玻璃基板的制造方法、及冷却器的制造方法

玻璃基板的制造方法、及冷却器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种玻璃基板的制造方法及冷却器，在对成形后的玻璃板进行冷却的空间内，可以有效且易控制的方式与玻璃板进行热交换。在本发明的玻璃基板的制造方法中，在从成形体(10)离开的玻璃板(90)冷却至缓冷点附近的空间的至少一部分，设有冷却速度控制构件(41a～41f)。隔着冷却速度控制构件而位于玻璃板(90)的相反侧的后方冷却空间(422)包含沿着玻璃板(90)的行进方向配置的冷却室(422a～422f)。冷却室(422a～422f)利用冷却器(51a～51f)而被冷却。冷却器(51b)包含隔热板(52b)及冷却剂管(53b)。隔热板(52b)抑制冷却室(422b)与沿着行进方向而邻接于冷却室(422b)的空间之间的热移动。冷却剂管(53b)通过在内部流动的液体冷却剂而对冷却室进行冷却。
【专利说明】玻璃基板的制造方法、及冷却器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种玻璃基板的制造方法、及冷却器。
【背景技术】
[0002]以往，作为制造玻璃基板的方法，使用着溢流下拉法。在溢流下拉法中，是通过使从成形体溢流的熔融玻璃沿着成形体的两侧面流下后，在成形体的下端部附近合流，而使玻璃板成形。成形后的玻璃板一边向下方被拉长一边被冷却。冷却后的玻璃板被切断成特定的尺寸，从而获得玻璃基板。
[0003]在溢流下拉法中，对成形后的玻璃板进行冷却时，使用用来控制玻璃板的冷却速度的技术。例如，在专利文献I (国际公开第2012/018072号小册子)中，公开了如下方法，即，在成形体下方的空间，沿着玻璃板的行进方向配置多个冷却速度控制构件，向各个冷却速度控制构件吹送特定温度的气体，由此控制玻璃板的温度。另外，为了使成形后的玻璃板更快速地到达最终厚度，在专利文献2 (日本专利特表第2009-502706号公报)中，公开了对刚从成形体下端离开的玻璃板进行快速冷却的方法。
[0004]【背景技术】文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:国际公开第2012/018072号小册子
[0007]专利文献2:日本专利特表第2009-502706号公报

【发明内容】

[0008][发明所要解决的问题]
[0009]但是，在对刚从成形体下端离开的玻璃板进行快速冷却时，使用专利文献I所公开的冷却速度控制构件的方法中，冷却玻璃板的能力并不充分。另外，该方法中，由于向冷却速度控制构件吹送的气体在玻璃板宽度方向上的细微流量差，导致产生玻璃板的温度差。另外，该方法中，由于向冷却速度控制构件吹送的气体的一部分意外地漏出而与玻璃板碰撞，导致产生玻璃板的温度差。而且，因玻璃板的温度差，有可能导致玻璃板的板厚偏差增加。
[0010]本发明的目的在于提供一种在对成形后的玻璃板进行冷却的空间可有效且控制性优秀地与玻璃板进行热交换的玻璃基板的制造方法、及在存在热源的空间可有效地与热源进行热交换的冷却器。
[0011][解决问题的技术手段]
[0012]本发明的玻璃基板的制造方法包括成形工序、冷却工序、及切断工序。成形工序中，使熔融玻璃从成形体溢流而成形玻璃板。冷却工序中，使成形后的玻璃板一边向下方被拉长一边被冷却。切断工序中，将冷却后的玻璃板切断而获得玻璃基板。在使从成形体离开的玻璃板冷却至缓冷点附近的空间的至少一部分，设置着冷却速度控制构件。冷却速度控制构件和玻璃板的宽度方向的中央区域的表面相对向。隔着冷却速度控制构件而位于玻璃板的相反侧的后方冷却空间是由沿着玻璃板的行进方向配置的冷却室构成。冷却室的至少一部分是利用冷却器来进行冷却。冷却工序中，玻璃板通过一边和接于冷却室的冷却速度控制构件对向一边沿着行进方向移动，而阶段性或连续性被冷却。冷却器的至少一部分包含隔热板、冷却剂管。隔热板对在冷却室和沿着行进方向邻接于冷却室的空间之间的热移动进行抑制。冷却剂管通过使液体冷却剂在内部流动来冷却冷却室。
[0013]该玻璃基板的制造方法中，刚从成形体下端离开的玻璃板通过冷却器而急冷至缓冷点附近。冷却器是由隔热板和冷却剂管构成。隔热板是沿着玻璃板的行进方向、即铅垂方向而用来将后方冷却空间区划成多个冷却室的间隔壁。冷却剂管在内部流动的液体冷却剂、和被隔热板隔开的2个空间的一者之间，利用辐射热传递及自然对流热传递而进行有效的热交换。冷却器可以通过调节冷却剂管内部的液体冷却剂的流量、或者变更液体冷却剂的温度，来控制热交换量。此外，在希望进一步扩大冷却速度可调整范围的情况下，必需增减冷却剂管的往返次数来变更冷却剂管的表面积、或者变更供给至冷却剂管的液体冷却剂的温度。
[0014]所以，该玻璃基板的制造方法在对成形后的玻璃板进行冷却的空间可有效且控制性优秀地与玻璃板进行热交换。
[0015]另外，冷却工序中优选包含第I冷却工序和第2冷却工序。第I冷却工序中，以第I平均冷却速度对玻璃板进行冷却，直到玻璃板的中央区域的温度到达缓冷点。第2冷却工序中，以第2平均冷却速度对玻璃板进行冷却，直到玻璃板的中央区域的温度从缓冷点起到达比应变点低50°C的温度。第I平均冷却速度优选大于第2平均冷却速度。
[0016]第I冷却工序中，玻璃板的中央区域的温度为1200°C~缓冷点，热缩率的影响小。该温度区域内，由于玻璃分子容易移动，所以难以产生应变。另一方面，第2冷却工序中，玻璃板的中央区域的温度为 缓冷点~应变点附近，热缩率的影响大，所以优选为尽量缓慢地冷却。该温度区域内，与第I冷却工序相比，玻璃分子的移动所需的时间长，容易产生应变。因此，第I平均冷却速度优选大于第2平均冷却速度。
[0017]另外，冷却工序中，优选利用冷却速度控制构件控制行进方向上的玻璃板的冷却速度。冷却速度控制构件可以使玻璃板的宽度方向的温度均匀。
