專利名稱：浮法玻璃的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種浮法玻璃的制造方法。
背景技術(shù)：
在制造浮法玻璃時(shí)，當(dāng)使熔化了的玻璃原料浮在熔融金屬上時(shí)，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(kuò)展而達(dá)到穩(wěn)定厚度。將此時(shí)的厚度稱作平衡厚 度，該平衡厚度根據(jù)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(gè)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(zhuǎn)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(xiàn)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(shí)，從原理上應(yīng)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(chǎn)品平板玻璃仍存在微小的凹凸。一般認(rèn)為導(dǎo)致出現(xiàn)該現(xiàn)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(chǎn)生波紋；當(dāng)在產(chǎn)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(rèn)為是在利用拉邊輥沿寬度方向拉薄玻璃帶的過程中產(chǎn)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(nèi)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(cè)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(shí) 間變化的上述復(fù)雜的應(yīng)力，由此不難理解特別是在制造較薄的平板的情況下會產(chǎn)生微細(xì)的 變形、出現(xiàn)由該變形引發(fā)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?yàn)槔?輥只在分散的點(diǎn)上施加張力的這一情況導(dǎo)致產(chǎn)生上述厚度不均的基礎(chǔ)上，代替使用拉邊輥 而采用沿玻璃帶的端部連續(xù)施加張力的方法(例如參照專利文獻(xiàn)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(chǎn)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(yīng)力應(yīng)變，減少玻璃表面的凹凸(例如參照專利文獻(xiàn)3)。上述方法謀求解決因拉邊輥強(qiáng)制拉伸較厚的玻璃帶而產(chǎn)生的問題，作為其他方法，還提出了在成形爐內(nèi)位于拉邊輥上游的位置上自上方設(shè)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(xiàn)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(gòu)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(xué)用途對玻璃的 品質(zhì)要求越發(fā)嚴(yán)格，越來越難使用公知技術(shù)獲得符合該基準(zhǔn)的產(chǎn)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(jìn)行微研磨的技術(shù)，但是產(chǎn)品的制造成 本自然也會增加?？紤]到上述這些情況，希望開發(fā)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(xué)用途中，除了不能存在板厚不均之外還嚴(yán)格要求玻璃帶沿厚度 方向具有均質(zhì)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(nèi)部的 玻璃成分必須一致。 專利文獻(xiàn)1 日本特公昭44-23828號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特公昭49-52 06號公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開平7-10569號公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特公昭54-31012號公報(bào)專利文獻(xiàn)5 日本特公昭59-39377號公報(bào)上述的例如日本特公昭49-5206號公報(bào)所述的信息雖然能夠減少構(gòu)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(xué)用途等的品質(zhì)要求的程度。這 是因?yàn)?，由于玻璃帶向下游移動，所以只能沿朝向前進(jìn)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(jù)該情況而稍微傾斜設(shè)置)。另外，必須在施加張力的連續(xù)的線上的各點(diǎn)施加不同的 力，所以實(shí)際上很難控制。此外，在導(dǎo)入了上述連續(xù)施加力的裝置的情況下，用于監(jiān)視玻璃 帶的浮游狀態(tài)的窗被裝置擋上，從而很難進(jìn)行監(jiān)視，而且還有可能因?yàn)椴ＡУ膬啥瞬扛?近的溫度下降而使玻璃帶容易在退火爐的內(nèi)部損壞。另外，日本特開平7-10569號公報(bào)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(yīng)力 應(yīng)變、減少玻璃表面的微小凹凸，但由于該端部分不會成為產(chǎn)品，所以越增加寬度則獲得的 產(chǎn)品部分越少。即、存在越想要獲得合格品、獲得的產(chǎn)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(shí)，當(dāng)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(nèi)部損壞，而且該部分附近的熱應(yīng)變還有可能導(dǎo)致產(chǎn)生新的凹凸。 此外，該方法是用于緩和應(yīng)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(yīng)變導(dǎo)致產(chǎn)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(dǎo) 致產(chǎn)生的板厚不均(厚度不均)。此外，在日本特公昭54-31012號公報(bào)中，存在由于強(qiáng)制攔截玻璃帶而導(dǎo)致在薄板 上產(chǎn)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(bào)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(jù) 來自下游的拉邊輥的拉拽應(yīng)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(fù) 雜變化，從而導(dǎo)致在攔截部下游側(cè)的玻璃帶上出現(xiàn)起伏。日本特公昭59-39377號公報(bào)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(cè)加設(shè)1個(gè)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(dá)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(yán)格要求的沿厚度 方向具有均質(zhì)性的這一問題。針對表面混入很多夾雜物、表面與內(nèi)部的玻璃成分不同，可以 通過進(jìn)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(jìn)行研磨。
