(57)【要約】  本発明は、ストローと称される局所変形部を生じさせることなくフロート法によりガラスリボンを製造できる技術の提供を目的とする。本発明は、移動経路の上流域から下流域にかけて移動経路の幅方向両端側に配設した複数対のトップロールによりガラスリボンの両端部に外向きの引張力を作用させて厚さ１ｍｍ以下のガラスリボンを製造する際、移動経路に沿って上流域から下流域に搬送されるガラスリボンの幅方向端部を外側に引っ張るバレルヘッドを備えたトップロールを用い、移動経路の上流域と中流域と下流域に設けられてガラスリボンの幅方向端部に外向きの引張力を作用させるバレルヘッドのうち、中流域に設けられるバレルヘッドとして３列以上の外周刃を備えた多段バレルヘッドを用い、上流域と下流域に設けられるバレルヘッドとして１列または２列の外周刃を備えた基準バレルヘッドを用いる。
2013154140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属の上に設けた溶融ガラスの移動経路に沿って溶融ガラスを移動させつつ成形してガラスリボンを製造するガラス板の製造方法において、
前記移動経路の上流域から下流域にかけて移動経路の幅方向両端側に配設した複数対のトップロールによりガラスリボンの両端部に外向きの引張力を作用させて厚さ１ｍｍ以下のガラスリボンを製造する際、
前記トップロールとして、前記移動経路に沿って上流域から下流域に搬送されるガラスリボンの幅方向端部を外側に引っ張るバレルヘッドを備えたトップロールを用い、
前記移動経路の上流域と中流域と下流域に設けられてガラスリボンの幅方向端部に外向きの引張力を作用させるバレルヘッドのうち、中流域に設けられるバレルヘッドとして３列以上の外周刃を備えた多段バレルヘッドを用い、上流域と下流域に設けられるバレルヘッドとして１列または２列の外周刃を備えた基準バレルヘッドを用いるガラス板の製造方法。
【請求項２】
前記ガラスリボンの粘度の対数が５．２９〜６．３７ｄＰａ・ｓの領域を中流域として前記多段バレルヘッドを設置する請求項１に記載のガラス板の製造方法。
【請求項３】
前記上流域の基準バレルヘッドと中流域の多段バレルヘッドと下流域の基準バレルヘッドをいずれも各領域に対し複数設け、各バレルヘッドの外周面の周方向に沿って形成されている各列の外周刃が形成する面の方向を前記ガラスリボンに対しほぼ垂直、かつ、ガラスリボンの搬送方向に対し平行に配置するか傾斜させて配置する際、上流域の基準バレルヘッドから中流域の多段バレルヘッドにかけて順次傾斜角度が大きくなるように、中流域の多段バレルヘッドから下流域の基準バレルヘッドにかけて順次傾斜角度が小さくなるように各バレルヘッドを配置した請求項１または２に記載のガラス板の製造方法。
【請求項４】
前記移動経路の幅方向端縁に近い列の外周刃を設けたバレルヘッドの一側端部の外径が、前記移動経路の幅方向中央に近い列の外周刃を設けたバレルヘッドの他側端部の外径よりも小さくされた多段バレルヘッドを用いる請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法。
【請求項５】
前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いる請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法：
ＳｉＯ２：５０〜７３％、
Ａｌ２Ｏ３：１０．５〜２４％、
Ｂ２Ｏ３：０〜１２％、
ＭｇＯ：０〜８％、
ＣａＯ：０〜１４．５％、
ＳｒＯ：０〜２４％、
ＢａＯ：０〜１３．５％、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：９〜２９．５％、及び
ＺｒＯ２：０〜５％。
【請求項６】
前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いる請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法：
ＳｉＯ２：５８〜６６％、
Ａｌ２Ｏ３：１５〜２２％、
Ｂ２Ｏ３：５〜１２％、
ＭｇＯ：０〜８％、
ＣａＯ：０〜９％、
ＳｒＯ：３〜１２．５％、
ＢａＯ：０〜２％、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：９〜１８％、及び
ＺｒＯ２：０〜５％。
【請求項７】
前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いる請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法：
ＳｉＯ２：５４〜７３％、
Ａｌ２Ｏ３：１０．５〜２２．５％、
Ｂ２Ｏ３：０〜５．５％、
ＭｇＯ：０〜８％、
ＣａＯ：０〜９％、
ＳｒＯ：０〜１６％、
ＢａＯ：０〜２．５％、及び
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８〜２６％。
【請求項８】
溶融金属が蓄えられ、該溶融金属上に溶融ガラスの移動経路が形成され、該移動経路の上流域から下流域にかけて溶融ガラスを移動させてガラスリボンを成形するためのフロートバスと、このフロートバス内の移動経路の上流域から下流域にかけて移動経路の幅方向両側に配設された複数対のトップロールとを備え、
前記トップロールが、溶融ガラスの移動経路の幅方向両側に個々に水平方向に延在された回転軸と、該回転軸の先端側に取り付けられ、前記移動経路に沿って上流域から下流域に搬送されるガラスリボンの幅方向端部に押し付けられる外周刃を有するバレルヘッドとを備え、
前記移動経路の中流域に、３列以上の外周刃を有し、ガラスリボンの幅方向端部を外側に引っ張る多段バレルヘッドが設けられ、前記移動経路の上流域と下流域に、１列または２列の外周刃を有し、ガラスリボンの幅方向端部を外側に引っ張る基準バレルヘッドが設けられたガラス板の製造装置。
【請求項９】
前記ガラスリボンの粘度の対数値が５．２９〜６．３７ｄＰａ・ｓの領域に前記多段バレルヘッドが配置された請求項８に記載のガラス板の製造装置。
【請求項１０】
前記フロートバスにより成形されるガラスリボンの厚さが１ｍｍ以下である請求項８または９に記載のガラス板の製造装置。
【請求項１１】
前記上流域の基準バレルヘッドと中流域の多段バレルヘッドと下流域の基準バレルヘッドがいずれも各領域に対し複数設けられ、各バレルヘッドの外周面の周方向に沿って形成されている各列の外周刃が形成する面の方向を前記ガラスリボンに対しほぼ垂直、かつ、ガラスリボンの搬送方向に対し平行に配置するか傾斜させて配置され、上流域の基準バレルヘッドから中流域の多段バレルヘッドにかけて順次傾斜角度が大きくなるように、中流域の多段バレルヘッドから下流域の基準バレルヘッドにかけて順次傾斜角度が小さくなるように各バレルヘッドが配置された請求項８〜１０のいずれか一項に記載のガラス板の製造装置。
【請求項１２】
