(57)【要約】【課題】ガラスリボンのうねりを確実に防止することができるガラスリボンの製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】板状またはシート状の母材ガラスＧを加熱炉２の上部開口６から挿入し、加熱炉２内に配置したヒータ５によって加熱することで軟化した母材ガラスＧを下方に引き伸ばしつつ、加熱炉２の下部開口７から引き出してガラスリボンＲを製造する、延伸成形法によるガラスリボンＲの製造方法であって、加熱炉２において生じる上昇気流Ｘを、冷却手段たる冷却装置３によって冷却する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状またはシート状の母材ガラスを加熱炉の上部開口から挿入し、前記加熱炉によって加熱することで軟化した前記母材ガラスを下方に引き伸ばしつつ、前記加熱炉の下部開口から引き出してガラスリボンを製造する、延伸成形法によるガラスリボンの製造方法であって、
前記加熱炉において生じる上昇気流を、
冷却手段によって冷却する、
ことを特徴とするガラスリボンの製造方法。
【請求項２】
前記冷却手段によって、
前記加熱炉における前記母材ガラスの変形領域よりも上部において、前記上昇気流を冷却する、
ことを特徴とする請求項１に記載のガラスリボンの製造方法。
【請求項３】
前記冷却手段によって、
前記加熱炉の内部において、前記上昇気流を冷却する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガラスリボンの製造方法。
【請求項４】
ヒータと前記ヒータを収容する筐体とを有し、前記筐体の上部に上部開口が形成され、かつ、前記筐体の下部に下部開口が形成される加熱炉を備え、
前記上部開口から前記筐体に導入した板状またはシート状の母材ガラスを前記ヒータによって加熱して軟化させ、前記下部開口から引き出しつつ引き延ばして、延伸成形法によりガラスリボンを製造するガラスリボンの製造装置であって、
前記加熱炉において生じる上昇気流を冷却する冷却装置を備える、
ことを特徴とするガラスリボンの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスリボンの製造方法および製造装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フラットパネルディスプレイや太陽電池等に使用されるガラス基板や、スペーサー、隔壁、絶縁体等に使用可能なガラスリボンが注目されており、以下に示す特許文献１〜６において、加熱により軟化された母材ガラスを下方に引き伸ばすことでガラスリボンを製造する、延伸成形法によるガラスリボンの製造方法が開示されている。
【０００３】
特許文献１〜６に示された従来の製造方法では、電気炉内における幅方向の温度分布を調整したり、あるいは、電気炉内の母材ガラスに沿って流れるガスの流れを調整したりすることによって、ガラスリボンのうねりを抑えて、平坦度を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００６／０７０５２７号
【特許文献２】特開２００７−１２６３０２号公報
【特許文献３】特開２０１０−０６０４６６号公報
【特許文献４】特開２０１２−０４１２６６号公報
【特許文献５】特開２０１３−２２７１６９号公報
【特許文献６】特開２０１５−００６９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜６に示された従来の製造方法では、電気炉内で母材ガラスのうねりを抑制・制御しているが、ドラフト効果によって上昇気流が生じて、電気炉内から炉外上方に放出される熱の影響によって、母材ガラスが所定の変形領域に至る前に、意図せず変形することがあった。このため、電気炉内で母材ガラスのうねりを抑制・制御するだけでは、ガラスリボンのうねりを防ぐことができなかった。
【０００６】
