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WO2010070963A1 - ガラス板製造装置 - Google Patents

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WO2010070963A1
WO2010070963A1 PCT/JP2009/066882 JP2009066882W WO2010070963A1 WO 2010070963 A1 WO2010070963 A1 WO 2010070963A1 JP 2009066882 W JP2009066882 W JP 2009066882W WO 2010070963 A1 WO2010070963 A1 WO 2010070963A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
glass ribbon
width direction
glass
cooling roller
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2009/066882
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
徳作 西浦
浩司 堂守
康夫 山崎
孝喜 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to KR1020167002321A priority Critical patent/KR101710500B1/ko
Priority to US13/131,629 priority patent/US20110239708A1/en
Priority to CN200980149526.3A priority patent/CN102245521B/zh
Publication of WO2010070963A1 publication Critical patent/WO2010070963A1/ja
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Priority to US14/728,338 priority patent/US20150266765A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets
    • C03B17/067—Forming glass sheets combined with thermal conditioning of the sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets
    • C03B17/064—Forming glass sheets by the overflow downdraw fusion process; Isopipes therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B13/00—Rolling molten glass, i.e. where the molten glass is shaped by rolling
    • C03B13/16—Construction of the glass rollers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets
    • C03B17/068—Means for providing the drawing force, e.g. traction or draw rollers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Definitions

  • the present invention relates to a glass plate manufacturing apparatus, and more specifically, a glass plate manufacturing system including cooling rollers for holding both ends in the width direction of a glass ribbon generated by flowing molten glass from a molded body from both front and back sides. Relates to the device.
  • FPD flat panel displays
  • liquid crystal displays plasma displays
  • field emission displays including surface emission displays
  • electroluminescence displays sensor substrates
  • solid-state imaging devices Various types of glass plates such as semiconductor package covers such as laser diodes and thin film compound solar cell substrates are used.
  • This type of glass plate manufacturing method is referred to as an overflow down draw method or a slot down draw method in which molten glass is flowed down to produce a plate-like glass ribbon and solidified while being further flowed down.
  • a technique and a technique called a float method in which molten glass is solidified while flowing out on a molten metal or a gas such as steam are widely used.
  • the overflow down-draw method supplies molten glass to the upper part of a molded body made of a heat-resistant member having a cylindrical shape or triangular prism shape (wedge shape), and the molten glass overflowing from the upper end of the molded body is disposed on both sides of the molded body. It has an initial stage of generating a plate-shaped glass ribbon by flowing along the surface and joining at the lower end of the molded body. In this case, the glass ribbon produced just below the formed body is still low in viscosity, and the glass ribbon shrinks in the width direction due to the surface tension.
  • Patent Document 4 it is disclosed that the cooling effect on the glass ribbon is enhanced by arranging cooling rollers in a plurality of stages and increasing the number of cooling rollers.
  • Patent Document 5 discloses a configuration in which the roller shaft of the cooling roller is inclined so that friction generated between the cooling roller and the glass ribbon during the rotation of the cooling roller can apply a tensile force to the glass ribbon. ing.
  • a pair of rolls having protrusions is disposed in the vicinity of both ends in the width direction of a molten glass ribbon supplied on a support (on a horizontal plane), and the width of the glass ribbon is increased. Discloses that a tensile stress in the width direction is applied to the glass ribbon by rotating the rolls about the axis.
  • both end portions in the width direction of the product region (region that will be a glass plate that will be a product in the future) Gb of the glass ribbon G (both in the width direction) (A region where the product is not a glass plate but discarded) Ga has a characteristic that the thickness ta is thicker.
  • Such a situation is particularly noticeable in the current situation where the size of the glass plate for FPD is increased to meet the demand for improving the production efficiency of FPD, and the thickness is reduced to meet the demand for weight reduction of FPD. It has become.
  • the thickness ta of the both ends Ga in the width direction of the glass ribbon G is the product. It increases compared to the plate thickness tb of the region Gb.
  • the cooling roller prevents the shrinkage of the glass ribbon G in the width direction, and the plate thickness ta of the width direction both ends Ga and It is conceivable to reduce the difference from the plate thickness tb of the product region Gb.
  • the method of simply increasing the number of cooling rollers as disclosed in Patent Document 4 not only cannot properly prevent the shrinkage of the glass ribbon G in the width direction, but also complicates the apparatus unnecessarily. At the same time, a fatal problem arises that the frequency of maintenance and trouble increases unreasonably.
  • a pair of roll disclosed by said patent document 6 is arranged in the upper part of the width direction both ends of the glass ribbon which flows on a horizontal surface, and the major axis direction of the pair of roll is the flow direction of a glass ribbon. Therefore, when trying to apply to the overflow down draw method, arranging the pair of rolls at both ends in the width direction of the glass ribbon so that the roll axis extends in the vertical direction, It is practically impossible. Moreover, even if the pair of rolls are arranged so that the roll shaft extends in the vertical direction, it is impossible to serve as a cooling roller in the overflow downdraw method.
  • the intrinsic cooling action of the cooling roller cannot be performed at an appropriate vertical position of the glass ribbon, and the width of the roll depends on the relation between the shrinkage in the width direction of the glass ribbon and the cooling action. It is neglected that the thickness difference between the direction end portions and the product region is determined. Considering the above matters, even if this pair of rolls is applied to the overflow downdraw method in which the cooling roller is an essential component, it is inevitable that a great adverse effect will occur.
  • the above problems are not only the case of adopting the overflow down draw method, but also adopt the common slot down draw method in that a plate-like glass ribbon is generated while flowing molten glass from the molded body. In some cases, it can occur in the same manner.
  • the present invention provides an appropriate action to both ends in the width direction of the glass ribbon produced by flowing the molten glass from the molded body by improving the configuration of the cooling roller.
  • the technical challenge is to ensure a sufficiently wide product area.
  • the present invention created in order to solve the above technical problem is to sandwich both ends in the width direction of the glass ribbon generated by flowing the molten glass from the molded body from the front and back sides with a pair of cooling rollers, respectively.
  • the cooling roller has an outer peripheral surface that is caught by the glass ribbon. It is characterized by being configured to prevent shrinkage in the width direction of the glass ribbon.
  • the “cooling roller” has a structure that actively performs a cooling action, such as being hollow inside and capable of circulating a coolant such as water or air.
  • These cooling rollers Prevents the shrinkage of the glass ribbon in the width direction by catching the outer peripheral surface of the glass ribbon (both ends in the width direction of the glass ribbon). That is, if left undisturbed, the outer peripheral surface of the cooling roller is caught at both ends in the width direction of the glass ribbon that contracts in the width direction, so that the gap between the cooling roller and the glass ribbon in contact with the cooling roller It is possible to appropriately prevent the shrinkage of the glass ribbon in the width direction after the slippage of the glass ribbon is suppressed.
  • a force acts in the direction of preventing the glass ribbon from contracting in the width direction from the cooling roller, in other words, a tensile force in the width direction acts on the glass ribbon.
  • the thickness of the glass ribbon is reduced, the difference between the thickness of the product area and the product area is reduced, and the transition area from both ends in the width direction to the product area is also reduced.
