板状玻璃制造装置及板状玻璃制造方法与流程

本发明涉及通过下拉法使板状玻璃成形的制造技术的改良。

背景技术：

众所周知，如以液晶显示器(lcd)、等离子显示器(pdp)、有机el显示器(oled)等平板显示器(fpd)用的玻璃基板为代表那样，在用于各种领域的板状玻璃中，对于表面缺陷或起伏要求严格的产品品质。

为了满足这样的要求，作为板状玻璃的制造方法而广泛地利用下拉法。作为该下拉法，公知有溢流下拉法和狭槽下拉法。

溢流下拉法为，向设置于剖面为大致楔形的成形体的上部的溢流槽流入熔融玻璃，使从该溢流槽向两侧溢出的熔融玻璃沿着成形体的两侧的侧壁部流下，同时在成形体的下端部进行融合一体化，使一张板状玻璃连续成形。另外，狭槽下拉法为，在供给熔融玻璃的成形体的底壁形成狭槽状的开口部，使熔融玻璃通过该开口部流下，由此使一张板状玻璃连续成形。

例如，作为使用溢流下拉法的板状玻璃制造装置，如专利文献1所公开那样，存在具备熔融炉、搅拌装置、成形体(溢流成形构造)、覆盖成形体的隔壁部(马弗炉)、以及配置于成形体的下方的温度调整构件(马弗炉门)的板状玻璃制造装置。

该板状玻璃制造装置在利用搅拌装置对从熔融炉供给的熔融玻璃充分地进行均匀化之后，将熔融玻璃向配置于隔壁部内的成形体的溢流槽(流槽)供给。然后，熔融玻璃从设置于溢流槽的两侧的堤部溢出，顺着成形体中的一对侧壁部流下。进而，熔融玻璃在成形体的下端部(边缘)进行融合一体化，由此连续成形为板状玻璃。板状玻璃通过温度调整构件的期间被调整其宽度方向上的温度分布，以使得板厚恒定。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2009-519884号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在现有的板状玻璃制造装置中，作为温度调整构件而使用金属制的温度调整构件。然而，金属制的温度调整构件在成形体的附近位置暴露于高温，因此可能发生热变形。这样，存在如下问题：当温度调整构件发生热变形时，无法适当地进行针对板状玻璃的温度调整，导致板状玻璃的品质降低。

本发明鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种通过防止温度调整构件的热变形而能够使高品质的板状玻璃成形的板状玻璃制造装置及板状玻璃制造方法。

解决方案

本发明用于解决上述课题，提供一种板状玻璃制造装置，其具备：通过下拉法而将熔融玻璃成形为板状玻璃的成形体；在所述成形体的下方对所述板状玻璃的温度进行调整的中空状的一对温度调整构件；以及在所述温度调整构件的下方对所述板状玻璃进行缓冷的缓冷炉，所述板状玻璃制造装置的特征在于，所述温度调整构件包含碳化硅，且具备与其内部连通的多个开口部。

根据上述结构，使由成形体成形的板状玻璃通过一对温度调整构件之间，由此，能够以从成形炉到缓冷炉构成适当的温度梯度的方式对板状玻璃的温度进行调整。另外，温度调整构件以使板状玻璃的宽度方向上的温度分布变得均匀的方式进行温度调整。该温度调整构件包含碳化硅，因此，与金属制的温度调整构件相比耐火性优异，难以发生热变形。另外，通过在温度调整构件形成多个开口部，能够将隔热材料或温度控制单元配置于温度调整构件的内部。因此，能够高精度地进行板状玻璃的温度调整，能够制造厚度均匀的高品质的板状玻璃。

在本发明的板状玻璃制造装置中，优选所述温度调整构件具备：上壁部；下壁部；将所述上壁部与所述下壁部连结的侧壁部；以及从所述侧壁部隔开规定的间隔地将所述上壁部与所述下壁部连结的多个支柱。这样，利用侧壁部及支柱对上壁部与下壁部进行连结支承，由此能够使温度调整构件成为难以热变形的结构体。

在本发明的板状玻璃制造装置中，优选所述温度调整构件通过将所述上壁部、所述下壁部、所述侧壁部以及所述支柱一体构成而形成。由此，与利用粘合、焊接将上壁部、下壁部、侧壁部及支柱接合的情况相比，能够使温度调整构件成为难以发生热变形的高强度的结构体。温度调整构件通过如下方式形成：例如通过挤出成形而构成筒状体，对该筒状体进行烧制之后切除其一部分，由此形成支柱及开口部。

