CN103382078A - 玻璃基板的制造方法、玻璃基板的制造装置及搅拌装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供玻璃基板的制造方法、玻璃基板的制造装置及搅拌装置,能够抑制用于搅拌熔融玻璃的搅拌器的变形及破损,且能够均匀地搅拌熔融玻璃。熔融玻璃(G)被配置在搅拌槽(101)内部的搅拌器(102)搅拌,其结果熔融玻璃(G)在搅拌槽(101)的内部从上方导向下方,或从下方导向上方。搅拌器(102)具有沿铅垂方向配置的旋转轴(105)、通过嵌合于旋转轴(105)而被固定在旋转轴(105)的外周面上,且沿旋转轴(105)从最上段至最下段多段配置的搅拌叶轮(106a~106e)。搅拌器(102)中,至少搅拌叶轮(106a~106e)嵌合于旋转轴(105)的部分及其周围由强化铂而制成。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃基板的制造方法、玻璃基板的制造装置及搅拌装置。
背景技术
在批量生产玻璃基板等玻璃制品的工艺中,通过加热玻璃原料而生成熔融玻璃,并将所生成的熔融玻璃成形,来制造玻璃制品。不均匀的熔融玻璃,成为在玻璃制品上产生条痕的原因。条痕是折射率及比重不同于周围区域的筋状区域,用于透镜等光学部件及液晶显示器(LCD)用基板等时,要求从玻璃制品中严格地将条痕排除。特别是,以LCD用基板为代表的平板显示器(FPD)用玻璃基板中,为防止间隙的条纹,需在基板表面整体将条痕抑制为极低水平。为了抑制条痕的产生,在玻璃制品的制造工艺中,需要均匀地搅拌熔融玻璃。
通常,搅拌熔融玻璃所需的搅拌装置,其包括搅拌槽、配置在搅拌槽内部的搅拌器。搅拌器具有旋转轴、通过焊接安装在旋转轴外周面上的搅拌叶轮。熔融玻璃被送往搅拌槽,通过搅拌器的轴旋转,熔融玻璃被均匀搅拌。从耐热性及抗氧化性的观点来看,与高温的熔融玻璃相接触的搅拌槽内壁及搅拌器由铂、铂合金或强化铂而成。铂合金,例如为铂铑合金,熔点与强度高于铂。强化铂是使氧化锆等氧化物分散于铂或铂合金上的铂材料。强化铂具有层状铂晶界结构,在高温下,其抗蠕变强度及拉伸强度高于铂或铂合金。因此,如专利文献1(特表2005-511462号公报)所示,搅拌槽的内壁及搅拌器最佳为由强化铂而制成。
专利文献
专利文献1:日本特表2005-511462号公报
发明内容
但是,一旦强化铂被加热至熔点以上而被溶解,层状的铂晶界结构则崩溃,强度降低至与通常的铂或铂合金相同的程度。因此,通过焊接强化铂部件形成使用于熔融玻璃搅拌装置的搅拌器时,焊接处的抗蠕变强度及拉伸强度低于其他部分。而且,在搅拌装置搅拌熔融玻璃的过程中,由于搅拌器的旋转轴需要支撑作用于搅拌叶轮的应力,特别容易受到来自高粘度熔融玻璃的较大负荷。还有,搅拌器的旋转轴容易受到因搅拌叶轮自身的自重负荷。这些自重负荷在旋转轴周围的搅拌器构成部件中产生。因此,通过焊接将搅拌叶轮安装在旋转轴上或通过焊接形成搅拌器时,因焊接处强度的降低而容易产生搅拌器的变形或破损,很难均匀地搅拌熔融玻璃。
本发明的目的在于,提供一种能够抑制使用于搅拌熔融玻璃的搅拌器的变形或破损,且能够均匀地搅拌熔融玻璃的玻璃基板的制造方法、玻璃基板的制造装置及搅拌装置。
涉及本发明的玻璃基板的制造方法,其包括通过熔融玻璃原料而制得熔融玻璃的熔融工艺、搅拌在熔融工艺制得的熔融玻璃的搅拌工艺。搅拌工艺中,熔融玻璃在搅拌槽的内部从上方导向下方,或从下方导向上方的同时,被配置在搅拌器内部的搅拌器所搅拌。搅拌器具有沿铅垂方向配置的旋转轴以及沿旋转轴从最上段至最下段多段配置的搅拌叶轮、搅拌叶轮通过嵌合于旋转轴上被固定在旋转轴的外周面。搅拌器中,至少搅拌叶轮嵌合于旋转轴的部分及其周围由强化铂而制成。
该玻璃基板的制造方法中,使用于搅拌工艺的搅拌器由强化铂而制成,且搅拌叶轮通过嵌合到旋转轴上而完成组装。强化铂具有如下性质,即、一旦被加热至熔点以上而溶解,其强度降低至与通常的铂或铂合金相同的程度。因此,与通过焊接将搅拌叶轮安装于旋转轴时相比,通过嵌合将搅拌叶轮安装于旋转轴,能够抑制旋转轴与搅拌叶轮的连接部的强度降低。因此,该玻璃基板的制造方法中,由于抑制使用于搅拌熔融玻璃的搅拌器的变形及破损,能够均匀地搅拌熔融玻璃。
而且,涉及本发明的玻璃基板的制造方法中,最佳为旋转轴具有形成在其外周面,用于嵌合一部分搅拌叶轮的嵌合孔。而且,搅拌叶轮具有嵌合在旋转轴嵌合孔中的嵌合突起,且通过***旋转轴的嵌合孔,嵌合突起被固定在旋转轴的外周面上。
而且,涉及本发明的玻璃基板的制造方法,在搅拌工艺中,被搅拌器搅拌的熔融玻璃为粘度在102.5dPa·s时的温度超过1450℃的玻璃时,最适合本发明。
而且,涉及本发明的玻璃基板的制造方法中,玻璃基板的碱金属氧化物含量最佳为0质量%~2质量%。
而且,涉及本发明的玻璃基板的制造方法中,玻璃基板最佳为液晶显示器用玻璃基板或有机EL显示器用玻璃基板的任意一种。
而且,涉及本发明的玻璃基板的制造方法中,玻璃基板最佳为搭载低温多晶Si·TFT显示器用玻璃基板及搭载氧化物半导体显示用玻璃基板的任意一种。
而且,涉及本发明的玻璃基板的制造方法中,搅拌工艺中的熔融玻璃粘度,最佳为450dP·s~2500dP·s。
而且,涉及本发明的玻璃基板的制造方法中,搅拌叶轮最佳为具有与旋转轴的中心线相垂直的支撑板、配置在支撑板上方主面及下方主面上的辅助板。而且,搅拌工艺中,最佳为通过搅拌器在旋转轴中心线的周围进行旋转,辅助板使熔融玻璃产生朝旋转轴半径方向的流动,且位于配置在相邻两段的搅拌叶轮支撑板之间的辅助板,使熔融玻璃产生相同方向的流动。
