(57)【要約】【課題】平坦度の高いガラス板を得ることができるガラス板の成形方法を提供すること。【解決手段】本発明に係るガラス板の成形方法は、スリット状の開口から溶融ガラスを流下する工程と、対向して配置された第１，第２の圧延ローラーで溶融ガラスを圧延し、ガラス板を成形する工程と、ガラス板を第１の圧延ローラー側に傾斜させて搬送する工程と、を備え、第１，第２の圧延ローラーの下流側において、溶融ガラスとの接触面積が、第１の圧延ローラー側が広くなるようにガラス板を成形することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリット状の開口から溶融ガラスを流下する工程と、
対向して配置された第１，第２の圧延ローラーで前記溶融ガラスを圧延し、ガラス板を成形する工程と、
前記ガラス板を前記第１の圧延ローラー側に傾斜させて搬送する工程と、
を備え、
前記第１，第２の圧延ローラーの下流側において、前記溶融ガラスとの接触面積が、前記第１の圧延ローラー側が広くなるように前記ガラス板を成形することを特徴とするガラス板の成形方法。
【請求項２】
前記第１の圧延ローラーの外周面における速度は、前記第２の圧延ローラーの外周面における速度よりも遅いことを特徴とする請求項１に記載のガラス板の成形方法。
【請求項３】
前記第１の圧延ローラーの表面温度は、前記第２の圧延ローラーの表面温度よりも高いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガラス板の成形方法。
【請求項４】
前記ガラス板の傾斜角度は、３０°〜６０°の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のガラス板の成形方法。
【請求項５】
前記ガラス板の厚みは、０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のガラス板の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板の成形方法に関し、特に、板厚の薄いガラス板の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス板の成形方法として、垂直ロールアウト法が知られている（例えば、特許文献１）。垂直ロールアウト法では、引出しローラーを使用し、溶融したガラスを鉛直方向に板状に引き出しながら成形を行う。そして、鉛直方向に引き出された板状のガラス（以下、ガラス板と記載）は、下方へ搬送されながら徐冷が行われた後、所望の長さに切断される。
【０００３】
垂直ロールアウト法では、ガラス板の徐冷及び切断を鉛直方向に引き出しながら行う必要がある。このため、成形装置が縦方向に長くなり、成形装置を設置する建屋の高さも高くする必要がある。また、下方へと引き出されたガラス板は固定されていないため、鉛直方向（搬送方向）に対して前後左右に揺れ動く。板厚の薄いガラス板は、特に揺れ動きやすい。このため、ガラス板が波打ち、ガラス板の平坦度が低くなる問題がある。
【０００４】
これに対して、矩形断面をもつオリフィスから溶融ガラスを流出させ、このオリフィスの下流にある一対のローラーで溶融ガラスを圧延して板状に成形し、この板状に成形したガラスを斜め方向に傾斜をつけて引き出す方法が提案されている（特許文献２参照）。該方法では、ガラス板を鉛直方向に引き出す必要がないため、成形装置の縦方向の長さを短くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００４−５２３４５２号公報
