制备浮法平板玻璃的方法转让专利
申请号 : CN200580009315.1
文献号 : CN1934037B
文献日 : 2010-05-05
发明人 : 谷濑伸久 , 藤本学 , 国本宜伸
申请人 : 中央硝子株式会社
摘要 :
本发明涉及制备浮法玻璃的方法，其特征在于在制备厚度0.1-3mm的浮法玻璃的方法中，在通过压辊控制玻璃带宽度的过程中，位于璃带宽度最大位置处的玻璃带的粘度范围是4.5-5.6(包含端值)，且考虑位于玻璃带宽度最大位置下游的至少三个压辊，当相邻两个压辊间的距离(单位：mm)为L，且当施加两个压辊拉力的位置处玻璃带宽度方向上的末端部分到玻璃带中心方向的变化量(单位：mm)为Δh时，设定-0.1≤Δh/L≤0.4。
权利要求 :
1.一种制备厚度为0.1-3mm的浮法玻璃的方法，该制备浮法玻璃的方法特征在于，在通过压辊控制玻璃带宽度的过程中，玻璃带宽度变为最大的位置处的玻璃带粘度为4.5-5.6，对于位于玻璃带宽度变为最大的位置下游的至少3个压辊，当相邻两个压辊间的距离为L，当在施加所述相邻两个压辊拉力的部分处玻璃带宽度方向上末端部分到玻璃带中心方向的变化量为Δh时，设定-0.1≤Δh/L≤0.4，其中，所述距离和变化量的单位为mm，粘度单位为泊。
2.根据权利要求1的制备浮法玻璃的方法，其特征在于，对于位于玻璃带宽度变为最大的位置下游的至少三个压辊，当相邻的第n个压辊和沿下游顺序的第n+1个压辊间的距离是Ln，当在所述第n个压辊和第n+1个压辊施加拉力的部分上玻璃带宽度方向上的末端部分到玻璃带中心方向的变化量是Δhn时，另外当沿下游顺序相邻的第n+1个压辊和第n+2个压辊间的距离是Ln+1，当在所述第n+1个压辊和第n+2个压辊施加拉力的部分玻璃带宽度方向上的末端部分到玻璃带中心方向的变化量是Δhn+1时，设定-0.5≤Δhn/Ln-(Δhn+1/Ln+1)≤0.5，其中，所述距离和变化量的单位为mm。
3.根据权利要求1和2之一的制备浮法玻璃的方法，其中压辊的数目是5-25对。
说明书 :
技术领域
本发明涉及制备浮法玻璃的方法。
背景技术
在制备浮法玻璃中，通过在熔融金属上漂浮熔融玻璃材料，熔融玻璃材料自然铺展并由于熔融玻璃表面张力和重力间的平衡从而具有稳定的厚度。这个状态下的厚度被称为平衡厚度。将熔融玻璃沿一个方向拉伸为带形以便形成玻璃带。在希望的厚度小于平衡厚度的情况下，通常使用如下方法：通过挤压旋转辊的方式在宽度方向上延展玻璃带以便使玻璃带变薄，各个旋转辊具有凹槽和齿，并被称为压辊(toproll)(例如参见专利文献1)。
由于玻璃带漂浮在熔融金属浴上，通过控制压辊的压力和方向，以及玻璃带的量和粘度，可以主要获得期望厚度薄于平衡厚度的平板玻璃。
然而，即使能够控制总体厚度，但局部存在微观粗糙。尽管人们认为厚度的不均匀直接产生粗糙(所谓的不均匀厚度)，以及当保持厚度恒定时平板在整体上起伏是微观粗糙的原因，前一个原因通常被认为是产生微观粗糙的原因。据认为利用压辊在宽度方向延展玻璃以便使其变薄的过程中将产生微观粗糙。
也就是说，尽管生产线上的一部分玻璃带被压辊部分伸展变得更薄，然而相邻压辊之间的部分趋于变得更厚以致回到平衡厚度。此外，虽然玻璃带其本身沿垂直于宽度方向的方向移动，但是压辊并不移动。因此，压辊所延展的玻璃带延展部分每时每刻都在相对于玻璃带移动。也就是说，容易理解玻璃带承受复杂的应力，该应力每时每刻均在变化并因此将产生微小变形，以及该变形引起的厚度不均匀。
人们已尝试解决这种厚度不均匀。例如，假设其原因是拉力被施加在压辊分别所在的部分，已经提出沿玻璃带的末端部分而非压辊处连续施加拉力(例如，参见专利文献2)。然而，这并不能最终完全消除厚度不均匀。由于玻璃带向下游侧移动，拉力并不与宽度方向平行而是作用在向前进方向略微倾斜的方向，因此，该拉力不能起到均衡延展玻璃带的作用。
此外，已经提出尽管承受压辊拉力的玻璃带末端部分具有辊的痕迹，从而不用作产品，但是，相对于中心部分0.1-1.5mm的厚度而言，通过将末端部分的厚度增加到约3mm或更小，以及通过增加宽度，应力-应变减弱，从而玻璃表面的粗糙减小(例如，参见专利文献3)。
通过将厚度不均匀减少到预定程度，则在一些应用中厚度的不均匀可以被忽略不计.例如，在建筑和汽车的窗玻璃情形中，通过将厚度不均匀减少到透过玻璃的透射图像对肉眼不显失真(distort)的程度，就不存在问题.然而，近年来，在诸如PDP基板、液晶基板、太阳能电池基板等电子工程应用中，对品质的要求变得日益严格.因此，仅使用已知的技术难以获得通过这种等级的产品.尽管当假设玻璃表面上存在粗糙时，可采用已知的抛光玻璃表面的技术，但这显然会增加产品的成本.在这样的情况下，期望能够简单获得没有微观厚度不均匀的平板玻璃的方法.
