專利名稱：浮法玻璃的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種浮法玻璃的制造方法。
背景技術：
在制造浮法玻璃時，當使熔化了的玻璃原料浮在熔融金屬上時，利用熔融玻璃的 表面張力與重力的平衡能使熔融玻璃自然擴展而達到穩定厚度。將此時的厚度稱作平衡厚 度，該平衡厚度根據由玻璃組成和熔化溫度決定的粘度的不同而不同，但通常為7mm左右。 在帶(ribbon)上沿著一個方向牽引熔融玻璃而形成為玻璃帶(glass ribbon)，但在期望 厚度與平衡厚度不同的情況下，通常采用如下方法，即、利用被稱作拉邊輥(toproll)的具 有槽、齒的旋轉的輥按壓玻璃帶的寬度方向兩端部，沿寬度方向擠壓玻璃帶而使玻璃帶變 厚、或者沿寬度方向拉伸玻璃帶而使玻璃帶變薄(例如參照專利文獻1)。由于玻璃帶浮游在熔融金屬浴上，因此在控制拉邊輥的按壓力以及按壓方向、玻 璃帶的量以及粘度時，從原理上應該能夠獲得與平衡厚度不同的任意厚度的平板玻璃。但是，尤其在想要獲得較薄的平板的情況下，即使能夠控制玻璃帶的整體厚度，但 從局部來看在產品平板玻璃仍存在微小的凹凸。一般認為導致出現該現象的原因是情況 ①板厚不均直接演變成凹凸(所謂的厚度不均)、以及情況②雖然平板的厚度恒定但平板 整體產生波紋；當在產品平板玻璃的表面上存在微小的凹凸的情況下，原因通常為前者。一 般認為是在利用拉邊輥沿寬度方向拉薄玻璃帶的過程中產生該微小凹凸的。即、玻璃帶的被拉邊輥拉拽的直線上的部分雖然有變薄的趨勢，但在該期間內有 返回到平衡厚度的變厚趨勢。此外，玻璃帶本身沿與寬度方向正交的方向移動，而拉邊輥是 不動的，所以自玻璃帶側觀察，被拉邊輥拉拽的位置總在改變。也就是說，玻璃帶承受隨時 間變化的上述復雜的應力，由此不難理解特別是在制造較薄的平板的情況下會產生微細的 變形、出現由該變形引發的板厚不均。從以前就一直嘗試想要消除上述板厚不均，也提出了例如在了解了正是因為拉邊 輥只在分散的點上施加張力的這一情況導致產生上述厚度不均的基礎上，代替使用拉邊輥 而采用沿玻璃帶的端部連續施加張力的方法(例如參照專利文獻2)。另外，還提出了如下方法，S卩、被拉邊輥施加張力的玻璃帶的端部分不會成為帶有 輥痕的產品，通過使該端部分的厚度相對于中央部的0. 1 1. 5mm增加到3mm以下左右、且 也增加該端部分的寬度，能夠緩和應力應變，減少玻璃表面的凹凸(例如參照專利文獻3)。上述方法謀求解決因拉邊輥強制拉伸較厚的玻璃帶而產生的問題，作為其他方法，還提出了在成形爐內位于拉邊輥上游的位置上自上方設置攔截部、從而通過攔截一部 分玻璃帶而獲得均勻且薄的玻璃帶的方法(例如參照專利文獻4、5)。該板厚不均只要減少到某種程度，在某些用途中并不會構成太大的問題。例如在 建筑用、車輛用的窗戶玻璃等中，只要是用肉眼看不出透過玻璃的圖像的變形的程度，就完 全沒有問題。但是近年來，PDP基板、液晶基板、太陽能電池基板等電子光學用途對玻璃的 品質要求越發嚴格，越來越難使用公知技術獲得符合該基準的產品。作為在玻璃表面上存在凹凸的缺陷的解決對策，雖然也公知對該玻璃帶進行微研磨的技術，但是產品的制造成 本自然也會增加。考慮到上述這些情況，希望開發出一種能夠獲得沒有微小的板厚不均的 平板玻璃的簡易方法。 