  • the product area of the glass ribbon is sufficiently wide. It becomes possible. Therefore, even if the amount of molten glass supplied to the molded product is decreased, it is possible to avoid the situation that the product area of the glass ribbon is narrowed, and the production amount per unit time of the glass plate is effectively increased. It becomes possible to make it.
  • the cooling roller has a convex portion that is caught on the glass ribbon on the outer peripheral surface thereof.
  • the convex portions formed on the outer peripheral surface of the cooling roller are hooked on both end portions in the width direction of the glass ribbon, so that the shrinkage in the width direction of the glass ribbon is prevented.
  • the presence of this convex part increases the contact area between the glass ribbon and the cooling roller, increases the cooling effect on the glass ribbon and promotes solidification, thereby further preventing the glass ribbon from shrinking in the width direction. Is done.
  • the vicinity of the center of the product area of the glass ribbon is an area where the cooling rate is inherently high, and the vicinity of both ends in the width direction of the glass ribbon is also due to the presence of a plurality of convex portions formed on the outer peripheral surface of the cooling roller.
  • the convex portions can be formed in such a manner as to be scattered at a plurality of locations on the outer peripheral surface of the cooling roller.
  • the convex portions may be formed in a plurality of rows in parallel with the roller shaft and for each row, or the convex portions may be formed in a plurality of rows in parallel with the circumferential direction.
  • a plurality of each may be formed for each row, or a plurality of the convex portions may be formed in a plurality of rows with a circumferential direction and an inclination for each row.
  • said "circumferential direction” means the direction along the outline which the outer peripheral surface of a cooling roller and the plane orthogonal to a roller axis
  • the some convex part formed in the aspect scattered on the outer peripheral surface of a cooling roller will be caught by the width direction both ends of a glass ribbon so that the width direction shrinkage
  • the presence of the plurality of convex portions increases the contact area with the glass ribbon and significantly increases the cooling effect.
  • sequence state of a some convex part it is preferable to arrange a convex part densely in the said center side so that the surface area of the glass ribbon width direction center side in the outer peripheral surface of a cooling roller may become relatively large.
  • the shape of the convex portion is not particularly limited, and examples thereof include a conical shape, a hemispherical shape, a truncated cone shape, and a semicylindrical shape.
  • the contact position of the convex portions in the inclined rows with respect to the glass ribbon is the rotation of the cooling roller. Accordingly, it is preferable that the glass ribbon is formed so as to gradually move from the both ends in the width direction to the center. If it does in this way, it will become possible not only to prevent contraction of the glass ribbon in the width direction but also to apply a tensile force that increases the width direction dimension as the cooling roller rotates.
  • the convex portion may be a plurality of ridges or a single ridge formed on the outer peripheral surface of the cooling roller.
  • the convex portions may be formed in a plurality of rows in parallel with the circumferential direction and continuously for each row, or the convex portions may be in contact with the glass ribbon. You may form continuously with the circumferential direction and inclination of this roller so that it may shift to the both ends side gradually from the width direction center side of the glass ribbon with rotation of a roller.
  • line formed in the outer peripheral surface of a cooling roller will be caught by the width direction both ends of a glass ribbon so that the width direction shrinkage
  • the presence of the plurality of ridges or one ridge increases the contact area with the glass ribbon and remarkably increases the cooling effect.
  • the ridges are formed continuously with the circumferential direction and inclination of the cooling roller, the ridges not only prevent shrinkage in the width direction of the glass ribbon as the cooling roller rotates, but also in the width direction. It is also possible to apply a tensile force that increases the size.
  • the outer peripheral surface of the cooling roller is gradually reduced in diameter as it shifts from the center side in the width direction of the glass ribbon to both ends instead of forming the convex portions as described above. It may have a tapered surface to be caught.
  • the tapered surface of the outer peripheral surface of the cooling roller is caught at both ends of the glass ribbon in the width direction so as to prevent the glass ribbon from shrinking in the width direction.
  • the roller shafts of the cooling rollers may be arranged so as to be inclined so as to gradually move upward as they move from the center side in the width direction of the glass ribbon to both end sides.
  • the shrinkage of the glass ribbon in the width direction can be prevented to some extent only by inclining the roller shaft of the cooling roller in the predetermined direction.
  • the hook portion formed of the portion and the tapered surface it is possible to more reliably prevent the shrinkage in the width direction of the glass ribbon.
  • the width direction dimension of the glass ribbon is preferably 2000 mm or more.
  • the width direction dimension of the glass ribbon is a long dimension of 2000 mm or more, the above-described operational effects can be ensured accurately.
  • the force acts in the direction of preventing the shrinkage in the width direction of the glass ribbon from the cooling roller, the plate thickness at both ends in the width direction of the glass ribbon is reduced, and the product region As a result, the transition area from the both ends in the width direction to the product area is reduced, and as a result, a sufficiently wide product area of the glass ribbon can be secured. Therefore, even if the amount of molten glass supplied to the molded product is decreased, it is possible to avoid the situation that the product area of the glass ribbon is narrowed, and the production amount per unit time of the glass plate is effectively increased. It becomes possible to make it.
  • FIG. 1 is a schematic front view showing the main part of the glass plate manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention, and exemplifies a process of manufacturing a glass plate by the overflow down draw method.
  • the glass plate manufacturing apparatus 1 is a molded body that has a wedge shape that gradually becomes narrower as the cross-sectional shape (cross-sectional shape orthogonal to the paper surface) moves downward in the forming furnace 2. 3, a groove 4 having an open top is formed in the molded body 3. Then, molten glass is supplied to the groove 4 of the molded body 3, and molten glass g overflowed from the upper open portion of the groove 4 is formed on both side surfaces (side surfaces of the front and back sides of the paper surface).
  • the plate-shaped glass ribbon G is produced
  • both ends of the glass ribbon G in the width direction are sandwiched from both the front and back sides by the pair of cooling rollers 5 immediately below the formed body 3 and disposed below the both sides.
  • both end portions in the width direction of the glass ribbon G are sandwiched from the front and back sides by a pair of annealer rollers 7 arranged in a plurality of stages. Therefore, the cooling roller 5 includes a total of two pairs of a pair at the left end and a pair at the right end of the glass ribbon G between the molded body 3 and the annealer 6.
  • the glass ribbon G is prevented from contracting in the width direction on the outer peripheral surface of the cooling roller 5 having a roller shaft (rotation drive shaft) 5a on one end side.
  • a plurality of convex portions 5b are formed as catching portions.
  • the plurality of convex portions 5b have a shape that is hooked at both ends in the width direction of the glass ribbon G in a direction that prevents contraction of the glass ribbon G in the width direction.
  • these convex portions 5b have a semi-cylindrical shape, and both end surfaces of the semi-cylindrical convex portion 5b are flat surfaces that form steps in the circumferential direction.
  • the arc surface of the portion 5b serves as a catching portion for preventing the glass ribbon G from contracting in the width direction.
  • the semi-cylindrical convex portions 5b are formed on the outer peripheral surface of the cooling roller 5 in a plurality of rows in parallel with the roller shaft 5a and for each row.
  • the convex portions 5b are formed in a plurality of rows in parallel with the circumferential direction.
  • the convex portions 5b are arranged in a staggered or inclined manner in parallel and not aligned in a row. Also good.
