(57)【要約】      （修正有）【課題】板ガラス成形装置の成形能力を高め、安定した板厚成形寸法品位を長期間維持できる板ガラス成形装置及び板ガラス成形装置を使用する板ガラスの成形方法を提供する。【解決手段】上部が開口した樋形状の溶融ガラス供給溝１０ａを頂部に有し、このガラス供給溝の両側壁頂部をオーバーフローの堰とし、かつ両側壁の外面部を断面が略楔形となるように両側壁の外面同士を下方に向けて相互に接近させて下端１０ｄで終結させた成形体を備え、溶融ガラスをガラス供給溝の一端から連続的に供給して両側壁頂部稜線１０ｅからオーバーフローさせ、両側壁外面１０ｃに沿って流下させて略楔形下端で合流させて板ガラスＰを成形する板ガラスの成形装置で、成形体が下方から少なくとも２以上の支持部材３０により当接支持され、長尺方向の支持部材間の最短寸法が、熔融ガラスをオーバーフローさせる両側壁頂部稜線１０ｅの長さ寸法より短いことを特徴とする。【選択図】図１
2006248855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部が開口した樋形状の溶融ガラス供給溝を頂部に有し、このガラス供給溝の両側壁頂部をオーバーフローの堰とし、かつ両側壁の外面部を断面が略楔形となるように両側壁の外面同士を下方に向けて相互に接近させて下端で終結させた成形体を備え、溶融ガラスをガラス供給溝の一端から連続的に供給して両側壁頂部稜線からオーバーフローさせ、両側壁外面に沿って流下させて略楔形下端で合流させて板ガラスを成形する板ガラスの成形装置であって、
前記成形体が下方から少なくとも２以上の支持部材により当接支持され、長尺方向の支持部材間の最短寸法が、熔融ガラスをオーバーフローさせる両側壁頂部稜線の長さ寸法より短いことを特徴とする板ガラスの成形装置。
【請求項２】
成形体と支持部材との当接部位が、成形体長尺方向の端面部の窪み内表面にあることを特徴とする請求項１に記載の板ガラスの成形装置。
【請求項３】
成形体と支持部材との当接部位が、成形体長尺方向の端面部の溝内表面であることを特徴とする請求項１に記載の板ガラスの成形装置。
【請求項４】
支持部材が、セラミックス、耐熱鋼及びガラスセラミックスよりなる群から選ばれた、いずれか１以上を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の板ガラスの成形装置。
【請求項５】
支持部材が、冷却媒体又は電気化学効果による冷却手段により冷却されてなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の板ガラスの成形装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれかの板ガラス成形装置を使用して、両側壁頂部稜線での熔融ガラスとの接触長１５００ｍｍ以上の成形体によって板ガラスの成形を行うことを特徴とする板ガラスの成形方法。
【請求項７】
板厚１．５ｍｍ以下の液晶表示装置搭載用薄板ガラスの連続成形を行うことを特徴とする請求項６記載の板ガラスの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板ガラスの成形装置に関し、特に液晶ディスプレイ表示装置に搭載される板ガラスの成形に使用されるオーバーフローダウンドロー方式に従う板ガラス成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス熔融炉で高温に熔融された熔融ガラスから所定寸法の板ガラスを成形する方法は、種々知られている。その内でも一般にオーバーフローダウンドロー方式によって板ガラスを成形する装置は、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、上面が開口した樋形状をなすガラス供給溝１ａを頂部に有し、このガラス供給溝１ａの端壁に相当する２つの頂部をオーバーフローの堰１ｂとし、かつ両側壁の２つの外面１ｃを互いに下方へと向けて相互に接近させて略楔形状をなす刃先と類似したような外観を呈し、下端１ｄで終結させた成形体１を備えている。均質に熔融された熔融ガラスＧは、熔融ガラス供給管２を介してガラス供給溝１ａの一端側からガラス供給溝１ａ内へと連続的に供給される。そしてガラス供給溝１ａに一時的に滞留した熔融ガラスは、両側壁頂部の２つの稜線１ｅからそれぞれオーバーフローし、さらに両側壁のガイド１ｆに挟まれた略楔形状をなす２つの外面１ｃに沿って流下し、下端１ｄで合流する。そしてこの下端１ｄのさらに下方に配設した耐熱性ローラー（図示省略）等使用することで熔融ガラスＧを下方へと引き延ばして板ガラスＰが成形されることになる。こうして得られる板ガラスＰは、その成形された表面が溶融、成形時に耐火物等と接触することなく、自由溶融表面に相当する状態であるために高い平滑性を有するものとなり、図６（Ｃ）に示すように、中央領域Ｐαと両端部Ｐβとの板厚の寸法が略均一な形状となる。
【０００３】
