专利名称：平板玻璃制造装置以及平板玻璃制造方法
技术领域：
本发明涉及平板玻璃的制造装置以及制造方法，尤其涉及在利用成形炉从熔融玻璃连续地成形平板玻璃时用于将该熔融玻璃适当地供给到成形炉的成形槽的技术。
背景技术：
一般地，作为从熔融玻璃连续地成形以液晶显示器为代表的平面显示器等的制作所使用的平板玻璃的方法，公知的是下拉(down draw)法和上拉(up draw)法，另外，下拉法还可以大致分为溢流下拉(overflow downdraw)法和槽口下拉(slot down draw)法。
作为其一个例子，对于通过溢流下拉法制造平板玻璃的手段进行说明，通常的例子是，使在熔融窑中加热玻璃原料而得到的熔融玻璃的温度下降到适于成形的粘度之后，在其供给路径的下游侧端部，使其在图4(a)所示的供给管62中流下，从一侧方连续地供给到形成于成形炉11的截面大致呈楔形的成形体11b的上部的成形槽(槽状的溢流槽)11a。此外，在供给管62的上端，配备有用于将熔融玻璃均热化到适于成形的温度附近的槽(罐)。而且，在成形炉11中，如图4(b)所示，从溢流槽11a溢流出的熔融玻璃G，沿着成形体11b的两侧面11ba流下，在下端11bc融合，通过将其向下方拉延，而连续地成形平板玻璃13。
但是，在这样的现有的方法中，会导致以下所示的问题。即，从熔融窑流出的熔融玻璃，随着向供给路径的下游侧移动而温度慢慢降低，需要控制温度使得在变成适于成形的温度的时刻供给到成形炉。而且，熔融玻璃，由于伴随着温度下降而粘性变高，所以随着向供给路径的下游侧过渡，熔融玻璃流动时的阻力变大。因此，如图4(a)所示，若供给管62直接连结于成形炉11(溢流槽11a)且其管径(流路面积)一定，则向成形炉11供给熔融玻璃的供给量，受到熔融玻璃从供给管62的最下游侧即成形炉11附近的管承受的阻力的支配。因此，在改变平板玻璃13的壁厚分布等的情况下，必须改变供给管62的成形炉11附近的温度，并将其粘度调整为适当值，但在这样的方法中，存在如下问题由于在供给管62的长的通路部分存在的全部熔融玻璃的流动受到上述温度改变的影响，所以供给到成形炉11的熔融玻璃的流量容易急剧地变化，直到其流量成为恒定状态需要较长的时间，这期间无法得到质量良好的平板玻璃。
作为应对这样的问题的方法，公知的是将上述的供给管分为上游侧的小径管和下游侧的大径管，并且将小径管的下端部插入到大径管的上端部，将从小径管流入大径管的熔融玻璃供给到成形炉的成形槽中的结构(例如参照下述的专利文献1、2)。若详细叙述，则如图5的概略结构所示，形成的结构是，在从熔融窑到达成形炉21的熔融玻璃的供给路径的下游侧端部配置的供给管72具备上游端与例如对熔融玻璃进行均热化的槽相通的小径管72a；和下游端72ca与成形炉21的溢流槽21a的一侧方相通的大径管72c，在该大径管72c的上游端部内侧插入有小径管72a的下游端部。根据这样的结构，即使在改变平板玻璃23的壁厚分布等时、改变了大径管72c的下游端72ca附近的温度的情况下，大径管72c的上游端部的熔融玻璃的液面L也限于上下地变化，对小径管72a的熔融玻璃的流动几乎不产生任何影响，因此，能够防止熔融玻璃的流量的急剧变化。其结果是，能够在确保稳定的流量的同时进行平板玻璃23的壁厚分布等的改变。