  • the shape of the convex portion 5b is not limited to a semi-cylindrical shape, and may be a conical shape, a hemispherical shape, or a truncated cone shape, and may be a cubic shape or a rectangular parallelepiped shape (hereinafter referred to as a “cubic shape”). The same applies to the above embodiment).
  • the glass ribbon G existing between the molded body 3 and the annealer 6 tends to shrink in the width direction.
  • both ends Ga having relatively large thicknesses are sandwiched between the pair of cooling rollers 5 from the front and back sides, and the plurality of convex portions 5b formed on the outer peripheral surfaces thereof are the both ends in the width direction of the glass ribbon G. It is in a state of being caught by Ga.
  • a force acts from the cooling roller 5 in a direction that prevents the shrinkage of the glass ribbon G in the width direction, so that the thickness of both ends Ga in the width direction of the glass ribbon G is reduced, and the product region Gb While the difference from the plate thickness is reduced, the transition region Gc from the width direction both ends Ga to the product region Gb is also reduced, and the product region Gb of the glass ribbon G can be secured sufficiently wide.
  • the presence of the plurality of convex portions 5b formed on the outer peripheral surface of the cooling roller 5 increases the contact area between the width direction both ends Ga of the glass ribbon G and the cooling roller 5, and the cooling effect on the glass ribbon G increases.
  • the shrinkage in the width direction of the glass ribbon G is more reliably prevented.
  • the vicinity of the center of the product area Gb of the glass ribbon G is an area where the cooling rate is inherently high, and the vicinity of both ends Ga in the width direction of the glass ribbon G is also the presence of the plurality of convex portions 5b of the cooling roller 5. This increases the cooling rate. Therefore, the difference in cooling history that occurs between the vicinity of the center of the product region Gb and the vicinity of both ends Ga in the width direction is reduced, and unnecessary thermal strain is less likely to occur in the product region Gb. The probability of occurrence of G damage is greatly reduced.
  • FIG. 4 is a perspective view of the main part showing the cooling roller 5 installed in the glass plate manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • the cooling roller 5 according to the second embodiment is different from the cooling roller 5 according to the first embodiment described above in that a plurality of convex portions 5c are densely formed on the outer peripheral surface of the cooling roller 5.
  • the convex portion 5c is formed in a plurality of rows in parallel with the circumferential direction and a plurality of the projections 5c for each row.
  • the convex portions 5c are formed in a plurality of rows in parallel with the roller shaft 5a.
  • the direction of the roller shaft 5a may not be aligned in a row.
  • Other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment described above, and thus description thereof is omitted.
  • FIG. 5 is a perspective view of a main part showing the cooling roller 5 installed in the glass plate manufacturing apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • the cooling roller 5 according to the third embodiment is different from the cooling roller 5 according to the first and second embodiments described above in that a plurality of glass rollers G on the outer peripheral surface of the cooling roller 5 in the width direction center side.
  • the convex portions 5d are densely formed, and a plurality of convex portions 5d are roughly formed on both ends of the glass ribbon G in the width direction. If it does in this way, the cooling effect
  • Other configurations and other functions and effects are the same as those of the first embodiment described above, and thus description thereof is omitted.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a main part of the cooling roller 5 installed in the glass plate manufacturing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the difference between the cooling roller 5 according to the fourth embodiment and the cooling roller 5 according to the first and second embodiments described above is that the convex portion 5e has a circumferential direction and an inclination in a plurality of rows and for each row. A plurality of each is formed, and the contact position of the convex portion 5e with the glass ribbon in the inclined row G gradually shifts from the center side in the width direction of the glass ribbon G to both end sides as the cooling roller 5 rotates. It is the point formed in.
  • FIG. 7 is a perspective view of a main part showing a cooling roller 5 installed in a glass plate manufacturing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the difference between the cooling roller 5 according to the fifth embodiment and the cooling roller 5 according to the first and second embodiments (particularly the second embodiment) is that the convex portions 5f are arranged in a plurality of rows in parallel with the circumferential direction.
  • it is a point formed continuously for each row, that is, a point where the convex portion 5e is formed in a plurality of convex shapes parallel to the circumferential direction. If it does in this way, each convex-shaped 5e will play a role as a hook part for preventing the shrinkage
  • the convex shapes 5e may be arranged so that the center side of the glass ribbon G is denser than its both end sides.
  • Other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment described above, and thus description thereof is omitted.
  • FIG. 8 is a perspective view of the main part showing the cooling roller 5 installed in the glass plate manufacturing apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the cooling roller 5 according to the sixth embodiment is different from the cooling roller 5 according to the first and second embodiments described above in that the contact position of the convex portion 5g with the glass ribbon G depends on the rotation of the cooling roller 5.
  • the convex portion 5g is continuously formed with the circumferential direction and the inclination of the cooling roller 5 so as to gradually shift from the center side in the width direction of the glass ribbon G, that is, a plurality of convex portions 5g are formed. Consists of ridges, and these ridges 5g are spirally formed with the predetermined inclination.
  • one ridge 5g may be formed in a spiral shape with the predetermined inclination. Even in this case, one or a plurality of ridges 5g serve as a catching part for preventing the glass ribbon G from contracting in the width direction. And if it does in this way, with the rotation of the cooling roller 5, each protrusion 5g not only prevents the shrinkage
  • Other configurations and other functions and effects are the same as those of the first embodiment described above, and thus description thereof is omitted.
  • FIG. 9 is a main part perspective view showing the cooling roller 5 installed in the glass plate manufacturing apparatus according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the cooling roller 5 according to the seventh embodiment is different from the cooling roller 5 according to the first to sixth embodiments described above in that the outer peripheral surface of the cooling roller 5 has both ends from the center in the width direction of the glass ribbon G. This is a point having a tapered surface 5h that gradually decreases in diameter as it moves to the side and is caught by the glass ribbon G. Even in this case, as shown in FIG. 10, the tapered surface 5 h of the cooling roller 5 serves as a catching portion for preventing the glass ribbon G from contracting in the width direction.
  • FIG. 11 is a schematic front view showing a main part of the glass plate manufacturing apparatus 1 in which the cooling roller according to the eighth embodiment of the present invention is used.
  • the cooling roller 5 according to the eighth embodiment is different from the cooling roller 5 according to the first embodiment shown in FIG. 1 described above in that the roller shaft 5a of the cooling roller 5 is the center in the width direction of the glass ribbon G. It is the point which is inclined and arranged so that it may gradually move upward as it moves from the side to both ends.
  • the cooling roller 5 rotates in contact with the flowing down glass ribbon G, when the cooling roller 5 rotates around the roller shaft 5a inclined in the predetermined direction, the glass ribbon G is moved in the width direction. A tensile force is applied.
  • the glass ribbon G In combination with the above-described convex portions 5b, 5c, 5d, 5e and convex strips 5f, 5g formed on the outer peripheral surface of the cooling roller 5, or the tapered surface 5h formed, the glass ribbon G The shrinkage in the width direction is more reliably prevented, and the product region Gb is further expanded.
  • the inventors of the present invention have compared the glass plate manufacturing apparatus provided with the various cooling rollers described above and the glass plate manufacturing apparatus provided with the cooling roller having a smooth outer peripheral surface, after passing through the cooling roller and solidifying. Based on the glass ribbon.