该玻璃基板的制造方法中,通过搅拌器的轴旋转,搅拌槽的熔融玻璃被搅入旋转轴侧或被推向搅拌槽的内壁侧。即、熔融玻璃在搅拌槽内从上方导向下方或从下方导向上方的同时,被移向旋转轴的半径方向搅拌。该玻璃基板的制造方法中,不使用具有复杂结构的搅拌器,能够均匀地搅拌熔融玻璃。
该玻璃基板的制造方法,最佳为在搅拌工艺中,通过搅拌器在旋转轴的中心线周围旋转,各自的搅拌叶轮中,配置在支撑板上方主面上的辅助板或配置在支撑板下方主面上的辅助板中,位于一侧的辅助板使熔融玻璃产生从搅拌槽的内部向旋转轴的流动,位于另一侧辅助板产生使熔融玻璃产生从旋转轴向搅拌槽内壁的流动。
而且,涉及本发明的玻璃基板的制造方法中,搅拌工艺最佳为由第1搅拌工艺和第2搅拌工艺而成,其中,所述第1搅拌工艺是,在第1搅拌槽的内部从下方向上方导引熔融玻璃的同时进行搅拌的工艺,所述第2搅拌工艺是,在第2搅拌槽的内部从上方向下方导引在第1搅拌工艺中被搅拌的熔融玻璃的同时进行搅拌的工艺。第1搅拌槽,其包括第1处理室、搅拌第1处理室内熔融玻璃的第1搅拌器、能够从第1处理室的底部排出熔融玻璃的第1排出管。第2搅拌槽,其包括第2处理室、搅拌第2处理室内熔融玻璃的第2搅拌器、能够从第2处理室内的熔融玻璃液面排出熔融玻璃的第2排出管。第1搅拌槽的上方侧部,通过连接管与第2搅拌槽的上方侧部相连。熔融玻璃,经由连接管从第1搅拌槽送往第2搅拌槽。
而且,涉及本发明的玻璃基板的制造装置,其包括熔融玻璃原料制得熔融玻璃的熔融部、搅拌在熔融部制得的熔融玻璃的搅拌部。搅拌部,具有搅拌槽、配置在搅拌槽内部的搅拌器。搅拌器在搅拌槽内部搅拌从上方导向下方或从下方导向上方的熔融玻璃。搅拌器具有沿铅垂方向配置的旋转轴以及沿旋转轴从最上段至最下段多段配置的搅拌叶轮、搅拌叶轮通过嵌合于旋转轴上被固定在旋转轴的外周面。搅拌器中,至少搅拌叶轮嵌合于旋转轴的部分及其周围,由强化铂而制成。
而且,涉及本发明的搅拌装置为用于搅拌熔融玻璃的搅拌装置,其包括搅拌槽、配置在搅拌槽内部的搅拌器。搅拌器搅拌在搅拌槽的内部从上方导向下方或从下方导向上方的熔融玻璃。搅拌器具有沿铅垂方向配置的旋转轴以及沿旋转轴从最上段至最下段多段配置的搅拌叶轮、搅拌叶轮通过嵌合于旋转轴上被固定在旋转轴的外周面。搅拌器中,至少搅拌叶轮嵌合于旋转轴的部分及其周围,由强化铂而制成。
此外,涉及本发明的玻璃基板的制造方法,其包括通过熔融玻璃原料而制得熔融玻璃的熔融工艺、搅拌在熔融工艺中制得的熔融玻璃的搅拌工艺、从在搅拌工艺中被搅拌的熔融玻璃成形玻璃基板的成形工艺。搅拌工艺中,熔融玻璃在搅拌槽内部从上方导向下方或从上方导向下方的同时,被配置在搅拌槽内部的搅拌器搅拌。搅拌器具有沿铅垂方向配置的旋转轴以及沿旋转轴从最上段至最下段多段配置的搅拌叶轮、搅拌叶轮通过嵌合于旋转轴上被固定在旋转轴的外周面。搅拌器中,至少搅拌叶轮嵌合于旋转轴的部分及其周围,由强化铂而制成。
还有,涉及本发明的玻璃基板的制造方法,其包括熔融玻璃原料制得熔融玻璃的熔融部、搅拌在熔融部中制得的熔融玻璃的搅拌部、从在搅拌部中被搅拌的熔融玻璃成形玻璃基板的成形部。搅拌部具有搅拌槽、配置在搅拌槽内部的搅拌器。搅拌器,搅拌在搅拌槽内部从上方导向下方或从下方导向上方的熔融玻璃。搅拌器具有沿铅垂方向配置的旋转轴以及沿旋转轴从最上段至最下段多段配置的搅拌叶轮、搅拌叶轮通过嵌合于旋转轴上被固定在旋转轴的外周面。。搅拌器中,至少搅拌叶轮嵌合于旋转轴的部分及其周围,由强化铂而制成。
发明效果
涉及本发明的玻璃基板的制造方法、玻璃基板的制造装置及搅拌装置,抑制用于搅拌熔融玻璃的搅拌器的变形及破损,且能够均匀地搅拌熔融玻璃。
附图说明
图1为表示涉及第1实施例的玻璃制造装置结构的示例模式图;
图2为涉及第1实施例的搅拌装置侧视图;
图3为涉及第1实施例的搅拌器搅拌叶轮的斜视图;
图4为涉及第1实施例的搅拌器搅拌叶轮的平面图;
图5为涉及第1实施例的搅拌器搅拌叶轮的斜视图;
图6为涉及第1实施例的搅拌器搅拌叶轮的平面图;
图7为表示涉及第1实施例的搅拌器的两片叶轮的配置图;
图8为表示涉及第1实施例的搅拌叶轮的轴承配置图;
图9为涉及第1实施例的搅拌叶轮的轴承侧视图;
图10为涉及第1实施例的搅拌叶轮的轴承顶视图;
图11为表示涉及第1实施例的搅拌叶轮的楔子嵌合在旋转轴之前的状态顶视图;
图12为表示涉及第1实施例的搅拌叶轮的楔子嵌合在旋转轴之后的状态顶视图;
图13为表示涉及第1实施例的搅拌装置中熔融玻璃流动的图;
图14为涉及第1实施例的变通例B的搅拌器斜视图;
图15为涉及第1实施例的变通例C的搅拌器的搅拌叶轮顶视图;
图16为表示涉及第2实施例的玻璃制造装置结构的示例模式图;
图17为涉及第3实施例的搅拌器的搅拌叶轮上侧辅助板的顶视图;
图18为涉及第3实施例的搅拌器的搅拌叶轮上侧辅助板的纵剖面图;
图19为涉及第3实施例的搅拌器的搅拌叶轮上侧辅助板的侧视图;
图20为涉及第3实施例的搅拌器的搅拌叶轮上侧辅助板外侧端部的侧视图;
图21为涉及第3实施例的搅拌器的搅拌叶轮上侧辅助板的横剖面图。
符号说明
40 熔解槽(熔融部)
42 成形装置(成形部)
100 搅拌装置(搅拌部)
101 搅拌槽
102 搅拌器
105 旋转轴
105a 嵌合孔
106a~106e 搅拌叶轮
108 支承板
109 辅助板
126 楔子(嵌合突起)
200 玻璃制造装置(玻璃基板的制造装置)
G 熔融玻璃
L 旋转轴的中心线
具体实施方式
<第1实施例>
(1)玻璃制造装置的整体结构
