(57)【要約】【課題】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、成形装置に使用される高強度の支持棒及び成形装置を使用する板ガラス成形方法を提供する。【解決手段】本発明の板ガラスの成形装置１０は樋形状の溶融ガラス供給溝を頂部に有し、供給溝の両側壁頂部をオーバーフローの堰とし、両側壁の外面部を断面が略楔形となるように相互に接近させた成形体で、内部を支持部材で貫挿し、支持部材の両端を保持し、溶融ガラスを両側壁頂部稜線からオーバーフローさせ、側壁外面に沿って流下させて板ガラスを成形する装置で、支持部材が長尺棒形状で、棒断面の断面係数が１×１０-6ｍ3から８×１０-3ｍ3の範囲にある。本発明の板ガラス成形装置用支持部材は、外表面の表面粗さの凹凸が５ｍｍ以下である。本発明の板ガラスの成形方法は、上記の装置を使用し、１０００℃以上で、板厚が３ｍｍ以下、幅が１５００ｍｍ以上、密度が２．９ｇ／ｃｍ3以下の板ガラスを成形する。【選択図】図１
2006298736.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、成形体内部の貫通孔に支持部材で貫挿し、支持部材の両端を保持台にて保持し、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、
支持部材が長尺棒形状であり、棒断面の断面係数が１×１０-6から８×１０-3ｍ3の範囲にあることを特徴とする板ガラスの成形装置。
【請求項２】
支持部材が空洞部を有する構造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３】
支持部材が窪み部及び／又は溝部を有する構造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】
外表面の表面粗さの凹凸が５ｍｍ以下であり、請求項１から請求項３に記載の板ガラス成形装置に搭載されることを特徴とする板ガラス成形装置用支持部材。
【請求項５】
成形体を構成する構成材料のヤング率に対する支持部材のヤング率の比率が、１から１０の範囲内にあることを特徴とする請求項４に記載の板ガラス成形装置用支持部材。
【請求項６】
請求項１から請求項３の板ガラス成形装置を使用して、１０００℃以上の温度環境にて、板厚寸法が３ｍｍ以下、幅寸法が１５００ｍｍ以上の外形寸法を有し、密度が２．９ｇ／ｃｍ3以下の板ガラスを成形することを特徴とする板ガラスの成形方法。
【請求項７】
下方への延伸成形手段によって液晶表示装置搭載用の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に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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
板ガラス成形方式には種々の方式が知られている。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を図４（Ａ）、（Ｂ）に示す。ここに示すように、オーバーフローダウンドロー方式の板ガラス成形装置は、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。熔融ガラスＧは、熔融ガラス供給管２によってガラス供給溝１ａの一端側から連続的に供給され、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上をそれぞれ流下し、下端１ｄで合流するので、これを下方に引き延ばすことによって板ガラスＰが成形することができる。こうして得られる板ガラスＰは、その表面が溶融時の自由溶融表面に相当する状態を呈するために高い平滑性を有し、また図４（Ｃ）に示すように、中央領域Ｐαと両端部Ｐβとの厚み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構成されている。ところが、この種の成形体１は、溶融ガラスＧに対して高い耐食性を有する耐火物を使用して構成される必要がある。このため、成形体１は、重量が大きくなり、しかもその成形体１の両端のみが支持耐火物３で支持されるように配設され、かつ、生産時には長期に亘り高温条件下に曝され続けることになるため、長時間稼動している間に重力Ｆによって徐々に下方に撓んで変形するという現象が発生する。この変形現象は、一般にクリープ変形（または単にクリープ）と呼称されるものであるが、特に大面積を有する板幅の大きい板ガラス製品（例えば１０００×１５００ｍｍ）を得るため、有効幅の大きい板ガラスＰを成形する場合には、成形体１０の長手方向寸法を大きく（例えば１８００ｍｍ以上に）する必要があり、クリープ変形量が一層大きくなりやすい。