前記移動経路の幅方向端縁に近い列の外周刃を設けたバレルヘッドの一側端部の外径が、前記移動経路の幅方向中央に近い列の外周刃を設けたバレルヘッドの他側端部の外径よりも小さくされた請求項８〜１１のいずれか一項に記載のガラス板の製造装置。
【請求項１３】
前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスが適用される請求項８〜１２のいずれか一項に記載のガラス板の製造装置：
ＳｉＯ２：５０〜７３％、
Ａｌ２Ｏ３：１０．５〜２４％、
Ｂ２Ｏ３：０〜１２％、
ＭｇＯ：０〜８％、
ＣａＯ：０〜１４．５％、
ＳｒＯ：０〜２４％、
ＢａＯ：０〜１３．５％、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：９〜２９．５％、及び
ＺｒＯ２：０〜５％。
【請求項１４】
前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスが適用される請求項８〜１２のいずれか一項に記載のガラス板の製造装置：
ＳｉＯ２：５８〜６６％、
Ａｌ２Ｏ３：１５〜２２％、
Ｂ２Ｏ３：５〜１２％、
ＭｇＯ：０〜８％、
ＣａＯ：０〜９％、
ＳｒＯ：３〜１２．５％、
ＢａＯ：０〜２％、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：９〜１８％、及び
ＺｒＯ２：０〜５％。
【請求項１５】
前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスが適用される請求項８〜１２のいずれか一項に記載のガラス板の製造装置：
ＳｉＯ２：５４〜７３％、
Ａｌ２Ｏ３：１０．５〜２２．５％、
Ｂ２Ｏ３：０〜５．５％、
ＭｇＯ：０〜８％、
ＣａＯ：０〜９％、
ＳｒＯ：０〜１６％、
ＢａＯ：０〜２．５％、及び
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８〜２６％。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロートバス法に従い薄型のガラス板を製造する方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、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ガラス基板は、近年において大型化および薄型化が進められている。
この種のガラス基板の製造方法の一例として、金属スズなどの溶融金属を貯留したフロートバスを用い、溶融金属の上に水平方向に溶融ガラスを薄く引き延ばして成形するフロート法が知られている。このフロート法によれば、溶融ガラスをフロートバスの溶融金属上に浮かせることで目的に応じた必要な厚みを確保し、この溶融ガラスを水平方向に引き出すことで帯状のガラスリボンを成形できる。このガラスリボンを必要な大きさに切断することで目的の大きさのガラス基板を得ることができる。
このフロート法に従い、上述のように大型化と薄型化が進められているガラス基板を製造するには、フロートバスの溶融金属上にガラスリボンの幅方向両端部を外側に引っ張るトップロール（Ｔ／Ｒ）と称される成形装置を設け、ガラスリボンをその幅方向両端側に引き延ばして薄型化する方法が採用されている。薄く引き延ばしたガラスリボンを徐冷後に必要な大きさに切断し、研磨および洗浄を行うことで目的のガラス基板を得ることができる。このフロート法に従い、大型かつ薄型のガラス基板が大量に生産されており、ガラス基板として厚さ０．７ｍｍ程度、長さと幅が数ｍに達する大型のガラス基板が生産されている。【０００３】
また、最近に至り、携帯型情報端末機器が大量に製造されており、この携帯型情報端末機器に適用される液晶パネルの一例として、厚さ０．７ｍｍ程度のガラス基板を用いて液晶パネルを製造した後、ガラス基板の一面をウエットエッチングなどの手法により削り取って厚さ０．３ｍｍ程度に薄型化したガラス基板を備えた液晶パネルが提供されている。【０００４】
図１１は、フロート法に用いられるフロートバスの一例を示し、このフロートバス１００は、内部に溶融スズなどの溶融金属１０１を備えた底部バス１０２が備えられ、この底部バス１０２の入口側に溶融炉のフォアハースから溶融ガラス１０３が流入される。溶融ガラス１０３は溶融金属１０１の上で複数のトップロール１０５によって目的の幅に引き延ばされ、徐々に冷却されて必要な幅と厚さのガラスリボン１０６が形成される。
この種のフロートバス１００に適用されているトップロール１０５の一例として、図１２に示すように円盤状に形成され、その外周に鋸刃状の外周刃１０５ａを２段に備えたバレルヘッド１０５Ａを備えたトップロールが知られている。（特許文献１参照）
図１２に示すバレルヘッド１０５Ａは、外周刃１０５ａ、１０５ａを溶融ガラス１０３のエッジ部１０３ａに食い込ませつつエッジ部１０３ａに外向きの引張力を作用させ、溶融ガラス１０３の幅を調整することによりガラスリボン１０６の幅と厚さを調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特開平１１−２３６２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のような背景から、ガラス基板は益々薄型化される傾向にあり、最初から０．３ｍｍ程度の厚さのガラス基板を携帯型情報端末機器のパネル用ガラス基板として使用することも検討されている。また、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板においても、更なる薄型化が要望されている。
従来、フロートバス１００に流し込まれて拡げられた直後の溶融ガラス１０３は、高温で液状であるために、簡単に引っ張ることはできないが、溶融ガラス１０３はフロートバス１００の上流域から下流域に移動するにつれて徐冷され、徐々に粘性が高くなるので、粘性が高くなった溶融ガラス１０３をバレルヘッド１０５Ａにより引っ張り、拡げることができる。
しかし、引張力が作用された溶融ガラス１０３には縮まろうとする性質があるため、溶融ガラス１０３を薄くしようとすればするほど、より強い力でガラスを押さえ付け、強い引張力を作用させる必要がある。【０００７】
その結果、バレルヘッド１０５Ａのエッジ部分が溶融ガラス１０３のエッジ部１０３ａに図１２に示す状態よりも更に深く突き刺さることとなり、溶融ガラス１０３をそのエッジ部近傍で大きく変形させてしまう問題がある。
図１３は、溶融ガラス１０３のエッジ部１０３ａに対し強い力で上からバレルヘッド１０５Ａを押し付けた状態を説明するための図である。
図１３（ａ）に示す溶融ガラス１０３のエッジ部１０３ａに対し図１３（ｂ）に示すようにバレルヘッド１０５Ａを強く押し付けると、エッジ部１０３ａがバレルヘッド１０５Ａの押しつけ力に比例して深く沈み込むようにＵ字形の袋状に変形する。仮に、この袋状態のまま変形したガラスが固まると、図１４に示すように断面Ｔ字形のストローと称される局所変形部１１０が生成する問題がある。【０００８】
