WO2014163063A1 - 板ガラスの成形方法、及び板ガラスの成形装置 - Google Patents

板ガラスの成形方法、及び板ガラスの成形装置 Download PDF

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glass
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thickness
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Inventor
西村　康宏
Original Assignee
日本電気硝子株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a sheet glass forming method using an overflow downdraw method and a sheet glass forming apparatus.
  • plate glass products represented by glass substrates for flat panel displays such as liquid crystal displays, plasma displays, and organic EL displays are required to have strict quality against surface defects and waviness. Therefore, as a method for producing this type of plate glass product, an overflow down draw method that can obtain a glass surface that is smooth and has few defects is often employed.
  • Patent Document 1 An example of this overflow downdraw method is disclosed in Patent Document 1 below.
  • a pair of guides regulate the spread in the width direction of the molten glass overflowing on both sides from the supply groove formed on the top of the molded body along the inclined surface portion forming the wedge shape of the molded body.
  • An embodiment is disclosed in which a sheet glass is formed by flowing down and fusing and integrating at the lower end of the molded body.
  • the flow of the molten glass flowing down the inclined surface portion of the formed body tends to be unstable. More specifically, the molten glass that is flowing is caused to flow away from the guide and approach the center in the width direction in the vicinity of the guide due to the influence of gravity and the surface tension of the molten glass.
  • the thickness of the molten glass flowing down the inclined surface portion of the molded body is prevented from becoming uneven in the width direction when the glass sheet is formed by the overflow down draw method,
  • a technical problem is to improve the smoothness of the surface of a plate glass formed from glass.
  • the method according to the present invention which was created to solve the above-mentioned problems, is the molten glass overflowing on both sides from the supply groove formed on the top of the molded body, along the inclined surface portion forming the wedge shape of the molded body,
  • the projecting dimension of the guide from the inclined surface part is H
  • the ratio H / T is characterized by being set to 0.8 to 1.5.
  • the ratio H / T is preferably set to 1.1 to 1.3.
  • the protruding dimension H is gradually increased along the direction in which the molten glass flows down the inclined surface portion.
  • the protrusion dimension H is gradually increased along the direction in which the molten glass flows down the inclined surface portion, it is advantageous in optimizing the force for preventing the separated flow. Moreover, since it leads also to optimizing the protrusion dimension H, for example, it is not necessary to unduly use an excessive material for a guide made of a material containing a platinum group element such as platinum or rhodium. It is also suitable for reducing the material cost.
  • the apparatus according to the present invention which was created to solve the above problems, spreads the molten glass overflowing from both sides of the supply groove formed on the top portion in the width direction along the wedge-shaped inclined surface portion.
  • a sheet glass forming apparatus comprising a molded body that forms a sheet glass by fusing and lowering with a pair of guides, and forming a sheet glass by fusing and integrating at the lower end portion
  • the protrusion dimension of the guide from the inclined surface portion is H
  • the ratio H / T is set such that the value of H is set to 0.8 to 1.5.
  • the projecting dimension from the inclined surface portion of the guide is H, and the value of H / T is 0.
  • the value of H is set (designed) so as to take 8 to 1.5, it is possible to enjoy the same operational effects as those already described with respect to the method for forming the plate glass.
  • the value of H is set so that the value of the ratio H / T is 1.1 to 1.3.
  • the protruding dimension H is gradually increased along a direction in which the molten glass flows down the inclined surface portion.
  • the thickness of the molten glass flowing down the inclined surface portion of the formed body can be suppressed from becoming uneven in the width direction. It is possible to improve the smoothness of the surface of the plate glass formed from the molten glass.
  • FIG. 1 is a side view showing a sheet glass forming apparatus according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a longitudinal front view thereof.
  • a sheet glass forming apparatus is configured with a formed body 1 for carrying out the overflow downdraw method as a main element.
  • the formed body 1 is long in the width direction (left and right direction in FIG. 1) of the plate glass to be manufactured, and a supply groove 2 for pouring the molten glass MG is formed at the top. Then, the molten glass MG overflowing from both sides of the supply groove 2 flows down along the outer surface 3 of the molded body 1 while being restricted by the pair of guides 4 in the width direction.
  • the lower end 5 is fused and integrated. The fused and fused molten glass MG is sent downward while the front side and the back side are sandwiched by a pulling roller (not shown).
  • the supply groove 2 is formed such that its bottom portion 2a has an upward gradient from the inflow source side (left side in FIG. 1) to the inflow destination side (right side in FIG. 1) of the molten glass MG. Furthermore, the overflow portion 2b, which is located at the upper end of the side wall of the supply groove 2 and is a portion where the molten glass MG overflows, is formed to have a downward slope from the inflow source side to the inflow destination side. . Thereby, the depth of the molten glass MG that has flowed into the supply groove 2 gradually becomes shallower as it moves from the inflow source side to the inflow destination side.
  • the outer side surface portion 3 is formed on both sides of the supply groove 2 so as to be connected to the overflow portion 2b, and each of the pair of outer side surface portions 3 is connected to the vertical surface portion 3a perpendicular to the horizontal surface and below the vertical surface portion 3a. It consists of the inclined surface part 3b.
  • the pair of inclined surface portions 3 b are inclined by an angle ⁇ with respect to the vertical surface portion 3 a, approach each other as they move downward, and merge at the lower end portion 5 of the molded body 1. Thereby, a pair of inclined surface part 3a makes a wedge shape.