本发明用于解决上述课题，提供一种板状玻璃制造方法，其包括如下工序：成形工序，其通过下拉法将熔融玻璃成形为板状玻璃；温度调整工序，其在所述成形工序之后，使所述板状玻璃通过中空状的一对温度调整构件之间，从而对所述板状玻璃的温度进行调整；以及缓冷工序，其在所述温度调整工序之后，对所述板状玻璃进行缓冷，所述板状玻璃制造方法的特征在于，所述温度调整构件包含碳化硅，且具备与其内部连通的多个开口部。

根据上述结构，使通过成形工序成形的板状玻璃在温度调整工序中通过一对温度调整构件之间，由此，能够以从成形工序到缓冷炉构成适当的温度梯度的方式对板状玻璃的温度进行调整。另外，温度调整构件以使板状玻璃的宽度方向上的温度分布变得均匀的方式进行温度调整。该温度调整构件包含碳化硅，因此，与金属制的温度调整构件相比耐火性优异，难以发生热变形。另外，通过在温度调整构件形成多个开口部，能够将隔热材料或温度控制单元配置于温度调整构件的内部。因此，能够高精度地进行板状玻璃的温度调整，能够制造厚度均匀的高品质的板状玻璃。

发明效果

根据本发明，通过防止温度调整构件的热变形，能够使高品质的板状玻璃成形。

附图说明

图1是板状玻璃制造装置的一实施方式中的纵剖侧视图。

图2是图1的板状玻璃制造装置中的纵剖主视图。

图3是温度调整构件及支承构件的立体图。

图4是温度调整构件的纵剖侧视图。

图5是图4的v-v剖视图。

图6是示出温度调整构件的其他例的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的板状玻璃制造装置以及板状玻璃制造方法的实施方式进行说明。

图1至图6示出本发明的板状玻璃制造装置的一实施方式。如图1及图2所示，板状玻璃制造装置1主要具备使熔融玻璃gm成形为板状玻璃gr的成形炉2、在成形炉2的下方对板状玻璃gr进行缓冷的缓冷炉(缓冷装置)3、以及覆盖成形炉2及缓冷炉3的壳体4。此外，尽管未图示，但板状玻璃制造装置1在缓冷炉3的下方具备将通过了缓冷炉3的板状玻璃gr冷却至室温附近的冷却炉。

成形炉2具备：能够执行溢流下拉法的成形体5；覆盖成形体5的隔壁部6；配置于成形体5的下方的温度调整构件7；对隔壁部6及温度调整构件7进行支承的支承构件8；以及配置于温度调整构件7的下方的冷却辊(边缘辊)9。

成形体5具备：构成为长条状且沿着其长度方向形成于顶部的溢流槽10；构成一对侧壁部的垂直面部11及倾斜面部12。一对倾斜面部12朝向下方逐渐接近而交叉，构成成形体5的下端部13。从成形体5的溢流槽10溢出并顺着垂直面部11及倾斜面部12流下的熔融玻璃gm通过被加热装置14加热而调整其粘度，并且在成形体5的下端部13融合而成形为一张板状玻璃gr。

隔壁部6被称为马弗炉(muffle)，用于将从收容于内部的成形体5溢出的熔融玻璃gm维持为规定的温度。隔壁部6在其外表面具备加热装置14。如图1所示，加热装置14以与成形体5的两侧的垂直面部11及倾斜面部12对置的方式配置。具体而言，加热装置14以与垂直面部11对置的位置以及与倾斜面部12对置的位置的上下两列相邻配置有多个。

温度调整构件7在隔壁部6的内侧支承于支承构件8。温度调整构件7在上下方向p上位于成形体5与缓冷炉3之间，其对通过成形炉2的冷却辊9而下降的板状玻璃gr的温度进行调整，以使得能够适当地进行基于缓冷炉3的缓冷。温度调整构件7有时与隔壁部6一并称作马弗炉，成形炉2中的板状玻璃gr的出口也被称作马弗炉门(muffledoor)。一对温度调整构件7能够改变其间隔，以调整板状玻璃gr的温度。但不局限于此，温度调整构件7也可以为了维持恒定的间隔而固定于支承构件8。

温度调整构件7期望由具有导热性的材料例如包含碳化硅(sic)的陶瓷构成。碳化硅具有硬度高、耐热性优异(分解温度为2545℃)、导热率高(在烧结体的情况下约270w/m·k)、热膨胀系数低(在40～400℃时为2.0～6.0×10^-6/℃)等特征。