這樣，可以說還沒有開發(fā)出一種能夠簡易地獲得滿足最近的品質(zhì)要求那樣的、沒 有板厚不均且具有較高的均質(zhì)性的薄板玻璃的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)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(diào)整玻璃帶寬度的區(qū)域靠上游 的區(qū)域，使熔化了的玻璃坯料的表層部分自爐內(nèi)流出。


圖1是用于實(shí)施本發(fā)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(fā)明中正在使玻璃坯料流出的狀態(tài)的圖。圖4A是說明現(xiàn)有的玻璃帶的厚度調(diào)整部件的圖。圖4B是說明現(xiàn)有的玻璃帶的厚度調(diào)整部件的圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)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(diào)整玻璃帶寬度的區(qū)域靠上游區(qū)域使熔化的玻璃坯料的表層部分自爐內(nèi)流 出，從而獲得板厚不均較少、翹曲較少、沒有夾雜物且均質(zhì)性較高的浮法玻璃。下面根據(jù)

本發(fā)明。圖1是用于實(shí)施本發(fā)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(nèi)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(qū)域A中 達(dá)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(nèi)的退 火爐輥31使該玻璃帶1向右側(cè)的退火爐方向前進(jìn)，移動到溫度比A稍低的區(qū)域B中。該區(qū) 域B是設(shè)有拉邊輥2的區(qū)間。拉邊輥的數(shù)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(jìn)方向稍 微傾斜地配置成對拉邊輥的旋轉(zhuǎn)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(diào)整玻璃帶1的厚度。在該玻璃帶1通過該區(qū)域B的期間內(nèi)，首先利用上游側(cè)的拉邊輥沿寬度方向拉伸 該玻璃帶1，之后利用下游側(cè)的拉邊輥將玻璃帶1形成為使中央部達(dá)到目標(biāo)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(qiáng)制拉伸會使玻璃產(chǎn)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(jìn)行強(qiáng) 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(xiàn)實(shí)并不允許根據(jù)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(jìn)速度，但由于玻璃帶的前進(jìn)速度由提升輥21、退火爐30內(nèi)的退火爐輥31決定，因此將前進(jìn)速度提高到極 限以上的這一操作會導(dǎo)致產(chǎn)生與強(qiáng)制拉伸同樣的后果。另外，在前進(jìn)速度過高時(shí)，被輸送到 退火爐中的是仍處于高溫狀態(tài)的玻璃帶，從而導(dǎo)致發(fā)生熱應(yīng)變。此外，還應(yīng)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(zhì)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(fā)而 在頂部固化形成的物質(zhì)。該物質(zhì)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(zhì)性主要由原料的蒸汽壓差導(dǎo)致產(chǎn)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(fā)的硼。因此，為了防止薄板玻璃存在微小凹凸、并同時(shí)解決表面上的夾雜物、非均質(zhì)性的 問題，本發(fā)明采用了在比玻璃成形部靠上游的區(qū)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(nèi)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(qū)域的側(cè)部流出的圖。通 過調(diào)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(qū)域，則可以 是任意位置，但是在熔化成形爐的內(nèi)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(shè)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(yōu)選將流出口設(shè)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(fèi)。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(gòu)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(yōu)點(diǎn)。實(shí)施例1下面，使用實(shí)施例說明本發(fā)明。使用像圖1的裝置那樣的能夠使冷卻后的帶的全寬達(dá)到大約4m地構(gòu)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(xiàn)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(shè)為250000kg/日、將原料熔化溫度設(shè)為1120°C、將熔化成形爐的投入溫度設(shè)為1000°C、 將熔化成形爐的出口溫度設(shè)為600°C、將提升輥的速度設(shè)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(nèi)的溫度隨著玻璃坯料的減少而下降由此需要調(diào)整爐內(nèi)溫度、因玻璃 帶的厚度發(fā)生變化而需要調(diào)整拉邊輥，雖然必須進(jìn)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(kuò)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(yīng)用在電子基板等用 途中。發(fā)明的效果
采用本發(fā)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(xué)用途中所要求的那樣的板厚不均極少、沒有夾雜物、均質(zhì)性極高的浮法玻璃。另外，不用 大幅改變浮法中的在實(shí)際的窯中的操作條件以及制板條件、也不用開發(fā)新的設(shè)備就能提高 品質(zhì)、合格率，從而能夠以穩(wěn)定的操作制造浮法玻璃。工業(yè)實(shí)用件 自不必說本發(fā)明能夠用在建筑用窗玻璃、汽車用窗玻璃等以往一直能應(yīng)用的平板玻璃領(lǐng)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(zhì)性的電子材料領(lǐng)域中。
權(quán)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(diào)整玻璃帶寬度的區(qū)域靠上游的區(qū)域，使熔化的玻璃坯料的表層部分自爐內(nèi)流到爐外。
2.根據(jù)權(quán)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(zhì)性高的平板玻璃。
全文摘要
本發(fā)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(diào)整玻璃帶寬度的區(qū)域靠上游的區(qū)域，使熔化了的玻璃坯料的表層部分自爐內(nèi)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(yōu)先權(quán)日2007年11月1日
發(fā)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