专利文献1日本特开2001-80922号公报专利文献2美国专利申请公开第2003/0110804号说明书但是，根据上述图5所示的结构，尤其根据上述专利文献1所公开的结构，从小径管72a流入大径管72c的熔融玻璃，由于其主要沿着由箭头a所示的路径流动，所以存在于大径管72c和小径管72a的重合部的熔融玻璃G1的流速显著下降，或者产生暂时的停滞。
由于产生这样的情况，引起在流速下降或者停滞了的熔融玻璃G1中产生反玻璃化，从而作为缺陷残存在平板玻璃23中，因此，导致平板玻璃23的品位下降进而导致产品成品率的下降。而且，由于通常情况是大径管72c的内表面(小径管72a的内表面也同样)由铂形成，所以在熔融玻璃G1停滞了的情况下，该熔融玻璃G1和铂的接触时间不适当地变长，从而引起在铂界面上容易产生发泡，产生气泡混入平板玻璃的顾虑，由此也导致平板玻璃23的品位的下降和成品率的下降。
此外，在上述专利文献2中，公开了将小径管72a的下端配置于大径管72c的上端部的熔融玻璃的自由表面附近，但如上所述，若考虑到大径管72c的上游端部的熔融玻璃的液面L上下变化，则这样的调整是极其困难的，不仅会导致无法完全消除上述那样的熔融玻璃G1的流速显著下降或停滞的问题，而且因小径管72a的下端的气氛气体的卷入而产生气泡，由此可能会导致平板玻璃的品位下降或产品成品率的降低。
而且，以上这样的问题，并不限于通过溢流下拉法来成形平板玻璃的情况，即使在通过槽口下拉法来成形平板玻璃的情况下也会同样地产生。
发明内容
本发明鉴于上述情况而提出，技术课题在于，不仅抑制从供给管的下游端供给到成形炉的成形槽的熔融玻璃的流量的急剧变化，而且避免因熔融玻璃的局部的流速下降或停滞而引起的反玻璃化或者产生气泡，从而实现平板玻璃的品位的提高以及改善产品成品率。
为了解决上述技术课题而提出的本发明，是一种平板玻璃的制造装置，其将从熔融窑流出的熔融玻璃通过供给路径连续地导入成形炉的成形槽而连续地成形平板玻璃，其特征在于，配置在所述供给路径的下游侧端部且与所述成形炉的成形槽相通的熔融玻璃供给管具有流路面积小的上游侧的小径管部、和配置在其下游侧的流路面积大的大径管部，并且在所述小径管部和大径管部之间设有扩径管部，所述扩径管部随着向下游侧过渡而流路面积逐渐扩大。
根据这样的结构，从熔融窑流出的熔融玻璃，在移动到其供给路径的下游侧端部的时刻，在供给管的小径管部流下，进而通过扩径管部以及大径管部，连续地供给到成形炉的成形槽。此时，在熔融玻璃通过扩径管部时，即在熔融玻璃从小径管部流入大径管部的过程中，作为熔融玻璃的流动，产生随着向下游侧移动而具有逐渐扩大的方向性的流动。而且，由于该流动沿着扩径管部的内表面，所以能够抑制如现有技术那样从小径管流入大径管时在熔融玻璃中产生的流动(即，随着向下游侧移动而具有逐渐扩大的方向性的流动)没有沿着管内表面而引起的局部的流速下降或停滞。由此，可以尽可能地抑制因熔融玻璃的流速下降或停滞引起的反玻璃化的产生、和由于熔融玻璃与管内表面的例如铂的长时间接触而引起的气泡的产生，实现平板玻璃的质量的提高和产品成品率的改善。
在上述结构中，优选的是，小径管部、扩径管部以及大径管部一体地连续连接。
