KR20190038367A - 유리판의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

유리판의 제조법은, 오버플로우 다운드로우법을 이용하여 유리판을 성형하는 성형 공정과, 상기 유리판의 폭 방향의 양측의 영역을 복수의 반송 롤러 쌍으로 협지하여 상기 유리판을 하측 방향으로 반송시키는 반송 공정을 갖는다. 상기 성형 공정의 개시 전에, 상기 성형체로부터 맨 처음(최초)에 유하하여 상기 유리판의 형상으로 되기 전의, 상기 반송 경로의 양측에 위치하는 반송 롤러 쌍의 협지 가능한 폭에 이르지 못한 유리체의 폭을, 상기 유리체의 온도가, 유리 전이점+50℃의 온도로부터 변형점으로 되는 장소에 설치되어 있는, 1쌍의 보조 롤러에 의하여 상기 유리체를 사이에 두고 양측으로부터 압박하여 상기 반송 롤러의 협지 가능한 폭으로 확장함으로써, 상기 반송 롤러 쌍에 협지시킨다.

Description

유리판의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING GLASS SUBSTRATE}
본 발명은 유리판의 제조 방법에 관한 것이다.
다운드로우법을 이용한 유리판의 제조 방법에서는, 성형 공정에 있어서, 성형체로부터 용융 유리를 오버플로우하여, 연속하여 연장되는 시트 글래스(유리판)로 성형한다. 그리고, 이어지는 냉각 공정에 있어서, 유리판이, 반송 롤러 쌍으로 협지되면서 하측 방향으로 인입됨으로써 원하는 두께로 잡아늘여져, 내부에 변형이 발생하지 않도록, 또한 유리판이 휘지 않도록 유리판의 냉각이 행해진다. 그 후, 유리판은 소정의 치수로 절단되고 세정 및 검사를 거쳐, 소정의 품질을 만족시키는 유리판은 합격품으로서 액정 표시 장치 등의 표시 장치용 유리 기판으로 된다.
예를 들어 유리 원료를 용해하여 생기는 용융 유리를, 오버플로우 다운드로우법을 이용하여 성형체의 측벽을 유하시켜 유리판을 형성하는 성형 장치와, 성형에 의하여 얻어지는 유리판의 폭 방향의 양측의 영역을, 유리판의 반송 방향으로 설치된 복수의 반송 롤러 쌍으로 협지하면서, 유리판을 하측 방향으로 반송시켜 냉각하는 서랭로를 구비하는 서랭 장치를 구비하고, 서랭로 내에서의 냉각 시에, 복수의 반송 롤러로 협지되는 유리판의 부분에 인접하는 인접 영역에 물결 형상의 변형이 발생하는 것을 억제할 수 있는 유리판의 제조 방법이 알려져 있다(특허문헌 1).
일본 특허 공개 제2013-136515호 공보
상기 제조 방법에서는, 성형한 유리판의 폭 방향의 양 단부를 유리판의 폭 방향의 중앙부보다도 빠르게 냉각하고, 또한 유리판에 소성 변형이 발생하지 않도록, 유리판의 온도가 유리 전이점 이상 유리 연화점 이하로 되는 온도 영역에 있어서, 유리판에 대하여 반송 방향으로 장력을 작용시킴으로써, 반송 롤러 쌍으로 협지되는 유리판의 부분에 인접하는 인접 영역에 물결 형상의 변형이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 반송 롤러 쌍은, 유리판의 양측의 면을 사이에 두고, 유리판을 일정한 힘으로 압박하면서 스스로 회전하여 유리판을 반송시킨다. 이것에 의하여, 유리판의 반송 속도를 제어하여, 유리판에 대하여 반송 방향으로 장력을 작용시킬 수 있다.
이와 같은 서랭 장치에서는, 연속된 유리판을 안정적으로 반송하면서 냉각할 수 있지만, 용융 유리가 성형 장치를 흐르기 시작하는 조업의 기동 시, 성형된 맨 처음의 유리판의 선단 부분은 충분한 폭을 갖지 않는 경우가 많다. 예를 들어 성형체의 홈으로부터 맨 처음에 넘쳐 나는 용융 유리는 균일하게 넘쳐 나는 것은 아니며, 성형체로부터 서랭로 내로 자중 낙하에 의하여 도입되는 맨 처음의 유리판의 선단 부분은, 목표로 하는 일정한 폭에 비하여 극히 폭이 좁다. 즉, 선단 부분의 폭은, 유리판의 반송 경로의 양측에 위치하는 반송 롤러 쌍의 협지 가능한 폭에 이르지 못한다. 이 때문에, 반송 롤러에 협지되지 않아, 성형체에서 성형되는 유리판이, 반송 롤러 쌍의 협지 가능한 폭으로 될 때까지 대기할 필요가 있다. 그러나, 이와 같은 폭을 갖는 유리판으로 될 때까지 시간이 걸려, 쓸모없게 되는 용융 유리의 양은 많으며, 또한 성형체로부터 흘러내려 자중으로 낙하하는 유리체의 선단 부분은, 서랭 장치 내를 하방으로부터 상방을 향하는 상승 기류에 의하여 진자와 같이 전후 좌우로 흔들려 서랭로 내의 온도 제어 장치 등의 구성 부재에 접촉하거나, 최악의 경우, 구성 부재에 부착되어 구성 부재를 파손시키는 경우가 있다.
이와 같은 조업 개시 시의 문제는, 안정된 유리판의 제조를 행하기 전에 반드시 발생할 수 있다.
