end separation point DP1 to the lower end of the molded body 10 is shorter than the distance from the center separation point DP2 to the lower end of the molded body 10.
  • the distance from the end separation point DP1 to the merge point CP is shorter than the distance from the center separation point DP2 to the merge point CP. Therefore, in the molded body 10 according to the present embodiment, the molten glass flowing down both ends of the longitudinal direction LD is more distant from the surface of the molded body 10 than the molten glass flowing down the central portion of the longitudinal direction LD. The interval until the time of merging at the merging point CP is short. Thereby, the molded object 10 which concerns on this embodiment can suppress that the viscosity of the molten glass which flowed down the both ends of longitudinal direction LD and left
  • the molded body 10 according to the present embodiment can suppress the deterioration of the bonding at both ends in the width direction of the glass ribbon G.
  • the molded body 10 according to the present embodiment it is possible to manufacture a glass sheet that is less likely to have a defective shape at the end.
  • the molded body 10 according to the present embodiment can be obtained by machining a molded body having the cross-sectional shape shown in FIG. 5 over the entire area in the longitudinal direction LD.
  • the pair of molten glasses that have flowed down on both side surfaces of the molded body merge at the lower end of the molded body and be formed into a glass ribbon without leaving the molded body.
  • the molded body has a shape in which the lower end is completely pointed.
  • the molded body is usually made of a refractory material having a low strength and a brittle material. Accordingly, a molded body having a completely sharpened lower end is not suitable for practical use because it has a high risk of partial loss in the life cycle from the start of processing to the end of operation through installation.
  • the molded body 10 according to the present embodiment has an arc surface 18 at the lower end. Therefore, the molded body 10 according to the present embodiment is suitable for practical use as a manufacturing apparatus because it has a lower risk of partial loss compared to a molded body having a completely sharp lower end.
  • the end arc surface 18a of the molded body 10 has the same cross-sectional shape as a part of the lower end portion of the central arc surface 18b, but may have a different cross-sectional shape.