结合附图,对涉及本发明的玻璃基板的制造方法、玻璃基板的制造装置及搅拌装置的第1实施例进行说明。图1为该实施例的玻璃制造装置200的模式图。玻璃制造装置200,其包括熔解槽40、澄清槽41、搅拌装置100、成形装置42。熔解槽40与澄清槽41,通过导管43a相连。澄清槽41与搅拌装置100,通过导管43b相连。搅拌装置100与成形装置42,通过导管43c相连。在熔解槽40生成的熔融玻璃G,通过导管43a流入澄清槽41。在澄清槽41被澄清的熔融玻璃G,通过导管43b流入搅拌装置100。在搅拌装置100中被搅拌的熔融玻璃G,通过导管43c流入成形装置42。在成形装置42中,通过下引法从熔融玻璃G成形为玻璃带44。
虽然图中未示出,但熔解槽40包括燃烧器等加热装置。在熔解槽40中,玻璃原料被加热装置溶解、生成熔融玻璃G。玻璃原料被调制成,使其实质上能够获得所需成分的玻璃。作为玻璃成分的示例,无碱玻璃或微碱玻璃由如下成分构成,即、SiO2:57质量%~65质量%、Al2O3:15质量%~19质量%、B2O3:8质量%~13质量%、MgO:1质量%~3质量%、CaO:4质量%~7质量%、SrO:1质量%~4质量%、BaO:0质量%~2质量%、Na2O:0质量%~1质量%、K2O:0质量%~1质量%、As2O3:0质量%~1质量%、Sb2O3:0质量%~1质量%、SnO2:0质量%~1质量%、Fe2O3:0质量%~1质量%、ZrO2:0质量%~1质量%。在这里,「实质上」意味着,在不足0.1质量%的范围内,允许其他微量成分的存在。而且,关于具有上述成分的玻璃,Fe2O3、As2O3、Sb2O3及SnO2各自的含有率是将具有多个价数的Fe、As、Sb或Sn的成分分别作为Fe2O3、As2O3、Sb2O3或SnO2换算的值。
调制成如上所述的玻璃原料,被投入熔解槽40。在熔解槽40中,玻璃原料,在与其成分相对应的温度下溶解。根据该构成,熔解槽40中,制得1500℃~1600℃高温的熔融玻璃G。
在熔解槽40制得的熔融玻璃G,通过导管43a从熔解槽40流入澄清槽41。虽然图中未示出,与熔解槽40相同地,澄清槽41包括加热装置。在澄清槽41中,通过进一步使熔融玻璃G升温,进行熔融玻璃G的澄清。在澄清槽41中,使熔融玻璃G的温度最佳为上升至1600℃~1800℃、更佳为上升至1630℃~1750℃,更佳为上升至1650℃~1750℃。
在澄清槽41被澄清的熔融玻璃G,通过导管43b从澄清槽41流入搅拌装置100。由于熔融玻璃G在通过导管43b时被冷却,在搅拌装置100中,比澄清槽41的熔融玻璃G的温度低的熔融玻璃G被搅拌。对于具有上述成分的玻璃,在搅拌装置100中,最佳为将熔融玻璃G的温度设定在1400℃~1550℃的范围内的同时,将熔融玻璃G的粘度调整至2500dPa·S~450dPa·S的范围内,来进行熔融玻璃G的搅拌。熔融玻璃G,通过在搅拌装置100中搅拌被均匀化。
在搅拌装置100中被搅拌,且被均匀化的熔融玻璃G,通过导管43c从搅拌装置100流入成形装置42。熔融玻璃G通过导管43c时被冷却至适于在成形装置42中成形的温度,例如,1200℃。在成形装置42中,通过下引法,从熔融玻璃G成形为玻璃带44。具体而言,从成形装置42的上部溢出的熔融玻璃G,通过沿成形装置42侧壁流向下方,从成形装置42的下端连续成形为玻璃带44。玻璃带44随着流向下方而逐渐冷却,最后被切断为所需大小的玻璃基板。
(2)搅拌装置的结构
(2-1)搅拌装置的整体结构
图2是搅拌装置100的侧视图。搅拌装置100,包括圆筒状搅拌槽101、配置在搅拌槽101内部的搅拌器102。搅拌槽101具有安装在上部侧面上的上游侧导管103及安装在下部侧面上的下游侧导管104。上游侧导管103为导管43b,下游侧导管104为导管43c。熔融玻璃G,从上游侧导管103朝水平方向流入搅拌槽101内,在搅拌槽101内从上方导向下方的同时,被搅拌器102搅拌,且从搅拌槽101内朝水平方向流向下游侧导管104。
搅拌器102,由强化铂而制成。强化铂是使氧化锆等氧化物分散于铂或铂合金,且滚轧的材料。强化铂具有层状铂晶界结构,在高温下,其抗蠕变强度及拉伸强度高于铂或铂合金。因此,对与高温的熔融玻璃G相接触的搅拌器102而言,强化铂是最佳材料。
搅拌器102,具有沿铅垂方向配置的圆柱状旋转轴105、连接在旋转轴105外周面上的五片搅拌叶轮106a、106b、106c、106d、106e。搅拌叶轮106a、106b、106c、106d、106e,依此顺序沿旋转轴105从上方往下方相同间隔配置。旋转轴105,在连接其圆柱状的上面中心和下面中心的中心线L周围进行轴旋转。即、旋转轴105具有沿其中心线L,配置有五段搅拌叶轮106a~106e的结构。旋转轴105是,内部为空洞的管状部件。
(2-2)搅拌叶轮的机构
接下来,对搅拌叶轮106a~106e的结构进行说明。该实施例中,搅拌叶轮106a、106c、106e具有彼此相同的形状,搅拌叶轮106b、106d具有彼此相同的形状。图3及图4是搅拌叶轮106a、106c、106e的斜视图及平面图。图5及图6是搅拌叶轮106b、106d的斜视图及平面图。图3及图5所示安装在旋转轴105外周面上的搅拌叶轮106a~106e。
每个搅拌叶轮106a~106e,配置成使其从旋转轴105向搅拌槽101的内壁延伸。每个搅拌叶轮106a~106e,具有与旋转轴105的中心线L相垂直的三片支承板108、配置在每个支承板108上侧主面上的一片上侧辅助板119a、配置在每个支承板108下侧主面上的一片下侧辅助板119b。下面,将上侧辅助板119a及下侧辅助板119b总称为辅助板109。搅拌叶轮106a~106e的辅助板109,通过弯曲加工而成。具体而言,通过弯曲一片强化铂,形成支撑板108与辅助板109成一体的搅拌叶轮106a~106e。
