JP2012082107A - 板ガラス成形装置及び板ガラスの成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 成形体下頂部での失透を防止することが可能な新規な板ガラス成形装置及びこれを用いた板ガラスの成形方法を提供する。
【解決手段】 頂部に供給された溶融ガラスＧを両側壁面２ｂに溢流させるオーバーフロー溝２ａと、該オーバーフロー溝２ａの両側に溢れる溶融ガラスを流下させるための側壁面２ｂと、両側壁面２ｂを流下した溶融ガラスを融合させる下頂部２ｃとを有する断面略くさび状の成形体２を備えた板ガラス成形装置において、少なくとも前記下頂部２ｃの表面が白金又は白金合金からなるとともに、下頂部表面２ｃを加熱する高周波加熱コイル４が設けられてなることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は溶融ガラスを板状に成形するための板ガラス成形装置及びそれを用いた板ガラスの成形方法に関する。

一般に、薄い板ガラスを製造する場合、断面が略くさび形の成形体の上部に形成されたオーバーフロー溝に溶融ガラスを供給し、溶融ガラスをオーバーフロー溝の両側から溢れさせて成形体の両側の側壁面を流下させた後、各々の溶融ガラスを成形体の下頂部で融合させて板状に成形し、切断して板ガラスを得る方法が知られている。この成形方法は一般にオーバーフローダウンドロー法と呼ばれている。

上記の成形方法に用いられる成形装置は、図３に示すように、保温壁１により形成される成形室１ａ内に、断面が略くさび形であり頂部にオーバーフロー溝２ａを有する成形体２を配置し、成形体２のオーバーフロー溝２ａに溶融ガラスＧを供給し、溢れさせて成形体２の両側の側壁面２ｂを流下させ、成形体２の下頂部２ｃで融合させることにより板状ガラスＳＧを成形し、開口部１ｂを通して引き出されるようになっており、成形体２の両側に発熱体３を配置した構造になっている。

この方法及び装置は、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、太陽電池用カバーガラス、タッチパネル用カバーガラス等、薄肉の板ガラスの製造に適している。

特開昭６０−１１２３５号公報 特開２００３−８１６５３号公報 特開２００８−６９０２４号公報 特開２００９−５１８２７５号公報 国際出願公開ＷＯ２００９／１０８３３８号公報

オーバーフローダウンドロー法で板ガラスを成形する場合、成形体下頂部付近でガラスの温度が低下して失透が発生するという問題がある。この問題を解決する方法として、成形体、特に成形体下頂部を加熱する方法を採用することが有効である。特許文献１〜５には成形体を加熱する方法が開示されている。

特許文献１には、流体制御体（本発明の成形体に相当）内に発熱体を設け、その発熱によって流体制御体表面を間接加熱する構成が開示されている。ところがこの構成では、発熱体の両側に電流供給用のターミナルを設置する必要があり、設備的な制約がある。また発熱体が流体制御体中心部に埋め込まれた状態にあることから、流体制御部の下頂部を所望の温度に調節することが困難である。

特許文献２には、成形体の下端縁部（本発明の成形体下頂部に相当）に白金等からなる加熱源を配置し、通電することによって下端縁部を直接加熱する構成が開示されている。ところがこの加熱源は電源に接続される必要があり、設備的な制約があるだけでなく、ターミナルからの放熱があるため幅方向で均一に加熱することが困難である。

特許文献３には、フュージョンセル（本発明の成形体に相当）表面に形成された白金被膜に通電加熱してフュージョンセルを直接加熱する構成が開示されている。ところがこの構成では、加熱エリアを細分化し、必要な部分のみを加熱することが困難である。

特許文献４には、成形用楔状体（本発明の成形体に相当）の先端近傍（本発明の成形体下頂部に相当）内部に白金等からなる導電性部材を組み込み、或いは楔状体先端部を導電性部材で形成し、これらを通電することによって先端部を加熱する構成が開示されている。ところがこの導電性部材は電源に接続される必要があり、設備的な制約があるだけでなく、ターミナルからの放熱があるため幅方向で均一に加熱することが困難である。

特許文献５には、成形体先端部を、成形体の耐火物が吸収する周波数のエネルギーを照射して加熱する構成が記載されている。ところがこの構成では、特定の部分のみを加熱することが困難である。また、その周波数を高出力で出力するのは非常に困難で設備も高価になり大型化にも対応できない。