  • the arc-shaped radius Ra of the cross section of the end arc surface 118a connected to the lower end inclined side surface 116a2 is the radius of the arc shape of the cross section of the central arc surface 118b connected to the central inclined side surface 116b. It may be smaller than Rb.
  • the upper end of the lower end inclined side surface 116a2 is connected to the lower end of the upper end inclined side surface 116a1.
  • the central arc surface 18b is smoothly connected to the central inclined side surface 16b, but the end arc surface 18a is discontinuously connected to the lower end inclined side surface 16a2. Therefore, when the molten glass that has reached the lower end of the lower end inclined side surface 16a2 does not flow down the end arc surface 18a, the molten glass leaves the molded body 10 at a discontinuous point between the lower end inclined side surface 16a2 and the end arc surface 18a. There is.
  • the molded body 110 in this modification has the end arc surface 118a machined so that the end arc surface 118a is smoothly connected to the lower end inclined side surface 116a2. Thereby, the molten glass which flowed down the end lower inclined side surface 116a2 of the molded body 110 can flow down the end arc surface 118a. Also in this modification, by using the molded body 110, it is possible to manufacture a glass sheet that is less likely to have a defective shape at the end.
  • the glass sheet manufacturing apparatus, the glass sheet manufacturing method, and the molded body according to the present invention can manufacture a glass sheet that has a low risk of partial defect of the molded body and is less likely to have a defective shape at the end.
  • Molding body 12 Upper end surface 12a Groove 14 Vertical side surface 16 Inclined side surface 16a1 2nd inclined surface (Upper end inclined side surface) 16a2 Third inclined surface (lower end inclined side surface) 16b 1st inclined surface (central inclined side surface) 18 Arc surface 18a Second arc surface (end arc surface) 18b First arc surface (central arc surface) 20 Partition plate 30 Cooling roller 50 Feeding roller 80 Glass supply pipe 90 Furnace wall 100 Glass sheet manufacturing apparatus 200 Dissolution tank 300 Clarification tank 400 Molding apparatus 410 Molded body accommodation zone 420 Molding slow cooling zone G Glass ribbon CP Merge point DP1 End separation point DP2 center separation point

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Abstract