[0018]另外，在对从成形体离开的玻璃板进行冷却的空间，优选设置对玻璃板的宽度方向的端部进行冷却的端部冷却装置。冷却工序中，利用端部冷却装置，以玻璃板的端部以大于玻璃板的中央区域的速度冷却的方式，对玻璃板进行冷却。端部冷却装置可以抑制玻璃板的宽度方向的收缩。
[0019]另外，在冷却速度控制构件的与玻璃板的对向面为相反侧的面上，优选沿着玻璃板的宽度方向设置保温构件。冷却工序中，利用保温构件来控制玻璃板的宽度方向的厚度及/或翘曲。
[0020]另外，冷却工序中，优选在玻璃板的中央区域的温度到达软化点附近的空间的至少一部分，利用保温构件的尺寸的变更，根据玻璃板的宽度方向的板厚分布，来控制玻璃板的厚度。
[0021]冷却工序中，可以通过使用保温构件来控制玻璃板的宽度方向的温度分布。由此，冷却工序中，可以实现适于减少玻璃板的板厚偏差及翘曲的玻璃板的温度分布。
[0022]另外，在冷却工序中，优选为，控制玻璃板的厚度后，通过变更保温构件的尺寸，从玻璃板的中央区域朝端部而形成玻璃板的温度呈阶段性或连续性下降的温度分布，以平面度处于特定范围内的方式控制玻璃板的翘曲。
[0023]本发明的冷却器用来冷却空间，该冷却器包括隔热板、及冷却剂管。隔热板将空间分割成多个冷却室，且抑制邻接的冷却室之间的热移动。冷却剂管通过在内部流动液体冷却剂来冷却冷却室。
[0024]该冷却器中，冷却剂管在流动于内部的液体冷却剂、和被隔热板隔开的2个空间的其中一者之间，利用辐射热传递及自然对流热传递而进行有效的热交换。该冷却器可以通过调节冷却剂管内部的液体冷却剂的流量、或变更液体冷却剂的温度，以及变更冷却剂管的往返次数来变更冷却剂管的表面积，而控制热交换量。
[0025]因此，该冷却器可以在存在热源的空间内有效且控制性优秀地与热源进行热交换。
[0026]另外，冷却剂管优选为，配置成隔开其外径以上的间隔进行多次往返，且形成包含往返的冷却剂管的列的平面即管平面。隔热板构成冷却室的壁面内的一面，且设置成与管平面平行且与管平面相接地，利用其自重设置于冷却剂管的列上。
[0027]该冷却器能实现与周围气氛接触的冷却管的较大表面积，所以，在存在热源的空间内可以更有效地与热源进行热交换。另外，由于冷却管在铅垂方向的尺寸小，因此，该冷却器即便在铅垂方向的设置空间尺寸受限时也能不降低热交换效率地设置。
[0028]另外，冷却器优选具有如下刚性，即，在其两端部被支撑的状态下，因长度方向的中央部的自重产生的变形量无关于长度方向的长度而为20_以下。因此，该冷却器的长度方向的中央部不需要被支 撑。
[0029][发明的效果]
[0030]本发明的玻璃基板的制造方法在对成形后的玻璃板进行冷却的空间内可以有效且控制性优秀地与玻璃板进行热交换。本发明的冷却器在存在热源的空间内可以有效地与热源进行热交换。
【专利附图】

【附图说明】
[0031]图1是本实施方式的玻璃基板制造装置的概略构成图。
[0032]图2是成形装置的前视图。
[0033]图3是图2的II1-1II线的成形装置的剖视图。
[0034]图4是冷却速度控制构件的外观图。
[0035]图5是冷却速度控制构件附近的图2的放大图。
[0036]图6是端部冷却装置的外观图。
[0037]图7是冷却器的外观图。
[0038]图8是冷却器的侧视图。
[0039]图9是变化例A的冷却器的俯视图。
[0040]图10是变化例A的冷却器的侧视图。
[0041][符号的说明]
[0042]10成形体
[0043]41a~41f 冷却速度控制构件[0044]42端部冷却装置
[0045]43保温构件
[0046]51a~51f冷却器
[0047]52b隔热板
[0048]53b冷却剂管
[0049]80熔融玻璃
[0050]90玻璃板
[0051]95管平面
[0052]422后方冷却空间
[0053]422a ~422f 冷却室
【具体实施方式】
[0054](I)玻璃基板制造装置的全体构成
[0055]一边参照图式 一边说明本发明的玻璃基板的制造方法及冷却器的实施方式。图1是本实施方式中使用的玻璃基板制造装置100的概略构成图。如图1所示，玻璃基板制造装置100包括熔解槽200、澄清槽300、及成形装置400。在熔解槽200中，玻璃原料被加热而生成熔解玻璃。在澄清槽300中，将在熔解槽200内生成的熔融玻璃所含的气泡除去。在成形装置400中，从在澄清槽300内已被除去气泡的熔融玻璃利用溢流下拉法连续地成形玻璃板。成形后的玻璃板被切断成特定尺寸，获得制品尺寸的玻璃基板。玻璃基板经过端面加工工序、清洗工序及检查工序等，被捆包并出厂。
[0056]利用玻璃基板制造装置100制造的玻璃基板可用于制造液晶显示器、等离子显示器及有机EL显示器等平板显示器(FPD)。该玻璃基板例如具有0.2mm~0.8mm的厚度，且具有纵680mm~2200mm及横880mm~2500mm的尺寸。
[0057](2)成形装置的详细构成
[0058]图2是成形装置400的前视图。图2是沿着与利用成形装置400成形的玻璃板90的表面垂直的方向观察到的成形装置400的外观图。图3是图2的II1-1II线的成形装置400的剖视图。成形装置400主要包括成形体10、上部间隔构件20、冷却滚筒30、冷却单元40、冷却器51a~51f、下部间隔构件60、下拉滚筒70、及控制装置(未图示)。
[0059](2-1)成形体
[0060]如图3所示，成形体10具有大体楔状且为五边形的剖面形状。成形体10是由耐火砖成形，且设置在作为上部间隔构件20上方的空间的成形体收容空间410内。成形体10以大体楔状的剖面形状的尖端位于下端的方式设置。
[0061]在成形体10的上端面，沿着成形体10的长度方向而形成着槽12。在成形体10的长度方向的端部，安装着与槽12连通的玻璃供给管14。槽12形成为随着从与玻璃供给管14连通的一端部起朝向另一端部，而逐渐变浅。