专利文献1：日本已审专利申请公开No.(Showa)44-23823
专利文献2：日本已审专利申请公开No.(Showa)49-5206
专利文献3：日本公开专利申请No.(Heisei)7-10569
由于玻璃带漂浮在熔融金属浴上，通过控制压辊的压力和方向，以及玻璃带的量和粘度，可以主要获得期望厚度薄于平衡厚度的平板玻璃。
然而，即使能够控制总体厚度，但局部存在微观粗糙。尽管人们认为厚度的不均匀直接产生粗糙(所谓的不均匀厚度)，以及当保持厚度恒定时平板在整体上起伏是微观粗糙的原因，前一个原因通常被认为是产生微观粗糙的原因。据认为利用压辊在宽度方向延展玻璃以便使其变薄的过程中将产生微观粗糙。
也就是说，尽管生产线上的一部分玻璃带被压辊部分伸展变得更薄，然而相邻压辊之间的部分趋于变得更厚以致回到平衡厚度。此外，虽然玻璃带其本身沿垂直于宽度方向的方向移动，但是压辊并不移动。因此，压辊所延展的玻璃带延展部分每时每刻都在相对于玻璃带移动。也就是说，容易理解玻璃带承受复杂的应力，该应力每时每刻均在变化并因此将产生微小变形，以及该变形引起的厚度不均匀。
人们已尝试解决这种厚度不均匀。例如，假设其原因是拉力被施加在压辊分别所在的部分，已经提出沿玻璃带的末端部分而非压辊处连续施加拉力(例如，参见专利文献2)。然而，这并不能最终完全消除厚度不均匀。由于玻璃带向下游侧移动，拉力并不与宽度方向平行而是作用在向前进方向略微倾斜的方向，因此，该拉力不能起到均衡延展玻璃带的作用。
此外，已经提出尽管承受压辊拉力的玻璃带末端部分具有辊的痕迹，从而不用作产品，但是，相对于中心部分0.1-1.5mm的厚度而言，通过将末端部分的厚度增加到约3mm或更小，以及通过增加宽度，应力-应变减弱，从而玻璃表面的粗糙减小(例如，参见专利文献3)。
通过将厚度不均匀减少到预定程度，则在一些应用中厚度的不均匀可以被忽略不计.例如，在建筑和汽车的窗玻璃情形中，通过将厚度不均匀减少到透过玻璃的透射图像对肉眼不显失真(distort)的程度，就不存在问题.然而，近年来，在诸如PDP基板、液晶基板、太阳能电池基板等电子工程应用中，对品质的要求变得日益严格.因此，仅使用已知的技术难以获得通过这种等级的产品.尽管当假设玻璃表面上存在粗糙时，可采用已知的抛光玻璃表面的技术，但这显然会增加产品的成本.在这样的情况下，期望能够简单获得没有微观厚度不均匀的平板玻璃的方法.