  • the value of ⁇ is preferably 1 to 10 [°].
  • a flat plate member is attached to each end in the longitudinal direction of the molded body 1, and the outer peripheral edge portion protrudes away from the outer surface portion 3.
  • the projecting portion forms a guide 4 and extends along a path (direction) through which the molten glass MG flows down, thereby restricting the spread of the molten glass MG in the width direction.
  • a material of the guide 4 flat plate member
  • a material containing a platinum group element such as platinum or rhodium can be used.
  • the protrusion dimension H from the inclined surface portion 3b of the guide 4 is set (designed) based on the thickness T of the molten glass MG flowing down between the pair of guides 4, and the value of the ratio H / T is 0.8.
  • each of the guides 4 protruding from the pair of outer surface portions 3 has a protruding dimension H from the inclined surface portion 3b that decreases as it moves downward in the vicinity of the lower end portion 5 of the molded body 1, and the molded body 1 The height H becomes zero at the lower end 5 of the.
  • each of a pair of guide 4 has the mutually same protrusion dimension H from the inclined surface part 3b.
  • the protrusion dimension from the vertical surface part 3a of the guide 4 is made the same as H of the upper operation.
  • the value of the thickness T [m] of the molten glass is that the average viscosity of the molten glass MG is ⁇ [Pa ⁇ s], the flow rate is V [m 3 / s], the density is ⁇ [kg / m 3 ], gravity
  • the acceleration is set to g [m / s 2 ], and from these parameters and the angle ⁇ described above, for example, the thickness is determined in advance by the following [Formula 1] formula. Based on the determined design thickness, the projection dimension H from the inclined surface portion 3b of the guide 4 is set (designed).
  • the value of T calculated from this [Equation 1] is the average thickness of the molten glass MG flowing down between the pair of guides 4, and the thickness of the molten glass MG is the portion excluding both ends in the width direction. , Approximately equal to this average thickness.
  • the ratio H / T is set by predetermining the thickness T (design thickness) of the molten glass MG flowing down the inclined surface portion 3b, and the inclination of the guide 4 from this T value.
  • the thickness of the guide 4 is controlled by controlling each parameter of the equation (1) with respect to the predetermined protrusion dimension H from the inclined surface portion 3b of the guide 4. It is also possible to adjust T.
  • the molten glass MG flowing down between the pair of guides 4 is separated from the guide 4 in the vicinity of the guide 4 due to the influence of gravity and the surface tension of the molten glass MG, and toward the center in the width direction.
  • a flow (hereinafter referred to as a separate flow) occurs.
  • the present inventor changed the ratio H / T between the protrusion dimension H of the guide 4 from the inclined surface portion 3b and the thickness T of the molten glass MG flowing down between the pair of guides 4.
  • this separated flow it has been found that the degree of separation from the guide 4 and toward the center in the width direction changes.
  • the value of H / T is set to take 0.8 to 1.5, more preferably 1.1 to 1.3, the generation of separated flow is made as much as possible. It was found that it can be suppressed. Thereby, in the both ends in the width direction of molten glass MG, it can prevent that the thickness becomes a locally thin part and a thick part with respect to the center part. As a result, the thickness of the molten glass MG flowing down is suppressed from being non-uniform in the width direction, and the smoothness on the surface of the plate glass formed from the molten glass MG can be improved.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional front view showing a sheet glass forming apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • the difference between the sheet glass forming apparatus according to the second embodiment and the sheet glass forming apparatus according to the first embodiment is that the change in the viscosity of the molten glass MG flowing down the inclined surface portion 3b is taken into consideration.
  • the protrusion dimension H from the inclined surface portion 3b of the guide 4 is set (designed). That is, the molten glass MG flowing down along the inclined surface portion 3b gradually decreases in temperature as it flows down, so that the viscosity of the molten glass MG gradually increases as it flows down. I put it.
  • the thickness T (average thickness) of the molten glass MG is determined as a design thickness based only on the [Equation 1] formula.
  • the viscosity of the molten glass MG is ⁇ [Pa ⁇ s] and the absolute temperature is t [K].
  • the three constants determined by the composition of MG are A, B, and t 0 , and the thickness T of the molten glass MG is designed based on the following [Equation 2] formula (Vogel-Fulcher-tamman formula). The thickness is determined.
  • the thickness T of the molten glass takes a different value (gradually increases) at each position of the inclined surface portion 3b along the direction in which the molten glass MG flows down.
  • the protruding dimension H is set (designed) so that the value of the ratio H / T is 0.8 to 1.5, more preferably 1.1 to 1.3. Thereby, the protrusion dimension H is gradually increased along the direction in which the molten glass MG flows down the inclined surface portion 3b.
  • the value of the ratio H / T is set as described above by setting the thickness T (design thickness) of the molten glass MG flowing down the inclined surface portion 3b.
  • the protrusion dimension H from the inclined surface portion 3b of the guide 4 is determined in advance. It can also be set as the aspect which adjusts the thickness T by controlling each parameter of [Formula 1] Formula and [Formula 2] Formula.
  • the molten glass MG contains, in mass%, SiO 2 : 50 to 80%, Al 2 O 3 : 5 to 25%, B 2 O 3 : 0 to 15%, Na 2 O: 1 to 20%, K 2 O : 0 to 10%.
  • the flow rate V of the molten glass is 0.4 [m 3 / h]
  • the density ⁇ is 2500 [kg / m 3 ]
  • the angle ⁇ is 20 [°], as shown in FIG.