[0062]从澄清槽300送来的熔融玻璃经由玻璃供给管14而流入槽12。从成形体10的槽12溢流的熔融玻璃80沿着成形体10的两侧面流下，并在成形体10的下端附近合流。合流后的熔融玻璃80变成玻璃板90。玻璃板90是连续地成形，并在上部间隔构件20的下方、且下部间隔构件60的上方的空间即冷却空间420内一边流下一边被冷却。[0063](2-2)上部间隔构件
[0064]上部间隔构件20是设置在成形体10的下端附近的一对板状的隔热构件。如图3所示，上部间隔构件20是设置在玻璃板90的厚度方向的两侧。上部间隔构件20在铅垂方向上区隔出成形体收容空间410和冷却空间420。成形体收容空间410是供成形体10设置的空间。冷却空间420是玻璃板90 —边流下一边被冷却的空间。上部间隔构件20对从成形体收容空间410向冷却空间420的热移动进行阻断。
[0065](2-3)冷却滚筒
[0066]冷却滚筒30是用来对在冷却空间420内流下的玻璃板90进行急冷的构件。如图2所示，冷却滚筒30对玻璃板90的宽度方向的两端部进行冷却。如图3所示，冷却滚筒30设置在玻璃板90的厚度方向的两侧。因此，玻璃板90是由2对冷却滚筒30夹着其宽度方向的两端部而进行急冷。
[0067](2-4)冷却单元
[0068]冷却单元40是一边调节在冷却空间420内流下的玻璃板90的冷却速度，一边将玻璃板90冷却至缓冷点附近的单元。于此,缓冷点附近是从玻璃板90的缓冷点上加100°C后的温度起，至玻璃板90的应变点加玻璃板90的缓冷点后除以2所得的温度为止的温度区域。冷却单元40以使玻璃板90沿着玻璃板90的流下方向阶段性或连续性冷却的方式进行控制。冷却单元40主要包括冷却速度控制构件41a~41f、端部冷却装置42及保温构件43。
[0069](2-4-1)冷却 速度控制构件
[0070]在本实施方式中，如图3所示，6对冷却速度控制构件41a~41f是设置在上部间隔构件20下方的冷却空间420。冷却速度控制构件41a~41f是沿着玻璃板90的流下方向、即铅垂方向而设置。冷却速度控制构件41a~41f在铅垂方向上无缝隙地排列。此外，配置于铅垂方向上的冷却速度控制构件41a~41f的数量可以根据成形装置400的尺寸及至玻璃板90的缓冷点附近为止的冷却工序中想要设定的不同的冷却速度式样的数量等而适当地决定。
[0071]冷却速度控制构件41a在6个冷却速度控制构件41a~41f内相对于玻璃板90的流下方向而设置在最上游。冷却速度控制构件41f在6个冷却速度控制构件41a~41f内相对于玻璃板90的流下方向而设置在最下游。冷却速度控制构件41a邻接于上部间隔构件20的下方而设置，冷却速度控制构件41f大致设置在下部间隔构件60的上方。各冷却速度控制构件41a~41f具有相同构成。接着，以冷却速度控制构件41a为例，说明冷却速度控制构件41a~41f的构成。
[0072]一对冷却速度控制构件41a分别设置在玻璃板90的两表面附近。冷却速度控制构件41a是在玻璃板90的宽度方向、即水平方向上延伸的构件。如图2所示，冷却速度控制构件41a设置在与玻璃板90的宽度方向的中央区域90a的表面对向的位置上。以下，玻璃板90的中央区域90a是包含板厚均匀的对象的部分的区域，玻璃板90的端部90b是包含制造后被切断的对象的部分的区域。冷却速度控制构件41a的长度方向的长度比玻璃板90的宽度方向的长度短。
[0073]图4是冷却速度控制构件41a的一部分的外观图。冷却速度控制构件41a是经弯折加工后的板状的金属构件。该金属构件优选为，在大气中具有600°C以上的耐热性，具有至少30W/m.K以上的热导率，在使用温度区域内具有0.85以上的辐射率特性。冷却速度控制构件41a的金属构件例如为纯镍。
[0074]如图4所示，冷却速度控制构件41a是包含弯折部62a及主部63a的导槽(槽形钢)。弯折部62a是位于冷却速度控制构件41a的铅垂方向的两端部，由金属构件弯折而形成的水平部。主部63a是弯折部62a以外的铅垂部。主部63a具有与玻璃板90对向的面。主部63a的铅垂方向的尺寸h例如为50mm~250mm。主部63a优选具有例如4mm以上的厚度t。弯折部62a的水平方向的尺寸w例如为40mm~90mm。
[0075]图5是冷却速度控制构件41a附近的图2的放大图。图5中省略了端部冷却装置42。如图3所示，冷却速度控制构件41a通过螺丝固定而和在铅垂方向上邻接的冷却速度控制构件41b连结。具体来说，冷却速度控制构件41a的下侧的弯折部62a通过螺丝固定而和冷却速度控制构件41b的上侧的弯折部62b连结。同样地，冷却速度控制构件41b的下侧的弯折部62b通过螺丝固定而和冷却速度控制构件41c的上侧的弯折部62c连结。
[0076]在图3中，后方冷却空间422是隔着冷却速度控制构件41a~41f而位于玻璃板90的相反侧的空间。即，从玻璃板90侧观察，后方冷却空间422是位于冷却速度控制构件41a~41f的后方的空间。后方冷却空间422是冷却空间420的一部分。在冷却空间420内，后方冷却空间422是和后方冷却空间422以外的空间隔开的。具体来说，玻璃板90的宽度方向上的后方冷却空间422的两侧部被具有与冷却速度控制构件41a~41f相同形状的导槽等构件隔开。后方冷却空间422的与冷却速度控制构件41a~41f对向的侧部被成形装置400的内壁或隔热构件隔开。后方冷却空间422的上部及下部分别被冷却器51a及下部间隔构件60隔开。后方冷却空间422利用冷却器51b~51f而沿着玻璃板90的行进方向被分割成多个冷却室422a~422f。
[0077](2-4-2)端部冷 却装置