专利文献1：日本已审专利申请公开No.(Showa)44-23823
专利文献2：日本已审专利申请公开No.(Showa)49-5206
专利文献3：日本公开专利申请No.(Heisei)7-10569
发明内容
例如，尽管日本已审专利申请公开No.(Showa)49-5206中描述的信息能够减小有害的厚度不均匀，但难以将其减小到满足电子工程应用的品质要求的程度。其原因是，该拉力并未起到上述的平衡延展玻璃带的作用。此外，由于必须向连续生产线上的各个拉力施加点施加不同的力，因此难以精确控制这种施加。此外，当引入这种连续加力的设备时，由此封闭了监测玻璃带漂浮状态的窗口，因此妨碍了监测。另外，玻璃带两个末端部分附近的温度可能被降低，因此玻璃带易于在慢冷却炉中破裂。
此外，使用日本公开专利申请No.(Heisei)7-10569中描述的设备，通过增加玻璃带末端部分的厚度使其厚于中心部分的厚度但薄于约3mm并通过增加宽度以解决微观粗糙，应力-应变被缓和从而解决微观粗糙。然而，由于末端部分不能用作产品，当宽度增加时作为产品的部分减少。即，存在当为了制备更好的产品时产品数量减少的问题。此外，如果末端部分的厚度与中心部分的厚度差别过大，那么必然产生热容的差异。从而，玻璃带可能在慢冷却炉中易于破裂并且该部分的热应变可能成为新粗糙的原因。此外，由于使用这种方法缓和应变，据认为尽管它对应变引起的平板玻璃的整体波动有效，然而该方法对材料偏析引起的平板厚度不均匀(不均匀厚度)并不始终有效。
因此，不能说已开发出容易获得满足近期品质要求的厚度不均匀较小的平板玻璃的方法。
根据本发明，提出一种制备浮法玻璃的方法，其特征在于制备厚度0.1-3mm的浮法玻璃的方法中，在通过压辊控制玻璃带的宽度期间，玻璃带宽度为最大的位置处玻璃带的粘度范围是4.5-5.6(包含端值)，并且对于位于玻璃带宽度1最大的位置下游的至少3个压辊，当相邻的两个压辊之间的距离2(单位：mm)为L时，并且施加两个压辊拉力的部分处，玻璃带宽度方向上的末端部分到玻璃带中心方向的变化量(单位：mm)为Δh时，设定-0.1≤Δh/L≤0.4。
此外，使用日本公开专利申请No.(Heisei)7-10569中描述的设备，通过增加玻璃带末端部分的厚度使其厚于中心部分的厚度但薄于约3mm并通过增加宽度以解决微观粗糙，应力-应变被缓和从而解决微观粗糙。然而，由于末端部分不能用作产品，当宽度增加时作为产品的部分减少。即，存在当为了制备更好的产品时产品数量减少的问题。此外，如果末端部分的厚度与中心部分的厚度差别过大，那么必然产生热容的差异。从而，玻璃带可能在慢冷却炉中易于破裂并且该部分的热应变可能成为新粗糙的原因。此外，由于使用这种方法缓和应变，据认为尽管它对应变引起的平板玻璃的整体波动有效，然而该方法对材料偏析引起的平板厚度不均匀(不均匀厚度)并不始终有效。
因此，不能说已开发出容易获得满足近期品质要求的厚度不均匀较小的平板玻璃的方法。
根据本发明，提出一种制备浮法玻璃的方法，其特征在于制备厚度0.1-3mm的浮法玻璃的方法中，在通过压辊控制玻璃带的宽度期间，玻璃带宽度为最大的位置处玻璃带的粘度范围是4.5-5.6(包含端值)，并且对于位于玻璃带宽度1最大的位置下游的至少3个压辊，当相邻的两个压辊之间的距离2(单位：mm)为L时，并且施加两个压辊拉力的部分处，玻璃带宽度方向上的末端部分到玻璃带中心方向的变化量(单位：mm)为Δh时，设定-0.1≤Δh/L≤0.4。
附图说明
图1是用于实施本发明的设备的水平截面图。
图2是压辊的放大截面图。
图3是图1中玻璃带末端部分放大图。
图4是图3中的局部视图，用于解释压辊引起的玻璃带末端部分的形状变化。
图5是压辊的拉力不同时，类似于图4的视图。
图2是压辊的放大截面图。
图3是图1中玻璃带末端部分放大图。
图4是图3中的局部视图，用于解释压辊引起的玻璃带末端部分的形状变化。
图5是压辊的拉力不同时，类似于图4的视图。
具体实施方式
本发明适用于通常在建筑窗玻璃和汽车窗玻璃中使用的平板玻璃领域，特别适用于要求表面光滑的电子材料领域，例如PDP基板、晶体基板和太阳能电池基板等。
根据本发明，可以获得厚度不均匀极小并且适用于PDP基板、晶体基板和太阳能电池基板等电子工程应用的浮法玻璃。此外，可以在稳定操作下制备浮法玻璃，同时提高浮法玻璃的品质和产量，而无需对实际陶瓷工业中的浮法操作条件和平板制备条件进行大的改变，也无需配备新的设备。
本发明通过限定玻璃制备过程中当玻璃带宽度变为最大时玻璃带的粘度，玻璃带的形状以及控制该形状的压辊条件，用以获得具有厚度不均匀较小的浮法玻璃。