本発明は、斯かる現状の課題に鑑みてなされたものであり、ガラスリボンのうねりを確実に防止することができるガラスリボンの製造方法および製造装置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】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、本発明に係るガラスリボンの製造方法は、板状またはシート状の母材ガラスを加熱炉の上部開口から挿入し、前記加熱炉よって加熱することで軟化した前記母材ガラスを下方に引き伸ばしつつ、前記加熱炉の下部開口から引き出してガラスリボンを製造する、延伸成形法によるガラスリボンの製造方法であって、前記加熱炉において生じる上昇気流を、冷却手段によって冷却するものである。
【０００９】
また、本発明に係るガラスリボンの製造方法は、前記冷却手段によって、前記加熱炉における前記母材ガラスの変形領域よりも上部において、前記上昇気流を冷却するものである。
また、本発明に係るガラスリボンの製造方法は、前記冷却手段によって、前記加熱炉の内部において、前記上昇気流を冷却するものである。
このような構成により、上昇気流を弱め、母材ガラスの揺れを抑制することで、より確実にガラスリボンのうねりを防止することができる。
【００１０】
また、本発明に係るガラスリボン製造装置は、ヒータと前記ヒータを収容する筐体とを有し、前記筐体の上部に上部開口が形成され、かつ、前記筐体の下部に下部開口が形成される加熱炉を備え、前記上部開口から前記筐体に導入した板状またはシート状の母材ガラスを前記ヒータによって加熱して軟化させ、前記下部開口から引き出しつつ引き延ばして、延伸成形法によりガラスリボンを製造するガラスリボンの製造装置であって、前記加熱炉において生じる上昇気流を冷却する冷却装置を備えるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
本発明に係るガラスリボンの製造方法および製造装置によれば、母材ガラスの意図しない変形を防止することができる。これにより、ガラスリボンのうねりを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るガラスリボン製造装置によるガラスリボンの製造状況を示す全体模式図。
【図２】本発明の第一の実施形態に係るガラスリボン製造装置によるガラスリボンの製造状況（加熱炉周辺）を示す正面視断面模式図。
【図３】本発明の第一の実施形態に係るガラスリボン製造装置によるガラスリボンの製造状況（加熱炉周辺）を示す側面視断面模式図。
【図４】本発明の第一の実施形態に係るガラスリボン製造装置によるガラスリボンの製造状況（加熱炉周辺）を示す模式図、（ａ）上面視模式図、（ｂ）下面視模式図。
【図５】本発明の第一の実施形態に係るガラスリボン製造装置によるガラスリボンの製造状況の別実施形態を示す全体模式図。
【図６】本発明の第二の実施形態に係るガラスリボン製造装置によるガラスリボンの製造状況（加熱炉周辺）を示す正面視断面模式図。
【図７】本発明の第二の実施形態に係るガラスリボン製造装置によるガラスリボンの製造状況（加熱炉周辺）を示す側面視断面模式図。
【図８】本発明の第二の実施形態に係るガラスリボン製造装置によるガラスリボンの製造状況（加熱炉周辺）を示す上面視模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１に示す如く、本発明の一実施形態に係るガラスリボンの製造方法は、ガラスリボン製造装置１に、母材ガラスロールＧＲをセットし、母材ガラスロールＧＲから母材ガラスＧを巻き出して、加熱炉２によって加熱を行い、巻き取りドラムＷＤで巻き取ることによって、軟化した母材ガラスＧを下方に延伸して、延伸成形法によってガラスリボンＲを製造するものである。
【００１５】
本発明の一実施形態に係るガラスリボンの製造方法では、ガラスリボン製造装置１において、冷却装置３を備える構成としており、ドラフト効果によって加熱炉２において生じる上昇気流Ｘを、冷却装置３で冷却しつつ、ガラスリボンＲを製造する構成としている。
【００１６】
ガラスリボン製造装置１を構成する加熱炉２は、図２〜図４に示す如く、筐体４、ヒータ５・５を備えており、筐体４には、上部開口６と下部開口７が形成されており、母材ガラスＧを上部開口６から筐体４内に導入するとともに、ガラスリボンＲを下部開口７から引き出す構成としている。
尚、ガラスリボン製造装置１を構成するヒータ５としては、電気ヒータを採用し得るが、母材ガラスＧの加熱源の種類はこれに限定されず、ガスを加熱源とするヒータを採用しても良い。
【００１７】
図１〜図４に示す如く、本発明の一実施形態に係るガラスリボンＲの製造方法において、母材ガラスＧは、加熱炉２の内部において、変形領域Ａを通過する間に変形される。