  • the protruding dimension H from the inclined surface portion 3b of the guide 4 from the formulas [1] and [2] is as shown in FIG. Become.
  • the “inclined surface portion position” on the vertical axis in FIG. 8 refers to the inclined surface portion 3b by the numerical value taken from the origin to the vertical axis, with the position X shown in FIG. 6 (the position where the protrusion dimension H is maximized) as the origin. A position separated upward is shown.
  • the plate glass forming method according to the first embodiment can be obtained by the plate glass forming method according to the second embodiment.
  • the projecting dimension H gradually increases. Therefore, it is advantageous in optimizing the force F that prevents the separated flow.
  • the sheet glass forming apparatus is not limited to the configuration described in the above embodiment.
  • the guide (flat plate member) and the molded body are configured as separate members, but may be configured such that they are integrally formed.
  • the protruding dimension from the inclined surface portion of the guide and the protruding dimension from the vertical surface portion are the same, but they may be different.
  • size of the protrusion dimension from the vertical surface part of a guide does not affect the effect of this invention substantially.
  • a protrusion dimension is gradually enlarged along the direction in which a molten glass flows down an inclined surface part based on [Equation 1] Formula and [Equation 2] Formula, Not as long.
  • the projection dimension H is set (designed) so that the ratio H / T takes 0.8 to 1.5, more preferably 1.1 to 1.3, the projection dimension H may not be set based on these equations.
  • the sheet glass forming apparatus has the same configuration as the sheet glass forming apparatus according to the above-described embodiment of the present invention.
  • each numerical value in this example is a numerical value obtained by converting each numerical value in the simulation experiment when a full-size molded body is used.
  • the thickness T (average thickness) of the molten glass flowing down between the pair of guides was determined using the above [Equation 1].
  • the value of T was 22 [mm] in this example.
  • the protrusion dimension H from the inclined surface portion of the guide is as follows.
  • the laser is directed toward the molten glass from a line type laser arranged so as to extend in the width direction so as to face the molten glass that is flowing down.
  • the thickness distribution in the width direction of the molten glass was determined based on the reflected light.