  • the glass ribbon is made with a constant flow rate of the molten glass flowing down from the molded body under the condition that the total length in the width direction of the glass ribbon is 3000 mm and the thickness of the central portion in the product area of the glass ribbon is 0.7 mm.
  • a ribbon was generated.
  • the cooling roller has a cylindrical shape with a diameter of 50 mm and is hollow inside, and has a structure in which a coolant such as water or air flows.
  • Example 1 of the present invention as shown in FIG. 2, a cooling roller having a so-called semi-cylindrical protrusion axis parallel arrangement in which a plurality of semi-cylindrical protrusions are arranged in a plurality of rows in parallel with the roller axis on the outer peripheral surface.
  • a so-called semi-cylindrical protrusion spiral arrangement in which a plurality of semi-cylindrical protrusions are inclined with respect to the circumferential direction and arranged in a spiral shape as shown in FIG.
  • a cooling roller is used to cool a so-called semi-cylindrical protrusion annular array in which a plurality of semi-cylindrical protrusions are aligned in a plurality of rows in parallel to the circumferential direction on the outer peripheral surface as shown in FIG.
  • a so-called screw-like cooling roller having a plurality of ridges inclined on the outer circumferential surface and arranged in a spiral manner as shown in FIG.
  • Example 5 of the present invention as shown in FIG.
  • Using a cooling roller of a so-called ring-shaped projections are arranged a plurality of projections in a row.
  • a cooling roller having a cylindrical surface with a smooth outer peripheral surface was used. Each of these cooling rollers has a roller shaft extending in the horizontal direction as shown in FIG.
  • Example 1 the shrinkage in the width direction of the glass ribbon is prevented and both end portions in the width direction of the glass ribbon are efficiently cooled. It can be understood that the plate thickness is reduced and the residual strain is good.
  • Example 2 and Example 5 because the force that expands the width of the glass ribbon is applied, it is possible to grasp that the width of the product area of the glass ribbon is increased and the transition area is reduced. Can do.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

　成形体３から溶融ガラスｇを流下させることにより生成されたガラスリボンＧの幅方向両端部Ｇａをそれぞれ一対の冷却ローラ５で表裏両側から挟持する際に、これらの冷却ローラ５のローラ軸５ａが、ガラスリボンＧの幅方向中央側から両端側に延びるように配列されたガラス板製造装置１において、冷却ローラ５は、その外周面がガラスリボンＧに引っ掛かることによりガラスリボンＧの幅方向収縮を阻止するように構成されている。

Description

ガラス板製造装置
　本発明は、ガラス板製造装置に係り、詳しくは、成形体から溶融ガラスが流下することにより生成されたガラスリボンの幅方向両端部をその表裏両側からそれぞれ挟持する冷却ローラを備えたガラス板製造装置に関する。
　近年においては、電子機器等の発達に伴って、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ（サーフェイスエミッションディスプレイを含む）およびエレクトロルミネッセンスディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）やセンサの基板、あるいは固体撮像素子やレーザダイオード等の半導体パッケージ用カバー、さらには薄膜化合物太陽電池の基板等の多種に亘るガラス板が使用されている。
　この種のガラス板の製造方法としては、溶融ガラスを流下させて板状のガラスリボンを生成すると共にこれをさらに流下させつつ固化して成形するオーバーフローダウンドロー法或いはスロットダウンドロー法と称される手法や、溶融ガラスを溶融金属上あるいは蒸気等のガス上に流出させつつ固化して成形するフロート法と称される手法が広汎に亘って採用されている。
　特に、オーバーフローダウンドロー法は、円柱状もしくは三角柱状（楔状）をなす耐熱部材からなる成形体の上部に溶融ガラスを供給すると共に、この成形体の上端から溢流した溶融ガラスを成形体の両側面に沿って流下させ且つ成形体の下端で合流させて板状のガラスリボンを生成する初期段階を有する。この場合、成形体の直下方で生成されたガラスリボンは、未だ粘度が低いことに起因して、その表面張力によって当該ガラスリボンが幅方向に収縮していく。
