ガラス板の製造方法
【課題】成形体において溶融ガラスを分流させて流下させた後、合流ポイントにおいて合流させてガラス板を成形し、鉛直方向下方に流下させ、歪みの少ない板ガラスの製造方法を提供する。
【解決手段】ガラス板Ｇの進行方向に対して、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・により複数個に分割した徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・を設ける、ガラス板Ｇの進行方向に対して順次温度が下がるように当該徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・毎に温度を制御するヒーターを設ける。断熱板部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、ガラス板Ｇに対向するように配置され、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・はその対向面が、ガラス板Ｇと断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・との間隔が実質的に均一になるように、ガラス板Ｇの板厚変動に対応した形状になっている。
【解決手段】ガラス板Ｇの進行方向に対して、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・により複数個に分割した徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・を設ける、ガラス板Ｇの進行方向に対して順次温度が下がるように当該徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・毎に温度を制御するヒーターを設ける。断熱板部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、ガラス板Ｇに対向するように配置され、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・はその対向面が、ガラス板Ｇと断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・との間隔が実質的に均一になるように、ガラス板Ｇの板厚変動に対応した形状になっている。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス板の製造方法の一つとして、ダウンドロー法が用いられている。ダウンドロー法では、成形体からオーバーフローした溶融ガラスが、分流して成形体の側面に沿って流下する。次に、溶融ガラスは、成形体の下端部で合流して、ガラス板に成形される。成形されたガラス板は、下方に搬送されながら徐冷される。徐冷工程において、ガラス板は、粘性域から粘弾性域を経て弾性域へと推移する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ダウンドロー法を用いるガラス板の製造装置では、一般的に、成形体から離れたガラス板が何物にも触れることなく冷却される空間である徐冷ゾーンが、断熱板によって複数の徐冷空間に区画される。断熱板は、徐冷空間の間の熱移動を抑え、各徐冷空間の雰囲気温度が所望の温度プロファイルになるように制御するために配置される。ここで、所望の温度プロファイルとは、徐冷ゾーンの各徐冷空間における、ガラス板に歪みが発生しないような温度分布を意味する。すなわち、断熱板によって、ガラス板は下方に搬送されながら各徐冷空間で所望の温度に調節される。従って、断熱板は、ガラス板を徐冷することで歪みの少ないガラス板を成形するために重要である。
【０００４】
しかし、徐冷ゾーンで徐冷されるガラス板の厚みは、一般的に、幅方向中央部より幅方向両端部の方が大きい。そのため、特許文献１（特開２００８―８８００５号公報）に開示されているように、一枚板で成形された一対の断熱板でガラス板を挟む場合、少なくとも、ガラス板の厚みが最も大きい幅方向両端部が断熱板に触れない程度に、一対の断熱板の間の隙間の大きさを設定する必要がある。しかし、この隙間が大きければ大きいほど、この隙間を介して徐冷空間の間で熱交換が行われやすくなるので、各徐冷空間の雰囲気温度を所望の温度プロファイルになるように制御することが難しくなるという問題が発生する。
【０００５】
このように、徐冷ゾーンを、断熱板によって複数の徐冷空間に区画して熱管理を行う技術は従来から行われている。
【０００６】
一方、近年、液晶表示装置用ガラス基板においては、ガラスの板厚偏差や、反り、歪等の要求されるスペック（品質）が厳しくなっている。
【０００７】
上述したように、ダウンドロー法においてガラス板を製造する場合、歪を低減するために、予め、各徐冷空間において所望の温度プロファイルが設計されており、設計された温度プロファイルとなるように、雰囲気の熱管理を行う。
【０００８】
近年の厳しい要求スペックを満たすためには、設計された温度プロファイルの精度を高める必要があり、そのため、熱管理の精度を高める必要がでてきた。
【０００９】
本発明の課題は、ダウンドロー法によってガラス板を製造するにあたり、熱管理の精度を高めることができるように改善されたガラス板製造装置および熱管理の精度を高めてガラス板を製造する方法を提供することである。
【００１０】
より具体的には、熱管理の精度を高めることによりガラス板の歪みを抑えることができるガラス板製造方法、そのガラス板製造方法を用いて製造されるガラス板、および、ガラス板の歪みを抑えることができるガラス板製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るガラス板の製造方法は、成形体において溶融ガラスを分流させて流下させた後、合流ポイントにおいて合流させてガラス板を成形し、鉛直方向下方に流下させる、ガラス板の製造方法である。このガラス板の製造方法では、ガラス板の進行方向に対して、断熱板により複数個に分割した室を設ける。また、このガラス板の製造方法では、ガラス板の進行方向に対して順次温度が下がるように当該室毎に室温度を制御するヒーターを設ける。また、断熱板は、ガラス板に対向するように配置され、断熱板はその対向面が、ガラス板と断熱板との間隔が実質的に均一になるように、ガラス板の板厚変動に対応した形状になっている。
【００１２】
ダウンドロー法によるガラス板の製造工程では、成形されたガラス板が徐冷される空間である徐冷ゾーンの雰囲気温度が、上方から下方へ向かって所望の温度プロファイルになっていることが望ましい。そのため、徐冷ゾーンは、一般的に、板状の断熱部材によって、鉛直方向に積層する複数の徐冷空間に区画されている。これにより、各徐冷空間の雰囲気温度が、所望の温度プロファイルになるように制御される。
【００１３】
本発明に係るガラス板の製造方法では、徐冷ゾーンの複数の高さ位置において、ガラス板の厚み方向両側に一対の断熱部材が設置され、各断熱部材は第１断熱板および第２断熱板から構成される。また、断熱部材とガラス板との間の隙間をできるだけ小さくできるように、第１断熱板および第２断熱板の少なくとも１つを、ガラス板の厚み方向（水平方向）に移動させることができる。例えば、厚みが大きいガラス板の幅方向両端部に対向する一対の第２断熱板の間の隙間より、厚みが小さいガラス板の幅方向中央部に対向する一対の第１断熱板の間の隙間を小さくする。これにより、一対の断熱部材の間の隙間の開口面積が小さくなるので、隣接する徐冷空間の間の熱移動をできるだけ抑えることができる。従って、本発明に係るガラス板の製造方法では、各徐冷空間の雰囲気温度が所望の温度プロファイルになるように制御することができるので、ガラス板を徐冷することで歪みの少ないガラス板を成形することができる。
【００１４】
また、本発明に係るガラス板製造方法では、断熱板はその対向面が、ガラス板と断熱板との間隔が近接するように、ガラス板の板厚変動に対応した形状になっていることが好ましい。この断熱板により、ガラス板と断熱板との間の隙間の開口面積がより効率的に小さくなるので、隣接する徐冷空間の間の熱移動をより効果的に抑えることができる。
【００１５】
また、本発明に係るガラス板製造方法では、ガラス板は、両端部が中央部より板厚が厚いことが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係るガラス板製造方法では、断熱板は、ガラス板の中央部と両端部に対応し、且つ独立した各部材を有していることが好ましい。
【００１７】
また、本発明に係るガラス板製造方法では、各部材は、ガラス板に対して離間接近することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、ダウンドロー法によってガラス板を製造するにあたり、熱管理の精度を高めることができるように改善されたガラス板製造装置および熱管理の精度を高めてガラス板を製造する方法を提供することができる。
【００１９】
より具体的には、ガラス板の歪みを抑えることができるガラス板製造方法、そのガラス板製造方法を用いて製造されるガラス板、および、ガラス板の歪みを抑えることができるガラス板製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ガラス板製造装置の概略構成図である。
【図２】成形装置の断面概略構成図である。
【図３】成形装置の側面概略構成図である。
【図４】断熱部材の上面概略図である。
【図５】断熱部材の側面概略図である。
【図６】ガラス板を挟む一対の断熱部材を平面視した場合の概略図である。
【図７】変形例Ｄにおける、断熱部材の側面概略図である。
【図８】変形例Ｉにおける、断熱部材の上面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（１）全体構成