沿旋转轴105的中心线L观察搅拌叶轮106a~106e时,每个搅拌叶轮106a~106e的三片支承板108,配置在相对旋转轴105的中心线L位置三次对称的位置。每个支承板108的主面法线与旋转轴105的中心线L平行。即、支承板108是水平配置。而且,每个搅拌叶轮106a~106e的三片支承板108,在旋转轴105的周围通过连接部110相互连接。即、每个搅拌叶轮106a~106e的三片支承板108,实质上构成一个部件。
每个搅拌叶轮106a~106e配置成,将配置于相邻两段的搅拌叶轮106a~106e的支承板108投影于搅拌槽101底面时,支承板108与支承板108的间隔变得最小,或支撑板108与支撑板108重叠部分的面积变得最小。该实施例中,沿旋转轴105的中心线L相邻的两个搅拌叶轮106a~106e的支承板108配置成,沿旋转轴105的中心线L观看时,使其彼此不重叠。例如,图7表示沿旋转轴105的中心线L观察搅拌器102时,两个搅拌叶轮106a、106b的位置关系。如图7所示,搅拌叶轮106a的每个支承板108配置在搅拌叶轮106b的两个支承板108之间。即、两个搅拌叶轮106a、106b的六片支承板108,看似配置在相对旋转轴105中心线L位置六次对称的位置。
辅助板109配置在支承板108的主面上,以使其主面相对支承板108的主面相垂直。辅助板109配置在支承板108上侧主面及下侧主面上。如上所述,支承板108上侧主面上配置有上侧辅助板119a,支承板108的下侧主面上配置有下侧辅助板119b。图4及图6中,下侧辅助板119b用虚线表示。沿旋转轴105的中心线L观察搅拌叶轮106a~106e时,上侧辅助板119a与下侧辅助板119b相交叉。
辅助板109配置成,使其从旋转轴105的附近向支承板108的外缘延伸。辅助板109具有最接近旋转轴105侧的内侧端部109a、内侧端部109a的相反侧端部,即、最接近支承板108外缘侧的外侧端部109b。辅助板109配置成,俯视搅拌器102时,使其随着从内侧端部109a朝向外侧端部109b,逐渐远离连接旋转轴105的中心线L与内侧端部109a的直线111。搅拌叶轮106a、106c、106e时,如图4所示,随着从内侧端部109a朝向外侧端部109b,上侧辅助板119a配置成,使其朝逆时针方向远离直线111,下侧辅助板119b配置成,使其朝顺时针方向远离直线111。另一方面,搅拌叶轮106b、106d时,如图6所示,随着从内侧端部109a朝向外侧端部109b,上侧辅助板119a配置成,使其朝顺时针方向远离直线111,且下侧辅助板119b配置成,使其朝逆时针方向远离直线111。即、每个搅拌叶轮106a~106e中,上侧辅助板119a及下侧辅助板119b配置成,使其彼此朝反方向延伸。而且,沿旋转轴105的中心线L相邻的两个搅拌叶轮106a~106e之间,相互相向的一对辅助板109配置成,使其朝同一方向延伸。例如,搅拌叶轮106a的下侧辅助板119b与位于搅拌叶轮106b下一段的搅拌叶轮106b的上侧辅助板119a均配置成,使其朝顺时针方向远离直线111。
(2-3)旋转轴与搅拌叶轮的连接部的结构
接下来,对旋转轴105与搅拌叶轮106a~106e的连接部进行说明。每个搅拌叶轮106a~106e,通过嵌合安装在旋转轴105的外周面上。旋转轴105的外周面上形成有嵌合孔105a,即、嵌合部分搅拌叶轮106a~106e的贯穿孔。每个搅拌叶轮106a~106e,由三枚支撑板108通过连接部110相互相连的主体、三个轴承116、六个楔子126构成。轴承116,如后述,与辅助板109相接合。楔子126,虽然未与支撑板108或轴承116相接合,但视作构成搅拌叶轮106a~106e的部件之一。另外,楔子126也可与支撑板108或轴承116相接合。
每个轴承116,具有用于使楔子126贯穿的两个楔子贯穿孔116d。楔子126为贯穿轴承116的楔子贯穿孔116d,且具有嵌合于旋转轴105嵌合孔105a的突起的部件。每个轴承116,不是通过两个楔子126与旋转轴105的外周面相接合,而是被固定在旋转轴105的外周面上。另外,搅拌器102,也可以是具有没有形成楔子贯穿孔116d的轴承116、不贯穿楔子贯穿孔116d,嵌合于嵌合孔105a的楔子126的结构。下面,对轴承116及楔子126的形状、及通过将每个搅拌叶轮106a~106e嵌合于旋转轴105的外周面进行安装的方法进行说明。
图8为旋转轴105、支撑板108及轴承116的配置示意图。图9为,在支撑板108的高度位置,沿旋转轴105的径向观察轴承116的侧视图。在图9中,用点线表示支撑板108。图10为沿旋转轴105的中心线L,从铅垂方向上方观察轴承116的顶视图。图10所示旋转轴105的剖面及旋转轴105的嵌合孔105a。图11为表示搅拌叶轮106a~106e的楔子126嵌合在旋转轴105之前的状态的顶视图。图12为表示搅拌叶轮106a~106e的楔子126嵌合在旋转轴105之后的状态的顶视图。图11中,楔子126的附近所示的前头,表示楔子126***轴承116的楔子贯穿孔116d及旋转轴105的嵌合孔105a的方向。
如图9所示,轴承116由上方端部116a、下方端部116b、上方端部116a与下方端部116b之间的轴接触部116c构成。如图10所示,俯视时上方端部116a及下方端部116b与具有圆弧状轴接触部116c的水平方向两端部连接成近似L字形状。如图10所示,轴接触部116c的主面,即、连接有上方端部116a及下方端部116b侧的相反侧主面,与旋转轴105的外周面相接触。如图11及图12所示,上方端部116a的侧面与上侧辅助板119a的内侧端部109a侧面相接合,下方端部116b的侧面与下侧辅助板119b的内侧端部109a侧面相接合。轴接触部116c与辅助板109的接合是,例如,在上方端部116a与上侧辅助板119a的内侧端部109a之间形成微小的间隙,并通过熔融的铂或铂合金等填补该缝隙来进行。另外,轴接触部116c与辅助板109,可也通过焊接相接合。而且,搅拌叶轮106a~106e的三个支撑板108上,分别有一个轴承116与一对辅助板109相连。
