(57)【要約】【課題】ダウンドロー法により成形される薄いガラス板を切断する際、切断不良が生じないように切断することができるガラス板の製造方法を提供する。【解決手段】ダウンドロー法を用いて熔融ガラスからガラス板を成形する成形工程と、前記ガラス板は幅方向の端部と前記端部に挟まれた幅方向中央領域とを有し、前記幅方向中央領域の板厚に対して所定の厚みを有する前記端部に対向する位置に、前記端部を覆うように設けられた複数の一対のローラで、前記端部を挟持しつつ前記ガラス板の搬送方向に沿って下方向に引き抜いて徐冷を行う徐冷工程と、を備える。【選択図】図４
2015105206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダウンドロー法を用いて熔融ガラスからガラス板を成形する成形工程と、
前記ガラス板は幅方向の端部と前記端部に挟まれた幅方向中央領域とを有し、前記幅方向中央領域の板厚に対して所定の厚みを有する前記端部に対向する位置に、前記端部を覆うように設けられた複数の一対のローラで、前記端部を挟持しつつ前記ガラス板の搬送方向に沿って下方向に引き抜いて徐冷を行う徐冷工程と、を備える、
ことを特徴とするガラス板の製造方法。
【請求項２】
前記徐冷工程では、前記一対のローラは、前記端部の厚みを低減するように前記端部を圧延する、
ことを特徴とする請求項１に記載のガラス板の製造方法。
【請求項３】
前記徐冷工程では、前記一対のローラは、前記端部に加え、前記幅方向中央領域の一部を挟持し、前記端部を前記幅方向中央領域の一部より冷却する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板の製造方法。
【請求項４】
前記一対のローラが前記端部に当接する面積は前記幅方向中央領域の一部に当接する面積より大きい、
ことを特徴とする請求項３に記載のガラス板の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載のガラス板の製造方法により得られたガラス板であって、
前記端部の歪量は、２０ｎｍ／ｃｍ以下であり、
前記ガラス板の板厚は、０．０５〜０．４ｍｍである、
ことを特徴とするガラス板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板の製造方法、及び、ガラス板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダウンドロー法を用いたガラス基板の製造方法では、まず、成形工程において、成形体から熔融ガラスがオーバーフローしてシート状のガラス板が形成される。そして、続く徐冷工程において、ガラス板が、複数の一対のローラで狭持されつつ下方向に引き込まれることで、所望の厚さに引き伸ばされ、内部に歪が発生しないように、またガラス板が反らないように、ガラス板の冷却が行われる。徐冷工程におけるガラス板の幅方向の両端部は「耳」若しくは「耳部」と言われ、複数の一対のローラは、耳部よりも幅方向内側の部分を挟持して、ガラス板の搬送を行う。通常、この耳部は、製品（ガラス基板）として利用できる領域（以下、幅方向中央領域ともいう）と比べ、厚さが２〜５倍厚くなっている。ここで、耳部の厚さは、製品の板厚が変化してもそれほど変わらないので、製品として利用される幅方向中央領域の厚さとの差は、製造しようとする製品の厚さが薄いほど大きくなる。
【０００３】
特許文献１には、耳部をガラス板の幅方向中央領域よりも早く冷却することで、ガラス板の幅方向に張力を働かせて、ガラス板の反り、歪を低減する方法が開示されている。しかしながら、製品として利用される幅方向中央領域の厚さが薄くなると、耳部と幅方向中央領域とでは、厚みの差によって保有熱量が異なるため、ガラスの収縮量に差が生じる。このため、耳部と幅方向中央領域との間で応力が発生し、ガラス板に反り、歪が生じていた。
【０００４】