最初に、本発明の実施形態に係るガラス板製造装置１００の概略構成について説明する。図１に示されるように、ガラス板製造装置１００は、溶解槽２００と、清澄槽３００と、成形装置４００とから構成される。溶解槽２００では、ガラスの原料が溶解され溶融ガラスが生成される。溶解槽２００で生成された溶融ガラスは、清澄槽３００へ送られる。清澄槽３００では、溶融ガラスに含有される気泡の除去が行われる。清澄槽３００で気泡が除去された溶融ガラスは、成形装置４００へ送られる。成形装置４００では、オーバーフローダウンドロー法によって、溶融ガラスからガラス板Ｇが連続的に成形される。その後、成形されたガラス板Ｇは、徐冷され、所定の大きさのガラス板に切断される。ガラス板は、液晶ディスプレイや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のガラス基板として用いられる。
【００２２】
次に、成形装置４００の詳細な構成について説明する。
【００２３】
（２）成形装置の詳細構成
成形装置４００は、成形体１０と、仕切り部材２０と、冷却ローラ３０と、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・と、送りローラ５０ａ，５０ｂ，・・・と、温度制御ユニット６０ａ，６０ｂ，・・・とから構成される。また、成形装置４００は、図２および図３に示されるように、仕切り部材２０より上方の空間である成形体収容部４１０と、仕切り部材２０直下の空間である成形ゾーン４２ａと、成形ゾーン４２ａの下方の空間である徐冷ゾーン４２０とを有する。徐冷ゾーン４２０は、複数の徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・を有する。成形ゾーン４２ａ、徐冷空間４２ｂ、徐冷空間４２ｃ、・・・は、この順番で鉛直方向上方から下方に向かって積層している。
【００２４】
（２−１）成形体
成形体１０は、図２に示されるように、略楔状の断面形状を有する部材である。成形体１０は、略楔状の尖端が下端に位置するように、成形体収容部４１０に配置される。図３に示されるように、成形体１０の上端面には、溝１２が形成されている。溝１２は、成形体１０の長手方向に形成されている。溝１２の一方の端部には、ガラス供給管１４が設けられている。溝１２は、ガラス供給管１４が設けられる一方の端部から他方の端部に近づくに従って、徐々に浅くなるように形成されている。
【００２５】
（２−２）仕切り部材
仕切り部材２０は、成形体１０の下端の近傍に配置される板状の断熱材である。仕切り部材２０は、その下端の高さ位置が、成形体１０の下端の高さ位置から、成形体１０の下端から５０ｍｍ下方の高さ位置までの範囲にくるように、配置されている。仕切り部材２０は、図２に示されるように、ガラス板Ｇの厚み方向両側に配置される。仕切り部材２０は、成形体収容部４１０と成形ゾーン４２ａとを仕切ることにより、成形体収容部４１０から成形ゾーン４２ａへの熱移動を抑制する。仕切り部材２０は、ガラス板Ｇと仕切り部材２０との間の間隔が１０ｍｍ〜５０ｍｍとなるように、位置があらかじめ調節されて配置されている。
【００２６】
断熱材である仕切り部材２０により、成形体収容部４１０と成形ゾーン４２ａとを仕切るのは、成形体収容部４１０と成形ゾーン４２ａとの各々において、空間内の温度について両空間が互いに影響しあわないように温度制御を行うためである。例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造においては、成形体収容部４１０を１２００〜１３００℃あるいはそれ以上の温度雰囲気保持、下部空間を４００〜７００℃（例えば、６００〜７００℃）の温度雰囲気に保持するためである。
【００２７】
例えば、液省ディスプレイ用ガラス基板の製造において、上部空間において１２００℃〜１３００℃あるいはそれ以上の温度雰囲気に保持するのは、溶融ガラスを低粘度の状態とし、溶融ガラスが成形体１０の表面に拡がって「濡れ」状態をつくり、成形体１０の表面上での溶融ガラス流の幅の縮小を防止するためである。
【００２８】
一方、例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造において下部空間を４００〜７００℃（例えば、６００℃〜７００℃）の温度雰囲気に保持するのは、成形体１０によって溶融ガラス流が合流した直後に、速やかに温度を下げて粘度を高めることにより、溶融ガラスに作用する表面直力による溶融ガラスの幅方向の収縮を抑制するためである。
【００２９】
（２−３）冷却ローラ
冷却ローラ３０は、成形ゾーン４２ａにおいて、仕切り部材２０の近傍に配置される。冷却ローラ３０は、ガラス板Ｇの厚み方向両側に配置される。
【００３０】
（２−４）断熱部材
断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、徐冷ゾーン４２０において、冷却ローラ３０の下方、かつ、ガラス板Ｇの厚み方向両側に配置される板状の断熱材である。断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、仕切り部材２０より下方の空間を仕切ることによって、成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・を形成する。例えば、図２に示されるように、断熱部材４０ａは、成形ゾーン４２ａと徐冷空間４２ｂとを形成し、断熱部材４０ｂは、徐冷空間４２ｂと徐冷空間４２ｃとを形成する。断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、上下の空間の間における熱移動を抑制する。例えば、断熱部材４０ａは、成形ゾーン４２ａと徐冷空間４２ｂとの間の熱移動を抑制し、断熱部材４０ｂは、徐冷空間４２ｂと徐冷空間４２ｃとの間の熱移動を抑制する。
【００３１】
各断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・と、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と、第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・とから構成される。第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、それぞれ、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・のガラス板Ｇ幅方向の両端に、近接配置される。例えば、断熱部材４０ｂでは、図４および図５に示されるように、第２断熱板４０ｂ２および第２断熱板４０ｂ３が、第１断熱板４０ｂ１のガラス板Ｇ幅方向の両端に隣接して配置される。第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・は、梁などで固定して配置されている。第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、ガラス板Ｇの厚み方向に沿って移動可能に配置されている。第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・を移動させることで、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・とガラス板Ｇとの間の距離を調節することができる。
【００３２】
本実施形態では、ガラス板Ｇと断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・との間の間隔が１０ｍｍ〜５０ｍｍとなるように、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・の位置があらかじめ固定され、かつ、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・の位置が調節される。
【００３３】
（２−５）送りローラ
送りローラ５０ａ，５０ｂ，・・・は、徐冷ゾーン４２０において、ガラス板Ｇの厚み方向両側に配置される。送りローラ５０ａ，５０ｂ，・・・は、それぞれ、徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・に配置される。例えば、送りローラ５０ａは徐冷空間４２ｂに配置され、送りローラ５０ｂは徐冷空間４２ｃに配置される。
【００３４】
（２−６）温度制御ユニット
温度制御ユニット６０ａ，６０ｂ，・・・は、それぞれ、成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・に配置され、成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・の雰囲気温度を測定し、制御する。温度制御ユニット６０ａ，６０ｂ，・・・は、ガラス板Ｇ近傍の雰囲気温度がガラス板Ｇの幅方向に所定の温度分布（以下、「温度プロファイル」という）を形成するように、成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・の雰囲気温度を制御する。
【００３５】
（３）動作
（３−１）
成形装置４００でガラス板Ｇが成形される過程について説明する。
【００３６】
溶解槽２００で生成され、清澄槽３００で気泡が除去された溶融ガラスは、成形装置４００の成形体収容部４１０に送られる。成形体収容部４１０では、ガラス供給管１４を介して、成形体１０の溝１２に溶融ガラスが供給される。溝１２に貯留されオーバーフローした溶融ガラスは、成形体１０の短手方向に分流して、成形体１０の両側面に沿いながら流下する。流下した溶融ガラスは、成形体１０の下端部で合流する。合流した溶融ガラスは、板状のガラス板Ｇに連続的に成形されて下方に流下する。