[0078]端部冷却装置42在冷却空间420内是对玻璃板90的宽度方向的两端部进行冷却的单元。如图2所示，端部冷却装置42在玻璃板90的宽度方向的两端部90b设置在与玻璃板90的两表面对向的位置上。端部冷却装置42在玻璃板90的宽度方向上设置在冷却速度控制构件41a~41f的两侧。另外，如图2所示，多个端部冷却装置42是沿着玻璃板90的流下方向而设置。
[0079]图6是端部冷却装置42的外观图。端部冷却装置42主要包括水冷板42a、供水管42b、及排水管42c。水冷板42a是由热导率比较高、耐氧化性及耐热性优秀的构件构成。在本实施方式中，水冷板42a是利用不锈钢而成形。水冷板42a在内部具有供冷却水流动的流路。供水管42b及排水管42c和水冷板42a的流路连通。水冷板42a具有与玻璃板90的表面对应的表面。端部冷却装置42具有可相对于玻璃板90接近或背离的构造。
[0080]冷却水通过供水管42b而供给至水冷板42a的流路。通过水冷板42a的流路后被加热的冷却水从排水管42c排出。玻璃板90的宽度方向的两端部90b通过来自水冷板42a的辐射热传递而被冷却。
[0081]利用冷却速度控制构件41a~41f及端部冷却装置42，玻璃板90的两端部90b以大于玻璃板90的中央区域90a的速度被冷却。由此，端部冷却装置42可抑制玻璃板90的宽度方向的收缩，且可在玻璃板90的宽度方向上形成所需的温度分布。
[0082](2-4-3)保温构件[0083]如图5所示，保温构件43是固定在冷却速度控制构件41a的下侧的弯折部62a。即，保温构件43是设置在后方冷却空间422内。冷却速度控制构件41a上沿着其长度方向而安装着多个保温构件43。保温构件43在玻璃板90的中央区域90a的温度达到软化点附近的空间的至少一部分，根据玻璃板90的壁厚分布形状，而在玻璃板90的宽度方向上间歇或不规则地配置。于此，软化点附近是从在玻璃板90的软化点上加100°C后的温度起，直至从玻璃板90的软化点减100°C后的温度为止的温度区域。为了在玻璃板90的中央区域90a的温度比软化点低的空间内，形成从玻璃板90的宽度方向的中央区域90a朝向两端部90b而玻璃板90的温度阶段性或连续性下降的温度分布，保温构件43在玻璃板90的宽度方向上大体规则且无缝隙地配置。其他各冷却速度控制构件41b~41f也和冷却速度控制构件41a同样安装着多个保温构件43。
[0084]保温构件43抑制从冷却速度控制构件41a~41f的散热。保温构件43例如为陶瓷纤维板及橡皮布。利用保温构件43来控制玻璃板90的厚度及翘曲。例如，在玻璃板90的宽度方向的中央区域90a的温度冷却至软化点附近的空间的至少一部分，适当地调节保温构件43的尺寸，由此根据玻璃板90的宽度方向的板厚分布来控制玻璃板90的厚度。
[0085]另外，通过使用保温构件43，可以控制玻璃板90的宽度方向的温度分布。由此，可实现适于减少玻璃板90的板厚偏差及翘曲的玻璃板90的温度分布。
[0086]另外，通过适当地调节保温构件43的尺寸，可以形成从玻璃板90的中央区域90a朝向两端部90b而玻璃板90的温度阶段性或连续性下降的温度分布。由此，以平面度处于特定范围内的方式控制玻璃板90的翘曲。为了形成此种温度分布，例如，将设置在冷却速度控制构件41b~41f的长度方向的中央部的保温构件43，形成厚于或高于设置在两端部的保温构件43。
[0087](2-5)冷却器
[0088]冷却器51a~51f是沿着玻璃板90的行进方向而在铅垂方向上分割后方冷却空间422的构件。如图3所示，一对后方冷却空间422分别利用5个冷却器51b~51f而被分割成6个冷却室422a~422f。从玻璃板90侧观察，冷却室422a~422f分别为位于冷却速度控制构件41a~41f后方的空间。冷却室422a在6个冷却室422a~422f内相对于玻璃板90的流下方向而位于最上游。冷却室422f在6个冷却室422a~422f内相对于玻璃板90的流下方向而位于最下游。此外，冷却室422a~422f的至少一部分被冷却器51a~51f冷却便可。
[0089]如图3所示，冷却器51a设置在冷却速度控制构件41a上侧的弯折部62a的高度位置上。冷却器51b设置在冷却速度控制构件41a与冷却速度控制构件41b之间的高度位置上。即，冷却器51b设置在对应于冷却速度控制构件41a的冷却室422a与对应于冷却速度控制构件41b的冷却室422b之间的高度位置上。同样地，冷却器51c设置在冷却速度控制构件41b与冷却速度控制构件41c之间的高度位置上。即，冷却器51c设置在对应于冷却速度控制构件41b的冷却室422b与对应于冷却速度控制构件41c的冷却室422c之间的高度位置上。其他冷却器51d~51f也相同。
[0090]冷却室422a被冷却速度控制构件41a、冷却器51a及冷却器51b包围，冷却室422b被冷却速度控制构件41b、冷却器51b及冷却器51c包围。关于冷却室422c~422e也相同。冷却室422f被冷却速度控制构件41f、冷却器51f及下部间隔构件60包围。[0091]各冷却器51a~51f具有相同构成。接着，说明冷却器51b的构成。此外，以下说明也适用于其他冷却器51a、51c~51f。冷却器51b主要包括隔热板52b、冷却剂管53b及支撑部54b。图7是从下方观察冷却器51b的外观图。图8是冷却器51b的侧视图。
[0092](2-5-1)隔热板
[0093]隔热板52b在玻璃板90的宽度方向上具有与冷却速度控制构件41a~41f大体相同的长度。隔热板52b抑制被冷却器51b隔开的冷却室422a和冷却室422b之间的热移动。
[0094]隔热板52b安装在冷却器51b的上部。即，图7是从下方观察设置在后方冷却空间422内的冷却器51b的外观图。隔热板52b的长度方向与冷却速度控制构件41a~41f的长度方向及玻璃板90的宽度方向平行。隔热板52b优选具有0.07m2.K/ff以上的热阻。