如图1至图3所示，温度调整构件7具备上壁部15、下壁部16、将上壁部15与下壁部16连结的侧壁部17、从侧壁部17隔开规定的间隔地将上壁部15与下壁部16连结的多个支柱18、将温度调整构件7的长度方向上的两端部堵塞的盖体19、以及形成于多个支柱18之间的开口部20。另外，在温度调整构件7的内部收容有温度控制单元21。

上壁部15、下壁部16及侧壁部17构成为沿着板状玻璃gr的宽度方向w较长的长方形状。上壁部15与下壁部16彼此对置，且设置为大致平行，侧壁部17以与上壁部15及下壁部16正交的方式(呈直角的方式)设置。

上壁部15、下壁部16及侧壁部17的长边的尺寸为约500mm以上且5000mm以下，短边的尺寸为约50mm以上且300mm以下，厚度尺寸为约5mm以上且10mm以下，但不局限于此。另外，上壁部15、下壁部16及侧壁部17以相同的厚度构成，但不局限于此，也可以使它们的厚度不同。

侧壁部17将上壁部15的短边的一端部与下壁部16的短边的一端部连结。另一方面，支柱18将上壁部15的短边的另一端部与下壁部16的短边的另一端部连结。在本实施方式中，支柱18构成为四棱柱状或长条的板状，但不局限于该形状。另外，支柱18在一端部和另一端部具有肋18a、18b。一方的肋18a与支柱18和上壁部15一体地形成，另一方的肋18b与支柱18和下壁部16一体地形成。

盖体19由矩形的板构件构成。在本实施方式中，盖体19由包含碳化硅的陶瓷构成，但不局限于此，也可以由金属等材料构成。

如图2及图3所示，开口部20构成为四边形，但不局限于此。多个开口部20沿着温度调整构件7的长度方向等间隔地形成。

需要说明的是，在温度调整构件7的制造方法中，可以使用模具成形或挤出成形等任意的成形方法以及任意的切断、开孔方法。

在本实施方式中，在温度调整构件7的内部，与各开口部20对应地配置有温度控制单元21。如图4及图5所示，温度控制单元21具有加热器(加热装置)22和支承加热器22的耐火物(支承体)23。

加热器22的前端部配置在与侧壁部17的内表面分离的位置。耐火物23以使加热器22的前端部露出的状态对该加热器22进行支承。另外，耐火物23以使加热器22均不与温度调整构件7的上壁部15、下壁部16、侧壁部17接触的方式对其进行支承。另外，耐火物23将温度调整构件7的开口部20堵塞。由此，在温度调整构件7的内部形成由耐火物23、上壁部15、下壁部16及侧壁部17围成的空间，加热器22的端部配置于该空间。

如图5所示，在温度调整构件7的内部的对温度控制单元21进行支承的耐火物23之间配置有耐火毯24。在本实施方式中，耐火毯24配置在与支柱18相同的位置，但不局限于该位置。耐火毯24与上壁部15、下壁部16、侧壁部17及支柱18接触。

耐火毯24能够将温度调整构件7的内部空间划分为多个区域。由此，能够适当地进行板状玻璃gr的温度调整。即，在一对温度调整构件7之间通过的板状玻璃gr的宽度方向w上的温度不一样，温度分布存在偏差。若放置该温度分布的偏差，则较高温的部位的厚度增大，与较低温的部位之间成为厚度不同的状态。这样，板状玻璃gr沿着其宽度方向w而产生板厚不同的壁厚不均。为了将板状玻璃gr的厚度控制为恒定，需要防止该壁厚不均。

因此，期望通过使用耐火毯24，将温度调整构件7沿着长度方向划分为多个区域。通过在各区域配置温度控制单元21，能过按照各区域进行独立的温度调整。由此，能够防止板状玻璃gr的壁厚不均，均匀地维持其厚度。

支承构件8构成为金属制的板状构件，并且在其中央部具有能够使板状玻璃gr通过的开口部25。该开口部25的缘部构成为大致四边形。开口部25的缘部的对置的两条边设定为比温度调整构件7的长度短。由此，支承构件8能够在从其开口部25的一方的缘部到另一方的缘部的范围内架设着一对温度调整构件7的状态下对温度调整构件7进行支承。换言之，支承构件8仅对温度调整构件7的端部进行支承。这样，通过利用支承构件8对一对温度调整构件7进行支承，能够高精度地进行这些温度调整构件7的定位。需要说明的是，如图1、图2所示，支承构件8的周缘部支承于壳体4。

冷却辊9用于抑制板状玻璃gr的收缩。冷却辊9配置在温度调整构件7的下方。如图1及图2所示，该冷却辊9以夹持板状玻璃gr的宽度方向w上的两端部的方式构成为两对的辊对。