如图9所示,轴承116的轴接触部116c由位于支撑板108上方的轴承上部116c1和位于支撑板108下方的轴承下部116c2构成。轴承上部116c1与轴承下部116c2上,分别形成有一个楔子贯穿孔116d。楔子贯穿孔116d具有近似圆形的剖面形状。每个搅拌叶轮106a~106e中,三个轴承116的轴承上部116c1楔子贯穿孔116d形成在彼此不同的高度,三个轴承116的轴承下部116c2楔子贯穿孔116d形成在彼此不同的高度。旋转轴105的外周面中,与搅拌叶轮106a~106e的轴承116的每个楔子贯穿孔116d相连通的位置上形成有嵌合孔105a。嵌合孔105a,具有与楔子贯穿孔116d相同的近似圆形剖面形状。
如图11的箭头所示,通过使两个楔子126分别贯穿每个轴承116的两个楔子贯穿孔116d,进而分别***旋转轴105的两个嵌合孔105a,每个搅拌叶轮106a~106e的每个轴承116被固定在旋转轴105的外周面上。即、每个搅拌叶轮106a~106e,通过使六个楔子126经由三个轴承116嵌合于旋转轴105的六个嵌合孔105a中,安装在旋转轴105上。
另外,该实施例中,楔子126具有近似圆形的剖面形状,且具有能够嵌合于旋转轴105的嵌合孔105a及轴承116的楔子贯穿孔116d的棒状突起的部件。但是,楔子126可以为具有这种突起的任意形状。
(3)搅拌装置的动作
对涉及该实施例的搅拌装置100的动作进行说明。图13为表示通过搅拌装置100被搅拌的熔融玻璃G的流动图。图13所示的箭头,表示熔融玻璃G的流动方向。熔融玻璃G从上游侧导管103朝水平方向流入搅拌槽101的内部。搅拌器102的旋转轴105上端部,与图中未示出的电机相连。俯视搅拌装置100时,搅拌器102,在旋转轴105的中心线L周围朝逆时针方向进行旋转。在搅拌槽101的内部,熔融玻璃G从上方逐渐导向下方的同时,被搅拌器102搅拌。被搅拌的熔融玻璃G,从搅拌槽101的内部朝水平方向流向下游侧导管104。另外,通过搅拌装置100被搅拌的熔融玻璃G的温度,当具有102.5dPa·S的粘度时,最佳为1450℃~1750℃,更佳为1500℃~1750℃,更佳为1530℃~1750℃。
在搅拌槽101中,通过搅拌叶轮106a~106e的轴旋转,熔融玻璃G被搅拌。每个搅拌叶轮106a~106e的辅助板109,将熔融玻璃G从搅拌槽101的内壁侧搅向旋转轴105侧,或从旋转轴105侧推向搅拌槽101的内壁侧。该实施例中,每个搅拌叶轮106a~106e的上侧辅助板119a及下侧辅助板119b的任意一方,将熔融玻璃G从搅拌槽101的内壁侧搅向旋转轴105侧,另一方则将熔融玻璃G从旋转轴105侧推向搅拌槽101的内壁侧。即、在每个搅拌叶轮106a~106e的支承板108上方及支承板108下方,旋转轴105半径方向的熔融玻璃G的流动方向为相互反方向。而且,对于沿旋转轴105的中心线L相邻的两个搅拌叶轮106a~106e,上段搅拌叶轮106a~106e的下侧辅助板119b主面及下段搅拌叶轮106a~106e的上侧辅助板119a主面,朝相同方向远离直线111。因此,沿旋转轴105的中心线L相互相向的一对辅助板109,使熔融玻璃G产生沿旋转轴105的半径方向,朝同一方向的流动。
如图13所示,在该实施例中,通过搅拌器102的轴旋转,最上段的搅拌叶轮106a的上侧辅助板119a,使熔融玻璃G产生从搅拌槽101的内壁侧搅向旋转轴105侧的流动。因此,搅拌叶轮106a的下侧辅助板119b与位于搅拌叶轮106a下一段的搅拌叶轮106b的上侧辅助板119a,使熔融玻璃G产生从旋转轴105侧推向搅拌槽101内壁侧的流动。同样地,搅拌叶轮106b的下侧辅助板119b与搅拌叶轮106c的上侧辅助板119a,使熔融玻璃G产生从搅拌槽101的内壁侧搅向旋转轴105侧的流动。而且,位于搅拌器102的最下段的搅拌叶轮106e下侧辅助板119b,使熔融玻璃G产生从旋转轴105侧推向搅拌槽101内壁侧的流动。即、最下段的搅拌叶轮106e与搅拌槽101底面之间的下部空间122中,熔融玻璃G流向图13所示的箭头124方向。
如图13所示,在该实施例中,最上段的搅拌叶轮106a的上侧辅助板119a,在搅拌叶轮106a支撑板108的上方,产生使熔融玻璃G从搅拌槽101的内壁侧向旋转轴105侧移动的流动。通过最上端搅拌叶轮106a的上侧辅助板119a移动至旋转轴105附近的熔融玻璃G,沿旋转轴105上升至熔融玻璃G的液面。上升至液面的熔融玻璃G,沿液面从旋转轴105侧流向搅拌侧101的内壁侧。移动至搅拌槽101的内壁附近的熔融玻璃G,沿搅拌槽101的内壁下降至最上端的搅拌叶轮106a。即、在最上段的搅拌叶轮106a与熔融玻璃G的液面之间的上部空间121中,形成图13所示的熔融玻璃G的循环流123。熔融玻璃G,通过该循环流123,在上部空间121被搅拌。
另外,在该实施例中,与旋转轴105的中心线L相垂直的剖面中的搅拌槽101内面半径R及最上端搅拌叶轮106a的上侧主面与熔融玻璃G的液面之间的间隔H之比R/H,最佳为0.5~2.6。
(4)特征
(4-1)
