JP5235249B1 - Glass plate manufacturing method and glass plate manufacturing apparatus - Google Patents
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Abstract
ガラス板の製造方法は、ガラス原料を溶解して溶融ガラスを得る溶解工程と、前記溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンを成形し、前記ガラスリボンの流れを作る成形工程と、前記ガラスリボンを、徐冷炉内に設けられたローラで牽引して前記徐冷炉内で冷却する徐冷工程と、冷却された前記ガラスリボンを切断空間内で切断する切断工程と、を含む。前記成形炉の内部空間および前記徐冷炉の内部空間を炉内部空間とし、前記成形炉および前記徐冷炉の外部空間を炉外部空間としたとき、前記炉外部空間は、大気圧雰囲気に対して隔壁で区切られた空間である。前記炉外部空間の少なくとも一部分の気圧は、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置において、前記炉内部空間の気圧に対して低くなるように、前記炉外部空間の気圧は調整されている。 The method for producing a glass plate includes a melting step of melting a glass raw material to obtain molten glass, forming the glass ribbon by supplying the molten glass to a molded body provided in a molding furnace, and flowing the glass ribbon. Forming step, a slow cooling step of pulling the glass ribbon with a roller provided in the slow cooling furnace and cooling in the slow cooling furnace, a cutting step of cutting the cooled glass ribbon in a cutting space, including. When the internal space of the molding furnace and the internal space of the slow cooling furnace are the furnace internal space, and the external space of the forming furnace and the slow cooling furnace is the external space of the furnace, the external space of the furnace is partitioned by a partition with respect to the atmospheric pressure atmosphere. Space. The air pressure in the furnace external space is adjusted so that the air pressure in at least a part of the furnace external space is lower than the air pressure in the furnace internal space at the same position in the flow direction of the glass ribbon.
Description
本発明は、ダウンドロー法によるガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置に関する。 The present invention relates to a glass plate manufacturing method and a glass plate manufacturing apparatus by a downdraw method.
従来より、例えば、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに用いるガラス基板の成形方法として、ダウンドロー法が用いられる。
ダウンドロー法のうちオーバーフローダウンドロー法は、成形炉において溶融ガラスを成形体の頂部から溢れさせることにより成形体の下方においてガラスリボンを成形する工程と、ガラスリボンを徐冷炉において徐冷する工程とを含む。徐冷炉は、対になったローラ間にガラスリボンを引き込むことにより所望の厚さに引き伸ばした後、ガラスリボン内部の歪や熱収縮を低減するように、ガラスリボンを徐冷する。この後、ガラスリボンは、所定の寸法に切断されてガラス板とされてガラス板の束に積層され、あるいは次工程に搬送される。ダウンドロー法については、例えば、下記特許文献1に記載されている。Conventionally, for example, a downdraw method is used as a method for forming a glass substrate used in a flat panel display such as a liquid crystal display.
Among the downdraw methods, the overflow downdraw method includes a step of forming a glass ribbon below the formed body by allowing molten glass to overflow from the top of the formed body in a forming furnace, and a step of gradually cooling the glass ribbon in a slow cooling furnace. Including. The slow cooling furnace draws the glass ribbon between the pair of rollers and stretches the glass ribbon to a desired thickness, and then slowly cools the glass ribbon so as to reduce distortion and thermal shrinkage inside the glass ribbon. Thereafter, the glass ribbon is cut into a predetermined size to form a glass plate, which is laminated on a bundle of glass plates, or conveyed to the next step. About the downdraw method, it describes in the following patent document 1, for example.
例えば、ガラス板を液晶ディスプレイ用ガラス基板に用いる時、ガラス板の表面に、TFT(Thin Film Transistor)が形成される。例えば、TFTがポリシリコンTFTである場合、ガラス板はディスプレイ製造工程において400℃〜600℃の温度に熱処理されるが、この熱処理後の冷却によってガラス板は熱収縮して寸法が微小に変化する場合がある。この寸法の微小な変化は、ガラス板に形成されるTFT形成位置の目標位置(画素位置)に対する位置ずれを発生させ、この結果、液晶ディスプレイの表示不良を発生させる場合がある。また、液晶ディスプレイでは、TFTを形成したガラス板と、画素毎にカラーフィルタを形成したガラス板をお互いに対向させ、ガラス板間に液晶が設けられる。しかし、TFTを形成したガラス板が熱収縮によって微小な寸法変化を起こすと、カラーフィルタを形成したガラス板と画素単位で正確な位置合わせができない場合もある。このため、ガラス板の寸法の変化を低減するために、熱収縮の小さいことがガラス板に求められている。なお、熱収縮は、ガラスリボンの徐冷工程において、冷却速度を低くすることにより低減することができる。 For example, when a glass plate is used for a glass substrate for a liquid crystal display, a TFT (Thin Film Transistor) is formed on the surface of the glass plate. For example, when the TFT is a polysilicon TFT, the glass plate is heat-treated at a temperature of 400 ° C. to 600 ° C. in the display manufacturing process. There is a case. This minute change in dimensions may cause a displacement of the TFT formation position formed on the glass plate with respect to the target position (pixel position), and as a result, display defects of the liquid crystal display may occur. In a liquid crystal display, a glass plate on which a TFT is formed and a glass plate on which a color filter is formed for each pixel are opposed to each other, and a liquid crystal is provided between the glass plates. However, if the glass plate on which the TFT is formed undergoes a minute dimensional change due to heat shrinkage, accurate alignment may not be possible in pixel units with the glass plate on which the color filter is formed. For this reason, in order to reduce the change of the dimension of a glass plate, it is calculated | required by the glass plate that heat contraction is small. The thermal shrinkage can be reduced by lowering the cooling rate in the slow cooling step of the glass ribbon.
ところで、下記特許文献2には、ガラス板の平面歪を低減するために、成形炉及び/又は徐冷炉の炉外部雰囲気(炉外部空間)の気圧を加圧し、徐冷炉内でガラスリボンに沿って発生する上昇気流を低減することで、徐冷炉内の温度変動を抑制する技術が開示されている。
By the way, in
しかし、特許文献2に記載されているように、単に炉外部空間の気圧を高くすると、炉外部空間の空気が、成形炉や徐冷炉の内部空間に流入してしまう場合がある。一般的に、炉外部空間の温度は、成形炉や徐冷炉の炉内雰囲気(炉内部部空間)の温度に比べると、200〜1200℃程度低くなっている。ここで、特許文献2に記載されているように、冷却室や切断室などから徐冷炉内に上昇する空気流が生じる場合があるが、空気流が生じたとしても、当該空気流は、徐冷炉内の上昇とともに暖められるため、炉内部空間の温度変動に与える影響は小さい。これに対し、炉外部空間の空気が成形炉や徐冷炉の炉壁の隙間から炉内部空間に流入する場合、当該空気は加熱されることはないので、炉内部空間の温度との温度差が大きく、炉内部空間において、流入した空気が通過する部分とそれ以外の部分で温度差が生じ、炉内部空間の温度の均一性に大きな影響を与える。ここで、熱収縮率および平面歪を低減するためには、ガラスリボンの温度管理を精度よく行うことが効果的である。しかし、上述のように温度変動した成形炉や徐冷炉の炉内部空間をガラスリボンが通過すると、ガラスリボンの冷却速度が部分的に異なるため、ガラス板の熱収縮もばらつきが生じる。なお、変動とは、温度が、設定温度から意図せずに変化してしまうことを示す。
However, as described in
すなわち、当該特許文献2のガラス板の製造方法の徐冷処理(アニール処理)では、徐冷炉内における温度を設定温度に保てず、ガラス板の熱収縮のばらつきが大きくなってしまう場合がある。このため、当該ガラス板を熱収縮のばらつきが小さいことが求められるガラス板、例えば、フラットパネルディスプレイ用ガラス板(特に、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、あるいは酸化物半導体薄膜トランジスタが形成されるディスプレイ用ガラス基板)に適用した場合に、表示不良が生じる場合があるという問題がある。
That is, in the slow cooling process (annealing process) of the glass plate manufacturing method of
そこで、本発明は、ダウンドロー法によるガラス板の製造する際、熱収縮のばらつきを効率よく低減するガラス板の製造方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the manufacturing method of the glass plate which reduces the dispersion | variation in heat shrink efficiently, when manufacturing the glass plate by a downdraw method.
本発明の一態様は、ダウンドロー法によるガラス板の製造方法であって、
ガラス原料を溶解して溶融ガラスを得る溶解工程と、
前記溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンを成形し、前記ガラスリボンの鉛直方向の流れを作る成形工程と、
前記ガラスリボンを、徐冷炉内に設けられたローラで牽引して前記徐冷炉内で冷却する徐冷工程と、
冷却された前記ガラスリボンを切断空間で切断する切断工程と、を含む。
前記成形炉は前記徐冷炉に対して鉛直上方に設けられている。
前記成形体が設けられた前記成形炉の内部空間および前記ローラが設けられた前記徐冷炉の内部空間を炉内部空間とし、前記成形炉および前記徐冷炉の外部空間を炉外部空間としたとき、前記炉外部空間は、大気圧雰囲気に対して隔壁で区切られた空間であり、前記炉外部空間の少なくとも一部分の気圧は、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における、前記炉内部空間の気圧に対して低くなるように、気圧が調整される。
さらに、前記炉外部空間は、鉛直方向に複数の部分空間に区分けされ、前記部分空間のそれぞれの気圧と、当該部分空間の鉛直方向の同じ位置における前記炉内部空間の気圧との差分を、前記部分空間のうち最上部の部分空間と最下部の部分空間との間で比較したとき、前記最上部における前記差分は、前記最下部における前記差分に比べて大きくなるように、気圧が調整される。
One aspect of the present invention is a method for producing a glass plate by a downdraw method,
A melting step of melting glass raw material to obtain molten glass;
Forming the glass ribbon by supplying the molten glass to a molded body provided in a molding furnace, and forming a vertical flow of the glass ribbon;
A slow cooling step of cooling the glass ribbon in the slow cooling furnace by pulling with a roller provided in the slow cooling furnace;
A cutting step of cutting the cooled glass ribbon in a cutting space.
The molding furnace is provided vertically above the slow cooling furnace.
When the internal space of the molding furnace provided with the molded body and the internal space of the slow cooling furnace provided with the roller are furnace internal spaces, and the external space of the molding furnace and the slow cooling furnace is a furnace external space, the furnace The external space is a space partitioned by a partition with respect to the atmospheric pressure atmosphere, and the atmospheric pressure of at least a part of the furnace external space is relative to the atmospheric pressure of the furnace internal space at the same position in the flow direction of the glass ribbon. The atmospheric pressure is adjusted to be low .
Furthermore, the furnace external space is divided into a plurality of partial spaces in the vertical direction, and the difference between the atmospheric pressure of each partial space and the atmospheric pressure of the furnace internal space at the same position in the vertical direction of the partial space, When comparing the uppermost partial space and the lowermost partial space of the partial spaces, the atmospheric pressure is adjusted so that the difference at the uppermost portion is larger than the difference at the lowermost portion. .
このとき、前記炉外部空間の気圧は、前記ガラスリボンの徐冷点温度に対応する前記徐冷炉内の位置と、前記ガラスリボンの歪点温度に対応する前記徐冷炉内の位置との間の領域において、前記炉内部空間の同じ位置における気圧に対して低くなるように、気圧の調整がされている、ことが好ましい。 At this time, the atmospheric pressure in the outer space of the furnace is in a region between a position in the slow cooling furnace corresponding to the annealing temperature of the glass ribbon and a position in the annealing furnace corresponding to the strain temperature of the glass ribbon. The atmospheric pressure is preferably adjusted so as to be lower than the atmospheric pressure at the same position in the furnace internal space.
また、前記炉外部空間の前記少なくとも一部分の気圧について、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置において、前記炉内部空間の気圧と前記炉外部空間の気圧との差分が40Pa以下である、ことが好ましい。 Moreover, it is preferable that the difference between the pressure in the furnace internal space and the pressure in the furnace external space is 40 Pa or less at the same position in the flow direction of the glass ribbon with respect to the pressure of the at least part of the furnace external space. .
前記炉外部空間の気圧は大気圧に対して高くなるように調整されている、ことが好ましい。 It is preferable that the pressure in the furnace outer space is adjusted to be higher than the atmospheric pressure.
前記炉外部空間は、前記成形炉の前記内部空間の天井面に対して上方に位置する上部空間を有し、前記上部空間は、前記上部空間から前記炉内部空間に空気が流入しないように、前記上部空間の気圧は調整されている、ことが好ましい。 The furnace outer space has an upper space located above the ceiling surface of the inner space of the molding furnace, and the upper space does not allow air to flow from the upper space into the furnace inner space. It is preferable that the air pressure in the upper space is adjusted.
前記部分空間の前記気圧の前記差分は、上方に行くほど大きくなる、ことが好ましい。 It is preferable that the difference in the atmospheric pressure in the partial space increases as it goes upward.
前記ガラス板は、例えば、TFT(Thin Film Transistor)を表面に形成する液晶ディスプレイ用ガラス基板である。 The glass plate is, for example, a liquid crystal display glass substrate on which a TFT (Thin Film Transistor) is formed.
前記炉外部空間が、前記ガラスリボンの流れ方向において、前記成形体と同じ位置にある第1部分空間を含むとき、前記第1部分空間の気圧と前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における前記炉内部空間の気圧の差分は、0より大きく40Pa以下であることが好ましい。 When the outer space of the furnace includes a first partial space at the same position as the formed body in the flow direction of the glass ribbon, the furnace at the same position in the flow direction of the glass ribbon and the atmospheric pressure of the first partial space The difference in atmospheric pressure in the internal space is preferably greater than 0 and 40 Pa or less.
前記炉外部空間は、前記ガラスリボンの流れ方向において、前記徐冷炉と同じ位置にある第2部分空間を含み、前記徐冷炉の炉内部空間の気圧と前記第2部分空間の気圧の差分は、0より大きく40Pa以下である、ことが好ましい。 The furnace outer space includes a second partial space located at the same position as the slow cooling furnace in the flow direction of the glass ribbon, and the difference between the atmospheric pressure of the furnace internal space of the slow cooling furnace and the atmospheric pressure of the second partial space is 0 It is preferably 40 Pa or less.
前記炉外部空間は、前記ガラスリボンの流れ方向において、前記成形体と同じ位置にある第1部分空間と、前記徐冷炉と同じ位置にある第2部分空間を含み、前記第1部分空間と前記第2部分空間が壁により仕切られて隣り合うとき、前記炉外部空間の前記第1部分空間の気圧は前記第2部分空間の気圧に比べて大きく、前記第1部分空間の気圧と前記前記第2部分空間の気圧の差分が20Paより小さい、ことが好ましい。 The furnace external space includes a first partial space located at the same position as the formed body and a second partial space located at the same position as the slow cooling furnace in the flow direction of the glass ribbon, and the first partial space and the first When two partial spaces are separated by a wall and adjacent to each other, the atmospheric pressure in the first partial space of the furnace external space is larger than the atmospheric pressure in the second partial space, and the atmospheric pressure in the first partial space and the second It is preferable that the difference in the atmospheric pressure of the partial space is smaller than 20 Pa.
前記炉外部空間が、前記徐冷炉と同じ位置にある複数の第2部分空間を含み、複数の前記第2部分空間は、前記溶融ガラスの流れ方向の上流側ほど気圧が高くなっている、ことが好ましい。 The furnace outer space includes a plurality of second partial spaces at the same position as the slow cooling furnace, and the plurality of second partial spaces have higher atmospheric pressure toward the upstream side in the flow direction of the molten glass. preferable.
前記徐冷工程は、
前記ガラスリボンの幅方向の中央部に、前記ガラスリボンの流れ方向に引張り応力が働くように、
少なくとも、前記ガラスリボンの徐冷点温度に150℃を足した温度から、前記ガラスリボンの歪点温度から200℃引いた温度までの温度領域において、
前記ガラスリボンの幅方向の中央部の冷却速度は前記両端部の冷却速度よりも速く、
前記ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が前記両端部よりも高い状態から前記中央部の温度が前記両端部よりも低い状態へ前記ガラスリボンを変化させる、ことが好ましい。The slow cooling step includes
In the central part of the width direction of the glass ribbon, so that a tensile stress works in the flow direction of the glass ribbon,
At least in a temperature range from a temperature obtained by adding 150 ° C. to the annealing point temperature of the glass ribbon to a temperature obtained by subtracting 200 ° C. from the strain point temperature of the glass ribbon,
The cooling rate of the central part in the width direction of the glass ribbon is faster than the cooling rate of the both end parts,
It is preferable that the glass ribbon is changed from a state where the temperature of the central portion in the width direction of the glass ribbon is higher than the both end portions to a state where the temperature of the central portion is lower than the both end portions.