この成形体１は、ガラス供給溝１ａの両側壁頂部稜線１ｅを全長に亘って略直線状とし、溶融ガラスＧが均等にオーバーフローするように設計されている。ところが、この種の成形体１は、高温状態の溶融ガラスＧに対して耐食性の高い耐火物によって構成される必要があり、それに適する材料を使用して構築されるとその重量が大きくなってしまう。このため、その成形体１の長尺方向の両端部が下方から支持耐火物３で支持されているが、板ガラスの生産時には長期に亘り高温条件下に曝され続けることとなるために、長時間稼動している間に成形体自重は成形体両端部に当接する支持耐火物でのみ支えられ、その間の成形体には下方への自重成分Ｆが印加され続けることとなり、徐々に下方に撓んで変形するクリープ（クリープ変形、熱変形ともいう）と呼ばれる変形現象が発生する。この変形現象は、特に大面積を有する板ガラス製品（例えば１０００×１５００ｍｍ）を得る目的で、有効幅の大きい板ガラスＰを成形する場合には、成形体１の長手方向寸法を大きく（例えば１８００ｍｍ以上に）する必要性があり、一層クリープ変形量が大きくなりやすいものとなる。例えば図７（Ａ）、（Ｂ）は、長時間の板ガラスＰの成形を行った後にクリープ変形した成形体１の形状を示すものであるが、このように成形体１がクリープ変形すると、ガラス供給溝１ａの両側壁頂部稜線１ｅも下方に撓んで、下方に凸形状となる大きな弓形の曲線形状に変形した状態となる。そしてこのような変形によって、この稜線１ｅからオーバーフローする溶融ガラスＧの溢れ出し量は、成形体１の長手方向の中央領域１ｇが多く、両端領域１ｈでは少なくなる。その結果、図７（Ｃ）に示すように、成形される板ガラスＰは、中央部Ｐαの板厚寸法が厚く、周辺部Ｐβの板厚寸法が薄くなり、肉厚が不均一な形態となってしまう。
【０００４】
ところで現在、液晶ディスプレイ基板として使用される板ガラスＰは、主に０．７ｍｍの板厚寸法を有しているが、板厚寸法精度に対する利用者の要求品位は非常に厳しく、０．７±０．０１ｍｍである。このため、上記のように成形体１がクリープ変形を起こした場合には、板ガラスＰの板厚寸法が不均一なものとなりやすく、その結果板ガラスＰの生産歩留まりが著しく低下するといった問題が生じることになる。
【０００５】
そこでこのような変形の問題を回避する手段として、この種の特に高い精度を要求される板ガラスＰを成形する場合には、成形体１の下端１ｄ付近で熔融ガラスの両端領域１ｈ付近を加熱、あるいは冷却するといった方法が採用され、板ガラスＰの板厚寸法を均一なものとするような温度調整が行われている。しかし、板ガラスＰの板厚の調整操作については、このような加熱や冷却の調整だけでは十分に制御できないというだけではなく、成形体１の両側壁の外面１ｃを溶融ガラスＧが流下する際に、その流れが不均一となり、その結果、板ガラスＰの周辺部Ｐβの肉厚寸法が変動しやすくなる。極端な場合には、この周辺部Ｐβで溶融ガラス同士が十分に融合されないままに成形され、その結果、板ガラスＰに割れが頻発するという問題も発生する場合があった。
【０００６】
このような事情から、特許文献１では成形体１の長さ方向に貫通孔を形成し、その貫通孔に支持部材を貫挿することによって、成形体１のクリープ変形を抑える板ガラスＰの成形装置が提案された。また特許文献２では成形体１の全長と高さの比率を所定の範囲とすることで、クリープ変形しにくくなるとする発明の開示も行われた。さらに、特許文献３では、予めオーバーフローの堰の両側壁頂部稜線１ｅが熔融ガラスの流れ方向の始端領域及び／又は終端領域で下方に曲がるように形成することで、熔融ガラスＧのオーバーフロー量を容易に調整できるとした発明も開示された。
【特許文献１】特開平１１−２４６２３０号公報
【特許文献２】特開２００４−３１５２８６号公報
【特許文献３】特開２００４−３１５２８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながらこれまでに行われた発明だけでは不充分であり、例えばより大面積の薄板を均質度の高い状態で成形する場合や、製造効率を向上するという観点から製造インデックスを上げてガラスの成形速度をより高速度として大量生産を行うといった負荷に耐え、高い均質度を有する大きい面積の薄板ガラスを潤沢に成形するだけの技術的な蓄積が具わっておらず、種々の要求に充分対応することができないという問題があった
本発明者等は、係る状況に対して大面積の板ガラスの成形品位を損なわず、しかも長期に亘り大量生産を可能とする板ガラスの製造装置として、高い板ガラス成形寸法品位を実現すべく、現状の板ガラス成形装置の成形能力を高め、安定した板厚成形寸法品位を長期間に亘り維持することのできる板ガラス成形装置、特に液晶ディスプレイ表示装置に搭載する高精度な板ガラスを成形するのに適したオーバーフローダウンドロー方式の板ガラス成形装置及びこの板ガラス成形装置を使用する板ガラスの成形方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明の板ガラスの成形装置は、上部が開口した樋形状の溶融ガラス供給溝を頂部に有し、このガラス供給溝の両側壁頂部をオーバーフローの堰とし、かつ両側壁の外面部を断面が略楔形となるように両側壁の外面同士を下方に向けて相互に接近させて下端で終結させた成形体を備え、溶融ガラスをガラス供給溝の一端から連続的に供給して両側壁頂部稜線からオーバーフローさせ、両側壁外面に沿って流下させて略楔形下端で合流させて板ガラスを成形する板ガラスの成形装置であって、前記成形体が下方から少なくとも２以上の支持部材により当接支持され、長尺方向の支持部材間の最短寸法が、熔融ガラスをオーバーフローさせる両側壁頂部稜線の長さ寸法より短いことを特徴とする。
【０００９】