例えば、図５（Ａ）、（Ｂ）は、成形装置を長時間稼働することによってクリープ変形した成形体１を示すものであるが、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、下方に凸形状を呈する大きな弓形の曲線形状となり、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５（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、板厚が不均一な形態となる。
【０００４】
ところで現在、液晶ディスプレイ等に搭載される基板として使用される板ガラスは、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、その精度は０．７±０．０１ｍｍとなっている。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、その結果板ガラス成形時の生産留まりが著しく低下することとなる。
【０００５】
そこでこのような問題を解決する方法として、この種の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、あるいは冷却する方法が採られ、これによって板ガラスＰの板厚寸法が均一なものとなるように調整するということが行われてきた。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充分なものとはなっていない。例えばより大面積の薄板を均質度の高い状態で得る場合や、あるいは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、より高速なガラスの成形速度を実現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製造するだけの技術的な蓄積が具わっておらず、種々の要求に相応しい対応することができないという問題があった
本発明者は、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、板ガラス成形装置の板ガラスの成形能力を向上させ、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とこのような板ガラス成形装置に使用される高強度の支持棒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、成形体内部の貫通孔に支持部材で貫挿し、支持部材の両端を保持台にて保持し、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、支持部材が長尺棒形状であり、棒断面の断面係数が１×１０-6から８×１０-3ｍ3の範囲にあることを特徴とする。
【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、成形体内部の貫通孔に貫挿された支持部材の両端を保持台にて保持され、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、支持部材が長尺棒形状であり、棒断面の断面係数が１×１０-6から８×１０-3ｍ3の範囲にあるとは、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、この成形体下方で板ガラスを成形する構成となっている成形体について、成形体を支持するために成形体内を貫通する孔内に挿入されている耐熱性を有する支持棒の棒断面についての断面係数の値が１×１０-6から８×１０-3ｍ3の範囲にあることを表している。
【００１０】
支持棒の棒断面の断面係数とは、棒の断面の形状によって一義的に決まるものであって、具体的には、棒断面の図心を通る軸に関する断面２次モーメントを軸から棒断面の周囲までの最大距離で割ったものが断面係数である。図心は、１点を通る任意の軸に対する断面１次モーメントが０となる位置であり、断面２次モーメントは棒断面を微小面積に細分し、その微小面積に軸までの距離の２乗を乗じた値を全断面積について加え合わせた値を表している。そしてこの断面係数が１×１０-6から８×１０-3ｍ3範囲にあるならば、成形体に下方へと加わる成形体の自重と熔融ガラスの重量に対して撓むことなく対向するだけの耐久性を有するものであって、１０００℃以上の高温に保持された状態で、初期の設計形状を維持し続けることができるものとなる。
【００１１】