また、溶融ガラス１０３のエッジ部１０３ａに対し図１３（ｂ）に示すようにバレルヘッド１０５Ａを強く押し付けた場合、図１３（ｃ）に示すように断面がＳ字状に変形することがあり、この状態のままガラスが固まると、図１５に示すように変形部分が上方向の袋部分１１１ａと下方向の袋部分１１１ｂとに重なるように変形したストローと称される局所変形部１１１が生成される問題がある。このＳ字状の局所変形部１１１が生成された場合、図１３（ｃ）の矢印ａ、矢印ｂに示すように溶融金属がガラスの内部側に巻き込まれることがあり、その結果、後の徐冷工程においてガラスが割れる原因となる問題がある。例えば、金属スズとガラス板は熱膨張係数が異なるので、徐冷時の熱収縮に従い、金属スズを巻き込んだ部分のガラス板に応力が作用し、割れを引き起こすおそれがある。
前記局所変形部１１０、１１１を有したままガラスリボンを切断工程において切断すると、目的の大きさのガラス板に切り折りする場合において、目的の切断位置や方向と異なる位置や方向に割れを誘発するので、ガラス板の安定生産を阻害するおそれがある。前記局所変形部１１０、１１１が生成されるのは、薄いガラス板において顕著であり、特に上述の表示装置用ガラス基板のように厚さ１ｍｍ以下のガラス板をフロート法により製造する場合に顕在化する問題がある。【０００９】
これらの背景に基づき、本発明者は、フロート法により溶融ガラスを成形して１ｍｍ以下の薄いガラスリボンを製造する技術について種々研究したところ、溶融ガラスの端縁部に張力を付加して薄いガラスリボンを成形する場合、張力を与える位置とそのために用いるトップロールのバレルヘッドについて、工夫することにより、ストローと称される局所変形部の発生を抑制できることを見出し、本願発明に到達した。
本発明は、フロート法により薄いガラスリボンを成形する場合、局所変形部を生じさせることなくガラスリボンを製造することができ、ガラス板の安定生産に寄与する製造方法と製造装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、溶融金属の上に設けた溶融ガラスの移動経路に沿って溶融ガラスを移動させつつ成形してガラスリボンを製造するガラス板の製造方法において、前記移動経路の上流域から下流域にかけて移動経路の幅方向両端側に配設した複数対のトップロールによりガラスリボンの両端部に外向きの引張力を作用させて厚さ１ｍｍ以下のガラスリボンを製造する際、前記トップロールとして、前記移動経路に沿って上流域から下流域に搬送されるガラスリボンの幅方向端部を外側に引っ張るバレルヘッドを備えたトップロールを用い、
前記移動経路の上流域と中流域と下流域に設けられてガラスリボンの幅方向端部に外向きの引張力を作用させるバレルヘッドのうち、中流域に設けられるバレルヘッドとして３列以上の外周刃を備えた多段バレルヘッドを用い、上流域と下流域に設けられるバレルヘッドとして１列または２列の外周刃を備えた基準バレルヘッドを用いるガラス板の製造方法に関する。【００１１】
本発明は、前記ガラスリボンの粘度の対数が５．２９〜６．３７ｄＰａ・ｓの領域を中流域として前記多段バレルヘッドを設置するガラス板の製造方法に関する。
本発明は、前記上流域の基準バレルヘッドと中流域の多段バレルヘッドと下流域の基準バレルヘッドをいずれも各領域に対し複数設け、各バレルヘッドの外周面の周方向に沿って形成されている各列の外周刃が形成する面の方向を前記ガラスリボンに対しほぼ垂直、かつ、ガラスリボンの搬送方向に対し平行に配置するか傾斜させて配置する際、上流域の基準バレルヘッドから中流域の多段バレルヘッドにかけて順次傾斜角度が大きくなるように、中流域の多段バレルヘッドから下流域の基準バレルヘッドにかけて順次傾斜角度が小さくなるように各バレルヘッドを配置したガラス板の製造方法に関する。
本発明は、前記移動経路の幅方向端縁に近い列の外周刃を設けたバレルヘッドの一側端部の外径が前記移動経路の幅方向中央に近い列の外周刃を設けたバレルヘッドの他側端部の外径よりも小さくされた多段バレルヘッドを用いるガラス板の製造方法に関する。【００１２】
本発明は、前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いるガラス板の製造方法に関する。
ＳｉＯ２：５０〜７３％、Ａｌ２Ｏ３：１０．５〜２４％、Ｂ２Ｏ３：０〜１２％、ＭｇＯ：０〜８％、ＣａＯ：０〜１４．５％、ＳｒＯ：０〜２４％、ＢａＯ：０〜１３．５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：９〜２９．５％、ＺｒＯ２：０〜５％。
本発明は、前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いるガラス板の製造方法に関する。
ＳｉＯ２：５８〜６６％、Ａｌ２Ｏ３：１５〜２２％、Ｂ２Ｏ３：５〜１２％、ＭｇＯ：０〜８％、ＣａＯ：０〜９％、ＳｒＯ：３〜１２．５％、ＢａＯ：０〜２％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：９〜１８％、ＺｒＯ２：０〜５％。
本発明は、前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いるガラス板の製造方法に関する。
ＳｉＯ２：５４〜７３％
Ａｌ２Ｏ３：１０．５〜２２．５％
Ｂ２Ｏ３：０〜５．５％
ＭｇＯ：０〜８％
ＣａＯ：０〜９％
ＳｒＯ：０〜１６％
ＢａＯ：０〜２．５％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８〜２６％【００１３】
本発明は、溶融金属が蓄えられ、該溶融金属上に溶融ガラスの移動経路が形成され、該移動経路の上流域から下流域にかけて溶融ガラスを移動させてガラスリボンを成形するためのフロートバスと、このフロートバス内の移動経路の上流域から下流域にかけて移動経路の幅方向両側に配設された複数対のトップロールとを備え、前記トップロールが、溶融ガラスの移動経路の幅方向両側に個々に水平方向に延在された回転軸と、該回転軸の先端側に取り付けられ、前記移動経路に沿って上流域から下流域に搬送されるガラスリボンの幅方向端部に押し付けられる外周刃を有するバレルヘッドを備え、前記移動経路の中流域に、３列以上の外周刃を有し、ガラスリボンの幅方向端部を外側に引っ張る多段バレルヘッドが設けられ、前記移動経路の上流域と下流域に、１列または２列の外周刃を有し、ガラスリボンの幅方向端部を外側に引っ張る基準バレルヘッドが設けられたガラス板の製造装置に関する。【００１４】
本発明のガラス板の製造装置において、前記ガラスリボンの粘度の対数値が５．２９〜６．３７ｄＰａ・ｓの領域に前記多段バレルヘッドが配置された構成を採用できる。
本発明のガラス板の製造装置において、前記フロートバスにより成形されるガラスリボンの厚さが１ｍｍ以下の場合に適用できる。【００１５】