【特許文献２】特開平１１−１３９８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ロールアウト法によりガラス板を成形した場合、ガラス板の引き出し方向（成形方向）にガラス板に周期的に凹凸が発生することが本願発明者らにより確認された。周期的な凹凸は、垂直ロールアウト法だけでなく、ガラス板を斜め方向に傾斜をつけて引き出す方法においても確認された。また、周期的な凹凸は、ガラス板の厚みが薄いほど顕著に表れることが本願の発明者らにより確認されている。なお、この周期的な凹凸は、垂直ロールアウト法において発生するガラス板の揺れにより生じる波打ちとも異なる。
【０００７】
このように周期的な凹凸が発生すると、ガラス板の平坦度が低下する。このため、周期的な凹凸を取り除き、ガラス板の平坦度を向上させるために、引き出したガラス板を再度加熱するなどの工程が必要となる。この結果、ガラス板の製造に必要な工程や設備が増加してしまう。
【０００８】
本発明は、平坦度の高いガラス板を得ることができるガラス板の成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るガラス板の成形方法は、スリット状の開口から溶融ガラスを流下する工程と、対向して配置された第１，第２の圧延ローラーで溶融ガラスを圧延し、ガラス板を成形する工程と、ガラス板を第１の圧延ローラー側に傾斜させて搬送する工程と、を備え、第１，第２の圧延ローラーの下流側において、溶融ガラスとの接触面積が、第１の圧延ローラー側が広くなるようにガラス板を成形することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スリット状の開口から溶融ガラスを流下する工程と、対向して配置された第１，第２の圧延ローラーで溶融ガラスを圧延してガラス板を成形する際に、第１，第２の圧延ローラーの下流側において、溶融ガラスとの接触面積が、第１の圧延ローラー側が広くなるようにガラス板を成形している。このため、ガラス板に周期的な凹凸が発生するのを抑制し、平坦度の高いガラス板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係るガラス板の成形装置の側面図である。
【図２】実施形態に係るガラス板の成形装置の一部拡大側面図である。
【図３】実施形態の比較例に係るガラス板の成形装置の一部拡大側面図である。
【図４】実施例に係るガラス板の測定結果を示す図である。
【図５】比較例に係るガラス板の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、実施形態に係るガラス板の成形方法について説明する。なお、本発明は、厚みの薄いガラス板（例えば、板厚が０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ）の成形に適している。
【００１３】
（実施形態）
図１は、実施形態に係るガラス板の成形装置１００の側面図である。図１に示すように、ガラス板の成形装置１００は、圧延ローラー１１０Ａ，１１０Ｂと、延伸ローラー１２０と、パネルヒーター１３０と、傾斜コンベア１４０と、切断機構１５０と、押上機構１６０と、コンベア１７０とを備える。
【００１４】
圧延ローラー１１０は、対向して配置された一対のローラー１１０Ａ（第１の圧延ローラー），１１０Ｂ（第２の圧延ローラー）で構成される。圧延ローラー１１０は、スリット状の開口を有するスリットノズルＳＮから供給される溶融ガラスＧを板状に成形する。
【００１５】
なお、圧延ローラー１１０に種々の機能を持たせるようにしてもよい。例えば、ローラー１１０Ａ，１１０Ｂの表面に転写用のパターン（太陽電池用のレンズ）が形成された圧延ローラー１１０を用いるようにしてもよい。また、圧延ローラー１１０を複数並べ、多段型の圧延ローラーとしてもよい。また、圧延ローラー１１０の直下に、ガラスＧの成形時に発生するカレットを排出するカレット排出機構を設けてもよい。
【００１６】