また、ローラは、耳部よりも幅方向内側の部分を挟持してガラス板の搬送するため、耳部と、耳部よりも幅方向内側の部分とでは厚みの差のよる保有熱量の差によってガラス板に反り、歪が生じていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１１−５０２０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ガラス板は、罫書き線が引かれ、この罫書き線に沿って折り曲げられて切断されるが、ガラス板に反り、歪があると、罫書き線にかかる力が不均一になり、この不均一となった部分からガラス板が割れる切断不良が生じる場合がある。
【０００７】
そこで、本発明は、ダウンドロー法により成形される薄いガラス板を切断する際、切断不良が生じないように切断することができるガラス板の製造方法及びガラス板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】
【０００８】
本発明の一態様は、ガラス基板の製造方法であって、
ダウンドロー法を用いて熔融ガラスからガラス板を成形する成形工程と、
前記ガラス板は幅方向の端部と前記端部に挟まれた幅方向中央領域とを有し、前記幅方向中央領域の板厚に対して所定の厚みを有する前記端部に対向する位置に、前記端部を覆うように設けられた複数の一対のローラで、前記端部を挟持しつつ前記ガラス板の搬送方向に沿って下方向に引き抜いて徐冷を行う徐冷工程と、を備える、
ことを特徴とする。
【０００９】
前記徐冷工程では、前記一対のローラは、前記端部の厚みを低減するように前記端部を圧延する、ことが好ましい。
【００１０】
前記徐冷工程では、前記一対のローラは、前記端部に加え、前記幅方向中央領域の一部を挟持し、前記端部を前記幅方向中央領域の一部より冷却する、ことが好ましい。
【００１１】
前記一対のローラが前記端部に当接する面積は前記幅方向中央領域の一部に当接する面積より大きい、ことが好ましい。
【００１２】
本発明の一態様は、上記のガラス板の製造方法により得られたガラス板であって、
前記端部の歪量は、２０ｎｍ／ｃｍ以下であり、
前記ガラス板の板厚は、０．０５〜０．４ｍｍである、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記態様によれば、ダウンドロー法により成形される薄いガラスリボンを切断する際、切断不良が生じないように切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態にかかるガラス板の製造装置の概略正面図である。
【図２】図１に示すガラス板の製造装置のII-II線に沿った概略縦断面図である。
【図３】ガラス板成形装置で成形されるガラス板を平面視した一形状を示す図である。
【図４】本実施形態にかかるローラを平面視して示した図である。
【図５】本実施形態にかかるローラを用いて、ガラス板の端部を成形した状態を示す図である。
【図６】本実施形態にかかるローラを平面視した一形状を示す図である。
【図７】ローラの変形例１を示す図である。
【図８】ローラの変形例２を示す図である。
【図９】ローラの変形例３を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本実施形態のガラス板の製造方法について説明する。
図１は、本実施形態にかかるガラス板の製造方法に用いるガラス板の製造装置の概略正面図であり、図２は、図１に示すガラス板の製造装置のII-II線に沿った概略縦断面図である。ガラス板の製造装置１００は、炉２と、炉２内の上部に配置されたガラス板成形装置（成形体）４と、ガラス板成形装置４の下方に配置された複数の一対のローラ６と、仕切り部材８と、温度制御装置１０と、を備えている。この装置１００によれば、熔解槽内に供給されたガラス原料を加熱して熔解された後、清澄槽内で清澄され、攪拌槽内で撹拌されて得られた熔融ガラスが、ガラス板成形装置４に供給され、ガラス板成形装置４から溢れた熔融ガラスを下端４ｅで融合させてシート状のガラス板９を成形するダウンドロー法によりガラス板を製造できる。ここで、ダウンドロー法により成形されるガラス板９の厚さは、０．０５〜０．４ｍｍが挙げられる。
【００１６】
炉２は、例えば、耐火煉瓦で作られ、ガラス板成形装置４を囲んで覆うように設置される。炉２の内壁には複数の温度制御装置１０が鉛直方向に沿って配置され、ガラス板９が所望の厚さになり、反り、歪が生じないようにガラス板９の温度が制御される。