　そこで、このガラス板成形の初期段階においては、ガラスリボンを所定幅に維持することを目的として、成形体の直下方におけるガラスリボンの幅方向両端部をそれぞれ表裏両側から挟持する一対（計二対）の冷却ローラ（Knurled Roll(wheel)）を配備し、これらの冷却ローラによってガラスリボンの幅方向両端部を冷却することが行われている（特許文献１、２、３参照）。このようにすれば、成形体の直下方においてガラスリボンの冷却及びこれに伴う固化が促進され、このガラスリボンがさらに流下して室温付近になった時点で、所定長さに切断されて、所望のガラス板が生産されることになる。
　このオーバーフローダウンドロー法では、冷却ローラの配列関係などに改良を加えることにより、ガラスリボンに対する冷却不足あるいはガラスリボンの幅方向収縮等に対処することが試みられている。具体的には、特許文献４によれば、冷却ローラを複数段に配備して冷却ローラの個数を増加することにより、ガラスリボンに対する冷却効果を高めることが開示されている。また、特許文献５によれば、冷却ローラのローラ軸を傾斜させることにより、冷却ローラの回転時にガラスリボンとの間に生じる摩擦がガラスリボンに引張力を付与し得るようにした構成が開示されている。
　なお、特許文献６によれば、突起部を持つ一対のロールを、支持体上（水平面上）に供給された溶融状態のガラスリボンの幅方向両端付近に配置し、ガラスリボンの幅が広がる方向にそれらのロールを軸廻りに回転させることにより、ガラスリボンに幅方向の引張応力を与えることが開示されている。
特公昭３８－１７８２０号公報 特開昭６０－１１２３５号公報 特表２００７－５２８３３８号公報 特開２００７－５１０２８号公報 特開平１０－２９１８２６号公報 特開２００２－４７０１７号公報
　上述のオーバーフローダウンドロー法では、一般的に、図１２に示すように、ガラスリボンＧの製品領域（将来に製品たるガラス板となる領域）Ｇｂの板厚ｔｂよりも、その幅方向両端部（製品たるガラス板にならず廃棄される領域）Ｇａの板厚ｔａの方が厚くなるという特性を有している。このような事態は、特にＦＰＤ用のガラス板につき、ＦＰＤの生産効率向上の要請に応じるべくサイズが大型化し、またＦＰＤの軽量化の要請に応じるべく板厚が薄肉化している現状においては顕著となっている。
　しかも、このような現状の下で、単位時間当たりの生産量増加の要請から、成形体に供給されて流下する溶融ガラスの量が増加したならば、これに伴って単位時間当たりに持ち込まれる熱量も増加する。そのため、ガラスリボンの幅方向両端部を冷却ローラにより充分に冷却できなくなって、ガラスの収縮が生じることから、図１３に示すように、ガラスリボンＧの幅方向両端部Ｇａの板厚ｔａが製品領域Ｇｂの板厚ｔｂに比して増大する。このような事態が生じると、ガラスリボンＧの幅方向両端部Ｇａの板厚ｔａと製品領域Ｇｂの板厚ｔｂとの差が大きくなるのはもとより、幅方向両端部Ｇａから製品領域Ｇｂへの遷移領域Ｇｃも増大することになり、実質的に製品領域Ｇｂの確保が困難となる。
　このような問題を回避するための手法として、上述のガラスの収縮を阻止すること、詳しくは、冷却ローラによりガラスリボンＧの幅方向収縮を阻止して、幅方向両端部Ｇａの板厚ｔａと製品領域Ｇｂの板厚ｔｂとの差を小さくすることが考えられる。しかしながら、特許文献４に開示されているように冷却ローラの個数を単に増加させる手法では、ガラスリボンＧの幅方向収縮を適切に阻止することができないばかりでなく、装置が無用に複雑化されると共にメンテナンスやトラブルの頻度が不当に増加するという致命的な問題が生じる。また、特許文献５に開示されているように冷却ローラのローラ軸を傾斜させる手法によれば、ガラスリボンＧの幅方向に引張り力を付与して幾分かは幅方向収縮を抑制できるものの、この冷却ローラの外周面は通常の冷却ローラと何ら変わるところがないため、冷却ローラとガラスリボンＧの幅方向両端部Ｇａとの間に滑りが生じ、ガラスリボンＧの幅方向収縮を適切に阻止できるには至らない。
　なお、上記の特許文献６に開示された一対のロールは、水平面上を流れるガラスリボンの幅方向両端部の上部に配列され、且つ、その一対のロールの長軸方向は、ガラスリボンの流れ方向と同方向に配置されているため、オーバーフローダウンドロー法への適用を試みるに際して、この一対のロールをロール軸が上下方向に延びるようにガラスリボンの幅方向両端部に配列させることは、装置の構成上、実質的に不可能である。しかも、仮にこの一対のロールをロール軸が上下方向に延びるように配列させたとしても、オーバーフローダウンドロー法における冷却ローラとしての役割を果たすことは不可能である。すなわち、この一対のロールでは、ガラスリボンの適正な上下方向の位置で冷却ローラが有する本来的な冷却作用を行えないのは勿論のこと、ガラスリボンの幅方向収縮と冷却作用との関係により幅方向両端部と製品領域との板厚差が決まることを無視したものとなる。以上の事項を勘案すれば、冷却ローラを必須の構成要素とするオーバーフローダウンドロー法にこの一対のロールを適用したとしても、却って大きな弊害が生じることは必至である。
　なお、以上のような問題は、オーバーフローダウンドロー法を採用した場合のみならず、成形体から溶融ガラスを流下させつつ板状のガラスリボンを生成するという点で共通するスロットダウンドロー法を採用した場合等にも、同様にして生じ得る。
　本発明は、上記事情に鑑み、冷却ローラの構成に改良を加えることにより、溶融ガラスが成形体から流下することにより生成されるガラスリボンの幅方向両端部に適切な作用を施し、ガラスリボンの製品領域を充分に広く確保することを技術的課題とする。
　上記技術的課題を解決するために創案された本発明は、成形体から溶融ガラスを流下させることにより生成されたガラスリボンの幅方向両端部をそれぞれ一対の冷却ローラで表裏両側から挟持すると共に、これらの冷却ローラのローラ軸が、前記ガラスリボンの幅方向中央側から両端側に延びるように配列されたガラス板製造装置において、前記冷却ローラは、その外周面が前記ガラスリボンに引っ掛かることにより該ガラスリボンの幅方向収縮を阻止するように構成されていることに特徴づけられる。ここで、「冷却ローラ」は、例えば内部が中空であって水や空気等の冷媒が流通可能であるなどのように、積極的に冷却作用を行う構造とされている。
　このような構成によれば、成形体から溶融ガラスを流下させることにより生成されたガラスリボンは、その幅方向両端部がそれぞれ一対の冷却ローラにより挟持されて流下していくが、それらの冷却ローラは、その外周面がガラスリボン（ガラスリボンの幅方向両端部）に引っ掛かることによりガラスリボンの幅方向収縮を阻止する。すなわち、自然放置しておいたならば、幅方向収縮を来たすガラスリボンの幅方向両端部に冷却ローラの外周面が引っ掛かっているため、当該冷却ローラとこれに接触しているガラスリボンとの間における滑りが抑制された上で、ガラスリボンの幅方向収縮を適切に阻止することが可能となる。これにより、冷却ローラからは、ガラスリボンの幅方向収縮を阻止する方向に力が作用し、換言すればガラスリボンには幅方向の引張力が作用することになるため、ガラスリボンの幅方向両端部の板厚が薄くなり、製品領域の板厚との差が小さくなると共に、幅方向両端部から製品領域に至る遷移領域も低減され、その結果としてガラスリボンの製品領域を充分に広く確保することが可能となる。したがって、成形体に供給して流下させる溶融ガラスの量を増加させても、ガラスリボンの製品領域が狭くなるという事態を回避することができ、ガラス板の単位時間当たりの生産量を有効に増加させることが可能となる。
　この場合、前記冷却ローラは、その外周面に、ガラスリボンに引っ掛かる凸部が形成されていることが好ましい。