[0095](2-5-2)冷却剂管
[0096]冷却剂管53b安装在冷却器51b的下部。冷却剂管53b是内部流动着冷却水的管。冷却剂管53b安装在隔热板52b的下表面。冷却剂管53b主要包括多个角管91、多个长弯头92、流入管93及流出管94。在本实施方式中，如图7所示，冷却剂管53b包括4根角管91及3个长弯头92。此外，角管91、长弯头92、流入管93及流出管94使用市售不锈钢管及铜管等。角管91具有大体正方形的剖面形状。长弯头92、流入管93及流出管94具有大体圆形的剖面形状。
[0097]4根角管91沿着隔热板52b的长度方向安装在隔热板52b的下表面。4根角管91隔开特定间隔而相互平行 地设置。邻接的角管91间的间隔超过角管91的外径。如图7所示，长弯头92是将邻接的角管91的端部彼此连结的U字形的管。流入管93及流出管94连结于设置在隔热板52b两端的2根角管91的端部。未连结于流入管93及流出管94的2根角管91利用长弯头92在其两端部连结不同的2根角管91。长弯头92的剖面积与流入管93及流出管94的剖面积大体相等。角管91的剖面积未满流入管93及流出管94的剖面积的4倍。
[0098]在冷却剂管53b内部流动的水从流入管93供给，在角管91及长弯头92内交替流动，并从流出管94排出。如图7所示，在冷却剂管53b内部流动的水在隔热板52b的长度方向上多次往返。
[0099](2-5-3)支撑部
[0100]支撑部54b安装在冷却器51b的两侧部。一对支撑部54b分别连结于4根角管91的端部。如图8所示，角管91通过导热水泥96而固定在支撑部54b上。如图8所示，4根角管91的上端面包含于管平面95。管平面95是包含4根角管91的上端面的虚拟平面。管平面95是与隔热板52b的下表面平行的平面。隔热板52b在与管平面95相接的状态下，利用其自重支撑在4根角管91的上端面。即，4根角管91的上端面是与隔热板52b的下表面粘结的面。
[0101]支撑部54b固定在构成冷却空间420的壁面上。冷却器51b以其两端部被一对支撑部54b支撑的状态而设置在后方冷却空间422内。冷却器51b具有因其长度方向的中央部的自重引起的变形量为20mm以下的刚性。
[0102](2-6)下部间隔构件
[0103]下部间隔构件60是设置在冷却单元40下方的板状的隔热构件。如图3所示，下部间隔构件60是设置在玻璃板90的厚度方向的两侧。下部间隔构件60在铅垂方向上将冷却空间420、与冷却空间420的下方的缓冷空间430隔开。下部间隔构件60阻断从冷却空间420向缓冷空间430的热移动。
[0104](2-7)下拉滚筒
[0105]如图2及图3所示，下拉滚筒70是设置在缓冷空间430内，用于将玻璃板90下拉的构件。缓冷空间430是玻璃板90 —边被下拉滚筒70下拉一面逐渐地被冷却的空间。下拉滚筒70是设置在玻璃板90的厚度方向的两侧、及玻璃板90的宽度方向的两端部。下拉滚筒70是利用马达驱动而旋转。通过下拉滚筒70的旋转，玻璃板90被往下拉。
[0106]玻璃板90的中央区域90a的温度达到缓冷点前的玻璃板90的平均冷却速度，大于玻璃板90的中央区域90a的温度从缓冷点达到比应变点低50°C的温度前的玻璃板90的平均冷却速度。玻璃板90的中央区域90a的温度被冷却至缓冷点为止的空间为冷却空间420。玻璃板90的中央区域90a的温度从缓冷点冷却至比应变点低50°C的温度为止的空间为缓冷空间430的一部分空间。
[0107](2-8)控制装置
[0108]控制装置主要包括CPU、RAM、ROM及硬碟等。控制装置是与冷却滚筒30、端部冷却装置42、冷却器51a~51f及下拉滚筒70等连接。控制装置例如调节冷却滚筒30及下拉滚筒70的旋转速度。控制装置例如调节通过端部冷却装置42的水冷板42a的冷却水的流量。控制装置例如调节通过冷却器51a的冷却剂管53a的冷却水的流量。
[0109](3)玻璃基板制造装置的动作
[0110]从成形体10的槽12溢流的熔融玻璃80沿着成形体10的两侧面流下，并在成形体10的下端附近合流。合流后的熔融玻璃80变成玻璃板90。玻璃板90是连续地成形，一边在冷却空间420及缓冷空间430内流下一边被冷却。
[0111]在冷却空间420内，首先利用冷却滚筒30对玻璃板90的宽度方向的两端部进行急冷。接着，利用冷却单元40，一边调节玻璃板90的冷却速度一边使玻璃板90冷却至缓冷点附近为止。缓冷空间430内，玻璃板90是一边被下拉滚筒70下拉一边逐渐地被冷却。冷却后的玻璃板90被切断成特定尺寸，从而获得制品尺寸的玻璃基板。
[0112](4)玻璃基板制造装置的特征
[0113](4-1)
[0114]在本实施方式的冷却器51b (以下关于其他冷却器51a、51c~51f也相同)中，角管91的剖面积未达长弯头92、流入管93及流出管94的剖面积的4倍，在流入管93与角管91的连结部、角管91与长弯头92的连结部、及角管91与流出管94的连结部，冷却剂管53b的流路剖面积的变化率控制为未达特定值。即，冷却剂管53b的流路全体不具有流路剖面积急剧扩大的部分、及流路剖面积急剧缩小的部分。
[0115]在内部流动着用于热交换的液体冷却剂的冷却剂管具有流路剖面积急剧变化的部分的情况下，冷却剂管的内部产生冷却剂的流动滞停的部分。在冷却剂滞停的部分，流动于冷却剂管的冷却剂、与冷却剂管周围的气氛的热交换效率下降。另外，冷却剂的清洁度低的情况下，在冷却剂滞停的部分，冷却剂所含的杂质沉淀及堆积，有可能变成冷却剂管堵塞的原因。另外，在流路剖面积急剧变化等冷却剂管的流路形状复杂的情况下，向冷却剂管内注满冷却剂时冷却剂管内部的空气有可能未完全去除。由此，未与冷却剂接触的冷却剂管的壁面会局部加热及氧化，有可能导致破损。