  • the standard deviation ⁇ of the thickness of the molten glass was calculated at a width of 80 [mm] and a width of 160 [mm] from the guide.
  • the thickness distribution in the width direction of the molten glass is shown in FIG. 4, and the standard deviation ⁇ of the thickness of the molten glass in the width of 80 [mm] and 160 [mm] from the guide is shown in FIG. From FIG. 4, it can be seen that the thickness of the molten glass has a distribution with less unevenness compared to the comparative example. Furthermore, from FIG. 5, the standard deviation (sigma) of the thickness of a molten glass is small in the Example with respect to a comparative example. That is, the variation in the thickness of the molten glass is reduced in the width direction.
  • the ratio H / T between the protrusion dimension H from the inclined surface portion of the guide and the thickness T of the molten glass is preferably 0.8 to 1.5, more preferably 1.1. If it is set to take 1.3, the thickness in the width direction of the molten glass flowing down the inclined surface portion is suppressed, and as a result, the smoothness on the surface of the plate glass formed from the molten glass is improved. It is assumed that it can be made.

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Abstract

　成形体１の頂部に形成された供給溝２から両側に溢れ出た溶融ガラスＭＧを、成形体１の楔状をなす傾斜面部３ｂに沿って、その幅方向における広がりを一対のガイド４で規制しつつ流下させ、成形体１の下端部５で融合一体化させて板ガラスを成形する板ガラスの成形方法において、ガイド４の傾斜面部３ｂからの突出寸法をＨとし、一対のガイド４間を流下する溶融ガラスＭＧの厚みをＴとしたとき、その比率Ｈ／Ｔの値を、０．８～１．５に設定した。

Description

板ガラスの成形方法、及び板ガラスの成形装置
　本発明は、オーバーフローダウンドロー法を利用した板ガラスの成形方法、及び板ガラスの成形装置に関する。
　周知のように、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板に代表される板ガラス製品には、表面欠陥や、うねりに対して厳しい品質が要求される。そのため、この種の板ガラス製品の製造方法としては、平滑で欠陥の少ないガラス表面を得ることが可能なオーバーフローダウンドロー法を採用する場合が多い。
　このオーバーフローダウンドロー法の一例が、下記の特許文献１に開示されている。同文献には、成形体の頂部に形成された供給溝から両側に溢れ出た溶融ガラスを、成形体の楔状をなす傾斜面部に沿って、その幅方向における広がりを一対のガイドで規制しつつ流下させ、成形体の下端部で融合一体化させて板ガラスを成形する態様が開示されている。
特開２０１２－２１４３４９号公報
　ところで、このオーバーフローダウンドロー法により板ガラスの成形を実施した場合、成形体の傾斜面部を流下する溶融ガラスの流れが、不安定になりやすい。詳述すると、流下中の溶融ガラスには、重力、及び溶融ガラスの表面張力の影響によって、ガイドの近傍において、当該ガイドから離れ、幅方向の中央側へと寄っていく流れが生じる。
　これにより、溶融ガラスの幅方向における両端には、中央部に対して、その厚みが局所的に薄い部分や、厚い部分が発生する。このような事態を生じると、当該溶融ガラスから成形される板ガラスの板厚が、幅方向において不均一となり、ガラス表面の平滑度が低下してしまう問題がある。これに起因して、成形後の板ガラス（ガラスリボン）から製品サイズの板ガラスを切出すような際に、割れの発生等、ガラスの破損を誘発する場合があった。
　上記事情に鑑みなされた本発明は、オーバーフローダウンドロー法によって板ガラスを成形する場合に、成形体の傾斜面部を流下する溶融ガラスの厚みが、幅方向において不均一となることを抑制し、当該溶融ガラスから成形される板ガラスの表面における平滑度を向上させることを技術的課題とする。