前記徐冷工程は、第1の冷却工程と、第2の冷却工程と、第3の冷却工程と、を含み、
前記第1の冷却工程は、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が、徐冷点温度になるまで、第1の平均冷却速度で冷却する工程であり、
前記第2の冷却工程は、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が、徐冷点温度から歪点温度−50℃になるまで、第2の平均冷却速度で冷却する工程であり、
前記第3の冷却工程は、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が、歪点温度−50℃から歪点温度−200℃になるまで、第3の平均冷却速度で冷却する工程であり、
前記第1の平均冷却速度は、5.0℃/秒以上であり、前記第1の平均冷却速度は、前記第3の平均冷却速度より速く、前記第3の平均冷却速度は、前記第2の平均冷却速度より速くする、ことが好ましい。
このとき、前記第1冷却工程におけるガラスリボンの中央部の平均冷却速度は、好ましくは、5.5℃/秒〜50.0℃/秒である。また、前記第2冷却工程におけるガラスリボンの平均冷却速度は、好ましくは0.5〜5.5℃/秒未満である。さらに、前記第3冷却工程におけるガラスリボンの中央部の冷却速度は、好ましくは1.5℃/秒〜7.0℃/秒である。The slow cooling step includes a first cooling step, a second cooling step, and a third cooling step,
The first cooling step is a step of cooling at the first average cooling rate until the temperature of the central portion in the width direction of the glass ribbon reaches the annealing point temperature,
The second cooling step is a step of cooling at a second average cooling rate until the temperature of the center portion in the width direction of the glass ribbon reaches a strain point temperature of −50 ° C. from the annealing point temperature,
The third cooling step is a step of cooling at a third average cooling rate until the temperature of the central portion in the width direction of the glass ribbon becomes a strain point temperature of −50 ° C. to a strain point temperature of −200 ° C.
The first average cooling rate is 5.0 ° C./second or more, the first average cooling rate is faster than the third average cooling rate, and the third average cooling rate is the second It is preferable that the cooling rate is higher than the average cooling rate.
At this time, the average cooling rate of the central part of the glass ribbon in the first cooling step is preferably 5.5 ° C./second to 50.0 ° C./second. In addition, the average cooling rate of the glass ribbon in the second cooling step is preferably 0.5 to 5.5 ° C./second. Furthermore, the cooling rate of the central part of the glass ribbon in the third cooling step is preferably 1.5 ° C./second to 7.0 ° C./second.
前記ガラス板が、ポリシリコン(低温ポリシリコン)TFTあるいは酸化物半導体を形成するガラス基板であるとき、ガラスの歪点温度は675℃以上であることが好ましく、前記歪点温度は675℃〜750℃であることがより好ましい。 When the glass plate is a polysilicon (low temperature polysilicon) TFT or a glass substrate on which an oxide semiconductor is formed, the strain point temperature of the glass is preferably 675 ° C. or higher, and the strain point temperature is 675 ° C. to 750 ° C. More preferably, it is ° C.
また、本発明の他の一態様は、ダウンドロー法によるガラス板の製造装置である。当該製造装置は、
ガラス原料を溶解して溶融ガラスを得る溶解装置と、
前記溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンを成形し、前記ガラスリボンの鉛直方向の流れを作り、前記ガラスリボンを、徐冷炉内に設けられたローラで牽引して前記徐冷炉内で冷却する成形装置と、
冷却された前記ガラスリボンを切断空間で切断する切断装置と、を含む。
前記成形炉は前記徐冷炉に対して鉛直上方に設けられている。
前記成形体が設けられた前記成形炉の内部空間および前記ローラが設けられた前記徐冷炉の内部空間を炉内部空間とし、前記成形炉および前記徐冷炉の外部空間を炉外部空間としたとき、前記炉外部空間は、大気圧雰囲気に対して隔壁で区切られた空間であり、前記炉外部空間の少なくとも一部分の気圧は、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における、前記炉内部空間の気圧に対して低くなるように、気圧の調整をする気圧制御装置が前記成形装置に設けられる。
さらに、前記炉外部空間は、鉛直方向に複数の部分空間に区分けされ、前記部分空間のそれぞれの気圧と、当該部分空間の鉛直方向の同じ位置における前記炉内部空間の気圧との差分を、前記部分空間のうち最上部の部分空間と最下部の部分空間との間で比較したとき、前記最上部における前記差分は、前記最下部における前記差分に比べて大きくなるように、前記気圧制御装置は気圧の調整をする。
Another embodiment of the present invention is a glass plate manufacturing apparatus using a downdraw method. The manufacturing equipment
A melting apparatus for melting glass raw material to obtain molten glass;
The molten glass is supplied to a molded body provided in a forming furnace to form a glass ribbon, a vertical flow of the glass ribbon is created, and the glass ribbon is pulled by a roller provided in a slow cooling furnace. A molding apparatus for cooling in the slow cooling furnace,
And a cutting device for cutting the cooled glass ribbon in a cutting space.
The molding furnace is provided vertically above the slow cooling furnace.
When the internal space of the molding furnace provided with the molded body and the internal space of the slow cooling furnace provided with the roller are furnace internal spaces, and the external space of the molding furnace and the slow cooling furnace is a furnace external space, the furnace The external space is a space partitioned by a partition with respect to the atmospheric pressure atmosphere, and the atmospheric pressure of at least a part of the furnace external space is relative to the atmospheric pressure of the furnace internal space at the same position in the flow direction of the glass ribbon. An atmospheric pressure control device for adjusting the atmospheric pressure is provided in the molding apparatus so as to be low.
Furthermore, the furnace external space is divided into a plurality of partial spaces in the vertical direction, and the difference between the atmospheric pressure of each partial space and the atmospheric pressure of the furnace internal space at the same position in the vertical direction of the partial space, When the comparison is made between the uppermost partial space and the lowermost partial space of the partial spaces, the atmospheric pressure control device is such that the difference at the uppermost portion is larger than the difference at the lowermost portion Adjust the air pressure .
前記気圧制御装置は、前記炉外部空間の気圧を制御するために、大気との間で空気の流入を調整する装置である、ことが好ましい。 The air pressure control device is preferably a device that adjusts the inflow of air to the atmosphere in order to control the air pressure in the furnace outer space.
上記態様のガラス板の製造方法によれば、ガラス板の熱収縮のばらつきを効率よく低減することができる。 According to the manufacturing method of the glass plate of the said aspect, the dispersion | variation in the thermal contraction of a glass plate can be reduced efficiently.
以下、本発明のガラス板の製造方法及び製造装置について説明する。
本明細書における下記語句は、以下のように定める。
ガラスリボンの中央部とは、ガラスリボンの幅方向の幅のうちガラスリボンの幅方向の中心をいう。
ガラスリボンの端部とは、ガラスリボンの幅方向の縁から100mm以内の範囲をいう。
歪点温度とは、ガラス粘度をηとしたとき、logηが14.5であるガラス板の温度をいう。
徐冷点温度とは、logηが13のガラス板の温度をいう。
図1は、本実施形態であるガラス板の製造方法のフローを示す図である。Hereinafter, the manufacturing method and manufacturing apparatus of the glass plate of this invention are demonstrated.
The following words and phrases in this specification are defined as follows.
The center part of a glass ribbon means the center of the width direction of a glass ribbon among the widths of the width direction of a glass ribbon.
The edge part of a glass ribbon means the range within 100 mm from the edge of the width direction of a glass ribbon.
The strain point temperature refers to the temperature of a glass plate having a log η of 14.5 when the glass viscosity is η.
The annealing point temperature refers to the temperature of a glass plate having a log η of 13.
FIG. 1 is a diagram showing a flow of a glass plate manufacturing method according to the present embodiment.
(ガラス板の製造方法の全体概要)
ガラス板の製造方法は、溶解工程(ST1)と、清澄工程(ST2)と、均質化工程(ST3)と、供給工程(ST4)と、成形工程(ST5)と、徐冷工程(ST6)と、切断工程(ST7)と、を主に有する。この他に、研削工程、研磨工程、洗浄工程、検査工程、梱包工程等を有し、梱包工程で積層された複数のガラス板は、納入先の業者に搬送される。(Overall overview of glass plate manufacturing method)
The glass plate manufacturing method includes a melting step (ST1), a clarification step (ST2), a homogenization step (ST3), a supply step (ST4), a forming step (ST5), and a slow cooling step (ST6). And a cutting step (ST7). In addition, a plurality of glass plates that have a grinding process, a polishing process, a cleaning process, an inspection process, a packing process, and the like and are stacked in the packing process are conveyed to a supplier.
図2は、溶解工程(ST1)〜切断工程(ST7)を行うガラス板の製造装置を模式的に示す図である。当該装置は、図2に示すように、主に溶解装置200と、成形装置300と、切断装置400と、を有する。溶解装置200は、溶解槽201と、清澄槽202と、攪拌槽203と、第1配管204と、第2配管205と、を有する。成形装置300については後述する。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a glass plate manufacturing apparatus that performs the melting step (ST1) to the cutting step (ST7). As shown in FIG. 2, the apparatus mainly includes a
溶解工程(ST1)では、溶解槽201内に供給されたガラス原料を、図示されない火焔および電気ヒータで加熱して溶解することで溶融ガラスを得る。
清澄工程(ST2)は、清澄槽202において行われ、清澄槽202内の溶融ガラスを加熱することにより、溶融ガラス中に含まれる酸素やSO2の気泡が、清澄剤の酸化還元反応により成長し液面に浮上して気泡のガス成分が放出される、あるいは、気泡中のガス成分が溶融ガラス中に吸収されて、気泡が消滅する。
均質化工程(ST3)では、第1配管204を通って供給された攪拌槽203内の溶融ガラスを、スターラを用いて攪拌することにより、ガラス成分の均質化を行う。
供給工程(ST4)では、第2配管205を通して溶融ガラスが成形装置300に供給される。In the melting step (ST1), the glass raw material supplied into the
The clarification step (ST2) is performed in the
In the homogenization step (ST3), the molten glass in the
In the supplying step (ST4), the molten glass is supplied to the
成形装置300では、成形工程(ST5)及び徐冷工程(ST6)が行われる。
成形工程(ST5)では、溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンG(図3参照)を成形する。本実施形態では、後述する成形体310を用いたオーバーフローダウンドロー法を用いる。徐冷工程(ST6)では、成形されて流れるガラスリボンGが所望の厚さになり、平面歪が生じないように、さらに、熱収縮率が大きくならないように、ローラで牽引されて冷却される。
切断工程(ST7)では、切断装置400において、成形装置300から供給されたガラスリボンGを所定の長さに切断することで、板状のガラス板G1(図3参照)を得る。切断されたガラス板G1はさらに、所定のサイズに切断され、目標サイズのガラス板G1を作る。この後、ガラス端面の研削・研磨が行われた後、洗浄が行われ、さらに、気泡や脈理等の異常欠陥の有無が検査された後、検査合格品のガラス板G1が最終製品として梱包される。In the
In the forming step (ST5), molten glass is supplied to a formed body provided in a forming furnace to form a glass ribbon G (see FIG. 3). In this embodiment, an overflow down draw method using a molded
In the cutting step (ST7), the
(成形装置の説明)
図3及び図4は、ガラス板の成形装置300の構成を主に示す図であり、図3は主に成形装置300の概略の側面図を示し、図4は成形装置300の概略の正面図を示す。
成形装置300で成形されるガラス板は、例えば、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板あるいはカバーガラスに好適に用いられる。フラットパネルディスプレイ用ガラス基板としては、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、酸化物半導体薄膜トランジスタが形成されるディスプレイ用ガラスが挙げられる。成成形装置300で成形されるガラス板は、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。特に、ポリシリコンTFTを用いた液晶ディスプレイ用ガラス基板に好適である。(Description of molding equipment)
3 and 4 are diagrams mainly showing a configuration of the glass
The glass plate molded by the
成形工程(ST5)を行う成形炉40および徐冷工程(ST6)を行う徐冷炉50は、耐火レンガ、耐火断熱レンガ、あるいはファイバー系断熱材等の耐火物で構成された炉壁に囲まれて構成されている。成形炉40は、徐冷炉50に対して鉛直上方に設けられている。なお、成形炉40および徐冷炉50をあわせて炉30という。炉30の炉壁で囲まれた炉内部空間に、成形体310と、雰囲気仕切り部材320と、冷却ローラ330と、冷却ユニット340と、搬送ローラ350a〜350hと、圧力センサ355,360a〜360c(図4参照)が設けられている。
成形体310は、図2に示すように、第2配管205を通して溶解装置200から流れてくる溶融ガラスを、ガラスリボンGに成形する。これにより、成形装置300内で、鉛直下方のガラスリボンGの流れが作られる。成形体310には、耐火レンガ等によって構成された細長い構造体であり、図3に示すように断面が楔形状を成している。成形体310の頂部には、溶融ガラスを導く流路となる溝312が設けられている。溝312は、成形装置300に設けられた供給口311(図4参照)において第2配管205と接続される。第2配管205を通して流れてくる溶融ガラスは、溝312を伝って流れる。溝312の深さは、溶融ガラスの流れの下流ほど浅くなっており、溝312から溶融ガラスが鉛直下方に向かって溢れ出るようになっている。図3,4では、熔融ガラスを参照符号MGで表す。
溝312から溢れ出た溶融ガラスは、成形体310の両側の側壁を伝わって鉛直下方に流下する。側壁を流れた溶融ガラスは、図3に示す成形体310の下方端部313で合流し、1つのガラスリボンGが成形される。これによって、ガラスリボンGは、徐冷炉50に向かって流下する。成形体310を離れて流下を開始する時点におけるガラスリボンGの粘度は、例えば105.7〜107.5poiseである。The forming
As shown in FIG. 2, the molded
The molten glass overflowing from the
成形体310の下方端部313の下方近傍には、雰囲気仕切り部材320が設けられている。雰囲気仕切り部材320は、一対の板状の断熱部材であって、ガラスリボンGを厚さ方向の両側から挟むように構成されている。すなわち、雰囲気仕切り部材320には、ガラスリボンGと接触しない程度に隙間があけられている。雰囲気仕切り部材320は、成形炉内部空間を仕切ることにより、雰囲気仕切り部材320の上方の炉内部空間と下方の炉内部空間との間の熱の移動を遮断する。
An
雰囲気仕切り部材320の下方には冷却ローラ330が設けられている。冷却ローラ330は、ガラスリボンGの幅方向の両端部近傍のガラスリボンG表面と接触して、ガラスリボンGを下方に引き下げて、両端部近傍においてガラスリボンGの厚さを所望の厚さにするとともに、ガラスリボンGを冷却(急冷)する。冷却ローラ330による急冷により、ガラスリボンの両端部における粘度は、例えば109.0〜1010.5poiseとなる。冷却ローラ310を用いた急冷〜徐冷工程では、上記急冷における冷却機能よりも冷却機能が低下した冷却により、ガラスリボンGの両端部の粘度は、例えば、1010.5〜1014.5poiseに維持される。
冷却ローラ330の下方には冷却ユニット340が設けられている。冷却ユニット340は、冷却ローラ330を通過したガラスリボンGを冷却する。この冷却ユニット340による冷却により、ガラスリボンGの反りが抑制される。A cooling
A
冷却ユニット340の下方には、搬送ローラ350a〜350hが所定の間隔で設けられ、ガラスリボンGを下方向に牽引する。冷却ユニット340の下方の空間は、徐冷炉50の炉内部空間となっている。搬送ローラ350a〜350hのそれぞれは、ローラ対を有し、ガラスリボンGの両側を挟むようにガラスリボンGの幅方向の両側端部に設けられている。
Below the
成形炉40の炉内部空間には、炉内部空間の気圧を計測する圧力センサ355(図4参照)が設けられている。圧力センサ355は、成形体310と高さ方向(鉛直上方向)の同じ位置に設けられている。高さ方向とは、図3,4において、紙面の上方向である。ガラスリボンGは成形体310から鉛直下方に流れるので、ガラスリボンGの流れ方向は高さ方向と反対の向きである。徐冷炉50の炉内部空間には、圧力センサ360a〜360c(図4参照)が設けられている。
A pressure sensor 355 (see FIG. 4) for measuring the pressure inside the furnace internal space is provided in the furnace internal space of the
一方、成形炉40の炉壁の外側には、隔壁により大気圧雰囲気に対して建物Bの隔壁で区切られた空間、すなわち炉外部空間S1,S2,S3a〜S3cが設けられている。炉外部空間S1は、成形炉40の内部空間の天井面に対してさらに上方に位置する上部空間である。これらの空間のそれぞれは、高さ方向に関して、床面(床壁)411,412,413a〜413cによって区切られている。すなわち、成形装置300は、複数のフロアを有する建物Bに設けられ、床面によって複数に区切られた炉外部空間(部分空間)S1,S2,S3a〜S3cが各フロアに設けられている。さらに、炉外部空間S3cの下方には、フロア414上に壁で区切られた空間S4(切断空間)が設けられている。空間S4には、炉壁は設けられない。これらの空間の気圧はそれぞれ後述する送風機421,422,423a,423b,423c,424により調整されている。
炉外部空間S1は、成形体310の高さ方向の位置よりも鉛直上方にある空間であり、炉外部空間S1には、炉外部空間の気圧を計測する圧力センサ415が設けられている。
炉外部空間S2は、床面412上に設けられた空間であり、この空間に対応する炉内部空間には成形体310が配置されている。また、炉外部空間S2には、炉外部空間S2の気圧を計測する圧力センサ416が設けられている。炉壁で囲まれた炉内部空間には、圧力センサ416の高さ方向の同じ位置に、炉内部空間の気圧を計測する圧力センサ355が設けられている(図4参照)。