[0116]在本实施方式中，如上述般，冷却剂管53b不具有流路剖面积急剧变化的部分，从而能抑制冷却剂滞停的部分的产生。因此，抑制流动于冷却剂管53b内部的冷却剂、与冷却剂管53b的周围的气氛的热交换的效率下降，且抑制冷却剂管53b因冷却剂所含的杂质堵塞的情况。另外，由于抑制冷却剂管53b内部产生空气滞停的部分，从而能抑制冷却剂管53b的壁面局部加热而破损的情况。
[0117]因此，本实施方式的冷却器51a~51f可抑制热交换效率的下降，因此具备冷却器51a~51f的玻璃基板制造装置100在对成形后的玻璃板90进行冷却的冷却空间420内可以有效地与玻璃板90进行热交换。
[0118](4-2)
[0119]在本实施方式的冷却器51b中，构成冷却剂管53b的4根角管91的上端面包含于同一管平面95。隔热板52b是被4根角管91支撑。隔热板52b将冷却器51b上方的冷却室422a、与冷却器51b下方的冷却室422b分离开。因此，在冷却室422a与冷却室422b之间不产生气体移动，从而阻断热移动。
[0120]由此，进行安装在隔热板52b下表面的冷却剂管53b、与冷却器51b下方的冷却室422b的气氛之间的热交换。另一方面，冷却剂管53b、与冷却器51b上方的冷却室422a的气氛之间的热交换被隔热板52b抑制。即，冷却器51b可不影响与冷却室422a相接的冷却速度控制构件41a的温度，而调节与冷却室422b相接的冷却速度控制构件41b的温度。
[0121]因此，冷却器51a~51f分别可仅调节冷却速度控制构件41a~41f的温度。由此，例如通过使用控制装置来控制通过各冷却器51a~51f的冷却剂的流量，可以独立地调节各冷却速度控制构件41a~41f的温度。
[0122]因此，本实施方式的冷却器51a~51f可以经由冷却速度控制构件41a~41f而有效且控制性优秀地与玻璃板90进行热交换。由此，冷却器51a~51f可适当地控制玻璃板90的冷却速度。
[0123](4-3)
[0124]在本实施方式的冷却器51b中，4根角管91是隔开间隔而相互平行地配置。各角管91的上端面是粘结于隔热板52b的下表面。因此，冷却器51b的各角管91的上端面以外的3个面接于冷却室422b的气氛。这样，通过将4根角管91隔开间隔而配置，与冷却室422b相接的角管91的表面积大，因此冷却器51b的热交换效率提升。
[0125]因此，本实施方式的冷却器51a~51f具有高热交换效率，所以具备冷却器51a~51f的玻璃基板制造装置100在对玻璃板90进行冷却的冷却空间420内可以有效地与玻璃板90进行热交换。另外，通过将4根角管91隔开间隔而配置的构成，可以实现冷却器51b的轻量化。
[0126](4-4)
[0127]在本实施方式的冷却器51b中，占据冷却剂管53b的流路的大部分的角管91是安装在隔热板52b的下表面，且如图8所示，仅长弯头92、流入管93及流出管94从角管91的下端面向下方突出。 长弯头92、流入管93及流出管94是连结于角管91的端部。因此，除冷却器51b的长度方向的两端部外，冷却器51b的高度尺寸是控制在将隔热板52b的高度尺寸、与角管91的高度尺寸合在一起后的值以内。[0128]因此，本实施方式的冷却器51a~51f除了其长度方向的两端部外，可以控制高度尺寸。因此，在冷却空间420的高度尺寸受限的情况下，也能不降低热交换效率地设置多个冷却器51a~51f。
[0129](4-5)
[0130]在本实施方式的冷却器51b中，构成冷却剂管53b的角管91、长弯头92、流入管93及流出管94是使用市售不锈钢管及铜管等。另外，为了组装冷却剂管53b，将角管91与长弯头92的连结部、角管91与流入管93的连结部、及角管91与流出管94的连结部全周焊接便可。
[0131]因此，本实施方式的冷却器51a~51f具备具有简单构造的冷却剂管53b，所以能抑制用于组装冷却剂管53b的工时及成本。
[0132](4-6)
[0133]在本实施方式的冷却器51b中，角管91的两端部是利用导热水泥96而固定在一对支撑部54b上。导热水泥96具有高热导率，因此，支撑部54b容易被在角管91内部流动的冷却剂冷却。
[0134]支撑部54b的一端部是位于冷却速度控制构件41b附近，因此容易因流下的玻璃板90的热而被加热。若支撑部54b被加热而氧化，则有可能产生支撑部54b的破损及热变形。
[0135]在本实施方 式中，支撑部54b利用在角管91内部流动的冷却剂而容易被冷却，因此能抑制支撑部54b的破损及热变形。
[0136](4-7)
[0137]本实施方式的冷却器51b是以其两端部被一对支撑部54b支撑的状态而设置。冷却器51b具有无关于其长度方向的尺寸，因其长度方向的中央部的自重引起的变形量为20mm以下的刚性。因此，即便在仅冷却器51b的两端部被一对支撑部54b支撑的状态下，冷却器51b的中央部大体上不会因自重而垂下。即，冷却器51b的中央部无需被其他支撑构件支撑。
[0138]因此，冷却器51b的长度方向的中央部无需被其他支撑构件支撑，所以能抑制热交换效率的下降。另外，冷却器51b不妨碍对其长度方向的中央部附近的空间的存取。因此，可以在冷却器51b的长度方向上有效地利用设置着冷却器51b的后方冷却空间422。
[0139](4-8)
[0140]在本实施方式的玻璃基板制造装置100中，冷却空间420内沿着玻璃板90的流下方向而设置着多个冷却速度控制构件41a~41f。冷却速度控制构件41a~41f分别与冷却室422a~422f相接。冷却室422a~422f分别被冷却器51a~5If冷却。即，冷却器51a~51f分别调节冷却速度控制构件41a~41f的温度。由此,能控制一边流下一边被冷却的玻璃板90的冷却速度。