　本発明の目的は、部分欠損のリスクが低い成形体を用いて、端部の形状不良が発生しにくいガラスシートを製造することである。 本発明に係るガラスシート製造装置の成形体は、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面である第1 傾斜面(16b)、第2 傾斜面(16a1)、第3 傾斜面(16a2)と、第1 円弧面(18b)、第2 円弧面(18a)とを有する。第1 傾斜面(16b)は、成形体の長手方向における中央部に位置し、第2 傾斜面(16a1)及び第3 傾斜面(16a2)は、両端部に位置する。第2 傾斜面(16a1)は、第1 傾斜面(16b)と同じ角度で傾斜している。第3 傾斜面(16a2)は、第2 傾斜面(16a1)と比べてより水平に近い角度で傾斜している。第1 円弧面(18b)及び第2 円弧面(18a)は、それぞれ、第1 傾斜面(16b)及び第3 傾斜面(16a2)の下端と接続し、かつ、短手方向における断面形状が垂直下向きの円弧である。第2 円弧面(18a)の短手方向の長さは、第１円弧面(18b)の短手方向の長さよりも短い。

Description

ガラスシート製造装置、ガラスシート製造方法および成形体
　本発明は、ガラスシート製造装置、ガラスシート製造方法および成形体に関する。
　従来、ガラスシート製造方法の一つとして、オーバーフロー・ダウンドロー法が用いられている。オーバーフロー・ダウンドロー法では、成形体からオーバーフローさせて分流させた溶融ガラスを、成形体の下端で合流させることによって、ガラスシートが連続的に製造される。
　一般的に、オーバーフロー・ダウンドロー法によるガラスシートの製造工程において、成形体は、オーバーフローした溶融ガラスが流下する一対の傾斜面を有する。これらの傾斜面は、成形体の下端で互いに接続する。理想的には、傾斜面を流下する一対の溶融ガラスは、成形体の表面から離れることなく、成形体の下端で合流して融着することが望ましい。しかし、成形体の下端におけるガラス粘度によっては、傾斜面を流下する溶融ガラスは、成形体の下端に到達する前に成形体の表面から離れてしまうことがある。一旦成形体の表面から離れた一対の溶融ガラスは、成形体の下端の下方に位置する合流ポイントにおいて、合流面が融着するために必要な粘度が保たれていれば、再び貼り合わされて、ガラスシートが成形される。
　オーバーフロー・ダウンドロー法によるガラスシートの製造工程において、成形体から離れた溶融ガラスは、低温の空気に触れるので短時間に粘度が上昇する。溶融ガラスの粘度が上昇し過ぎると、合流ポイントにおいて溶融ガラスがうまく融着せず、成形されたガラスシートにひび割れ等が発生することで、安定稼動できなくなる。特に、成形体の端部では、外部空気と接触する面積が大きいことや、下方に設置された冷却装置からの低温の上昇気流のため、溶融ガラスの粘度が上昇する。そのため、成形体の表面を流下する溶融ガラスは、成形体の端部において、粘度が上昇しやすく、成形体の表面から離れやすい。溶融ガラスが成形体のより上方で離れるほど、成形体から離れた溶融ガラスの温度がより低下して粘度がより上昇するので、合流ポイントにおける溶融ガラスの貼り合わせが悪化する。その結果、成形されたガラスシートにひび割れ等が発生するおそれがある。
　特許文献１（特開２００９－５１８２７５号公報）には、下端部が尖っており、かつ、導電性部材が埋め込まれた成形体が開示されている。この成形体は、下端部が尖っているので、下端部が部分欠損しやすい。部分欠損した成形体は、その程度にもよるが、ガラスの形状不良の原因となるので基本的に実用に供することはできない。
　また、特許文献１に開示されている成形体では、埋め込まれた導電性部材を加熱することによって、成形体の表面を流下する溶融ガラスの温度を制御して、溶融ガラスが成形体の表面から離れることを防ぐことができる。しかし、耐火物製の成形体の場合、導電性部材を成形体の下端に接合すること自体が、技術的に難しい。
　本発明は、部分欠損のリスクが低い成形体を備え、かつ、端部の形状不良が発生しにくいガラスシートを製造することができるガラスシート製造装置、部分欠損のリスクが低い成形体を用い、かつ、端部の形状不良が発生しにくいガラスシートを製造することができるガラスシート製造方法および部分欠損のリスクが低く、端部の形状不良が発生しにくいガラスシートを製造することができる成形体を提供することを目的とする。
　本発明に係るガラスシート製造装置は、溶融ガラスを分流させて流下させた後、下端部の近傍で融着させてガラスシートを成形するための成形体を備えるガラスシート製造装置である。成形体は、第１傾斜面と、第２傾斜面と、第３傾斜面と、第１円弧面と、第２円弧面とを有する。第１傾斜面は、成形体の長手方向における中央部において、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面である。第２傾斜面は、成形体の長手方向における両端部において、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面である。第２傾斜面は、第１傾斜面と同じ角度で傾斜している。第３傾斜面は、成形体の長手方向における両端部において、第２傾斜面のそれぞれの下端と接続し、かつ、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面である。第３傾斜面は、第２傾斜面と比べてより水平に近い角度で傾斜している。第１円弧面は、成形体の長手方向における中央部において、第１傾斜面の下端と接続し、短手方向における断面形状が垂直下向きの円弧である。第２円弧面は、成形体の長手方向における両端部において、第３傾斜面の下端と接続し、短手方向における断面形状が垂直下向きの円弧である。第２円弧面の短手方向の長さは、第１円弧面の短手方向の長さよりも短い。
　オーバーフロー・ダウンドロー法を用いるガラスシート製造装置は、溶融ガラスをオーバーフローさせて分流させた後に融着させてガラスシートを成形するための成形体を備える。一般的に、成形体の長手方向の両端部では、外部空気と接触する面積が大きいことや、下方に設置された冷却装置からの低温の上昇気流のため、粘度が上昇しやすい。そのため、成形体の長手方向の両端部を流下する溶融ガラスは、成形体の表面から離れやすい。