涉及该实施例的搅拌装置100中,搅拌器102由强化铂而制成,且旋转轴105与每个搅拌叶轮106a~106e通过嵌合相互连接。搅拌叶轮106a~106e,通过贯穿轴承116的楔子贯穿孔116d,并***旋转轴105的嵌合孔105a,被固定在旋转轴105的外周面上。即、本质上,搅拌器102不需通过焊接与旋转轴105和搅拌叶轮106a~106e相接合,完成组装。
搅拌装置100搅拌熔融玻璃G时,即、搅拌器102在旋转轴105的中心线L周围进行旋转时,搅拌叶轮106a~106e受到因搅拌高温且高粘度的熔融玻璃产生的应力及搅拌叶轮106a~106e自重的应力。由于搅拌叶轮106a~106e与旋转轴105的外周面相连,因此,旋转的旋转轴105,支撑搅拌叶轮106a~106e受到的所有应力。在这里,作为搅拌器102原料的强化铂,具有一旦被加热至熔点以上而溶解,层状的铂晶界结构则崩溃,抗蠕变强度及拉伸强度至与通常的铂或铂合金相同程度的性质。因此,通过焊接接合旋转轴105与搅拌叶轮106a~106e时,焊接时因接合部的强化铂的溶解,与其他部分的强度相比,搅拌器接合部的强度大幅降低。因此,通过焊接旋转轴105与搅拌叶轮106a~106e而组装的搅拌器,在旋转中易变形或破损,有可能无法均匀地搅拌熔融玻璃G。
在该实施例中,由强化铂而制成的搅拌器102,通过嵌合将搅拌叶轮106a~106e安装在旋转轴105的外周面上,完成组装。根据该构成,与通过焊接将搅拌叶轮106a~106e安装在旋转轴105的外周面上时相比,能够抑制搅拌器102强度的降低。因此,由于抑制旋转中搅拌器102的变形及破损,能够使搅拌器102在熔融玻璃G中高速地进行旋转。因此,涉及该实施例的玻璃制造装置200的搅拌装置100,能够均匀地搅拌熔融玻璃G。
另外,碱金属氧化物的含量为0质量%~2质量%的无减玻璃或微碱玻璃,与碱金属氧化物的含量超过2质量%的碱性玻璃相比,在熔解槽40中制得的熔融玻璃的粘度高。因此,作为适用于FPD用玻璃基板的由碱金属含量较少的无减玻璃或微碱玻璃构成的玻璃基板,与由碱金属含量多的碱性玻璃构成的玻璃基板相比,容易残留条痕。即、在碱含量少的玻璃基板的制造工艺中,为了抑制条痕的产生,重要的在于在搅拌装置100中均匀地搅拌熔融玻璃。涉及该实施例的玻璃制造装置200的搅拌装置100,由于即使熔融玻璃G的粘度高时,也能使搅拌器102高速旋转,适合于无减玻璃或微碱玻璃基板的制造。特别是,搅拌装置100,适合于由碱金属氧化物的含量为0质量%~0.5质量%的玻璃而成的玻璃基板的制造。另外,碱金属氧化物的含量表示Li2O、Na2O及K2O含量的合计。下面,将实质上不含有碱金属氧化物的玻璃称之为无减玻璃,碱金属氧化物的含量超过0质量%,且低于2质量%的玻璃称之为微碱玻璃。
而且,搅拌装置100适用于,搅拌工艺中熔融玻璃的粘度高,且严格要求排除条痕的液晶显示器用玻璃基板及有机EL显示器用玻璃基板的制造。
还有,由于形成低温多晶Si(p-Si)TFT及氧化物半导体的玻璃基板,需要高温的热处理工艺,因此,最佳为热收缩率小。为了制得热收缩率小的玻璃基板,最佳为提高玻璃的应变点,但由于应变点高的玻璃在熔融时具有粘度变高的趋势,容易残留条痕。因此,涉及该实施例的玻璃制造装置200的搅拌装置100,适合于搭载低温多晶Si(p-Si)TFT及氧化物半导体的FPD用玻璃基板的制造。另外,玻璃基板的应变点,最佳为675℃以上,更佳为680℃以上,更佳为690℃以上。而且,具有102.5dPa·S粘度的玻璃基板温度为1400℃~1750℃时,显著呈现防止搅拌器102变形及破损、及熔融玻璃均质化的效果,玻璃基板的温度为1500℃~1750℃时,这些效果更加显著呈现,玻璃基板的温度为1550℃~1750℃时,这些效果更加显著呈现。
另外,搅拌工艺中,搅拌槽101内熔融玻璃的粘度,最佳为被调整至450dPa·S~2500dPa·S。特别是,在搅拌工艺中,搅拌槽101内的熔融玻璃的粘度为700dPa·S~1600dPa·S时,更加显著呈现防止搅拌器102的变形及破损的效果,及熔融玻璃均质化的效果。
(4-2)
涉及该实施例的搅拌装置100中,从上游侧导管103流入至搅拌槽101的熔融玻璃G,通过搅拌器102的轴旋转,从搅拌槽101的内壁侧搅向旋转轴105侧,或从旋转轴105侧推向搅拌槽101的内壁。朝旋转轴105半径方向的熔融玻璃G的流动,随着沿旋转轴105的中心线L从上方往下方,在搅拌叶轮106a~106e的每个段成相反方向。即、熔融玻璃G在从搅拌槽101内部从上方导向下方的同时,朝旋转轴5的半径方向交替移动,且被搅拌。
因此,涉及该实施例的玻璃制造装置200的搅拌装置100,不需具备复杂的结构,能够均匀地搅拌熔融玻璃G。根据该构成,能抑制条痕的产生,能够制得高质量的玻璃产品。
(4-3)
涉及该实施例的搅拌装置100中,在每个搅拌叶轮106a~106e的支承板108上方主面上及下方主面上设置有辅助板109。一旦,搅拌器102进行轴旋转,熔融玻璃G通过辅助板109流向旋转轴105的半径方向。具体而言,支承板108主面附近的熔融玻璃G通过辅助板109被搅入或被推压,沿支承板108的主面朝半径方向移动。根据该构成,通过搅拌叶轮106a~106e的辅助板109,充分搅拌熔融玻璃G。
因此,涉及该实施例的玻璃制造装置200的搅拌装置100,不需具备复杂的结构,可均匀地搅拌熔融玻璃G。根据该构成,能抑制玻璃带44的条痕的产生,可制得高质量的玻璃产品。
(4-4)
该实施例中,搅拌器102最上段的搅拌叶轮106a的上侧辅助板119a,将熔融玻璃G从搅拌槽101的内壁侧搅向旋转轴105。根据该构成,在最上段的搅拌叶轮106a与熔融玻璃G的液面之间的上部空间121,旋转轴105附近的熔融玻璃G,沿旋转轴105上升。上升至熔融玻璃G的液面附近的熔融玻璃G,流向搅拌槽101的内壁,并沿搅拌槽101的内壁病下降。如上所述,在上部空间121,如图13所示,形成熔融玻璃G的循环流123。