炉外部空間S3a〜S3cは、炉外部空間S2の下方に、高さ方向の高い方から炉外部空間S3a〜3cの順に設けられた空間である。炉外部空間S3a〜3cは、床面413a〜413c上に設けられている。また、炉外部空間S3a〜S3cのそれぞれには、炉外部空間3a〜3cの気圧を計測する圧力センサ417a〜417cが設けられている。炉壁で囲まれた炉内部空間には、圧力センサ417a〜417cの高さ方向の同じ位置に、炉内部空間の気圧を計測する圧力センサ360a〜360cが設けられている(図4参照)。
なお、本実施形態では、圧力センサ355,360a〜360cが炉内部空間の各位置に設けられているが、炉内部空間の各位置に圧力センサが挿入されて圧力の測定が行われてもよい。On the other hand, outside the furnace wall of the forming
The furnace outside space S1 is a space vertically above the position in the height direction of the molded
The furnace exterior space S2 is a space provided on the
The furnace outer spaces S3a to S3c are spaces provided in the order of the furnace outer spaces S3a to 3c from the higher side in the height direction below the furnace outer space S2. The furnace outer spaces S3a to 3c are provided on the
In the present embodiment, the
また、炉外部空間S1,S2,S3a〜S3c及び空間S4それぞれを区切る隔壁の外側には、炉外部空間S1,S2,S3a〜S3c及び空間S4のそれぞれに対して、送風機421,422,423a,423b,423c,424が設けられている。送風機421,422,423a,423b,423c,424により大気から送り込まれる空気は、管を通して炉外部空間S1,S2,S3a〜S3c及び空間S4のそれぞれに供給される。送風機421,422,423a,423b,423c,424が送り込む空気の量は、それぞれ、後述する駆動ユニット510からの駆動信号によって定められている。送風機421,422,423a,423b,423c,424は、炉外部空間S1,S2,S3a〜S3c及び空間S4のそれぞれの気圧を制御するために、大気との間で空気の流入を調整する気圧制御装置として機能する。
In addition, outside the partition walls dividing the furnace outside spaces S1, S2, S3a to S3c and the space S4, the
図5は、送風機421,422,423a,423b,423c,424が送り込む空気の量を制御する制御システムの概略図である。
制御システムは、炉内部空間に設けられた圧力センサ355,360a〜360cと、それぞれの炉外部空間に設けられた圧力センサ415,416,417a〜417c,418と、制御装置500と、駆動ユニット510と、送風機421,422,423a,423b,423c,424と、を有する。
制御装置500は、圧力センサ355,360a〜360cのそれぞれから送られる炉内部空間における気圧の計測結果と、圧力センサ415,416,417a〜417c,418から送られる炉外部空間における気圧の計測結果とを用いて、炉内部空間及び炉外部空間における高さ方向の同じ位置における気圧の差分が設定された範囲に調整されるように、送風機421,422,423a,423b,423c,424が大気から送り込む空気の量を調整するための制御信号を生成する。生成された制御信号は、駆動ユニット510に送られる。
駆動ユニット510は、制御信号に基いて、送風機421,422,423a,423b,423c,424によって送り込む空気の量を個別に調整するための駆動信号を生成する。駆動ユニット510は、駆動信号を、それぞれ送風機421,422,423a,423b,423c,424に送る。
本実施形態では、制御装置500及び駆動ユニット510が空気の送り込み量を自動制御するが、オペレータがマニュアルで空気の送り込み量を調整してもよい。FIG. 5 is a schematic diagram of a control system that controls the amount of air that the
The control system includes
The
The
In the present embodiment, the
ここで、送風機421,422,423a,423b,423c,424の送り込む空気の量は、炉外部空間S2,S3a〜S3cの気圧が、高さ方向の同じ位置における炉内部空間の気圧に対して低くなるように、各炉外部空間の気圧は調整される。
成形炉40の炉内部空間と炉外部空間S2との間の気圧の差分は、0超〜40Paであり、4〜35Paであることが好ましく、8〜30Paであることがより好ましく、10〜27Paであることがさらに好ましく、10〜25Paであることがさらに好ましい。Here, the amount of air sent into the
The difference in atmospheric pressure between the furnace internal space and the furnace external space S2 of the
上記気圧の差分が、上記範囲を上回ると、炉内部空間から炉外部空間S2に向かって炉壁の隙間から大量の空気が流出する虞があり、炉内部空間における空気の上昇を増大させる。一方、上記気圧の差分が、上記範囲を下回ると、炉外部空間S2から炉内部空間に向かって炉壁の隙間から空気が流入する虞があり、炉内部空間の温度分布がばらつく。気圧の差分を上記の範囲に調整することで、成形炉40の炉内部空間に炉外部空間S2から低温の空気が流入することを防止できる。このため、炉内部空間の温度のばらつきを抑制できる。これにより、冷却速度のばらつき、ひいてはガラスリボンGの板厚のばらつきを抑制できる。なお、温度のばらつきとは、予め設定された温度から意図せずに変化してしまうことをいう。
If the difference in the atmospheric pressure exceeds the above range, a large amount of air may flow out of the gap between the furnace walls from the furnace inner space toward the furnace outer space S2, which increases the rise of air in the furnace inner space. On the other hand, if the difference in the atmospheric pressure is less than the above range, air may flow from the gap between the furnace walls from the furnace outer space S2 toward the furnace inner space, and the temperature distribution in the furnace inner space varies. By adjusting the difference in atmospheric pressure to the above range, it is possible to prevent low temperature air from flowing into the furnace internal space of the
一方、徐冷炉50の炉内部空間と炉外部空間S3a〜S3cとの間の気圧の差分は、0超〜40Paであり、2〜35Paであることが好ましく、2〜25Paであることがより好ましく、3〜23Paであることがさらに好ましく、5〜20Paであることがさらに好ましい。特に好ましくは、10〜20Paである。上記気圧の差分が、上記範囲を上回ると、炉内部空間から炉外部空間S3a〜S3cに向かって炉壁の隙間から大量の空気が流出する虞があり、炉内部空間における空気の上昇を増大させる。一方、上記気圧の差分が、上記範囲を下回ると、炉外部空間S3a〜S3cから炉内部空間に向かって炉壁の隙間から空気が流入する虞があり、炉内部空間の温度分布がばらつく。気圧の差分を上記の範囲に調整することで、徐冷炉50の炉内部空間に炉外部空間S3a〜S3cから低温の空気が流入することを防止できるので、炉内部空間の温度のばらつきを抑制できる。これにより、ガラスリボンGの変形、反り、平面歪のばらつき及び熱収縮のばらつきを抑制することができる。また、炉外部空間S3a〜S3cと炉内部空間との気圧の差分は、上方に行くほど大きくなることが好ましい。炉内部空間の温度は上方に行くほど高くなり、炉内部空間よりも低い温度の空気流入による影響が大きくなると考えられる。
On the other hand, the difference in atmospheric pressure between the furnace internal space of the
このとき、炉外部空間S3cと空間S4との気圧差は、0<(炉外部空間S3cの気圧−空間S4の気圧)であることが好ましく、0<(炉外部空間S3cの気圧−空間S4の気圧)<20Paであることがより好ましく、1Pa<(炉外部空間S3cの気圧−空間S4の気圧)<15Paであることがさらに好ましく、2Pa<(炉外部空間S3cの気圧−空間S4の気圧)<15Paであることが一層好ましい。
また、炉外部下方空間S2と炉外部空間S3aとの気圧差は、0<(炉外部下方空間S2の気圧−炉外部空間S3aの気圧)であることが好ましく、0<(炉外部空間S2の気圧−炉外部空間S3aの気圧)<20Paであることがより好ましく、1Pa<(炉外部空間S2の気圧−炉外部空間S3aの気圧)<15Paであることがさらに好ましく、2Pa<(炉外部空間S2の気圧−炉外部空間S3aの気圧)<15Paであることが一層好ましい。At this time, the pressure difference between the furnace outside space S3c and the space S4 is preferably 0 <(pressure in the furnace outside space S3c−pressure in the space S4), and 0 <(pressure in the furnace outside space S3c−pressure in the space S4). Atmospheric pressure) <20 Pa is more preferable, and 1 Pa <(atmospheric pressure in furnace outer space S3c−atmospheric pressure in space S4) <15 Pa is further preferable, and 2Pa <(atmospheric pressure in furnace outer space S3c−atmospheric pressure in space S4). More preferably, it is <15 Pa.
Further, the pressure difference between the furnace outside lower space S2 and the furnace outside space S3a is preferably 0 <(atmosphere in the furnace outside lower space S2−atmospheric pressure in the furnace outside space S3a), and 0 <(of the furnace outside space S2 It is more preferable that the atmospheric pressure−the atmospheric pressure in the furnace outer space S3a) <20 Pa, and it is more preferable that 1 Pa <(the atmospheric pressure in the outer furnace space S2−the atmospheric pressure in the outer furnace space S3a) <15 Pa. It is more preferable that the pressure of S2−the pressure of the furnace external space S3a) <15 Pa.
また、炉外部空間S1と炉外部空間S2との気圧差は、0<(炉外部空間S1の気圧−炉外部空間S2の気圧)であることが好ましく、0<(炉外部空間S1の気圧−炉外部空間S2の気圧)<30Paであることがより好ましく、1Pa<(炉外部空間S1の気圧−炉外部空間S2の気圧)<25Paであることがさらに好ましく、2Pa<(炉外部空間S1の気圧−炉外部空間S2の気圧)<15Paであることが一層好ましい。炉外部空間S3cと空間S4との気圧差、炉外部空間S2と炉外部空間S3aとの気圧差、及び炉外部空間S1と炉外部空間S2との気圧差を大きくし過ぎると、炉外部空間S1、炉外部空間S2、炉外部空間S3a〜cの気圧の絶対値が大きくなり過ぎ、炉外部空間から炉内部空間内に空気が流入してしまう。このため、炉内部空間内の温度が変動してしまうという問題が生じる虞がある。さらに、炉外部空間において局部的な気流の集中や、気流の流速が局部的に速くなるということが生じ、炉外部空間の気圧安定性が低下する虞があり、その結果、炉内部空間内の温度がばらついてしまうという問題が生じる虞もある。 Further, the pressure difference between the furnace outside space S1 and the furnace outside space S2 is preferably 0 <(atmospheric pressure in the furnace outside space S1−atmospheric pressure in the furnace outside space S2), and 0 <(atmospheric pressure in the furnace outside space S1− It is more preferable that the pressure in the furnace outer space S2) <30 Pa, and it is more preferable that 1 Pa <(the pressure in the furnace outer space S1−the pressure in the furnace outer space S2) <25 Pa, more preferably 2 Pa <(in the furnace outer space S1). More preferably, the pressure is equal to the atmospheric pressure of the furnace outer space S2. If the pressure difference between the furnace outside space S3c and the space S4, the pressure difference between the furnace outside space S2 and the furnace outside space S3a, and the pressure difference between the furnace outside space S1 and the furnace outside space S2 are too large, the furnace outside space S1 The absolute value of the atmospheric pressure in the furnace outer space S2 and the furnace outer space S3a to c becomes too large, and air flows from the furnace outer space into the furnace inner space. For this reason, there exists a possibility that the problem that the temperature in a furnace interior space may fluctuate arises. Furthermore, local airflow concentration in the external space of the furnace and local increase in the airflow velocity may occur, which may reduce the atmospheric pressure stability of the external space of the furnace. There is also a possibility that the problem that the temperature varies will occur.
なお、本実施形態では、全ての炉外部空間の気圧が、高さ方向の同じ位置における炉内部空間の気圧に対して低くなるように、炉外部空間の気圧は調整されるが、炉外部空間の少なくとも一部分における気圧が、高さ方向の同じ位置における炉内部空間の気圧に対して低くなるように、炉外部空間の気圧は調整されてもよい。この場合、ガラスリボンGの徐冷点温度に対応する徐冷炉内の位置と、ガラスリボンGの歪点温度に対応する徐冷炉内の位置との間の領域において、炉外部空間の気圧は、高さ方向の同じ位置における炉内部空間の気圧に対して低くなるように調整されることが好ましい。徐冷点温度に対応する位置は、例えば炉外部空間S3aの高さ方向の位置にあり、また、歪点温度に対応する位置は、例えば炉外部空間S3bの高さ方向の位置にある。上記領域では、ガラスリボンGが固化する段階であり、最もガラスの平面歪や熱収縮に影響を与えることから、上記領域において効率よく気圧を調整して、炉外部空間からの空気の流れ込みを抑制することにより、炉内部空間における温度のばらつきを抑えることが好ましい。
さらに、徐冷炉50の炉内部空間においてガラスリボンGの温度が歪点温度以下となる領域に対応する高さ方向の同じ位置における炉外部空間における気圧を調整することにより、空気の炉外部空間からの流れ込みを抑制でき、この領域の温度のばらつきを抑制することができ、この抑制によりガラスリボンGの反りを防止することができる。ここで、ガラスリボンGは、成形炉40から切断されるまで一枚の連続した板である。そのため、ガラスリボンGの温度が歪点温度以下となる領域においてガラスリボンGの反り形状が変化すると、歪点温度以上となる領域のガラスリボンにも影響を与え、平面歪や熱収縮のばらつきが発生してしまう。上述のように、つまり、ガラスリボンGの温度が歪点温度以下となる領域の温度のばらつきを抑制することで、反り、平面歪および熱収縮のばらつきを抑制することができる。In this embodiment, the pressure in the furnace outer space is adjusted so that the pressure in all the furnace outer spaces is lower than the pressure in the furnace inner space at the same position in the height direction. The pressure in the outer space of the furnace may be adjusted so that the pressure in at least a part of the furnace becomes lower than the pressure in the furnace inner space at the same position in the height direction. In this case, in the region between the position in the slow cooling furnace corresponding to the annealing point temperature of the glass ribbon G and the position in the annealing furnace corresponding to the strain point temperature of the glass ribbon G, the atmospheric pressure in the outside space of the furnace is high. It is preferable to adjust so that it may become low with respect to the atmospheric | air pressure of the furnace internal space in the same position of a direction. The position corresponding to the annealing point temperature is, for example, a position in the height direction of the furnace outside space S3a, and the position corresponding to the strain point temperature is, for example, a position in the height direction of the furnace outside space S3b. In the above region, the glass ribbon G is solidified and most affects the plane distortion and thermal shrinkage of the glass. Therefore, the air pressure is efficiently adjusted in the above region to suppress the inflow of air from the outside space of the furnace. By doing so, it is preferable to suppress variations in temperature in the furnace internal space.
Furthermore, by adjusting the atmospheric pressure in the external space of the furnace at the same position in the height direction corresponding to the region where the temperature of the glass ribbon G is equal to or lower than the strain point temperature in the internal space of the
また、炉内部空間がない高さ方向の位置にある圧力センサ415は、炉内部空間に炉外部空間S1から空気が流入しないように送風機421による炉外部空間S1を調整するために炉外部空間S1の気圧を計測することが好ましい。
炉内部空間と炉外部空間とを仕切る炉壁には、冷却ローラ310や搬送ローラ350a〜350hの軸周りに隙間があり、さらには、炉内部空間と炉外部空間とを区切る炉壁と床面411との接続部分等には隙間がある。このため、気圧の差分がある程度以上ある場合、炉内部空間と炉外部空間との間で空気の流れが生じ易い。したがって、炉内部空間の周囲を取り巻く炉外部空間の気圧を調整することが好ましい。特に、炉内部空間のうち成形炉40の空間は、炉内部空間内で最も上流側の位置にあり、気圧が高く空間内の温度も高い。この成形炉40の内部空間の天井面から炉外部空間S1に空気が流出することは煙突効果により炉内部空間における空気の流れを促進するため好ましくない。したがって、空気の炉外部空間S1への流出を防ぐために、炉外部空間S1の気圧を高くする。しかし、炉外部空間S1の気圧を過度に高くすると、逆に炉外部空間S1から炉内部空間へ空気が流入し易くなる。この場合、炉外部空間S1から流入する冷たい空気は、成形炉40の空間において成形体310でガラスリボンを成形するので、成形中の溶融ガラスの粘度に影響を与えるので、好ましくない。また、徐冷工程におけるガラスリボンの冷却にも影響を与える。このため、圧力センサ415は、炉内部空間に炉外部空間S1から空気が流入しないように送風機421による炉外部空間S1を調整するために炉外部空間S1の気圧を計測する。すなわち、冷却ローラや搬送ローラは設けられていない成形炉40の天井面では、炉外部空間S1から炉内部空間に天井面の隙間から空気が流入しないように、成形炉外部空間S1の気圧は、送風機421により調整されていることが好ましい。Further, the
In the furnace wall that divides the furnace internal space and the furnace external space, there is a gap around the axis of the cooling
また、圧力センサ418は、空間S4における気圧の計測のために用いられる。例えば、空間S4は、炉内部空間の最も低い気圧に対してさらに低くなるように、空間S4の気圧は調整されることが好ましい。このとき、空間S4の気圧が大気圧以上の気圧になるように調整されていることが好ましい。他方、空間S4の気圧が所定の圧力以上になると、炉内部空間へ空気が流れやすくなり、炉内部空間の温度が影響を受けることが懸念される。よって、空間S4の気圧は、大気圧以上であって所定の圧力未満になるように調整されている。より具体的には、空間S4の気圧は、大気圧以上であって炉内部空間の最も低い気圧(炉内部空間の最低気圧)以下となるように調整している。例えば、空間S4の気圧は、0<(空間S4の気圧―大気圧)であることが好ましく、0<(空間S4の気圧―大気圧)<40Paであることがより好ましく、5Pa<(空間S4の気圧―大気圧)<40Paであることがさらに好ましい。
空間S4の気圧を上記のように調整することにより、空間S4から炉内部空間に流れる空気を減少させることができる。The
By adjusting the atmospheric pressure in the space S4 as described above, the air flowing from the space S4 to the furnace internal space can be reduced.