ここで、上部が開口した樋形状の溶融ガラス供給溝を頂部に有し、このガラス供給溝の両側壁頂部をオーバーフローの堰とし、かつ両側壁の外面部を断面が略楔形となるように両側壁の外面同士を下方に向けて相互に接近させて下端で終結させた成形体を備え、溶融ガラスをガラス供給溝の一端から連続的に供給して両側壁頂部稜線からオーバーフローさせ、両側壁外面に沿って流下させて略楔形下端で合流させて板ガラスを成形する板ガラスの成形装置であって、前記成形体が下方から少なくとも２以上の支持部材により当接支持され、長尺方向の支持部材間の最短寸法が、熔融ガラスをオーバーフローさせる両側壁頂部稜線の長さ寸法より短いとは、溶融ガラスが両端壁頂部をオーバーフローして両側壁の外面部に沿って流下する断面形状が略楔形状を有する長尺状成形体を使用し、溶融ガラスの流下する２つの側壁表面の上方に位置するそれぞれの側壁頂部稜線の短い方の長さよりも長尺方向の支持部材間の長さが短いことを意味している。
【００１０】
このように、それぞれの側壁頂部稜線の短い方の長さよりも成形体を支持する支持部材の間隔が短いことによって、成形体中央部に印加される応力のモーメント値（すなわち曲げモーメント）を低減することが可能となり、長時間高温に曝される場合にも寸法や外形が変形することなく、高い耐久性を実現することが可能となるため好ましい。側壁頂部稜線の長さは、一般に同じ長さで使用されるため、その場合にはその寸法より短ければよい。
【００１１】
また、本発明では、成形体に２つある側壁頂部稜線の内の短い側の側壁頂部稜線の長さよりも、成形体を支持する支持部材の間隔が短ければ短い程よいが、側壁頂部稜線の短い方の寸法が側壁頂部稜線長さ寸法の１割より短くなる場合については、成形体の構成によっては両端部の強度などが弱くなる場合もある。このような場合に両端部を構造的に補強するような装置の構成が採用されていればよいが、そのような補強も施されていないならば何らかの補強を行う方が好ましい。そしてこのような場合には、より安定した強度を実現するためには１割以上の寸法とすることがよく、好ましくは２割以上の寸法とすることである。ただし、支持個所が３以上となり、その３以上の支持部材間隔がそれぞれ異なる場合には、１割よりも短くても支障はない。また成形体を支持する支持部材の間隔は、より効率的に大きな成形幅を有する板ガラスの生産を実現するために、側壁頂部稜線の短い方の長さに対して、９割以下とすることができ、より好ましくは８割以下とすることである。
【００１２】
また本発明の板ガラス成形装置を構成する成形体については、成形体を構成する耐火物として、耐熱性、高温強度に優れた焼成耐火物、不焼成耐火物、不定形耐火物などを採用するのが好ましい。そして具体的には珪石耐火物、粘土質耐火物、高アルミナ耐火物、炭化珪素質耐火物、クロム質耐火物、マグネシア質耐火物、マグネシア質耐火物、ドロマイト系耐火物、シリマナイト系耐火物、シアン化合物アルミナ質耐火物、ムライト質耐火物、ジルコニア質耐火物、コーディエライト質耐火物、キャスタブル耐火物、プラスチック耐火物等が使用できる。またこれらの耐火物以外にも、熔融石英耐火物、合成石英耐火物、各種ファイバーボード、不定形耐火繊維材料を用いることが可能であり、さらに白金族元素を主成分とする合金、例えば白金合金などの耐熱貴金属類を使用することができる。これらの成形体構成材料は、単独使用であっても複数種の使用であっても本成形体の機能を充分に実現するものであるならば使用することができる。
【００１３】
また、上記の成形体については、成形体表面の耐触性の改善等を目的として特定個所のみを所定の材料によって補強する処置を行うことが可能である。例えば両側壁頂部稜線部を形成する部分のみを所定の耐火物を採用するものでもよい。この場合については、どのような材質であってもよいが、熔融ガラスとの反応性が低く、高温で使用された場合にも経時的な浸食反応が起こりがたい材質であれば使用することができる。材質としてはジルコニア、シリカ、アルミナを主成分とする高強度、高耐触性耐火物や、白金やロジウムに代表される白金族元素を含む貴金属を部分的にこの両側壁頂部稜線部のみに被覆使用するといったことも可能である。
【００１４】
また本発明の板ガラスの成形装置は、上述に加え成形体と支持部材との当接部位が、成形体長尺方向の端面部の窪み内表面にあるならば、成形体を安定した状態で支持することができるので好ましい。
【００１５】
ここで、成形体と支持部材との当接部位が、成形体長尺方向の端面部の窪み内表面にあるとは、成形体を下方から支持する支持部材と成形体との接触個所が、成形体の熔融ガラスをガラス供給溝へと流入する一端側の端面をなす側面部、あるいは他端側の端面をなす側面部のいずれかに窪み状の凹部を設け、その凹部の内面に相当する個所とすることを表している。すなわち成形体について、支持部材の少なくとも１つについて、成形体と支持部材との当接部位が、成形体長尺方向の端面部にあるならば、成形体を安定した状態に保持できるので好ましい。つまり成形体の一方側（すなわち一端側）のみ上記の構成とし、他方側（すなわち他端側）は従来と同様の構成とするものであってもよい。一端側及び他端側の側面部とは、熔融ガラスがオーバーフローして成形体の下端で板ガラスが形成される際に、成形体に沿って流下する熔融ガラスの両側に相当する端面部位全体のことであって、端面部位に凹凸面や傾斜面があっても差し支えはない。
【００１６】