　本発明に係るガラスシート製造装置は、溶融ガラスが離れやすい成形体の長手方向の両端部において、溶融ガラスが離れるポイントをできるだけ鉛直方向下方に移動させる。これにより、一対の流下する溶融ガラスが合流する成形体の下端の近傍において、溶融ガラスの融着をスムーズに行うことができる。この効果は、成形体の形状のみによって実現される。従って、本発明に係るガラスシート製造装置は、新たな装置を追加することなく、ガラスシートの形状不良を防止することができる。
　なお、溶融ガラスが成形体の表面から離れるポイントは、成形体の表面を流下する溶融ガラスの粘度（または、当該粘度において、溶融ガラスと成形体の表面との間で作用する界面張力）、融着した溶融ガラスを垂直下方に引っ張る力の大きさ、および、第１円弧面および第２円弧面の断面の円弧上のポイントにおける接線が垂線と成す角度、の三要素で決定されると考えられる。
　本発明に係るガラスシート製造装置では、冷却ローラをさらに備えることが好ましい。冷却ローラは、成形体によって成形されたガラスシートの幅方向の両端部を保持する。冷却ローラは、成形体の長手方向における中央部と両端部との境界線の垂直下方に配置される。この場合、成形体の長手方向における中央部と両端部との境界線を流下した溶融ガラスは、成形体の表面から離れた後、ガラスシートの幅方向の両端部になる。ガラスシートの幅方向の両端部は、後に切断されて取り除かれる。
　本発明に係るガラスシート製造装置では、成形体の短手方向における第２円弧面の断面の円弧の半径は、成形体の短手方向における第１円弧面の断面の円弧の半径以下であることが好ましい。
　本発明に係るガラスシート製造装置では、成形体は、耐火物であることが好ましい。
　本発明に係るガラスシート製造方法は、溶融ガラスを分流させて流下させた後、下端部の近傍で融着させてガラスシートを成形するための成形体を用いるガラスシート製造方法である。成形体は、第１傾斜面と、第２傾斜面と、第３傾斜面と、第１円弧面と、第２円弧面とを有する。第１傾斜面は、成形体の長手方向における中央部において、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面である。第２傾斜面は、成形体の長手方向における両端部において、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面である。第２傾斜面は、第１傾斜面と同じ角度で傾斜している。第３傾斜面は、成形体の長手方向における両端部において、第２傾斜面のそれぞれの下端と接続し、かつ、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面である。第３傾斜面は、第２傾斜面と比べてより水平に近い角度で傾斜している。第１円弧面は、成形体の長手方向における中央部において、第１傾斜面の下端と接続し、短手方向における断面形状が垂直下向きの円弧である。第２円弧面は、成形体の長手方向における両端部において、第３傾斜面の下端と接続し、短手方向における断面形状が垂直下向きの円弧である。第２円弧面の短手方向の長さは、第１円弧面の短手方向の長さよりも短い。
　本発明に係る成形体は、第１傾斜面と、第２傾斜面と、第３傾斜面と、第１円弧面と、第２円弧面とを有する。第１傾斜面は、成形体の長手方向における中央部において、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面である。第２傾斜面は、成形体の長手方向における両端部において、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面である。第２傾斜面は、第１傾斜面と同じ角度で傾斜している。第３傾斜面は、成形体の長手方向における両端部において、第２傾斜面のそれぞれの下端と接続し、かつ、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面である。第３傾斜面は、第２傾斜面と比べてより水平に近い角度で傾斜している。第１円弧面は、成形体の長手方向における中央部において、第１傾斜面の下端と接続し、短手方向における断面形状が垂直下向きの円弧である。第２円弧面は、成形体の長手方向における両端部において、第３傾斜面の下端と接続し、短手方向における断面形状が垂直下向きの円弧である。第２円弧面の短手方向の長さは、第１円弧面の短手方向の長さよりも短い。
　本発明に係るガラスシート製造装置、ガラスシート製造方法および成形体は、成形体の部分欠損のリスクが低く、かつ、端部の形状不良が発生しにくいガラスシートを製造することができる。
本実施形態に係るガラスシート製造装置の全体構成図である。 本実施形態に係る成形装置の側面図である。 本実施形態に係る成形装置の断面図である。 本実施形態に係る成形体の側面図である。 本実施形態に係る成形体の中央部における断面図である。 本実施形態に係る成形体の両端部における断面図である。 本実施形態に係る成形体の、中央部における断面図と、両端部における断面図とを重ねた図である。 本実施形態において、溶融ガラスと円弧面との間の界面張力と、溶融ガラスの引っ張り力との関係を表す図である。 図７に示される成形体の断面図の拡大図である。 本実施形態に係る成形体の、中央部における拡大断面図である。 本実施形態に係る成形体の、両端部における拡大断面図である。 本実施形態の変形例に係る成形体の、中央部における拡大断面図と、両端部における拡大断面図とを重ねた図である。
　（１）ガラスシート製造装置の構成