如此，能够充分确保使熔融玻璃流下时的落差(head)长度、即从熔融玻璃的上端的液面到成形槽的熔融玻璃的流出位置(在基于溢流下拉法的情况下是熔融玻璃的溢流面)的距离，相对于熔融玻璃的上端液面高度的变化的流量变化变小，所以能够从大径管部的下游端稳定地向成形炉的成形槽供给熔融玻璃。此外，由于导致熔融玻璃的局部的流速下降或停滞的余地消失，所以由其引起的反玻璃化的发生概率或气泡的发生概率进一步可靠地下降。而且，该供给管由于上游侧的管径小于下游侧的管径，所以熔融玻璃移动时从管受到的阻力在上游侧的小径管部大，在下游侧的大径管部小。其结果是供给到成形炉的成形槽的熔融玻璃的流量受到小径管部的熔融玻璃的粘度的支配。因此，如图4(a)所示，相比于供给管62是一定的管径的情况，相对于成形炉附近的温度变化，可以得到更稳定的流量。这在采用溢流下拉法的情况下尤其有利。即，在该成形法中，平板玻璃的壁厚分布受到成形炉内的熔融玻璃的流量和粘度的支配，但对其影响大的是在成形炉附近的供给管内的熔融玻璃的粘度和流量。而且在该手段中，由于能够使成形炉附近的熔融玻璃的流量稳定，所以有利于平板玻璃的壁厚分布的稳定化。另外，在改变平板玻璃的壁厚分布等的情况下，还可抑制供给到成形炉的成形槽的熔融玻璃的流量的急剧的变化。
在上述结构中，优选的是，在小径管部附设有加热机构，该加热机构对通过大径管部而供给到成形炉的成形槽的熔融玻璃的流量进行控制。
如此，通过加热机构调整在小径管部流动的熔融玻璃的粘性，伴随于此，控制通过大径管部而供给到成形炉的成形槽的熔融玻璃的流量。在该小径管部的加热，由于流路面积小所以热量容易遍及整体传播到熔融玻璃的流动的中心部，可迅速进行粘性的调整，所以不仅可确保良好的响应性，而且还能够容易且高效地控制供给到成形槽的熔融玻璃的流量。
在上述结构中，成形炉的成形槽可以是在截面近似楔形的成形体的上部形成的槽状的溢流槽。
如此，能够通过溢流下拉法适当地成形平板玻璃，能够提供质量良好的液晶显示器用等的平板玻璃。
此时，优选的是，选择小径管部的管径，使得可靠地对应于供给到成形炉的成形槽的熔融玻璃的流量，另外，大径管部的管径优选设定为，和槽状的溢流槽的入口部分大致相同的面积。
另外，为了解决上述技术课题而提出的本发明的方法，是一种平板玻璃制造方法，将从熔融窑流出的熔融玻璃通过供给路径连续地导入成形炉的成形槽而连续地成形平板玻璃，其特征在于，熔融玻璃在所述供给路径的下游侧端部，在从流路面积小的小径管部内流下之后，直到流入与所述成形炉的成形槽连通的流路面积大的大径管部内为止的期间内，在随着向下游侧过渡而流路面积逐渐扩大的扩径管部内通过。
根据这样的方法，从熔融窑流出的熔融玻璃，在移动到供给路径的下游侧端部的时刻，在供给管的小径管部流下，进而通过扩径管部以及大径管部，连续地供给到成形炉的成形槽，因此，能够取得和在上述的关于装置的说明中对于与此对应的动作已经说明了的事项相同的作用效果。
在该方法中，优选的是，熔融玻璃在小径管部、扩径管部以及大径管部一体地连续连接而成的供给管内流动。
在该情况下，对于反玻璃化或气泡的发生概率的降低等，能够取得和在上述的关于装置的说明中对于与此对应的动作已经说明了的事项相同的作用效果。
在上述的方法中，优选的是通过进行在小径管部内流下的熔融玻璃的温度控制，来控制通过大径管部而供给到成形炉的成形槽的熔融玻璃的流量。
在该情况下，通过在小径管部流下的熔融玻璃的温度控制来调整粘性，伴随于此控制通过大径管部供给到成形炉的成形槽的熔融玻璃的流量，所以能够取得和在上述的关于装置的说明中对于与此对应的动作已经说明了的事项相同的作用效果。