なお、送風機421,422,423a,423b,423c,424は炉外部空間S1,S2,S3a〜S3c及び空間S4に空気を送り込むことにより、いずれの空間の気圧も大気圧に対して高く調整されるが、これらの空間の気圧を大気圧に対して高くするのは、炉外部空間S1,S2,S3a〜S3c及び空間S4内に建物Bの外部から大量の空気が流入するのを防ぎ、炉外部空間S1,S2,S3a〜S3c,S4の気圧を効率よく調整するためである。
また、炉内部空間における気圧は、高さ方向の位置が高いほど気圧が高くなる。これは、高温となった空気が上昇気流で上方に移動することに拠る。このように炉内部空間に温度分布が生じ、気圧に分布が生じても、この気圧分布に応じて、炉外部空間における気圧が調整される。これは、炉外部空間それぞれの気圧と炉内部空間の気圧との差分によって空気が炉内部空間に流れ込むことを抑制し、炉外部空間に空気が漏れて空気の対流が発生することを抑制するためである。このため、炉内部空間には、炉外部空間のそれぞれに設けられた圧力センサと高さ方向の同じ位置に、圧力センサが設けられる。このように、炉内部空間に圧力分布が生じる場合、炉外部空間のそれぞれの気圧と、この炉外部空間の高さ方向の同じ位置における炉内部空間の気圧との差分を、高さ方向の位置によって変化するように調整されることが好ましい。例えば、高さ方向の同じ位置に炉内部空間が存在する炉外部空間S2,S3a〜S3cのうち最上部の炉外部空間S2と最下部の炉外部空間S3cとの間で比較したとき、最上部における気圧の差分は、最下部における気圧の差分に比べて大きくなるように調整されることが好ましい。例えば、気圧の上記差分が高さ方向の位置が高くなるにつれて大きくなるように設定されるとよい。これは、徐冷炉における炉内部空間では、高さ方向の位置が高いほど温度が高いため、冷たい空気が流入した際のガラスリボンGとの温度差が大きくなり、高さ方向の位置が高いほど、ガラスリボンGの温度のばらつきが大きくなることを防止するためである。
また、炉外部空間の気圧は、高さ方向の位置が高いほど、すなわち、ガラスリボンの流れる方向の上流側の位置ほど、高いことが好ましい。これにより、炉外部空間において、炉壁に沿って発生する上昇気流の大きさを低減できる。つまり、炉壁に沿って発生する上昇気流による炉壁の温度変動によって炉壁近傍の炉内部空間の温度が変動することを抑制できるので、炉内部空間の温度のばらつきも抑制することができる。The
Further, the atmospheric pressure in the furnace internal space becomes higher as the position in the height direction is higher. This is due to the fact that the air that has reached a high temperature moves upward in an ascending current. Thus, even if a temperature distribution is generated in the furnace internal space and a distribution is generated in the atmospheric pressure, the atmospheric pressure in the external space of the furnace is adjusted according to the atmospheric pressure distribution. This is to suppress the flow of air into the furnace internal space due to the difference between the pressure in the furnace external space and the pressure in the furnace internal space, and to suppress the occurrence of air convection due to air leakage into the furnace external space. It is. For this reason, a pressure sensor is provided in the furnace inner space at the same position in the height direction as the pressure sensor provided in each of the furnace outer space. Thus, when pressure distribution occurs in the furnace internal space, the difference between the atmospheric pressure in the furnace external space and the atmospheric pressure in the furnace internal space at the same position in the height direction of the furnace external space is calculated as the position in the height direction. It is preferable to adjust so that it may change with. For example, when a comparison is made between the uppermost furnace outer space S2 and the lowermost furnace outer space S3c among the furnace outer spaces S2, S3a to S3c in which the furnace inner space exists at the same position in the height direction, It is preferable that the difference in atmospheric pressure is adjusted so as to be larger than the difference in atmospheric pressure at the bottom. For example, the difference in the atmospheric pressure may be set so as to increase as the position in the height direction increases. This is because in the furnace internal space in the slow cooling furnace, the higher the position in the height direction, the higher the temperature, so the temperature difference with the glass ribbon G when cold air flows in increases, and the higher the position in the height direction, This is to prevent the temperature variation of the glass ribbon G from becoming large.
Moreover, it is preferable that the atmospheric | air pressure of a furnace exterior space is so high that the position of the height direction is high, ie, the upstream position of the flow direction of a glass ribbon. Thereby, the magnitude | size of the upward airflow which generate | occur | produces along a furnace wall can be reduced in a furnace exterior space. In other words, since the temperature of the furnace internal space near the furnace wall can be prevented from fluctuating due to the temperature fluctuation of the furnace wall due to the rising air flow generated along the furnace wall, the temperature variation in the furnace internal space can also be suppressed.
(ガラスリボンの冷却)
本実施形態では、ガラス板の熱収縮のばらつきを低減することができるが、さらに、成形されたガラスリボンの冷却速度を調整することにより、熱収縮のばらつきに加えて、ガラス板の変形を抑制し、反りを抑制し、熱収縮率の絶対値を低減することができる。
具体的には、ローラを用いてガラスリボンを搬送しながら徐冷する徐冷工程では、ガラスリボンの徐冷点温度に150℃を足した温度から、ガラスリボンの歪点温度から200℃引いた温度までの温度領域を定める。このとき、少なくとも上記温度領域において、ガラスリボンの幅方向の中央部の冷却速度はガラスリボンの両端部の冷却速度よりも速く、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度がガラスリボンの両端部よりも高い状態から中央部の温度が両端部よりも低い状態へガラスリボンを変化させることが好ましい。これにより、ガラスリボンの幅方向の中央部に、ガラスリボンの流れ方向に引張り応力が働くようにすることができる。ガラスリボンの流れ方向に引張り応力が働くことで、ガラスリボン、ひいてはガラス板の反りをより一層抑制することができる。(Cooling of glass ribbon)
In this embodiment, variation in thermal shrinkage of the glass plate can be reduced, but furthermore, by adjusting the cooling rate of the molded glass ribbon, deformation of the glass plate is suppressed in addition to variation in thermal shrinkage. In addition, warpage can be suppressed and the absolute value of the heat shrinkage rate can be reduced.
Specifically, in the slow cooling process in which the glass ribbon is slowly transported using a roller, 200 ° C. is subtracted from the strain point temperature of the glass ribbon from the temperature obtained by adding 150 ° C. to the slow cooling point temperature of the glass ribbon. Define the temperature range up to the temperature. At this time, at least in the above temperature region, the cooling rate at the center in the width direction of the glass ribbon is faster than the cooling rate at both ends of the glass ribbon, and the temperature at the center in the width direction of the glass ribbon is higher than both ends of the glass ribbon. It is preferable to change the glass ribbon from a higher state to a state where the temperature at the center is lower than both ends. Thereby, a tensile stress can work in the flow direction of the glass ribbon at the center in the width direction of the glass ribbon. By applying a tensile stress in the flow direction of the glass ribbon, it is possible to further suppress the warpage of the glass ribbon, and thus the glass plate.
さらに、徐冷工程は、第1の冷却工程と、第2の冷却工程と、第3の冷却工程と、を含むことができる。
第1の冷却工程は、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が、徐冷点温度になるまで、第1の平均冷却速度で冷却する工程である。
第2の冷却工程は、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が、徐冷点温度から歪点温度−50℃になるまで、第2の平均冷却速度で冷却する工程である。
第3の冷却工程は、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が、歪点温度−50℃から歪点温度−200℃になるまで、第3の平均冷却速度で冷却する工程である。
この場合、第1の平均冷却速度は、5℃/秒以上であり、第1の平均冷却速度は、第3の平均冷却速度より速く、第3の平均冷却速度は、第2の平均冷却速度より速くすることが好ましい。すなわち、平均冷却速度は、高い順番に、第1の平均冷却速度、第3の平均冷却速度、第2の平均冷却速度となっている。
このとき、第1冷却工程におけるガラスリボンの中央部の平均冷却速度は、好ましくは、5.5℃/秒〜50℃/秒である。第1冷却工程におけるガラスリボンの中央部の平均冷却速度が5.5℃/秒未満では、生産性が低下してしまう。他方、第1冷却工程におけるガラスリボンの中央部の平均冷却速度が50℃/秒超となると、平面歪や反りを抑制するために行うガラスリボンの幅方向の温度分布の制御がし難くなるため、好ましくない。第1冷却工程におけるガラスリボンの中央部の平均冷却速度は、より好ましくは8℃/秒〜16.5℃/秒である。
また、第2冷却工程(熱収縮低減処理工程)におけるガラスリボンの平均冷却速度は、好ましくは0.5〜5.5℃/秒未満である。第2冷却工程におけるガラスリボンの中央部の平均冷却速度が、0.5℃/秒未満では、徐冷装置が長くなり製造設備が巨大化し、生産性が低下してしまう。他方、5.5℃/秒以上では、熱収縮率を十分に小さくすることができない。第2冷却工程におけるガラスリボンの中央部の平均冷却速度は、より好ましくは、0.5℃/秒〜5.5℃/秒である。
一方、第3冷却工程におけるガラスリボンの中央部の冷却速度は、特に制限はないが、1.5℃/秒〜7℃/秒であることが好ましい。第3冷却工程におけるガラスリボンの中央部の冷却速度が1.5℃/秒未満では生産性が低下してしまう。他方、7℃/秒以上では、ガラスリボンが過度に急冷されることにより、ガラスリボンが割れてしまうおそれがある。以上のことから、第3冷却工程におけるガラスリボンの中央部の冷却速度は、好ましくは1.5℃/秒〜7℃/秒であり、より好ましくは2℃/秒〜5.5℃/秒である。
ガラスリボンの流れ方向の冷却速度は、製造されるガラス板の熱収縮に影響を与える。しかし、徐冷工程において、上記冷却速度を設定することにより、ガラス板の製造量を向上させつつ、好適な熱収縮率を有するガラス板を得ることができる。
このような冷却速度は、炉内部空間に設けられた図示されないヒータを用いて温度を制御することにより行われる。
なお、徐冷工程後に熱収縮低減処理(オフラインアニール)工程を別途設けることで、熱収縮率を小さくすることもできる。しかし、徐冷工程とは別にオフラインアニール工程を設けると、生産性が低下し、コストが高騰してしまうという問題点がある。そのため、上述したように、徐冷工程においてガラス板の冷却速度を制御するという熱収縮低減処理(オンラインアニール)を施すことによって、熱収縮率を所定範囲内におさめることが好ましい。つまり、徐冷工程は、熱収縮低減処理工程を含むことが好ましい。なお、徐冷工程のうち上記第2冷却工程が、熱収縮低減処理工程にあたる。Furthermore, the slow cooling step can include a first cooling step, a second cooling step, and a third cooling step.
The first cooling step is a step of cooling at the first average cooling rate until the temperature of the central portion in the width direction of the glass ribbon reaches the annealing point temperature.
The second cooling step is a step of cooling at the second average cooling rate until the temperature of the central portion in the width direction of the glass ribbon reaches the strain point temperature −50 ° C. from the annealing point temperature.
The third cooling step is a step of cooling at the third average cooling rate until the temperature of the central portion in the width direction of the glass ribbon changes from the strain point temperature of −50 ° C. to the strain point temperature of −200 ° C.
In this case, the first average cooling rate is 5 ° C./second or more, the first average cooling rate is faster than the third average cooling rate, and the third average cooling rate is the second average cooling rate. It is preferable to make it faster. That is, the average cooling rate is, in descending order, the first average cooling rate, the third average cooling rate, and the second average cooling rate.
At this time, the average cooling rate of the central portion of the glass ribbon in the first cooling step is preferably 5.5 ° C./second to 50 ° C./second. If the average cooling rate at the central portion of the glass ribbon in the first cooling step is less than 5.5 ° C./second, the productivity is lowered. On the other hand, when the average cooling rate of the central portion of the glass ribbon in the first cooling step exceeds 50 ° C./second, it becomes difficult to control the temperature distribution in the width direction of the glass ribbon to suppress plane distortion and warpage. Is not preferable. The average cooling rate at the center of the glass ribbon in the first cooling step is more preferably 8 ° C./second to 16.5 ° C./second.
Moreover, the average cooling rate of the glass ribbon in the second cooling step (heat shrinkage reduction treatment step) is preferably 0.5 to 5.5 ° C./second. When the average cooling rate at the central portion of the glass ribbon in the second cooling step is less than 0.5 ° C./second, the slow cooling device becomes long, the manufacturing equipment becomes huge, and the productivity decreases. On the other hand, at 5.5 ° C./second or more, the heat shrinkage rate cannot be sufficiently reduced. The average cooling rate at the center of the glass ribbon in the second cooling step is more preferably 0.5 ° C./second to 5.5 ° C./second.
On the other hand, the cooling rate of the central portion of the glass ribbon in the third cooling step is not particularly limited, but is preferably 1.5 ° C./second to 7 ° C./second. If the cooling rate of the central part of the glass ribbon in the third cooling step is less than 1.5 ° C./second, the productivity is lowered. On the other hand, at 7 ° C./second or more, the glass ribbon may be cracked due to excessive quenching of the glass ribbon. From the above, the cooling rate of the central part of the glass ribbon in the third cooling step is preferably 1.5 ° C./second to 7 ° C./second, more preferably 2 ° C./second to 5.5 ° C./second. It is.
The cooling rate in the flow direction of the glass ribbon affects the heat shrinkage of the glass plate to be manufactured. However, in the slow cooling step, by setting the cooling rate, it is possible to obtain a glass plate having a suitable heat shrinkage rate while improving the production amount of the glass plate.
Such a cooling rate is performed by controlling the temperature using a heater (not shown) provided in the furnace internal space.
In addition, a thermal contraction rate can also be made small by providing a thermal contraction reduction process (offline annealing) process separately after a slow cooling process. However, if an offline annealing step is provided separately from the slow cooling step, there is a problem that productivity is lowered and costs are increased. Therefore, as described above, it is preferable to keep the thermal shrinkage rate within a predetermined range by performing a thermal shrinkage reduction process (online annealing) in which the cooling rate of the glass plate is controlled in the slow cooling step. That is, the slow cooling process preferably includes a heat shrinkage reduction process. In addition, the said 2nd cooling process corresponds to a thermal contraction reduction process process among slow cooling processes.
(ガラス板)
本実施形態のガラス板に用いるガラスは、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。(Glass plate)
As the glass used for the glass plate of the present embodiment, for example, borosilicate glass, aluminosilicate glass, aluminoborosilicate glass, soda lime glass, alkali silicate glass, alkali aluminosilicate glass, alkali aluminogermanate glass, etc. can be applied. it can. The glass applicable to the present invention is not limited to the above.
(ガラス組成1)
本実施形態で用いるガラス板のガラス組成は例えば以下のものを挙げることができる。
以下示す組成の含有率表示は、質量%である。
SiO2:40〜70%、
Al2O3:2〜25%、
B2O3:0〜20%、
MgO:0〜10%、
CaO:0〜15%、
SrO:0〜10%、
BaO:0〜15%、
ZnO:0〜10%、
ZrO2:0〜10%、
清澄剤:0〜2%、
の無アルカリガラスである。(Glass composition 1)
Examples of the glass composition of the glass plate used in the present embodiment include the following.
The content rate display of the composition shown below is mass%.
SiO 2: 40~70%,
Al 2 O 3 : 2 to 25%,
B 2 O 3: 0~20%,
MgO: 0 to 10%,
CaO: 0 to 15%,
SrO: 0 to 10%,
BaO: 0 to 15%,
ZnO: 0 to 10%,
ZrO 2 : 0 to 10%,
Refiner: 0-2%,
It is an alkali-free glass.
(ガラス組成2)
また、下記組成の無アルカリガラスも例示される。以下の括弧内の表示は各成分の好ましい含有率であり、後ろに記載されるものほど好ましい。
SiO2:50〜70%(55〜65%,57〜64%,58〜62%)、
Al2O3:2〜25%(10〜20%,12〜18%,15〜18%)、
B2O3:0〜20%(5〜15%,6〜13%,7〜12%)。
このとき、任意成分として下記の成分を含んでもよい。
MgO:0〜10%(下限は0.01%,下限は0.5%,上限は5%,上限は4%,上限は2%)、
CaO:0〜20%(下限は1%、下限は3%、下限は4%、上限は9%、上限は8%、
上限は7%、上限は6%)、
SrO:0〜20%(下限は0.5%、下限は3%、上限は9%、上限は8%、上限は7%%、上限は6%)、
BaO:0〜10%(上限は8%、上限は3%、上限は1%、上限は0.2%)、
ZrO2:0〜10%(0〜5%,0〜4%,0〜1%,0〜0.1%)。(Glass composition 2)
Moreover, the alkali free glass of the following composition is also illustrated. The indications in parentheses below are the preferred contents of each component, and the ones described later are more preferred.