　本発明の実施形態に係るガラスシート製造装置１００の全体構成について、図１を参照しながら説明する。ガラスシート製造装置１００は、溶解槽２００と、清澄槽３００と、成形装置４００とから構成される。溶解槽２００では、ガラスの原料が溶解されて、溶融ガラスが生成される。溶解槽２００で生成された溶融ガラスは、清澄槽３００へ送られる。清澄槽３００では、溶融ガラスに含まれる気泡の除去が行われる。清澄槽３００で気泡が除去された溶融ガラスは、成形装置４００へ送られる。成形装置４００では、オーバーフロー・ダウンドロー法によって、溶融ガラスからガラスリボンが連続的に成形される。成形装置４００で成形されたガラスリボンは、所定の大きさのガラスシートに切断される。ガラスシートは、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ用のガラス基板として用いられる。
　（２）成形装置の構成
　成形装置４００の詳細な構成について、図２および図３を参照しながら説明する。成形装置４００は、成形体１０と、仕切り板２０と、冷却ローラ３０と、複数の送りローラ５０と、炉壁９０とから構成される。炉壁９０は、耐火煉瓦で作られ、成形体１０と、仕切り板２０と、冷却ローラ３０と、送りローラ５０とを収容する。炉壁９０の内部の空間は、鉛直方向上方から下方に向かって、成形体収容ゾーン４１０と、成形徐冷ゾーン４２０とに区画される。成形体収容ゾーン４１０と成形徐冷ゾーン４２０は、仕切り板２０によって仕切られる。以下、炉壁９０の内部に収容される各構成要素について説明する。
　　（２－１）成形体
　成形体１０は、短手方向の断面が楔形状である耐火物である。図３に示されるように、成形体１０は、断面の楔形状の尖端が鉛直方向下方を指すように、成形体収容ゾーン４１０に配置される。成形体１０は、オーバーフロー・ダウンドロー法によって溶融ガラスからガラスリボンＧを連続的に成形する。
　成形体１０の詳細な構成について図４から図７を参照しながら説明する。成形体１０は、上端面１２と、一対の垂直側面１４と、一対の傾斜側面１６と、円弧面１８とを有する。上端面１２は、長手方向ＬＤに形成される溝１２ａを有する。溝１２ａの一方の端部は、ガラス供給管８０に接続されている。垂直側面１４は、その上端が、長手方向ＬＤに沿って上端面１２の両端と接続する。傾斜側面１６は、その上端が、長手方向ＬＤに沿って垂直側面１４の下端と接続する。一対の傾斜側面１６は、鉛直方向下方に向かって互いに接近するように傾斜している。円弧面１８は、その上端が、長手方向ＬＤに沿って傾斜側面１６の下端と接続する。円弧面１８は、短手方向ＳＤにおける断面形状が垂直下向きの円弧である。
　成形体１０は、短手方向ＳＤの断面形状が、長手方向ＬＤのポイントによって異なる形状を有する。具体的には、図４に示されるように、成形体１０を長手方向ＬＤに直交する方向から見た場合、傾斜側面１６は、成形体１０の長手方向ＬＤの両端から所定の範囲を占める一対の端上部傾斜側面１６ａ１および一対の端下部傾斜側面１６ａ２と、一対の端上部傾斜側面１６ａ１に挟まれた中央傾斜側面１６ｂから成る。端上部傾斜側面１６ａ１の下端は、端下部傾斜側面１６ａ２の上端と接続する。また、円弧面１８は、一対の端下部傾斜側面１６ａ２と接続する一対の端円弧面１８ａと、中央傾斜側面１６ｂと滑らかに接続する中央円弧面１８ｂとから成る。
　図４において、線分Ｖ－Ｖにおける成形体１０の断面は図５で示され、線分ＶＩ－ＶＩにおける成形体１０の断面は図６で示される。図７は、図５および図６の断面形状を重ねて下部を拡大した図である。図７に示されるように、端上部傾斜側面１６ａ１と中央傾斜側面１６ｂは、同一の角度で傾斜している。また、端下部傾斜側面１６ａ２は、端上部傾斜側面１６ａ１よりも、より水平に近い角度で傾斜している。端円弧面１８ａは、中央円弧面１８ｂの断面形状の下端部の一部と同じ断面形状を有している。本実施形態に係る成形体１０は、図５に示される断面形状を長手方向ＬＤの全域に亘って有する成形体から、長手方向ＬＤの両端部を機械加工によって削ることによって得られる。具体的には、成形体１０の長手方向ＬＤの両端部において、傾斜面および円弧面の一部を削ることにより、削る前の傾斜面である中央傾斜側面１６ｂと異なる傾斜角度を有する端下部傾斜側面１６ａ２を形成し、同時に、削る前の円弧面である中央円弧面１８ｂよりも短手方向ＳＤの長さが短く、かつ、鉛直方向の高さも低い端円弧面１８ａを形成する。
　　（２－２）仕切り板
　仕切り板２０は、成形体１０の下端の近傍に配置される断熱材である。仕切り板２０は、短手方向ＳＤのガラスリボンＧの両側に水平に配置される。仕切り板２０は、成形体収容ゾーン４１０と成形徐冷ゾーン４２０との間の熱移動を抑制する。
　　（２－３）冷却ローラ
　冷却ローラ３０は、成形徐冷ゾーン４２０において、仕切り板２０の近傍に配置されるローラである。冷却ローラ３０は、図２に示されるように、成形体１０の中央傾斜側面１６ｂと端上部傾斜側面１６ａ１との境界線ＢＬの鉛直方向下方に位置する。冷却ローラ３０は、長手方向ＬＤのガラスリボンＧの両側において、短手方向ＳＤのガラスリボンＧの両側に配置される。冷却ローラ３０は、成形体収容ゾーン４１０で成形されたガラスリボンＧを冷却する。
　　（２－４）送りローラ
　送りローラ５０は、成形徐冷ゾーン４２０において、冷却ローラ３０の下方に配置されるローラである。送りローラ５０は、長手方向ＬＤのガラスリボンＧの両側において、短手方向ＳＤのガラスリボンＧの両側に配置される。送りローラ５０ａは、冷却ローラ３０によって搬送されたガラスリボンＧを下方に搬送する。
　（３）動作
　　（３－１）ガラスリボンの成形工程
　成形装置４００でガラスリボンＧが成形される過程について、図２および図３を参照しながら説明する。溶解槽２００で生成され、清澄槽３００で気泡が除去された溶融ガラスは、成形装置４００に送られる。成形装置４００の成形体収容ゾーン４１０で、溶融ガラスは、ガラス供給管８０を介して成形体１０の溝１２ａに供給される。溝１２ａに貯留された溶融ガラスは、上端面１２からオーバーフローして、成形体１０の短手方向ＳＤに分流する。分流した一対の溶融ガラスは、垂直側面１４および傾斜側面１６を伝って流下する。成形体１０の両側面を流下した一対の溶融ガラスは、円弧面１８において成形体１０から離れて、成形体１０の下端の下方で合流する。合流した一対の溶融ガラスは、互いに貼り合わされることによって、ガラスリボンＧに連続的に成形される。成形体収容ゾーン４１０におけるガラスリボンＧの温度は、約１１５０℃である。