成形体の窪み部の断面形状やその深さ、そして表面の性状については、成形体を高温状態でガラス供給溝に供給された熔融ガラスが滞りなくオーバーフローし、所定の寸法を有する薄板形状に成形できる状態を維持し続けるに足るようなものであれば、特に限定はされない。すなわち、例えば断面形状は略矩形形状略楕円形状、略多角形状といった形状とすることができ、深さ方向に向かうにつれてその形状が変化するものであってもよいし、括れや突起等を設けたものであってもよい。また深さについては、上記したような支持位置を有するように所定深さを有することで、成形体を安定支持できる寸法とすることができる。そして窪み部の表面性状については、研磨面であっても、鋳込み成形面であっても所定強度を実現できるのなら支障はない。よって窪み部の成形方法についても、研削加工などの機械的な手段によって形成することもでき、また予め鋳込む型枠に窪み部が形成されるような処置を施すことも可能である。さらに窪み部に相当する個所に予め高温で焼成される際に焼きとばすことのできる有機材料を使用して、成形体の焼成時に窪み部に充填されていた有機材料を燃やすことによって形成することもできる。
【００１７】
また窪み部で成形体と支持部材とが当接する場合に、成形体と支持部材との経時的な高温化学反応を防止する観点から、より反応性に乏しい他の耐熱性材質を必要に応じて介在させてもよく、成形体と支持部材の双方の表面を耐熱性貴金属などの材料で被覆することも可能である。
【００１８】
また、本発明の板ガラスの成形装置は、上述に加え成形体と支持部材との当接部位が、成形体長尺方向の端面部の溝内表面であるならば、成形体を長時間に亘り安定支持することが可能であるので好ましい。
【００１９】
ここで、成形体と支持部材との当接部位が、成形体長尺方向の端面部の溝内表面であるとは、成形体を下方から支持する支持部材と成形体との接触個所が、成形体の熔融ガラスをガラス供給溝へと流入する一端側の端面をなす側面部、及び成形体の他方側の端面をなす側面部の何れかに溝形状の長尺凹部を有し、その凹部の内面に相当する個所とすることを表している。すなわち成形体について、支持部材の少なくとも１つについて、成形体と支持部材との当接部位が、成形体長尺方向の端面部の溝内表面にあるならば、成形体を安定した状態に保持できるので好ましい。つまり成形体の１方側のみ上記の構成とし、上記したと同様に他方側は従来と同様の構成とするものであっても支障ない。
【００２０】
成形体の溝の断面形状やその長さ、そして内面の性状については、上述した窪み部と同様に成形体を高温状態でガラス供給溝に供給された熔融ガラスが滞りなくオーバーフローし、所定の寸法を有する薄板形状に成形できる状態を維持し続けることができるものであれば、特に限定されることはない。すなわち、例えば溝断面形状については、単純な略矩形状一辺を除いた樋形状であってもよく、略楕円形状の円弧であってもよく、さらに多角形状の１辺を欠いた樋形状となっているものでもよく、楔形状になっているものでもよい。そして長さについては、成形体の幅や高さを貫通するようなものでも、所定長さとすることで一方を閉じた溝形状とするものでもよい。深さについては、窪み部と同様に所定の支持位置を有するように深さを設定することで、成形体を安定支持できる寸法とすることができる。また内面の性状についても窪み部と同様であって、被覆処理等を適宜行うこともでき、表面を意図的に凹凸状とすることも可能である。
【００２１】
また、溝は直線状であっても湾曲状であってもよく、溝幅の寸法が不連続または連続に変化するもの、あるいは深さが不連続あるいは連続に変化するものであってもよい。また途中で屈曲したような外観を呈する形状であっても支障はない。さらに複数の溝が平行に施された形状とすることも問題はない。
【００２２】
また、本発明の板ガラス成形装置は、上述に加え支持部材が、セラミックス、耐熱鋼及びガラスセラミックスよりなる群から選ばれた、いずれか１以上を含むものであるならば、支持部材が成形体の配設位置を変えることなく長時間に亘り保持し続けることが可能であるため好ましい。
【００２３】
ここで、セラミックス、耐熱鋼及びガラスセラミックスよりなる群から選ばれた、いずれか１以上を含むものであるとは、成形体を支持する支持部材を構成する材料が耐火物等の非金属の無機質固体、フェライト系耐熱鋼やオーステナイト系耐熱鋼、あるいはチタン合金やニッケル合金、クロム合金、モリブデン合金といった耐熱性金属、さらにガラスの加熱処理によってガラス相中に特定の耐熱性を有する鉱物結晶相を所定量だけ生成した結晶化ガラスといったものの中から、少なくとも１以上を選択することで本発明に相応しい耐熱強度を実現したものとなることを意味している。
【００２４】
これら支持部材は、複数の粒子が焼結された構成体であってもよく、所定の繊維状相が含有されることで高い強度を実現するものであってもよい。また複数の構成成分よりなる場合については、高温での膨張係数やヤング率、ポアッソン比などの藷特性を所定値とするために適宜構成される含有成分を調整することで、最適な構成比を選択することが可能である。
【００２５】
また、本発明の板ガラスの成形装置は、上述に加え支持部材が、冷却媒体又は電気化学効果による冷却手段により冷却されてなるものであれば、高温に曝される支持部材の劣化が抑制されることになるため好ましい。
【００２６】