即ち、本発明の一実施形態に係るガラスリボンＲの製造方法では、母材ガラスＧは、変形領域Ａの上端に至ったときから変形が開始し、変形領域Ａの下端に至ったときに変形が終了する。
尚、変形領域Ａの範囲は、ヒータ５が存在する範囲とは、必ずしも一致していない。
【００１８】
加熱炉２によって母材ガラスＧを加熱してガラスリボンＲを製造する際には、筐体４の内部が外部に比して高温になる。そして、母材ガラスＧと上部開口６との間、およびガラスリボンＲと下部開口７との間には隙間を設ける必要があるため、下部開口７から上部開口６に向けてドラフト効果による上昇気流Ｘが生じ、下部開口７から筐体４内に取り込まれた雰囲気ガスが、筐体４の内部でヒータ５・５によって加熱され、上部開口６から外部に放出される。
上昇気流Ｘが母材ガラスＧに接触すると、変形領域Ａに至る前に母材ガラスＧが軟化し、意図せず変形することが懸念される。加えて、上昇気流Ｘによって変形領域Ａにおける母材ガラスＧが揺れ、その結果、ガラスリボンＲにうねりが生じることが懸念される。
【００１９】
本発明の一実施形態に係るガラスリボンＲの製造方法では、冷却装置３によって上昇気流Ｘを冷却し、上昇気流Ｘの温度を、母材ガラスＧを軟化させることがない温度まで冷却することによって、変形領域Ａに至る前に母材ガラスＧが意図せず変形することを防止する構成としている。
尚、母材ガラスＧを軟化させることがない温度とは、母材ガラスＧの表面の全域が、母材ガラスＧの歪点未満の温度になる温度とする。
【００２０】
このため、本発明の一実施形態に係るガラスリボンＲの製造方法では、変形領域Ａの上端よりも上方において、冷却領域Ｂを設定しており、冷却装置３によって、冷却領域Ｂにおいて、上昇気流Ｘを冷却する構成としている。
【００２１】
より詳しくは、本発明の一実施形態に係るガラスリボンＲの製造方法では、冷却装置３によって、冷却領域Ｂにおいて、上昇気流Ｘを冷却することによって、変形領域Ａに至る前の母材ガラスＧを、歪点以下の温度に維持する構成としている。
これにより、変形領域Ａに至る前に、母材ガラスＧが意図せず変形することを防止して、ガラスリボンＲにうねりが生じることを防止するようにしている。
【００２２】
冷却領域Ｂの範囲は、母材ガラスＧの材質（歪点）、ヒータ５・５の設定温度、上部開口６および下部開口７の大きさ、上昇気流Ｘの流量等の種々の要素を考慮して、その範囲を適宜設定すればよい。
【００２３】
また、本発明の一実施形態に係るガラスリボンＲの製造方法においては、図１〜図４に示すように、冷却装置３によって、筐体４の外部で上昇気流Ｘを冷却してもよく、あるいは、図５に示すように、冷却装置３によって、筐体４の内部で上昇気流Ｘを冷却してもよい。
【００２４】
筐体４の内部で上昇気流Ｘを冷却すると、上昇気流Ｘを弱めることができるため、母材ガラスＧの揺れが抑制され、より確実にガラスリボンＲのうねりが低減される。
【００２５】
即ち、本発明の一実施形態に係るガラスリボンＲの製造方法は、冷却装置３によって、加熱炉２の内部において、上昇気流Ｘを冷却するものである。
このような構成により、加熱炉２内の上下方向の温度差を緩和することができ、これにより、上昇気流Ｘを弱め、母材ガラスＧの揺れを抑制することで、より確実にガラスリボンＲのうねりを防止することができる。
【００２６】
そして、本発明の一実施形態に係るガラスリボンＲの製造方法においては、図１〜図４に示すように、冷却領域Ｂは、変形領域Ａと隣接していない設定としてもよい。
また、本発明の一実施形態に係るガラスリボンＲの製造方法においては、図５に示すように、冷却領域Ｂが、変形領域Ａに隣接していてもよい。
【００２７】
本発明の一実施形態に係るガラスリボンＲの製造方法において、母材ガラスＧとしては、主に無アルカリガラス、ケイ酸塩ガラスが用いられるが、ソーダ石灰ガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミノ珪酸塩ガラス、シリカガラス等、延伸成形可能なガラスであれば、いずれの材料も使用可能であり、母材ガラスＧの材料は、ガラスリボンＲの使用用途によって適宜選択すればよい。また、母材ガラスＧとしては、延伸成形可能な結晶化ガラスを用いることもできる。
【００２８】