SiO 2: 50~70% (55~65% , 57~64%, 58~62%),
Al 2 O 3 : 2 to 25% (10 to 20%, 12 to 18%, 15 to 18%),
B 2 O 3: 0~20% ( 5~15%, 6~13%, 7~12%).
At this time, the following components may be included as optional components.
MgO: 0 to 10% (lower limit is 0.01%, lower limit is 0.5%, upper limit is 5%, upper limit is 4%, upper limit is 2%),
CaO: 0 to 20% (lower limit is 1%, lower limit is 3%, lower limit is 4%, upper limit is 9%, upper limit is 8%,
Upper limit is 7%, upper limit is 6%),
SrO: 0 to 20% (lower limit is 0.5%, lower limit is 3%, upper limit is 9%, upper limit is 8%, upper limit is 7 %%, upper limit is 6%),
BaO: 0 to 10% (upper limit is 8%, upper limit is 3%, upper limit is 1%, upper limit is 0.2%),
ZrO 2 : 0 to 10% (0 to 5%, 0 to 4%, 0 to 1%, 0 to 0.1%).
(ガラス組成3)
特に、
SiO2:50〜70%、
B2O3:5〜18%、
Al2O3:0〜25%、
MgO:0〜10%、
CaO:0〜20%、
SrO:0〜20%、
BaO:0〜10%、
RO:5〜20%(ただし、RはMg、Ca、Sr及びBaから選ばれる少なくとも1種であり、ガラス板が含有するものである)、
を含有することが好ましい。
さらに、R’2Oの合計が0.20%を超え2.0%以下(ただし、R’はLi、Na及びKから選ばれる少なくとも1種であり、ガラス板が含有するものである)含むことが好ましい。また、清澄剤を合計で0.05〜1.5%含み、As2O3、Sb2O3及びPbOを実質的に含まないことが好ましい。また、ガラス中の酸化鉄の含有量が0.01〜0.2%であることがさらに好ましい。(Glass composition 3)
In particular,
SiO 2: 50~70%,
B 2 O 3: 5~18%,
Al 2 O 3: 0~25%,
MgO: 0 to 10%,
CaO: 0 to 20%,
SrO: 0 to 20%,
BaO: 0 to 10%,
RO: 5 to 20% (However, R is at least one selected from Mg, Ca, Sr and Ba, and the glass plate contains),
It is preferable to contain.
Furthermore, the total of R ′ 2 O exceeds 0.20% and is 2.0% or less (provided that R ′ is at least one selected from Li, Na and K, and is contained in the glass plate). It is preferable. Also it includes from 0.05 to 1.5% a refining agent at a total, is preferably free of As 2 O 3, Sb 2 O 3 and PbO substantially. Moreover, it is more preferable that the content of iron oxide in the glass is 0.01 to 0.2%.
(ガラス組成4)
本実施形態で用いる他のガラス板のガラス組成は例えば以下のものを挙げることができる。ガラス板を以下に示すような組成にすることで、歪点温度を高くすることができ、ガラス板の熱収縮をより低減することができる。このため、下記組成のガラス板は、液晶ディスプレイ用ガラス基板や有機ELディスプレイ用ガラス基板に好適であり、特にポリシリコンTFTを適用するガラス基板に好適である。
以下示す組成の含有率表示は、質量%である。以下の括弧内の表示は各成分の好ましい含有率であり、後ろに記載されるものほど好ましい。
SiO2:57〜75%、
Al2O3:8〜25%、
B2O3:3〜11未満%、
CaO:0〜20%、
MgO:0〜15%、
の無アルカリガラス。
このとき、下記の数式の何れかあるいは複数を満たすようにすると、耐失透性や熔解性を維持しつつ、歪点温度の向上やガラスの軽量化を実現できるため、よりポリシリコンTFT用ガラス基板に好適となる。
(SiO2+Al2O3)/B2O3:8〜20%(9〜17%,9〜15%,9〜12%)
SrO+BaO:0〜3.3%(0〜1.5%、実質的に含まない)
CaO/RO:0.65%以上(0.8〜1%,0.9〜1%)(ただし、RはMg、Ca、Sr及びBaから選ばれる少なくとも1種であり、ガラス板が含有するものである)
SiO2+Al2O3:75%以上(75〜90%、79〜85%)
CaO/B2O3:0.6%以上(0.9〜3%、1.0〜2%、1.1〜1.5%)(Glass composition 4)
Examples of the glass composition of the other glass plate used in the present embodiment include the following. By setting the glass plate to the composition shown below, the strain point temperature can be increased, and the thermal contraction of the glass plate can be further reduced. For this reason, the glass plate of the following composition is suitable for the glass substrate for liquid crystal displays and the glass substrate for organic EL displays, and is especially suitable for the glass substrate to which a polysilicon TFT is applied.
The content rate display of the composition shown below is mass%. The indications in parentheses below are the preferred contents of each component, and the ones described later are more preferred.
SiO 2: 57~75%,
Al 2 O 3: 8~25%,
B 2 O 3 : less than 3 to 11%,
CaO: 0 to 20%,
MgO: 0 to 15%,
Non-alkali glass.
At this time, if one or more of the following mathematical formulas are satisfied, it is possible to improve the strain point temperature and reduce the weight of the glass while maintaining devitrification resistance and meltability. Suitable for substrates.
(SiO 2 + Al 2 O 3 ) / B 2 O 3 : 8 to 20% (9 to 17%, 9 to 15%, 9 to 12%)
SrO + BaO: 0 to 3.3% (0 to 1.5%, substantially free)
CaO / RO: 0.65% or more (0.8 to 1%, 0.9 to 1%) (where R is at least one selected from Mg, Ca, Sr and Ba, and the glass plate contains it) )
SiO 2 + Al 2 O 3 : 75% or more (75 to 90%, 79 to 85%)
CaO / B 2 O 3 : 0.6% or more (0.9 to 3 %, 1.0 to 2%, 1.1 to 1.5%)
なお、上記各実施形態では無アルカリガラスとしたが、ガラス板はアルカリ金属を微量含んでいてもよい。アルカリ金属を含有させる場合、R’2Oの合計が0.20%を超え2.0%以下(ただし、R’はLi、Na及びKから選ばれる少なくとも1種であり、ガラス板が含有するものである)含むことが好ましい。また、清澄剤を合計で0.05〜1.5%含み、As2O3、Sb2O3及びPbOを実質的に含まないことが好ましい。また、ガラスの熔解を容易にするために、比抵抗を低下させるという観点から、ガラス中の酸化鉄の含有率が0.01〜0.2%であることがさらに好ましい。In addition, although it was set as the alkali free glass in each said embodiment, the glass plate may contain a trace amount of alkali metals. When the alkali metal is contained, the total of R ′ 2 O exceeds 0.20% and is 2.0% or less (provided that R ′ is at least one selected from Li, Na, and K, and is contained in the glass plate). It is preferable to contain. Also it includes from 0.05 to 1.5% a refining agent at a total, is preferably free of As 2 O 3, Sb 2 O 3 and PbO substantially. In order to facilitate melting of the glass, the content of iron oxide in the glass is more preferably 0.01 to 0.2% from the viewpoint of reducing the specific resistance.
(ガラス組成5)
化学強化を施した後、カバーガラスや太陽電池用のガラス板に適用されるガラス板としては、例えば、ガラス板が質量%表示で、以下の成分を含むものが例示される。
SiO2:50〜70%(55〜65%,57〜64%,57〜62%)、
Al2O3:5〜20%(9〜18%,12〜17%)、
Na2O:6〜30%(7〜20%,8〜18%,10〜15%)。
このとき、任意成分として、下記の組成を含んでもよい。
Li2O:0〜8%(0〜6%,0〜2%,0〜0.6%,0〜0.4%,0〜0.2%)、
B2O3:0〜5%(0〜2%,0〜1%,0〜0.8%)、
K2O:0〜10%(下限は1%、下限は2%、上限は6%、上限は5%、上限は4%)。
MgO:0〜10%(下限は1%、下限は2%、下限は3%、下限は4%、上限は9%、上限は8%、上限は7%)、
CaO:0〜20%(下限は0.1%、下限は1%、下限は2%、上限は10%、上限は5%、上限は4%、上限は3%)、
ZrO2:0〜10%(0〜5%,0〜4%,0〜1%,0〜0.1%)。(Glass composition 5)
Examples of the glass plate applied to the cover glass or the glass plate for solar cell after chemical strengthening include those in which the glass plate is in mass% and contains the following components.
SiO 2 : 50 to 70% (55 to 65%, 57 to 64%, 57 to 62%),
Al 2 O 3 : 5 to 20% (9 to 18%, 12 to 17%),
Na 2 O: 6~30% (7~20 %, 8~18%, 10~15%).
At this time, the following composition may be included as an optional component.
Li 2 O: 0 to 8% (0 to 6%, 0 to 2%, 0 to 0.6%, 0 to 0.4%, 0 to 0.2%),
B 2 O 3 : 0 to 5% (0 to 2%, 0 to 1%, 0 to 0.8%),
K 2 O: 0 to 10% (lower limit is 1%, lower limit is 2%, upper limit is 6%, upper limit is 5%, upper limit is 4%).
MgO: 0 to 10% (lower limit is 1%, lower limit is 2%, lower limit is 3%, lower limit is 4%, upper limit is 9%, upper limit is 8%, upper limit is 7%),
CaO: 0 to 20% (lower limit is 0.1%, lower limit is 1%, lower limit is 2%, upper limit is 10%, upper limit is 5%, upper limit is 4%, upper limit is 3%),
ZrO 2 : 0 to 10% (0 to 5%, 0 to 4%, 0 to 1%, 0 to 0.1%).
(ガラス組成6)
近年さらなるフラットパネルディスプレイの組み立ての高精細化を実現するために、アモルファスシリコンTFT(Thin Film Transistor)ではなく、ポリシリコン(低温ポリシリコン)TFTや酸化物半導体を用いたフラットパネルディスプレイが求められている。ここで、ポリシリコンTFTや酸化物半導体を用いたフラットパネル製造工程では、アモルファスシリコンTFTを用いたフラットパネル製造工程よりも高温な熱処理工程が存在する。そのため、ポリシリコンTFTや酸化物半導体が形成されるガラス板には、熱収縮率が小さいことが求められている。熱収縮率を小さくするためには、ガラス板の徐冷条件と、ガラスの歪点温度を高くすることが好ましい。特に、ポリシリコンTFTや酸化物半導体には、ガラスの歪点温度が675℃以上(歪点温度675℃〜750℃)のガラス板が好適であり、歪点温度680℃以上(歪点温度680℃〜750℃)のガラス板がさらに好適であり、歪点温度690℃以上(歪点温度690℃〜750℃)のガラス板が特に好適である。
ガラスの歪点温度が675℃以上のガラス板の組成としては、例えば、ガラス板が質量%表示で、以下の成分を含むものが例示される。
SiO2:52〜78%、
Al2O3:3〜25%、
B2O3:3〜15%、
RO(但し、ROはMgO、CaO、SrO及びBaOうち、ガラス板に含有される全成分のの合量):3〜20%、
質量比(SiO2+Al2O3)/B2O3は7〜20の範囲であるガラス板。
この場合、SrO及びBaOの合計含有率が8質量%未満であることが軽量化及び熱膨張係数を小さくする点で好ましい。SrO及びBaOの合計含有率は、0〜7%であることが好ましく、より好ましくは、0〜5%であり、さらに好ましくは、0〜3%であり、より一層好ましくは0〜1%であり、特に、ガラス板の密度を低下させる場合には、SrO及びBaOを実質的に含有させないことが好ましい。実質的に含有させないとは、意図的に含有しないことを意味し、不可避的に不純物としてSrO及びBaOが混入することは排除しない。
さらに、歪点温度をより上昇させるために、質量比(SiO2+Al2O3)/ROは7.5以上であることが好ましい。さらに、歪点温度を上昇させるために、β−OH値を0.1〜0.3[mm-1]とすることが好ましい。他方、溶解時に溶融ガラスではなく溶解槽201に電流が流れないようにするために、ガラス板は、R2O(但し、R2Oは、Li2O、Na2O及びK2Oのうち、ガラス板に含有される全成分の合量)を0.01〜0.8質量%含有することが、ガラスの比抵抗を低下させる点で好ましい。あるいは、ガラスの比抵抗を低下させるために、Fe2O3を0.01〜1質量%含有することが好ましい。さらに、ガラス板は、高い歪点温度を実現しつつ失透温度の上昇を防止するためにCaO/ROは0.65以上とすることが好ましい。失透温度を1250℃以下とすることにより、オーバーフローダウンドロー法の適用が可能となる。また、モバイル通信端末のようなモバイル機器などに適用されることを考慮すると、軽量化の観点からはSrO及びBaOの合計含有率が0%以上2%未満であることが好ましい。(Glass composition 6)
In recent years, flat panel displays that use polysilicon (low-temperature polysilicon) TFTs and oxide semiconductors instead of amorphous silicon TFTs (Thin Film Transistors) have been demanded in order to achieve further high-definition flat panel display assembly. Yes. Here, in the flat panel manufacturing process using the polysilicon TFT or the oxide semiconductor, there is a heat treatment process at a higher temperature than the flat panel manufacturing process using the amorphous silicon TFT. Therefore, a glass plate on which a polysilicon TFT or an oxide semiconductor is formed is required to have a low thermal shrinkage rate. In order to reduce the thermal shrinkage rate, it is preferable to increase the annealing conditions of the glass plate and the strain point temperature of the glass. In particular, a glass plate having a glass strain point temperature of 675 ° C. or higher (strain point temperature of 675 ° C. to 750 ° C.) is suitable for polysilicon TFTs and oxide semiconductors, and a strain point temperature of 680 ° C. or higher (strain point temperature of 680 ° C.). A glass plate having a strain point temperature of 690 ° C. or higher (a strain point temperature of 690 ° C. to 750 ° C.) is particularly preferable.
As a composition of the glass plate whose strain point temperature of glass is 675 degreeC or more, the glass plate is a mass% display and the thing containing the following components is illustrated, for example.
SiO 2 : 52 to 78%,
Al 2 O 3 : 3 to 25%,
B 2 O 3 : 3 to 15%,
RO (however, RO is the total amount of all components contained in the glass plate among MgO, CaO, SrO and BaO): 3 to 20%,
Mass ratio (SiO 2 + Al 2 O 3 ) / B 2 O 3 is a glass plate in the range of 7 to 20.
In this case, it is preferable that the total content of SrO and BaO is less than 8% by mass in terms of reducing weight and reducing the thermal expansion coefficient. The total content of SrO and BaO is preferably 0 to 7%, more preferably 0 to 5%, still more preferably 0 to 3%, still more preferably 0 to 1%. In particular, when reducing the density of the glass plate, it is preferable that SrO and BaO are not substantially contained. The fact that it is not substantially contained means that it is not intentionally contained, and it is not excluded that SrO and BaO are inevitably mixed as impurities.
Furthermore, in order to further increase the strain point temperature, the mass ratio (SiO 2 + Al 2 O 3 ) / RO is preferably 7.5 or more. Furthermore, in order to raise the strain point temperature, it is preferable to set the β-OH value to 0.1 to 0.3 [mm −1 ]. On the other hand, in order to prevent current from flowing into the
(各成分の説明)
SiO2はガラス板のガラスの骨格をなす成分であり、ガラスの化学的耐久性と歪点温度を高める効果を有している。SiO2の含有率が低すぎる場合には化学的耐久性と耐熱性の効果が十分に得られない。さらに、歪点温度が低下し、熱膨張係数が増大するため、熱収縮率が大きくなる。SiO2の含有率が高すぎるとガラスが失透を起こしやすくなり、成形が困難になるとともに、粘性が上昇してガラスの均質化が困難になる。また、ガラスの比抵抗を増大させるので、熔解が困難となる。(Description of each component)
SiO 2 is a component constituting the glass skeleton of the glass plate, and has the effect of increasing the chemical durability and strain point temperature of the glass. When the content of SiO 2 is too low, the effects of chemical durability and heat resistance cannot be obtained sufficiently. Furthermore, since the strain point temperature decreases and the thermal expansion coefficient increases, the thermal contraction rate increases. If the content of SiO 2 is too high, the glass tends to be devitrified, making molding difficult, and increasing the viscosity, making it difficult to homogenize the glass. Moreover, since the specific resistance of glass is increased, melting becomes difficult.
Al2O3はガラスの骨格をなす成分であり、ガラスの化学的耐久性と歪点温度を高める効果を有している。また、エッチング速度を高める効果を有している。Al2O3の含有率が低すぎる場合にはガラスの化学的耐久性と耐熱性の効果が十分に得られない。また、歪点温度及びヤング率が低下する。一方、Al2O3の含有率が高すぎると、ガラスの粘性が上昇して溶解が困難になるとともに、耐酸性が低下する。また、ガラスの比抵抗を増大させるので、熔解が困難となる。Al 2 O 3 is a component forming a glass skeleton, and has an effect of increasing the chemical durability and strain point temperature of the glass. It also has the effect of increasing the etching rate. When the content of Al 2 O 3 is too low, the effects of chemical durability and heat resistance of the glass cannot be obtained sufficiently. In addition, the strain point temperature and Young's modulus are reduced. On the other hand, when the content ratio of Al 2 O 3 is too high, the viscosity of the glass increases to make it difficult to dissolve, and the acid resistance decreases. Moreover, since the specific resistance of glass is increased, melting becomes difficult.