【００１７】
仕切り部材８は、後述するガラス板成形装置４の合流ポイント４ｅで合流した溶融ガラス（ガラス板９）の厚み方向両側に配置される断熱材である。仕切り部材８は、熔融ガラスの合流ポイントの上側雰囲気および下側雰囲気を仕切ることにより、仕切り部材８の上側から下側への熱の移動を遮断する。
【００１８】
温度制御装置１０は、ガラス板９の幅方向の温度プロファイルを制御するように、ガラス板９の幅方向に沿って設けられた昇温装置、降温装置を有する。昇温装置、降温装置はそれぞれ、加熱量が調整可能である。また、温度制御装置１０は、鉛直方向に所定間隔で複数配置され、ガラス板９の反り、歪が生じないように設計された温度プロファイルに対応した温度分布をガラス板９が持つように、加熱、冷却する。温度制御装置１０は、後述するローラ６の回転速度に合わせて、ガラス板９の製品として利用される中央領域が所定の厚さに成形されるように、ガラス板９を加熱、冷却する。
【００１９】
ガラス板成形装置４は、例えば、耐火煉瓦で作られ、ガラス板成形装置４の長手方向ＬＤに直交する断面において、楔形を示している。ガラス板成形装置４の長手方向ＬＤは、ガラス板９の幅方向に一致している。ガラス板成形装置４の上部には、熔融ガラスを保持するための溝４ｋが長手方向ＬＤに延びるように形成されている。長手方向ＬＤの一方側から溝４ｋに熔融ガラスを連続供給できるように、溝４ｋに供給管１１が接続されている。ガラス板成形装置４は、長手方向ＬＤおよび鉛直方向に直交する方向に関して、１対の側壁４ｊを有している。側壁４ｊは、溝４ｋから溢れた熔融ガラスの流路を形成する。各側壁４ｊを流れた熔融ガラスが下端４ｅで融合するように、これらの側壁４ｊが下端４ｅで稜線を形成している。ガラス板成形装置４の長手方向ＬＤの両端には、側壁４ｊから熔融ガラスがはみ出るのを妨げるガイド７が取り付けられている。ガイド７は、平面視で楔形をしており、ガラス板成形装置４の端面全体をカバーできる大きさの板材で作られている。鉛直方向に関して、ガイドの７の先端の位置は、ガラス板成形装置４の下端４ｅに一致している。ガイド７の働きにより、熔融ガラスの全部を側壁４ｊに沿って流すことが可能である。
【００２０】
図３は、ガラス板成形装置４で成形されるガラス板９を平面視した一形状を示す図である。ガラス板９は熔融ガラスが下端４ｅで融合して成形されるが、熔融ガラスはガイド７によりせき止められるため、ガイド７付近、つまり、ガラス板成形装置４の長手方向ＬＤの両端部には熔融ガラスが溜まる。このため、下端４ｅで融合したガラス板９の幅方向の端部９１は、図３に示すように、球根状に厚みのある形状となる。ここで端部９１とは、ガラス板９の幅方向中央の板厚に対して所定の厚みを有する部分をいう。また、端部９１で挟まれた幅方向の領域を中央領域９２という。端部９１は、端部９１で挟まれた製品（ガラス基板）として利用できる厚さがほぼ均一な中央領域９２と比較して厚みがあるため、中央領域９２より保有熱量が大きい。保有熱量に差があると、ガラスの収縮量に差が生じるため、端部９１と中央領域９２との間で応力が発生し、ガラス板９に反り、歪が生じることとなる。特に、ガラス板９の最終製品の厚さが０．０５〜０．４ｍｍである場合、ガラス板９を切断するために必要な罫書き線が一様に形成されず、一様でない罫書き線に沿って切断しようとすると罫書き線に沿って切断されず、切断不良が生じやすくなる。
【００２１】
ローラ６は、鉛直方向に所定間隔で複数配置され、ガラス板９をガラス板成形装置４の下方に搬送しながら、ガラス板９の端部９１を冷却する役割を担う。また、ローラ６は、ガラス板９を厚さ方向に挟めるように、ガラス板成形装置４の下端４ｅを含む垂直面に関して対称に配置されている。図４は、本実施形態にかかるローラ６を平面視して示した図である。また、図５は、ローラ６を用いて、ガラス板９の端部９１を成形した状態を示す図である。ローラ６は、図４に示すように、ローラシャフト６１、ローラヘッド６２からなり、ローラヘッド６２が、ローラシャフト６１に嵌められ、取り付けられる。