[0141]在以往的玻璃基板制造装置中，例如使用如下方法，即，为了使刚从成形体的下端离开的玻璃板快速冷却，向冷却速度控制构件吹送冷却用气体，来调节玻璃板的温度。但是，该方法中，因向冷却速度控制构件吹送的气体在玻璃板宽度方向上的细微流量差，而产生玻璃板的温度差，所以难以调节玻璃板的温度。另外，因向冷却速度控制构件吹送的气体的一部分意外漏出而与玻璃板碰撞，有可能产生玻璃板的温度差。因此，该方法中，难以调整玻璃板的冷却速度，所以存在玻璃板的板厚偏差增加的问题。
[0142]在本实施方式的玻璃基板制造装置100中，冷却器51a~51f分别可独立地调节冷却速度控制构件41a~41f的温度。因此，冷却器51a~51f可以沿着玻璃板90的流下方向容易地将玻璃板90的冷却速度调节成所期望的值。因此，玻璃基板制造装置100可有效地量产玻璃板90而不增加玻璃板90的板厚偏差。
[0143](5)变化例
[0144](5-1)变化例 A
[0145]在本实施方式的冷却器51b (以下关于其他冷却器51a、51c~51f也相同)中，内部流动着热交换用冷却剂的角管91是具有大体正方形的剖面形状的管。但是，也可以代替角管91而使用具有大体圆形的剖面形状的圆管。
[0146]图9及图10表示作为本实施方式的冷却器51b的变化例的冷却器151b。图9是冷却器151b的俯视图。图10是冷却器151b的侧视图。冷却器151b主要包括隔热板152b、冷却剂管153b、及支撑部154b。此外,冷却器151b配置在与本实施方式的冷却器51b相同的位置上，且具有相同效果。
[0147]冷却器151b的隔热板152b及支撑部154b分别具有与本实施方式的冷却器51b的隔热板52b及支撑部54b相同的构成。冷却器151b的冷却剂管153b具有与本实施方式的冷却器51b的冷却剂管53b不同的构成。如图9所示，冷却剂管153b包括4根圆管191、3个长弯头192、流入管193、及流出管194。圆管191的剖面积是与长弯头192、流入管193及流出管194的剖面积大 体 相同。长弯头192、流入管193及流出管194是利用导热水泥196而固定在支撑部154b上。
[0148]4根圆管191是隔开间隔而相互平行地配置。各圆管191的上端粘结于隔热板152b的下表面。流入管193及流出管194是连结于设置在隔热板152b两端的2根圆管191的端部。未连结于流入管193及流出管194的2根圆管191利用长弯头192而在其两端部连结彼此不同的2根圆管191。
[0149]在本变化例中，如图10所示，长弯头192及流入管193设置在与圆管191相同的高度位置上。流出管194除了与圆管191的连结部以外的部分是位于比圆管191低的高度位置上。
[0150]在冷却剂管153b的内部流动的冷却水从流入管193流入，在圆管191及长弯头192内交替流动，并从流出管194流出。如图9所示，在冷却剂管153b的内部流动的冷却水在隔热板152b的长度方向上多次往返。
[0151]在本变化例中，冷却器151b的冷却剂管153b具有圆管191。与本实施方式的角管91相比，圆管191与隔热板152b的粘结面积小。但是，利用将4根圆管191隔开间隔而配置的构成，与隔热板152b的下方的冷却室相接的圆管191的表面积大。因此，冷却器151b与本实施方式的冷却器51b同样地具有高热交换效率。
[0152](5-2)变化例 B
[0153]在本实施方式的冷却器51b中，冷却剂管53b是以隔开间隔而多次往返的方式配置。具体来说，在冷却剂管53b内部流动的冷却剂通过4根角管91，由此沿着隔热板52b的长度方向而往返两次。但是，冷却剂管53b的往返次数也可以根据角管91的剖面积及隔热板52b的尺寸等而适当地变更。[0154]另外，角管91的剖面积也可以适当地变更。在本实施方式中，角管91的剖面积未达流入管93及流出管94的剖面积的4倍。但是，角管91的剖面积优选为与流入管93及流出管94的剖面积大体相同。由此，能抑制角管91与流入管93的连结部等的冷却剂管53b的流路剖面积的变化率，从而更难以产生冷却剂的流动滞停的部分。
[0155](5-3)变化例 C
[0156]在本实施方式的冷却器51b中，冷却剂管53b的角管91是由不锈钢管及铜管等成形。角管91的上端面以外的3个面接于冷却室422b的气氛。因此，也可以在角管91的上端面以外的3个面上涂布高辐射率涂料。由此，角管91的热辐射的吸收率增加，所以在角管91内部流动的冷却剂、与冷却室422b的气氛的热交换效率提升。
[0157]此外，在向角管91的表面涂布高辐射率涂料前，也可以对角管91的表面进行喷砂加工。由此，角管91表面的高辐射率涂料的附着性提升。
[0158](5-4)变化例 D
[0159]在本实施方式的冷却器51b中，冷却剂管53b具有4根角管91。但是，4根角管91内位于靠近热源的位置上而容易被加热的角管91也可以替换成“变化例A”的圆管191。具体来说，位于最靠近冷却速度控制构件41a~41f的位置上的角管91也可以替换成圆管191。
[0160]在位于最靠近冷却速度控制构件41a~41f的位置上的角管91中，在作为与冷却速度控制构件41 a~41 f对 向的面的对向面、和相对于对向面直角连结的面之间，因热辐射热传导所接受的热量差异大。因此，该角管91上根据其表面而产生大的温度差，因此，由于此温度差引起的热变形，角管91的角部有可能产生较大应力。由此，角管91有可能破损。因此，位于靠近热源的位置上的角管91优选替换成圆管191。
[0161](5-5)变化例 E
[0162]在本实施方式中，冷却速度控制构件41a~41f的材料是使用纯镍，但也可以使用热导率高的其他材料、例如钥、烧结Sic、再结晶SiC、人造石墨、铁及钨。
[0163]但是，钥优选在非氧化气氛下使用。另外，在氧化气氛下使用钥的情况下，优选对冷却速度控制构件41a~41f实施耐氧化涂布。另外，烧结SiC及再结晶SiC可以在氧化气氛下使用，人造石墨、铁及钨可以在非氧化气氛下使用。