　このようにすれば、冷却ローラの外周面に形成された凸部が、ガラスリボンの幅方向両端部に引っ掛かることによって、ガラスリボンの幅方向収縮が阻止されることになる。そして、この凸部の存在によって、ガラスリボンと冷却ローラとの接触面積が大きくなり、ガラスリボンに対する冷却効果が増大して固化が促進されるため、ガラスリボンの幅方向収縮がより一層適切に阻止される。しかも、ガラスリボンの製品領域の中央付近は、本来的に冷却速度が速い領域であり、またガラスリボンの幅方向両端部近傍も、冷却ローラの外周面に形成された複数の凸部の存在により冷却速度が速くなることから、製品領域の中央付近と幅方向両端部近傍との間に生じる冷却履歴の差異が小さくなり、これに伴って製品領域に無用の熱歪が生じるという事態が効果的に回避され得る。これにより、上述の冷却履歴の差異が大きくなり且つ製品領域に熱歪が生じることに起因するガラスリボンの破損の発生確率が大幅に低減される。
　ここで、前記凸部は、冷却ローラの外周面の複数箇所に点在するような態様で形成することができる。具体的には、前記凸部を、ローラ軸と平行に複数列に且つその各列毎にそれぞれ複数形成してもよく、または、前記凸部を、周方向と平行に複数列に且つその各列毎にそれぞれ複数形成してもよく、もしくは、前記凸部を、周方向と傾斜をもって複数列に且つその各列毎にそれぞれ複数形成してもよい。なお、上記の「周方向」とは、冷却ローラの外周面とローラ軸に直交する平面とが交差する輪郭線に沿う方向を意味する（以下、同様）。
　このようにすれば、冷却ローラの外周面に点在した態様で形成された複数の凸部が、ガラスリボンの幅方向収縮を阻止するように、ガラスリボンの幅方向両端部に引っ掛かることになると共に、この複数の凸部の存在によって、ガラスリボンとの接触面積が増大して冷却効果が著しく増加することになる。なお、複数の凸部の配列状態は、冷却ローラの外周面におけるガラスリボン幅方向中央側の表面積が相対的に大きくなるように、当該中央側に凸部を密に配列することが好ましい。また、凸部の形状は、特に限定されるものではないが、例えば、円錐状、半球状、円錐台状または半円柱状等を挙げることができる。さらに、前記凸部を、周方向と傾斜をもって複数列に且つその各列毎にそれぞれ複数形成する場合には、傾斜した列における各凸部のガラスリボンへの接触位置が、冷却ローラの回転に伴ってガラスリボンの幅方向両端側から中央側に漸次移行するように形成されていることが好ましい。このようにすれば、冷却ローラの回転に伴って各凸部がガラスリボンの幅方向収縮を阻止するのみならず、その幅方向寸法を増大させる引張力をも付与することが可能となる。
　また、前記凸部は、冷却ローラの外周面に形成される複数本または一本の凸条であってもよい。具体的には、前記凸部を、周方向と平行に複数列に且つその各列毎にそれぞれ連続して形成してもよく、または、前記凸部を、前記ガラスリボンとの接触位置が該ローラの回転に伴って前記ガラスリボンの幅方向中央側から両端側に漸次移行するように、該ローラの周方向と傾斜をもって連続して形成してもよい。
　このようにすれば、冷却ローラの外周面に形成された複数本または一本の凸条が、ガラスリボンの幅方向収縮を阻止するように、ガラスリボンの幅方向両端部に引っ掛かることになると共に、この複数本または一本の凸条の存在によって、ガラスリボンとの接触面積が増大して冷却効果が著しく増加することになる。さらに、凸条が冷却ローラの周方向と傾斜をもって連続して形成されている場合には、冷却ローラの回転に伴って凸条がガラスリボンの幅方向収縮を阻止するのみならず、その幅方向寸法を増大させる引張力をも付与することが可能となる。なお、複数本または一本の凸条の形成状態は、冷却ローラの外周面におけるガラスリボン幅方向中央側の表面積が相対的に大きくなるように形成することが好ましい。
　一方、前記冷却ローラの外周面は、既述のように凸部を形成することに代えて、ガラスリボンの幅方向中央側から両端側に移行するに連れて漸次縮径して該ガラスリボンに引っ掛かるテーパ面を有するものであってもよい。
　このようにすれば、冷却ローラの外周面が有するテーパ面が、ガラスリボンの幅方向収縮を阻止するように、ガラスリボンの幅方向両端部に引っ掛かることになる。なお、このテーパ面に、既述の凸部を形成して冷却効果を増加させるようにしてもよい。
　以上の構成において、前記冷却ローラのローラ軸は、前記ガラスリボンの幅方向中央側から両端側に移行するに連れて漸次上方に移行するように傾斜して配列されていてもよい。
　このようにすれば、冷却ローラのローラ軸を上記所定方向に傾斜させたことのみによっても、ガラスリボンの幅方向収縮をある程度は阻止できるものであるため、冷却ローラの外周面に既述の凸部やテーパ面からなる引っ掛かり部を設けたことと相俟って、より一層確実にガラスリボンの幅方向収縮を阻止することが可能となる。
　さらに、以上の構成において、前記ガラスリボンの幅方向寸法は、２０００ｍｍ以上であることが好ましい。
　このように、ガラスリボンの幅方向寸法を２０００ｍｍ以上の長尺寸法とすれば、既述の作用効果を的確に確保することが可能となる。
　以上のように本発明によれば、冷却ローラから、ガラスリボンの幅方向収縮を阻止する方向に力が作用することになるため、ガラスリボンの幅方向両端部の板厚が薄くなり、製品領域の板厚との差が小さくなると共に、幅方向両端部から製品領域に至る遷移領域も低減され、その結果としてガラスリボンの製品領域を充分に広く確保することが可能となる。したがって、成形体に供給して流下させる溶融ガラスの量を増加させても、ガラスリボンの製品領域が狭くなるという事態を回避することができ、ガラス板の単位時間当たりの生産量を有効に増加させることが可能となる。
本発明の第１実施形態に係るガラス板製造装置の要部を示す概略正面図である。 前記第１実施形態に係るガラス板製造装置で使用される冷却ローラの要部を示す斜視図である。 前記第１実施形態に係るガラス板製造装置で使用される冷却ローラによりガラスリボンを挟持した状態を示す横断平面図である。 本発明の第２実施形態に係るガラス板製造装置で使用される冷却ローラの要部を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るガラス板製造装置で使用される冷却ローラの要部を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係るガラス板製造装置で使用される冷却ローラの要部を示す斜視図である。 本発明の第５実施形態に係るガラス板製造装置で使用される冷却ローラの要部を示す斜視図である。 本発明の第６実施形態に係るガラス板製造装置で使用される冷却ローラの要部を示す斜視図である。 本発明の第７実施形態に係るガラス板製造装置で使用される冷却ローラの要部を示す斜視図である。 前記第７実施形態に係るガラス板製造装置で使用される冷却ローラによりガラスリボンを挟持した状態を示す横断平面図である。 本発明の第８実施形態に係るガラス板製造装置の要部を示す概略正面図である。 従来の問題点を説明するためのガラスリボンの横断平面図である。 従来の問題点を説明するためのガラスリボンの横断平面図である。
　以下、本発明の実施形態に係るガラス板製造装置を添付図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の第１実施形態に係るガラス板製造装置の要部を示す概略正面図であって、オーバーフローダウンドロー法によりガラス板を製造する過程を例示している。同図に示すように、このガラス板製造装置１は、成形炉２の内部に、断面形状（紙面と直交する断面形状）が下方に移行するに連れて漸次幅狭となる楔形を呈する成形体３を備え、この成形体３には上方が開放された溝４が形成されている。そして、この成形体３の溝４には溶融ガラスが供給され、その溝４の上方開放部から溢流した溶融ガラスｇが、成形体３の両側面（紙面の表側と裏側との側面）に沿って流下し、成形体３の下端で合流した後にさらに流下することにより板状のガラスリボンＧが生成されるように構成されている。