ローラヘッド６２は、ガラス板９を厚さ方向の両側、つまり、端部９１に対向する位置、から、端部９１全体を覆い、端部９１と、中央領域９２の一部であり、端部９１より幅方向中央に位置する端部隣接部９３と、を挟持して、図５に示すように、端部９１の厚みを低減するように圧延する。端部９１と接触するローラヘッド６２のヘッド先端側６２ａからローラシャフト側６２ｂまでの長さは、端部９１における端部先端側９１ａから端部中央領域側９１ｂまでの長さｄより長く、ローラヘッド６２が端部９１全体を覆うことができる形状になっている。ローラヘッド６２は、ローラシャフト６１に嵌められ、取り付けられる円筒または管であり、ローラシャフト６１の回転と共に回転する。ローラシャフト６１は、内部に通された空冷管または水冷管により冷され、ローラシャフト６１が冷やされた冷気が、ローラヘッド６２に伝わり、ローラヘッド６２と接触するガラス板９が冷却される。ローラシャフト６１の先端から付根まで均一に冷却されるため、ローラシャフト６１とローラヘッド６２とが接触する部分では、先端から付根まで均一に冷却される。
【００２２】
ローラヘッド６２の表面は、ガラス板９の表面張力の影響に対抗して、端部９１を挟持して下方に搬送できるように、例えば、メッシュ構造、切り欠き構造になっている。ガラス板９の端部９１は、冷却段階にあり、適度な粘性を有するため、ローラヘッド６２で圧延されると、端部９１の一部が、メッシュ構造または切り欠き構造のくぼみに入り込む。このため、端部９１が一対のローラヘッド６２に挟持された状態で、ローラヘッド６２が回転すると、ローラヘッド６２と端部９１とが滑りあうことなく、ローラヘッド６２の回転量に基づいて、ガラス板９が下方に搬送される。
【００２３】
図６は、本実施形態にかかるローラ６を平面視した一形状を示す図である。ローラ６では、ローラヘッド６２と端部９１とが接触する接触面積が、ローラヘッド６２と端部隣接部９３とが接触する接触面積より大きくなっている。具体的には、ヘッド先端側６２ａのメッシュは粗く、ローラシャフト側６２ｂのメッシュは細かくなっている。ローラシャフト６１とローラヘッド６２とが接触する部分では、先端から付根まで均一に冷却されているが、ローラヘッド６２の表面においては、ヘッド先端側６２ａとガラス板９との接触面積よりローラシャフト側６２ｂとガラス板９との接触面積が大きいため、端部隣接部９３より端部９１の冷却量が大きくなる。このため、ローラ６で圧延されながら冷却される領域において、端部隣接部９３より端部９１が早く冷却される。端部９１を早く冷却することにより、ガラス板９が幅方向に収縮するのを抑制することができ、製品として利用される中央領域９１の幅を広げることができる。また、端部隣接部９３より保有熱量が大きい端部９１を早く冷却することにより、端部９１と端部隣接部９３との温度差が小さくなるため、端部９１と端部隣接部９３との間、及び、端部９１で生じる応力は小さくなる。このため、ガラス板９に生じる反り、歪が抑制され、ガラス板９を罫書きする力が均一になり、ガラス板９を切断する際、切断不良が生じないように切断することができる。
【００２４】
ガラス板９の板厚が、０．０５〜０．４ｍｍである場合、端部９１と中央領域９２と厚みの差が大きくなるため、保有熱量に差が生じる。そして、端部９１と端部隣接部９３との間で応力が発生することにより、ガラス板９に反り、歪が発生する。本実施形態にかかるガラス板の製造方法により製造されるガラス板９は、図５に示すように、端部９１の厚みが低減されるように成形されるため、保有熱量はほぼ均一になっており、端部９１、及び／又は、端部９１と端部隣接部９３との間の領域の歪量は、２０ｎｍ／ｃｍ以下である。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態のガラス板の製造方法によれば、端部と端部隣接部との間に生じる応力を抑制することができるため、ガラス板に生じる反り、歪を抑制することができる。また、ガラス板に生じる反り、歪を抑制できたことにより、ガラス板を罫書きする力が均一になり、薄いガラス板であっても切断する際、切断不良が生じないように切断することができる。また、ロール６が、端部９１から端部隣接部９３まで挟持するため、ローラヘッド６２と端部９１とが滑りあうことなく、ローラ６（ローラヘッド６２）の回転量に基づいて、ガラス板９を下方に搬送することができる。