在下文中，基于附图解释本发明。图1是实施本发明的浮法玻璃制造设备的水平截面图，图2是从侧面观察到的图1所示压辊的放大视图，图3是图1中压辊的部分放大图，图4和图5显示了玻璃带末端部分的形状。
如图1所示，将玻璃材料从原料槽5提供到熔炉10中的熔融金属浴3上并熔化。熔融的玻璃形成在高温范围A下厚度接近于平衡厚度的玻璃池(pool)，并形成玻璃带1。玻璃带1通过提升辊21和慢冷却炉30中的慢冷却辊31向位于右手侧的慢冷却炉运动。温度范围也改变为略低于范围A的范围B。范围B是其中存在压辊2的区段。设置5-25对压辊以便使各个压辊的数目、方向、对玻璃带的压力和速度是可变的。如果要获得薄于平衡厚度的玻璃带，则延展玻璃带。因此，设置每对压辊的旋转轴使得在玻璃带1的前进方向上稍微倾斜。
各个压辊2通过用其齿部分2B对玻璃带末端部分施加指向玻璃带1宽度方向的拉力，如图2所示。通过抑制玻璃带1的宽度收缩，控制玻璃带1的厚度。
首先通过设置在上游侧的压辊在宽度方向延展玻璃带1直到通过范围B。然后，通过缓慢挤压和收缩对玻璃带1进行成形，同时使玻璃带1中心部分形成具有目标厚度的形状。此时，重要的是控制玻璃带1的粘度和形状。
也就是说，将玻璃带1开始受压和收缩的位置处的粘度，即将玻璃带1的宽度变为最大时处的粘度(单位：泊)范围设定为4.5-5.6(包含端值)。
如果玻璃带1宽度最大的位置处的粘度低，则一度产生的玻璃带1的厚度不均匀以及压辊2的拉力引起的缝隙，将由于重力而自然消失。然而，当粘度(单位：泊)大于5.6时，它们不会完全消失而且趋于保持。相反，当粘度小于4.5时，尽管就一度产生的玻璃带1的厚度不均匀和压辊2拉力产生的缝隙而言是有利的，会由于重力而自然消失，但是压辊2引起的拉力趋于不起作用，从而难以控制玻璃带1的厚度。因此，优选将玻璃带1宽度最大的位置处的粘度范围设定为4.5-5.6(包含端值)。此外，基于由玻璃带制备平板的观点，当玻璃带1宽度最大的位置处的粘度大于5.6时，难以减小平板制备范围之后且其中存在压辊2的区段B处的粘度，因此平板的制备变得困难。因此，将玻璃带1宽度变为最大时的粘度范围设定为4.5-5.6(包含端值)。
下面是将玻璃带1粘度设定为上文所限定的粘度的方法。例如当降低粘度时，增加玻璃材料组成中的碱组分，或提高其中存在压辊2的范围B附近的温度。例如当提高粘度时，减少玻璃组成中的碱组分或降低其中存在压辊2的范围B附近的温度。
玻璃带1宽度方向上的两个末端部分由于压辊2的拉力作用形成图3中所示的形状.将这种形状限定为下面的具体形状是重要的.也就是说，对于位于玻璃带宽度变为最大的位置处下游的至少3对压辊2，当相邻两个压辊2之间的距离(单位：mm)为L时，并且当在施加两组压辊2拉力的部分处，玻璃带1宽度方向上的末端部分到玻璃带1中心方向的变化量(单位：mm)为Δh时，设定-0.1≤Δh/L≤0.4.其原因如下.
尽管Δh/L对应于一个压辊2施加到玻璃带上的拉力，该值小于-0.1会过度增大每个压辊2所需要的施加到玻璃带1上的压力。结果，很大程度上会在玻璃带1上留下压辊2的痕迹。另外，玻璃带1表面上会产生粗糙从而产生其厚度的变化。此外，尽管可以通过增加压辊2的数目来减小每组压辊对玻璃带的拉力，但其控制变得困难而且具有局限。
当该值大于0.4时，由每个压辊2施加的压力减小。然而，带形状中的粗糙差异变大，从而其不均匀厚度变大。因此，设定该值为-0.1≤Δh/L≤0.4。
可以通过调整各个压辊2的方向、压力和旋转速度将该值控制在这个范围内。
如图4和图5所示，对于位于玻璃带宽度最大的位置处下游的至少三组压辊2，当相邻的第n个压辊2n和沿下游顺序相邻的第n+1个压辊2n+1间的距离(单位：mm)为Ln时，并且当在两个压辊2n和2n+1施加拉力的部分处，玻璃带1宽度方向上的末端部分到玻璃带中心方向的变化量(单位：mm)是Δhn时，另外当沿着下游顺序相邻的第n+1个压辊2n+1和第n+2个压辊2n+2间的距离(单位：mm)是Ln+1，当在两个压辊2n+1和2n+2施加拉力的部分玻璃带1宽度方向上的末端部分到玻璃带中心方向的变化量为Δhn+1时，优选-0.5≤Δhn/Ln-(Δhn+1/Ln+1)≤0.5。其原因如下。