(发明效果)根据如上所述的本发明，在熔融玻璃从小径管部通过扩径管部流入大径管部的过程中，作为熔融玻璃的流动，产生随着向下游侧移动而具有逐渐扩大的方向性的流动，而且，由于该流动沿着扩径管部的内表面，所以能够抑制熔融玻璃的局部的流速下降或停滞。由此，可以大幅度地降低因熔融玻璃的流速下降或停滞引起的反玻璃化的产生概率和气泡的产生概率，实现平板玻璃的质量提高和产品成品率的改善。而且，在小径管部、扩径管部以及大径管部一体地连续连接的情况下，由于熔融玻璃移动时从管受到的阻力在上游侧的小径管部大，在下游侧的大径管部小，因此供给到成形炉的成形槽的熔融玻璃的流量受到小径管部的熔融玻璃的粘度的支配。因此，对成形炉附近的温度变化的流量的影响小。其结果是，即使在改变平板玻璃的壁厚分布等的情况下，也可抑制供给到成形炉的成形槽的熔融玻璃的流量的急剧变化。
图1是表示本发明的第一实施方式的平板玻璃制造装置的主要部分剖断概略主视图；图2是表示本发明的第二实施方式的平板玻璃制造装置的主要部分剖断概略主视图；图3(a)是表示本发明的第三实施方式的平板玻璃制造装置的主要部分的纵剖主视图，图3(b)是表示本发明的第四实施方式的平板玻璃制造装置的主要部分的纵剖主视图，图3(c)是表示本发明的第五实施方式的平板玻璃制造装置的主要部分的纵剖主视图，图3(d)是表示本发明的第六实施方式的平板玻璃制造装置的主要部分的纵剖主视图；图4(a)是表示现有的平板玻璃制造装置的主要部分的立体图，图4(b)是表示该装置的作用的主要部分纵剖侧视图(省略了剖面线的图)；图5是表示现有的平板玻璃制造装置的主要部分剖断概略主视图。
图中1-成形炉；1a-溢流槽(成形槽)；2、12、22、32、42、52-供给管；2a、12a、22a、32a、42a、52a-小径管部；2b、12b、22b、32b、42b、52b-扩径管部；2c、12c、22c、32c、42c、52c-大径管部；3-平板玻璃；4-温度传感器(热电偶)；5-加热机构(加热器)。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施方式。
首先，基于图1，说明本发明的第一实施方式的平板玻璃制造装置。与该图所示的成形炉1的成形槽(槽状的溢流槽)1a连通的供给管2，配置在从图外的熔融窑直到该溢流槽1a的熔融玻璃的供给路径(全供给路径)的下游侧端部。该供给管2具备上游端与例如对熔融玻璃进行均热化的槽(省略图示)连通的流路面积小的小径管部2a；一体地连续连接于该小径管部2a的下游端、且随着向下游侧过渡而流路面积(管径)逐渐变大的扩径管部2b；和一体地连接于该扩径管部2b的下游端、且与成形炉1的溢流槽1a的一侧方连结的大径管部2c。
此时，小径管部2a和扩径管部2b在纵向上延伸排列，与此相对，大径管部2c的上游侧端部在纵向上延伸且在中间部改变方向，下游侧端部在横向上延伸。而且，在小径管部2a内流下的熔融玻璃，通过扩径管部2b，从大径管部2c的下游端2ca连续地供给到成形炉1的溢流槽1a，进而从溢流槽1a溢流的熔融玻璃沿着成形体1b的两侧面流下并在下端融合，通过将其向下方拉延而连续地成形平板玻璃3。
另外，在小径管部2a、扩径管部2b、以及大径管部2c的外周附加设置有基于来自温度传感器(热电偶)4的信号来进行温度控制的多个加热机构(加热器)5。此时，附加设置在小径管部2a的外周的加热机构5和温度传感器4，控制从大径管部2c的下游端2ca供给到成形炉1的溢流槽1a的熔融玻璃的流量，在其他的管部外周附加设置的加热机构5和温度传感器4辅助地调整熔融玻璃的粘性。因此，熔融玻璃向溢流槽1a的供给量主要受到对于小径管部2a的温度控制、即小径管部2a的熔融玻璃的粘度支配。