断面係数を１×１０-6から８×１０-3ｍ3の範囲とするのは、断面係数が１×１０-6ｍ3より小さくなると、１０００℃以上の温度で成形体重量に加えて熔融ガラスの重量が加わる状態で長時間に亘って同じ形状を維持し続けるのが困難となる場合も発生するため好ましくない。また断面係数が８×１０-3ｍ3より大きくなると、支持棒の重量が大きくなりすぎるため支持棒と成形体の双方を支えるための基礎構造を形成するために高額な費用が必要となる。よってより好ましくは、断面係数の範囲は、９×１０-6ｍ3から１×１０-3ｍ3の範囲とする方がよい。
【００１２】
また本発明の板ガラスの成形装置の長尺棒形状の支持部材は、上述の断面係数の範囲内であれば、どのような断面形状であっても採用することができるが、鋭利な突出形状や窪み形状の断面は、局所的な応力の集中をもたらすものであるため、断面の輪郭形状の曲率半径は、５ｍｍ以上とすることが好ましく、より好ましくは２０ｍｍ以上とすることである。
【００１３】
ここで、長尺棒形状の支持部材は、どのような材質であっても１０００℃から１３５０℃の温度範囲での耐火性を有し、高温での塑性流動や外形の変形を生じ難い材料であることが好ましい。例えば炭化珪素（ＳｉＣ）系のファインセラミックス、窒化珪素（ＳｉＮ）系のファインセラミックス、ジルコニア（ＺｒＯ２）系のファインセラミックス、窒化アルミ（ＡｌＮ）系ファインセラミックス及びタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）を含有する高密度合金材料が好ましい。
【００１４】
また、本発明の板ガラスの成形装置に係る長尺棒形状の支持部材は、板ガラス成形装置を補強するために採用される他の補強方法と併用することが可能であって、成形装置の形状の変形や支持構造の変更など他の効果的な手段を妨げるものではない。
【００１５】
また本発明の板ガラスの成形装置に搭載される成形体を構成する耐火物としては、耐熱性、高温強度に優れた焼成耐火物、不焼成耐火物、不定形耐火物等が適当である。さらに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。そして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。
【００１６】
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空洞部を有する構造であるならば好ましい。
【００１７】
ここで、支持部材が空洞部を有する構造であるとは、支持部材が中空部位を有する構造となっていることを表すものであり、中空部位は１つでも複数であってもよく、またその形状についても支持部材が所望の強度を有する限りどのような形状であってもよい。そして空洞部は開口状態であっても閉口状態であってもよく、開口状態にあるときには、どのような開口部を有するものでもよい。また空洞の大きさについても特に限定は設けないが、好ましくは、空洞部位を有することによって支持部材の重量が空洞部位のない状態を基準として９割以下の重量となっていることが好ましい。
【００１８】
複数の空洞部位を有する場合には、同じ形状の空洞部位を複数個有する構造とする方が、設計上好都合である場合が多く、意図的に空洞部を設ける場合にも成形し易いといったメリットもあるため好ましい。
【００１９】
また、空洞部には、必要に応じて複数の耐熱材料や絶縁材料、あるいはセラミックス繊維等の軽量化構造材を充填することも可能である。このような充填構造とすることによって、高温で保持された状態で空洞部の表面に加工歪み等が存在する場合であっても、充分な強度の補償が可能となるため好ましい。また必要に応じて空洞部に特定の流動媒体を流通させることによって、必要以上に支持部材が加熱されることで、支持部材の耐久性を損ねられるのを防止することもできる。流動媒体としては、ヘリウム、アルゴン、窒素、二酸化炭素などの反応性に乏しい気体を流動させる、あるいは逆に支持部材の空洞部内を酸素、水蒸気、空気等の酸化雰囲気や水素や一酸化炭素等の還元雰囲気とすることで、空洞部表面の構造欠陥を反応層によって被覆することも可能である。流動媒体は予め所定温度に予加熱したものを流動することが可能であり、一度流動を終えた媒体を回収して再利用することもできる。
【００２０】
さらに空洞部の表面には、その強度を向上させる目的でその表面上に各種目的に応じた他材質を被覆することが可能であって、各種のセラミックコート材や耐熱金属材、メッキ材等を適切な厚みで被覆することができる。被覆方法としては、スプレーアップや浸漬、刷毛塗り、蒸着等の方法が可能である。
【００２１】