尽管Δhn/Ln-(Δhn+1/Ln+1)代表由于相邻的第n个和第n+1个压辊2n和2n+1引起的玻璃带1宽度方向上的末端部分到中心方向变化量的差异，当该值是正值时如图4所示，与第n个压辊2n和第n+2个压辊2n+1的拉力相比，第n+1个压辊2n+1对玻璃带的拉力起到挤压和收缩玻璃带1的作用。当该值是负值时如图5所示，它反过来起到拉伸玻璃带1的作用。如果该值超出上述范围，第n+1个压辊2n+1的压力变得过大并且易于在玻璃带1的表面上产生由这些压辊2的位置开始的线形折痕。在玻璃带1上保留的压辊2的明显痕迹导致玻璃带1中心部分平坦性的损失。因此，设定该值为-0.5≤Δhn/Ln-(Δhn+1/Ln+1)≤0.5。
作为控制该值在上述范围内的方法，提出控制压辊2的方向、压力和旋转速度，或者控制压辊2间的距离和压辊2的数目。
优选压辊2的对数是5-25对(包含端值)。其原因如下。
如果压辊2的对数小于或等于4对，则每对压辊2的压力需要对玻璃带1施加的拉力变得过大。因此留下压辊2的明显痕迹并且使玻璃带的平坦性损失。此外如上文所讨论，当相邻两个压辊2间的距离(单位：mm)为L，施加两组压辊2拉力的位置上的玻璃带1宽度方向上的末端部分到玻璃带中心方向的变化量为Δh时，Δh/L变大。因此难以将其保持在优选范围内。相反，如果压辊2的对数大于或等于30对，则在与压辊2接触的玻璃带1末端部分附近的温度降低。这将在玻璃带2中留下热应变，使得玻璃本身产生大的波动和玻璃带1在慢冷却炉中破裂的趋势增大。此外由于压辊2妨碍了监测玻璃带1的窗口，因此降低了可操作性。因此，将压辊2的数目限定为5-25对(包含端值)。
本发明对于浮法玻璃的微观厚度不均匀有效，特别是旨在满足近年来电子工程应用的品质需要。此外，由于上述方法，能够获得通过超声波高精度测厚仪测得的最大厚度与最小厚度的差值为5μm或更小的浮法玻璃。
此外，用于本发明方法的浮法玻璃的组成包括具有如下重量百分比成分范围的材料：67-73的SiO2，1-3的Al2O3，7-10的CaO，3-5的MgO，12-14的Na2O，0.3-1.5的K2O和0.05-0.2的Fe2O3，这是用于建筑窗和液晶基板的通用钠钙玻璃组成.在这种组成情况下，800-950℃温度下的粘度(单位：泊)范围是4.5-6.5(包含端值).通过将温度控制在浮法池中的相同温度范围内，可以获得厚度不均匀极小的浮法玻璃.
此外，用于本发明方法中的浮法玻璃组成可以包括具有如下重量百分比成分范围的材料：53-65的SiO2，0-10.5的BaO，2-10的Al2O3，2-10的CaO，1-8的MgO，1-8的Na2O，5-10的K2O和0.3-5的ZrO2，这是用于PDP基板等中的玻璃组成。在这种组成的情况下，900-1100℃温度下的粘度(单位：泊)范围是4.5-6.5(包含端值)。通过将温度控制在浮法池中的相同温度范围内，能够获得厚度不均匀极小的浮法玻璃。
下面的非限定性实施例对本发明进行举例说明。
实施例1
通过向长度约50m，且已进行构建使得冷却带宽度约为4m的熔融金属浴上引入熔融玻璃，在该熔融金属上形成玻璃带。使用的压辊是具有耐热和耐腐蚀合金制成的旋转齿的公知装置。在制备玻璃带中，对于试样1-10，根据表1所示的条件控制前进速度、压辊的压力、压辊的侧向位置和数目、以及压辊所在区域附近的玻璃带的温度和粘度来控制玻璃带的形状。
玻璃组成是建筑窗和液晶基板中使用的通用钠钙玻璃组成，以重量百分比表示为71％的SiO2，2％的Al2O3，9％的CaO，4％的MgO，13％的Na2O和1％的K2O。
在表1中，显示了中心部分的设定厚度(单位：mm)；玻璃带具有最大宽度部分的粘度(单位：泊)；当相邻两个压辊2间的距离(单位：mm)为L，且当使用两组压辊2拉力的位置上玻璃带1宽度方向上的末端部分到玻璃带中心方向的变化量(单位：mm)为Δh时的Δh/L；当两组压辊2n和2n+1施加拉力位置上玻璃带1宽度方向上的末端部分到玻璃带中心方向的变化量(单位：mm)为Δhn，且沿着下游顺序相邻的第n+1组压辊2n+1和第n+2组压辊2n+2间的距离(单位：mm)为Ln+1，两组压辊2n+1和2n+2施加拉力的位置上玻璃带1宽度方向上的末端部分到玻璃带中心方向的差异(单位：mm)为Δhn+1时的Δhn/Ln-(Δhn+1/Ln+1)；压辊的数目；将最终获得的浮法玻璃的中心部分切割成500mm×500mm见方的玻璃的最大厚度不均匀(单位μm)。对于粘度，在实验室测量具有相同组成的玻璃的粘度，通过控制熔炉的温度来控制粘度，表1中显示了受控的值。依照ISO 7884-2：1987(Glass-Viscosity andviscometric fixed points-Part 2：Determination of viscosity byrotation viscometers)进行该测量。厚度不均匀是，通过超声波高精度测厚仪(MODEL25DL，日本Panametrics Co.，Ltd.)以5英寸间距所测得的厚度中，最大厚度与最小厚度之间的差值。