【００３７】
成形体収容部４１０で成形されたガラス板Ｇは、成形ゾーン４２ａおよび徐冷ゾーン４２０に送られる。
【００３８】
ガラス板Ｇは、徐冷ゾーン４２０の送りローラ５０ａ，５０ｂ，・・・によって引き下げられる。送りローラ５０ａ，５０ｂ，・・・によって引き下げられるガラス板Ｇは、その上流側の成形ゾーン４２ａにある、送りローラ５０ａ，５０ｂ，・・・よりも周速が遅く設定され、かつ冷却された金属製の冷却ローラ３０で、その両端近くのみを挟持されることによって、ガラス板Ｇ自体の表面張力と、送りローラ５０ａ，５０ｂ，・・・による下方への張力によって、その板幅が縮まろうとするのをある程度抑制される。
【００３９】
成形ゾーン４２ａおよび徐冷ゾーン４２０では、温度制御ユニット６０ａ，６０ｂ，・・・によって、成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・の温度プロファイルが制御される。具体的には、成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・の雰囲気温度が測定されて、所定の温度プロファイルが達成されるように、成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・の雰囲気温度が制御される。
【００４０】
具体的には、成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・において、ガラス板Ｇの幅方向において、所定の温度プロファイルとすることにより、ガラス板Ｇの板厚を均一化し、反り、歪を低減することができる。
【００４１】
例えば、歪みを低減するためには、成形体収容部４１０および成形ゾーン４２ａで成形されたガラス板Ｇは、徐冷ゾーン４２０で均一に徐冷されることが好ましい。
【００４２】
また、成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・において、ガラス板Ｇの流れ方向において、所定の温度プロファイルとすることにより、ガラス板Ｇの熱収縮率を低減することができる。
【００４３】
（３−２）
第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・を、ガラス板Ｇの厚み方向に沿って移動させる過程について説明する。図６は、一例として、徐冷ゾーン４２０で徐冷されるガラス板Ｇを挟む一対の断熱部材４０ｂを平面視した図である。以下、断熱部材４０ｂについて説明するが、この説明は、各断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・に適応できる。
【００４４】
徐冷空間４２ｂ，４２ｃの間の熱移動を抑えるために、断熱部材４０ｂとガラス板Ｇとの間の隙間をできるだけ小さくすることが望ましい。しかし、徐冷ゾーン４２０で徐冷されるガラス板Ｇは、幅方向の両端部が膨らんだ断面形状を有している。本実施形態では、図６に示されるように、第１断熱板４０ｂ１を、ガラス板Ｇの厚みに応じてガラス板Ｇにできるだけ接近するように固定すると共に、第２断熱板４０ｂ２，４０ｂ３を、ガラス板Ｇの幅方向両端部の形状に応じてガラス板Ｇにできるだけ接近するように移動させる。すなわち、ガラス板Ｇの断面形状に応じて、第２断熱板４０ｂ２，４０ｂ３の位置を調節することで、断熱部材４０ｂとガラス板Ｇとの間の隙間をできるだけ小さくする。具体的には、厚みが大きいガラス板Ｇの幅方向両端部に対向する一対の第２断熱板４０ｂ２，４０ｂ３の間の隙間より、厚みが小さいガラス板Ｇの幅方向中央部に対向する一対の第１断熱板４０ｂ１の間の隙間の方が小さくなるように、第２断熱板４０ｂ２，４０ｂ３の位置を調節する。これにより、一対の断熱部材４０ｂの間の隙間の開口面積を小さくすることができる。
【００４５】
（４）特徴
本実施形態に係るガラス板製造装置１００では、各断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・と、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と、第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・とから構成される。第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・は固定して配置され、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は水平方向に移動可能に配置される。
【００４６】
徐冷ゾーン４２０で徐冷されるガラス板Ｇの厚みは、ガラス板Ｇの幅方向で異なる。一般的に、ガラス板Ｇの幅方向両端部の厚みは、幅方向中央部の厚みよりも大きい。第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・は、ガラス板Ｇの幅方向中央部の表面と対向するように配置される。第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、それぞれ、ガラス板Ｇの幅方向両端部の表面と対向するように配置される。第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・は、ガラス板Ｇの厚さに応じて予め固定され、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、ガラス板Ｇの幅方向両端部の形状に応じて移動される。具体的には、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・とガラス板Ｇとの間の隙間ができるだけ小さくなるように、水平方向に位置が調節される。これにより、一対の断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・の間の隙間の開口面積をできるだけ小さくすることができるので、隣接する成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・の間の熱移動を効率的に抑えることができる。
【００４７】
従って、本実施形態に係るガラス板製造装置１００では、各徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・の雰囲気温度が所望の温度プロファイルになるように制御することができるので、ガラス板を効果的に徐冷することができる。すなわち、本実施形態に係るガラス板製造装置１００では、ガラス板の歪みを抑えることができる。
【００４８】
（５）変形例
（５−１）変形例Ａ
本実施形態では、オーバーフローダウンドロー法を用いてガラス板Ｇを成形する成形装置４００を備えるガラス板製造装置１００について説明したが、ガラス板製造装置１００は、スロットダウンドロー法を用いてガラス板を成形する成形装置を備えてもよい。
【００４９】
（５−２）変形例Ｂ
本実施形態では、成形装置４００は、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・を備えているが、成形されるガラス板Ｇの厚みが一定になるように、成形体１０に供給される溶融ガラスの流量を制御するガラス流量制御機構をさらに備えてもよい。
【００５０】
本変形例では、成形装置４００で成形されたガラス板Ｇの重量を測定することによって、成形体１０に供給される溶融ガラスの流量が算出される。ガラス流量制御機構は、算出された溶融ガラスの流量が設定量の範囲を外れた場合に、成形装置４００に設置されている図示されない溶融ガラス供給管の温度を変更することで溶融ガラスの流量を制御する。例えば、ガラス流量制御機構は、溶融ガラスの流量が設定量の範囲の下限値を下回った場合に、溶融ガラス供給管の温度を上げる。これにより、溶融ガラス供給管内の溶融ガラスの粘度が低下するので、成形体１０に供給される溶融ガラスの流量が増加する。反対に、ガラス流量制御機構は、溶融ガラスの流量が設定量の範囲の上限値を上回った場合に、溶融ガラス供給管の温度を下げる。これにより、溶融ガラス供給管内の溶融ガラスの粘度が上昇するので、成形体１０に供給される溶融ガラスの流量が減少する。ここで、溶融ガラス供給管の温度を変更する方法として、例えば、溶融ガラス供給管に電流を流して通電させて、溶融ガラス供給管を発熱することで、溶融ガラス供給管の温度を制御する方法が挙げられる。このように、ガラス流量制御機構は、溶融ガラス供給管の温度を調節することで、成形体１０に供給される溶融ガラスの流量を制御する。従って、本変形例では、溶融ガラスの流量を一定に保つことができるので、成形されるガラス板Ｇの厚みや幅を一定にすることができる。
【００５１】
（５−３）変形例Ｃ
本実施形態の変形例Ｃでは、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・およびガラス流量制御機構を備える成形装置４００について説明したが、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・を備えないが、ガラス流量制御機構を備える成形装置を用いてガラス板Ｇを成形してもよい。
【００５２】
（５−４）変形例Ｄ
本実施形態では、図５に示されるように、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、それぞれ、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・のガラス板Ｇ幅方向の両端に隣接して配置されているが、図７に示されるように、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、それぞれ、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・のガラス板Ｇ幅方向の両端部と、一部が重なり合うように配置されてもよい。