本発明のガラス板の製造装置は、前記上流域の基準バレルヘッドと中流域の多段バレルヘッドと下流域の基準バレルヘッドがいずれも各領域に対し複数設けられ、各バレルヘッドの外周面の周方向に沿って形成されている各列の外周刃が形成する面の方向を前記ガラスリボンに対しほぼ垂直、かつ、ガラスリボンの搬送方向に対し平行に配置するか傾斜させて配置され、上流域の基準バレルヘッドから中流域の多段バレルヘッドにかけて順次傾斜角度が大きくなるように、中流域の多段バレルヘッドから下流域の基準バレルヘッドにかけて順次傾斜角度が小さくなるように各バレルヘッドが配置された構成を採用できる。
本発明のガラス板の製造装置は、前記移動経路の幅方向端縁に近い列の外周刃を設けたバレルヘッドの一側端部の外径が、前記移動経路の幅方向中央に近い列の外周刃を設けたバレルヘッドの他側端部の外径よりも小さくされた構成を採用できる。【００１６】
本発明は、前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスが適用されるガラス板の製造装置に関する。
ＳｉＯ２：５０〜７３％、Ａｌ２Ｏ３：１０．５〜２４％、Ｂ２Ｏ３：０〜１２％、ＭｇＯ：０〜８％、ＣａＯ：０〜１４．５％、ＳｒＯ：０〜２４％、ＢａＯ：０〜１３．５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：９〜２９．５％、ＺｒＯ２：０〜５％。
本発明は、前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスが適用されるガラス板の製造装置に関する。
ＳｉＯ２：５８〜６６％、Ａｌ２Ｏ３：１５〜２２％、Ｂ２Ｏ３：５〜１２％、ＭｇＯ：０〜８％、ＣａＯ：０〜９％、ＳｒＯ：３〜１２．５％、ＢａＯ：０〜２％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：９〜１８％、ＺｒＯ２：０〜５％。
本発明は、前記溶融ガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスが適用されるガラス板の製造装置に関する。
ＳｉＯ２：５４〜７３％
Ａｌ２Ｏ３：１０．５〜２２．５％
Ｂ２Ｏ３：０〜５．５％
ＭｇＯ：０〜８％
ＣａＯ：０〜９％
ＳｒＯ：０〜１６％
ＢａＯ：０〜２．５％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８〜２６％
【発明の効果】
【００１７】
本発明の製造方法と製造装置によれば、フロートバスの移動経路の中流域において多段バレルヘッドにより溶融ガラスの幅方向端部を押し付けつつ該端部に外向きの引張力を作用させてガラスリボンを引き延ばしつつ成形できるので、多段バレルヘッドがガラスリボンの端部を押し付けて強い引張力を作用させる場合であっても、従来のバレルヘッドよりもガラスリボンの端部側の厚さ方向の変形量、換言するとバレルヘッドによる押さえ代を少なくできる。
この結果、中流域のガラスリボンにおいてストローと称される局所変形部を生じさせることなく薄いガラスリボンを得ることができる。そして、局所変形部を生じていないガラスリボンを後工程において切断してガラス板とするので、割れや欠けなどを生じることなく、目的の寸法のガラス板を得ることができる。
表示装置用ガラス基板などのように１ｍｍよりも薄い、好ましくは０．７ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．３ｍｍ以下、特に好ましくは０．１ｍｍ以下のガラス板を製造する場合、フロートバスの中流域のガラスリボンは特にストローと称される局所変形部を生じ易いが、この中流域の溶融ガラスに対し多段バレルヘッドを用い、引張力を作用させることで、ガラスリボンの端部側において厚さ方向への変形量を少なくでき、局所変形部を生じていない薄いガラスリボンを得ることができ、このガラスリボンを切断することにより、割れや欠けなどの無い、目的の寸法の１ｍｍ以下の薄いガラス板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明に係る第一実施形態のガラス板の製造装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図２は、同製造装置に設けられているトップロールの配置状態の一例を示す構成図である。
【図３】図３は、同製造装置に設けられたトップロールに適用されるバレルヘッドを示すもので、図３（ａ）は多段バレルヘッドの正面図、図３（ｂ）は多段バレルヘッドの断面図、図３（ｃ）は基準バレルヘッドの断面図である。
【図４】図４は、同製造装置に設けられる多段バレルヘッドの斜視図である。
【図５】図５は、同製造装置に設けられる多段バレルヘッドの他の例を用いて溶融ガラスの端部に押し込み力と引張力を作用させている状態を示す側面図である。
【図６】図６は、同製造装置に設けられる多段バレルヘッドの他の例を用いて溶融ガラスの端部に引張力を作用させる状態を示す平面図である。
【図７】図７は、同製造装置に供給される溶融ガラスの一例について温度毎の粘度の状態を示すグラフである。
【図８】図８は、従来のフロートバスにおけるガラスリボンのストロー発生状況の一例を示すグラフである。
【図９】図９は、フロートバスにおいて多段バレルヘッドを備えた場合と従来のバレルヘッドを備えた場合にガラスリボンの幅を対比して求めた結果を示すグラフである。
【図１０】図１０は、従来のフロートバスに供給されるガラスリボンの端部における圧縮応力分布の一例を示すグラフである。
【図１１】図１１は、従来のトップロールを供えたフロートバスの一例を示す平面略図である。
【図１２】図１２は、従来のトップロールに設けられているバレルヘッドをガラスリボンの端部に押し込んだ状態の一例を示す断面図である。
【図１３】図１３は、溶融ガラスの端部と従来のバレルヘッドの関係を示すもので、図１３（ａ）はガラスリボンの端部を示す断面図、図１３（ｂ）はガラスリボンの端部にバレルヘッドを押し込んだ状態の一例を示す断面図、図１３（ｃ）はガラスリボンの端部側に形成された断面Ｓ型の局所変形部（ストロー）の一例を示す断面図である。
【図１４】図１４は、ガラスリボンの端部側に形成された断面Ｔ型の局所変形部の一例を示す断面図である。
【図１５】図１５は、ガラスリボンの端部側に形成された断面Ｓ型の局所変形部の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
「第一実施形態」
以下、添付図面を参照して本発明に係るガラス板の製造装置の第一実施形態について説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に制限されるものではない。
図１は本発明に係るガラス板の製造装置の第一実施形態の概略構成を示すもので、本実施形態のガラス板の製造装置（フロートバス）１は、平面視略長方形状の耐火物炉からなる浴槽２と、この浴槽２の内部に収容されている金属スズなどの溶融金属３と、浴槽２の内部に複数配置されているトップロール１１を備えている。