本発明の目的は、成形体下頂部での失透を防止することが可能な新規な板ガラス成形装置及びこれを用いた板ガラスの成形方法を提供することである。

本発明の板ガラス成形装置は、頂部に供給された溶融ガラスを両側壁面に溢流させるオーバーフロー溝と、該オーバーフロー溝の両側に溢れる溶融ガラスを流下させるための側壁面と、両側壁面を流下した溶融ガラスを融合させる下頂部とを有する断面略くさび状の成形体を備えた板ガラス成形装置において、少なくとも前記下頂部の表面が白金又は白金合金からなるとともに、下頂部表面を加熱する高周波誘導加熱手段が設けられてなることを特徴とする。

本発明においては、高周波誘導加熱手段が高周波加熱コイルを含み、前記高周波加熱コイルが成形体の下頂部近傍に、下頂部と離間して設けられていることが好ましい。

本発明においては、高周波加熱コイルが略Ｕ字型であって、成形体の幅方向に設けられていることが好ましい。

本発明においては、高周波加熱コイルが成形体両側に対称に配置されていることが好ましい。

本発明においては、下頂部近傍に配置してある高周波加熱コイルの給電方向が成形体両側で同じ方向である事が好ましい。

本発明においては、下頂部近傍に配置してある高周波加熱コイルの配置位置が成形体下頂部先端と実質的に同じ高さである事が好ましい。

本発明においては、高周波加熱コイルが、耐火物内に固定されてなることが好ましい。

本発明の板ガラスの成形方法は、上記した板ガラス成形装置を用いてガラスを板状に成形することを特徴とする。

本発明は、成形体下頂部を高周波誘導加熱することが可能であるため、成形体下頂部におけるガラスの温度低下を防止し、温度低下によって生じるガラスの失透を効果的に抑制することができる。

しかも成形体表面や内部に、外部の電源と接続される発熱体や導電体を形成する必要がない。

本発明の板ガラス成形装置を示す説明図である。 高周波加熱コイルの配置例を示す説明図である。 従来の板ガラス成形装置を示す説明図である。

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。図１は本発明の装置の好適な実施態様を示しており、図１（ａ）は装置断面を示す概略説明図、図１（ｂ）は装置正面を示す概略説明図である。なお本発明の板ガラス成形装置はこれに限定されるものではない。

本発明の板ガラス成形装置は、保温壁１により形成される成形室１ａ内に、断面が略くさび形であり、頂部にオーバーフロー溝２ａと、該オーバーフロー溝の両側に溢れる溶融ガラスＧを流下させるための側壁面２ｂと、両側壁面を流下した溶融ガラスＧを融合させる下頂部２ｃとを有する成形体２が配置されている。

成形体２の下頂部２ｃは、白金からなる被膜で覆われた構造となっている。本実施例では、この白金被膜は、下頂部２ｃのみに形成される構成となっているが、これに代えて成形体２全体を覆う構成を採用しても差し支えない。また白金に代えて白金−ロジウム等の白金合金で被膜２ｃを形成してもよい。

成形室１ａ内には、成形体２の両側壁面と対抗するようにして発熱体３が配置されており、成形室内を所望の温度に保持している。

さらに成形室１ａ内には、白金被膜を高周波誘導加熱することが可能な高周波誘導加熱手段が設けられている。

高周波誘導加熱手段は、図示せぬ高周波電源と、高周波電源に接続された高周波加熱コイル４とを含む。高周波加熱コイル４に高周波電流を流すと、電磁誘導作用によって成形体下頂部２ｃ付近に高密度の渦電流が発生し、そのジュール熱で白金被膜が発熱する。この発熱を利用して成形体下頂部２ｃを加熱し、成形体下頂部２ｃと接するガラス、或いは下頂部２ｃから離れつつあるガラスの失透を防止することができる。

高周波加熱コイル４の形状は特に制限はないが、本実施例では、成形体２の幅方向に延びる略Ｕ字型であって、その直線部分が成形体２の全幅に亘って延びている。このようなコイル形状を採用すれば、シンプルな構成でありながら、成形体２の全幅に亘って均一に加熱することが容易になる。