B2O3はガラスの粘性を下げて、ガラスの熔解及び清澄を促進する成分である。B2O3の含有率が低すぎると、熔解が困難となり、また、ガラスの耐酸性が低下する。また、耐失透性が低下し、熱膨張係数が増加する。他方、B2O3の含有率が高すぎると、歪点温度が低下するので、耐熱性が低下する。また、ヤング率が低下する。また、ガラス熔解時のB2O3の揮発により、ガラスの不均質が顕著となり、脈理が発生しやすくなるB 2 O 3 is a component that lowers the viscosity of the glass and promotes melting and clarification of the glass. If the content of B 2 O 3 is too low, melting becomes difficult, and the acid resistance of the glass decreases. Moreover, devitrification resistance falls and a thermal expansion coefficient increases. On the other hand, if the content of B 2 O 3 is too high, the strain point temperature is lowered, so that the heat resistance is lowered. In addition, Young's modulus decreases. Moreover, due to the volatilization of B 2 O 3 during glass melting, glass non-uniformity becomes prominent and striae are likely to occur.
MgO及びCaOは、ガラスの粘性を下げて、ガラスの熔解及び清澄を促進する成分である。また、Mg及びCaは、アルカリ土類金属の中ではガラスの密度を上昇させる割合が小さいため、得られるガラスを軽量化しつつ熔解性を向上するためには有利な成分である。ただしそのMgO及びCaOの含有率が高くなりすぎると、歪点温度を低下させる。さらに、ガラスの化学的耐久性が低下する。なお、CaOは、比抵抗を低下させ、ガラスの失透温度を急激に上げることなくガラスの熔解性を向上させるのに有効な成分である。そのため、高歪点温度のガラスでは含有させることが好ましい。また、MgOは、ガラスの失透温度を上昇させるため、失透温度を低下させる場合には、実質的に含有させないことが好ましい。 MgO and CaO are components that lower the viscosity of the glass and promote glass melting and fining. Further, Mg and Ca are advantageous components for improving the meltability while reducing the weight of the obtained glass because the ratio of increasing the density of the glass is small in the alkaline earth metal. However, if the content of MgO and CaO becomes too high, the strain point temperature is lowered. Furthermore, the chemical durability of the glass is reduced. CaO is an effective component for reducing the specific resistance and improving the meltability of the glass without rapidly increasing the devitrification temperature of the glass. Therefore, it is preferable to contain in the glass of high strain point temperature. Moreover, since MgO raises the devitrification temperature of glass, when reducing a devitrification temperature, it is preferable not to contain substantially.
SrO及びBaOは、ガラスの粘性を下げて、ガラスの熔解及び清澄を促進する成分である。また、ガラス原料の酸化性を高めて清澄性を高める成分でもある。ただし、SrO及びBaOの含有率が高くなりすぎると、ガラスの密度が上昇し、ガラス板の軽量化が図れないととともに、ガラスの化学的耐久性が低下する。なお、BaOは、環境負荷を軽減するためには、実質的に含有させないことが好ましい。なお、本明細書において、BaOを実質的に含まないとは、0.01%質量未満であって不純物を除き意図的に含有させないことを意味する。 SrO and BaO are components that lower the viscosity of the glass and promote glass melting and fining. Moreover, it is also a component which improves the oxidizability of a glass raw material and improves clarity. However, if the content of SrO and BaO becomes too high, the density of the glass increases, the weight of the glass plate cannot be reduced, and the chemical durability of the glass decreases. In order to reduce the environmental burden, BaO is preferably not substantially contained. In the present specification, “substantially free of BaO” means less than 0.01% by mass and is not intentionally contained except for impurities.
Li2O、Na2O及びK2Oは、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの熔解性や成形性を向上させる成分である。Li2O、Na2OやK2Oの含有率が低すぎる場合にはガラスの熔解性が低下し、熔解のためのコストが高くなる。他方、Li2O、Na2OやK2Oの含有率が高くなり過ぎると、ガラスバランスの悪化による耐失透性低下が生じる。Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are components that reduce the viscosity of the glass and improve the meltability and moldability of the glass. When
なお、Li2O,Na2O,K2Oは、ガラスから溶出してTFTの特性を劣化させ、また、ガラスの熱膨張係数を大きくして熱処理時に基板を破損させる虞のある成分であることから、液晶ディスプレイ用ガラス基板や有機ELディスプレイ用ガラス基板として適用する場合には、実質的に含まないことが好ましい。しかし、ガラス中に上記成分を敢えて特定量含有させることによって、TFTの特性の劣化やガラスの熱膨張を一定範囲内に抑制しつつ、ガラスの塩基性度を高め、価数変動する金属の酸化を容易にして、清澄性を発揮させることが可能である。そこで、Li2O,Na2O,K2Oの合量は0〜2.0%であり、0.1〜1.0%がより好ましく、0.2〜0.5%がさらに好ましい。なお、Li2O,Na2Oは含有させずに、上記成分中でも、最もガラスから溶出してTFTの特性を劣化させ難いK2Oを含有させることが好ましい。K2Oの含有率は、0〜2.0%であり、0.1〜1.0%がより好ましく、0.2〜0.5%がさらに好ましい。Note that Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are components that may be eluted from the glass to deteriorate the TFT characteristics, and may increase the thermal expansion coefficient of the glass and damage the substrate during heat treatment. Therefore, when applied as a glass substrate for a liquid crystal display or a glass substrate for an organic EL display, it is preferably substantially not contained. However, by deliberately containing the above-mentioned components in the glass, the basicity of the glass is increased while the deterioration of the TFT characteristics and the thermal expansion of the glass are suppressed within a certain range, and the oxidation of the metal whose valence fluctuates. It is possible to make clear and exhibit clarity. Therefore, the total amount of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O is 0 to 2.0%, more preferably 0.1 to 1.0%, and still more preferably 0.2 to 0.5%. Incidentally,
ZrO2は、ガラスの失透温度付近の粘性や歪点温度を高くする成分である。また、ZrO2は、ガラスの耐熱性を向上させる成分でもある。しかし、ZrO2の含有率が高くなりすぎると、失透温度が上昇し、耐失透性が低下する。ZrO 2 is a component that increases the viscosity near the devitrification temperature of glass and the strain point temperature. ZrO 2 is also a component that improves the heat resistance of the glass. However, if the content of ZrO 2 becomes too high, the devitrification temperature increases and the devitrification resistance decreases.
TiO2は、ガラスの高温粘度を低下させる成分である。しかし、TiO2の含有率が高くなり過ぎると、耐失透性が低下してしまう。さらに、ガラスが着色し、電子機器の表示画面のカバーガラスなどへの適用は好ましくない。また、ガラスが着色することから、紫外線透過率が低下するので、紫外線硬化樹脂を使用した処理を行う場合に、紫外線硬化樹脂を十分に硬化することができないという不都合が生じる。TiO 2 is a component that lowers the high temperature viscosity of the glass. However, when the content of TiO 2 becomes too high, the devitrification resistance is lowered. Furthermore, since the glass is colored, application to a cover glass of a display screen of an electronic device is not preferable. Further, since the glass is colored, the ultraviolet transmittance is reduced, and therefore, when the treatment using the ultraviolet curable resin is performed, there is a disadvantage that the ultraviolet curable resin cannot be sufficiently cured.
ガラス板のガラスにおいて、ガラス中の気泡を脱泡させる成分として清澄剤を添加することができる。清澄剤としては、環境負荷が小さく、ガラスの清澄性に優れたものであれば特に制限されないが、例えば、酸化スズ、酸化鉄、酸化セリウム、酸化テルビウム、酸化モリブデン及び酸化タングステンといった金属酸化物から選ばれる少なくとも1種を挙げることができる。 In the glass of the glass plate, a clarifying agent can be added as a component for defoaming bubbles in the glass. The fining agent is not particularly limited as long as it has a small environmental burden and excellent glass fining properties. For example, from a metal oxide such as tin oxide, iron oxide, cerium oxide, terbium oxide, molybdenum oxide and tungsten oxide. There may be mentioned at least one selected.
なお、As2O3、Sb2O3及びPbOは、溶融ガラス中で価数変動を伴う反応を生じ、ガラスを清澄する効果を有する物質であるが、As2O3、Sb2O3及びPbOは環境負荷が大きい物質であることから、実質的に含まないことが好ましい。なお、本明細書において、As2O3、Sb2O3及びPbOを実質的に含まないとは、0.01%質量未満であって不純物を除き意図的に含有させないことを意味する。Note that As 2 O 3 , Sb 2 O 3 and PbO are substances having an effect of clarifying the glass by causing a reaction with valence fluctuation in the molten glass, but As 2 O 3 , Sb 2 O 3 and Since PbO is a substance having a large environmental load, it is preferable that PbO is not substantially contained. In the present specification, “substantially not containing As 2 O 3 , Sb 2 O 3 and PbO” means less than 0.01% by mass and intentionally not containing impurities.
本実施形態のガラス板の厚さは、例えば0.1mm〜1.5mmである。好ましくは0.1〜1.2mm、より好ましくは0.3〜1.0mm、さらにより好ましくは0.3〜0.8mm、特に好ましくは0.3〜0.5mmである。ここで、薄いガラス板ほど、ガラスの保有熱量が小さいため、成形炉40および徐冷炉50におけるガラス温度分布の制御が難しくなる。そのため、厚さ0.5mm以下のガラス板は、炉内部空間の温度を安定化させることができる本実施形態の方法を適用することで、ガラス板の変形、反り、平面歪のばらつき及び熱収縮のばらつきを抑制するといった効果が大きい。
The thickness of the glass plate of this embodiment is 0.1 mm-1.5 mm, for example. Preferably it is 0.1-1.2 mm, More preferably, it is 0.3-1.0 mm, More preferably, it is 0.3-0.8 mm, Most preferably, it is 0.3-0.5 mm. Here, the thinner the glass plate, the smaller the amount of heat held by the glass, making it difficult to control the glass temperature distribution in the forming
本実施形態のガラス板の幅方向の長さは、例えば500mm〜3500mmであり、1000mm〜3500mmであることが好ましく、2000mm〜3500mmであることがより好ましい。一方、ガラス板の縦方向の長さも、例えば500mm〜3500mmであり、1000mm〜3500mmであることが好ましく、2000mm〜3500mmであることがより好ましい。
なお、ガラス板が大型化すると、ガラス板の大きさに対応してガラス製造装置も大型化することになる。つまり、ガラス板が大型化すると、成形炉40や徐冷炉50を含む炉も大型化することになる。このため、炉内部空間は広くなり、炉外部空間から炉内部空間に、低温の空気が流入した際に、ガラスリボンGの冷却に与える影響はガラスリボンGの幅方向で異なる。したがって、ガラスリボンGの徐冷点温度〜歪点温度に対応する領域がガラスリボンGの幅方向においてばらつき、ガラスリボンGが上記徐冷点温度〜歪点温度を通過する時間がばらつく場合がある。この結果、ガラスリボンGの熱収縮も幅方向でばらつく。よって、ガラス板の幅方向の長さが2000mm以上の場合、本実施形態の効果、すなわちガラス板の変形、反り、平面歪のばらつき及び熱収縮のばらつきを抑制するといった効果が大きくなる。さらに、ガラス板の幅方向の長さが2500mm以上、3000mm以上となるほど、本実施形態の効果は顕著となる。The length in the width direction of the glass plate of the present embodiment is, for example, 500 mm to 3500 mm, preferably 1000 mm to 3500 mm, and more preferably 2000 mm to 3500 mm. On the other hand, the length of the glass plate in the vertical direction is, for example, 500 mm to 3500 mm, preferably 1000 mm to 3500 mm, and more preferably 2000 mm to 3500 mm.
In addition, when a glass plate enlarges, a glass manufacturing apparatus will also be enlarged corresponding to the magnitude | size of a glass plate. That is, when the glass plate is enlarged, the furnace including the forming
(ガラス板の特性:熱収縮率)
本実施形態で製造されるガラス板において、550℃の温度雰囲気に2時間放置した際の熱収縮率が、110ppm以下、80ppm以下、50ppm以下、好ましくは40ppm以下であり、より好ましくは35ppm以下であり、さらに好ましくは30ppm以下、特に好ましくは20ppm以下である。特に、ポリシリコンTFTを形成するガラス板では、50ppm以下であることが好ましい。なお、熱収縮率は、熱収縮量/初期の長さ×106(ppm)にて算出される。熱収縮率の測定方法として、以下の方法が例示される。
1.ガラス板の両端にダイヤモンドペンを用いて平行なケガキ線を入れる。
2.ガラス板をケガキ線に対して垂直方向に半分に切断し、その1つを熱処理する(上記では、550℃2時間)。
3.熱処理後のガラス板と、他方のガラス板とをつき合わせて、ケガキ線のズレ量を測定する。(Characteristics of glass plate: thermal shrinkage)
In the glass plate produced in the present embodiment, the thermal shrinkage rate when left in a temperature atmosphere at 550 ° C. for 2 hours is 110 ppm or less, 80 ppm or less, 50 ppm or less, preferably 40 ppm or less, more preferably 35 ppm or less. Yes, more preferably 30 ppm or less, particularly preferably 20 ppm or less. In particular, in a glass plate for forming a polysilicon TFT, it is preferably 50 ppm or less. The heat shrinkage rate is calculated by heat shrinkage / initial length × 10 6 (ppm). The following methods are exemplified as a method for measuring the heat shrinkage rate.
1. Put parallel marking lines on both ends of the glass plate using a diamond pen.
2. The glass plate is cut in half in a direction perpendicular to the marking line, and one of them is heat-treated (in the above, 550 ° C. for 2 hours).
3. The glass plate after the heat treatment and the other glass plate are put together to measure the amount of deviation of the marking line.
(ガラス板の特性:熱収縮率のばらつき)
熱収縮率のばらつきは、特に、ディスプレイの作製においてガラス板にTFTを形成する場合、熱収縮率の高低よりも、ディスプレイパネルにおける表示不良の原因になり易い。この点で、熱収縮率のばらつきを抑えることは重要である。なお、ガラス板の熱収縮率のばらつきは、±3.05%以下であることが好ましい。ここで熱収縮率のばらつきとは、ガラス板の幅方向の3箇所の位置(例えば、中央部の位置及び幅方向の両端部近傍の位置)において上記方法で熱収縮率を測定したとき、これらの位置における測定値が、これらの平均値に対して変動する上限(+)及び下限(−)をいう。このガラス板の熱収縮のばらつきは、好ましくは±3.0%以下、より好ましくは±2.85%以下、さらに好ましくは±2.7%以下、さらに好ましくは±2.65%以下である。特に、熱収縮率を低減するガラス組成を選択して製造した高歪点ガラスでは、熱収縮率のばらつきは、±3.0%以下であることが好ましい。好ましくは±2.8%以下、より好ましくは±2.7%以下、さらに好ましくは±2.6%以下である。ここで、本明細書において、高歪点ガラスとは、歪点温度が680℃以上のガラスを示す。(Characteristics of glass plate: variation in thermal shrinkage)
The variation in the heat shrinkage rate is more likely to cause a display defect in the display panel than when the heat shrinkage rate is high or low, particularly when a TFT is formed on a glass plate in the production of a display. In this respect, it is important to suppress variations in the heat shrinkage rate. In addition, it is preferable that the dispersion | variation in the thermal contraction rate of a glass plate is +/- 3.05% or less. Here, the variation in the heat shrinkage rate means that when the heat shrinkage rate is measured by the above method at three positions in the width direction of the glass plate (for example, the position of the central portion and the position in the vicinity of both end portions in the width direction). The upper limit (+) and lower limit (-) where the measured value at the position fluctuates with respect to these average values. The variation in thermal shrinkage of the glass plate is preferably ± 3.0% or less, more preferably ± 2.85% or less, still more preferably ± 2.7% or less, and further preferably ± 2.65% or less. . In particular, in a high strain point glass manufactured by selecting a glass composition that reduces the thermal shrinkage rate, the variation in the thermal shrinkage rate is preferably ± 3.0% or less. Preferably, it is ± 2.8% or less, more preferably ± 2.7% or less, and further preferably ± 2.6% or less. Here, in this specification, high strain point glass refers to glass having a strain point temperature of 680 ° C. or higher.
(ガラス板の特性:平面歪)
また、ガラス板の平面歪の最大値(リターデーション値の最大値)は、1.7nm以下であることが好ましい。好ましくは、1.3nm以下、より好ましくは、1.0nm以下、さらに好ましくは、0.7nm以下である。なお、平面歪は、例えば、ユニオプト社製の複屈折測定装置によって測定される。ここで、液晶ディスプレイは高精度な組立が求められているため、ガラス板の平面歪を低減させることができる本実施形態の方法は、液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造に特に好適に用いられる。(Characteristics of glass plate: plane strain)
Moreover, it is preferable that the maximum value (flat value of retardation value) of the plane distortion of a glass plate is 1.7 nm or less. Preferably, it is 1.3 nm or less, More preferably, it is 1.0 nm or less, More preferably, it is 0.7 nm or less. The plane strain is measured by, for example, a birefringence measuring device manufactured by UNIOPT. Here, since the liquid crystal display is required to be assembled with high accuracy, the method of the present embodiment capable of reducing the plane distortion of the glass plate is particularly preferably used for manufacturing a glass substrate for a liquid crystal display.