另外，在電子工學用途中，除了不能存在板厚不均之外還嚴格要求玻璃帶沿厚度 方向具有均質性。這不僅要求在表面不能混入很多的夾雜物，而且重要的是表面與內部的 玻璃成分必須一致。 專利文獻1 日本特公昭44-23828號公報專利文獻2 日本特公昭49-52 06號公報專利文獻3 日本特開平7-10569號公報專利文獻4 日本特公昭54-31012號公報專利文獻5 日本特公昭59-39377號公報上述的例如日本特公昭49-5206號公報所述的信息雖然能夠減少構成問題的板 厚不均，但很難說其能將板厚不均減少到能夠滿足電子工學用途等的品質要求的程度。這 是因為，由于玻璃帶向下游移動，所以只能沿朝向前進方向稍微傾斜的方向施加張力而非 沿與寬度方向平行的方向施加張力，因此所施加的張力不能均勻拉伸玻璃帶(通常的拉邊 輥會根據該情況而稍微傾斜設置)。另外，必須在施加張力的連續的線上的各點施加不同的 力，所以實際上很難控制。此外，在導入了上述連續施加力的裝置的情況下，用于監視玻璃 帶的浮游狀態的窗被裝置擋上，從而很難進行監視，而且還有可能因為玻璃帶的兩端部附 近的溫度下降而使玻璃帶容易在退火爐的內部損壞。另外，日本特開平7-10569號公報所述的方法想要通過增加玻璃帶的端部分的厚 度使其為大于等于中央部的厚度 3mm以下左右，且增加該端部分的寬度而謀求緩和應力 應變、減少玻璃表面的微小凹凸，但由于該端部分不會成為產品，所以越增加寬度則獲得的 產品部分越少。即、存在越想要獲得合格品、獲得的產品量越少的這一問題。此外，在該端部 分的厚度與中央部分的厚度存在很大不同時，當然會在熱容量方面存在差距，所以不僅容 易使玻璃帶在退火爐的內部損壞，而且該部分附近的熱應變還有可能導致產生新的凹凸。 此外，該方法是用于緩和應變的方法，因此雖然能夠有效減少上述表面的微小凹凸中的由 應變導致產生的平板玻璃整體上的波紋，但未必能夠有效解決本次問題即由原料的不均導 致產生的板厚不均(厚度不均)。此外，在日本特公昭54-31012號公報中，存在由于強制攔截玻璃帶而導致在薄板 上產生比較不容易看到的較大程度的起伏的這一問題。圖4A是該公報所述的攔截部分的 放大圖，表示的是想要利用攔截部41攔截玻璃帶1而在熔融金屬3上形成較薄的帶。根據 來自下游的拉邊輥的拉拽應力、來自上游的原料投入量的微妙變化等而使玻璃帶的液流復 雜變化，從而導致在攔截部下游側的玻璃帶上出現起伏。日本特公昭59-39377號公報所述的方法如圖4B所示，為了凈化該下游的玻璃液 流而在下游的下側加設1個攔截部42。但是，采用該方法雖然能夠大幅抑制起伏，但并不能 達到令人滿意的程度。此外，即使采用上述方法能夠制得薄板，但仍然不能解決最近嚴格要求的沿厚度 方向具有均質性的這一問題。針對表面混入很多夾雜物、表面與內部的玻璃成分不同，可以 通過進行表面研磨來解決，但這會增加制造成本，而且很難對較薄的玻璃板進行研磨。
這樣，可以說還沒有開發出一種能夠簡易地獲得滿足最近的品質要求那樣的、沒 有板厚不均且具有較高的均質性的薄板玻璃的方法。
發明內容
本發明的技術方案之一是如下的制造方法在板厚為0. 1 2mm的浮法玻璃的制 造方法中 ，在成形爐或玻璃原料熔化爐中，在比利用拉邊輥調整玻璃帶寬度的區域靠上游 的區域，使熔化了的玻璃坯料的表層部分自爐內流出。