根据形成了以上结构的平板玻璃制造装置，在小径管部2a流下的熔融玻璃，在通过扩径管部2b时，如图1的箭头A所示，产生沿着扩径管部2b的内表面的流动，之后，通过大径管部2c而供给到成形炉1的溢流槽1a。如此，在熔融玻璃从小径管部2a流入到大径管部2c的过程中，通过在扩径管部2b内产生如箭头A所示的流动，不会产生熔融玻璃的显著的流速下降或暂时的停滞，避免由其引起的反玻璃化和气泡的产生。由此，制造的平板玻璃3的质量提高，并且可以有助于改善成品率。
而且，在小径管部2a的外周附加设置的加热机构5，可通过迅速改变在其内部流下的熔融玻璃的直到流动中心部的整体温度来控制流量，所以受其支配的熔融玻璃向溢流槽1a供给的供给量也能够响应性良好地受到控制，能够对于因供给的熔融玻璃的粘度的变化等引起的流量的变化进行迅速的应对。进而，由于能够充分确保从熔融玻璃的上端的液面(例如在小径管部2a的上游端设置的槽内的熔融玻璃的液面)到溢流槽1a的熔融玻璃的溢流面3a的距离、即落差长度，所以相对于熔融玻璃的液面变化的流量的变化变小，能够从大径管部2c的下游端2ca稳定地向成形炉1的溢流槽1a供给熔融玻璃。
图2是例示本发明的第二实施方式的平板玻璃制造装置的图。该第二实施方式的平板玻璃制造装置和上述第一实施方式的不同点在于，使小径管部12a的下游端和扩径管部12b的上游端的连接部弯曲，并且使扩径管部12b的下游端和大径管部12c的上游端的连接部弯曲，且还使大径管部12c本身的方向变换部弯曲。从而，在该供给管12上不存在屈曲部。如此，从小径管部12a通过扩径管部12b，然后从大径管部12c的下游端12ca供给到溢流槽1a的熔融玻璃的流动变得更加圆滑，反玻璃化和气泡的产生概率变得更低。对于除此以外的方面，由于结构和上述第一实施方式相同，所以图2中对于其他的构成要素标注与第一实施方式相同的符号，省略其说明。
上述第一实施方式以及第二实施方式的平板玻璃制造装置，都是将供给管的构成要素即小径管部、扩径管部、以及大径管部一体地连续连接而成的，但本发明并不限定于此，还可以是以下所示的结构。
即，图3(a)所示的本发明的第三实施方式，将供给管22分为直径大致相同的小径管部22a、相互之间一体地连续连接而成的扩径管部22b以及大径管部22c，并且将小径管部22a的下游端部以重合的方式插入扩径管部22b的上游端部。即使是这样的结构，也能够控制从大径管部22c的下游端供给到成形炉的溢流槽的熔融玻璃的流量的急剧变化，同时与现有技术相比还能够充分地抑制因熔融玻璃的局部的流速下降或停滞而引起的反玻璃化或产生气泡。
另外，图3(b)所示的本发明的第四实施方式，将供给管32分为相互之间一体地连续连接而成的小径管部32a以及扩径管部32b、和直径大致相同的大径管部32c，并且将扩径管部32b的下游端部以重合的方式插入大径管部32c的上游端部。即使是这样的结构，也能够得到和上述第三实施方式相同的作用效果。
进而，图3(c)所示的本发明的第五实施方式，与上述第三实施方式相同，将供给管42分为直径大致相同的小径管部42a、和相互之间一体地连续连接而成的扩径管部42b以及大径管部42c，并且使从小径管部42a流入扩径管部42b的熔融玻璃的表面成为自由表面来进行设定。此时，虽然可以将小径管部42a的下游端部以重合的方式插入扩径管部42b的上游端部，但如图所示，两管部42a、42b也可以不重合。即使是这样的结构，也能够得到和上述第三实施方式大致相同的作用效果。