在这里,考虑不同于该实施例的、最上端的搅拌叶轮106a上方的熔融玻璃G,从旋转轴105侧推向搅拌槽101内壁侧的情形。此时,被推向搅拌槽101内壁附近的熔融玻璃G,沿搅拌槽101的内壁朝铅垂方向移动时,易朝上方流动。因此,熔融玻璃G,沿搅拌槽101的内壁上升至熔融玻璃G的液面附近。而且,熔融玻璃G沿液面从搅拌槽101的内壁侧流向旋转轴105侧,并沿旋转轴105下降。即、形成与如图13表示的循环流123反方向的熔融玻璃G循环流。
而且,如上所述,一旦在上部空间121形成熔融玻璃G的逆向循环流,存在于熔融玻璃G液面的气泡或易挥发成分挥发的结果,形成于旋转轴105周围的熔融玻璃G的下降流,会卷入二氧化硅成分相对较多的富硅层。根据该构成,含富硅层的熔融玻璃G,从液面附近的高度位置引向下方。其结果,有可能引起玻璃产品的气泡质量的恶化及条痕质量的恶化。
在该实施例中,通过在旋转轴105周围形成熔融玻璃G的上升流,抑制上部空间121的熔融玻璃G沿旋转轴105的外周面急速下降,没有被充分搅拌的状态下从下游侧导管104流出。
而且,在该实施例中,由于在上部空间121形成熔融玻璃G的循环流123,抑制熔融玻璃G在液面附近的停留。
因此,涉及该实施例的玻璃制造装置200的搅拌装置100,可均匀地搅拌熔融玻璃G。根据该构成,能够抑制条痕44的产生,能够制得高质量的玻璃产品。
(4-5)
该实施例中,在最下段的搅拌叶轮106e与搅拌槽101的底面之间的下部空间122,熔融玻璃G从旋转轴105侧被推向搅拌槽101的内壁侧。即、如图13的前头124所示,最下段的搅拌叶轮106e的下侧辅助板119b,使熔融玻璃G产生促进熔融玻璃G向下游侧导管104流出的流动。另一方面,最下段的搅拌叶轮106e的上侧辅助板119a及搅拌叶轮106e上一段的搅拌叶轮106d的下侧辅助板119b,使熔融玻璃G产生抑制熔融玻璃G向下游侧导管104流出流动。
根据该构成,由于被搅拌器102搅拌的熔融玻璃G容易从下部空间122向下游侧导管104流出,能够抑制熔融玻璃G停留在搅拌槽101的底部。假设,一旦熔融玻璃G停留在搅拌槽101的底部,相对熔融玻璃G的平均成分,组成成分的平衡被破坏的异质玻璃材料,例如,成分不均匀的富氧化锆层等,会包含于所停留的熔融玻璃G内。一旦这种熔融玻璃G从下游侧导管104流出,在成形装置42成形的玻璃带44上有可能产生条痕,有可能出现质量问题。而且,一旦包含氧化锆熔融玻璃G被提供至成形装置42,则会成为在成形装置42中产生失透的原因,不仅出现质量上的问题,难以稳定地操作玻璃制造装置200,最坏的情况下需停止作业,且进行维护。
而且,在该实施例中,抑制熔融玻璃G从下部空间122上方的空间向下游侧导管104流出。根据该构成,由于下部空间122的熔融玻璃G总是与下部空间122上方的熔融玻璃G更换,抑制熔融玻璃G停留在搅拌槽101的底部。即、搅拌槽101内的熔融玻璃G不会切断沿旋转轴105的中心线L相邻的搅拌叶轮106a~106e之间的各个空间,能够在每个空间确切地被搅拌。根据该构成,抑制没有被充分搅拌的熔融玻璃G从搅拌装置100流出。
而且,在该实施例中,如图13所示,在最上段搅拌叶轮106a的高度位置附近配置有上游侧导管103。还有,最上段搅拌叶轮106a的高度位置被设定成,使其从熔融玻璃G的液面仅间隔规定距离。假设,搅拌叶轮106a的高度位置接近液面时,因搅拌器102的轴旋转熔融玻璃G的液面振动,浮在液面上的气泡等容易被引入下方。另一方面,搅拌叶轮106a的高度位置远离液面时,熔融玻璃G的循环流123即无法到达液面附近,液面附近的熔融玻璃G会停滞,不均匀的熔融玻璃G停留在液面附近。因此,根据搅拌器102的转数或搅拌叶轮106a~106e的尺寸,适当决定相对熔融玻璃G液面的搅拌叶轮106a的高度位置。
而且,在该实施例中,调整熔融玻璃G的流量,以使熔融玻璃G的液面位于上游侧导管103的上端附近。还有,搅拌叶轮106a的支撑板108配置在上游侧导管103的直径中央下方。具体而言,搅拌叶轮106a的支撑板108配置在与上游侧导管103的下端相同高度的位置。根据该构成,如图13所示,最上段的搅拌叶轮106a的上侧辅助板119a,使熔融玻璃7产生促进熔融玻璃G从上游侧导管103流入的流动。
因此,涉及该实施例的玻璃制造装置200的搅拌装置100,能够均匀地搅拌熔融玻璃G。根据该构成,能够抑制玻璃带44产生条痕,能够制得高质量的玻璃产品。
(4-6)
在该实施例中,如图7所示,沿旋转轴105的中心线L观察沿旋转轴105的中心线L相邻的两个搅拌叶轮106a~106e的支承板108时,配置成相互不重叠。根据该构成,在搅拌槽101内部熔融玻璃G朝铅垂方向的流动,暂时被各搅拌叶轮106a~106e的支承板108挡止。因此,熔融玻璃G临时停留在沿旋转轴105的中心线L相邻的搅拌叶轮106a~106e之间的每个空间内,被充分搅拌。
而且,在该实施例中,通过搅拌叶轮106a~106e的这种配置,能够抑制上部空间121的熔融玻璃G沿旋转轴105的外周面急速下降,且没有被充分搅拌的状态下从下游侧导管104流出。
因此,涉及该实施例的玻璃制造装置200的搅拌装置100,能够均匀地搅拌熔融玻璃G。根据该构成,能够抑制玻璃带44产生条痕,能够制得高质量的玻璃产品。
(4-7)