缓冷炉3对经由温度调整构件7而下降的板状玻璃gr进行缓冷而去除其内部形变。即，在缓冷炉3内，以具有规定的温度梯度的方式进行温度设定，随着板状玻璃gr下降而温度渐渐降低，由此去除板状玻璃gr的内部形变。缓冷炉3借助配置于内部的上下多级的引导辊26将板状玻璃gr向铅垂下方引导。

壳体4构成为沿着上下方向p较长的中空结构体。壳体4在其上部支承成形炉2。具体而言，壳体4在其侧壁部对成形炉2的支承构件8进行支承。另外，在壳体4的中途部，其侧壁部划分出缓冷炉3。

以下，针对使用上述结构的板状玻璃制造装置1来制造板状玻璃gr的方法进行说明。该制造方法主要具备：通过溢流下拉法使熔融玻璃gm成形为板状玻璃gr的成形工序；在成形工序后对板状玻璃gr的温度进行调整的温度调整工序；在温度调整工序后对板状玻璃gr进行缓冷的缓冷工序。

在成形工序中，供给至成形炉2的成形体5的熔融玻璃gm从溢流槽10溢出，顺着垂直面部11及倾斜面部12流下。然后，熔融玻璃gm在成形体5的下端部13进行融合一体化而成形为板状玻璃gr，并且，利用冷却辊9将该板状玻璃gr的宽度方向w上的各端部向下方拔出。

在温度调整工序中，经由冷却辊9而下降后的板状玻璃gr通过一对温度调整构件7之间。温度调整构件7利用设置于内部的多个温度控制单元21，将板状玻璃gr的宽度方向w上的温度调整为恒定。另外，温度调整构件7通过从侧壁部17吸收板状玻璃gr的热量而使该板状玻璃gr的温度降低至缓冷点附近。

在缓冷工序中，通过温度调整构件7后的板状玻璃gr通过缓冷炉3。此时，板状玻璃gr在被引导辊26向下方引导的同时，按照规定的温度梯度被缓冷，从而去除了其内部形变。

之后，板状玻璃gr通过自然冷却而被进一步冷却(冷却工序)，并被切断成规定的尺寸(切断工序)或者不切断而被卷绕成卷筒状(卷绕工序)。

根据以上说明的本实施方式的板状玻璃制造装置1及板状玻璃制造方法，由于该温度调整构件7包含碳化硅，因此，与金属制的温度调整构件相比，耐热性优异，能够防止热变形。而且，通过在温度调整构件7形成开口部20，能够将温度控制单元21通过该开口部20向温度调整构件7的内部插入。这样，在温度调整构件7不发生热变形的状态下将板状玻璃gr的宽度方向w上的温度调节为恒定，由此能够使板状玻璃gr的厚度恒定。

另外，通过由上壁部15、下壁部16、侧壁部17及支柱18构成温度调整构件7，能够形成难以热变形的结构体。而且，通过将上壁部15、下壁部16、侧壁部17及支柱18一体地构成，与通过粘合、焊接等将它们接合的情况相比，能够形成难以发生热变形的高强度的结构体。

图6示出温度调整构件7的另一例。在该例中，在温度调整构件7形成有上下两层的开口部20。在本例中，使温度控制单元21通过上下排列的开口部20而配置于温度调整构件7的内部，由此能够在上下方向p上精密地调整板状玻璃gr的温度。另外，温度调整构件7具备将支承上壁部15与下壁部16的多个支柱18的中途部彼此连结的连结部27。这样，温度调整构件7被连结部27加强，构成为更加难以热变形的高强度的结构。

需要说明的是，本发明不局限于上述实施方式的结构，并且也不局限于上述的作用效果。本发明能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。

在上述实施方式中，示出通过溢流下拉法来制造板状玻璃gr的例子，但不局限于此。本发明也能够应用于通过狭槽下拉法来制造板状玻璃gr的情况。

在上述实施方式中，示出在温度调整构件7的内部配置有温度控制单元21及耐火毯24的例子，但不局限于此。温度调整构件7能够根据所成形的板状玻璃gr的温度，不将温度控制单元21配置于内部而进行板状玻璃gr的温度调整(保温)。另外，温度控制单元21除了包含加热器22之外也可以包含冷却器。

在上述实施方式中，例示出一对温度调整构件7，但不局限于此，也可以使用多对温度调整构件7。

附图标记说明：

1板状玻璃制造装置；

5成形体；

7温度调整构件；

15上壁部；

16下壁部；

17侧壁部；

18支柱；

20开口部；

gm熔融玻璃；

gr板状玻璃。