ここで、支持部材が、冷却媒体又は電気化学効果による冷却手段により冷却されてなるとは、例えば支持部材内に冷却水を循環させる管状物を配すことやペルチェ効果を実現することのできる素子等により冷却された金属部材を貫通させた構造とすることで支持部材が高温になりすぎるのを防止することが可能となることを意味している。
【００２７】
この場合に注意する必要があるのは、経時的な温度変化等による部材の膨張収縮を相殺することができるように、冷却状態を適宜調整することが可能となるようにすることであって、冷却によってむしろこの部材のスポーリング抵抗を低下させたり、あるいはガラス成形への悪影響を及ぼしたりするようなことのないよう、注意が必要である。
【００２８】
さらに本発明の板ガラスの成形装置は、上述に加え無アルカリ珪酸塩ガラスの成形を行うものであるならば、各種の用途で使用することのできる板ガラスを成形することができることになるため好ましい。
【００２９】
ここで、無アルカリガラスの成形を行うとは、ガラス成分を酸化物換算で表示した場合に酸化珪素、すなわちＳｉＯ2を主成分とする無アルカリ珪酸塩ガラスの成形を行うということである。そして無アルカリ珪酸塩ガラスとは、珪素を主成分として含有し、アルカリ金属元素を本質的に含有しないガラス材質のことであって、具体的にはガラス組成中のアルカリ金属元素であるナトリウム、カリウム、リチウムといった元素が酸化物換算で０．１質量％以下となるものを表している。
【００３０】
無アルカリ珪酸塩ガラスは、例えば液晶表示装置用薄板ガラス、固体撮像素子用カバーガラス、フィールドエミッション用板ガラス、ＥＬ用カバーガラス、光学フィルター用ガラス等に利用することができるものである。例えば本発明に係る無アルカリ珪酸塩ガラスは、質量％表示でＳｉＯ2  ４５〜７５％、Ｂ2Ｏ3  ２〜２５％、ＲＯ  ７〜３０％（ＲＯ＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＺｎＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）といったような組成を有するガラス材質とすることが好適である。また例えば液晶表示装置に搭載されるものであれば、液晶表示装置の種々の表示方式について利用することができるものである。例えば板ガラスがアクティブマトリックス方式の薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、略してＴＦＴ）を搭載する液晶用基板ガラスとして利用される薄板ガラスであってもよい。そしてＴＦＴ方式ならば、アモルファスシリコンやポリシリコン等の部材の違いにもよらないものである。
【００３１】
本発明の板ガラスの成形方法は、上記のいずれかの板ガラス成形装置を使用して、両側壁頂部稜線での熔融ガラスとの接触長１５００ｍｍ以上の成形体によって板ガラスの成形を行うことを特徴とする。
【００３２】
ここで、上記のいずれかの板ガラス成形装置を使用して、両側壁頂部稜線での熔融ガラスとの接触長１５００ｍｍ以上の成形体によって板ガラスの成形を行うとは、上部が開口した樋形状の溶融ガラス供給溝を頂部で、ガラス供給溝の両端壁頂部をオーバーフロー堰とし、両側壁の外面部を断面が略楔形となるように両側壁の外面同士を下方に向けて相互に接近させて下端で終結させた略楔状の成形体を備え、溶融ガラスをガラス供給溝の一端側から連続供給して両側壁頂部稜線からオーバーフローさせて、両側壁外面に沿って流下させて略楔形下端で合流させて板ガラスを成形する板ガラス成形装置であって、上記したような支持構造をもって成形体を支持された板ガラス成形装置を使用することで、両側壁頂部稜線について、熔融ガラスと成形体とが接触している稜線部の長さが１５００ｍｍ以上となるように板ガラスの成形を行うということを表している。
【００３３】
また本発明の板ガラスの成形方法は、上述に加え板厚１．５ｍｍ以下の液晶表示装置搭載用薄板ガラスの連続成形を行うものであれば、液晶表示装置に搭載される板ガラスに必要とされる板厚寸法を満足するばかりでなく、板ガラス表面のうねりのない高い表面性状を実現することができるため好ましい。
【００３４】
ここで、板厚１．５ｍｍ以下の液晶表示装置搭載用薄板ガラスの連続成形を行うものとは、オーバーフローする熔融ガラス生地量と成形時の板ガラス送出速度との調整によって板厚寸法を１．５ｍｍ以下とすることで、液晶表示装置の規格を満足する表面精度を実現しつつ連続的な成形操作を行うことで、液晶表示装置に搭載するに相応しい品位のガラス物品が得られることを表すものである。
【００３５】
また液晶表示装置は、液晶素子の違いや画像表示方式の違い等には関係なく採用できるものであり、例えば、液晶としてネマティック液晶、スメクティック液晶、コレステリック液晶等の種別には関係せずに使用できるものであり、画像表示方式についてもＳＴＮやＴＦＴ等の違いによらず採用することができる。
【００３６】
よって、板厚については、１．５ｍｍ以下の所望の寸法であればどのような寸法でもよい。すなわち、例えば１．２ｍｍ、１．０ｍｍ、０．９ｍｍ、０．８ｍｍ、０．７５ｍｍ、０．７２ｍｍ、０．７１ｍｍ、０．７０ｍｍ、０．６９ｍｍ、０．６８ｍｍ、０．６５ｍｍ、０．６３ｍｍ、０．６０ｍｍ、０．５５ｍｍ、０．５０ｍｍといった板厚寸法とすることができるものである。
【００３７】