그래서 본 발명은, 유리판의 성형을 행하는 데 있어서, 성형체로부터 맨 처음에 유하하여 유리판의 형상으로 되기 전의, 유리판의 선단 부분의 폭이, 반송 경로의 양측에 위치하는 반송 롤러 쌍의 협지 가능한 폭에 이르지 못한 경우에도, 단시간 내에 안정된 유리판의 흐름을 창출하는 것을 가능하게 하는 유리판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태는 유리판의 제조 방법이다. 당해 유리판의 제조 방법은, 오버플로우 다운드로우법을 이용하여 성형체로부터 유하하는 용융 유리를, 연속되는 유리판으로 성형하는 성형 공정과,
상기 유리판의 폭 방향의 양측의 영역을, 상기 유리판의 반송 경로에 설치된 복수의 반송 롤러 쌍으로 협지하면서, 상기 유리판을 하측 방향으로 반송시키는 반송 공정을 갖는다.
상기 유리판의 상기 성형 공정의 개시 전에, 상기 성형체로부터 맨 처음에 유하하여 상기 유리판의 형상으로 되기 전의, 상기 반송 경로의 양측에 위치하는 반송 롤러 쌍의 협지 가능한 폭에 이르지 못한 유리체의 폭을, 상기 유리체의 온도가, 유리 전이점+50℃의 온도와 변형점 사이에 있는 온도 영역에 설정되어 있는 1쌍의 보조 롤러에 의하여, 상기 유리체를 상기 유리체의 전체 폭에 걸쳐 사이에 두고 양측으로부터 압박하여 상기 반송 롤러의 협지 가능한 폭으로 확장함으로써, 상기 반송 롤러 쌍에 협지시킨다.
상기 반송 경로는 상기 성형체의 하단부로부터 하방으로 연장되고,
상기 보조 롤러는, 상기 반송 경로상의, 상기 성형체의 하단부와, 상기 반송 롤러 쌍 중 상기 성형체에 가장 가까운 최상류 반송 롤러 쌍 사이의 장소에 설치되는 것이 바람직하다.
또한 상기 반송 롤러 쌍은, 상기 반송 롤러 쌍 중, 상기 성형체에 가장 가까운 곳에 위치하고, 상기 유리판의 상기 폭 방향의 양측을 협지하여 냉각함으로써, 상기 유리판의 상기 폭 방향의 양측(측부)의 영역의 점도를 109.0poise 이상으로 하는 냉각 롤러 쌍과, 상기 냉각 롤러 쌍에 대하여 상기 유리판의 반송 방향의 하류측의 공간 내에 설치된 복수의 인하 롤러 쌍을 포함하고, 이 경우, 상기 보조 롤러는, 상기 냉각 롤러 쌍과, 상기 인하 롤러 쌍 중 상기 반송 방향의 최상류에 위치하는 인하 롤러의 쌍 사이의 반송 경로 상에 설치되어 있는 것도 바람직하다.
상기 1쌍의 보조 롤러는, 상기 1쌍의 보조 롤러 사이를 상기 유리체의 선단부가 통과한 후, 서서히 상기 1쌍의 보조 롤러 사이의 거리를 좁게 하는 것이 바람직하다.
상기 유리체가 상기 반송 롤러 쌍에 의하여 협지된 후, 상기 1쌍의 보조 롤러 사이의 거리를 확장하여, 상기 1쌍의 보조 롤러를, 상기 유리체 및 상기 유리 기판과 비접촉된 위치로 퇴피시키고, 상기 성형 공정 및 상기 냉각 공정을 행하는 것이 바람직하다.
상기 보조 롤러의 롤러 폭은 상기 유리판의 제품 폭보다 넓고 상기 반송 롤러 쌍의 이격 거리보다 좁은 것이 바람직하다.
상술한 유리판의 제조 방법에 의하면, 유리판의 선단 부분의 폭이, 반송 경로의 양측에 위치하는 반송 롤러 쌍의 협지 가능한 폭에 이르지 못한 경우에도, 단시간 내에 안정된 유리판의 흐름을 창출하는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 유리판의 제조 방법의 흐름도이다.
도 2는 유리판의 제조 방법에서 사용되는 유리판의 제조 장치를 도시하는 모식도이다.
도 3은 성형 장치의 개략적인 개략도(단면도)이다.
도 4는 성형 장치의 개략적인 개략도(측면도)이다.
도 5는 일 실시 형태에 있어서의 제어 장치의 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
도 6은 본 실시 형태에서 사용하는 보조 롤러의 일례를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 실시 형태에서 사용하는 보조 롤러의 기능의 예를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 실시 형태에서 사용하는, 도 7에 도시하는 보조 롤러와 상이한 장소에 설치한 보조 롤러의 예를 설명하는 도면이다.
이하, 일 실시 형태의 유리판의 제조 방법 및 유리판의 제조 장치에 대하여 상세히 설명한다. 일 실시 형태에 따른 유리판의 제조 방법에서는, 예를 들어 TFT 디스플레이용의 유리 기판이 제조된다. 유리판은 오버플로우 다운드로우법을 이용하여 제조된다. 이하, 도면을 참조하면서 일 실시 형태에 따른 유리판의 제조 방법에 대하여 설명한다.
(1) 유리판의 제조 방법의 개요
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 유리판의 제조 방법에 포함되는 복수의 공정, 및 복수의 공정에 사용되는 유리판의 제조 장치(100)를 설명한다. 유리판의 제조 방법은 도 1에 도시한 바와 같이, 주로 용융 공정 S1과 청징 공정 S2와 성형 공정 S3과 냉각 공정 S4와 절단 공정 S5를 포함한다.