【００２６】
（変形例１）
図７は、ローラ６の変形例１を示す図である。なお、上述と共通する構成については説明を省略する。
変形例１のローラ６は、ヘッド先端側６２ａとローラシャフト側６２ｂとの間に、溝部６３を備えることもできる。ローラヘッド６２により端部９１が圧接されると、端部９１の一部が溝部６３に入り込むため、ローラ６とガラス板９との引っ掛かりを増すことができる。これにより、ローラ６の回転に合ったガラス板９の搬送を実現できる。また、ローラヘッド６２の表面のメッシュ模様を、ガラス板９の搬送方向に対して、斜め方向になる形状にすることもできる。このようにすることで、ローラヘッド６２と端部９１と引っ掛かりを増すことができる。
【００２７】
（変形例２）
図８は、ローラ６の変形例２を示す図である。なお、上述と共通する構成については説明を省略する。
変形例２のローラ６は、ローラシャフト６１のヘッド先端側６２ａが、ローラシャフト側６２ｂより細くなっている。ローラシャフト６１は、内部に通された空冷管または水冷管により冷されるため、ローラシャフト側６２ｂの方がヘッド先端側６２ａより冷却量が大きくなる。これにより、端部隣接部９３より保有熱量が大きい端部９１を早く冷却することができる。
【００２８】
（変形例３）
図９は、ローラ６の変形例３を示す図である。なお、上述と共通する構成については説明を省略する。
変形例３のローラ６は、ローラヘッド６２の表面に凹凸があり、ローラシャフト側６２ｂがヘッド先端側６２ａより、大きな凹凸形状を有している。このため、ローラヘッド６２のローラシャフト側６２ｂがガラス板９と接する接触面積は、ローラヘッド６２のヘッド先端側６２ａがガラス板９と接する接触面積より大きくなるため、端部隣接部９３より保有熱量が大きい端部９１を早く冷却することができる。
【００２９】
本実施形態において製造されるガラス板９は、例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板、有機ＥＬディスプレイ用ガラス基板、カバーガラス、ポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプレイ用ガラス基板に好適に用いられる。また、このガラス板９は、その他、携帯端末機器などのディスプレイや筐体用のカバーガラス、タッチパネル板、太陽電池のガラス基板やカバーガラスとしても用いることができる。
【００３０】
また、ガラス板９の幅方向の長さは、例えば、５００ｍｍ〜３５００ｍｍ、１０００ｍｍ〜３５００ｍｍ、２０００ｍｍ〜３５００ｍｍである。また、ガラス板９の縦方向（搬送方向）の長さも、例えば５００ｍｍ〜３５００ｍｍ、１０００ｍｍ〜３５００ｍｍ、２０００ｍｍ〜３５００ｍｍである。
【００３１】
ガラス板９に用いるガラスは、例えば、ボロシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、ソーダライムガラス、アルカリシリケートガラス、アルカリアルミノシリケートガラス、アルカリアルミノゲルマネイトガラスなどを適用することができる。なお、本発明に適用できるガラスは上記に限定されるものではない。
【００３２】
ローラ６がガラス板９を押圧する力、ローラ６が回転する速度は、ガラス板９の粘度、ガラス板９の中央領域９２の板厚等によって、適宜変更することができる。
【００３３】
以上、本発明のガラス板の製造方法、ガラス板について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００３４】
６  ローラ
６１  ローラシャフト
６２  ローラヘッド
９  ガラス板
９１  端部
９２  中央領域
９３  端部隣接部
【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】
2015105206.tif 000009
【図８】
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【図９】
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