さらに、本発明の板ガラスの成形方法は、上述に加え成形体の当接部位に成形体の長尺中心方向への押圧力を印加しつつ板ガラスの成形を行うものであれば、成形される板ガラスの厚み変動をさらに最小限に抑制することができるため好ましい。
【００３８】
ここで、成形体の当接部位に成形体の長尺中心方向への押圧力を印加しつつ板ガラスの成形を行うものとは、断面が略楔形である溶融ガラス流量調節構造体の略楔形形状の断面について、その断面の両側から断面部へ垂直な方向の圧力が加わる状態を維持しつつ板ガラスを成形体からオーバーフローさせて成形することを表している。
【発明の効果】
【００３９】
（１）以上のように、本発明の板ガラスの成形装置は、上部が開口した樋形状の溶融ガラス供給溝を頂部に有し、このガラス供給溝の両側壁頂部をオーバーフローの堰とし、かつ両側壁の外面部を断面が略楔形となるように両側壁の外面同士を下方に向けて相互に接近させて下端で終結させた成形体を備え、溶融ガラスをガラス供給溝の一端から連続的に供給して両側壁頂部稜線からオーバーフローさせ、両側壁外面に沿って流下させて略楔形下端で合流させて板ガラスを成形する板ガラスの成形装置であって、前記成形体が下方から少なくとも２以上の支持部材により当接支持され、長尺方向の支持部材間の最短寸法が、熔融ガラスをオーバーフローさせる両側壁頂部稜線の長さ寸法より短いため、１５００℃以上の高温に６ヶ月以上保持され続けても、成形体中央部へ加わる曲げモーメントが低減されることによって成形体中央下部が下方へと湾曲する、すなわち成形体の長尺方向中央部に経時的な大きなクリープ変形が生じることないものであって、板ガラス成形寸法を安定した品位とし続けることが可能であって、成形された板ガラスの表面品位を高めることが可能となるものである。
【００４０】
（２）また、本発明の板ガラス成形装置は、成形体と支持部材との当接部位が、成形体長尺方向の端面部の窪み内表面にあることを特徴とするものであるならば、例え同じ長尺方向寸法を有する成形体を使用しても成形できる板ガラス幅寸法が大きくできるため、効率的な板ガラスの成形が可能となるものである。
【００４１】
（３）さらに本発明の板ガラス成形装置は、成形体と支持部材との当接部位が、成形体長尺方向の端面部の溝内表面であるならば、成形体を所定位置に配設する際に、配設位置を溝内で任意に微調整し易く、成形する板ガラスの性状や設備環境に見合った配設状態とし易いので、成形体を配設された位置で確実に支持し続けることができ、うねり等の抑制された安定した表面品位の板ガラスを長期間に亘り成形し続けることができるものである。
【００４２】
（４）また本発明の板ガラス成形装置は、支持部材が、セラミックス、耐熱鋼及びガラスセラミックスよりなる群から選ばれた、いずれか１以上を含むものであるならば、高温時にも高い強度、耐久性を有するものとすることが可能であって、経時的に通常必要となる構造材の劣化等に伴う設備メンテナンスを要しない成形装置とすることが可能となるものである。
【００４３】
（５）また本発明の板ガラス成形装置は、支持部材が、冷却媒体又は電気化学効果による冷却手段により冷却されてなるならば、支持部材の老朽化に伴う板ガラス成形品位の低下を抑制することができ、長期に亘る成形を可能とするものである。
【００４４】
（６）本発明の板ガラスの成形方法は、上記のいずれかの板ガラス成形装置を使用して、両側壁頂部稜線での熔融ガラスとの接触長１５００ｍｍ以上の成形体によって板ガラスの成形を行うものであるため、大型の板ガラスを必要とする用途への表面品位の高い薄板ガラスの供給を可能とするもので、１５００ｍｍ以上の幅を有し、表面寸法欠陥に対する高い品位を実現した板ガラスを成形することができるものである。
【００４５】
（７）また本発明の板ガラスの成形方法は、板厚１．５ｍｍ以下の液晶表示装置搭載用薄板ガラスの連続成形を行うものであれば、ＴＦＴ等の各種の画像表示方式の採用される液晶ディスプレイに搭載されるに相応しい種々の板厚寸法を有する板ガラスを得ることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下に本発明の板ガラスの成形装置とその装置を使用する板ガラス成形方法について、実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００４７】
図１に本発明の板ガラス成形装置の説明図を示す。図１（Ａ）は、部分断面図で、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ−Ｘ平面の断面図である。そして図１（Ｃ）は、図１（Ａ）のＹ−Ｙ平面の断面図である。いずれも熔融ガラスＧを板ガラスＰへと成形している途中を表しており、この板ガラス成形装置は液晶表示装置に搭載される板ガラスを成形するために使用されるものである。
【００４８】
図１（Ａ）の成形体１０は、熔融ガラスＧに対して耐触性を有するＺｒＯ2系耐火物（密度３．５〜４．２ｇ／ｃｍ3、ヤング率１１×１０10〜１５×１０10Ｐａ）を使用して構成されたものである。そしてこの成形体１０は、図１（Ｂ）に示されるようにその上面が開口した形状であり、その輪郭が略Ｖ字形状を呈する樋状の熔融ガラス供給溝１０ａをその頂部に有しており、このガラス供給溝１０ａの両端壁頂部を２つのオーバーフロー堰１０ｂとし、かつ両端壁の２つの外面１０ｃを下方に向けてそれぞれ相互に接近させて下方１０ｄで終結させた外観形状を有しており、成形体１０の外形寸法は、長さ２５００ｍｍ、高さ７００ｍｍ、幅２５０ｍｍである。