(ガラス板:反り)
ガラス板の反りは、以下の方法で測定を行った場合に、反りの最大値が0から0.2mmまでの範囲であり、好ましくは0〜0.15mmであり、より好ましく0〜0.1mm以下であり、さらに好ましくは0〜0.05mm以下であり、特に好ましくは0〜0.05mm以下である。
反りの測定は、
1.まず、ガラス板から複数枚の小板(約400mm四方の矩形板)を切り出す。
2.次に、各小板につき、角4箇所と中央部4箇所との反りを、表裏のそれぞれにおいて測定する(すなわち、計16箇所の反りを測定する)。例えば、小板8枚の反りを測定した場合、16箇所×8枚で128箇所の反りの測定データが得られる。
3.2で得られた測定データの中の最大値が、上述の範囲であるか否かを確認する。なお、本実施形態では、複数の小板で測定した反りの最大値を、ガラス板の反りとする。(Glass plate: Warpage)
The warpage of the glass plate, when measured by the following method, has a maximum warpage in the range of 0 to 0.2 mm, preferably 0 to 0.15 mm, more preferably 0 to 0.1 mm. Or less, more preferably 0 to 0.05 mm or less, and particularly preferably 0 to 0.05 mm or less.
The measurement of warpage is
1. First, a plurality of small plates (about 400 mm square plates) are cut out from a glass plate.
2. Next, for each of the small plates, the warpage of the four corners and the four central portions is measured on each of the front and back sides (that is, a total of 16 warpages are measured). For example, when the warpage of 8 small plates is measured, measurement data of 128 warpages is obtained at 16 locations × 8.
Check whether the maximum value in the measurement data obtained in 3.2 is within the above range. In the present embodiment, the maximum value of warpage measured with a plurality of small plates is taken as the warpage of the glass plate.
本実施形態の効果を確認するために、ガラス板の製造方法を種々変更してガラス板を製造し、さらに、液晶ディスプレイを作製するときと同じ条件で熱処理を行って上述した方法で熱収縮率及び平面歪を測り、さらにそれぞれの熱収縮率のばらつきを求めた。 In order to confirm the effect of the present embodiment, the glass plate is manufactured by variously changing the manufacturing method of the glass plate, and further heat treatment is performed under the same conditions as those for manufacturing the liquid crystal display, and the heat shrinkage rate is obtained by the method described above. In addition, the plane strain was measured, and the variation of the thermal shrinkage rate was obtained.
1.実施例1
炉内部空間のうち、ガラスリボンGの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域と、この領域の高さ方向の同じ位置に対応する炉外部空間と、の気圧差が5Pa(詳細には3〜7Pa)となるように、炉外部空間の気圧を調整した。
製造したガラス板は液晶ディスプレイ用ガラス基板であり、大きさは2200mm×2500mm、厚さは0.7mmである。ガラス板のガラス組成は以下のとおりであった。含有率は質量%表示である。
SiO2 60%
Al2O3 19.5%
B2O3 10%
CaO 5%
SrO 5%
SnO2 0.5%1. Example 1
In the furnace internal space, the pressure difference between the region where the temperature of the glass ribbon G is the annealing point temperature to the strain point temperature and the furnace external space corresponding to the same position in the height direction of this region is 5 Pa (in detail) Was adjusted to 3 to 7 Pa).
The manufactured glass plate is a glass substrate for a liquid crystal display, and has a size of 2200 mm × 2500 mm and a thickness of 0.7 mm. The glass composition of the glass plate was as follows. The content rate is expressed by mass%.
SiO 2 60%
Al 2 O 3 19.5%
B 2 O 3 10%
CaO 5%
SrO 5%
SnO 2 0.5%
2.実施例2
実施例1と同様に、炉内部空間のうち、ガラスリボンGの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域と、この領域の高さ位置に対応する炉外部空間と、の気圧差が5Pa(詳細には3〜7Pa)となるように、炉外部空間の気圧を調整した。
製造したガラス板の厚さは実施例1と同じであるが、ガラス組成が下記の通りである(含有率は質量%表示である)。なお、ガラス板の大きさは、1100mm×1300mmである。このガラス板は、ポリシリコンTFTを形成する液晶ディスプレイ用ガラス基板として用いられる。
SiO2 66%
Al2O3 17.5%
B2O3 7.5%
CaO 8.5%
SnO2 0.5%2. Example 2
As in Example 1, the pressure difference between the region of the furnace internal space where the temperature of the glass ribbon G is between the annealing point temperature and the strain point temperature and the space outside the furnace corresponding to the height position of this region. The pressure in the external space of the furnace was adjusted so as to be 5 Pa (specifically, 3 to 7 Pa).
Although the thickness of the manufactured glass plate is the same as Example 1, glass composition is as follows (a content rate is a mass% display). In addition, the magnitude | size of a glass plate is 1100 mm x 1300 mm. This glass plate is used as a glass substrate for a liquid crystal display for forming a polysilicon TFT.
SiO 2 66%
Al 2 O 3 17.5%
B 2 O 3 7.5%
CaO 8.5%
SnO 2 0.5%
3.実施例3
炉内部空間のうち、ガラスリボンGの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域と、この領域の高さ位置に対応する炉外部空間と、の気圧差が20Pa(詳細には18〜22Pa)である以外は、実施例1と同様の方法で液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造を行った。3. Example 3
In the furnace internal space, the pressure difference between the region where the temperature of the glass ribbon G is the annealing point temperature to the strain point temperature and the furnace external space corresponding to the height position of this region is 20 Pa (specifically, 18 to A glass substrate for a liquid crystal display was produced in the same manner as in Example 1 except that the pressure was 22 Pa).
4.実施例4
炉内部空間のうち、ガラスリボンGの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域と、この領域の高さ位置に対応する炉外部空間と、の気圧差が20Pa(詳細には18〜22Pa)である以外は、実施例2と同様の方法でポリシリコンTFTを形成する液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造を行った。4). Example 4
In the furnace internal space, the pressure difference between the region where the temperature of the glass ribbon G is the annealing point temperature to the strain point temperature and the furnace external space corresponding to the height position of this region is 20 Pa (specifically, 18 to The glass substrate for liquid crystal display which forms a polysilicon TFT was manufactured by the method similar to Example 2 except being 22Pa).
5.実施例5
炉内部空間のうち、ガラスリボンGの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域と、この領域の高さ位置に対応する炉外部空間と、の気圧差が35Pa(詳細には33〜37Pa)である以外は、実施例1と同様の方法で液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造を行った。5. Example 5
In the furnace internal space, the pressure difference between the region where the temperature of the glass ribbon G is the annealing point temperature to the strain point temperature and the furnace external space corresponding to the height position of this region is 35 Pa (specifically 33 to A glass substrate for a liquid crystal display was produced in the same manner as in Example 1 except that the pressure was 37 Pa).
6.実施例6
炉内部空間のうち、ガラスリボンGの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域と、この領域の高さ位置に対応する炉外部空間と、の気圧差が35Pa(詳細には33〜37Pa)である以外は、実施例2と同様の方法でポリシリコンTFTを形成する液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造を行った。6). Example 6
In the furnace internal space, the pressure difference between the region where the temperature of the glass ribbon G is the annealing point temperature to the strain point temperature and the furnace external space corresponding to the height position of this region is 35 Pa (specifically 33 to The glass substrate for liquid crystal display which forms a polysilicon TFT by the method similar to Example 2 except having been 37 Pa) was manufactured.
7.実施例7
炉内部空間のうち、ガラスリボンGの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域と、この領域の高さ位置に対応する炉外部空間と、の気圧差が60Pa(詳細には55〜65Pa)である以外は、実施例1と同様の方法で液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造を行った。7). Example 7
Of the furnace internal space, the pressure difference between the region where the temperature of the glass ribbon G is the annealing point temperature to the strain point temperature and the furnace external space corresponding to the height position of this region is 60 Pa (specifically 55 Pa A glass substrate for a liquid crystal display was produced in the same manner as in Example 1 except that the pressure was 65 Pa).
8.比較例
炉内部空間のうち、ガラスリボンGの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域と、この領域の高さ位置に対応する炉外部空間と、の気圧差が−5Pa(詳細には、−6〜−4Pa)(つまり、ガラスリボンGの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域よりも、この領域の高さ位置に対応する炉外部空間の方が気圧が高い)である以外は、実施例1と同様の方法で液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造を行った。8). Comparative Example In the furnace internal space, the pressure difference between the region where the temperature of the glass ribbon G is the annealing point temperature to the strain point temperature and the furnace external space corresponding to the height position of this region is −5 Pa (in detail) Is −6 to −4 Pa) (that is, the pressure outside the furnace external space corresponding to the height position of this region is higher than the region where the temperature of the glass ribbon G is the annealing point temperature to the strain point temperature) A glass substrate for a liquid crystal display was produced in the same manner as in Example 1 except that.
下記表1は、実施例1〜7と比較例の評価結果を示す。
上記表より、本実施形態の方法の効果は明らかである。 From the above table, the effect of the method of this embodiment is clear.
また、ガラス原料を溶解して溶融ガラスとし、清澄、攪拌を行った後、成形装置200に溶融ガラスを供給して、オーバーフローダウンドロー法によりガラス板を製造した。その後、ガラス板を切断し、長手方向1100mm、幅方向1300mm、厚さ0.5mmのガラス板を製造した。このとき、炉外部空間の気圧は、下記表2に示すように上流側ほど高くなるように制御されていた。なお、溶融ガラスに含まれる各成分の含有率は、以下の通りである。
Moreover, after melt | dissolving a glass raw material to make molten glass, clarification and stirring were performed, the molten glass was supplied to the shaping |
SiO2 60%
Al2O3 19.5%
B2O3 10%
CaO 5%
SrO 5%
SnO2 0.5%SiO 2 60%
Al 2 O 3 19.5%
B 2 O 3 10%
CaO 5%
SrO 5%
SnO 2 0.5%
このとき、実施例8〜12で製造されたガラス板の最大歪(リターデーションの最大値)は、1.6nm以下であった。また、ガラス板の反りは、0.18mm以下であった。特に、実施例9〜11で製造されたガラス板の最大歪(リターデーションの最大値)は、1.0nm以下であった。また、ガラス板の反りは、0.15mm以下であった。 At this time, the maximum strain (maximum value of retardation) of the glass plates produced in Examples 8 to 12 was 1.6 nm or less. Moreover, the curvature of the glass plate was 0.18 mm or less. In particular, the maximum strain (maximum value of retardation) of the glass plates produced in Examples 9 to 11 was 1.0 nm or less. Moreover, the curvature of the glass plate was 0.15 mm or less.
実施例8〜12では、図3に示す炉外部空間S3a,S3bを連通させて1つの空間として気圧を制御した。その際、ガラスリボンGの温度が徐冷点温度〜歪点温度となる領域と、この領域の高さ位置に対応する炉外部空間S3a,S3bと、の気圧差が10〜20Paとなるように炉外部空間の気圧を調整した。炉外部空間S3cにおける気圧と炉内部空間の対応する位置における気圧差は5Pa(詳細には3〜7Pa)となるように炉外部空間S3cの気圧を調整した。下記表2は、実施例8〜12の条件と評価結果を示す。 In Examples 8 to 12, the furnace external spaces S3a and S3b shown in FIG. 3 were communicated to control the atmospheric pressure as one space. At that time, the pressure difference between the region where the temperature of the glass ribbon G is the annealing point temperature to the strain point temperature and the furnace external space S3a, S3b corresponding to the height position of this region is 10-20 Pa. The pressure in the space outside the furnace was adjusted. The air pressure in the furnace external space S3c was adjusted so that the difference between the air pressure in the furnace external space S3c and the pressure in the corresponding position in the furnace internal space was 5 Pa (specifically, 3 to 7 Pa). Table 2 below shows the conditions and evaluation results of Examples 8-12.
P1:成形炉外部上方空間S1の気圧[Pa]
P2:炉外部空間S2の気圧[Pa]
P3:炉外部空間S3a,S3bの気圧[Pa]
P4:空間S4の気圧[Pa]P1: Air pressure [Pa] in the upper space S1 outside the forming furnace
P2: Pressure in the furnace outer space S2 [Pa]
P3: Pressure in the furnace outer space S3a, S3b [Pa]
P4: Pressure in space S4 [Pa]
表2より、炉外部空間の気圧は、ガラスリボンGの流れの上流側ほど高くなるように制御されることが、最大歪および反り低減する点で好ましいことがわかる。 From Table 2, it can be seen that it is preferable that the atmospheric pressure in the furnace outer space is controlled to be higher toward the upstream side of the flow of the glass ribbon G in terms of reducing the maximum strain and warpage.
以上まとめると、本明細書は、以下の形態を開示する。 In summary, the present specification discloses the following forms.
(開示1)
ダウンドロー法によるガラス板の製造方法であって、
ガラス原料を溶解して溶融ガラスを得る溶解工程と、
前記溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンを成形し、前記ガラスリボンの流れを作る成形工程と、
前記ガラスリボンを、徐冷炉内に設けられたローラで牽引して前記徐冷炉内で冷却する徐冷工程と、
冷却された前記ガラスリボンを切断空間で切断する切断工程と、を含み、
前記成形体が設けられた前記成形炉の内部空間および前記ローラが設けられた前記徐冷炉の内部空間を炉内部空間とし、前記成形炉および前記徐冷炉の外部空間を炉外部空間としたとき、前記炉外部空間は、大気圧雰囲気に対して隔壁で区切られた空間であり、前記炉外部空間の少なくとも一部分の気圧は、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における、前記炉内部空間の気圧に対して低くなるように、気圧の調整がされている、ことを特徴とするガラス板の製造方法。(Disclosure 1)
A method for producing a glass plate by a downdraw method,
A melting step of melting glass raw material to obtain molten glass;
Forming the glass ribbon by supplying the molten glass to a molded body provided in a molding furnace, and forming a flow of the glass ribbon;
A slow cooling step of cooling the glass ribbon in the slow cooling furnace by pulling with a roller provided in the slow cooling furnace;
Cutting the cooled glass ribbon in a cutting space, and
When the internal space of the molding furnace provided with the molded body and the internal space of the slow cooling furnace provided with the roller are furnace internal spaces, and the external space of the molding furnace and the slow cooling furnace is a furnace external space, the furnace The external space is a space partitioned by a partition with respect to the atmospheric pressure atmosphere, and the atmospheric pressure of at least a part of the furnace external space is relative to the atmospheric pressure of the furnace internal space at the same position in the flow direction of the glass ribbon. A method for producing a glass plate, wherein the atmospheric pressure is adjusted so as to be low.
(開示2)
前記炉外部空間の気圧は、前記ガラスリボンの徐冷点温度に対応する前記徐冷炉内の位置と、前記ガラスリボンの歪点温度に対応する前記徐冷炉内の位置との間の領域において、前記炉内部空間の同じ位置における気圧に対して低くなるように、気圧の調整がされている、開示1に記載のガラス板の製造方法。(Disclosure 2)
The pressure in the outer space of the furnace is in the region between the position in the slow cooling furnace corresponding to the annealing temperature of the glass ribbon and the position in the annealing furnace corresponding to the strain temperature of the glass ribbon. The manufacturing method of the glass plate of Claim 1 by which the atmospheric pressure is adjusted so that it may become low with respect to the atmospheric pressure in the same position of internal space.
(開示3)
前記炉外部空間の前記少なくとも一部分の気圧について、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置において、前記炉内部空間の気圧と前記炉外部空間の気圧との差分が40Pa以下である、開示1または2に記載のガラス板の製造方法。(Disclosure 3)
In the
(開示4)
前記炉外部空間の気圧は大気圧に対して高くなるように調整されている、開示1〜3のいずれかに記載のガラス板の製造方法。(Disclosure 4)
The manufacturing method of the glass plate in any one of Claims 1-3 adjusted so that the atmospheric | air pressure of the said furnace exterior space may become high with respect to atmospheric pressure.
(開示5)
前記炉外部空間は、前記成形炉の前記内部空間の天井面に対して上方に位置する上部空間を有し、前記上部空間は、前記上部空間から前記炉内部空間に空気が流入しないように、前記上部空間の気圧は調整されている、開示1〜4のいずれかに記載のガラス板の製造方法。(Disclosure 5)
The furnace outer space has an upper space located above the ceiling surface of the inner space of the molding furnace, and the upper space does not allow air to flow from the upper space into the furnace inner space. The manufacturing method of the glass plate in any one of the disclosure 1-4 by which the atmospheric | air pressure of the said upper space is adjusted.
(開示6)
前記ガラスリボンの流れ方向は鉛直方向であり、
前記成形炉は前記徐冷炉に対して鉛直上方に設けられ、
前記炉外部空間は、鉛直方向に複数の部分空間に区分けされ、
前記部分空間のそれぞれの気圧と、当該部分空間の鉛直方向の同じ位置における前記炉内部空間の気圧との差分を、前記部分空間のうち最上部の部分空間と最下部の部分空間と間で比較したとき、前記最上部における前記差分は、前記最下部における前記差分に比べて大きくなるように、気圧が調整されている、開示1〜5のいずれかに記載のガラス板の製造方法。(Disclosure 6)
The flow direction of the glass ribbon is a vertical direction,
The molding furnace is provided vertically above the slow cooling furnace,
The furnace outer space is divided into a plurality of partial spaces in the vertical direction,
The difference between each atmospheric pressure in the partial space and the atmospheric pressure in the furnace internal space at the same position in the vertical direction of the partial space is compared between the uppermost partial space and the lowermost partial space. Then, the atmospheric pressure is adjusted so that the difference in the uppermost portion is larger than the difference in the lowermost portion.