圖1是用于實施本發明的裝置的水平剖視圖。圖2是拉邊輥的放大剖視圖。圖3是表示在本發明中正在使玻璃坯料流出的狀態的圖。圖4A是說明現有的玻璃帶的厚度調整部件的圖。圖4B是說明現有的玻璃帶的厚度調整部件的圖。
具體實施例方式本發明提供一種浮法玻璃的制造方法，該方法在成形爐或玻璃原料熔化爐中，在 比利用拉邊輥調整玻璃帶寬度的區域靠上游區域使熔化的玻璃坯料的表層部分自爐內流 出，從而獲得板厚不均較少、翹曲較少、沒有夾雜物且均質性較高的浮法玻璃。下面根據
本發明。圖1是用于實施本發明的浮法玻璃制造裝置的水平剖 視圖。如圖1所示，玻璃原料在原料熔化爐4中被熔化，然后自熔融原料投入口 5被供給 到熔化成形爐10內的熔融金屬浴3的上方而熔化成形。被熔化了的玻璃在高溫區域A中 達到接近平衡厚度的玻璃的堆積體從而形成為玻璃帶1。利用提升輥21、退火爐30內的退 火爐輥31使該玻璃帶1向右側的退火爐方向前進，移動到溫度比A稍低的區域B中。該區 域B是設有拉邊輥2的區間。拉邊輥的數量以及朝向、按壓玻璃帶的壓力、速度均可改變， 在想要獲得比平衡厚度薄的玻璃帶的情況下，為了拉伸玻璃帶，沿玻璃帶1的前進方向稍 微傾斜地配置成對拉邊輥的旋轉軸。如圖2所示，各拉邊輥2的齒部2B按壓玻璃帶1的端部從而對玻璃帶1施加寬度 方向的張力，從而抑制玻璃帶1的寬度變窄，由此調整玻璃帶1的厚度。在該玻璃帶1通過該區域B的期間內，首先利用上游側的拉邊輥沿寬度方向拉伸 該玻璃帶1，之后利用下游側的拉邊輥將玻璃帶1形成為使中央部達到目標厚度的形狀，并 且慢慢地對該玻璃帶1擠壓成形。如上所述，該拉邊輥的強制拉伸會使玻璃產生微小的凹凸。作為解決上述問題的對策，能夠馬上想到也許可以將原料減少到根本不用進行強 制拉伸的程度。但是，作為裝置方面的問題，存在若不投入一定程度以上的原料量是不能均 勻熔化的這一困難。雖然也可以更換熔化爐，但現實并不允許根據玻璃厚度的不同而每次
更換裝置。另外，也可以考慮保持原料的原始量不變而提高該玻璃帶1的前進速度，但由于玻璃帶的前進速度由提升輥21、退火爐30內的退火爐輥31決定，因此將前進速度提高到極 限以上的這一操作會導致產生與強制拉伸同樣的后果。另外，在前進速度過高時，被輸送到 退火爐中的是仍處于高溫狀態的玻璃帶，從而導致發生熱應變。此外，還應該注意到采用上述方法并不能解決玻璃表面的夾雜物、玻璃成分的非 均質性。玻璃表面的夾雜物主要來自原料熔化爐中的爐頂部的落下物，是自原料中蒸發而 在頂部固化形成的物質。該物質在熔化爐的上游能被再次熔化，但在下游不 能被熔化，由此 殘留在玻璃帶中。非均質性主要由原料的蒸汽壓差導致產生，在通常的硼硅酸鹽玻璃中，可 能在玻璃表面含有很多容易蒸發的硼。因此，為了防止薄板玻璃存在微小凹凸、并同時解決表面上的夾雜物、非均質性的 問題，本發明采用了在比玻璃成形部靠上游的區域去除熔融玻璃坯料的表面部分的方法。 艮口、只讓熔化的玻璃的上層部分自爐內流到旁邊。圖3是表示正使一部分玻璃坯料自原料熔化爐的最下游區域的側部流出的圖。通 過調整流出口 7的高度以及玻璃坯料的原料量，能夠使玻璃坯料以恒定量流出。