용융 공정 S1은 유리의 원료가 용융되는 공정이다. 유리의 원료는, 원하는 조성으로 되도록 조합된 후, 도 2에 도시한 바와 같이, 상류에 배치된 용융 장치(11)에 투입된다. 유리 원료는, 예를 들어 SiO2, Al2O3, B2O3, CaO, SrO, BaO 등의 조성을 포함한다. 구체적으로는, 유리 변형점이 660℃ 이상으로 되는 유리 원료를 사용한다. 유리의 원료는 용융 장치(11)에서 용융되어 용융 유리 FG로 된다. 용융 온도는 유리의 종류에 따라 조정된다. 본 실시 형태에서는 유리 원료가 1500℃ 내지 1650℃에서 용융된다. 용융 유리 FG는 상류 파이프(23)를 통하여 청징 장치(12)로 보내진다.
청징 공정 S2는 용융 유리 FG 중의 기포의 제거를 행하는 공정이다. 청징 장치(12) 내에서 기포가 제거된 용융 유리 FG는 그 후, 하류 파이프(24)를 통하여 성형 장치(40)로 보내진다.
성형 공정 S3은, 용융 유리 FG를 시트 형상의 유리인 시트 글래스 SG로 성형하는 공정이다. 구체적으로 용융 유리 FG는, 성형 장치(40)에 포함되는 성형체(41)에 연속적으로 공급된 후, 성형체(41)의 홈으로부터 오버플로우된다. 오버플로우된 용융 유리 FG는 성형체(41)의 표면을 따라 유하한다. 용융 유리 FG는 그 후, 성형체(41)의 하단부(41a)에서 합류하여 시트 글래스 SG로 성형된다. 시트 글래스 SG는, 폭 방향의 단부에 위치하는 측부(귀(耳)부, 단부)와, 측부 사이에 끼워진 폭 방향의 중앙 영역을 갖는다. 시트 글래스 SG의 측부의 판 두께는, 중앙 영역의 판 두께와 비교하여 두껍게 성형된다. 시트 글래스 SG의 중앙 영역은, 일정한 판 두께로 이루어지는 최종 제품인 유리판으로 되는 영역이다. 시트 글래스 SG의 중앙 영역의 판 두께를 0.4㎜ 이하의 박판으로 성형하고자 하는 경우, 시트 글래스 SG의 측부의 판 두께는 종래보다 얇게 성형된다.
냉각 공정 S4는 시트 글래스 SG를 냉각(서랭)하는 공정이다. 시트 글래스 SG는 냉각 공정 S4를 거쳐 실온에 가까운 온도로 냉각된다. 또한, 냉각 공정 S4에 있어서의 냉각의 상태에 따라 유리판의 두께(판 두께), 유리판의 휨양 및 유리판의 변형량이 결정된다.
절단 공정 S5는, 실온에 가까운 온도로 된 시트 글래스 SG를 소정의 크기로 절단하는 공정이다.
또한, 소정의 크기로 절단된 시트 글래스 SG는 그 후, 단부면 가공 등의 공정을 거친다. 이하, 시트 글래스 SG를 유리판이라 한다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 유리판의 제조 장치(100)에 포함되는 성형 장치(40)의 구성을 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 시트 글래스 SG의 폭 방향이란, 시트 글래스 SG가 유하하는 방향(흐름 방향)에 교차하는 방향, 즉, 수평 방향을 의미한다.
(2) 성형 장치의 구성
먼저, 도 3 및 도 4에 성형 장치(40)의 개략 구성을 도시한다. 도 3은 성형 장치(40)의 단면도이다. 도 4는 성형 장치(40)의 측면도이다.
성형 장치(40)는, 시트 글래스 SG가 통과하는 통로와, 통로를 둘러싸는 공간을 갖는다. 통로를 둘러싸는 공간은 오버플로우 챔버(20), 포밍 챔버(30) 및 냉각 챔버(80)로 구성되어 있다.
오버플로우 챔버(20)는, 청징 장치(12)로부터 보내어지는 용융 유리 FG를 시트 글래스 SG로 성형하는 공간이다. 시트 글래스 SG는, 연속하여 연장되는 유리판이다.
포밍 챔버(30)는, 오버플로우 챔버(20)의 하방에 배치되어 시트 글래스 SG의 두께 및 휨양을 조정하기 위한 공간이다. 포밍 챔버(30)에서는 냉각 공정의 일부가 실행된다. 용융 유리 FG는 성형체(41)의 표면을 따라 유하하고, 성형체(41)의 하단부(41a)에서 합류하여 시트 글래스 SG로 성형되는데, 성형체(41)의 하단부(41a)보다 하류에 있어서는 시트 글래스 SG의 온도가 서서히 낮아져 간다. 포밍 챔버(30)는 오버플로우 챔버(20)에 대하여, 구획 부재(50)에 의하여 구분되어 있다.
냉각 챔버(80)는, 포밍 챔버(30)의 하방에 배치되어 시트 글래스 SG의 변형량을 조정하기 위한 공간이다. 구체적으로 냉각 챔버(80)에서는, 포밍 챔버(30) 내를 통과한 시트 글래스 SG가 서랭점, 유리 변형점을 거쳐 실온 근방의 온도까지 냉각된다. 또한 냉각 챔버(80)는 포밍 챔버(30)에 대하여, 단열 부재(80a)에 의하여 구분되고, 또한 냉각 챔버(80)의 내부는 단열 부재(80b)에 의하여 복수의 공간으로 구분되어 있다.