(開示7)
前記部分空間の前記気圧の前記差分は、上方に行くほど大きくなる、開示6に記載のガラス板の製造方法。(Disclosure 7)
The manufacturing method of the glass plate of Claim 6 with which the said difference of the said atmospheric | air pressure of the said partial space becomes large, so that it goes upwards.
(開示8)
前記ガラス板は、TFT(Thin Film Transistor)を表面に形成する液晶ディスプレイ用ガラス基板である、開示1〜7のいずれかに記載のガラス板の製造方法。(Disclosure 8)
The said glass plate is a manufacturing method of the glass plate in any one of the disclosure 1-7 which is a glass substrate for liquid crystal displays which forms TFT (Thin Film Transistor) in the surface.
(開示9)
前記炉外部空間が、前記ガラスリボンの流れ方向において、前記成形体と同じ位置にある第1部分空間を含むとき、前記第1部分空間の気圧と前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における前記炉内部空間の気圧の差分は、0より大きく40Pa以下である、開示1〜8のいずれかに記載のガラス板の製造方法。(Disclosure 9)
When the outer space of the furnace includes a first partial space at the same position as the formed body in the flow direction of the glass ribbon, the furnace at the same position in the flow direction of the glass ribbon and the atmospheric pressure of the first partial space The method for producing a glass plate according to any one of disclosures 1 to 8, wherein the difference in pressure in the internal space is greater than 0 and 40 Pa or less.
(開示10)
前記炉外部空間は、前記ガラスリボンの流れ方向において、前記徐冷炉と同じ位置にある第2部分空間を含み、前記徐冷炉の炉内部空間の気圧と前記第2部分空間の気圧の差分は、0より大きく40Pa以下である、開示1〜9のいずれかに記載のガラス板の製造方法。(Disclosure 10)
The furnace outer space includes a second partial space located at the same position as the slow cooling furnace in the flow direction of the glass ribbon, and the difference between the atmospheric pressure of the furnace internal space of the slow cooling furnace and the atmospheric pressure of the second partial space is 0 The manufacturing method of the glass plate in any one of the disclosure 1-9 which is 40 Pa or less largely.
(開示11)
前記炉外部空間は、前記ガラスリボンの流れ方向において、前記成形体と同じ位置にある第1部分空間と、前記徐冷炉と同じ位置にある第2部分空間を含み、前記第1部分空間と前記第2部分空間が壁により仕切られて隣り合うとき、前記炉外部空間の前記第1部分空間の気圧は前記第2部分空間の気圧に比べて大きく、前記第1部分空間の気圧と前記前記第2部分空間の気圧の差分が20Paより小さい、開示1〜10のいずれかに記載のガラス板の製造方法。(Disclosure 11)
The furnace external space includes a first partial space located at the same position as the formed body and a second partial space located at the same position as the slow cooling furnace in the flow direction of the glass ribbon, and the first partial space and the first When two partial spaces are separated by a wall and adjacent to each other, the atmospheric pressure in the first partial space of the furnace external space is larger than the atmospheric pressure in the second partial space, and the atmospheric pressure in the first partial space and the second The manufacturing method of the glass plate in any one of the indications 1-10 whose difference of the atmospheric | air pressure of a partial space is smaller than 20Pa.
(開示12)
前記炉外部空間が、前記徐冷炉と同じ位置にある複数の第2部分空間を含み、複数の前記第2部分空間は、前記溶融ガラスの流れ方向の上流側ほど気圧が高くなっている、開示1〜11のいずれかに記載のガラス板の製造方法。(Disclosure 12)
The furnace exterior space includes a plurality of second partial spaces at the same position as the slow cooling furnace, and the plurality of the second partial spaces have a higher atmospheric pressure toward the upstream side in the flow direction of the molten glass. The manufacturing method of the glass plate in any one of -11.
(開示13)
前記徐冷工程は、
前記ガラスリボンの幅方向の中央部に、前記ガラスリボンの流れ方向に引張り応力が働くように、
少なくとも、前記ガラスリボンの徐冷点温度に150℃を足した温度から、前記ガラスリボンの歪点温度から200℃引いた温度までの温度領域において、
前記ガラスリボンの幅方向の中央部の冷却速度は前記両端部の冷却速度よりも速く、
前記ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が前記両端部よりも高い状態から前記中央部の温度が前記両端部よりも低い状態へ前記ガラスリボンを変化させる、開示1〜12のいずれかに記載のガラス板の製造方法。(Disclosure 13)
The slow cooling step includes
In the central part of the width direction of the glass ribbon, so that a tensile stress works in the flow direction of the glass ribbon,
At least in a temperature range from a temperature obtained by adding 150 ° C. to the annealing point temperature of the glass ribbon to a temperature obtained by subtracting 200 ° C. from the strain point temperature of the glass ribbon,
The cooling rate of the central part in the width direction of the glass ribbon is faster than the cooling rate of the both end parts,
Disclosed in any one of disclosures 1 to 12, wherein the glass ribbon is changed from a state in which a temperature in a central portion in the width direction of the glass ribbon is higher than that in the both end portions to a state in which the temperature in the central portion is lower than that in the both end portions. Manufacturing method of glass plate.
(開示14)
前記徐冷工程は、第1の冷却工程と、第2の冷却工程と、第3の冷却工程と、を含み、
前記第1の冷却工程は、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が、徐冷点温度になるまで、第1の平均冷却速度で冷却する工程であり、
前記第2の冷却工程は、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が、徐冷点温度から歪点温度−50℃になるまで、第2の平均冷却速度で冷却する工程であり、
前記第3の冷却工程は、ガラスリボンの幅方向の中央部の温度が、歪点温度−50℃から歪点温度−200℃になるまで、第3の平均冷却速度で冷却する工程であり、
前記第1の平均冷却速度は、5.0℃/秒以上であり、前記第1の平均冷却速度は、前記第3の平均冷却速度より速く、前記第3の平均冷却速度は、前記第2の平均冷却速度より速くする、開示1〜13のいずれかに記載のガラス板の製造方法。(Disclosure 14)
The slow cooling step includes a first cooling step, a second cooling step, and a third cooling step,
The first cooling step is a step of cooling at the first average cooling rate until the temperature of the central portion in the width direction of the glass ribbon reaches the annealing point temperature,
The second cooling step is a step of cooling at a second average cooling rate until the temperature of the center portion in the width direction of the glass ribbon reaches a strain point temperature of −50 ° C. from the annealing point temperature,
The third cooling step is a step of cooling at a third average cooling rate until the temperature of the central portion in the width direction of the glass ribbon becomes a strain point temperature of −50 ° C. to a strain point temperature of −200 ° C.
The first average cooling rate is 5.0 ° C./second or more, the first average cooling rate is faster than the third average cooling rate, and the third average cooling rate is the second The manufacturing method of the glass plate in any one of the disclosure 1-13 made faster than the average cooling rate of.
(開示15)
前記第1冷却工程におけるガラスリボンの中央部の平均冷却速度は、5.5℃/秒〜50.0℃/秒である、開示14に記載のガラス板の製造方法。(Disclosure 15)
The average cooling rate of the center part of the glass ribbon in the said 1st cooling process is a manufacturing method of the glass plate of the disclosure 14 which is 5.5 to 50.0 degree-C / sec.
(開示16)
前記第2冷却工程におけるガラスリボンの平均冷却速度は、0.5〜5.5℃/秒未満である、開示14に記載のガラス板の製造方法。(Disclosure 16)
The average cooling rate of the glass ribbon in a said 2nd cooling process is a manufacturing method of the glass plate of the disclosure 14 which is 0.5-5.5 degree-C / sec.
(開示17)
前記ガラス板は、ポリシリコンTFTあるいは酸化物半導体を形成するガラス基板であり、ガラスの歪点温度は675℃以上である、開示1〜16のいずれかに記載のガラス板の製造方法。(Disclosure 17)
The said glass plate is a glass substrate which forms a polysilicon TFT or an oxide semiconductor, The distortion point temperature of glass is a manufacturing method of the glass plate in any one of the disclosures 1-16 which are 675 degreeC or more.
(開示18)
ダウンドロー法によるガラス板の製造装置であって、
ガラス原料を溶解して溶融ガラスを得る溶解装置と、
前記溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンを成形し、前記ガラスリボンの流れを作り、前記ガラスリボンを、徐冷炉内に設けられたローラで牽引して前記徐冷炉内で冷却する成形装置と、
冷却された前記ガラスリボンを切断空間で切断する切断装置と、を含み、
前記成形体が設けられた前記成形炉の内部空間および前記ローラが設けられた前記徐冷炉の内部空間を炉内部空間とし、前記成形炉および前記徐冷炉の外部空間を炉外部空間としたとき、前記炉外部空間は、大気圧雰囲気に対して隔壁で区切られた空間であり、前記炉外部空間の少なくとも一部分の気圧は、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における、前記炉内部空間の気圧に対して低くなるように、気圧の調整をする気圧制御装置が前記成形装置に設けられている、ことを特徴とするガラス板の製造装置。(Disclosure 18)
An apparatus for producing a glass plate by a downdraw method,
A melting apparatus for melting glass raw material to obtain molten glass;
The molten glass is supplied to a molded body provided in a molding furnace to form a glass ribbon, the flow of the glass ribbon is created, and the glass ribbon is pulled by a roller provided in the slow cooling furnace, and the slow cooling furnace A molding device for cooling inside,
A cutting device for cutting the cooled glass ribbon in a cutting space,
When the internal space of the molding furnace provided with the molded body and the internal space of the slow cooling furnace provided with the roller are furnace internal spaces, and the external space of the molding furnace and the slow cooling furnace is a furnace external space, the furnace The external space is a space partitioned by a partition with respect to the atmospheric pressure atmosphere, and the atmospheric pressure of at least a part of the furnace external space is relative to the atmospheric pressure of the furnace internal space at the same position in the flow direction of the glass ribbon. An apparatus for producing a glass plate, characterized in that an atmospheric pressure control device for adjusting the atmospheric pressure is provided in the molding apparatus so as to be lowered.
(開示19)
前記気圧制御装置は、前記炉外部空間の気圧を制御するために、大気との間で空気の流入を調整する装置である、開示18に記載のガラス板の製造装置。(Disclosure 19)
The glass plate manufacturing apparatus according to disclosure 18, wherein the atmospheric pressure control device is a device that adjusts the inflow of air to and from the atmosphere in order to control the atmospheric pressure in the furnace exterior space.
以上、本発明のガラス板の製造方法及び製造装置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。 As mentioned above, although the manufacturing method and manufacturing apparatus of the glass plate of this invention were demonstrated in detail, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the main point of this invention, even if various improvement and a change are carried out. Of course it is good.
30 炉
40 成形炉
50 徐冷炉
200 溶解装置
201 溶解槽
202 清澄槽
203 攪拌槽
204 第1配管
205 第2配管
300 成形装置
310 成形体
311 供給口
312 溝
313 下方端部
320 雰囲気仕切り部材
330 冷却ローラ
340 冷却ユニット
350a〜350h 搬送ローラ
355,360a,360b,360c,415,416,417a,417b,417c,418 圧力センサ
400 切断装置
411,412,413a,413b,413c,414 床面
421,422,423a,423b,423c,424 送風機
500 制御装置
510 駆動ユニット30
Claims (7)
ガラス原料を溶解して溶融ガラスを得る溶解工程と、
前記溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンを成形し、前記ガラスリボンの鉛直方向の流れを作る成形工程と、
前記ガラスリボンを、徐冷炉内に設けられたローラで牽引して前記徐冷炉内で冷却する徐冷工程と、
冷却された前記ガラスリボンを切断空間で切断する切断工程と、を含み、
前記成形炉は前記徐冷炉に対して鉛直上方に設けられ、
前記成形体が設けられた前記成形炉の内部空間および前記ローラが設けられた前記徐冷炉の内部空間を炉内部空間とし、前記成形炉および前記徐冷炉の外部空間を炉外部空間としたとき、前記炉外部空間は、大気圧雰囲気に対して隔壁で区切られた空間であり、前記炉外部空間の少なくとも一部分の気圧は、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における、前記炉内部空間の気圧に対して低くなるように、気圧が調整され、
さらに、前記炉外部空間は、鉛直方向に複数の部分空間に区分けされ、前記部分空間のそれぞれの気圧と、当該部分空間の鉛直方向の同じ位置における前記炉内部空間の気圧との差分を、前記部分空間のうち最上部の部分空間と最下部の部分空間との間で比較したとき、前記最上部における前記差分は、前記最下部における前記差分に比べて大きくなるように、気圧が調整されている、ことを特徴とするガラス板の製造方法。 A method for producing a glass plate by a downdraw method,
A melting step of melting glass raw material to obtain molten glass;
Forming the glass ribbon by supplying the molten glass to a molded body provided in a molding furnace, and forming a vertical flow of the glass ribbon;
A slow cooling step of cooling the glass ribbon in the slow cooling furnace by pulling with a roller provided in the slow cooling furnace;
Cutting the cooled glass ribbon in a cutting space, and
The molding furnace is provided vertically above the slow cooling furnace,
When the internal space of the molding furnace provided with the molded body and the internal space of the slow cooling furnace provided with the rollers are furnace internal spaces, and the external space of the molding furnace and the slow cooling furnace is a furnace external space, the furnace The external space is a space partitioned by a partition with respect to the atmospheric pressure atmosphere, and the atmospheric pressure of at least a part of the furnace external space is relative to the atmospheric pressure of the furnace internal space at the same position in the flow direction of the glass ribbon. The air pressure is adjusted to be lower ,
Furthermore, the furnace external space is divided into a plurality of partial spaces in the vertical direction, and the difference between the atmospheric pressure of each partial space and the atmospheric pressure of the furnace internal space at the same position in the vertical direction of the partial space, When comparing the uppermost partial space and the lowermost partial space among the partial spaces, the atmospheric pressure is adjusted so that the difference at the uppermost portion is larger than the difference at the lowermost portion. A method for producing a glass plate, comprising:
ガラス原料を溶解して溶融ガラスを得る溶解装置と、
前記溶融ガラスを、成形炉内に設けられた成形体に供給してガラスリボンを成形し、前記ガラスリボンの鉛直方向の流れを作り、前記ガラスリボンを、徐冷炉内に設けられたローラで牽引して前記徐冷炉内で冷却する成形装置と、
冷却された前記ガラスリボンを切断空間で切断する切断装置と、を含み、
前記成形炉は前記徐冷炉に対して鉛直上方に設けられ、
前記成形体が設けられた前記成形炉の内部空間および前記ローラが設けられた前記徐冷炉の内部空間を炉内部空間とし、前記成形炉および前記徐冷炉の外部空間を炉外部空間としたとき、前記炉外部空間は、大気圧雰囲気に対して隔壁で区切られた空間であり、前記炉外部空間の少なくとも一部分の気圧は、前記ガラスリボンの流れ方向の同じ位置における、前記炉内部空間の気圧に対して低くなるように、気圧の調整をする気圧制御装置が前記成形装置に設けられ、
さらに、前記炉外部空間は、鉛直方向に複数の部分空間に区分けされ、前記部分空間のそれぞれの気圧と、当該部分空間の鉛直方向の同じ位置における前記炉内部空間の気圧との差分を、前記部分空間のうち最上部の部分空間と最下部の部分空間との間で比較したとき、前記最上部における前記差分は、前記最下部における前記差分に比べて大きくなるように、前記気圧制御装置は気圧の調整をする、ことを特徴とするガラス板の製造装置。 An apparatus for producing a glass plate by a downdraw method,
A melting apparatus for melting glass raw material to obtain molten glass;
The molten glass is supplied to a molded body provided in a forming furnace to form a glass ribbon, a vertical flow of the glass ribbon is created, and the glass ribbon is pulled by a roller provided in a slow cooling furnace. A molding apparatus for cooling in the slow cooling furnace,
A cutting device for cutting the cooled glass ribbon in a cutting space,
The molding furnace is provided vertically above the slow cooling furnace,
When the internal space of the molding furnace provided with the molded body and the internal space of the slow cooling furnace provided with the roller are furnace internal spaces, and the external space of the molding furnace and the slow cooling furnace is a furnace external space, the furnace The external space is a space partitioned by a partition with respect to the atmospheric pressure atmosphere, and the atmospheric pressure of at least a part of the furnace external space is relative to the atmospheric pressure of the furnace internal space at the same position in the flow direction of the glass ribbon. An atmospheric pressure control device for adjusting the atmospheric pressure is provided in the molding apparatus so as to be lowered,
Furthermore, the furnace external space is divided into a plurality of partial spaces in the vertical direction, and the difference between the atmospheric pressure of each partial space and the atmospheric pressure of the furnace internal space at the same position in the vertical direction of the partial space, When the comparison is made between the uppermost partial space and the lowermost partial space of the partial spaces, the atmospheric pressure control device is configured so that the difference at the uppermost portion is larger than the difference at the lowermost portion. An apparatus for producing a glass plate, characterized by adjusting the atmospheric pressure .
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