　上記課題を解決するために創案された本発明に係る方法は、成形体の頂部に形成された供給溝から両側に溢れ出た溶融ガラスを、前記成形体の楔状をなす傾斜面部に沿って、その幅方向における広がりを一対のガイドで規制しつつ流下させ、前記成形体の下端部で融合一体化させて板ガラスを成形する板ガラスの成形方法において、前記ガイドの前記傾斜面部からの突出寸法をＨとし、一対のガイド間を流下する前記溶融ガラスの厚みをＴとしたとき、その比率Ｈ／Ｔの値が、０．８～１．５に設定されていることに特徴付けられる。
　本発明者は、鋭意研究の結果、傾斜面部において、ガイドの傾斜面部からの突出寸法をＨとし、一対のガイド間を流下する溶融ガラスの厚みをＴとしたとき、その比率Ｈ／Ｔの値が変化するのに伴って、ガイドの近傍において、溶融ガラスの幅方向における両端が、当該ガイドから離れ、幅方向の中央側へと寄っていく度合が変化することを知見するに至った。さらには、Ｈ／Ｔの値を、０．８～１．５に設定した場合、ガイドから離れ、幅方向の中央側へと寄る流れ（以下、離間流れという）の発生を可及的に抑制できることを見出した。以上のことから、このような方法によれば、溶融ガラスの幅方向における両端において、中央部に対して、その厚みが局所的に薄い部分や、厚い部分が生じることを防止できる。その結果、流下中の溶融ガラスの厚みが、幅方向において不均一となることが抑制され、当該溶融ガラスから成形される板ガラスの表面における平滑度を向上させることができる。なお、上述のような効果が得られるのは、以下の理由によるものと想定されている。すなわち、Ｈに対して、Ｔが小さすぎる場合、表面張力によって、ガイドが溶融ガラスの両端を引っ張る力が過大となる。そのため、離間流れを阻止する力も過大となり、両端の厚みが中央部に対して大きくなってしまう。一方、Ｈに対して、Ｔが大きすぎる場合、表面張力によって、ガイドが溶融ガラスの両端を引っ張る力が不十分となる。そのため、離間流れを阻止する力も不十分となり、両端の厚みが中央部に対して小さくなってしまう。しかしながら、Ｈ／Ｔの値を、０．８～１．５に設定した場合には、離間流れを阻止する力が最適となっているものと想定される。
　上記の方法において、前記比率Ｈ／Ｔの値が、１．１～１．３に設定されていることが好ましい。
　このようにすれば、離間流れの発生を、さらに効果的に抑制することが可能であった。また、ガイドの傾斜面部からの突出寸法Ｈの値が、一対のガイド間を流下する溶融ガラスの厚みＴの値よりも大きくなるため、流下中の溶融ガラスが、重力の影響によってガイドを乗り越え、成形体の傾斜面部から逸脱してしまうような事態の発生を可及的に防止することができる。
　上記の方法において、前記突出寸法Ｈを、前記溶融ガラスが前記傾斜面部を流下する方向に沿って漸次に大きくすることが好ましい。
　傾斜面部に沿って流下する溶融ガラスは、流下に伴って次第にその温度が低下していくことから、当該溶融ガラスの粘度は、流下に伴って徐々に増していくことになる。これにより、溶融ガラスの厚みＴもまた流下に伴って徐々に大きくなっていく。従って、突出寸法Ｈを、溶融ガラスが傾斜面部を流下する方向に沿って漸次に大きくすれば、離間流れを阻止する力を最適とする上で有利である。また、突出寸法Ｈの大きさを最適化することにもつながるため、例えば、白金、ロジウム等の白金族元素を含有する材料で構成されるガイドについて、不当に余分な材料を使用する必要がなくなり、材料コストを低減する上でも好適である。
　また、上記課題を解決するために創案された本発明に係る装置は、頂部に形成された供給溝から両側に溢れ出た溶融ガラスを、楔状をなす傾斜面部に沿って、その幅方向における広がりを一対のガイドで規制しつつ流下させ、下端部で融合一体化させて板ガラスを成形する成形体を備えた板ガラスの成形装置において、前記ガイドの前記傾斜面部からの突出寸法をＨとし、一対のガイド間を流下する前記溶融ガラスの厚みをＴとしたとき、その比率Ｈ／Ｔの値が、０．８～１．５をとるようにＨの値が設定されていることに特徴付けられる。
　このような構成によれば、一対のガイド間を流下する溶融ガラスの厚みＴを設計上の厚みとして決定した後、ガイドの傾斜面部からの突出寸法をＨとして、Ｈ／Ｔの値が０．８～１．５をとるようにＨの値を設定（設計）した場合には、上記の板ガラスの成形方法について、既に述べた事項と同様の作用効果を享受することが可能となる。
　上記の構成において、前記比率Ｈ／Ｔの値が、１．１～１．３をとるようにＨの値が設定されていることが好ましい。
　このようにすれば、上記の板ガラスの成形方法について、既に述べた事項と同様の作用効果を享受することが可能となる。
　上記の構成において、前記突出寸法Ｈを、前記溶融ガラスが前記傾斜面部を流下する方向に沿って漸次に大きくすることが好ましい。
　このようにすれば、上記の板ガラスの成形方法について、既に述べた事項と同様の作用効果を享受することが可能となる。
　以上のように、本発明によれば、オーバーフローダウンドロー法により板ガラスを成形する場合に、成形体の傾斜面部を流下する溶融ガラスの厚みが、幅方向において不均一となることを抑制できるため、当該溶融ガラスから成形される板ガラスの表面における平滑度を向上させることが可能となる。
本発明の第一実施形態に係る板ガラスの成形装置を示す側面図である。 本発明の第一実施形態に係る板ガラスの成形装置を示す縦断正面図である。 本発明の第一実施形態に係る板ガラスの成形方法の作用効果を説明するための図である。 本発明の第一実施形態に係る板ガラスの成形方法の作用効果を説明するための図である。 本発明の第一実施形態に係る板ガラスの成形方法の作用効果を説明するための図である。 ガイドからの距離と、溶融ガラスの厚みとの関係を示す図である。 ガイドの傾斜面部からの突出寸法Ｈと一対のガイド間を流下する溶融ガラスの厚みＴとの比率Ｈ／Ｔと、溶融ガラスの厚みの標準偏差σとの関係を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る板ガラスの成形装置を示す縦断正面図である。 溶融ガラスの温度と粘度と厚みＴとの関係を示す図である。 溶融ガラスの厚みＴとガイドの傾斜面部からの突出寸法Ｈとの関係を示す図である。
　以下、本発明の実施形態に係る板ガラスの成形装置について、添付の図面を参照して説明する。