(比较例1)
除Δhn/Ln-(Δhn+1/Ln+1)和压辊数目与实施例1不同之外，以与实施例1相同的方法制备浮法玻璃，进行与实施例1相同的测试。表2中显示出其结果。
表1
表2
实施例2
使用的玻璃组成是用于液晶基板、PDP基板和薄膜晶体管的组成。所用组成按重量百分比表示为54％的SiO2、10％的BaO、9％的Al2O3、8％的CaO、3％的MgO、4％的Na2O、9％的K2O和4％的ZrO2。
在形成玻璃带中，通过控制前进速度、压辊的压力、压辊宽度方向的位置和数目、位于压辊所在区域附近部分的玻璃带的温度和粘度来控制玻璃带的形状。
使用与实施例1相同的方法对从冷却带切割的平板玻璃样品进行评价。其结果如表3所示。
(比较例2)
除Δhn/Ln-(Δhn+1/Ln+1)和压辊的数目与实施例2不同之外，使用与实施例2相同的方法制备浮法玻璃，并进行与实施例2相同的测试。其结果如表4所示。
表3
表4
从各个实施例中显而易见的是，制备出一种浮法玻璃，其表面具有极小的厚度不均匀，以致500mm×500mm见方的厚度不均匀是5μm或更小。
根据本发明，可以获得厚度不均匀极小并且适用于PDP基板、晶体基板和太阳能电池基板等电子工程应用的浮法玻璃。此外，可以在稳定操作下制备浮法玻璃，同时提高浮法玻璃的品质和产量，而无需对实际陶瓷工业中的浮法操作条件和平板制备条件进行大的改变，也无需配备新的设备。
本发明通过限定玻璃制备过程中当玻璃带宽度变为最大时玻璃带的粘度，玻璃带的形状以及控制该形状的压辊条件，用以获得具有厚度不均匀较小的浮法玻璃。
在下文中，基于附图解释本发明。图1是实施本发明的浮法玻璃制造设备的水平截面图，图2是从侧面观察到的图1所示压辊的放大视图，图3是图1中压辊的部分放大图，图4和图5显示了玻璃带末端部分的形状。
如图1所示，将玻璃材料从原料槽5提供到熔炉10中的熔融金属浴3上并熔化。熔融的玻璃形成在高温范围A下厚度接近于平衡厚度的玻璃池(pool)，并形成玻璃带1。玻璃带1通过提升辊21和慢冷却炉30中的慢冷却辊31向位于右手侧的慢冷却炉运动。温度范围也改变为略低于范围A的范围B。范围B是其中存在压辊2的区段。设置5-25对压辊以便使各个压辊的数目、方向、对玻璃带的压力和速度是可变的。如果要获得薄于平衡厚度的玻璃带，则延展玻璃带。因此，设置每对压辊的旋转轴使得在玻璃带1的前进方向上稍微倾斜。
各个压辊2通过用其齿部分2B对玻璃带末端部分施加指向玻璃带1宽度方向的拉力，如图2所示。通过抑制玻璃带1的宽度收缩，控制玻璃带1的厚度。
首先通过设置在上游侧的压辊在宽度方向延展玻璃带1直到通过范围B。然后，通过缓慢挤压和收缩对玻璃带1进行成形，同时使玻璃带1中心部分形成具有目标厚度的形状。此时，重要的是控制玻璃带1的粘度和形状。
也就是说，将玻璃带1开始受压和收缩的位置处的粘度，即将玻璃带1的宽度变为最大时处的粘度(单位：泊)范围设定为4.5-5.6(包含端值)。
如果玻璃带1宽度最大的位置处的粘度低，则一度产生的玻璃带1的厚度不均匀以及压辊2的拉力引起的缝隙，将由于重力而自然消失。然而，当粘度(单位：泊)大于5.6时，它们不会完全消失而且趋于保持。相反，当粘度小于4.5时，尽管就一度产生的玻璃带1的厚度不均匀和压辊2拉力产生的缝隙而言是有利的，会由于重力而自然消失，但是压辊2引起的拉力趋于不起作用，从而难以控制玻璃带1的厚度。因此，优选将玻璃带1宽度最大的位置处的粘度范围设定为4.5-5.6(包含端值)。此外，基于由玻璃带制备平板的观点，当玻璃带1宽度最大的位置处的粘度大于5.6时，难以减小平板制备范围之后且其中存在压辊2的区段B处的粘度，因此平板的制备变得困难。因此，将玻璃带1宽度变为最大时的粘度范围设定为4.5-5.6(包含端值)。
下面是将玻璃带1粘度设定为上文所限定的粘度的方法。例如当降低粘度时，增加玻璃材料组成中的碱组分，或提高其中存在压辊2的范围B附近的温度。例如当提高粘度时，减少玻璃组成中的碱组分或降低其中存在压辊2的范围B附近的温度。
玻璃带1宽度方向上的两个末端部分由于压辊2的拉力作用形成图3中所示的形状.将这种形状限定为下面的具体形状是重要的.也就是说，对于位于玻璃带宽度变为最大的位置处下游的至少3对压辊2，当相邻两个压辊2之间的距离(单位：mm)为L时，并且当在施加两组压辊2拉力的部分处，玻璃带1宽度方向上的末端部分到玻璃带1中心方向的变化量(单位：mm)为Δh时，设定-0.1≤Δh/L≤0.4.其原因如下.