浴槽２は、耐火物製の底部構造と側壁と上部構造からなるが、図１では底部構造のみを平面視した状態で描いている。浴槽２の上部構造側には、非酸化性ガスなどのガス供給管や温度調節器などの付属設備が設けられ、浴槽２の雰囲気を非酸化性ガス雰囲気に制御でき、溶融金属３の上の空間部分の温度を目的の温度に制御できるようになっている。
【００２０】
図１において浴槽２の左端部側には、前工程に設けられているガラス溶融炉のフォアハースから溶融金属３の上に溶融ガラスＧを供給するための入口部５が設けられている。浴槽２において入口部５を設けた側と反対側の端部には、出口部６が形成され、この出口部６の外側には搬送ロール７が複数配列され、徐冷ライン７Ａが形成されている。
浴槽２において入口部５から出口部６にかけて溶融金属３の上には、溶融ガラスＧを成形するための平面視長方形状の移動経路８が区画されている。
この移動経路８に沿って溶融金属３の上に入口部５から溶融ガラスＧが流入されると、溶融ガラスＧが必要な厚さと幅に拡げられて溶融状態のガラスリボン９とされた状態で徐々に冷却されて出口部６側に移動され、幅が均一化された帯状の最終形態としてのガラスリボン１０が形成され、このガラスリボン１０が出口部６から徐冷ライン７Ａ側に排出される。本実施形態において、浴槽２の平面形状が長方形状に形成されているので、浴槽２の内部において溶融金属３上に区画される移動経路８も長方形状にされているが、移動経路８の平面形状は長方形状に限らず、浴槽２の平面形状に合わせた任意の形状が可能である。
【００２１】
本実施形態の浴槽２において、入口部５と出口部６の間に移動経路８の幅方向両端側に沿って上流域から下流域に向けて所定の間隔で配列された複数のトップロール１１が配置されている。本実施形態において、入口部５から供給された溶融ガラスＧは上述の複数のトップロール１１により幅方向に引き延ばされて上述の溶融状態のガラスリボン９とされながら下流域に（出口部６側に）搬送され、所定幅の帯状のガラスリボン１０が最終的に得られる。
【００２２】
図２に示すように、本実施形態の浴槽２において、移動経路８の幅方向両端側に各々、溶融ガラスＧの幅を拡張し始めるための位置から、１６基のトップロール１１が所定の間隔をあけて配列されている。これら１６基のトップロール１１には以下に便宜的にＡ０〜Ａ１５の符号を付して区別し、個々の配置について説明する。
これらトップロール１１のうち、初段のトップロール１１Ａ０と第１番目のトップロール１１Ａ１〜第４番目のトップロール１１Ａ４が、後に説明する基準バレルヘッド１８を備えたトップロールとされ、第５番目のトップロール１１Ａ５〜第１０番目のトップロール１１Ａ１０が、後に説明する多段バレルヘッド１４を備えたトップロールとされ、第１１番目のトップロール１１Ａ１１〜第１５番目のトップロール１１Ａ１５が、後に説明する基準バレルヘッド１８を備えたトップロールとされている。
【００２３】
第５番目のトップロール１１Ａ５〜第１０番目のトップロール１１Ａ１０は、図３（ｂ）に示すように回転軸１３と、該回転軸１３の先端部に一体化された多段バレルヘッド１４を備えている。
前記回転軸１３を回転駆動する機構と回転軸１３を移動させる機構については、図１と図２において略されているが、回転軸１３は浴槽２の側壁を貫通して浴槽２の外側にまで略水平に延出され、浴槽２の外側に回転駆動装置と移動装置が設けられている。回転軸１３の移動装置については、一例として浴槽２を設置した位置の外側に敷設したレール部材に沿って移動自在に設けられた移動台車にモーターなどの回転駆動装置が設けられた移動装置を適用できる。これらの回転駆動装置や移動装置は一般的なフロートバスに設けられているトップロールの駆動装置や移動装置と同等であり、回転軸１３は例えば回転駆動された状態で移動経路８の幅方向両端側において移動経路８の幅方向に移動自在に配置されている。図１と図２においてはこれらの回転駆動装置や移動装置は略し、回転軸１３の先端側とそこに取り付けられている多段バレルヘッド１４のみを示している。
【００２４】
多段バレルヘッド１４は、図３（ａ）、（ｂ）、図４に示すように６段（６列）の外周刃１５を回転ドラム１６の外周壁１６ａに備えている。回転軸１３と多段バレルヘッド１４はいずれも内部が中空構造とされ、回転軸１３の内部に形成されている中空部１３ａと回転ドラム１６の内部に形成されている中空部１６ｂが相互に連通されている。回転軸１３の内部に冷却水の供給管１３ｂが設けられ、供給管１３ｂと回転軸１３の内周壁との間の間隙に冷却水の戻り流路１３ｃが形成されている。これらの構成により、供給管１３ｂから回転ドラム１６の中空部１６ｂに冷却水を供給し、戻り流路１３ｃを介して冷却水を回収することにより回転軸１３と回転ドラム１６をそれらの内部側から冷却できるように構成されている。
【００２５】
多段バレルヘッド１４の外周刃１５は、円筒状の回転ドラム１６の外周壁１６ａに沿って図３（ａ）、（ｂ）、図４に示すように４角錐型の多数の刃先が６段（６列）になるように連続形成されている。これらの外周刃１５は各刃先を同一形状として同一のピッチで回転ドラム１６の周方向に形成されているので、回転ドラム１６を一周する一列の外周刃１５が全体で６列形成された６段構造とされている。本実施形態の回転ドラム１６において回転軸１３側に接続一体化されている側の端面壁１６ｃと多段バレルヘッド１４の先端側に位置する端面壁１６ｄはいずれも平板状に形成されている。なお、多段バレルヘッド１４に形成される外周刃１５は、６段構造に限らず、３段、４段、５段あるいは７段以上のいずれの段数であっても良い。ただし、段数を必要以上に多くするとガラスリボン９を必要以上に冷却してしまうので、ガラスリボン９を冷却し過ぎない程度の段数で３段以上の段数、例えば４段〜８段程度が望ましい。  
【００２６】
前記初段のトップロール１１Ａ０〜第４番目のトップロール１１Ａ４（即ちトップロール１１Ａ４は初段のトップロール１１Ａｏから数えると５番目）と、前記第１１番目のトップロール１１Ａ１１〜第１５番目のトップロール１１Ａ１５は、回転軸１７と、その先端部に一体化された基準バレルヘッド１８とから構成されている。回転軸１７の回転駆動装置と移動装置については、先のトップロール１１Ａ５〜１１Ａ１０の回転軸１３に接続されていた回転駆動装置および移動機構と同様の装置が設けられていて、回転軸１７が回転駆動された状態で移動経路８の幅方向に移動できるように構成されているが、図１、図２では略されている。
【００２７】
前記基準バレルヘッド１８は、図３（ｃ）に示すように２段構造の外周刃１９を回転ドラム２０の外周壁２０ａに備えている。回転軸１７と回転ドラム２０はいずれも内部が中空構造とされ、回転軸１７の内部に形成されている中空部１７ａと回転ドラム２０の内部に形成されている中空部２０ｂが相互に連通されている。これら中空部１７ａと中空部２０ｂを介し冷却水などの冷媒を流すことにより回転軸１７と回転ドラム２０をそれらの内部側から冷却できるように構成されている。