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窪み部及び／又は溝部を有する構造であるならば好ましい。
【００２２】
ここで、支持部材が窪み部及び／又は溝部を有する構造であるとは、支持部材の任意の表面に意図的な設計上の局所的な凹みがあるもの、あるいは長尺状の凹みとなっているもののあることを意味している。
【００２３】
窪みの深さや窪みの面積については、窪みの存在によって支持棒の物理的あるいは化学的な耐久性が損なわれることのないようなものであれば、特に限定はされない。
【００２４】
窪みの形成方法としては、例えば予め鋳込み成型、プレス成型等の各種成型方法を採用する際に窪みが形成されるような鋳型、プレス型を使用する、あるいは焼成、焼結、鋳込み等で形成された支持棒の表面を研磨、切削加工することで形成する、さらに引き抜き成形や押し出し成形を行う際のダイス形状として溝が形成されるような形状を採用する、さらに圧延成形時のローラー形状が溝を形成するようなものを採用する等ということが可能である。
【００２５】
また、本発明の板ガラスの成形装置用支持部材は、外表面の凹凸が５ｍｍ以下であり、上述に記載の板ガラス成形装置に搭載されることを特徴とする。
【００２６】
ここで、外表面の表面粗さの凹凸が５ｍｍ以下であり、上述に記載の板ガラス成形装置に搭載されるとは、本発明の板ガラス成形装置用支持部材は、その表面の粗さ状態が１０ｍｍ長について５ｍｍ以下の凹凸であることを意味している。５ｍｍより凹凸が大きくなると、支持棒を成形体中へと挿貫する際に支持部材、成形体双方の表面部に凹凸部に起因する欠けや割れのような表面欠陥を発生させる危険が大きくなるため好ましくない。
【００２７】
表面粗さの計測は、一般的な触針式あるいは光学式の表面粗さ測定装置等を使用して測定することができる。
【００２８】
また、本発明の板ガラスの成形装置用支持部材は、成形体を構成する構成材料のヤング率に対する支持部材のヤング率の比率が、１から１０の範囲内にあるならば好ましい。
【００２９】
ここで、構成材料成形体を構成する構成材料のヤング率に対する支持部材のヤング率の比率が、１から１０の範囲内にあるとは、支持部材の弾性率が成形体を形作る耐火物材質の弾性率と比較して、同等以上の値を有し、かつ成形体を形作る耐火物材質のヤング率と比較して１０倍以下の弾性率を有することを表している。
【００３０】
少なくともヤング率（弾性率、縦弾性係数ともいう）が成形体の耐火物素材以上の値となることによって、外力に対して、耐火物素材より容易に変形し難いものとなり、成形体を確実に支持することが可能となるため好ましい。一方１０倍を越えるものとするには、耐熱性に支障が発生する場合も多く、またそのような材料を準備する費用の割に得られる性能の向上が乏しくなるので好ましくない。
【００３１】
ヤング率の計測方法としては、公知の方法が採用でき、静的測定方法、横振動法あるいは超音波法が採用できる。測定に関する具体的な規格としては、例えばＪＩＳ  Ｒ１６０２（ファインセラミックスの弾性率試験方法）に準拠することで計測することができる。
【００３２】
本発明の板ガラスの成形方法は、上述の板ガラス成形装置を使用して、１０００℃以上の温度環境にて、板厚寸法が３ｍｍ以下、幅寸法が１５００ｍｍ以上の外形寸法を有し、密度が２．９ｇ／ｃｍ3以下の板ガラスを成形することを特徴とする。
【００３３】
ここで、上述の板ガラス成形装置を使用して、１０００℃以上の温度環境にて、板厚寸法が３ｍｍ以下、幅寸法が１５００ｍｍ以上の外形寸法を有し、密度が２．９ｇ／ｃｍ3以下の板ガラスを成形するとは、上記の板ガラス成形装置に熔融ガラスを供給して１０００℃以上の温度で板寸法が幅１５００ｍｍ以上で板厚３ｍｍ以下の外形を有し、常温（２５℃）であって、密度が２．９ｇ／ｃｍ3以下の板ガラスを連続成形することのできる板ガラス成形装置であることを表している。
【００３４】
本発明で成形される板ガラスの材質としては、どのような材質であっても支障はないが、特に硼珪酸ガラス、無アルカリガラス、アルミノリケートガラスといったガラス材質が本装置によって成形を行うのに好適である。硼珪酸ガラスとは、硼素と珪素を主成分とする酸化物ガラスであって、無アルカリガラスは実質的にアルカリ金属元素を含有しない、すなわち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％以下となるガラス材質であり、アルミノシリケートガラスについては、アルミニウムと珪素を主成分とする酸化物ガラス材質のことである。
【００３５】