또한, 성형 장치(40)는 주로, 성형체(41)와 구획 부재(50)와 냉각 롤러(51)와 온도 조정 유닛(60)과 인하 롤러(81a 내지 81g)와 히터(82a 내지 82g)와 절단 장치(90)로 구성되어 있다. 또한, 성형 장치(40)는 제어 장치(500)를 구비한다(도 5 참조). 제어 장치(500)는, 성형 장치(40)에 포함되는 각 구성의 구동부를 제어한다. 냉각 롤러(51), 인하 롤러(81a 내지 81g)는, 유리판의 폭 방향의 양측의 영역을, 유리판의 반송 방향으로 설치되어, 유리판을 하측 방향으로 반송시키는 반송 롤러이다.
이하, 성형 장치(40)에 포함되는 각 구성에 대하여 상세히 설명한다.
(2-1) 성형체
성형체(41)는 오버플로우 챔버(20) 내에 설치된다. 성형체(41)는, 용융 유리 FG를 홈으로부터 오버플로우시킴으로써, 용융 유리 FG를 시트 형상의 유리판(시트 글래스 SG)으로 성형한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 성형체(41)는 단면 형상으로 대략 오각형의 형상(쐐기형에 유사한 형상)을 갖는다. 대략 오각형의 선단부는 성형체(41)의 하단부(41a)에 상당한다.
또한, 성형체(41)는 제1 단부에 유입구(42)를 갖는다(도 4 참조). 유입구(42)는 상술한 하류 파이프(24)와 접속되어 있으며, 청징 장치(12)로부터 흘러나온 용융 유리 FG는 유입구(42)로부터 성형체(41)에 유입된다. 성형체(41)에는 홈(43)이 형성되어 있다. 홈(43)은 성형체(41)의 긴 쪽 방향으로 연장된다. 구체적으로는, 홈(43)은 제1 단부로부터, 제1 단부의 반대측의 단부인 제2 단부로 연장된다. 보다 구체적으로, 홈(43)은 도 4의 좌우 방향으로 연장된다. 홈(43)은 유입구(42) 근방이 가장 깊고, 제2 단부에 근접함에 따라 서서히 얕아지도록 형성되어 있다. 성형체(41)에 유입된 용융 유리 FG는 성형체(41)의 1쌍의 정상부(41b, 41b)로부터 오버플로우되어, 성형체(41)의 1쌍의 측면(표면)(41c, 41c)을 따르면서 유하한다. 그 후, 용융 유리 FG는 성형체(41)의 하단부(41a)에서 합류하여 시트 글래스 SG로 된다.
이때, 성형체(41)의 하단부(41a)에서의 시트 글래스 SG의 액상 온도는 1100℃ 이상이고 액상 점도는 2.5×105poise 이상이며, 보다 바람직하게는, 액상 온도는 1160℃ 이상이고 액상 점도는 1.2×105poise 이상이다. 또한, 성형체(41)의 하단부(41a)에서의 시트 글래스 SG의 측부(귀부, 단부)의 점도는 105.7Poise 미만이다.
(2-2) 구획 부재
구획 부재(50)는, 오버플로우 챔버(20)로부터 포밍 챔버(30)로의 열의 이동을 차단하는 부재이다. 구획 부재(50)는 용융 유리 FG의 합류 포인트의 근방에 배치되어 있다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 구획 부재(50)는, 용융 유리 FG가 합류 포인트에서 합류하여 형성된 시트 글래스 SG의 두께 방향 양측에 배치된다. 구획 부재(50)는 단열재이다. 구획 부재(50)는, 용융 유리 FG의 합류 포인트의 상측 분위기 및 하측 분위기를 구획함으로써, 구획 부재(50)의 상측으로부터 하측으로의 열의 이동을 차단한다.
(2-3) 냉각 롤러(반송 롤러)
냉각 롤러(51)는 포밍 챔버(30) 내에 설치된다. 보다 구체적으로 냉각 롤러(51)는 구획 부재(50) 바로 아래에 배치되어 있다. 또한, 냉각 롤러(51)는, 시트 글래스 SG의 두께 방향 양측, 및 시트 글래스 SG의 폭 방향 양측에 배치된다. 시트 글래스 SG의 두께 방향 양측에 배치된 냉각 롤러(51)는 쌍으로 동작한다. 즉, 시트 글래스 SG의 양 측부(폭 방향 양 단부)는 2쌍의 냉각 롤러(51, 51, …)에 의하여 일정한 힘으로 협지된다.
냉각 롤러(51)는, 내부에 통과된(내부를 지나는)관을 흐르는 공기, 냉매에 의하여 냉각되어 있다. 냉각 롤러(51)는 시트 글래스 SG의 측부(귀부, 단부) R, L에 접촉하여, 열전도에 의하여 시트 글래스 SG의 측부(귀부, 단부) R, L을 급랭한다(급랭 공정). 냉각 롤러(51)에 접촉한 시트 글래스 SG의 측부 R, L의 점도는 소정값(구체적으로는 109.0poise) 이상이다.
냉각 롤러(51)는 냉각 롤러 구동 모터(390)(도 5를 참조)에 의하여 회전 구동된다. 냉각 롤러(51)는 시트 글래스 SG의 측부 R, L을 냉각함과 함께, 시트 글래스 SG를 하방으로 인하하는 반송 롤러로서 기능한다.