回転軸１７の内部に冷却水の供給管１７ｂが設けられ、供給管１７ｂと回転軸１７の内周壁との間の間隙に冷却水の戻り流路１７ｃが形成されている。これらの構成により、供給管１７ｂから回転ドラム２０の中空部２０ｂに冷却水を供給し、戻り流路１７ｃを介して冷却水を回収することにより回転軸１７と回転ドラム２０をそれらの内部側から冷却できるように構成されている。なお、中空部２０ｂの断面形状は、水流が効率よく循環するように適宜変更してもよい。
【００２８】
基準バレルヘッド１８の外周刃１９は、薄型円筒状の回転ドラム２０の外周壁２０ａに沿って図３（ｃ）に示すように４角錐型の多数の刃先が２段（２列）になるように連続形成されている。これらの外周刃１９は各刃先を同一形状として同一のピッチで回転ドラム２０の周方向に形成されているので、回転ドラム２０を一周する一列の外周刃１９が全体で２列形成された２段構造とされている。本実施形態の回転ドラム２０において回転軸１７側に接続一体化されている側の端面壁２０ｃと基準バレルヘッド１８の先端側に位置されている端面壁２０ｄはいずれも平板状に形成されている。端面壁２０ｃは、バレルヘッドの中心から外側に向かって斜めに傾斜するようにしてもよい。
【００２９】
前記初段のトップロール１１Ａ０から、第４番目のトップロール１１Ａ４は、溶融金属３の上の移動経路８に入口部５から流入された溶融ガラスＧを徐冷して粘度が上がり始め溶融状態のガラスリボン９とされる上流域に対し設置されている。
前記構造の第５番目のトップロール１１Ａ５から、第１０番目のトップロール１１Ａ１０は、前記移動経路８の中流域、即ち、ガラスリボン９が上流域よりも粘度が高くなる領域に対し設置されている。
前記構造の第１１番目のトップロール１１Ａ１１から、第１５番目のトップロール１１Ａ１５は、前記移動経路８の下流域、即ち、ガラスリボン９の粘度が中流域より更に高くなる領域に対し設置されている。
【００３０】
前記溶融状態のガラスリボン９の粘度について、一例として、図７に、一般的な無アルカリガラスの生産工程において溶融ガラスが温度の低下とともに粘度が変化して硬くなり、ガラスリボンとなるまでの状態を示す。これは、独自のソルバーで解析した、コンピュータシミュレーションの結果である。
図７に示す粘度の変化を示す状態において、ガラスリボン９の粘度（η）の常用対数が５．２９ｄＰａ・ｓ未満の領域を移動経路８の上流域、ガラスリボン９の粘度の常用対数が５．２９〜６．３７ｄＰａ・ｓの領域を移動経路８の中流域、ガラスリボン９の粘度の常用対数が６．３７ｄＰａ・ｓを超える領域を移動経路８の下流域と定義できる。なお、ガラスリボン９の粘度の対数が５．２９〜６．３７ｄＰａ・ｓの領域とは、ガラスリボン９の粘度（η）が１０５．２９〜１０６．３７ｄＰａ・ｓの領域に対応している。
【００３１】
前記トップロール１１Ａ０〜１１Ａ１５は、それぞれがガラスリボン９の幅方向に平行に向けられている訳ではなく、若干の角度を有して傾斜配置されている。例えば、移動経路８を平面視した場合、移動経路８におけるガラスリボン９の移動方向（入口部５から出口部６に向かって浴槽２の側壁と平行な方向）をＹ軸方向、移動経路８の幅方向をＸ軸方向と規定するＸＹ座標系を想定し、基準バレルヘッド１８の各列の外周刃１９を含む平面、あるいは、多段バレルヘッド１４の各列の外周刃１５を含む平面を想定する。
この場合、図２に示す多段バレルヘッド１４の周方向に一列に並ぶ外周刃１５を含む平面１４ａ、あるいは、基準バレルヘッド１８の周方向に一列に並ぶ外周刃１９を含む平面が、Ｙ軸に対し０〜１６゜程度の傾斜角度（θ）を有するように平面視傾斜配置されている。また、多段バレルヘッド１４の外周刃１５あるいは基準バレルヘッド１８の外周刃１９はいずれもガラスリボン９に対しほぼ垂直に上から押し付けられる。換言すると、バレルヘッド１４、１８の各回転軸１３、１７は、それぞれほぼ水平に配置されたまま上下移動してバレルヘッド１４、１８をガラスリボン９の端部に押し付けることができるように移動自在に設けられている。
【００３２】
傾斜配置の一例として、例えば、図２に示す第１番目のトップロール１１Ａ１〜第１５番目のトップロール１１Ａ１５において、第１番目のトップロール１１Ａ１から順次傾斜角度を徐々に大きい角度として各バレルヘッドを配置し、中流域の最大傾斜角度まで傾斜角度を増加し、下流域のトップロールの基準バレルヘッド１８においては徐々に傾斜角度を少なくして最終段のトップロールの基準バレルヘッド１８においては傾斜角度を０゜になるように配置する例を挙げることができる。各バレルヘッドの傾斜配置状態についてはここで説明した一例に限らず、中流域に設ける多段バレルヘッド１４において最大の傾斜角度を有するいずれの傾斜配置として差し支えない。
【００３３】
本実施形態のガラス製造装置（フロートバス）１を用いてガラスリボン１０を製造するためには、溶融金属３の上の移動経路８に入口部５から溶融ガラスＧを供給して広げ、複数設けたバレルヘッド１４、１８を用いて溶融状態のガラスリボン９の幅方向両端部に対し外側に引張力を作用させ、ガラスリボン９の幅と厚さを調整して最終的に目的幅のガラスリボン１０を得ることができる。また、このガラスリボン１０を徐冷ライン７Ａの後工程の切断工程において目的の大きさに切断することによりガラス板を得ることができる。
【００３４】
本実施形態の製造装置１において、トップロール１１Ａ０〜トップロール１１Ａ４と、トップロール１１Ａ１１〜トップロール１１Ａ１５が、基準バレルヘッド１８を備えているので、２段構造の外周刃１９をガラスリボン９の幅方向端部側に押し付けつつ、これら各トップロールの基準バレルヘッド１８により、上流域と下流域のガラスリボン９の幅方向両端部に対しそれぞれ外側向きに必要な引張力を作用させることができる。
また、第５番目のトップロール１１Ａ５から第１０番目のトップロール１１Ａ１０が６段構造の幅の広い多段バレルヘッド１４を備えているので、中流域のガラスリボン９に対し、強い力で多段バレルヘッド１４を押し付けて強い引張力を作用させたとしても、ガラスリボン９の押さえ代（溶融ガラスＧをその厚さ方向に変形させる量）について、２段構造の基準バレルヘッド１８を用いた場合よりも浅くできる。
【００３５】
このため、多段バレルヘッド１４を用いて強い引張力でガラスリボン９の幅方向端部に対し外側向きに強い引張力を作用させたとしても、多段バレルヘッド１４がガラスリボン９の幅方向端部をその厚さ方向に変形させる量（押さえ代）が少なくなる。このため、中流域において、ガラスリボン９に対し２段構造の外周刃でもって強い引張力を作用させていた従来装置に比べ、薄いガラスリボン９を製造しようとした場合であっても溶融ガラスＧの幅方向端部側にストローと称される局所変形部を生じない。
なお、上流域のガラスリボン９は粘度が低く、元々強い引張力を加えることは難しいので基準バレルヘッド１８でよく、下流域のガラスリボン９は粘度が高く、硬い状態に近いので基準バレルヘッド１８で押し付けたとしても、その厚さ方向の変形量は少ない。この点に鑑み、中流域においてガラスリボン９に強い引張力を作用させてガラスリボン９を引き延ばすので、中流域において多段バレルヘッド１４を設けることが望ましい。
【００３６】