【００５３】
（５−５）変形例Ｅ
本実施形態では、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・は固定して配置され、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・はガラス板Ｇの厚み方向に沿って移動可能に配置されるが、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・の少なくとも１つが、ガラス板Ｇの厚み方向に沿って移動可能に配置されていればよく、例えば、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・が固定して配置され、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・が移動可能に配置されてもよい。
【００５４】
（５−６）変形例Ｆ
本実施形態では、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、それぞれ、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・と、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と、第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・との３枚の断熱板から構成されているが、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、５枚または７枚など、より多くの断熱板から構成されていてもよい。
【００５５】
本変形例では、ガラス板Ｇの断面形状に応じて、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・の形状をより詳細に変更することができる。これにより、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・とガラス板Ｇとの間の隙間をより小さくすることができ、隣接する徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・の間の熱移動をより効率的に抑えることができる。従って、本変形例では、ガラス板Ｇの幅方向の収縮をより効率的に抑えることができる。
【００５６】
（５−７）変形例Ｇ
本実施形態では、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、それぞれ、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・と、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と、第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・との３枚の断熱板から構成されているが、同様に、仕切り部材２０も、複数の板状の部品から構成され、かつ、一部の部品がガラス板Ｇの厚み方向に移動可能に配置されてもよい。
【００５７】
本変形例では、成形体収容部４１０を下方に送られるガラス板Ｇの断面形状に応じて、仕切り部材２０の形状を変更することができる。例えば、仕切り部材２０とガラス板Ｇとの間の隙間をできるだけ小さくするために、仕切り部材２０を構成する一部の部品をガラス板Ｇの厚み方向に移動させる。これにより、仕切り部材２０に隣接する成形体収容部４１０と徐冷空間４２ａとの間の熱移動を抑制することができる。従って、本変形例では、ガラス板Ｇの幅方向の収縮をより効率的に抑えることができる。
【００５８】
（５−８）変形例Ｈ
本実施形態では、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、それぞれ、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・と、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と、第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・との３枚の断熱板から構成されているが、ガラス板Ｇの板厚変動に対応した１枚の仕切り板から構成されていてもよい。
【００５９】
（５−９）変形例Ｉ
本実施形態では、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、それぞれ、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・と、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と、第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・との３枚の断熱板から構成され、かつ、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、ガラス板Ｇの幅方向両端部の表面と対向するように配置されているが、図６に示すように、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、ガラス板Ｇの幅を超えて配置されているので、ガラス板Ｇが流下しない部分は、一対の第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・（又は、第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・）の端面に挟まれた空間となっている。そこで、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、この空間を低減するように、さらに、２枚の断熱小板から構成されていてもよい。
【００６０】
本変形例では、図８に示されるように、断熱部材１４０ａ（以下、他の断熱部材に関しても同様である。）は、１枚の第１断熱板１４０ａ１と２枚の第２断熱板１４０ａ２，１４０ａ３とから構成され、かつ、第２断熱板１４０ａ２は、さらに、第１断熱小板１４０ａ２１と第２断熱小板１４０ａ２２とから構成され、かつ、第２断熱板１４０ａ３は、さらに、第１断熱小板１４０ａ３１と第２断熱小板１４０ａ３２とから構成される。第２断熱板１４０ａ２において、第１断熱小板１４０ａ２１は、第２断熱小板１４０ａ２２と、ガラス板Ｇの幅方向に連結されている。また、第１断熱小板１４０ａ２１は、第１断熱板１４０ａ１と、ガラス板Ｇの幅方向に連結されている。すなわち、第１断熱小板１４０ａ２１は、第１断熱板１４０ａ１と、第２断熱小板１４０ａ２２との間に配置される。第２断熱板１４０ａ３に関しても、第２断熱板１４０ａ２と同様に、第１断熱小板１４０ａ３１は、第１断熱板１４０ａ１と、第２断熱小板１４０ａ３２との間に配置される。
【００６１】
本変形例では、図８に示されるように、第２断熱板１４０ａ２，１４０ａ３の第１断熱小板１４０ａ２１，１４０ａ３１は、ガラス板Ｇの幅方向両端部の表面と対向するように配置される。また、第２断熱板１４０ａ２，１４０ａ３の第２断熱小板１４０ａ２２，１４０ａ３２の一方は、他方の第２断熱小板１４０ａ２２，１４０ａ３２と対向するように配置される。具体的には、一対の第２断熱小板１４０ａ２２（又は、一対の第２断熱小板１４０ａ３２）は、互いの端面が接している状態、又は、互いの端面が非常に近接している状態で配置される。これにより、一対の断熱部材１４０ａとガラス板Ｇとの間の隙間の開口面積をより効果的に小さくすることができるので、隣接する徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・の間の熱移動をより効率的に抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係るガラス板の製造方法は、ガラス板の歪みを抑えることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 成形体
１２ 溝
１４ ガラス供給管
２０ 仕切り部材
３０ 冷却ローラ
４０ａ，４０ｂ，・・・ 断熱部材
４０ａ１，４０ｂ１，・・・ 第１断熱板
４０ａ２，４０ｂ２，・・・ 第２断熱板
４０ａ３，４０ｂ３，・・・ 第２断熱板
４２ａ 成形ゾーン
４２ｂ，４２ｃ，・・・ 徐冷空間
５０ａ，５０ｂ，・・・ 送りローラ
６０ａ，６０ｂ，・・・ 温度制御ユニット
１００ ガラス板製造装置
２００ 溶解槽
３００ 清澄槽
４００ 成形装置
４１０ 成形体収容部
４２０ 徐冷ゾーン
Ｇ ガラス板
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６４】
【特許文献１】特開２００８―８８００５号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス板の製造方法の一つとして、ダウンドロー法が用いられている。ダウンドロー法では、成形体からオーバーフローした溶融ガラスが、分流して成形体の側面に沿って流下する。次に、溶融ガラスは、成形体の下端部で合流して、ガラス板に成形される。成形されたガラス板は、下方に搬送されながら徐冷される。徐冷工程において、ガラス板は、粘性域から粘弾性域を経て弾性域へと推移する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ダウンドロー法を用いるガラス板の製造装置では、一般的に、成形体から離れたガラス板が何物にも触れることなく冷却される空間である徐冷ゾーンが、断熱板によって複数の徐冷空間に区画される。断熱板は、徐冷空間の間の熱移動を抑え、各徐冷空間の雰囲気温度が所望の温度プロファイルになるように制御するために配置される。ここで、所望の温度プロファイルとは、徐冷ゾーンの各徐冷空間における、ガラス板に歪みが発生しないような温度分布を意味する。すなわち、断熱板によって、ガラス板は下方に搬送されながら各徐冷空間で所望の温度に調節される。従って、断熱板は、ガラス板を徐冷することで歪みの少ないガラス板を成形するために重要である。