また、母材ガラスＧは、ロールアウト法、アップドロー法、フロート法、ダウンドロー法等によって、溶融ガラスから直接板状に成形することによって作製されるものであることが好ましく、オーバーフローダウンドロー法によって作製されるものであることが最も好ましい。即ち、オーバーフローダウンドロー法によれば、表面に傷の発生がなく、高い表面品位を有する母材ガラスＧを得ることができ、母材ガラスＧの表面品位が高ければ、延伸成形後のガラスリボンＲの表面品位を高くすることができる。
【００２９】
母材ガラスＧの幅は、５０ｍｍ以上であり、１００ｍｍ以上であることが好ましく、２００ｍｍ以上、５００ｍｍ以上、７００ｍｍ以上であることがより好ましく、１０００ｍｍ以上であることが最も好ましい。尚、母材ガラスＧの幅が、２０００ｍｍ以上になると、延伸成形しにくくなる恐れがある。
尚、母材ガラスＧは、両側端部がレーザー割断されているものであることが好ましい。
【００３０】
母材ガラスＧの厚みは、２ｍｍ未満であり、１ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以下であることがさらに好ましく、０．０５ｍｍ以下であることが最も好ましい。
【００３１】
そして、本発明の一実施形態に係るガラスリボンＲの製造方法において、延伸成形時の縮尺率は、１／２〜１／２００が好ましく、１／５〜１／１０が最も好ましい。
例えば、本発明の一実施形態に係るガラスリボンＲの製造方法では、幅２００ｍｍ、厚み０．１ｍｍの母材ガラスＧを、幅２０ｍｍ、厚み０．０１ｍｍに延伸成形して、ガラスリボンＲを製造する。
【００３２】
尚、本実施形態では、母材ガラスＧが、ロール状に巻き取られた母材ガラスロールＧＲである場合を例示しているが、本発明の一実施形態に係るガラスリボンＲの製造方法を適用する母材ガラスＧの態様はこれに限定されず、例えば、母材ガラスＧの態様は短尺の板ガラス状であってもよい。
【００３３】
即ち、本発明の一実施形態に係るガラスリボンＲの製造方法は、板状またはシート状の母材ガラスＧを加熱炉２の上部開口６から挿入し、加熱炉２内に配置したヒータ５によって加熱することで軟化された母材ガラスＧを下方に引き伸ばしつつ、加熱炉２の下部開口７から引き出してガラスリボンＲを製造する、延伸成形法による製造方法であって、加熱炉２において生じる上昇気流Ｘを、冷却手段たる冷却装置３によって、加熱炉２における母材ガラスＧの変形領域Ａよりも上部の冷却領域Ｂにおいて冷却するものである。
【００３４】
このようなガラスリボンＲの製造方法によれば、母材ガラスＧの意図しない変形を防止することができ、これにより、ガラスリボンＲのうねりを確実に防止することができる。
【００３５】
図１〜図４に示すガラスリボン製造装置１は、本発明に係るガラスリボン製造装置の第一の実施形態である。
ガラスリボン製造装置１は、加熱炉２と冷却装置３を備えており、本発明の一実施形態に係るガラスリボンＲの製造方法を実現することができるものである。
【００３６】
加熱炉２は、筐体４、ヒータ５を備えており、筐体４の上面には、上部開口６が形成され、筐体４の下面には、下部開口７が形成されている。
【００３７】
上部開口６は、母材ガラスＧを挿通可能な大きさを有する矩形状の開口部であり、下部開口７は、ガラスリボンＲを挿通可能な大きさを有する矩形状の開口部である。
上部開口６の大きさは、母材ガラスＧとの隙間をできる限り小さくするために、上部開口６が母材ガラスＧと接触しない大きさとしながら、できる限り小さくすることが好ましく、また、下部開口７の大きさは、ガラスリボンＲとの隙間をできる限り小さくするために、下部開口７がガラスリボンＲと接触しない大きさとしながら、できる限り小さくすることが好ましい。
【００３８】
そして、ガラスリボン製造装置１では、加熱炉２の上部に冷却装置３を備えている。
ガラスリボン製造装置１を構成する冷却装置３は、水冷式の冷却装置であり、上昇気流Ｘが流通する矩形断面を有する管状の壁部を有している。そして壁部の内部に冷却水を循環させることが可能なジャケット（図示せず）が配置されており、上部開口６から放出された上昇気流Ｘを、冷却装置３の壁部の内周面に接触させることによって、上昇気流Ｘの温度を低下させることができるように構成されている。
冷却装置３の管状の壁部内に障害物を設けると、上昇気流Ｘが乱れて、母材ガラスＧを揺らす原因となるため、冷却装置３の壁部内には障害物を設けない構成とすることが好ましい。