なお、中流域において多段バレルヘッド１４を設ける個数について、本実施形態において特に規定する訳ではなく、目的とする最終厚さのガラスリボン１０に対し必要な個数を設けることができる。例えば、中流域の全数のバレルヘッドを多段バレルヘッド１４とする必要はなく、一部のバレルヘッドを多段バレルヘッド１４とし、残りのバレルヘッドを基準バレルヘッド１８としても良い。目的の厚さのガラスリボン１０を成形するためにストローと称される局所変形部を生じないように必要な数を設置すればよい。
また、上流域〜下流域の全域に設けるバレルヘッド１４、１８の全個数についても本実施形態の例に規制される訳ではなく、目的の厚さのガラスリボン１０を成形するために必要な数を設置すればよい。
【００３７】
トップロール１１Ａ１〜トップロール１１Ａ１５を用いて薄く引き延ばした溶融ガラスＧは移動経路８の上流域から下流域に移動するにつれて徐々に冷却されて硬さが上昇し、移動経路８の下流域では一定の幅と厚さのガラスリボン１０となって、出口部６に至り、後工程の徐冷ライン７Ａ側に搬送される。本実施形態のガラス板の製造装置１によれば、従来、ストローと称される局所変形部が形成されたまま徐冷ライン７Ａに搬送されていたガラスリボン１０に局所変形部を生成していないので、徐冷ライン７Ａにおいてガラスリボン１０が割れるおそれがない。
また、徐冷ライン７Ａの後工程には図示略の切断ラインが設置されているので、徐冷後のガラスリボン１０を必要な大きさに切り折りすることによって目的の大きさのガラス板を得ることができる。この切断ラインに送るガラスリボン１０に局所変形部を生成していないので、切り折りする切断の際に切断不良箇所を生じるおそれが無く、生産性の向上に寄与する。
【００３８】
本実施形態のガラス製造装置１において製造しようとする溶融ガラスＧの組成は特に制約がない。
従って、無アルカリガラス、ソーダライムガラス、混合アルカリ系ガラス、またはホウケイ酸ガラス、あるいは、その他のガラスのいずれであってもよい。また、製造されるガラス製品の用途は、フラットパネルディスプレイ用、建築用や車両用に限定されず、その他の各種用途が挙げられる。特に高品質が求められるフラットパネルディスプレイ用の無アルカリガラスが好ましい。
【００３９】
なお、溶融ガラスＧに好適なガラスとして、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いることができる。
ＳｉＯ２：５０〜７３％好ましくは５０〜６６％、Ａｌ２Ｏ３：１０．５〜２４％、Ｂ２Ｏ３：０〜１２％、ＭｇＯ：０〜８％、ＣａＯ：０〜１４．５％、ＳｒＯ：０〜２４％、ＢａＯ：０〜１３．５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：９〜２９．５％、ＺｒＯ２：０〜５％。
前記溶融ガラスＧに好適なガラスとして、歪点が高く溶解性を考慮する場合は、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いることができる。
ＳｉＯ２：５８〜６６％、Ａｌ２Ｏ３：１５〜２２％、Ｂ２Ｏ３：５〜１２％、ＭｇＯ：０〜８％、ＣａＯ：０〜９％、ＳｒＯ：３〜１２．５％、ＢａＯ：０〜２％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：９〜１８％、ＺｒＯ２：０〜５％。
前記溶融ガラスＧに好適なガラスとして、特に高歪点を考慮する場合は、酸化物基準の質量百分率表示において、以下の組成を有する無アルカリガラスを用いることができる。
ＳｉＯ２：５４〜７３％、
Ａｌ２Ｏ３：１０．５〜２２．５％、
Ｂ２Ｏ３：０〜５．５％、
ＭｇＯ：０〜８％、
ＣａＯ：０〜９％、
ＳｒＯ：０〜１６％、
ＢａＯ：０〜２．５％、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８〜２６％。
【００４０】
図５は本発明に係るガラス板の製造装置に適用される多段バレルヘッドの第２の例を示すもので、この第２の例の多段バレルヘッド３０は、先の実施形態に設けられていた回転軸１３の先端部に多段バレルヘッド１４に代わり一体的に取り付けられている。
この例の多段バレルヘッド３０は、鋸歯状の外周刃を６段有するが、回転軸１３に近い側から第１段目の外周刃３０ａ１、第２段目の外周刃３０ａ２、第３段目の外周刃３０ａ３、第４段目の外周刃３０ａ４、第５段目の外周刃３０ａ５、第６段目の外周刃３０ａ６の順に順次外径が大きくされている。
即ち、外周刃３０ａ１〜３０ａ６を備えた回転ドラム３１が回転軸１３側において外径が小さく、その反対側において外径が大きく形成されている。換言すると、ガラスリボン９の幅方向端部９ａに近い回転ドラム３１の一側端部の外径が、ガラスリボン９の幅方向中央に近い回転ドラム３１の他側端部の外径よりも小さく形成されている。また、本実施形態において外周刃３０ａ１〜３０ａ６はこの順に順次大きく形成されている。
【００４１】
図５に示す構成の多段バレルヘッド３０は、回転軸１３を側面視ほぼ水平、かつ、平面視図６に示すようにＹ軸方向と傾斜角度θを示すように傾斜させつつ多段バレルヘッド３０の外周刃３０ａ１〜３０ａ６をガラスリボン９の幅方向端部９ａ近くに上から押し付けて使用する。
この配置により、外周刃３０ａ１〜３０ａ６の円周長がそれぞれ異なるので、図５に示すように外周刃３０ａ６が外周刃３０ａ１よりもガラスリボン９に対しより深く食い込むとともに、図６に示す矢印ｃ、ｄの大きさで示すように外周刃３０ａ６と外周刃３０ａ１の間に周速差を生じさせてガラスリボン９の幅方向端部９ａに対しその外側に向けて引張力を作用させることができる。図５に示すように外周刃３０ａ１が溶融ガラスＧに接する位置ｅと外周刃３０ａ６が溶融ガラスＧに接する位置ｆを対比すると、外周刃３０ａ１の周速が遅くなり、外周刃３０ａ６の周速が速くなるので、ガラスリボン９の幅方向端部９ａに対しその外側向きに目的の引張力を作用できる。
【００４２】
この例の多段バレルヘッド３０によれば、径の異なる外周刃３０ａ１〜３０ａ６をガラスリボン９の端部に押し付ける操作により自然に溶融ガラスＧの幅を外側に拡げる方向に引張力を作用できるので、ガラスリボン９を薄く成形する場合に有利であり、薄いガラスリボン１０を製造できる。
また、多段バレルヘッド３０は、６段（６列）の外周刃３０ａ１〜３０ａ６を有する構造であり、ガラスリボン９をその外側に引っ張る力を効果的に発生できるため、大きな引張力を作用させても、２段構造の外周刃を有していた従来のバレルヘッドに比べ、ガラスリボン９をその厚さ方向に大きく変形させるおそれは少ないので、ガラスリボン１０にストローなどの局所変形部を生じない。
【実施例】
【００４３】
図７は、一般的な無アルカリガラスの温度と粘度の関連を示すグラフであり、ガラスリボンを成形する場合、１１１０℃〜１１２０℃程度の溶融ガラスを成形し、徐々に温度を下げた場合の各温度における粘度の関係を示す。