【０００４】
しかし、徐冷ゾーンで徐冷されるガラス板の厚みは、一般的に、幅方向中央部より幅方向両端部の方が大きい。そのため、特許文献１（特開２００８―８８００５号公報）に開示されているように、一枚板で成形された一対の断熱板でガラス板を挟む場合、少なくとも、ガラス板の厚みが最も大きい幅方向両端部が断熱板に触れない程度に、一対の断熱板の間の隙間の大きさを設定する必要がある。しかし、この隙間が大きければ大きいほど、この隙間を介して徐冷空間の間で熱交換が行われやすくなるので、各徐冷空間の雰囲気温度を所望の温度プロファイルになるように制御することが難しくなるという問題が発生する。
【０００５】
このように、徐冷ゾーンを、断熱板によって複数の徐冷空間に区画して熱管理を行う技術は従来から行われている。
【０００６】
一方、近年、液晶表示装置用ガラス基板においては、ガラスの板厚偏差や、反り、歪等の要求されるスペック（品質）が厳しくなっている。
【０００７】
上述したように、ダウンドロー法においてガラス板を製造する場合、歪を低減するために、予め、各徐冷空間において所望の温度プロファイルが設計されており、設計された温度プロファイルとなるように、雰囲気の熱管理を行う。
【０００８】
近年の厳しい要求スペックを満たすためには、設計された温度プロファイルの精度を高める必要があり、そのため、熱管理の精度を高める必要がでてきた。
【０００９】
本発明の課題は、ダウンドロー法によってガラス板を製造するにあたり、熱管理の精度を高めることができるように改善されたガラス板製造装置および熱管理の精度を高めてガラス板を製造する方法を提供することである。
【００１０】
より具体的には、熱管理の精度を高めることによりガラス板の歪みを抑えることができるガラス板製造方法、そのガラス板製造方法を用いて製造されるガラス板、および、ガラス板の歪みを抑えることができるガラス板製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るガラス板の製造方法は、成形体において溶融ガラスを分流させて流下させた後、合流ポイントにおいて合流させてガラス板を成形し、鉛直方向下方に流下させる、ガラス板の製造方法である。このガラス板の製造方法では、ガラス板の進行方向に対して、断熱板により複数個に分割した室を設ける。また、このガラス板の製造方法では、ガラス板の進行方向に対して順次温度が下がるように当該室毎に室温度を制御するヒーターを設ける。また、断熱板は、ガラス板に対向するように配置され、断熱板はその対向面が、ガラス板と断熱板との間隔が実質的に均一になるように、ガラス板の板厚変動に対応した形状になっている。
【００１２】
ダウンドロー法によるガラス板の製造工程では、成形されたガラス板が徐冷される空間である徐冷ゾーンの雰囲気温度が、上方から下方へ向かって所望の温度プロファイルになっていることが望ましい。そのため、徐冷ゾーンは、一般的に、板状の断熱部材によって、鉛直方向に積層する複数の徐冷空間に区画されている。これにより、各徐冷空間の雰囲気温度が、所望の温度プロファイルになるように制御される。
【００１３】
本発明に係るガラス板の製造方法では、徐冷ゾーンの複数の高さ位置において、ガラス板の厚み方向両側に一対の断熱部材が設置され、各断熱部材は第１断熱板および第２断熱板から構成される。また、断熱部材とガラス板との間の隙間をできるだけ小さくできるように、第１断熱板および第２断熱板の少なくとも１つを、ガラス板の厚み方向（水平方向）に移動させることができる。例えば、厚みが大きいガラス板の幅方向両端部に対向する一対の第２断熱板の間の隙間より、厚みが小さいガラス板の幅方向中央部に対向する一対の第１断熱板の間の隙間を小さくする。これにより、一対の断熱部材の間の隙間の開口面積が小さくなるので、隣接する徐冷空間の間の熱移動をできるだけ抑えることができる。従って、本発明に係るガラス板の製造方法では、各徐冷空間の雰囲気温度が所望の温度プロファイルになるように制御することができるので、ガラス板を徐冷することで歪みの少ないガラス板を成形することができる。
【００１４】
また、本発明に係るガラス板製造方法では、断熱板はその対向面が、ガラス板と断熱板との間隔が近接するように、ガラス板の板厚変動に対応した形状になっていることが好ましい。この断熱板により、ガラス板と断熱板との間の隙間の開口面積がより効率的に小さくなるので、隣接する徐冷空間の間の熱移動をより効果的に抑えることができる。
【００１５】
また、本発明に係るガラス板製造方法では、ガラス板は、両端部が中央部より板厚が厚いことが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係るガラス板製造方法では、断熱板は、ガラス板の中央部と両端部に対応し、且つ独立した各部材を有していることが好ましい。
【００１７】
また、本発明に係るガラス板製造方法では、各部材は、ガラス板に対して離間接近することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、ダウンドロー法によってガラス板を製造するにあたり、熱管理の精度を高めることができるように改善されたガラス板製造装置および熱管理の精度を高めてガラス板を製造する方法を提供することができる。
【００１９】
より具体的には、ガラス板の歪みを抑えることができるガラス板製造方法、そのガラス板製造方法を用いて製造されるガラス板、および、ガラス板の歪みを抑えることができるガラス板製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ガラス板製造装置の概略構成図である。
【図２】成形装置の断面概略構成図である。
【図３】成形装置の側面概略構成図である。
【図４】断熱部材の上面概略図である。
【図５】断熱部材の側面概略図である。
【図６】ガラス板を挟む一対の断熱部材を平面視した場合の概略図である。
【図７】変形例Ｄにおける、断熱部材の側面概略図である。
【図８】変形例Ｉにおける、断熱部材の上面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（１）全体構成
最初に、本発明の実施形態に係るガラス板製造装置１００の概略構成について説明する。図１に示されるように、ガラス板製造装置１００は、溶解槽２００と、清澄槽３００と、成形装置４００とから構成される。溶解槽２００では、ガラスの原料が溶解され溶融ガラスが生成される。溶解槽２００で生成された溶融ガラスは、清澄槽３００へ送られる。清澄槽３００では、溶融ガラスに含有される気泡の除去が行われる。清澄槽３００で気泡が除去された溶融ガラスは、成形装置４００へ送られる。成形装置４００では、オーバーフローダウンドロー法によって、溶融ガラスからガラス板Ｇが連続的に成形される。その後、成形されたガラス板Ｇは、徐冷され、所定の大きさのガラス板に切断される。ガラス板は、液晶ディスプレイや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のガラス基板として用いられる。
【００２２】
次に、成形装置４００の詳細な構成について説明する。
【００２３】
（２）成形装置の詳細構成
成形装置４００は、成形体１０と、仕切り部材２０と、冷却ローラ３０と、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・と、送りローラ５０ａ，５０ｂ，・・・と、温度制御ユニット６０ａ，６０ｂ，・・・とから構成される。また、成形装置４００は、図２および図３に示されるように、仕切り部材２０より上方の空間である成形体収容部４１０と、仕切り部材２０直下の空間である成形ゾーン４２ａと、成形ゾーン４２ａの下方の空間である徐冷ゾーン４２０とを有する。徐冷ゾーン４２０は、複数の徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・を有する。成形ゾーン４２ａ、徐冷空間４２ｂ、徐冷空間４２ｃ、・・・は、この順番で鉛直方向上方から下方に向かって積層している。
【００２４】
（２−１）成形体
成形体１０は、図２に示されるように、略楔状の断面形状を有する部材である。成形体１０は、略楔状の尖端が下端に位置するように、成形体収容部４１０に配置される。図３に示されるように、成形体１０の上端面には、溝１２が形成されている。溝１２は、成形体１０の長手方向に形成されている。溝１２の一方の端部には、ガラス供給管１４が設けられている。溝１２は、ガラス供給管１４が設けられる一方の端部から他方の端部に近づくに従って、徐々に浅くなるように形成されている。
【００２５】
（２−２）仕切り部材
仕切り部材２０は、成形体１０の下端の近傍に配置される板状の断熱材である。仕切り部材２０は、その下端の高さ位置が、成形体１０の下端の高さ位置から、成形体１０の下端から５０ｍｍ下方の高さ位置までの範囲にくるように、配置されている。仕切り部材２０は、図２に示されるように、ガラス板Ｇの厚み方向両側に配置される。仕切り部材２０は、成形体収容部４１０と成形ゾーン４２ａとを仕切ることにより、成形体収容部４１０から成形ゾーン４２ａへの熱移動を抑制する。仕切り部材２０は、ガラス板Ｇと仕切り部材２０との間の間隔が１０ｍｍ〜５０ｍｍとなるように、位置があらかじめ調節されて配置されている。