延伸ローラー１２０は、対向して配置された一対のローラー１２０Ａ，１２０Ｂで構成される。延伸ローラー１２０は、圧延ローラー１１０により板状に成形されたガラス板Ｔを引き出す。ここで、延伸ローラー１２０は、ガラス板Ｔにたるみができないように圧延ローラー１１０で成形されるガラス板Ｔを引き出す。
【００１７】
ガラス板Ｔにたるみができないように圧延ローラー１１０から引き出すことにより、反りや波うちが少なく、平坦度の高いガラス板Ｔを成形することができる。なお、ガラス板Ｔの幅方向の温度を均一化するために、延伸ローラー１２０の内部に温調手段を設けるようにしてもよい。温調手段としては、例えば、電熱ヒーターを設けたり、クーラント（冷媒）を循環させる流路を設けるようにしてもよい。
【００１８】
パネルヒーター１３０は、圧延ローラー１１０と延伸ローラー１２０との間に、ガラス板Ｔを挟むようにして配設される。図１に示す例では、ガラス板Ｔの上下に、それぞれ６枚ずつのパネルヒーター１３０が配設されている。パネルヒーター１３０は、それぞれ独立してガラス板Ｔを加熱することができ、ガラス板Ｔを所望の温度に温調する。なお、ガラス板Ｔを所望の温度に温調できれば、パネルヒーター１３０の枚数は問わない。
【００１９】
傾斜コンベア１４０は、複数本の搬送用ローラー１４１で構成されるコンベアである。傾斜コンベア１４０は、水平方向に対して３０°〜６０°の範囲で傾斜していることが好ましい。すなわち、傾斜コンベア１４０の傾斜角度θ１は、３０°以上６０°以下であることが好ましい。なお、傾斜角度θ１とは、水平面Ｐ１に対する傾斜コンベア１４０の角度のことである。
【００２０】
傾斜コンベア１４０の傾斜角度θ１が、３０°未満であると、傾斜コンベア１４０が傾斜しすぎるため、圧延ローラー１１０の下端において、ガラス板Ｔが急激に曲がることになる。このため、成形されたガラス板Ｔの平坦度が低くなる虞がある。また、傾斜コンベア１４０の傾斜角度θ１が、６０°を超えると、傾斜コンベア１４０が垂直方向に長くなる。このため、傾斜コンベア１４０を傾斜させる利点が薄れてしまう。
【００２１】
この実施形態では、ガラス板Ｔを搬送するコンベアを傾けて配置することにより、ガラス板Ｔの下面が搬送用ローラー１４１に当接した状態で搬送される。このため、ガラス板Ｔが搬送方向に対して前後左右に動くことがない。この結果、ガラス板Ｔを安定して搬送することができる。また、切断機構１５０にてガラス板Ｔを切断する際の衝撃が、上流側に伝わり、ガラス板Ｔの成形に悪影響を与えることもない。
【００２２】
また、ガラス板Ｔの成形装置１００の高さ方向及び水平（横）方向の長さを抑制することができる。さらに、切断後のガラス板Ｔが落下するのを防止できるため、落下するガラス板Ｔへ衝撃を与えないように保持（キャッチ）する仕組みが不要となる。
【００２３】
切断機構１５０は、ガラス板Ｔを傾斜した状態で切断する。切断機構１５０は、ホイールカッター１５１と、ガイド１５２と、突起１５３ａが設けられたローラー１５３（以下、ブレイクローラー１５３と記載）と、ブレイクローラー１５３を回転させる駆動モータ１５４とを備える。
【００２４】
ホイールカッター１５１は、所定の間隔でガラス板Ｔの裏面に割れ目を入れる。この際、ホイールカッター１５１は、ガラス板Ｔに対して斜め方向に動作する。これは、ガラス板Ｔを所定の速度で搬送しながら割れ目を入れるためである。ガラス板Ｔの搬送速度及びホイールカッター１５１の動作速度を考慮した角度に設定することにより、ガラス板Ｔの搬送方向に対して垂直方向に割れ目を入れることができる。
【００２５】
ガイド１５２は、ホイールカッター１５１の動作と同期して動作し、ガラス板Ｔを上部から押圧する。ガイド１５２を使用して、ガラス板Ｔを上部から押圧することにより、確実にガラス板Ｔに割れ目を入れることができる。
【００２６】