　上記のガラスリボンＧが流下していく過程においては、成形体３の直下方で、ガラスリボンＧの幅方向両端部がそれぞれ一対の冷却ローラ５によって表裏両側から挟持されると共に、その下方に配備されたアニーラー６の内部においても、ガラスリボンＧの幅方向両端部がそれぞれ複数段に配列された一対のアニーラーローラ７によって表裏両側から挟持されている。したがって、冷却ローラ５は、成形体３とアニーラー６との相互間において、ガラスリボンＧの左端部に一対と右端部に一対との計二対を備えている。
　この冷却ローラ５の構造を詳述すると、図２に示すように、一端側にローラ軸（回転駆動軸）５ａを有する冷却ローラ５の外周面には、ガラスリボンＧの幅方向収縮を阻止するための引っ掛かり部としての複数の凸部５ｂが形成されている。すなわち、この複数の凸部５ｂは、ガラスリボンＧの幅方向収縮を阻止する方向に、ガラスリボンＧの幅方向両端部に引っ掛かる形状をなすものである。具体的には、これらの凸部５ｂは半円柱状をなし、この半円柱状の凸部５ｂの両端面は、周方向に段差を形成する平面とされていることから、半円柱状の凸部５ｂの円弧面が、ガラスリボンＧの幅方向収縮を阻止するための引っ掛かり部としての役割を果たすものである。
　そして、この半円柱状の凸部５ｂは、冷却ローラ５の外周面に、ローラ軸５ａと平行に複数列に且つその各列毎にそれぞれ複数形成されている。なお、図例では、この凸部５ｂは、周方向とも平行に複数列に形成されているが、周方向については、平行に且つ一列に整列されずに千鳥状あるいは傾斜状に配列されていてもよい。また、凸部５ｂの形状は、半円柱状に限定されるものではなく、円錐状、半球状または円錐台状であってもよく、さらには立方体状または直方体状等であってもよい（以下の実施形態も同様）。
　このような構成によれば、成形体３とアニーラー６との相互間に存在しているガラスリボンＧは、幅方向に収縮しようとするが、図３に示すように、このガラスリボンＧの板厚が相対的に厚い幅方向両端部Ｇａは、それぞれ表裏側から一対の冷却ローラ５により挟持されて、それらの外周面に形成された複数の凸部５ｂが、ガラスリボンＧの幅方向両端部Ｇａに引っ掛かった状態になる。これにより、冷却ローラ５からは、ガラスリボンＧの幅方向収縮を阻止する方向に力が作用することになるため、ガラスリボンＧの幅方向両端部Ｇａの板厚が薄くなり、製品領域Ｇｂの板厚との差が小さくなると共に、幅方向両端部Ｇａから製品領域Ｇｂに至る遷移領域Ｇｃも低減され、ガラスリボンＧの製品領域Ｇｂを充分に広く確保することが可能となる。
　しかも、冷却ローラ５の外周面に形成された複数の凸部５ｂの存在によって、ガラスリボンＧの幅方向両端部Ｇａと冷却ローラ５との接触面積が大きくなり、ガラスリボンＧに対する冷却効果が増大して固化が促進されるため、ガラスリボンＧの幅方向収縮がより一層確実に阻止される。加えて、ガラスリボンＧの製品領域Ｇｂの中央付近は、本来的に冷却速度が速い領域であり、またガラスリボンＧの幅方向両端部Ｇａ近傍も、冷却ローラ５の複数の凸部５ｂの存在により冷却速度が速くなる。そのため、製品領域Ｇｂの中央付近と幅方向両端部Ｇａ近傍との間に生じる冷却履歴の差異が小さくなり、製品領域Ｇｂに無用の熱歪が生じ難くなることから、熱歪に起因するガラスリボンＧの破損の発生確率が大幅に低減される。
　図４は、本発明の第２実施形態に係るガラス板製造装置に設置される冷却ローラ５を示す要部斜視図である。この第２実施形態に係る冷却ローラ５が、上述の第１実施形態に係る冷却ローラ５と相違する点は、冷却ローラ５の外周面に複数の凸部５ｃが密に形成されている点と、基本的には、凸部５ｃが、周方向と平行に複数列に且つその各列毎にそれぞれ複数形成されている点とである。なお、図例では、この凸部５ｃは、ローラ軸５ａとも平行に複数列に形成されているが、ローラ軸５ａ方向については、列状に整列されていなくてもよい。その他の構成および作用効果については、上述の第１実施形態と同一であるので、それらについての説明を省略する。
　図５は、本発明の第３実施形態に係るガラス板製造装置に設置される冷却ローラ５を示す要部斜視図である。この第３実施形態に係る冷却ローラ５が、上述の第１、第２実施形態に係る冷却ローラ５と相違する点は、冷却ローラ５の外周面におけるガラスリボンＧの幅方向中央側に複数の凸部５ｄを密に形成し且つそのガラスリボンＧの幅方向両端側に複数の凸部５ｄを粗に形成した点である。このようにすれば、ガラスリボンＧの幅方向両端部Ｇａに対する冷却作用がより好適に行われて、広い製品領域Ｇｂを確保する上でさらに有利となる。その他の構成およびその他の作用効果については、上述の第１実施形態と同一であるので、それらについての説明を省略する。
　図６は、本発明の第４実施形態に係るガラス板製造装置に設置される冷却ローラ５を示す要部斜視図である。この第４実施形態に係る冷却ローラ５が、上述の第１、第２実施形態に係る冷却ローラ５と相違する点は、凸部５ｅが周方向と傾斜をもって複数列に且つその各列毎にそれぞれ複数形成されると共に、その傾斜した列における各凸部５ｅのガラスリボンへＧの接触位置が、冷却ローラ５の回転に伴ってガラスリボンＧの幅方向中央側から両端側に漸次移行するように形成されている点である。このようにすれば、冷却ローラ５の回転に伴って各凸部５ｅがガラスリボンＧの幅方向収縮を阻止するのみならず、その幅方向寸法を増大させる引張力をも付与することが可能となる。その他の構成およびその他の作用効果については、上述の第１実施形態と同一であるので、それらについての説明を省略する。
　図７は、本発明の第５実施形態に係るガラス板製造装置に設置される冷却ローラ５を示す要部斜視図である。この第５実施形態に係る冷却ローラ５が、上述の第１、第２実施形態（特に第２実施形態）に係る冷却ローラ５と相違する点は、凸部５ｆが周方向と平行に複数列に且つその各列毎にそれぞれ連続して形成されている点、すなわち凸部５ｅが周方向と平行な複数本の凸状で形成されている点である。このようにすれば、各凸状５ｅが、ガラスリボンＧの幅方向収縮を阻止するための引っ掛け部としての役割を果たすことになる。なお、この場合にも、各凸状５ｅを、ガラスリボンＧの中央側がその両端側よりも密になるように配列してもよい。その他の構成および作用効果については、上述の第１実施形態と同一であるので、それらについての説明を省略する。
　図８は、本発明の第６実施形態に係るガラス板製造装置に設置される冷却ローラ５を示す要部斜視図である。この第６実施形態に係る冷却ローラ５が、上述の第１、第２実施形態に係る冷却ローラ５と相違する点は、凸部５ｇのガラスリボンＧに対する接触位置が、冷却ローラ５の回転に伴ってガラスリボンＧの幅方向中央側から両端側に漸次移行するように、冷却ローラ５の周方向と傾斜をもって連続して凸部５ｇが形成されている点、すなわち凸部５ｇを複数本の凸条で構成し、これらの凸条５ｇが上記所定の傾斜をもって螺旋状に形成されている点である。なお、この場合には、一本の凸条５ｇを上記所定の傾斜をもって螺旋状に形成してもよい。このようにした場合にも、一本または複数本の凸条５ｇが、ガラスリボンＧの幅方向収縮を阻止するための引っ掛かり部としての役割を果たす。そして、このようにすれば、冷却ローラ５の回転に伴って各凸条５ｇがガラスリボンＧの幅方向収縮を阻止するのみならず、その幅方向寸法を増大させる引張力をも付与することが可能となる。その他の構成およびその他の作用効果については、上述の第１実施形態と同一であるので、それらについての説明を省略する。