【００３９】
即ち、本発明の第一の実施形態に係るガラスリボン製造装置１は、ヒータ５とヒータ５を収容する筐体４とを有し、筐体４の上部に上部開口６が形成され、かつ、筐体４の下部に下部開口７が形成される加熱炉２を備え、上部開口６から筐体４に導入した板状またはシート状の母材ガラスＧをヒータ５によって加熱して軟化させ、下部開口７から引き出しつつ引き延ばして、延伸成形法によりガラスリボンＲを製造するもの装置であって、加熱炉２において生じる上昇気流Ｘを冷却する冷却装置３を備えるものである。
【００４０】
このような構成のガラスリボン製造装置１によれば、母材ガラスＧの意図しない変形を防止することができ、これにより、ガラスリボンＲのうねりを確実に防止することができる。
【００４１】
図６〜図８に示すガラスリボン製造装置１１は、本発明に係るガラスリボン製造装置の第二の実施形態である。
ガラスリボン製造装置１１は、第二の実施形態に係るガラスリボン製造装置１と同様に、加熱炉２を備えており、本発明の一実施形態に係るガラスリボンＲの製造方法を実現することができるものであるが、空冷式の冷却装置１３を備える点で、ガラスリボン製造装置１と相違している。
【００４２】
冷却装置１３は、上昇気流Ｘの温度に比して温度が低い気体Ｃを噴出させることが可能なノズル１４・１４と、該ノズル１４に気体Ｃを供給する気体供給源（図示せず）を備え、ノズル１４と気体供給源を配管で接続する構成としている。
【００４３】
そして、冷却装置１３では、ノズル１４から略鉛直上方に向けて気体Ｃを噴出させて、上昇気流Ｘの流れに沿う（上昇気流Ｘの流れに対して略平行な）気体Ｃの流れを形成し、上昇気流Ｘの流れを乱さないようにしながら、上昇気流Ｘと気体Ｃを混合させて、母材ガラスＧに接する上昇気流Ｘの温度を低下させるように構成している。あるいは、気体Ｃを母材ガラスＸに直接接触させることで、気体Ｃによって、母材ガラスＸを直接冷却してもよい。
【００４４】
冷却装置１３を採用した場合、冷却領域Ｂは、ノズル１４の上方に設定することができる。冷却装置１３は、上部開口６から放出された上昇気流Ｘを即座に冷却することができるように、筐体４に対して極力近づけて配置することが好ましい。
また、冷却装置１３における気体Ｃの流量・温度、噴出位置および噴出範囲、噴出速度等の各仕様は、上昇気流Ｘの温度、流量、流速、母材ガラスＧの材質（歪み点）等に応じて適宜設定すればよい。
【００４５】
即ち、本発明の第二の実施形態に係るガラスリボン製造装置１１は、ヒータ５とヒータ５を収容する筐体４とを有し、筐体４の上部に上部開口６が形成され、かつ、筐体４の下部に下部開口７が形成される加熱炉２を備え、上部開口６から筐体４に導入した板状またはシート状の母材ガラスＧをヒータ５によって加熱して軟化させ、下部開口７から引き出しつつ引き延ばして、延伸成形法によりガラスリボンＲを製造するもの装置であって、加熱炉２において生じる上昇気流Ｘを冷却する冷却装置１３を備えるものである。
【００４６】
このような構成のガラスリボン製造装置１１によれば、母材ガラスＧの意図しない変形を防止することができ、これにより、ガラスリボンＲのうねりを確実に防止することができる。
【００４７】
尚、本発明に係るガラスリボン製造装置では、第一の実施形態に係るガラスリボン製造装置１で示した水冷式の冷却装置３と、第二の実施形態に係るガラスリボン製造装置１１で示した空冷式の冷却装置１３を適宜組み合わせて用いてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１    ガラスリボン製造装置（第一の実施形態）
２    加熱炉
３    冷却装置
４    筐体
５    ヒータ
６    上部開口
７    下部開口
１１  ガラスリボン製造装置（第二の実施形態）
１３  冷却装置
Ｇ    母材ガラス
Ｒ    ガラスリボン
【図１】
2017124948.tif 000003
【図２】
2017124948.tif 000004
【図３】
2017124948.tif 000005
【図４】
2017124948.tif 000006
【図５】
2017124948.tif 000007
【図６】
2017124948.tif 000008
【図７】
2017124948.tif 000009
【図８】
2017124948.tif 000010