另外，供玻璃坯料流出的位置只要是比玻璃帶1的成形部靠上游的區域，則可以 是任意位置，但是在熔化成形爐的內部，坯料的粘度過高不易流出、并且有可能形成不利于 玻璃帶1成形的坯料流，另外如果將流出口設在原料熔化爐的上游，則可能會在坯料流出 之后混入夾雜物、變得不均勻，因此優選將流出口設在原料熔化爐的最下游的位置。另外，由于流出的玻璃坯料能夠作為原料再次使用，所以不會造成原料的浪費。夾 雜物、不均勻部在原料熔化爐的上游的高溫部被完全熔解，因此不會構成問題。原料成分被 熔化了一次反而彼此融合，因此具有易于熔解的優點。實施例1下面，使用實施例說明本發明。使用像圖1的裝置那樣的能夠使冷卻后的帶的全寬達到大約4m地構筑的浮法玻 璃制造裝置來制造薄板玻璃。玻璃組成是建筑用窗用以及一部分液晶基板所采用的通用 的鈉鈣(sodalime)組成，以重量％表示為:71 %的Si02、2%的Al203、9%的Ca0、4%的MgO、 13%的 Na20、l%&K20。首先，采用現有方法中制造厚度為2. 0 2. 5mm的玻璃板的條件，將玻璃原料投入 量設為250000kg/日、將原料熔化溫度設為1120°C、將熔化成形爐的投入溫度設為1000°C、 將熔化成形爐的出口溫度設為600°C、將提升輥的速度設為11.9m/min，獲得了通常的玻璃板。然后，自原料熔化爐的最下游的玻璃坯料出口使流量為100000kg/日的玻璃坯料 從玻璃坯料的表面流出。因成形爐內的溫度隨著玻璃坯料的減少而下降由此需要調整爐內溫度、因玻璃 帶的厚度發生變化而需要調整拉邊輥，雖然必須進行上述操作，但不用特別改變拉邊輥對 玻璃帶施加的壓力就能使玻璃帶自然擴展，且能夠使厚度為0. 7mm的薄板具有與厚度為 2. 0 2. 5mm的玻璃板相同大小的面積量。所獲得的薄板玻璃沒有微小的凹凸、起伏，能夠沒有問題地應用在電子基板等用 途中。發明的效果
采用本發明，能夠獲得在近年來的PDP基板、液晶基板、太陽能電池基板等電子工 學用途中所要求的那樣的板厚不均極少、沒有夾雜物、均質性極高的浮法玻璃。另外，不用 大幅改變浮法中的在實際的窯中的操作條件以及制板條件、也不用開發新的設備就能提高 品質、合格率，從而能夠以穩定的操作制造浮法玻璃。工業實用件 自不必說本發明能夠用在建筑用窗玻璃、汽車用窗玻璃等以往一直能應用的平板玻璃領域中，而且尤其能夠用在PDP基板、液晶基板、太陽能電池基板等重視表面平滑性以 及均質性的電子材料領域中。
權利要求
一種浮法玻璃的制造方法，其用于制造板厚為0.1～2mm的浮法玻璃，其中，在玻璃原料熔化爐或熔化成形爐中，在比利用拉邊輥調整玻璃帶寬度的區域靠上游的區域，使熔化的玻璃坯料的表層部分自爐內流到爐外。
2.根據權利要求1所述的浮法玻璃的制造方法，其中，通過去除玻璃坯料的表層部分獲得表面夾雜物少、玻璃成分的均質性高的平板玻璃。
全文摘要
本發明提供一種浮法玻璃的制造方法。在板厚為0.1～2mm的浮法玻璃的制造方法中，在成形爐或玻璃原料熔化爐中在比利用拉邊輥調整玻璃帶寬度的區域靠上游的區域，使熔化了的玻璃坯料的表層部分自爐內流出。
文檔編號C03B18/16GK101842324SQ20088011419
公開日2010年9月22日 申請日期2008年10月27日 優先權日2007年11月1日
發明者仲彰, 古川正治, 岸本岸二郎, 藤井健治 申請人:中央硝子株式會社