　図９は、本発明の第７実施形態に係るガラス板製造装置に設置される冷却ローラ５を示す要部斜視図である。この第７実施形態に係る冷却ローラ５が、上述の第１～第６実施形態に係る冷却ローラ５と相違する点は、冷却ローラ５の外周面が、ガラスリボンＧの幅方向中央側から両端側に移行するに連れて漸次縮径してガラスリボンＧに引っ掛かるテーパ面５ｈを有している点である。このようにした場合にも、図１０に示すように、冷却ローラ５のテーパ面５ｈが、ガラスリボンＧの幅方向収縮を阻止するための引っ掛かり部としての役割を果たすことになる。この構成によれば、冷却ローラ５の外周面の表面積を大きくして冷却効果を高めることは困難であるが、テーパ面５ｇに既述の凸部５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅや凸条５ｆ，５ｇを形成すれば、表面積を大きくすることによる冷却効果の向上を図ることが可能である。その他の構成およびその他の作用効果については、上述の第１実施形態と同一であるので、それらについての説明を省略する。
　図１１は、本発明の第８実施形態に係る冷却ローラが使用されたガラス板製造装置１の要部を示す概略正面図である。この第８実施形態に係る冷却ローラ５が、既述の図１に示す第１実施形態に係る冷却ローラ５と相違する点は、冷却ローラ５のローラ軸５ａが、ガラスリボンＧの幅方向中央側から両端側に移行するに連れて漸次上方に移行するように傾斜して配列されている点である。この場合、冷却ローラ５は、流下するガラスリボンＧに接触した状態で回転することから、上記所定方向に傾斜したローラ軸５ａ廻りに冷却ローラ５が回転することによって、ガラスリボンＧに幅方向の引張力が付与される。したがって、冷却ローラ５の外周面に既述の凸部５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅや凸条５ｆ，５ｇが形成され、あるいはテーパ面５ｈが形成されていることと相俟って、ガラスリボンＧの幅方向収縮がより一層確実に阻止されると共に、製品領域Ｇｂもより一層拡張される。
　本発明者等は、上述の種々の冷却ローラを備えたガラス板製造装置と、平滑な外周面を有する冷却ローラを備えたガラス板製造装置との対比を、冷却ローラを通過して固化した後のガラスリボンに基づいて行った。この対比を行うに際しては、ガラスリボンの幅方向全長が３０００ｍｍ、ガラスリボンの製品領域における中央部の板厚が０．７ｍｍになる条件で、成形体から流下する溶融ガラスの流量を一定として、ガラスリボンを生成した。また、冷却ローラは、直径が５０ｍｍの円柱形をなし且つ内部が中空であり、水や空気等の冷媒が流通する構造とされている。
　ここで、本発明の実施例１として、図２に示すように外周面に複数の半円柱状突起をローラ軸と平行に複数列に整列させた所謂半円柱状突起軸平行配列の冷却ローラを使用し、本発明の実施例２として、図６に示すように外周面に複数の半円柱状突起を周方向に対して傾斜させて螺旋状に整列させた所謂半円柱状突起螺旋状配列の冷却ローラを使用し、本発明の実施例３として、図４に示すように外周面に複数の半円柱状突起を周方向と平行に複数列に整列させた所謂半円柱状突起環状配列の冷却ローラを使用し、本発明の実施例４として、図８に示すように外周面に複数本の凸条を周方向に対して傾斜させて螺旋状に配列させた所謂スクリュー状突起の冷却ローラを使用し、本発明の実施例５として、図７に示すように外周面に周方向と平行に複数本の凸条を配列させた所謂リング状突起の冷却ローラを使用した。また、比較例として、外周面が平滑な円筒面とされた冷却ローラを使用した。なお、これらの冷却ローラは何れも、図１に示すようにローラ軸が水平方向に延びるものである。
　上記の実施例１～５および比較例に係る冷却ローラを使用して製造されたガラスリボンについて、幅方向両端部の板厚と、比較例を基準とした場合の製品領域の拡張率と、製品領域に残留している熱歪とを計測した。その結果を下記の表１に示す。なお、下記の表１中、符号△はやや良好、符号○は良好、符号◎は極めて良好、符号×は不良を意味している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　上記の表１によれば、本発明の実施例１～５では、ガラスリボンの幅方向収縮が阻止され且つガラスリボンの幅方向両端部が効率よく冷却されるために、その幅方向両端部の板厚が薄くなり、残留歪が良好なものとなっていることを把握することができる。特に、実施例２と実施例５とでは、ガラスリボンの幅を拡張させる力が作用されるため、ガラスリボンの製品領域の幅が広くなり、遷移領域が減少していることをも把握することができる。
１　ガラス板製造装置
３　成形体
５　冷却ローラ
５ａ　ローラ軸
５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ　凸部
５ｆ、５ｇ　凸部（凸条）
５ｈ　テーパ面
Ｇ　ガラスリボン
Ｇａ　ガラスリボンの幅方向両端部
Ｇｂ　ガラスリボンの製品領域
Ｇｃ　ガラスリボンの遷移領域

Claims (10)

  1. 　成形体から溶融ガラスを流下させることにより生成されたガラスリボンの幅方向両端部をそれぞれ一対の冷却ローラで表裏両側から挟持すると共に、これらの冷却ローラのローラ軸が、前記ガラスリボンの幅方向中央側から両端側に延びるように配列されたガラス板製造装置において、
    　前記冷却ローラは、その外周面が前記ガラスリボンに引っ掛かることにより該ガラスリボンの幅方向収縮を阻止するように構成されていることを特徴とするガラス板製造装置。
  2. 　前記冷却ローラは、その外周面に、前記ガラスリボンに引っ掛かる凸部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のガラス板製造装置。
  3. 　前記凸部は、前記冷却ローラの外周面に、ローラ軸と平行に複数列に且つその各列毎にそれぞれ複数形成されていることを特徴とする請求項２に記載のガラス板製造装置。
  4. 　前記凸部は、前記冷却ローラの外周面に、周方向と平行に複数列に且つその各列毎にそれぞれ複数形成されていることを特徴とする請求項２に記載のガラス板製造装置。
  5. 　前記凸部は、前記冷却ローラの外周面に、周方向と傾斜をもって複数列に且つその各列毎にそれぞれ複数形成されていることを特徴とする請求項２に記載のガラス板製造装置。
  6. 　前記凸部は、前記冷却ローラの外周面に、周方向と平行に複数列に且つその各列毎にそれぞれ連続して形成されていることを特徴とする請求項２に記載のガラス板製造装置。
  7. 　前記凸部は、前記ローラの外周面に、前記ガラスリボンとの接触位置が該ローラの回転に伴って前記ガラスリボンの幅方向中央側から両端側に漸次移行するように、該ローラの周方向と傾斜をもって連続して形成されていることを特徴とする請求項２に記載のガラス板製造装置。
  8. 　前記冷却ローラの外周面は、前記ガラスリボンの幅方向中央側から両端側に移行するに連れて漸次縮径して該ガラスリボンに引っ掛かるテーパ面を有することを特徴とする請求項１に記載のガラス板製造装置。
  9. 　前記冷却ローラのローラ軸は、前記ガラスリボンの幅方向中央側から両端側に移行するに連れて漸次上方に移行するように傾斜して配列されていることを特徴とする請求項１～８の何れかに記載のガラス板製造装置。
  10. 　前記ガラスリボンの幅方向寸法が、２０００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１～９の何れかに記載のガラス板製造装置。
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