【００４９】
この成形体１０は、成形体長尺側両端に切削加工によって水平から３０度上方へ傾斜する方向に穿った楕円筒径状の窪み部位を有しており、この窪み部位に複数の棒形状耐熱鋼を芯材として補強された楕円柱形状の外観を有するＺｒ系セラミックス製支持部材３０を挿入した状態で成形体１０を支持する構造としている。この支持部材３０は、窪み部位の最深部に相当する支持部位３０ａにその端面を当接しており、軸方向に成形体を挟む方向に１０００ｋｇ／ｃｍ2の押圧力が印加されている。そして成形体の両端側にある支持部位３０間の最短寸法Ｋは、図２に示されたように同寸法を有する両側壁頂部稜線寸法Ｌよりも短く、具体的には両側壁頂部稜線１０ｅの長さ寸法Ｌを１０割、すなわち１００％とすると、７５％の大きさとなっている。
【００５０】
そしてこの熔融ガラス供給溝１０ａは、その長尺方向の一端に熔融ガラスＧを熔融ガラス供給溝１０ａへと供給するための熔融ガラス供給管２０が接続され、前工程で充分に均質化された熔融ガラスＧはこの熔融ガラス供給管２０によって、熔融ガラス供給溝１０ａへと流入する。そして熔融ガラス供給溝１０ａ内に流入した熔融ガラスＧは、熔融ガラス供給溝１０ａ内に滞留する。そしてこの熔融ガラス供給溝１０ａは、熔融ガラス供給管２０が配設された側が低位で、供給溝１０ａの長尺他方側が上位の位置となるように傾斜した床面が形成されている。
【００５１】
また、成形体１０の２つの側壁面１０ｃが交わる下端１０ｄは、側壁面に沿って流下した熔融ガラスＧがそれぞれ融合し、図１（Ｃ）に表示したような１枚の板ガラスＰとなるように尖った形状となっている。また両側壁ガイド１０ｆは、白金または白金を含む合金材質で形成されており、成形体１０の熔融ガラス供給溝１０ａ、２つの側壁面１０ｃ、下端１０ｄの各々両端に配設され、熔融ガラスが側壁面１０ｃを流下する際の熔融ガラス幅を決める働きをしている。
【００５２】
次いで、このような構成の板ガラス成形装置を使用することで、液晶表示装置に搭載される薄板ガラスの成形を行う方法を例示する。
【００５３】
ガラス熔融槽（図示省略）で予め無アルカリガラス組成（日本電気硝子株式会社製ガラス  ＯＡ−１０組成）となるようにカレットを含め各種の無機原料成分を調製したガラス原料の熔融を行い、清澄によって均質な熔融ガラスＧとした後に、この熔融ガラスＧは熔融ガラス供給管２０によって熔融ガラス供給溝１０ａ内へと流入される。そして熔融ガラス供給溝１０ａ内に滞留した熔融ガラスＧは、成形体１０の２つの両側壁頂部稜線１０ｅをオーバーフロー、すなわち溢れて成形体の両側壁の外面１０ｃに沿って流下し、成形体１０の下端１０ｄで融合させて、さらに下方に設けた耐熱性ローラー（図示省略）を使用することによって連続的に引き伸ばしつつ冷却され、１枚の板ガラスＰが形成されることになる。
【００５４】
従来のように成形体長尺方向の両端部のみが支持部材によって下方から支持された構成であると、成形体を構成する耐火物の高温使用によるクリープ現象によって、徐々に成形体の外形寸法に変形が生じ、それに伴って成形体の両側壁頂部稜線の中央部が下方へと凹んだ形状となってしまうため、成形される板ガラスの厚みに偏りが生じた。一方、本発明の板ガラス成形装置を使用することによって、長時間の使用においても成形体１０を構成する耐火物の高温使用によるクリープ現象による成形体の両側壁稜線の中央部における下方への凹みが抑制され、適正な板ガラスＰの厚寸法で成形することのできる期間が長くなり、その結果１つの成形体１０を使用することによって製造することのできる適正な板ガラスＰの総生産量が増加した。また、成形された板ガラスＰの寸法は全工程を通じて、板厚寸法０．７±０．０１ｍｍ、有効幅寸法２１００ｍｍ程度であって、うねり、偏肉などの寸法に関連する問題も認められず、板ガラスＰの表面状態についても良好なものであり、ＴＦＴ方式の液晶表示装置に搭載される用途で使用される大型の板ガラスとして好適な品位を有するものであった。
【実施例２】
【００５５】
次いで本発明の他の板ガラス成形装置に関する成形体について、図３（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）にその成形体長尺方向の端面付近のみを部分的に表示する。いずれも、他の構成は実施例１で示した図１と同様の構成である。
【００５６】
図３（Ａ）は支持部材３１を水平方向から２５度の傾斜をつけて上方へ向けて成形体の長尺方向側面の挿入孔から挿入されたものであり、支持部材３１の先端はＣ面加工を施すことで、押圧力が局所的に印加されることを防止した構造になっている。ここでも成形体の両端側にある支持部位３１ａ間の最短寸法Ｋは、両側壁頂部稜線寸法Ｌよりも短く、具体的には両側壁頂部稜線１０ｅの長さ寸法Ｌを１００％とすると、７０％の大きさとなっている。
【００５７】
図３（Ｂ）は、耐熱鋼材よりなる板形状の支持部材３２を成形体長尺方向の側面に切削加工によって形成した矩形状の断面を有する溝内へと挿入する状態で成形体１０を両側から挟み込むように支持する構成であって、溝内表面は切削加工後に研磨処理を施すことで、表面の凹凸を０．１ｍｍ以下とした状態となっている。この構成では、成形体の両端側にある支持部位３２ａ間の最短寸法Ｋは、両側壁頂部稜線寸法Ｌよりも短く、具体的には両側壁頂部稜線１０ｅの長さ寸法Ｌを１００％とすると、７２％の大きさとなっている。