尽管Δh/L对应于一个压辊2施加到玻璃带上的拉力，该值小于-0.1会过度增大每个压辊2所需要的施加到玻璃带1上的压力。结果，很大程度上会在玻璃带1上留下压辊2的痕迹。另外，玻璃带1表面上会产生粗糙从而产生其厚度的变化。此外，尽管可以通过增加压辊2的数目来减小每组压辊对玻璃带的拉力，但其控制变得困难而且具有局限。
当该值大于0.4时，由每个压辊2施加的压力减小。然而，带形状中的粗糙差异变大，从而其不均匀厚度变大。因此，设定该值为-0.1≤Δh/L≤0.4。
可以通过调整各个压辊2的方向、压力和旋转速度将该值控制在这个范围内。
如图4和图5所示，对于位于玻璃带宽度最大的位置处下游的至少三组压辊2，当相邻的第n个压辊2n和沿下游顺序相邻的第n+1个压辊2n+1间的距离(单位：mm)为Ln时，并且当在两个压辊2n和2n+1施加拉力的部分处，玻璃带1宽度方向上的末端部分到玻璃带中心方向的变化量(单位：mm)是Δhn时，另外当沿着下游顺序相邻的第n+1个压辊2n+1和第n+2个压辊2n+2间的距离(单位：mm)是Ln+1，当在两个压辊2n+1和2n+2施加拉力的部分玻璃带1宽度方向上的末端部分到玻璃带中心方向的变化量为Δhn+1时，优选-0.5≤Δhn/Ln-(Δhn+1/Ln+1)≤0.5。其原因如下。
尽管Δhn/Ln-(Δhn+1/Ln+1)代表由于相邻的第n个和第n+1个压辊2n和2n+1引起的玻璃带1宽度方向上的末端部分到中心方向变化量的差异，当该值是正值时如图4所示，与第n个压辊2n和第n+2个压辊2n+1的拉力相比，第n+1个压辊2n+1对玻璃带的拉力起到挤压和收缩玻璃带1的作用。当该值是负值时如图5所示，它反过来起到拉伸玻璃带1的作用。如果该值超出上述范围，第n+1个压辊2n+1的压力变得过大并且易于在玻璃带1的表面上产生由这些压辊2的位置开始的线形折痕。在玻璃带1上保留的压辊2的明显痕迹导致玻璃带1中心部分平坦性的损失。因此，设定该值为-0.5≤Δhn/Ln-(Δhn+1/Ln+1)≤0.5。
作为控制该值在上述范围内的方法，提出控制压辊2的方向、压力和旋转速度，或者控制压辊2间的距离和压辊2的数目。
优选压辊2的对数是5-25对(包含端值)。其原因如下。
如果压辊2的对数小于或等于4对，则每对压辊2的压力需要对玻璃带1施加的拉力变得过大。因此留下压辊2的明显痕迹并且使玻璃带的平坦性损失。此外如上文所讨论，当相邻两个压辊2间的距离(单位：mm)为L，施加两组压辊2拉力的位置上的玻璃带1宽度方向上的末端部分到玻璃带中心方向的变化量为Δh时，Δh/L变大。因此难以将其保持在优选范围内。相反，如果压辊2的对数大于或等于30对，则在与压辊2接触的玻璃带1末端部分附近的温度降低。这将在玻璃带2中留下热应变，使得玻璃本身产生大的波动和玻璃带1在慢冷却炉中破裂的趋势增大。此外由于压辊2妨碍了监测玻璃带1的窗口，因此降低了可操作性。因此，将压辊2的数目限定为5-25对(包含端值)。
本发明对于浮法玻璃的微观厚度不均匀有效，特别是旨在满足近年来电子工程应用的品质需要。此外，由于上述方法，能够获得通过超声波高精度测厚仪测得的最大厚度与最小厚度的差值为5μm或更小的浮法玻璃。
此外，用于本发明方法的浮法玻璃的组成包括具有如下重量百分比成分范围的材料：67-73的SiO2，1-3的Al2O3，7-10的CaO，3-5的MgO，12-14的Na2O，0.3-1.5的K2O和0.05-0.2的Fe2O3，这是用于建筑窗和液晶基板的通用钠钙玻璃组成.在这种组成情况下，800-950℃温度下的粘度(单位：泊)范围是4.5-6.5(包含端值).通过将温度控制在浮法池中的相同温度范围内，可以获得厚度不均匀极小的浮法玻璃.