【００２６】
断熱材である仕切り部材２０により、成形体収容部４１０と成形ゾーン４２ａとを仕切るのは、成形体収容部４１０と成形ゾーン４２ａとの各々において、空間内の温度について両空間が互いに影響しあわないように温度制御を行うためである。例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造においては、成形体収容部４１０を１２００〜１３００℃あるいはそれ以上の温度雰囲気保持、下部空間を４００〜７００℃（例えば、６００〜７００℃）の温度雰囲気に保持するためである。
【００２７】
例えば、液省ディスプレイ用ガラス基板の製造において、上部空間において１２００℃〜１３００℃あるいはそれ以上の温度雰囲気に保持するのは、溶融ガラスを低粘度の状態とし、溶融ガラスが成形体１０の表面に拡がって「濡れ」状態をつくり、成形体１０の表面上での溶融ガラス流の幅の縮小を防止するためである。
【００２８】
一方、例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造において下部空間を４００〜７００℃（例えば、６００℃〜７００℃）の温度雰囲気に保持するのは、成形体１０によって溶融ガラス流が合流した直後に、速やかに温度を下げて粘度を高めることにより、溶融ガラスに作用する表面直力による溶融ガラスの幅方向の収縮を抑制するためである。
【００２９】
（２−３）冷却ローラ
冷却ローラ３０は、成形ゾーン４２ａにおいて、仕切り部材２０の近傍に配置される。冷却ローラ３０は、ガラス板Ｇの厚み方向両側に配置される。
【００３０】
（２−４）断熱部材
断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、徐冷ゾーン４２０において、冷却ローラ３０の下方、かつ、ガラス板Ｇの厚み方向両側に配置される板状の断熱材である。断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、仕切り部材２０より下方の空間を仕切ることによって、成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・を形成する。例えば、図２に示されるように、断熱部材４０ａは、成形ゾーン４２ａと徐冷空間４２ｂとを形成し、断熱部材４０ｂは、徐冷空間４２ｂと徐冷空間４２ｃとを形成する。断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、上下の空間の間における熱移動を抑制する。例えば、断熱部材４０ａは、成形ゾーン４２ａと徐冷空間４２ｂとの間の熱移動を抑制し、断熱部材４０ｂは、徐冷空間４２ｂと徐冷空間４２ｃとの間の熱移動を抑制する。
【００３１】
各断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・と、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と、第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・とから構成される。第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、それぞれ、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・のガラス板Ｇ幅方向の両端に、近接配置される。例えば、断熱部材４０ｂでは、図４および図５に示されるように、第２断熱板４０ｂ２および第２断熱板４０ｂ３が、第１断熱板４０ｂ１のガラス板Ｇ幅方向の両端に隣接して配置される。第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・は、梁などで固定して配置されている。第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、ガラス板Ｇの厚み方向に沿って移動可能に配置されている。第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・を移動させることで、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・とガラス板Ｇとの間の距離を調節することができる。
【００３２】
本実施形態では、ガラス板Ｇと断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・との間の間隔が１０ｍｍ〜５０ｍｍとなるように、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・の位置があらかじめ固定され、かつ、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・の位置が調節される。
【００３３】
（２−５）送りローラ
送りローラ５０ａ，５０ｂ，・・・は、徐冷ゾーン４２０において、ガラス板Ｇの厚み方向両側に配置される。送りローラ５０ａ，５０ｂ，・・・は、それぞれ、徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・に配置される。例えば、送りローラ５０ａは徐冷空間４２ｂに配置され、送りローラ５０ｂは徐冷空間４２ｃに配置される。
【００３４】
（２−６）温度制御ユニット
温度制御ユニット６０ａ，６０ｂ，・・・は、それぞれ、成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・に配置され、成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・の雰囲気温度を測定し、制御する。温度制御ユニット６０ａ，６０ｂ，・・・は、ガラス板Ｇ近傍の雰囲気温度がガラス板Ｇの幅方向に所定の温度分布（以下、「温度プロファイル」という）を形成するように、成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・の雰囲気温度を制御する。
【００３５】
（３）動作
（３−１）
成形装置４００でガラス板Ｇが成形される過程について説明する。
【００３６】
溶解槽２００で生成され、清澄槽３００で気泡が除去された溶融ガラスは、成形装置４００の成形体収容部４１０に送られる。成形体収容部４１０では、ガラス供給管１４を介して、成形体１０の溝１２に溶融ガラスが供給される。溝１２に貯留されオーバーフローした溶融ガラスは、成形体１０の短手方向に分流して、成形体１０の両側面に沿いながら流下する。流下した溶融ガラスは、成形体１０の下端部で合流する。合流した溶融ガラスは、板状のガラス板Ｇに連続的に成形されて下方に流下する。
【００３７】
成形体収容部４１０で成形されたガラス板Ｇは、成形ゾーン４２ａおよび徐冷ゾーン４２０に送られる。
【００３８】
ガラス板Ｇは、徐冷ゾーン４２０の送りローラ５０ａ，５０ｂ，・・・によって引き下げられる。送りローラ５０ａ，５０ｂ，・・・によって引き下げられるガラス板Ｇは、その上流側の成形ゾーン４２ａにある、送りローラ５０ａ，５０ｂ，・・・よりも周速が遅く設定され、かつ冷却された金属製の冷却ローラ３０で、その両端近くのみを挟持されることによって、ガラス板Ｇ自体の表面張力と、送りローラ５０ａ，５０ｂ，・・・による下方への張力によって、その板幅が縮まろうとするのをある程度抑制される。
【００３９】
成形ゾーン４２ａおよび徐冷ゾーン４２０では、温度制御ユニット６０ａ，６０ｂ，・・・によって、成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・の温度プロファイルが制御される。具体的には、成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・の雰囲気温度が測定されて、所定の温度プロファイルが達成されるように、成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・の雰囲気温度が制御される。
【００４０】
具体的には、成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・において、ガラス板Ｇの幅方向において、所定の温度プロファイルとすることにより、ガラス板Ｇの板厚を均一化し、反り、歪を低減することができる。
【００４１】
例えば、歪みを低減するためには、成形体収容部４１０および成形ゾーン４２ａで成形されたガラス板Ｇは、徐冷ゾーン４２０で均一に徐冷されることが好ましい。
【００４２】
また、成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・において、ガラス板Ｇの流れ方向において、所定の温度プロファイルとすることにより、ガラス板Ｇの熱収縮率を低減することができる。
【００４３】
（３−２）
第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・を、ガラス板Ｇの厚み方向に沿って移動させる過程について説明する。図６は、一例として、徐冷ゾーン４２０で徐冷されるガラス板Ｇを挟む一対の断熱部材４０ｂを平面視した図である。以下、断熱部材４０ｂについて説明するが、この説明は、各断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・に適応できる。
【００４４】