＜第一実施形態＞
　図１は、本発明の第一実施形態に係る板ガラスの成形装置を示す側面図であり、図２は、その縦断正面図である。これらの図に示すように、板ガラスの成形装置は、オーバーフローダウンドロー法を実施するための成形体１を主要な要素として構成される。
　成形体１は、製造される板ガラスの幅方向（図１において左右方向）に長尺となっており、その頂部には、溶融ガラスＭＧを流し込むための供給溝２が形成されている。そして、この供給溝２から両側に溢れ出した溶融ガラスＭＧが、その幅方向における広がりを一対のガイド４で規制されつつ、成形体１の外側面部３に沿って流下し、当該成形体１の下端部５で融合一体化される。なお、融合一体化された溶融ガラスＭＧは、図外の牽引ローラー等により、その表面側、及び裏面側を挟持されながら下方へと送られる。
　供給溝２は、溶融ガラスＭＧの流入元側（図１において左側）から流入先側（図１において右側）に向かって、その底部２ａが、登り勾配となるように形成されている。さらに、供給溝２の側壁における上端に位置し、且つ溶融ガラスＭＧが溢れ出す部位となる溢流部２ｂは、流入元側から流入先側に向かって、下り勾配となるように形成されている。これにより、流入元側から流入先側に移行するにつれて、供給溝２に流入した溶融ガラスＭＧの深さが、漸次に浅くなる構成となっている。
　外側面部３は、溢流部２ｂに連なって供給溝２の両側に形成されており、一対の外側面部３の各々は、水平面に垂直な垂直面部３ａと、当該垂直面部３ａの下方に連なった傾斜面部３ｂとからなる。一対の傾斜面部３ｂは、それぞれ垂直面部３ａに対し、角度θだけ傾斜しており、下方に移行するにつれて互いに接近し、成形体１の下端部５で合流する。これにより、一対の傾斜面部３ａが楔状をなす。なお、θの値としては、１～１０[°]であることが好ましい。
　成形体１の長手方向における両端には、それぞれ平板部材が取り付けられており、その外周縁部は、外側面部３から外方に離反するように突き出している。この突き出した部位がガイド４をなすと共に、溶融ガラスＭＧが流下する経路（方向）に沿って延び、溶融ガラスＭＧの幅方向への広がりを規制している。ここで、このガイド４（平板部材）の材質としては、白金、ロジウム等の白金族元素を含有する材料を使用することができる。さらに、ガイド４の傾斜面部３ｂからの突出寸法Ｈは、一対のガイド４間を流下する溶融ガラスＭＧの厚みＴに基づいて設定（設計）され、その比率Ｈ／Ｔの値が、０．８～１．５をとるように、より好ましくは、１．１～１．３をとるように設定（設計）される。加えて、一対の外側面部３から突き出たガイド４の各々は、成形体１の下端部５の近傍において、下方に移行するにつれて、傾斜面部３ｂからの突出寸法Ｈが低くなると共に、成形体１の下端部５で高さＨが零となる。なお、一対のガイド４の各々は、傾斜面部３ｂからの突出寸法Ｈが互いに同一となっている。また、ガイド４の垂直面部３ａからの突出寸法は、上術のＨと同一とされている。
　ここで、溶融ガラスの厚みＴ[ｍ]の値は、溶融ガラスＭＧの平均粘度をμ[Ｐａ・ｓ]、流量をＶ[ｍ3／ｓ]、密度をρ[ｋｇ／ｍ3]、重力加速度をｇ[ｍ／ｓ2]とし、これらのパラメーターと上述の角度θから、例えば、下記の〔数１〕式により、設計上の厚みとして予め決定される。そして、この決定された設計上の厚みに基づいて、ガイド４の傾斜面部３ｂからの突出寸法Ｈが設定（設計）される。なお、この〔数１〕式から算出されるＴの値は、一対のガイド４間を流下する溶融ガラスＭＧの平均厚みであり、幅方向における両端を除いた部位において、溶融ガラスＭＧの厚みは、この平均厚みと略等しくなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　なお、比率Ｈ／Ｔの値の設定は、上述のように、傾斜面部３ｂを流下する溶融ガラスＭＧの厚みＴ（設計上の厚み）を予め決定して、このＴの値からガイド４の傾斜面部３ｂからの突出寸法Ｈを設定（設計）する態様の他、予め定まったガイド４の傾斜面部３ｂからの突出寸法Ｈに対して、〔数１〕式の各パラメーターを制御することにより、厚みＴを調整する態様とすることもできる。
　以下、上述の板ガラスの成形装置を用いた本発明の第一実施形態に係る板ガラスを成形方法の作用効果について、添付の図面を参照して説明する。
　傾斜面部３ｂにおいて、一対のガイド４間を流下する溶融ガラスＭＧには、重力、及び溶融ガラスＭＧの表面張力の影響によって、ガイド４の近傍において、当該ガイド４から離れ、幅方向の中央側へと寄っていく流れ（以下、離間流れという）が生じる。本発明者は、鋭意研究の結果、ガイド４の傾斜面部３ｂからの突出寸法Ｈと、一対のガイド４間を流下する溶融ガラスＭＧの厚みＴとの比率Ｈ／Ｔの値が変化するのに伴い、この離間流れにおいて、ガイド４から離れ、幅方向の中央側へと寄っていく度合が変化することを知見するに至った。
　さらに、Ｈ／Ｔの値が、０．８～１．５をとるように、より好ましくは、１．１～１．３をとるように設定をすれば、離間流れの発生を可及的に抑制できることを見出した。これにより、溶融ガラスＭＧの幅方向における両端において、中央部に対し、その厚みが局所的に薄い部分や、厚い部分が生じることを防止できる。その結果、流下中の溶融ガラスＭＧの厚みが、幅方向において不均一となることが抑制され、当該溶融ガラスＭＧから成形される板ガラスの表面における平滑度を向上させることができる。
　ここで、上述のような作用効果が得られるのは、以下の理由によるものと想定されている。なお、この理由を説明するための図３ａ～図３ｃは、傾斜面部３ｂと直交する断面を示すものである。
　図３ａに示すように、Ｈに対して、Ｔが小さすぎる場合（Ｈ／Ｔ＞１．５の場合）には、表面張力により、ガイド４が溶融ガラスＭＧの両端を引っ張る力が過大となる。そのため、離間流れを阻止する力Ｆも過大となり、両端の厚みが中央部（溶融ガラスＭＧの厚みが平均厚みに略等しい部位）に対して大きくなってしまう。