另外，图3(d)所示的本发明的第六实施方式，和上述第四实施方式相同，将供给管52分为相互之间一体地连续连接而成的小径管部52a以及扩径管部52b、和直径大致相同的大径管部52c，并且使从扩径管部52b流入大径管部52c的熔融玻璃的表面成为自由表面来进行设定。此时，虽然可以将扩径管部52b的下游端部以重合的方式插入大径管部52c的上游端部，但如图所示，两管部52b、52c也可以不重合。即使是这样的结构，也能够得到和上述第三实施方式大致相同的作用效果。
此外，以上的实施方式，将本发明适用于通过溢流下拉法来成形平板玻璃的情况，但除此之外，同样可以将本发明适用于通过槽口下拉法来成形平板玻璃的情况。
(产业上的可利用性)本发明适合在平板玻璃的制造工序中使用，所述平板玻璃用于液晶显示器、等离子体显示器、场致发光显示器、场致发射显示器等各种图像显示设备用的玻璃面板的制作，或用作形成各种电子显示功能元件或薄膜的基材。
权利要求
1.一种平板玻璃制造装置，其将从熔融窑流出的熔融玻璃通过供给路径连续地导入成形炉的成形槽而连续地成形平板玻璃，其特征在于，配置在所述供给路径的下游侧端部且与所述成形炉的成形槽相通的熔融玻璃供给管具有流路面积小的上游侧的小径管部、和配置在其下游侧的流路面积大的大径管部，并且在所述小径管部和大径管部之间设有扩径管部，所述扩径管部随着向下游侧过渡而流路面积逐渐扩大。
2.如权利要求1所述的平板玻璃制造装置，其特征在于，所述小径管部、扩径管部以及大径管部一体地连续连接。
3.如权利要求1或2所述的平板玻璃制造装置，其特征在于，在所述小径管部附设有加热机构，所述加热机构对通过所述大径管部而供给到所述成形炉的成形槽的熔融玻璃的流量进行控制。
4.如权利要求1～3中任一项所述的平板玻璃制造装置，其特征在于，所述成形炉的成形槽是在截面近似楔形的成形体的上部形成的槽状的溢流槽。
5.一种平板玻璃制造方法，将从熔融窑流出的熔融玻璃通过供给路径连续地导入成形炉的成形槽而连续地成形平板玻璃，其特征在于，熔融玻璃在所述供给路径的下游侧端部，在从流路面积小的小径管部内流下之后，直到流入与所述成形炉的成形槽连通的流路面积大的大径管部内为止的期间内，在随着向下游侧过渡而流路面积逐渐扩大的扩径管部内通过。
6.如权利要求5所述的平板玻璃制造方法，其特征在于，所述熔融玻璃在所述小径管部、扩径管部以及大径管部一体地连续连接而成的供给管内流动。
7.如权利要求5或6所述的平板玻璃制造方法，其特征在于，通过进行在所述小径管部内流下的熔融玻璃的温度控制，来控制通过所述大径管部而供给到所述成形炉的成形槽的熔融玻璃的流量。
8.如权利要求5～7中任一项所述的平板玻璃制造方法，其特征在于，通过溢流下拉法来连续地成形平板玻璃。
全文摘要
本发明提供一种平板玻璃制造装置及平板玻璃制造方法，在将从熔融窑流出的熔融玻璃引导向成形炉(1)的成形槽(1a)的供给路径的下游侧端部配置的熔融玻璃的供给管(2)具有流路面积小的上游侧的小径管部(2a)、和配置在其下游侧的流路面积大的大径管部(2c)，并且在小径管部(2a)和大径管部(2c)之间设有扩径管部(2b)，所述扩径管部(2b)随着向下游侧过渡而流路面积逐渐扩大。此时，小径管部(2a)、扩径管部(2b)以及大径管部(2c)可以一体地连续连接。
文档编号C03B17/06GK101048351SQ20058003675
公开日2007年10月3日 申请日期2005年11月7日 优先权日2004年12月28日
发明者加埜智典 申请人:日本电气硝子株式会社