徐冷空間４２ｂ，４２ｃの間の熱移動を抑えるために、断熱部材４０ｂとガラス板Ｇとの間の隙間をできるだけ小さくすることが望ましい。しかし、徐冷ゾーン４２０で徐冷されるガラス板Ｇは、幅方向の両端部が膨らんだ断面形状を有している。本実施形態では、図６に示されるように、第１断熱板４０ｂ１を、ガラス板Ｇの厚みに応じてガラス板Ｇにできるだけ接近するように固定すると共に、第２断熱板４０ｂ２，４０ｂ３を、ガラス板Ｇの幅方向両端部の形状に応じてガラス板Ｇにできるだけ接近するように移動させる。すなわち、ガラス板Ｇの断面形状に応じて、第２断熱板４０ｂ２，４０ｂ３の位置を調節することで、断熱部材４０ｂとガラス板Ｇとの間の隙間をできるだけ小さくする。具体的には、厚みが大きいガラス板Ｇの幅方向両端部に対向する一対の第２断熱板４０ｂ２，４０ｂ３の間の隙間より、厚みが小さいガラス板Ｇの幅方向中央部に対向する一対の第１断熱板４０ｂ１の間の隙間の方が小さくなるように、第２断熱板４０ｂ２，４０ｂ３の位置を調節する。これにより、一対の断熱部材４０ｂの間の隙間の開口面積を小さくすることができる。
【００４５】
（４）特徴
本実施形態に係るガラス板製造装置１００では、各断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・と、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と、第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・とから構成される。第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・は固定して配置され、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は水平方向に移動可能に配置される。
【００４６】
徐冷ゾーン４２０で徐冷されるガラス板Ｇの厚みは、ガラス板Ｇの幅方向で異なる。一般的に、ガラス板Ｇの幅方向両端部の厚みは、幅方向中央部の厚みよりも大きい。第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・は、ガラス板Ｇの幅方向中央部の表面と対向するように配置される。第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、それぞれ、ガラス板Ｇの幅方向両端部の表面と対向するように配置される。第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・は、ガラス板Ｇの厚さに応じて予め固定され、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、ガラス板Ｇの幅方向両端部の形状に応じて移動される。具体的には、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・とガラス板Ｇとの間の隙間ができるだけ小さくなるように、水平方向に位置が調節される。これにより、一対の断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・の間の隙間の開口面積をできるだけ小さくすることができるので、隣接する成形ゾーン４２ａおよび徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・の間の熱移動を効率的に抑えることができる。
【００４７】
従って、本実施形態に係るガラス板製造装置１００では、各徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・の雰囲気温度が所望の温度プロファイルになるように制御することができるので、ガラス板を効果的に徐冷することができる。すなわち、本実施形態に係るガラス板製造装置１００では、ガラス板の歪みを抑えることができる。
【００４８】
（５）変形例
（５−１）変形例Ａ
本実施形態では、オーバーフローダウンドロー法を用いてガラス板Ｇを成形する成形装置４００を備えるガラス板製造装置１００について説明したが、ガラス板製造装置１００は、スロットダウンドロー法を用いてガラス板を成形する成形装置を備えてもよい。
【００４９】
（５−２）変形例Ｂ
本実施形態では、成形装置４００は、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・を備えているが、成形されるガラス板Ｇの厚みが一定になるように、成形体１０に供給される溶融ガラスの流量を制御するガラス流量制御機構をさらに備えてもよい。
【００５０】
本変形例では、成形装置４００で成形されたガラス板Ｇの重量を測定することによって、成形体１０に供給される溶融ガラスの流量が算出される。ガラス流量制御機構は、算出された溶融ガラスの流量が設定量の範囲を外れた場合に、成形装置４００に設置されている図示されない溶融ガラス供給管の温度を変更することで溶融ガラスの流量を制御する。例えば、ガラス流量制御機構は、溶融ガラスの流量が設定量の範囲の下限値を下回った場合に、溶融ガラス供給管の温度を上げる。これにより、溶融ガラス供給管内の溶融ガラスの粘度が低下するので、成形体１０に供給される溶融ガラスの流量が増加する。反対に、ガラス流量制御機構は、溶融ガラスの流量が設定量の範囲の上限値を上回った場合に、溶融ガラス供給管の温度を下げる。これにより、溶融ガラス供給管内の溶融ガラスの粘度が上昇するので、成形体１０に供給される溶融ガラスの流量が減少する。ここで、溶融ガラス供給管の温度を変更する方法として、例えば、溶融ガラス供給管に電流を流して通電させて、溶融ガラス供給管を発熱することで、溶融ガラス供給管の温度を制御する方法が挙げられる。このように、ガラス流量制御機構は、溶融ガラス供給管の温度を調節することで、成形体１０に供給される溶融ガラスの流量を制御する。従って、本変形例では、溶融ガラスの流量を一定に保つことができるので、成形されるガラス板Ｇの厚みや幅を一定にすることができる。
【００５１】
（５−３）変形例Ｃ
本実施形態の変形例Ｃでは、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・およびガラス流量制御機構を備える成形装置４００について説明したが、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・を備えないが、ガラス流量制御機構を備える成形装置を用いてガラス板Ｇを成形してもよい。
【００５２】
（５−４）変形例Ｄ
本実施形態では、図５に示されるように、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、それぞれ、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・のガラス板Ｇ幅方向の両端に隣接して配置されているが、図７に示されるように、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、それぞれ、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・のガラス板Ｇ幅方向の両端部と、一部が重なり合うように配置されてもよい。
【００５３】
（５−５）変形例Ｅ
本実施形態では、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・は固定して配置され、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・はガラス板Ｇの厚み方向に沿って移動可能に配置されるが、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・の少なくとも１つが、ガラス板Ｇの厚み方向に沿って移動可能に配置されていればよく、例えば、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・が固定して配置され、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・が移動可能に配置されてもよい。
【００５４】
（５−６）変形例Ｆ
本実施形態では、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、それぞれ、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・と、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と、第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・との３枚の断熱板から構成されているが、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、５枚または７枚など、より多くの断熱板から構成されていてもよい。
【００５５】
本変形例では、ガラス板Ｇの断面形状に応じて、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・の形状をより詳細に変更することができる。これにより、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・とガラス板Ｇとの間の隙間をより小さくすることができ、隣接する徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・の間の熱移動をより効率的に抑えることができる。従って、本変形例では、ガラス板Ｇの幅方向の収縮をより効率的に抑えることができる。
【００５６】
（５−７）変形例Ｇ
本実施形態では、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、それぞれ、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・と、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と、第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・との３枚の断熱板から構成されているが、同様に、仕切り部材２０も、複数の板状の部品から構成され、かつ、一部の部品がガラス板Ｇの厚み方向に移動可能に配置されてもよい。