ブレイクローラー１５３は、駆動モータ１５４により所定の回転分（ｒｐｍ）で回転駆動され、割れ目が入ったガラス板Ｔに衝撃を与えて割れ目に沿ってガラス板Ｔを割り、ガラス片Ｐを得る。
【００２７】
なお、ガラス板Ｔは、１００℃〜３００℃の温度内で切断することが好ましい。
【００２８】
押上機構１６０は、ガラス板Ｔが割れやすい状態となるように搬送方向へと送り出す金属板である。押上機構１６０の傾斜角度θ２は、搬送機構１３０の傾斜角度θ１よりも小さくなっている。このため、搬送機構１３０により搬送されるガラス板Ｔは、押上機構１６０により、先端部が押し上げられるようにして搬送方向へと送り出される。このため、ガラス板Ｔは、割れ目より先端側（搬送向きに対して前方）のガラス板Ｔの傾斜角度が、割れ目より後側（搬送向きに対して後方）のガラス板Ｔの傾斜角度よりも小さい状態となる。なお、傾斜角度θ２とは、水平面Ｐ２に対する押上手段１６０の角度のことである。
【００２９】
つまり、押上機構１６０は、ガラス板Ｔの裏面に入った割れ目を広げるようにして搬送方向へと送り出す。この結果、ガラス板Ｔは、非常に割れやすい状態となる。そして、押上機構１６０により、ガラス板Ｔの裏面に入った割れ目が広がった状態で、ブレイクローラー１５３により、ガラス板Ｔに衝撃を与えることで、ガラス板Ｔを確実に割ることができる。
【００３０】
なお、押上機構１６０の傾斜角度θ２は、３０°〜６０°の範囲内であることが好ましい（但し、押上機構１６０の傾斜角度θ２は、傾斜コンベア１４０の傾斜角度θ１よりも小さい）。また、１００℃〜３００℃の温度に耐えることができれば、押上機構１６０を金属以外の材料（セラミックスや耐熱樹脂）を使用してもよい。
【００３１】
コンベア１７０は、押上機構１６０から排出されるガラス片Ｐを図示しない徐冷装置へと搬送する。
【００３２】
次に、溶融ガラスＧに成形についてより具体的に説明する。図２は、ガラス板の成形装置１００の一部拡大図、具体的には、圧延ローラー１１０を含む領域の拡大側面図である。
【００３３】
図２に示すように、スリットノズルＳＮから供給される溶融ガラスＧは、圧延ローラー１１０により板状に成形される。この成形の際、溶融ガラスＧは、圧延ローラー１１０の下流側において、溶融ガラスＧ（ガラス板Ｔ）との接触面積が、ローラー１１０Ａ（第１の圧延ローラー）側が広くなるように成形される。つまり、溶融ガラスＧは、ガラス板Ｔの傾斜した側のローラー１１０Ａ側に少し巻きついた形で成形される。
【００３４】
（第１の方法）
次に、溶融ガラスＧを、一方のローラー１１０Ａ側に少し巻きついた形で成形する方法について説明する。第１の方法として、ローラー１１０Ａ側の回転速度（送り出し速度）を、ローラー１１０Ｂ側の回転速度（送り出し速度）よりも遅くすることが考えられる。ローラー１１０Ａ側の回転速度を、ローラー１１０Ｂ側の回転速度よりも遅くすることで、ローラー１１０Ｂ側の溶融ガラスＧの送り出し速度が速くなる。
【００３５】
この結果、溶融ガラスＧは、ガラス板Ｔの傾斜した側のローラー１１０Ａ側に少し巻きついた形で成形される。ローラー１１０Ａ，１１０Ｂの回転速度は、ローラー１１０Ｂの回転速度を１００としたときに、ローラー１１０Ａの回転速度が８５〜９９程度であることが好ましく、９０〜９８程度がより好ましい。
【００３６】
この実施形態では、ローラー１１０Ａとローラー１１０Ｂの大きさ（直径）が略同じであるため、ローラー１１０Ａ側の回転速度を、ローラー１１０Ｂ側の回転速度よりも遅くしているが、ローラー１１０Ａ，１１０Ｂの直径が異なる場合には、ローラー１１０Ａ側の外周面の速度（送り出し速度）がローラー１１０Ｂ側の外周面の速度（送り出し速度）よりも遅くなるように、各ローラー１１０Ａ，１１０Ｂの回転速度を調整する。
【００３７】