　成形体収容ゾーン４１０で成形されたガラスリボンＧは、成形徐冷ゾーン４２０に到達する。成形徐冷ゾーン４２０では、ガラスリボンＧの幅方向中央部は、何物にも触れることなく流下する。一方、ガラスリボンＧの幅方向両端部は、冷却ローラ３０によって選択的に８００～９００℃まで冷却される。次に、ガラスリボンＧは、送りローラ５０によって鉛直方向下方に搬送される。ガラスリボンＧは、送りローラ５０によって搬送される過程で徐冷され、その後、成形装置４００の外部に出される。
　　（３－２）溶融ガラスの融着過程
　成形体収容ゾーン４１０において、一対の溶融ガラスが成形体１０の表面から離れて合流する過程について、図８を参照しながら説明する。円弧面１８の短手方向ＳＤの接線は、鉛直方向下方に進むに従って、徐々に水平方向に近づく。そのため、溶融ガラスが円弧面１８を伝って流下する際に、溶融ガラスと円弧面１８との間の界面張力Ｆ２に、所要速度でのガラスリボンＧの成形に必要な、溶融ガラスに係る鉛直方向下方への連続した引っ張り力Ｆ１が打ち克つことによって、溶融ガラスが円弧面１８から離れる。ここで、引っ張り力Ｆ１は、送りローラ５０がガラスリボンＧの幅方向の両端部を鉛直方向下方に引っ張ることによって溶融ガラスに作用する力と、溶融ガラス自体の重力との合力である。一旦、円弧面１８から離れた一対の溶融ガラスは、成形体１０の下端の下方に位置する合流ポイントＣＰで、融着に必要な粘度以下に未だ保たれていれば、再び融着して貼り合わされる。
　溶融ガラスと円弧面１８との間の界面張力Ｆ２と、溶融ガラスの引っ張り力Ｆ１との関係を、図８を参照しながら詳細に説明する。溶融ガラスの引っ張り力Ｆ１が界面張力Ｆ２に打ち克つためには、引っ張り力Ｆ１の法線成分Ｆ１ｎが、界面張力Ｆ２より大きい条件（Ｆ１ｎ＞Ｆ２）を満たす必要がある。ここで、「法線成分Ｆ１ｎ」は、引っ張り力Ｆ１の力点ＡＰを通る、円弧面１８の断面の円弧の接線（図８において示される破線）に垂直な方向の成分を意味する。以下、図８に示されるように、当該接線と垂線（図８において示される一点鎖線）とのなす角度θを「傾斜角」と呼ぶ。界面張力Ｆ２は、引っ張り力Ｆ１の力点Ａから、引っ張り力Ｆ１の法線成分Ｆ１ｎの反対方向に働く力である。引っ張り力Ｆ１の法線成分Ｆ１ｎは、引っ張り力Ｆ１と傾斜角θの正弦（ｓｉｎθ）とを乗じることで算出される。円弧面１８の断面形状は垂直下向きの円弧であるので、下方に行くほど、当該接線が水平に近づき、傾斜角θが大きくなる。このため、下方に行くほど、溶融ガラスに係る引っ張り力Ｆ１の法線成分Ｆ１ｎが大きくなる。そして、引っ張り力Ｆ１の法線成分Ｆ１ｎが界面張力Ｆ２を超えたポイントにおいて、溶融ガラスが成形体１０の表面から離れる。従って、溶融ガラスは、成形体１０の円弧面１８の下端に近づくにつれて、成形体１０の表面から離れ易くなる。
　なお、本実施形態では、成形体１０の中央傾斜側面１６ｂと端上部傾斜側面１６ａ１との境界線ＢＬを流下した溶融ガラスは、成形体１０の表面を離れて貼り合わされた後、ガラスリボンＧの幅方向の両端部となる。成形体１０の境界線ＢＬを流下して、冷却ローラ３０および送りローラ５０に接触したガラスリボンＧの幅方向の両端部は、後に切断され、製品としては使用されない。
　（４）特徴
　　（４－１）
　本実施形態における成形体１０では、冷却ローラ３０によってガラスリボンＧの幅方向両端部が選択的に冷却されて、冷却ローラ３０から低温の上昇気流が生じる。そして、当該上昇気流が成形体収容ゾーン４１０に侵入することにより、成形体１０の表面を流下する溶融ガラスが冷却される。冷却ローラ３０は、成形体１０の中央傾斜側面１６ｂと端上部傾斜側面１６ａ１との境界線ＢＬの鉛直方向下方に位置するので、成形体１０の長手方向ＬＤの両端部を流下する溶融ガラスは、中央部を流下する溶融ガラスよりも強く冷却されて、より低温になる。そのため、成形体１０の長手方向ＬＤの両端部を流下する溶融ガラスの粘度は、中央部を流下する溶融ガラスの粘度よりも高い。従って、成形体１０の長手方向ＬＤの両端部の表面と溶融ガラスとの間に作用する界面張力は、中央部の表面と溶融ガラスとの間に作用する界面張力も小さい。
　ここで、成形体１０が、長手方向ＬＤの全域に亘って、図５に示される断面形状を有していると仮定する。この場合、成形体１０の長手方向ＬＤの両端部を流下する溶融ガラスは、成形体１０の長手方向ＬＤの中央部を流下する溶融ガラスに比べて、界面張力が小さいので、鉛直方向下方に行くほど傾斜角が大きくなる円弧面において、より上方において離れる。溶融ガラスが成形体１０の表面のより上方において離れるほど、溶融ガラスが成形体１０から離れる時点から、合流ポイントＣＰにおいて合流する時点までの間隔が長くなる。溶融ガラスが成形体１０から離れている間、溶融ガラスは低温の空気に触れるので短時間に粘度が上昇する。そして、溶融ガラスの粘度が上昇し過ぎると、合流ポイントＣＰにおいて溶融ガラスがうまく融着せず、成形されたガラスリボンＧにひび割れ等が発生するおそれがある。
　本実施形態では、上述の課題を解決するために、成形体１０の長手方向ＬＤの両端部において、傾斜面および円弧面の一部を削ることにより、端上部傾斜側面１６ａ１と異なる傾斜角を有する端下部傾斜側面１６ａ２を形成し、同時に、中央円弧面１８ｂよりも短手方向ＳＤの長さが短く、かつ、鉛直方向の高さも低い端円弧面１８ａを形成する。図７に示される成形体１０の断面図の拡大図を図９に示す。以下、端下部傾斜側面１６ａ２の傾斜角をθ１とし、端上部傾斜側面１６ａ１および中央傾斜側面１６ｂの傾斜角をθ２とする。端下部傾斜側面１６ａ２と端円弧面１８ａとの接続点をＢＰ１とし、中央傾斜側面１６ｂと中央円弧面１８ｂとの接続点をＢＰ２とし、端上部傾斜側面１６ａ１と端下部傾斜側面１６ａ２との接続点をＢＰ３とする。