(2-4) 온도 조정 유닛
온도 조정 유닛(60)은, 포밍 챔버(30) 내에 설치되어 시트 글래스 SG를 서랭점 근방까지 냉각하는 유닛이다. 온도 조정 유닛(60)은 복수의 냉각 유닛(61 내지 65)을 갖는다. 복수의 냉각 유닛(61 내지 65)은 시트 글래스 SG의 폭 방향 및 시트 글래스 SG의 흐름 방향으로 배치된다. 구체적으로 복수의 냉각 유닛(61 내지 65)에는 중앙 영역 냉각 유닛(61 내지 63)과 측부 냉각 유닛(64, 65)이 포함된다. 중앙 영역 냉각 유닛(61 내지 63)은 시트 글래스 SG의 중앙 영역 CA를 공랭한다. 여기서 시트 글래스 SG의 중앙 영역이란, 시트 글래스 SG의 폭 방향 중앙 부분이며, 시트 글래스 SG의 유효 폭 및 그 근방을 포함하는 영역이다. 달리 말하면, 시트 글래스 SG의 중앙 영역은, 시트 글래스 SG의 양 측부(양 귀부, 양 단부) R, L 사이에 끼워진 부분이다. 중앙 영역 냉각 유닛(61 내지 63)은, 시트 글래스 SG의 중앙 영역 CA의 표면에 대향하는 위치에 흐름 방향을 따라 배치된다.
(2-5) 인하 롤러(반송 롤러)
인하 롤러(반송 롤러)(81a 내지 81g)는 냉각 챔버(80) 내에 설치되어, 포밍 챔버(30) 내를 통과한 시트 글래스 SG를, 시트 글래스 SG의 흐름 방향으로 인하한다. 인하 롤러(81a 내지 81g)는 냉각 챔버(80)의 내부에서 흐름 방향을 따라 소정의 간격을 두고 배치된다. 인하 롤러(81a 내지 81g)는 시트 글래스 SG의 두께 방향 양측(도 3 참조) 및 시트 글래스 SG의 폭 방향 양측(도 4 참조)에 복수 배치된다. 즉, 인하 롤러(81a 내지 81g)는, 시트 글래스 SG의 폭 방향의 양 측부(양 귀부, 양 단부) R, L, 및 시트 글래스 SG의 두께 방향의 양측을 일정한 힘으로 파지하면서 시트 글래스 SG를 하방으로 인하한다.
인하 롤러(81a 내지 81g)는 인하 롤러 구동 모터(391)(도 5 참조)에 의하여 구동된다. 또한, 인하 롤러(81a 내지 81g)는 시트 글래스 SG에 대하여 내측으로 회전한다.
(2-6) 히터
히터(82(82a 내지 82g))는, 냉각 챔버(80)의 내부에 설치되어 냉각 챔버(80)의 내부 공간의 온도를 조정한다. 구체적으로 히터(82a 내지 82g)는 시트 글래스 SG의 흐름 방향 및 시트 글래스 SG의 폭 방향으로 복수 배치된다. 보다 구체적으로는, 시트 글래스 SG의 흐름 방향으로는 7개의 히터가 배치되고, 시트 글래스의 폭 방향으로는 7개의 히터가 배치된다. 폭 방향으로 배치되는 7개의 히터는, 인하 롤러(81a 내지 81g)가 협지하는 협지 영역을 포함하는, 시트 글래스 SG의 중앙 영역 CA와, 시트 글래스 SG의 측부(귀부, 단부) R, L을 각각 열처리한다. 히터(82a 내지 82g)는 후술하는 제어 장치(500)에 의하여 출력이 제어된다. 이것에 의하여, 냉각 챔버(80) 내부를 통과하는 시트 글래스 SG의 근방의 분위기 온도가 제어된다. 히터(82a 내지 82g)에 의하여 냉각 챔버(80) 내의 분위기 온도가 제어됨으로써 시트 글래스 SG의 온도 제어가 행해진다. 또한, 온도 제어에 의하여 시트 글래스 SG는 점성 영역으로부터 점탄성 영역을 거쳐 탄성 영역으로 추이한다. 이와 같이 히터(82a 내지 82g)의 제어에 의하여, 냉각 챔버(80)에서는 시트 글래스 SG의 온도가 서랭점 근방의 온도로부터 실온 근방의 온도까지 냉각된다. 여기서, 서랭점은 점도가 1013Poise로 될 때의 온도이며, 여기서는, 예를 들어 715.0℃이다.
(2-7) 절단 장치
절단 장치(90)는, 냉각 챔버(80) 내에서 실온 근방의 온도까지 냉각된 시트 글래스 SG를 소정의 크기로 절단한다. 절단 장치(90)는, 소정의 시간 간격으로 시트 글래스 SG를 절단한다. 이것에 의하여 시트 글래스 SG는 복수의 유리판으로 된다. 절단 장치(90)는 절단 장치 구동 모터(392)(도 5를 참조)에 의하여 구동된다.
이와 같이, 유리판의 제조 장치(100)에서 유리판을 제조할 때, 용융 유리 FG로부터 오버플로우 다운드로우법을 이용하여 시트 글래스 SG를 성형하는 성형 공정과, 유리판의 폭 방향의 양측의 영역을, 시트 글래스 SG의 반송 방향으로 설치된 복수의 반송 롤러 쌍으로 협지하면서, 시트 글래스 SG를 하측 방향으로 반송시키는 반송 공정을 행한다. 본 실시 형태에서는, 반송 공정에 있어서 시트 글래스의 냉각이 행해진다.