【００５８】
そして図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）と同様に、耐熱鋼材よりなる板形状の支持部材３３を水平に挿入したもので、その先端の上方側を大きくＣ面加工を施した状態とし、成形体に加わる応力が局所的に集中することがない状態としたものである。この構成では、成形体の両端側にある支持部位３３ａ間の最短寸法Ｋは、両側壁頂部稜線寸法Ｌよりも短く、具体的には両側壁頂部稜線１０ｅの長さ寸法Ｌを１００％とすると、７５％の大きさとなっている。
【００５９】
さらに図４は、他の板ガラス成形装置を表すものである。ここでは上述同様に熔融ガラス供給管２０を供給管挿入孔２１に配設して、この供給管２０から熔融ガラスＧを供給して利用するものであるが、２０００ｍｍ以上の成形幅で０．７ｍｍの板厚の液晶表示装置に搭載する板ガラスを成形するための成形装置である。図４（Ａ）の斜視図では、成形体１００の一方及び他方側の端面からそれぞれ２本の耐熱鋼を含有する円柱形状の支持部材３４を成形体１００の長尺方向側面に切削加工により形成した窪み部に挿入して支持する場合の他のガラス成形装置の構成を示している。ここでは、支持部材３４は水平方向から上方へ２０度傾いた方向で、しかも成形体側壁に対しても２０度内側に向けて傾斜させて挿入されており、４個所の支持部材３４によって成形体を四方から挟むような配設構造となっている。この場合には、図４（Ｂ）に示したように成形体の一方側にある支持部位３４ａ及び３４ｂに対して、他方側にある支持部位３４ｃ及び３４ｄ間の最短寸法Ｋは、両側壁頂部稜線寸法Ｌよりも短く、具体的には両側壁頂部稜線１０ｅの長さ寸法Ｌを１００％とすると、８０％の大きさとなっている。
【００６０】
さらに図５は、成形体の熔融ガラス供給管側に配設した支持部材３０のみを成形体長尺方向の側面に穿った窪みに挿入した構成とし、他方については、従来行ってきたと同様に成形体の端面をジルコニア系の支持部材３５上に配設したものである。この場合についても、支持部材３０と支持部材３５のそれぞれの支持部位３０ａと３５ａ間に相当する最短寸法Ｋは、両側壁頂部稜線寸法Ｌよりも短く、具体的には両側壁頂部稜線１０ｅの長さ寸法Ｌを１００％とすると、７８％の大きさとなっている。そして、従来のように成形体の両端を支持体に乗せただけの構造を採用する場合に比較して、経時的に安定した形状を実現できている。
【００６１】
以上のように、本発明の板ガラスの成形装置を使用すれば、長時間に亘り１０００℃以上の高温状態に成形体が保持された場合であっても、成形体中央部が大きなクリープ変形をおこすことがないため、この装置を使用して成形される板ガラスも長時間に亘り均一な厚み寸法を容易に実現できるものであり、本発明の板ガラスの成形装置は大型の板ガラスを成形する装置として高い性能を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の板ガラス成形装置の説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）図のＸ−Ｘ平面の断面図、（Ｃ）は（Ａ）図のＹ−Ｙ平面の断面図を表す。
【図２】本発明の板ガラス成形装置の説明図である。
【図３】本発明の他の板ガラス成形装置についての部分説明図であり、（Ａ）は支持部材の端部形状を変更したもの、（Ｂ）は支持部材を水平に配設したもの、（Ｃ）は（Ｂ）先端形状を変更したものを表す。
【図４】本発明の他の板ガラス成形装置についての説明図であって、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図５】本発明の他の板ガラス成形装置についての説明図である。
【図６】従来の板ガラス成形装置の製造当初の説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）図のＸ−Ｘ平面の断面図、（Ｃ）は（Ａ）図のＹ−Ｙ平面の断面図を表す。
【図７】従来の板ガラス成形装置の製造後期の説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）図のＸ−Ｘ平面の断面図、（Ｃ）は（Ａ）図のＹ−Ｙ平面の断面図を表す。
【符号の説明】
【００６３】
１、１０、１００    成形体
１ａ、１０ａ  ガラス供給溝
１ｂ、１０ｂ  オーバーフロー堰
１ｃ、１０ｃ  両側壁の外面
１ｄ、１０ｄ  下端
１ｅ、１０ｅ  両側壁頂部稜線
１ｆ、１０ｆ  両側壁ガイド
１ｇ、１０ｇ  熔融ガラス中央領域
１ｈ、１０ｈ  熔融ガラス両端領域
２、２０    熔融ガラス供給管
２１    供給管挿入孔
３、３０、３１、３２、３３、３４、３５  支持部材
３０ａ、３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３５ａ  支持部位
Ｆ      重力
Ｇ      熔融ガラス
Ｌ      両側壁頂部稜線長さ
Ｋ      支持部位間最短寸法
Ｐ      板ガラス
Ｐα    板ガラスの中央部
Ｐβ    板ガラスの周辺部
【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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