【００５７】
本変形例では、成形体収容部４１０を下方に送られるガラス板Ｇの断面形状に応じて、仕切り部材２０の形状を変更することができる。例えば、仕切り部材２０とガラス板Ｇとの間の隙間をできるだけ小さくするために、仕切り部材２０を構成する一部の部品をガラス板Ｇの厚み方向に移動させる。これにより、仕切り部材２０に隣接する成形体収容部４１０と徐冷空間４２ａとの間の熱移動を抑制することができる。従って、本変形例では、ガラス板Ｇの幅方向の収縮をより効率的に抑えることができる。
【００５８】
（５−８）変形例Ｈ
本実施形態では、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、それぞれ、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・と、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と、第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・との３枚の断熱板から構成されているが、ガラス板Ｇの板厚変動に対応した１枚の仕切り板から構成されていてもよい。
【００５９】
（５−９）変形例Ｉ
本実施形態では、断熱部材４０ａ，４０ｂ，・・・は、それぞれ、第１断熱板４０ａ１，４０ｂ１，・・・と、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・と、第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・との３枚の断熱板から構成され、かつ、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、ガラス板Ｇの幅方向両端部の表面と対向するように配置されているが、図６に示すように、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、ガラス板Ｇの幅を超えて配置されているので、ガラス板Ｇが流下しない部分は、一対の第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・（又は、第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・）の端面に挟まれた空間となっている。そこで、第２断熱板４０ａ２，４０ｂ２，・・・および第２断熱板４０ａ３，４０ｂ３，・・・は、この空間を低減するように、さらに、２枚の断熱小板から構成されていてもよい。
【００６０】
本変形例では、図８に示されるように、断熱部材１４０ａ（以下、他の断熱部材に関しても同様である。）は、１枚の第１断熱板１４０ａ１と２枚の第２断熱板１４０ａ２，１４０ａ３とから構成され、かつ、第２断熱板１４０ａ２は、さらに、第１断熱小板１４０ａ２１と第２断熱小板１４０ａ２２とから構成され、かつ、第２断熱板１４０ａ３は、さらに、第１断熱小板１４０ａ３１と第２断熱小板１４０ａ３２とから構成される。第２断熱板１４０ａ２において、第１断熱小板１４０ａ２１は、第２断熱小板１４０ａ２２と、ガラス板Ｇの幅方向に連結されている。また、第１断熱小板１４０ａ２１は、第１断熱板１４０ａ１と、ガラス板Ｇの幅方向に連結されている。すなわち、第１断熱小板１４０ａ２１は、第１断熱板１４０ａ１と、第２断熱小板１４０ａ２２との間に配置される。第２断熱板１４０ａ３に関しても、第２断熱板１４０ａ２と同様に、第１断熱小板１４０ａ３１は、第１断熱板１４０ａ１と、第２断熱小板１４０ａ３２との間に配置される。
【００６１】
本変形例では、図８に示されるように、第２断熱板１４０ａ２，１４０ａ３の第１断熱小板１４０ａ２１，１４０ａ３１は、ガラス板Ｇの幅方向両端部の表面と対向するように配置される。また、第２断熱板１４０ａ２，１４０ａ３の第２断熱小板１４０ａ２２，１４０ａ３２の一方は、他方の第２断熱小板１４０ａ２２，１４０ａ３２と対向するように配置される。具体的には、一対の第２断熱小板１４０ａ２２（又は、一対の第２断熱小板１４０ａ３２）は、互いの端面が接している状態、又は、互いの端面が非常に近接している状態で配置される。これにより、一対の断熱部材１４０ａとガラス板Ｇとの間の隙間の開口面積をより効果的に小さくすることができるので、隣接する徐冷空間４２ｂ，４２ｃ，・・・の間の熱移動をより効率的に抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係るガラス板の製造方法は、ガラス板の歪みを抑えることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 成形体
１２ 溝
１４ ガラス供給管
２０ 仕切り部材
３０ 冷却ローラ
４０ａ，４０ｂ，・・・ 断熱部材
４０ａ１，４０ｂ１，・・・ 第１断熱板
４０ａ２，４０ｂ２，・・・ 第２断熱板
４０ａ３，４０ｂ３，・・・ 第２断熱板
４２ａ 成形ゾーン
４２ｂ，４２ｃ，・・・ 徐冷空間
５０ａ，５０ｂ，・・・ 送りローラ
６０ａ，６０ｂ，・・・ 温度制御ユニット
１００ ガラス板製造装置
２００ 溶解槽
３００ 清澄槽
４００ 成形装置
４１０ 成形体収容部
４２０ 徐冷ゾーン
Ｇ ガラス板
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６４】
【特許文献１】特開２００８―８８００５号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形体において溶融ガラスを分流させて流下させた後、合流ポイントにおいて合流させてガラス板を成形し、鉛直方向下方に流下させる、ガラス板の製造方法であって、
前記ガラス板の進行方向に対して、断熱板により複数個に分割した室を設け、前記ガラス板の進行方向に対して順次温度が下がるように前記室毎に室温度を制御するヒーターを設け、
前記断熱板は、前記ガラス板に対向するように配置され、前記断熱板はその対向面が、前記ガラス板と前記断熱板との間隔が実質的に均一になるように、前記ガラス板の板厚変動に対応した形状になっていることを特徴とする、
ガラス板の製造方法。
【請求項２】
前記断熱板はその対向面が、前記ガラス板と前記断熱板との間隔が近接するように、前記ガラス板の板厚変動に対応した形状になってい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】
前記ガラス板は、両端部が中央部より板厚が厚いことを特徴とする、
請求項１又は２に記載のガラスの製造方法
【請求項４】
前記断熱板は、前記ガラス板の中央部と両端部に対応し、且つ独立した各部材を有していることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
【請求項５】
前記各部材は、前記ガラス板に対して離間接近することを特徴とする、
請求項４に記載のガラス板の製造方法。
【請求項１】
成形体において溶融ガラスを分流させて流下させた後、合流ポイントにおいて合流させてガラス板を成形し、鉛直方向下方に流下させる、ガラス板の製造方法であって、
前記ガラス板の進行方向に対して、断熱板により複数個に分割した室を設け、前記ガラス板の進行方向に対して順次温度が下がるように前記室毎に室温度を制御するヒーターを設け、
前記断熱板は、前記ガラス板に対向するように配置され、前記断熱板はその対向面が、前記ガラス板と前記断熱板との間隔が実質的に均一になるように、前記ガラス板の板厚変動に対応した形状になっていることを特徴とする、
ガラス板の製造方法。
【請求項２】
前記断熱板はその対向面が、前記ガラス板と前記断熱板との間隔が近接するように、前記ガラス板の板厚変動に対応した形状になってい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】
前記ガラス板は、両端部が中央部より板厚が厚いことを特徴とする、
請求項１又は２に記載のガラスの製造方法
【請求項４】
前記断熱板は、前記ガラス板の中央部と両端部に対応し、且つ独立した各部材を有していることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
【請求項５】
前記各部材は、前記ガラス板に対して離間接近することを特徴とする、
請求項４に記載のガラス板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２１１０７９（Ｐ２０１２−２１１０７９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１３６１２４（Ｐ２０１２−１３６１２４）
【出願日】平成２４年６月１５日（２０１２．６．１５）
【分割の表示】特願２０１１−５４２３９７（Ｐ２０１１−５４２３９７）の分割
【原出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（５９８０５５９１０）ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月１５日（２０１２．６．１５）
【分割の表示】特願２０１１−５４２３９７（Ｐ２０１１−５４２３９７）の分割
【原出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（５９８０５５９１０）ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
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