(2-8) 제어 장치
제어 장치(500)는 CPU, RAM, ROM 및 하드 디스크 등으로 구성되어 있으며, 유리판의 제조 장치(100)에 포함되는 다양한 기기의 제어를 행한다. 도 5는, 일 실시 형태에 있어서의 제어 장치(500)의 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
구체적으로는, 도 5에 도시한 바와 같이, 제어 장치(500)는, 유리판의 제조 장치(100)에 포함되는 각종 센서(예를 들어 열전대(380), 롤러 압력 센서(382))나 스위치(예를 들어 주전원 스위치(381)) 등에 의한 신호를 받아 온도 조정 유닛(60), 히터(82a 내지 82g), 냉각 롤러 구동 모터(390), 인하 롤러 구동 모터(391), 절단 장치 구동 모터(392), 냉각 롤러 위치 제어용 모터(393), 인하 롤러 위치 제어용 모터(394a 내지 394g) 등의 제어를 행한다. 냉각 롤러 위치 제어용 모터(393)는, 냉각 롤러(51)의 위치 제어를 행하기 위하여 냉각 롤러(51)의 위치를 이동시키는 모터이고, 인하 롤러 위치 제어용 모터(394a 내지 394g)는, 후술하는 인하 롤러(81a 내지 81g)의 위치 제어를 행하기 위하여 인하 롤러(81a 내지 81g)의 위치를 이동시키는 모터이다. 또한, 롤러 압력 센서(382)는, 냉각 롤러(51), 인하 롤러(81a 내지 81g)가 시트 글래스 SG를 압박하는 힘을 계측하는 센서이다.
제어 장치(500)는, 냉각 챔버(80)로 반송된 시트 글래스 SG를 냉각할 때, 시트 글래스 SG의 반송 경로의 각 위치에 있어서의 폭 방향의 온도 분포가, 목표로 되는 온도 프로파일을 실현하도록, 열전대(380)의 계측 결과에 기초하여 온도 조정 유닛(60) 및 히터(82a 내지 82g)의 온도를 조정한다. 이것에 의하여 시트 글래스 SG의 물결 형상의 변형, 시트 글래스 SG의 변형 및 휨을 억제할 수 있다.
제어 장치(500)는, 또한 냉각 롤러 위치 제어용 모터(393) 및 인하 롤러 위치 제어용 모터(394a 내지 394g)를 사용하여 냉각 롤러(51) 및 인하 롤러(81a 내지 81g)의 위치 제어를 행한다.
이와 같은 유리판의 제조 장치(100)를 사용하여 안정된 유리판의 제조 방법을 행하는 경우, 안정된 유리판의 제조를 행하기 전인 조업 개시 시, 성형체(41)의 홈(43)으로부터 맨 처음에 넘쳐 나는 용융 유리 FG는 균일하게 넘쳐 나지 않으며, 성형체(41)로부터 성형 장치(40) 내의 포밍 챔버(30) 및 냉각 챔버(80)로 자중 낙하에 의하여 도입되는 맨 처음의 시트 글래스 SG의 선단 부분에 있어서, 목표로 하는 일정한 폭에 대하여 극히 폭이 좁다. 즉, 선단 부분의 폭은, 반송 경로의 양측에 위치하는 냉각 롤러(51) 및 인하 롤러(81a 내지 81g)(이후, 냉각 롤러(51) 및 인하 롤러(81a 내지 81g)를 총칭하여 반송 롤러라 함)의 쌍의 협지 가능한 폭에 이르지 못한다. 이 때문에, 냉각 롤러(51)나 인하 롤러(81a 내지 81g) 등의 반송 롤러에 협지되지 않아, 성형체(41)에서 성형되는 시트 글래스 SG가, 냉각 롤러(51)나 인하 롤러(81a 내지 81g) 등의 반송 롤러 쌍의 협지 가능한 폭으로 될 때까지 대기할 필요가 있다. 그러나, 이와 같은 폭을 갖는 시트 글래스 SG로 될 때까지 시간이 걸려, 쓸모없게 되는 용융 유리 FG의 양은 많다. 또한, 성형체(41)로부터 흘러내려 자중으로 낙하하는 시트 글래스 SG의 선단 부분은, 포밍 챔버(30) 및 냉각 챔버(80) 내를 하방으로부터 상방을 향하는 상승 기류에 의하여 진자와 같이 전후 좌우로 흔들려 포밍 챔버(30) 및 냉각 챔버(80) 내의 온도 조정 유닛(60), 히터(82a 내지 82g)의 구성 부재에 접촉하거나, 최악의 경우, 구성 부재에 부착되어 구성 부재를 파손시키는 경우가 있다.
이 때문에 본 실시 형태에서는, 포밍 챔버(30) 및 냉각 챔버(80) 내에 보조 롤러가 설치된다. 도 6은 보조 롤러(52a, 52b)의 일례를 설명하는 도면이고, 도 7은, 본 실시 형태에서 사용하는 보조 롤러(52a, 52b)의 기능의 예를 설명하는 도면이다. 도 6은 반송 롤러의 일례로서 냉각 롤러(51)를 도시하고 있다.