　一方、図３ｂに示すように、Ｈに対して、Ｔが大きすぎる場合（Ｈ／Ｔ＜０．８の場合）には、表面張力により、ガイド４が溶融ガラスＭＧの両端を引っ張る力が不十分となる。そのため、離間流れを阻止する力Ｆも不十分となり、両端の厚みが中央部に対して小さくなってしまう。
　しかしながら、図３ｃに示すように、Ｈ／Ｔの値が、０．８～１．５をとる場合、より好ましくは、１．１～１．３をとる場合には、離間流れを阻止する力Ｆが最適となっているものと想定される。なお、Ｈ／Ｔの値が、１．１～１．３をとる場合には、ガイドの傾斜面部３ｂからの突出寸法Ｈの値が、一対のガイド間を流下する溶融ガラスＭＧの厚みＴの値よりも大きくなるため、流下中の溶融ガラスＭＧが、重力の影響によってガイド４を乗り越え、成形体１の傾斜面部３ｂから逸脱してしまうような事態の発生を可及的に防止することができる。
＜第二実施形態＞
　以下、本発明の第二実施形態に係る板ガラスの成形装置について説明する。なお、第二実施形態に係る板ガラスの成形装置の説明において、上記の第一実施形態に係る板ガラスの成形装置で既に説明した構成要素と同一の機能、又は、形状を有する構成要素については、第二実施形態を説明するための説明文、及び図面に同一の符号を付すことで重複する説明を省略し、第一実施形態との相違点についてのみ説明する。
　図６は、本発明の第二実施形態に係る板ガラスの成形装置を示す縦断正面図である。この第二実施形態に係る板ガラスの成形装置が、上記の第一実施形態に係る板ガラスの成形装置と相違している点は、傾斜面部３ｂを流下する溶融ガラスＭＧの粘度の変化を考慮入れて、ガイド４の傾斜面部３ｂからの突出寸法Ｈが設定（設計）されている点である。すなわち、傾斜面部３ｂに沿って流下する溶融ガラスＭＧは、流下に伴って次第にその温度が低下していくことから、溶融ガラスＭＧの粘度が、流下に伴って徐々に増していくことを考慮に入れている。
　上記の第一実施形態に係る板ガラスの成形装置では、溶融ガラスＭＧの厚みＴ（平均厚み）を、〔数１〕式のみに基づいて、設計上の厚みとして決定していた。これに対し、第二実施形態に係る板ガラスの成形装置においては、〔数１〕式に加えて、溶融ガラスＭＧの粘度をμ[Ｐａ・ｓ]、絶対温度をｔ[Ｋ]とし、溶融ガラスＭＧの組成により決定される３つの定数をＡ，Ｂ，ｔ0として、下記の〔数２〕式（Vogel-Fulcher-tammanの式）にも基づいて、溶融ガラスＭＧの厚みＴを、設計上の厚みとして決定している。つまり、この溶融ガラスの厚みＴは、溶融ガラスＭＧが流下する方向に沿って傾斜面部３ｂの各位置で異なる値（徐々に大きくなる）をとる。そして、比率Ｈ／Ｔの値が、０．８～１．５をとるように、より好ましくは、１．１～１．３をとるように突出寸法Ｈを設定（設計）している。これにより、突出寸法Ｈは、溶融ガラスＭＧが傾斜面部３ｂを流下する方向に沿って漸次に大きくなっている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　なお、この第二実施形態に係る板ガラスの成形装置においても、比率Ｈ／Ｔの値の設定は、上述のように、傾斜面部３ｂを流下する溶融ガラスＭＧの厚みＴ（設計上の厚み）を予め決定して、この厚みＴの値からガイド４の傾斜面部３ｂからの突出寸法Ｈを設定（設計）する態様の他、予め定まったガイド４の傾斜面部３ｂからの突出寸法Ｈに対して、〔数１〕式、〔数２〕式の各パラメーターを制御することにより、厚みＴを調整する態様とすることもできる。
　ここで、突出寸法Ｈを設定（設計）する手順の具体例を一つ挙げる。例えば、溶融ガラスＭＧが、質量％でＳｉＯ2：５０～８０％、Ａｌ2Ｏ3：５～２５％、Ｂ2Ｏ3：０～１５％、Ｎａ2Ｏ：１～２０％、Ｋ2Ｏ：０～１０％を有するとする。このとき、上記の定数Ａ，Ｂ，ｔ0は、例えば、Ａ＝－３．５、Ｂ＝７５００、ｔ0＝２６０と決定される。そして、溶融ガラスの流量Ｖが０．４[ｍ3／ｈ]、密度ρが２５００[ｋｇ／ｍ3]、角度θが２０[°]である場合に、図７に示すように、供給溝２の溢流部２ｂにおける溶融ガラスＭＧの温度が１２００[℃]、下端部５における溶融ガラスＭＧの温度が１１００[℃]で、溢流部２ｂから下端部５まで流下した溶融ガラスＭＧの粘度μが、３０００[Ｐａ・ｓ]から２８０００[Ｐａ・ｓ]まで増加し、溶融ガラスＭＧの厚みＴが、約２０ｍｍから約４０ｍｍまで大きくなった場合を想定する。
　Ｈ／Ｔの値が１．２をとるようにするとすれば、〔数１〕式、〔数２〕式からガイド４の傾斜面部３ｂからの突出寸法Ｈは、図８に示すような大きさとなる。なお、図８における縦軸の「傾斜面部位置」とは、図６に示す位置Ｘ（突出寸法Ｈが最大となる位置）を原点として、原点から縦軸にとった数値分だけ傾斜面部３ｂに沿って上方に離間した位置を表している。
　以下、上述の板ガラスの成形装置を用いた本発明の第二実施形態に係る板ガラスを成形方法の作用効果について説明する。
　この第二実施形態に係る板ガラスの成形方法によっても、上記の第一実施形態に係る板ガラスの成形方法と同様の作用効果を得ることが可能である。また、溶融ガラスＭＧの厚みＴが流下に伴って徐々に大きくなるのに伴い、突出寸法Ｈが漸次に大きくなっている。そのため、離間流れを阻止する力Ｆを最適とする上で有利である。また、突出寸法Ｈの大きさを最適化することにもつながるため、例えば、白金、ロジウム等の白金族元素を含有する材料で構成されるガイド４について、不当に余分な材料を使用する必要がなくなり、材料コストを低減する上でも好適である。
　ここで、本発明に係る板ガラスの成形装置は、上記の実施形態で説明した構成に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態においては、ガイド（平板部材）と、成形体とが、別部材となる構成とされているが、これらを一体に形成した構成としてもよい。また、上記の実施形態においては、ガイドの傾斜面部からの突出寸法と、垂直面部からの突出寸法とが、同一となっているが、異なっていてもよい。なお、ガイドの垂直面部からの突出寸法の大小は、本願発明の作用効果には、略影響を与えない。