また高周波加熱コイル４は、成形体２から離間させて設置する。高周波加熱コイル４は成形体２の両側に対称に配置することが好ましい。対称に配置しておけば両側の加熱条件を同じにすることができる。また成形体下頂部２ｃ近傍に配置してある両側のコイルの給電方向を同じ方向にすることが好ましい。同じ方向であれば成形体下頂部２ｃの先端付近両側に流れる電流方向が同じ方向になり、お互い影響しあうことなく効率よく先端を加熱できる。給電方向を同じ方向にするために、2本のＵ字型コイルを、成形体を挟んで対称に配置しても良いし、図２のように1本のコイルでつなげてもよい。また成形体下頂部２ｃ近傍に配置してある高周波加熱コイル４の配置位置が成形体下頂部先端と実質的に同じ高さに配置することが好ましい。同じ高さに配置されると成形体下頂部２ｃ先端が加熱され失透発生抑制に効果的である。また高周波加熱コイル４は、保温壁1を構成する耐火物内に設置することが好ましい。耐火物内に高周波加熱コイル４を設置しておけば、高周波加熱コイル４と成形体２とを確実に電気的に絶縁することができる。しかも高周波加熱コイル４と成形体２との距離を常に一定に維持することが可能となり、成形体下頂部２ｃを安定して加熱することができる。

次に上記した板ガラス成形装置を用いて板ガラスを成形する方法を説明する。なお本発明の方法は、必ずしも下記の方法に制約されるものではない。

まず図示しないガラス溶融装置にて、ガラス原料をガラス化し、均質化する。このようにして得られた溶融ガラスＧを、図示しない溶融ガラス供給管にて成形体２のオーバーフロー溝２ａに連続的に供給する。オーバーフロー溝２ａに供給された溶融ガラスＧは、オーバーフロー溝２ａの両側から溢れ、成形体両側壁面２ｂに沿って流下する。側壁面２ｂに沿って成形体表面を流下した溶融ガラスＧは、やがて成形体下頂部２ｃで融合し板状ガラスＳＧとなる。ここで成形体下頂部２ｃを、予め高周波誘導加熱手段によって高周波誘導加熱しておくことにより、ガラスの温度低下を防止する。

さらに成形体下頂部２ｃを離れた板状ガラスＳＧの両端を、図示しない冷却ローラーで把持し、板幅方向の収縮を抑制する。さらに引っ張りローラーで板状ガラスＳＧを下方へ延伸し、所望の板厚になるように成形する。さらに必要に応じてロール成形し、さらに徐冷炉に投入する。アニール後、所定のサイズに切断することによって板ガラスを得ることができる。

本発明の方法及び装置は、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、太陽電池用カバーガラス、タッチパネル用カバーガラス等の作製に好適である。またこれら以外にもＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサ用カバーガラス、半導体レーザー用ガラス、マイクロレンズアレイ用基板ガラス、ディスプレイ保護用ガラス等の作製にも好適に使用できる。

１ 保温壁
２ 成形体
２ａ オーバーフロー溝
２ｂ 側壁面
２ｃ 下頂部
３ 発熱体
４ 高周波加熱コイル
Ｇ 溶融ガラス
ＳＧ 板状ガラス

Claims (8)

1. 頂部に供給された溶融ガラスを両側壁面に溢流させるオーバーフロー溝と、該オーバーフロー溝の両側に溢れる溶融ガラスを流下させるための側壁面と、両側壁面を流下した溶融ガラスを融合させる下頂部とを有する断面略くさび状の成形体を備えた板ガラス成形装置において、少なくとも前記下頂部の表面が白金又は白金合金からなるとともに、下頂部表面を加熱する高周波誘導加熱手段が設けられてなることを特徴とする板ガラス成形装置。
2. 高周波誘導加熱手段が高周波加熱コイルを含み、前記高周波加熱コイルが成形体の下頂部近傍に、下頂部と離間して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の板ガラス成形装置。
3. 高周波加熱コイルが略Ｕ字型であって、成形体の幅方向に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の板ガラス成形装置。
4. 高周波加熱コイルが成形体両側に対称に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の板ガラス成形装置。
5. 下頂部近傍に配置してある高周波加熱コイルの給電方向が成形体両側で同じ方向である事を特徴とする請求項４に記載の板ガラス成形装置。
6. 下頂部近傍に配置してある高周波加熱コイルの配置位置が成形体下頂部先端と実質的に同じ高さである事を特徴とする請求項３〜５の何れかに記載の板ガラス成形装置。
7. 高周波加熱コイルが、耐火物内に固定されてなることを特徴とする請求項２又は３に記載の板ガラス成形装置。
8. 請求項１〜７の何れかに記載の板ガラス成形装置を用いてガラスを板状に成形することを特徴とする板ガラス成形方法。