보조 롤러(52a, 52b)는 냉각 롤러(51)에 대하여 성형체(41)의 측에 설치되어 있다. 즉, 보조 롤러(52a, 52b)는 성형체(41)의 하단부(41a)와 냉각 롤러(51) 사이에 설치되어 있다. 시트 글래스 SG의 성형 공정의 개시 전에, 성형체(41)로부터 맨 처음에 유하하여 시트 글래스 SG의 형상으로 되기 전의, 반송 경로의 양측에 위치하는, 냉각 롤러(51)(반송 롤러)의 쌍의 협지 가능한 폭에 이르지 못한 유리체의 폭을, 유리체의 전체 폭에 걸쳐 유리체를 사이에 둠으로써, 냉각 롤러(51)(반송 롤러)의 협지 가능한 폭으로 확장한다. 구체적으로는, 보조 롤러(52a, 52b)는, 상방으로부터 자중 낙하하는 유리체(85)(도 6 참조)를 사이에 두고 양측으로부터 압박하여 냉각 롤러(51)(반송 롤러)의 협지 가능한 폭으로 확장한다. 이것에 의하여 냉각 롤러(51)의 쌍(반송 롤러 쌍)에 협지시킨다. 보조 롤러(52a, 52b)는, 유리체(85)의 온도가, 유리 전이점+50℃의 온도와 변형점 사이에 있는 온도 영역에 설정되어 있다. 이와 같은 장소에 보조 롤러(52a, 52b)가 설치되므로, 폭이 확장된 시트 글래스 SG가 깨지는 일은 없다. 변형점은, 점도가 1014.5Poise로 될 때의 온도이다.
보조 롤러(52a, 52b)는 도시되지 않지만, 제어 장치(500)로부터 송신되는 제어 신호에 따라 구동하는, 도시되지 않은 보조 롤러 구동 모터에 의하여 회전한다.
포밍 챔버(30) 및 냉각 챔버(80) 내에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 시트 글래스 SG의 반송 경로는 성형체(41)의 하단부(41a)로부터 하방으로 연장된다. 이 경우, 도 7에 도시한 바와 같이, 보조 롤러(52a, 52b)는, 반송 경로상의, 성형체(41)의 하단부(41a)와, 반송 롤러 쌍 중 성형체(41)에 가장 가까운 냉각 롤러(51)(최상류 반송 롤러)의 쌍 사이의 장소에 설치되는 것이 바람직하다. 냉각 롤러(51)는, 맨 처음에 시트 글래스 SG의 양 단부를 냉각하여, 시트 글래스 SG가 만곡되거나 또는 휘는 것을 방지하는 데 있어서 중요하다. 이 때문에, 유리체(85)를 적정한 형상의 시트 글래스 SG로 서둘러 할 수 있는 점에서, 상기 장소에 보조 롤러(52a, 52b)를 설치하는 것이 바람직하다.
도 8은, 본 실시 형태에서 사용하는, 도 7에 도시하는 보조 롤러(52a, 52b)와 상이한 장소에 설치한 보조 롤러(52a, 52b)의 예를 설명하는 도면이다. 도 8에 도시하는 장소에 보조 롤러(52a, 52b)가 설치되어도 된다. 도 8에 도시하는 보조 롤러(52a, 52b)는 냉각 롤러(51)와 인하 롤러(81a) 사이에 설치되어 있다.
즉, 성형 장치(40)는, 시트 글래스 SG의 측부 R, L을 협지하여 시트 글래스 SG를 반송하는 반송 롤러 쌍으로서, 성형체(41)에 가장 가까운 곳에 위치하고, 시트 글래스 SG의 측부 R, L을 냉각함으로써, 시트 글래스 SG의 측부 R, L의 영역의 점도를 109.0poise 이상으로 하는 냉각 롤러(51)의 쌍과, 냉각 롤러(51)의 쌍에 대하여 시트 글래스 SG의 반송 방향의 하류측의 공간인 냉각 챔버(80)(시트 글래스 SG를 서냉점 근방의 온도로부터 실온 근방의 온도까지 냉각하는 공간) 내에 설치된 인하 롤러 쌍(81a 내지 81g)을 구비한다. 이때, 보조 롤러(52a, 52b)는, 냉각 롤러(51)의 쌍과, 인하 롤러(81a 내지 81g)의 쌍 중 반송 방향의 최상류에 위치하는 인하 롤러(81a)의 쌍 사이의 반송 경로 상에 설치되어 있다. 이 경우에 있어서도, 냉각 챔버(80)의 최상류의 장소에서, 또는 냉각 챔버(80)에 진입하기 직전의 장소에서, 보조 롤러(52a, 52b)에 의하여 유리체(85)를 적정한 형상의 시트 글래스 SG로 할 수 있다. 이 때문에, 단시간 내에 안정된 시트 글래스 SG의 흐름을 창출할 수 있다.
1쌍의 보조 롤러(52a, 52b)는, 1쌍의 보조 롤러(52a, 52b) 사이를 유리체(85)의 선단부가 통과한 후, 서서히 1쌍의 보조 롤러(52a, 52b) 사이의 거리를 좁게 하도록 이동하는 것이 바람직하다. 이것에 의하여, 보조 롤러(52a, 52b) 사이에 유리체(85)를 확실히 끼우고 통과시킬 수 있다. 이와 같은 보조 롤러(52a, 52b)의 이동은, 제어 장치(500)로부터 송신되는 제어 신호에 따른, 도시되지 않은 보조 롤러 구동 모터의 구동에 의하여 행해지는 것이 바람직하다.