　また、上記の第二実施形態では、〔数１〕式、〔数２〕式に基づいて、突出寸法が、溶融ガラスが傾斜面部を流下する方向に沿って漸次に大きくなっているが、この限りではない。比率Ｈ／Ｔの値が０．８～１．５をとるように、より好ましくは、１．１～１．３をとるように突出寸法Ｈが設定（設計）されてさえいれば、突出寸法Ｈがこれらの式に基づいて設定されていなくともよい。
　本発明の実施例として、成形体の傾斜面部において、一対のガイド間を流下する溶融ガラスの厚みＴと、ガイドの傾斜面部からの突出寸法Ｈとの比率Ｈ／Ｔの値の変化に伴い、溶融ガラスの幅方向における厚みの分布が、どのように変化するのかを検証するため、傾斜面部からの突出寸法が互いに異なる５つのガイドを用いて、模擬実験により検証を行った。以下に検証の実施条件を示す。なお、本実施例において、板ガラスの成形装置は、上述した本発明の実施形態に係る板ガラスの成形装置と同一の構成となっている。また、本実施例における各数値は、模擬実験における各数値を、実物大の成形体を用いた場合に換算した数値である。
　まず、上記の〔数１〕式を用い、一対のガイド間を流下する溶融ガラスの厚みＴ（平均厚み）を決定した。このＴの値は、本実施例において、２２[ｍｍ]とした。次に、ガイドの傾斜面部からの突出寸法Ｈ以外については、同一の構成を有する５つの板ガラスの成形装置を用いて、傾斜面部における一対のガイド間を溶融ガラスに流下させた。ここで、５つの板ガラスの成形装置の各々において、ガイドの傾斜面部からの突出寸法Ｈは、下記の通りである。
比較例１：　　　Ｈ＝１７[ｍｍ]      Ｈ／Ｔ＝０．７７
実施例１：　　　Ｈ＝２２[ｍｍ]      Ｈ／Ｔ＝１．００
実施例２：　　　Ｈ＝２５[ｍｍ]      Ｈ／Ｔ＝１．１４
実施例３：　　　Ｈ＝２９[ｍｍ]      Ｈ／Ｔ＝１．３２
比較例２：　　　Ｈ＝３４[ｍｍ]      Ｈ／Ｔ＝１．５５
なお、各板ガラスの成形装置に備えられた成形体において、一対のガイド間を流下する溶融ガラスの粘度、流量、密度、表面張力は同一であって、粘度：４０００[Ｐａ・ｓ]、流量：０．２４[ｍ3／ｈ]、密度：２５００[ｋｇ／ｍ3]となっている。さらに、傾斜面部の垂直面部に対する傾斜角度は、４０[°]であり、傾斜面部の全長は、５００[ｍｍ]である。加えて、一対のガイドの離間距離は、３０００[ｍｍ]である。
　そして、成形体の下端部から傾斜面部に沿って５０[ｍｍ]上方の位置において、流下中の溶融ガラスと対向して幅方向に延びるように配置したライン式レーザーから、溶融ガラスに向かってレーザーを照射すると共に、その反射光に基づいて溶融ガラスの幅方向における厚みの分布を割り出した。また、ガイドから８０[ｍｍ]の幅、１６０[ｍｍ]の幅において、溶融ガラスの厚みの標準偏差σを算出した。
　溶融ガラスの幅方向における厚みの分布を図４に、ガイドから８０[ｍｍ]の幅、１６０[ｍｍ]の幅における溶融ガラスの厚みの標準偏差σを図５に示す。図４から、比較例に対して、実施例では、溶融ガラスの厚みが凹凸の少ない分布となっていることが分かる。さらに、図５から、比較例に対して、実施例では、溶融ガラスの厚みの標準偏差σが小さくなっている。すなわち、幅方向において、溶融ガラスの厚みのバラつきが小さくなっている。
　以上のことから、ガイドの傾斜面部からの突出寸法Ｈと、溶融ガラスの厚みＴとの比率Ｈ／Ｔの値が、０．８～１．５をとるように、より好ましくは、１．１～１．３をとるように設定すれば、傾斜面部を流下する溶融ガラスの幅方向における厚みが不均一となることが抑制され、ひいては、溶融ガラスから成形される板ガラスの表面における平滑度を向上させることができるものと推認される。
　１　　　　　成形体
　２　　　　　供給溝
　３　　　　　外側面部
　３ａ　　　　垂直面部
　３ｂ　　　　傾斜面部
　４　　　　　ガイド
　５　　　　　下端部
　ＭＧ　　　　溶融ガラス
　Ｔ　　　　　一対のガイド間を流下する溶融ガラスの厚み
　Ｈ　　　　　ガイドの傾斜面部からの突出寸法

Claims (6)

  1. 　成形体の頂部に形成された供給溝から両側に溢れ出た溶融ガラスを、前記成形体の楔状をなす傾斜面部に沿って、その幅方向における広がりを一対のガイドで規制しつつ流下させ、前記成形体の下端部で融合一体化させて板ガラスを成形する板ガラスの成形方法において、
    　前記ガイドの前記傾斜面部からの突出寸法をＨとし、一対のガイド間を流下する前記溶融ガラスの厚みをＴとしたとき、その比率Ｈ／Ｔの値が、０．８～１．５に設定されていることを特徴とする板ガラスの成形方法。
  2. 　前記比率Ｈ／Ｔの値が、１．１～１．３に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の板ガラスの成形方法。
  3. 　前記突出寸法Ｈを、前記溶融ガラスが前記傾斜面部を流下する方向に沿って漸次に大きくすることを特徴とする請求項１又は２に記載の板ガラスの成形方法。
  4. 　頂部に形成された供給溝から両側に溢れ出た溶融ガラスを、楔状をなす傾斜面部に沿って、その幅方向における広がりを一対のガイドで規制しつつ流下させ、下端部で融合一体化させて板ガラスを成形する成形体を備えた板ガラスの成形装置において、
    　前記ガイドの前記傾斜面部からの突出寸法をＨとし、一対のガイド間を流下する前記溶融ガラスの厚みをＴとしたとき、その比率Ｈ／Ｔの値が、０．８～１．５をとるようにＨの値が設定されていることを特徴とする板ガラスの成形装置。
  5. 　前記比率Ｈ／Ｔの値が、１．１～１．３をとるようにＨの値が設定されていることを特徴とする請求項４に記載の板ガラスの成形装置。
  6. 　前記突出寸法Ｈを、前記溶融ガラスが前記傾斜面部を流下する方向に沿って漸次に大きくすることを特徴とする請求項４又は５に記載の板ガラスの成形装置。
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