そして、上述のようなガラス材質を有する薄板ガラスは、例えば液晶表示装置用薄板ガラス、ＣＭＯＳやＣＣＤに代表される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、バンドパスフィルター等の光学フィルター用ガラス、チップ・オン・ガラス用途のガラス基板ガラス等として利用されるに好適なものである。
【００３６】
また本発明で成形される板ガラスとしては上述以外にも好ましい材質を選択するならば、上述の液晶表示装置用薄板ガラス以外への適用も可能であって、例えばプラズマディスプレイ搭載用薄板ガラスやフィールドエミッション表示装置用薄板ガラス等へ使用することも必要に応じて可能となる。
【００３７】
また本発明の板ガラス成形装置を使用して成形される板ガラスとしては、特にその板ガラスの幅が１５００ｍｍ以上の大きさで任意の長さ寸法を有する大きな外観を有し、しかも板厚寸法が３ｍｍ以下という薄い形状を有する板ガラスを成形するのに好適なものである。
【００３８】
また、本発明の板ガラスの成形方法は、下方への延伸成形手段によって液晶表示装置搭載用の薄板ガラスの連続成形を行うことを特徴とする。
【００３９】
ここで、下方への延伸成形手段によって液晶表示装置搭載用の薄板ガラスの連続成形を行うとは、板ガラスを成形する段階で使用される成形方法として、オーバーフローダウンドロー法、スロットダウンドロー法、あるいはロールアウト法といった高温状態の板ガラスを延伸しながら下方へと送る力を印加しつつ成形する方法を採用するものであって、このような成形方法が本発明では好適である。そしてこれらの成形方法を採用することによって、表面精度の良好な薄板ガラスを製造することが可能となる。
【００４０】
また、液晶表示装置搭載用の薄板ガラスの連続成形を行うとは、例えば薄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を連続的に成形することを表している。ＴＦＴ方式であるならば、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は関係ない。
【発明の効果】
【００４１】
（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、成形体内部の貫通孔に支持部材で貫挿し、支持部材の両端を保持台にて保持し、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、支持部材が長尺棒形状であり、棒断面の断面係数が１×１０-6から８×１０-3ｍ3の範囲にあるため、長時間に亘り１０００℃以上の温度環境に曝されても、成形体の長尺方向の中央部が時間と共にクリープ変形によって下方へと変形して垂れ下がることが抑制され、成形される薄板ガラスの板厚寸法が経時的に変化する危険性も小さくできるものであって、安定した品位の板ガラスの成形を維持しつづけることを可能とするものである。
【００４２】
（２）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空洞部を有する構造であるならば、支持部材の重量を低減することができるため、成形体に過負荷が加わることがなく、支持部材の使用による重量増を抑制することができ、支持部材を含めた成形体全体の強度を充分高い値とすることが可能であり、安定した強度を有する成形装置を実現することができるものである。
【００４３】
（３）さらに本発明の板ガラスの成形装置は、上述に加え支持部材が窪み部及び／又は溝部を有する構造であるならば、成形体に加わる曲げ応力に対抗するに足る物理形状、すなわち構造的な安定性を保有するものであって、成形体の形状変化を最小に抑えることができるものである。
【００４４】
（４）本発明の板ガラス成形装置用支持部材は、外表面の表面粗さの凹凸が５ｍｍ以下であり、上述の板ガラス成形装置に搭載されるものであるため、本発明の板ガラス成形装置を組み立てる際に成形体中に支持部材を挿入する工程で、成形体の表面や支持部材の表面に表面欠陥が発生するのを妨げることを可能とするものである。
【００４５】
（５）また本発明の板ガラス成形装置用支持部材は、構成材料のヤング率が１５０から３００ＧＰａの範囲内にあるならば、支持部材に外部から加わる力によって支持部材に発生する支持部材長尺方向中央部の撓み量を適切なものとすることができ、支持部材に求められる機械的な性能を確実に実現できるものである。
【００４６】
（６）本発明の板ガラス成形方法は、上述の板ガラス成形装置を使用して、１０００℃以上の温度環境にて、板厚寸法が３ｍｍ以下、幅寸法が１５００ｍｍ以上の外形寸法を有し、密度が２．９ｇ／ｃｍ3以下の板ガラスを成形するものであるため、大型の板ガラスに対しても高い寸法精度、特に板ガラス表面の撓み、歪み、うねり等の表面品位について顧客の要求に応えることのできる精度を有する板ガラスを容易に成形することができる。