図７に示すようにガラスリボン９の粘度（η）の常用対数が５．２９ｄＰａ・ｓとなる領域の手前の領域を上流域、ガラスリボン９の粘度の常用対数が５．２９〜６．３７ｄＰａ・ｓの領域を中流域、ガラスリボン９の粘度の常用対数が６．３７ｄＰａ・ｓを超える領域を下流域と区分けすることができるので、上述した実施形態で説明したように上流域と下流域に基準バレルヘッド１８を設け、中流域に多段バレルヘッド１４を設けることができる。【００４４】
図７に示す粘度特性の溶融ガラスを図１、図２に示す１６基のバレルヘッドを設けた成形装置に適用し、幅約８０インチ（約２．０３ｍ）〜幅約１１０インチ（約２.７９ｍ）、厚さ０．３ｍｍのガラスリボンを製造した。
初段のトップロールから第１２番目のトップロールについて以下の押さえ深さに設定した。初段〜第５番目のトップロールの押さえ深さ２５ｍｍに設定した。第６番目のトップロールの押さえ深さ２０ｍｍ、第７番目〜第１０番目のトップロールの押さえ深さ１０〜１５ｍｍ、第１１番目〜第１３番目のトップロールの押さえ深さ５〜１０ｍｍに設定した。バレルヘッドの速度は、上流域において搬送速度の２〜３０％、中流域において搬送速度の３０〜６０％、下流域において搬送速度の６９〜９０％程度となる。【００４５】
初段のトップロールＬ−０、第１番目のトップロールＬ−１〜第１５番目のトップロールＬ−１５とする。
各トップロールの傾斜角度θについては、Ｌ−０〜Ｌ−３のトップロールのバレルヘッドについて０゜〜１５゜まで段階的に傾斜を付与し、Ｌ−４〜Ｌ−８までのトップロールのバレルヘッドについて１２〜１５゜の傾斜を付与し、Ｌ９−Ｌ−１３までのトップロールのバレルヘッドについて段階的に傾斜を少なくしてＬ−１１以降のトップロールについて０゜とする傾斜角度条件とした。
比較のために、初段〜第１５番目のトップロールについて全て２段の基準バレルヘッドを用いてガラスリボンを生成する試験も行った。この比較試験の結果を図８に示す。【００４６】
図８は、初段のトップロールＬ−０〜Ｌ−１５について、全て基準バレルヘッドとした場合の試験結果を示す。図８にはどの位置でストローと称される局所変形部が生じたのか、結果を記載した。これは、独自のソルバーで解析した、コンピュータシミュレーションの結果である。
図８に示す試験結果から、ストローと称される局所変形部が最も生じ易いのは、Ｌ−５〜Ｌ−１０までの中流域のトップロールであることが判明した。【００４７】
このため、Ｌ−５〜Ｌ−１０までの６基のトップロールに図３、図４に示す６段の多段バレルヘッドを設け、同等の条件にて成形試験を行った。それらの結果を纏めて図９に示す。
図９は厚さ０．３ｍｍのガラスリボンを製造するために、全てのトップロールについて基準バレルヘッドを設けた場合とＬ−５〜Ｌ−１０までの６基のトップロールに多段バレルヘッドを設け、他のトップロールは全て基準トップロールとした場合の結果を示す。これは、独自のソルバーで解析した、コンピュータシミュレーションの結果である。図９において、白抜きの矢印で示す領域が中流域を示し、この中流領域に多段バレルヘッドを設けた。
図９の上側のグラフの幅方向位置が移動経路の進行方向左側のガラスリボンのエッジ部の位置を示し、図９の下側のグラフの幅方向位置が移動経路の進行方向右側のガラスリボンのエッジ部の位置を示す。
図９の上下のガラスリボンの幅方向両側のエッジ部間の距離（即ち、図９上側グラフのガラスリボンのエッジ部の位置と図９下側グラフのガラスリボンのエッジ部の位置との距離）がガラスリボンの幅に対応する。【００４８】
同じ溶融ガラスに対し、各バレルヘッドを同じ角度に傾斜配置してガラスリボンの端部に外向きの引張力を付加し、同じ厚さのガラスリボンを製造しようとしているが、多段バレルヘッドを設けた場合の試験結果の方が、明らかにガラスリボン幅が広くなっていることが分かる。
即ち、基準バレルヘッドを全域に設けた基準バレル１Ｌ（図９の上側グラフの◇印、ガラスリボンを平面視した場合に左側の基準バレルを示す。）と基準バレル１Ｒ（図９の下側グラフの□印、ガラスリボンを平面視した場合に右側の基準バレルを示す。）の間の上下幅が１回目の試験のガラスリボン幅に相当し、基準バレルヘッドを全域に設けた基準バレル２Ｌ（図９の上側グラフの□印）と基準バレル２Ｒ（図９の下側グラフの◇印）の間の上下幅が２回目の試験のガラスリボン幅に相当する。
これらに対し、図９において、中流域に多段バレルヘッドを設けた場合の多段バレル１Ｌ（図９の上側グラフの△印）と、中流域に多段バレルヘッドを設けた場合の多段バレル１Ｒ（図９の下側のグラフの△印）の間の上下幅が１回目の試験のガラスリボン幅に相当し、基準バレルヘッドを全域に設けた基準バレル２Ｌ（図９の上側グラフの×印）と基準バレル２Ｒ（図９の下側グラフの×印）の間の上下幅が２回目の試験のガラスリボン幅に相当する。
図９の上のグラフの各印のプロット位置と図９の下のグラフの各印のプロット位置との間の上下幅が大きい方がガラスリボン幅が広くなっている。ガラスリボンの幅が広くなっていることは、ガラスリボンの端部に外向きの引張力を良好に付加できていることを意味する。
しかも、多段バレルヘッドを設けて成形した場合にガラスリボンにストローと称される局所変形部は発生しなかった。【００４９】
なお、図９から明らかなように、ガラスリボンは左側及び右側の何れも約１０％板幅が広くなっていることがわかる。
図１０は、先に示した全てのトップロールに基準バレルヘッドを設けてガラスリボンを成形した場合、ガラスリボンの端部における各バレルヘッドの押圧位置において、応力分布状態を応力解析シュミュレーションにより求めた結果を示す図である。
図１０に示す結果から、Ｎｏ.４（Ｌ−４）〜Ｎｏ.１１（Ｌ−１１）の各トップロールについて各位置のガラスリボンに作用する応力分布の状態を解析した結果、本発明者が想定しているストローと称される局所変形部が発生すると予想される鎖線で示す境界値Ｒに対し、Ｎｏ.５（Ｌ−５）〜Ｎｏ.１０（Ｌ−１０）の位置において顕著な応力分布となるので、このシュミュレーション結果から見ても、中流域のトップロールについてバレルヘッドを適用することが有効であることが分かる。【００５０】
本出願は、２０１２年４月１２日出願の日本特許出願２０１２−０９１０９４に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の技術は、表示装置用ガラス、光学用ガラス、医療用ガラス、建築用ガラス、車両用ガラス、その他一般のガラス製品に用いられるガラス板を製造する装置と方法に広く適用できる。
【符号の説明】
【００５２】
Ｇ…溶融ガラス、１…製造装置（フロートバス）、２…浴槽、３…溶融金属、５…入口部、６…出口部、７…搬送ロール、７Ａ…徐冷ライン、８…移動経路、９…ガラスリボン、１０…ガラスリボン、１１…トップロール、１１Ａ０〜１１Ａ１５…トップロール、１３…回転軸、１４…多段バレルヘッド、１６…回転ドラム、１７…回転軸、１８…基準バレルヘッド、２０…回転ドラム、３０…多段バレルヘッド、
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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