なお、ローラー１１０Ａ，１１０Ｂの直径Ｄが同じである場合、ローラー１１０Ｂの回転速度を１００としたときにローラー１１０Ａの回転速度が９５とすると、ガラス板Ｔの引き出し角度θ３（傾斜角度θ３）は、鉛直方向に対して約４５°となる。また、ローラー１１０Ｂの回転速度を１００としたときにローラー１１０Ａの回転速度が９０の場合は、ガラス板Ｔの傾斜角度θ３は約６０°となる。さらに、ローラー１１０Ｂの回転速度を１００としたときにローラー１１０Ａの回転速度が８５の場合は、ガラス板Ｔの傾斜角度θ３は約９０°となる。
【００３８】
（第２の方法）
第２の方法としては、ローラー１１０Ｂ側の表面温度を、ローラー１１０Ａ側の表面温度よりも低くすることが考えられる。ローラー１１０Ｂ側の表面温度を、ローラー１１０Ａ側の表面温度よりも低くすることで、ローラー１１０Ｂ側の溶融ガラスＧの離形性がよくなる。この結果、溶融ガラスＧは、ガラス板Ｔの傾斜した側のローラー１１０Ａ側に少し巻きついた形で成形される。
【００３９】
また、ローラー１１０Ｂ側の表面温度を、ローラー１１０Ａ側の表面温度よりも低くするためには、各ローラー１１０Ａ，１１０Ｂ内にクーラント（冷媒）を循環させ、ローラー１１０Ａ側に循環させる冷媒の流量を多くしてもよい。また、各ローラー１１０Ａ，１１０Ｂ内に電熱ヒーターを設け、ローラー１１０Ｂ側に流す電流を多くしてもよい。
【００４０】
さらに、各ローラー１１０Ａ，１１０Ｂの表面温度を計測する温度計を備え、該温度計で計測される温度に基づいて、各ローラー１１０Ａ，１１０Ｂ内に循環させる冷媒の流量や電流値を制御してもよい。なお、ローラー１１０Ａとローラー１１０Ｂとの表面温度の差は、１０°以上あることが好ましい。
【００４１】
なお、上述した第１の方法と第２の方法とを組み合わせてもよい。
【００４２】
（凹凸発生の原因）
次に、従来のロールアウト法では、成形されたガラス板Ｔに周期的な凹凸が発生する原因について考察する。圧延ローラー１１０の各ローラー１１０Ａ，１１０Ｂは、動力源であるモータにギアを介して接続されているが、ガラス板Ｔに発生する凹凸の周期は、このギアのピッチとほぼ同じになっている。また、圧延時に必要な力が大きな板厚の薄いガラス板Ｔで発生しやすい。以上のことから、各ローラー１１０Ａ，１１０Ｂには、溶融ガラスＧを交互に押し付けあう力が発生し、ガラス板Ｔに周期的な凹凸が発生するものと考えられる。すなわち、ガラス板Ｔの周期的な凹凸は、各ローラー１１０Ａ，１１０Ｂの駆動系ギアのバックラッシが一因であると推測される。
【００４３】
また、各ローラー１１０Ａ，１１０Ｂの回転速度が同じである場合、各ローラー１１０Ａ，１１０Ｂ間を通過して板状に成形された溶融ガラスＧは、垂直方向に引き出された後、ローラー１１０Ａ側に曲げられることになる（図３参照）。このため、これもガラス板Ｔに発生する周期的な凹凸の一因であると推測される（途中で曲げられることにより、しわ（凹凸）が発生すると考えられる）。さらに、垂直方向に引き出されたガラス板Ｔが、各ローラー１１０Ａ，１１０Ｂに交互に接触することも一因であると考えられる。
【００４４】
以上のことから、周期的な凹凸がガラス板Ｔに発生するのを抑制するためには、上述した第１,第２の方法が有効であることがわかる。すなわち、一方のローラー１１０Ａ側に少し巻きついた形でガラス板Ｔを成形することにより、ローラー１１０Ｂよりも、ローラー１１０Ａに負荷が掛かるようになる。この結果、ローラー１１０Ａ，１１０Ｂの回転トルクが変動しにくく、ギアのバックラッシが生じにくくなる。また、ローラー１１０Ａの外周面に沿って引き出されることで、ガラス板Ｔ表面がローラー１１０Ａの外周面によって平坦化されるため、ガラス板Ｔの平坦度がより向上する。なお、ガラス板Ｔの平坦度をさらに向上させるため、ガラス板Ｔを板形状に成形した後、ガラスを再度加熱したり、加熱しつつ加圧する、反り直し工程を別途設けてもよい。