【００４７】
（７）本発明の板ガラス成形方法は、下方への延伸成形手段によって液晶表示装置搭載用の薄板ガラスの連続成形を行うものであるならば、液晶表示装置に搭載される薄板ガラスに求められる外観品位の成形物を長時間に亘り成形し続けることが可能であって、製造設備の管理や板ガラスの成形条件管理を省力化することが可能となるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下に本発明の板ガラスの成形装置とその装置に使用される支持部材、さらに板ガラス成形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】
【００４９】
本発明の板ガラスの成形装置について、その一例を図１（Ａ）、（Ｂ）に示す。この装置はＴＦＴ液晶表示装置に搭載される板厚寸法３ｍｍ以下の薄板ガラスを成形するために使用されるものである。
【００５０】
図１（Ａ）の成形体１０は、ジルコニア系耐火物（密度４．０ｇ／ｃｍ3、ヤング率１４２ＧＰａ）より構成されており、図１（Ｂ）にあるようにその断面形状は、上面が開口した状態の略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、ガラス供給溝１０ａの両端壁頂部を２つのオーバーフローの堰１０ｂとしている。そしてこのオーバーフローの堰１０ｂの下方は、２つの両側壁の外面１０ｃを相互に接近させていき、最終的に下端１ｄで終結させた構造となっている。成形体１０の全体の大きさは、長尺方向の全長寸法が２５００ｍｍ、高さ寸法が７００ｍｍで、幅寸法が２５０ｍｍであり、成形体の長尺方向に貫通した孔１０ｎを有している。孔１０ｎの寸法は横寸法が７０ｍｍ、縦寸法が１８０ｍｍであって、貫通孔１０ｎの内表面は焼成によって作成された成形体についてドリリング加工を施した後に研磨加工を施したものであって、その表面粗さは凹凸が２ｍｍ以下となるように調整されている。
【００５１】
この貫通孔１０ｎには、貫通孔１０ｎの一方側から高密度炭化珪素（ＳｉＣ）系耐火物製の支持部材３０が挿入され、成形体１０はこの支持部材３０によって保持されている。支持部材３０は、図２に斜視図で示すように内部に矩形状の断面を有する長尺状の空隙部４１が複数整列した構造となっており、その断面係数は１．１×１０-4ｍ3で、支持部材３０の外表面についての表面粗さの凹凸は２ｍｍ以下となるようにブラスト加工処理が施されている。
【００５２】
成形体１０の熔融ガラス供給溝１０ａには、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が配設されており、前工程で高温に加熱されて均質な状態となった熔融ガラス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へと流入することになる。そして熔融ガラス供給溝に流入した熔融ガラスＧは、熔融ガラス供給溝１０ａ内に滞留することとなる。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。
【００５３】
熔融ガラス供給溝１０ａのオーバーフローの堰１０ｂは、適量の熔融ガラスＧを連続して流出するに適した形状となるように両側壁頂部稜線が最適な形状となるように設計され、成形加工されており、両側壁ガイド１０ｆで挟まれており、稜線部１０ｅの高温耐久性、熔融ガラスに対する耐蝕性を向上する目的でその表面を耐火性金属で被覆することも可能である。
【００５４】
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が融合して、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、溶融ガラスが側壁面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。
【００５５】
次いで上述した板ガラス成形装置によって、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。
【００５６】
まず高温加熱設備を備えたガラス熔融槽（図示省略）にて、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）となるように予め調製されたガラス原料の熔融を行い、ガラスの清澄工程によって均質な熔融ガラスＧとした後に、得られた熔融ガラス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、すなわち溢れて出し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で融合されて、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されて、１枚の板ガラスＰが形成されることとなる。