[0164](5-6)变化例 F
[0165]在本实施方式中，冷却速度控制构件41a~41f是使用导槽(槽形钢)，但也可以使用具有其他形状的金属构件。该情况下，优选构成为，使在铅垂方向上邻接的冷却速度控制构件41a~41f彼此最小限度地接触，由此抑制邻接的冷却速度控制构件41a~41f彼此的热传导。
[0166](5-7)变化例 G
[0167]在本实施方式中，作为用于对宽度方向的长度为2200mm的玻璃板90进行冷却的玻璃基板制造装置100，例示了冷却速度控制构件41a~41f的长度方向的长度、及冷却速度控制构件41a~41f的数量。但是，也可以根据由玻璃基板制造装置100制造的玻璃板90的宽度方向的长度及厚度等，变更冷却速度控制构件41a~41f的长度方向的长度、及冷却速度控制构件41a~41f的数量。
[0168](5-8)变化例 H[0169]在本实施方式中，冷却速度控制构件41a的主部63a是在铅垂方向上延伸，但例如也可以相对于铅垂方向倾斜、或沿着铅垂方向而形成凹凸部。由此，可抑制沿着玻璃板90表面产生的上升气流，抑制铅垂方向上的玻璃板90的冷却速度的差。因此，本变化例中，在冷却空间420内可以大体固定的速度对玻璃板90进行冷却。
[0170](5-9)变化例 I
[0171]在本实施方式中，后方冷却空间422是通过5个冷却器51b~51f而沿着玻璃板90的行进方向被分割成6个冷却室422a~422f。但是，后方冷却空间422只要至少一部分被冷却器51a~51f分割，则也可以利用其他隔热构件等进行分割。
[0172](5-10)变化例 J
[0173]在本实施方式中，冷却室422a~422f分别被冷却器51a~51f冷却。但是，冷却室422a~422f只要至少一部分被冷却器51a~51f冷却，则例如也可以利用具有与本实施方式的冷却器51a~51 f不同的构成的冷却器、及其他冷却手段来进行冷却。
【权利要求】
1.一种玻璃基板的制造方法，包括: 成形工序，使熔融玻璃从成形体溢流而成形玻璃板； 冷却工序，使成形后的所述玻璃板一边向下方拉长一边进行冷却 '及 切断工序，将冷却后的所述玻璃板切断而获得玻璃基板； 在从所述成形体离开的所述玻璃板冷却至缓冷点的空间的至少一部分，设有与所述玻璃板的宽度方向的中央区域的表面对向的冷却速度控制构件， 隔着所述冷却速度控制构件而位于所述玻璃板的相反侧的后方冷却空间包含沿着所述玻璃板的行进方向配置的冷却室， 所述冷却室的至少一部分利用冷却器进行冷却， 所述冷却工序中，所述玻璃板与接于所述冷却室的所述冷却速度控制构件对向并沿着所述行进方向移动，由此阶段性或连续性地被冷却， 所述冷却器的至少一部分包含: 隔热板，抑制所述冷却室与沿着所述行进方向而邻接于所述冷却室的空间之间的热移动；及 冷却剂管，通过在内部流动以液体冷却剂而冷却所述冷却室。
2.根据权利要求1所述的玻璃基板的制造方法，其中所述冷却工序包含: 第I冷却工序，在所述玻璃板的所述中央区域的温度达到缓冷点为止以第I平均冷却速度 对所述玻璃板进行冷却；及 第2冷却工序，在所述玻璃板的所述中央区域的温度从缓冷点达到比应变点低50°C的温度为止以第2平均冷却速度对所述玻璃板进行冷却； 所述第I平均冷却速度大于所述第2平均冷却速度。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃基板的制造方法，其中所述冷却工序中，利用所述冷却速度控制构件来控制所述行进方向上的所述玻璃板的冷却速度。
4.根据权利要求1或2所述的玻璃基板的制造方法，其中在对从所述成形体离开的所述玻璃板进行冷却的空间内，设有对所述玻璃板的宽度方向的端部进行冷却的端部冷却装置， 在所述冷却工序中，利用所述端部冷却装置，以所述玻璃板的所述端部以大于所述玻璃板的所述中央区域的速度冷却的方式，对所述玻璃板进行冷却。
5.根据权利要求1或2所述的玻璃基板的制造方法，其中在所述冷却速度控制构件的与所述玻璃板的对向面为相反侧的面上，沿着所述玻璃板的宽度方向而设置着保温构件， 所述冷却工序中，利用所述保温构件来控制所述玻璃板的宽度方向的厚度及/或翘曲。
6.根据权利要求5所述的玻璃基板的制造方法，其中所述冷却工序中，在所述玻璃板的所述中央区域的温度达到软化点的空间的至少一部分，通过变更所述保温构件的尺寸，根据所述玻璃板的宽度方向的板厚分布来控制所述玻璃板的厚度。
7.根据权利要求6所述的玻璃基板的制造方法，其中所述冷却工序中，在控制所述玻璃板的厚度后，通过变更所述保温构件的尺寸，从所述玻璃板的所述中央区域朝向所述端部而形成所述玻璃板的温度阶段性或连续性下降的温度分布，以平面度处于特定范围内的方式控制所述玻璃板的翘曲。
8.—种冷却器,用于对空间进行冷却，该冷却器包括: 隔热板，将所述空间分割成多个冷却室，且抑制邻接的所述冷却室之间的热移动 '及 冷却剂管，通过在内部流动以液体冷却剂而冷却所述冷却室。
9.根据权利要求8所述的冷却器，其中所述冷却剂管以隔开其外径以上的间隔多次往返的方式配置，且形成包含往返的所述冷却剂管的列的平面即管平面， 所述隔热板构成所述冷却室的壁面内的一面，且一边与所述管平面平行且接于所述管平面，一边利用其自重而设置在所述冷却剂管的列上。
10.根据权利要求8或9所述的冷却器，其中所述冷却器具有如下刚性，即，其两端部被支撑的状态下，因长度方向的中央部的自重而产生的变形量无关于长度方向的长度而为20mm以下。
【文档编号】C03B17/06GK103708709SQ201310446991
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2012年9月28日
【发明者】前田伸广 申请人:安瀚视特控股株式会社