　成形体１０の長手方向ＬＤの中央部の傾斜角は、接続点ＢＰ２の高さ位置におけるθ２から、下方に進むにつれて、接続点ＢＰ１の高さ位置におけるθ３まで徐々に増加する。
成形体１０の長手方向ＬＤの両端部の傾斜角は、接続点ＢＰ３の高さ位置においてθ２からθ１に増加し、接続点ＢＰ３の高さ位置から接続点ＢＰ１の高さ位置までθ１の一定値を保持し、接続点ＢＰ１の高さ位置においてθ１からθ３に不連続に増加する。本実施形態において、傾斜角θ１は傾斜角θ２より大きく、傾斜角θ３は傾斜角θ１より大きい（θ３＞θ１＞θ２）。
　ここで、再度、成形体１０が、長手方向ＬＤの全域に亘って、図５に示される断面形状を有していると仮定する。そして、この成形体１０の長手方向ＬＤの両端部を流下する溶融ガラスが、傾斜角がα（ただし、θ２＜α＜θ３）となる円弧面上のポイントにおいて、成形体１０の表面から離れる場合を考える。この場合、成形体１０の長手方向ＬＤの両端部において、傾斜面および円弧面を削ることによって、傾斜角αより小さい傾斜角を有する傾斜面を形成する。本実施形態において、傾斜角αより小さい傾斜角を有する傾斜面は、傾斜角θ１を有する端下部傾斜側面１６ａ２に相当する。本実施形態において、成形体１０の長手方向ＬＤの両端部を流下する溶融ガラスは、成形体１０の表面から離れるために必要な傾斜角αよりも小さい傾斜角θ１を有する端下部傾斜側面１６ａ２を流下するので、成形体１０の表面から離れることなく、中央円弧面１８ｂにおいて傾斜角がαとなる高さ位置よりも鉛直方向下方の高さ位置まで流下することができる。
　本実施形態における成形体１０では、図１０に示されるように、中央円弧面１８ｂにおいて溶融ガラスが離れるポイントである中央離間ポイントＤＰ２は、中央円弧面１８ｂに位置する。また、図１１に示されるように、端円弧面１８ａにおいて溶融ガラスが離れるポイントである端離間ポイントＤＰ１は、中央離間ポイントＤＰ２の下方であって、端下部傾斜側面１６ａ２と端円弧面１８ａとの接続点の近傍に位置する。すなわち、端離間ポイントＤＰ１から成形体１０の下端までの距離は、中央離間ポイントＤＰ２から成形体１０の下端までの距離よりも短い。言い換えると、端離間ポイントＤＰ１から合流ポイントＣＰまでの距離は、中央離間ポイントＤＰ２から合流ポイントＣＰまでの距離よりも短い。従って、本実施形態における成形体１０では、長手方向ＬＤの中央部を流下する溶融ガラスよりも、長手方向ＬＤの両端部を流下する溶融ガラスの方が、成形体１０の表面から離れた時点から合流ポイントＣＰで合流する時点までの間隔が短い。これにより、本実施形態に係る成形体１０は、長手方向ＬＤの両端部を流下して成形体１０の表面から離れた溶融ガラスの粘度が上昇することを抑制することができる。
　従って、本実施形態に係る成形体１０は、ガラスリボンＧの幅方向の両端部における貼り合わせが悪化することを抑制することができる。本実施形態に係る成形体１０を用いることによって、端部の形状不良が発生しにくいガラスシートを製造することができる。
　　（４－２）
　本実施形態に係る成形体１０は、図５に示される断面形状を長手方向ＬＤの全域に亘って有する成形体を、機械加工することによって得ることができる。本実施形態では、成形体１０の長手方向ＬＤの両端部を流下する溶融ガラスの温度が低下することを抑制するために、成形体１０の内部および外部に特別な装置や機構を設ける必要がない。従って、本実施形態に係る成形体１０を用いることによって、ガラスリボンＧの形状不良の防止のためのコストの削減を図ることができる。
　　（４－３）
　一般的に、オーバーフロー・ダウンドロー法では、成形体の両側面を流下した一対の溶融ガラスは、成形体から離れることなく、成形体の下端において合流してガラスリボンに成形されることが望ましい。そのためには、成形体は、下端が完全に尖っている形状を有することが最も望ましい形態である。しかし、通常、成形体は、強度が低く、脆い材質である耐火物で作られる。従って、完全に尖っている下端を有する成形体は、加工開始から設置を経て稼動終了までのライフサイクルの中で部分欠損するリスクが高いので、実用には不向きである。
　本実施形態に係る成形体１０は、円弧面１８を下端に有する。従って、本実施形態に係る成形体１０は、完全に尖っている下端を有する成形体に比べて、部分欠損するリスクが低いので、製造装置として実用に供することに向いている。
　（５）変形例
　本実施形態では、成形体１０の端円弧面１８ａは、中央円弧面１８ｂの下端部の一部と同じ断面形状を有するが、異なる断面形状を有してもよい。例えば、図１２に示されるように、端下部傾斜側面１１６ａ２と接続する端円弧面１１８ａの断面の円弧形状の半径Ｒａが、中央傾斜側面１１６ｂと接続する中央円弧面１１８ｂの断面の円弧形状の半径Ｒｂよりも小さくてもよい。端下部傾斜側面１１６ａ２の上端は、端上部傾斜側面１１６ａ１の下端と接続されている。
　本実施形態における成形体１０では、図７に示されるように、中央円弧面１８ｂは中央傾斜側面１６ｂと滑らかに接続するが、端円弧面１８ａは端下部傾斜側面１６ａ２と不連続に接続する。そのため、端下部傾斜側面１６ａ２の下端に到達した溶融ガラスは、端円弧面１８ａを流下せずに、端下部傾斜側面１６ａ２と端円弧面１８ａとの間の不連続ポイントにおいて成形体１０から離れる場合がある。
　本変形例における成形体１１０は、端円弧面１１８ａが端下部傾斜側面１１６ａ２と滑らかに接続するように、端円弧面１１８ａが加工されている。これにより、成形体１１０の端下部傾斜側面１１６ａ２を流下した溶融ガラスは、端円弧面１１８ａを流下することができる。本変形例においても、成形体１１０を用いることによって、端部の形状不良が発生しにくいガラスシートを製造することができる。