此外，用于本发明方法中的浮法玻璃组成可以包括具有如下重量百分比成分范围的材料：53-65的SiO2，0-10.5的BaO，2-10的Al2O3，2-10的CaO，1-8的MgO，1-8的Na2O，5-10的K2O和0.3-5的ZrO2，这是用于PDP基板等中的玻璃组成。在这种组成的情况下，900-1100℃温度下的粘度(单位：泊)范围是4.5-6.5(包含端值)。通过将温度控制在浮法池中的相同温度范围内，能够获得厚度不均匀极小的浮法玻璃。
下面的非限定性实施例对本发明进行举例说明。
实施例1
通过向长度约50m，且已进行构建使得冷却带宽度约为4m的熔融金属浴上引入熔融玻璃，在该熔融金属上形成玻璃带。使用的压辊是具有耐热和耐腐蚀合金制成的旋转齿的公知装置。在制备玻璃带中，对于试样1-10，根据表1所示的条件控制前进速度、压辊的压力、压辊的侧向位置和数目、以及压辊所在区域附近的玻璃带的温度和粘度来控制玻璃带的形状。
玻璃组成是建筑窗和液晶基板中使用的通用钠钙玻璃组成，以重量百分比表示为71％的SiO2，2％的Al2O3，9％的CaO，4％的MgO，13％的Na2O和1％的K2O。
在表1中，显示了中心部分的设定厚度(单位：mm)；玻璃带具有最大宽度部分的粘度(单位：泊)；当相邻两个压辊2间的距离(单位：mm)为L，且当使用两组压辊2拉力的位置上玻璃带1宽度方向上的末端部分到玻璃带中心方向的变化量(单位：mm)为Δh时的Δh/L；当两组压辊2n和2n+1施加拉力位置上玻璃带1宽度方向上的末端部分到玻璃带中心方向的变化量(单位：mm)为Δhn，且沿着下游顺序相邻的第n+1组压辊2n+1和第n+2组压辊2n+2间的距离(单位：mm)为Ln+1，两组压辊2n+1和2n+2施加拉力的位置上玻璃带1宽度方向上的末端部分到玻璃带中心方向的差异(单位：mm)为Δhn+1时的Δhn/Ln-(Δhn+1/Ln+1)；压辊的数目；将最终获得的浮法玻璃的中心部分切割成500mm×500mm见方的玻璃的最大厚度不均匀(单位μm)。对于粘度，在实验室测量具有相同组成的玻璃的粘度，通过控制熔炉的温度来控制粘度，表1中显示了受控的值。依照ISO 7884-2：1987(Glass-Viscosity andviscometric fixed points-Part 2：Determination of viscosity byrotation viscometers)进行该测量。厚度不均匀是，通过超声波高精度测厚仪(MODEL25DL，日本Panametrics Co.，Ltd.)以5英寸间距所测得的厚度中，最大厚度与最小厚度之间的差值。
(比较例1)
除Δhn/Ln-(Δhn+1/Ln+1)和压辊数目与实施例1不同之外，以与实施例1相同的方法制备浮法玻璃，进行与实施例1相同的测试。表2中显示出其结果。
表1
表2
实施例2
使用的玻璃组成是用于液晶基板、PDP基板和薄膜晶体管的组成。所用组成按重量百分比表示为54％的SiO2、10％的BaO、9％的Al2O3、8％的CaO、3％的MgO、4％的Na2O、9％的K2O和4％的ZrO2。
在形成玻璃带中，通过控制前进速度、压辊的压力、压辊宽度方向的位置和数目、位于压辊所在区域附近部分的玻璃带的温度和粘度来控制玻璃带的形状。
使用与实施例1相同的方法对从冷却带切割的平板玻璃样品进行评价。其结果如表3所示。
(比较例2)
除Δhn/Ln-(Δhn+1/Ln+1)和压辊的数目与实施例2不同之外，使用与实施例2相同的方法制备浮法玻璃，并进行与实施例2相同的测试。其结果如表4所示。
表3
表4
从各个实施例中显而易见的是，制备出一种浮法玻璃，其表面具有极小的厚度不均匀，以致500mm×500mm见方的厚度不均匀是5μm或更小。