【００５７】
従来のように、ジルコニア系耐火物のみによって構成された成形体の場合には、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、成形体の稜側壁頂部稜線の中央部が下方へと垂れた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、従来の成形体では成形体の稜側壁頂部稜線の中央部の垂れが明瞭になる時期まで成形体１０を使用しても、まったく問題となるような変形が発生せず、成形体１０が正常な板ガラスＰの成形に供される期間が伸び、安定した品位の板ガラスＰを長期間に亘り成形できることになった。成形された板ガラスＰは、板ガラスの中央部Ｐαと板ガラスの周辺部Ｐβとの板厚の差異も認められず、板厚０．７±０．０１ｍｍ、有効幅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なく、板ガラスの表面状態についても良好なものであり、ＴＦＴ液晶表示装置に搭載される用途で使用される板ガラスとして好適なものであった。
【実施例２】
【００５８】
次いで本発明の板ガラス成形装置を支持する支持部材について、実施例１とは異なる断面構造を有するものを図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の断面図に示す。
【００５９】
図３（Ａ）の支持部材４０ａは、実施例１と同じ炭化珪素系耐火物によって構成されたものであって、断面の輪郭形状を略Ｔ字形の形状とし、輪郭形状の変更に伴って矩形状の断面を有する長尺状の空隙部４１の整列状態も変更したものであって、その断面係数は３．５×１０-4ｍ3であり、実施例１よりも成形体１０の溝底面の幅が広い成形体の場合には、特に好適な形状である。また、図３（Ｂ）の支持部材４０ｂは、実施例１と同じ材質を使用して長尺状の空隙部４１の断面を略三角形形状としたものであって、その断面係数は２．１×１０-4ｍ3であり、支持部材４０ｂの輪郭形状は略六角形状を呈している。さらに図３（Ｃ）の支持部材４０ｃは、断面の輪郭形状が略台形状であって、その内部に断面が楕円形状の長尺状の空隙部４０ｄを有し、その断面係数は８．５×１０-4ｍ3である。また図３（Ｄ）は、支持部材の両側面にそれぞれ平行な２つの溝４２を有する断面構造であって、その断面係数は２．８×１０-4ｍ3であり、となっている。
【００６０】
いずれの支持部材についても、空隙部に軽量な耐火材料を充填する、あるいは不活性気体等の冷却媒体を流動させることが可能である。また本発明の支持部材は、いずれも板ガラス製造装置の成形体を支持するためのものであるが、必要に応じてガラス製造装置の他の構造部材として利用することもでき、構造上の脆弱部位を補強するために使用するものとしても使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【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に搭載される支持部材の斜視図を表す。
【図３】本発明の板ガラス成形装置に搭載される他の支持部材の断面図を表す。（Ａ）は四角形状の空洞部の配列をＴ字形状に配列した断面を有する支持部材、（Ｂ）は三角形状の空洞部を断面に有する支持部材、（Ｃ）は楕円形状の空洞部を断面に有する支持部材、（Ｄ）は支持部材の両側面に２つの溝を有する支持部材を表す。
【図４】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５】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】
【００６２】
１０    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
１０ｎ        貫通孔
２、２０      熔融ガラス供給管
３、３０      支持耐火物
４０、４０a、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ    支持部材
４１  空洞部
４２  溝部
Ｇ      熔融ガラス
Ｆ      重力
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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