　本発明に係るガラスシート製造装置、ガラスシート製造方法および成形体は、成形体の部分欠損のリスクが低く、かつ、端部の形状不良が発生しにくいガラスシートを製造することができる。
　１０　　成形体
　１２　　上端面
　１２ａ　溝
　１４　　垂直側面
　１６　　傾斜側面
　１６ａ１　第２傾斜面（端上部傾斜側面）
　１６ａ２　第３傾斜面（端下部傾斜側面）
　１６ｂ　第１傾斜面（中央傾斜側面）
　１８　　円弧面
　１８ａ　第２円弧面（端円弧面）
　１８ｂ　第１円弧面（中央円弧面）
　２０　　仕切り板
　３０　　冷却ローラ
　５０　　送りローラ
　８０　　ガラス供給管
　９０　　炉壁
１００　　ガラスシート製造装置
２００　　溶解槽
３００　　清澄槽
４００　　成形装置
４１０　　成形体収容ゾーン
４２０　　成形徐冷ゾーン
　　Ｇ　　ガラスリボン
　ＣＰ　　合流ポイント
ＤＰ１　　端離間ポイント
ＤＰ２　　中央離間ポイント
特開２００９－５１８２７５号公報

Claims (6)

  1. 　溶融ガラスを分流させて流下させた後、下端部の近傍で融着させてガラスシートを成形するための成形体を備えるガラスシート製造装置であって、
    　前記成形体は、
    　　長手方向における中央部において、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面である第１傾斜面と、
    　　長手方向における両端部において、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面であって、前記第１傾斜面と同じ角度で傾斜している第２傾斜面と、
    　　前記両端部において、前記第２傾斜面のそれぞれの下端と接続し、かつ、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面であって、前記第２傾斜面と比べてより水平に近い角度で傾斜している第３傾斜面と、
    　　前記中央部において、前記第１傾斜面の下端と接続し、かつ、短手方向における断面の形状が垂直下向きの円弧である第１円弧面と、
    　　前記両端部において、前記第３傾斜面の下端と接続し、かつ、短手方向における断面の形状が垂直下向きの円弧である第２円弧面と、
    　を有し、
    　　前記第２円弧面の短手方向の長さは、前記第１円弧面の短手方向の長さよりも短い、
    ガラスシート製造装置。
  2. 　前記成形体によって成形されたガラスシートの幅方向の両端部を保持する冷却ローラをさらに備え、
    　前記冷却ローラは、前記中央部と前記両端部との境界線の垂直下方に配置される、
    請求項１に記載のガラスシート製造装置。
  3. 　前記成形体の短手方向における前記第２円弧面の断面の円弧の半径は、前記成形体の短手方向における前記第１円弧面の断面の円弧の半径以下である、
    請求項１または２に記載のガラスシート製造装置。
  4. 　前記成形体は耐火物である、
    請求項１から３のいずれか１項に記載のガラスシート製造装置。
  5. 　溶融ガラスを分流させて流下させた後、合流させてガラスシートを成形するための成形体を用いるガラスシート製造方法であって、
    　前記成形体は、
    　　長手方向における中央部において、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面である第１傾斜面と、
    　　長手方向における両端部において、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面であって、前記第１傾斜面と同じ角度で傾斜している第２傾斜面と、
    　　前記両端部において、前記第２傾斜面のそれぞれの下端と接続し、かつ、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面であって、前記第２傾斜面と比べてより水平に近い角度で傾斜している第３傾斜面と、
    　　前記中央部において、前記第１傾斜面の下端と接続し、かつ、短手方向における断面の形状が垂直下向きの円弧である第１円弧面と、
    　　前記両端部において、前記第３傾斜面の下端と接続し、かつ、短手方向における断面の形状が垂直下向きの円弧である第２円弧面と、
    　を有し、
    　　前記第２円弧面の短手方向の長さは、前記第１円弧面の短手方向の長さよりも短い、
    ガラスシート製造方法。
  6. 　溶融ガラスを分流させて流下させた後、合流させてガラスシートを成形するための成形体であって、
    　　長手方向における中央部において、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面である第１傾斜面と、
    　　長手方向における両端部において、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面であって、前記第１傾斜面と同じ角度で傾斜している第２傾斜面と、
    　　前記両端部において、前記第２傾斜面のそれぞれの下端と接続し、かつ、下方に向かって互いに接近するように傾斜している一対の傾斜面であって、前記第２傾斜面と比べてより水平に近い角度で傾斜している第３傾斜面と、
    　　前記中央部において、前記第１傾斜面の下端と接続し、かつ、短手方向における断面の形状が垂直下向きの円弧である第１円弧面と、
    　　前記両端部において、前記第３傾斜面の下端と接続し、かつ、短手方向における断面の形状が垂直下向きの円弧である第２円弧面と、
    を備え、
    　　前記第２円弧面の短手方向の長さは、前記第１円弧面の短手方向の長さよりも短い、
    成形体。
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