유리체(85)가 냉각 롤러(51)의 쌍(반송 롤러 쌍)에 의하여 협지된 후, 1쌍의 보조 롤러(52a, 62b) 사이의 거리를 확장하여, 1쌍의 보조 롤러(52a, 52b)를, 유리체(85) 및 시트 글래스 SG와 비접촉된 위치로 퇴피시키고, 성형 공정 S3 및 냉각 공정 S4를 행하는 것이 바람직하다. 보조 롤러(52a, 52b)의 유리체(85)의 폭을 확장하는 것은, 일단, 냉각 롤러(51) 및 인하 롤러(81a 내지 81g)에 의하여 시트 글래스 SG가 협지되면 불필요해진다. 게다가 시트 글래스 SG가 보조 롤러(52a, 52b)와 접촉하는 것은, 시트 글래스 SG의 온도 분포를 제어하는 데 장해로 된다. 이 때문에, 안정적으로 시트 글래스 SG를 반송시켜 냉각할 수 있는 점에서, 보조 롤러(52a, 52b)를, 유리체(85) 및 시트 글래스 SG와 비접촉된 위치로 퇴피시키고, 성형 공정 S3 및 냉각 공정 S4를 행하는 것이 바람직하다. 보조 롤러(52a, 52b)의 이동은, 제어 장치(500)로부터 송신되는 제어 신호에 따른, 도시되지 않은 보조 롤러 구동 모터의 구동에 의하여 행해지는 것이 바람직하다.
또한, 보조 롤러(52a, 52b)의 롤러 폭은, 최종 제품으로 되는 유리판의 제품 폭보다 넓고, 냉각 롤러(51) 및 인하 롤러(81a 내지 81g) 등의 반송 롤러의 쌍의 이격 거리보다 좁은 것이 바람직하다. 보조 롤러(52a, 52b)의 폭을 상기 범위로 함으로써, 필요 이상으로 유리체의 폭을 확장하지 않고 반송 롤러에 용이하게 협지시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 유리판 제조 방법에 대하여 상세히 설명했지만 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 개량이나 변경을 해도 됨은 물론이다.
11: 용융 장치
12: 청징 장치
40: 성형 장치
41: 성형체
51: 냉각 롤러
52a, 52b: 보조 롤러
60: 온도 조정 유닛
81a 내지 81g: 인하 롤러
82a 내지 82g: 히터
85: 유리체
90: 절단 장치
91: 제어 장치
100: 유리판의 제조 장치

Claims (6)

  1. 오버플로우 다운드로우법을 이용하여 성형체로부터 유하하는 용융 유리를, 연속되는 유리판으로 성형하는 성형 공정과,
    상기 유리판의 폭 방향의 양측의 영역을, 상기 유리판의 반송 경로에 설치된 복수의 반송 롤러 쌍으로 협지하면서, 상기 유리판을 하측 방향으로 반송시키는 반송 공정을 갖고,
    상기 유리판의 상기 성형 공정의 개시 전에, 상기 성형체로부터 맨 처음에 유하하여 상기 유리판의 형상으로 되기 전의, 상기 반송 경로의 양측에 위치하는 반송 롤러 쌍의 협지 가능한 폭에 이르지 못한 유리체의 폭을, 상기 유리체의 온도가, 유리 전이점+50℃의 온도와 변형점 사이에 있는 온도 영역에 설정되어 있는 1쌍의 보조 롤러에 의하여, 상기 유리체를 상기 유리체의 전체 폭에 걸쳐 사이에 두고 양측으로부터 압박하여 상기 반송 롤러의 협지 가능한 폭으로 확장함으로써, 상기 반송 롤러 쌍에 협지시키는 것을 특징으로 하는, 유리판의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반송 경로는 상기 성형체의 하단부로부터 하방으로 연장되고,
    상기 보조 롤러는, 상기 반송 경로상의, 상기 성형체의 하단부와, 상기 반송 롤러 쌍 중 상기 성형체에 가장 가까운 제1 반송 롤러 쌍 사이의 장소에 설치되는, 유리판의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반송 롤러 쌍은, 상기 반송 롤러 쌍 중, 상기 성형체에 가장 가까이에 위치하고, 상기 유리판의 상기 폭 방향의 양측을 협지하여 냉각함으로써, 상기 유리판의 상기 폭 방향의 양측의 영역의 점도를 109. 0poise 이상으로 하는 냉각 롤러 쌍과, 상기 냉각 롤러 쌍에 대하여 상기 유리판의 반송 방향의 하류측의 공간 내에 설치된 복수의 인하 롤러 쌍을 포함하고,
    상기 보조 롤러는, 상기 냉각 롤러 쌍과, 상기 인하 롤러 쌍 중 상기 반송 방향의 최상류에 위치하는 인하 롤러의 쌍과의 사이의 반송 경로 상에 설치되어 있는, 유리판의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1쌍의 보조 롤러는, 상기 1쌍의 보조 롤러 사이를 상기 유리체의 선단부가 통과한 후, 서서히 상기 1쌍의 보조 롤러 사이의 거리를 좁게 하는, 유리판의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리체가 상기 반송 롤러 쌍에 의하여 협지된 후, 상기 1쌍의 보조 롤러 사이의 거리를 확장하여, 상기 1쌍의 보조 롤러를, 상기 유리체 및 상기 유리 기판과 비접촉된 위치로 퇴피시키고, 상기 성형 공정 및 상기 냉각 공정을 행하는, 유리판의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 롤러의 롤러 폭은 상기 유리판의 제품 폭보다 넓고 상기 반송 롤러 쌍의 이격 거리보다 좁은, 유리판의 제조 방법.
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