【００４５】
さらに、ガラスが巻きついた状態でガラス板Ｔが送り出されるので、垂直方向に引き出された後、ローラー１１０Ａ側に曲げられることがなく、垂直方向に引き出されたガラス板Ｔが、各ローラー１１０Ａ，１１０Ｂに交互に接触することもない。このため、周期的な凹凸がガラス板Ｔに発生するのを効果的に抑制することができる。
【実施例】
【００４６】
次に、実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。この実施例では、図１及び図２を参照して説明したガラス板の成形装置１００を使用してガラス板を成形し、該ガラス板の凹凸を測定した。凹凸の測定は、圧延ローラー１１０の各ローラー１１０Ａ，１１０Ｂの回転速度を９５：１００（ギア比９５％）とした場合のガラス板（実施例）、圧延ローラー１１０の各ローラー１１０Ａ，１１０Ｂの回転速度を１００：１００（ギア比１００％）とした場合のガラス板（比較例）について行った。各ローラー１１０Ａ，１１０Ｂの直径は同じであり、ガラス板の引き出し角度θ３（傾斜角度θ３）は、鉛直方向に対して約４５°とした。なお、成形したガラス板は、幅（成形方向（長手方向）に対して垂直な方向）が３００ｍｍ、板厚が１．２ｍｍであった。また、ガラス板の板厚は、実施例、比較例ともに、すべての測定点においてほぼ同一であった。
【００４７】
図４は、実施例の凹凸の測定結果を示す図である。図５は、比較例の凹凸の測定結果を示す図である。図４及び図５では、縦軸にガラス板の（基準高さからの）高さ方向（板厚方向）の変位量（μｍ）、横軸に基準点（測定開始点）からのガラス板の成形方向（長手方向）の距離（ｍｍ）をとっている。また、凹凸の測定結果は、成形方向と直交する方向の中央及び中央から端部方向に左右それぞれ６０ｍｍ離れた３か所について示した。なお、実施例、比較例の凹凸（変位量）の測定は、ガラス板の成形方向（長手方向）に対して１ｍｍピッチで行った。
【００４８】
測定結果から、図４に示す実施例では、高さ方向の変位が高低差で約７０μｍであり、周期的な凹凸が生じていないことがわかる。これに対し、図５に示す比較例では、高さ方向の変位が高低差で約５００μｍであり、測定長方向に約２０ｍｍ周期の凹凸が発生していることがわかる。なお、実施例で発生している凹凸は、周期的な凹凸でないことから、ガラス板の反りや板厚偏差によるものと考えられる。
【００４９】
また、比較例の中央および端部側の凹凸発生傾向は同一であり、成形の幅方向には凹凸の傾向が同一であることから、ガラス板に発生している凹凸はガラス板の成形工程に起因することを示唆していると考えられる。
【００５０】
以上のことから、ローラー１１０Ａ側の回転速度を、ローラー１１０Ｂ側の回転速度よりも遅くすること、すなわち、圧延ローラー１１０の下流側において、溶融ガラスＧとの接触面積が、ローラー１１０Ａ側が広くなるようにガラス板を成形することで、成形されるガラス板の凹凸（変位量）が抑制できることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明のガラス板の成形方法は、平坦度の高いガラス板を得ることができ、厚みの薄いガラス板、特に板厚が０．５ｍｍ〜２．５ｍｍのガラス板の成形に好適である。
【符号の説明】
【００５２】
１００…成形装置、１１０…圧延ローラー、１１０Ａ，１１０Ｂ…ローラー、１２０…延伸ローラー、１２０Ａ，１２０Ｂ…ローラー、１３０…パネルヒーター、１４０…傾斜コンベア、１４１…搬送用ローラー、１５０…切断機構、１５１…ホイールカッター、１５２…ガイド、１５３…ブレイクローラー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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