涉及该实施例的搅拌装置100中,沿旋转轴105的中心线L观看搅拌器102时,每个搅拌叶轮106a~106e的辅助板109,除外侧端部109b之外,被配置在远离支承板108外缘的位置。根据该构成,沿搅拌叶轮106a~106e的上侧辅助板119a主面向下方流动的熔融玻璃G容易碰上支承板108的上侧主面,沿搅拌叶轮106a~106e的下侧辅助板119b主面向上方流动的熔融玻璃G容易碰上支承板108下侧的主面。,因此能够抑制在处理室101内的熔融玻璃7上下方向的移动。根据该构成,在搅拌槽101内部朝铅垂方向的流动熔融玻璃G,暂时被各搅拌叶轮106a~106e的支承板108挡止。因此,熔融玻璃G临时停留在沿旋转轴105的中心线L相邻的搅拌叶轮106a~106e之间的每个空间内,被充分搅拌。
因此,涉及该实施例的玻璃制造装置200的搅拌装置100,能够均匀地搅拌熔融玻璃G。根据该构成,能够抑制玻璃带44产生条痕,能够制得高质量的玻璃产品。
(4-8)
在该实施例中,每个搅拌叶轮106a~106e的三片支承板108,在旋转轴105周围通过连接部110相互连接。根据该构成,提高搅拌叶轮106a~106e的强度。而且,在旋转轴105周围熔融玻璃的搅拌效果小,熔融玻璃G在旋转轴105附近,容易没有被充分搅拌而下降。每个搅拌叶轮106a~106e的连接部110能够抑制旋转轴105附近的熔融玻璃G的下降流。
因此,涉及该实施例的玻璃制造装置200的搅拌装置100,能够均匀地搅拌熔融玻璃G。根据该构成,能够抑制玻璃带44产生条痕,能够制得高质量的玻璃产品。
(5)变通例
(5-1)变通例A
该实施例中,搅拌器102的旋转轴105上,沿中心线L以相同间隔配置有五个搅拌叶轮106a~106e。安装在旋转轴105上的搅拌叶轮106a~106e的数量,可考虑搅拌槽101的尺寸或旋转轴105的长度等来适当设定。而且,沿旋转轴105的中心线L相邻的两片搅拌叶轮106a~106e之间的距离,也可考虑搅拌槽101的尺寸及旋转轴105的长度等来适当设定。
(5-2)变通例B
在该实施例中,虽然搅拌器102的每个搅拌叶轮106a~106e具有三个支承板108,但也可具有两个或四个以上的支承板108。
例如,如图14所示包含具有两个支撑板的搅拌叶轮的搅拌器2。该搅拌器2,与该实施例的搅拌器102相同地,包含被固定在旋转轴5上的五个搅拌叶轮6a~6e。每个搅拌叶轮6a~6e支撑板的上方主面及下方主面上,分别配置有两个辅助板。
而且,每个搅拌叶轮106a~106e上具有四个支承板108时,与该实施例相同地,沿旋转轴105的中心线L观察搅拌器102时,沿中心线L相邻的两个搅拌叶轮106a~106e的支承板108位置也可相互不同。
(5-3)变通例C
该实施例的每个搅拌叶轮106a~106e的支承板108,也可具有形成于其主面上的贯通孔112。图15为具有贯通孔112的搅拌叶轮106a、106c、106e的平面图。该变通例中,一旦搅拌器102进行轴旋转,部分熔融玻璃G通过贯通孔112,产生朝铅垂方向的熔融玻璃G的流动。根据该构成,熔融玻璃G中产生除因辅助板109产生的朝旋转轴105半径方向的流动之外,还产生因贯穿孔112产生的朝旋转轴105轴向的流动。因此,由于在熔融玻璃G中产生更复杂的流动,能够获得更高搅拌效果。此外,通过贯通孔112期待轴旋转的搅拌器102受到来自熔融玻璃G阻力变小,搅拌装置100能够用更少的动力搅拌熔融玻璃G。
而且,在该变通例中,包含在熔融玻璃G中的气泡通过贯通孔112,能够上升至熔融玻璃G的液面。根据该构成,能有效地除去包含在熔融玻璃G中的气泡。例如,考虑在检查及修理搅拌器102、或开始使用新的搅拌器102时,向搅拌槽101的熔融玻璃G中投入该变通例的搅拌器。此时,投入搅拌器102时被卷入的空气的气泡,通过搅拌叶轮106a~106e的贯通孔112迅速浮起。因此,能缩短到稳定操作搅拌装置100的时间。
而且,在该变通例中,如图15所示,在连接每个搅拌叶轮106a~106e的支承板108之间连接部110上,也可形成贯通孔112。
(5-4)变通例D
涉及该实施例的搅拌装置100,也可具有从搅拌槽101排出熔融玻璃G的结构。例如,也可在搅拌槽101底面设置用于排出包含富氧化锆层的熔融玻璃G的排出口。而且,也可在搅拌槽101的侧面设置用于排除包含气泡或富硅层的熔融玻璃G的排出口。
熔融玻璃G中,相对熔融玻璃G的平均成分,有时出现组成成分的平衡被破坏而含异质玻璃材料的情况。其原因可考虑为在熔融槽40中产生的熔融玻璃G的成分不均所导致、或因易挥发的成分已从熔融玻璃G挥发所导致。特别是,因易挥发的成分已从熔融玻璃G挥发所导致的异质玻璃材料容易停留在搅拌槽101的熔融玻璃G液面上。
在该实施例中,如图13所示,在上部空间121形成循环流123时,即使熔融玻璃G的液面上存在气泡或异质的玻璃材料,液面附近的熔融玻璃G也可沿液面从旋转轴105侧流向搅拌槽101的内壁侧。因此,通过在该熔融玻璃G流动的延长线上设置排出口,能够排出包含在熔融玻璃G中的气泡或异质的玻璃材料。搅拌槽101中,在比最上段的搅拌叶轮106a更上方的位置、最佳为在熔融玻璃G的液面或液面正下面的高度位置,设有排除口。该排出口形成在搅拌槽101的侧面,与排除管相连。液面附近的部分熔融玻璃G,从搅拌槽101的排出口排出。
通常,去除包含在熔融玻璃G中的异物时,有必要使搅拌装置100停止运转。但是,在上部空间121形成循环流123、且在熔融玻璃G的液面附近形成从旋转轴105侧向搅拌槽101的内壁侧的流动时,通过在搅拌槽101上设置上述排出口,不需停止搅拌装置100的运转,能够将包含气泡或异质的玻璃材料的熔融玻璃G从搅拌槽101排出。例如,即使从澄清槽141包含大量气泡的熔融玻璃G流入搅拌槽101,不需停止搅拌装置100的运转,能够将包含气泡的少量熔融玻璃G从搅拌槽101排出。
(5-5)变通例E
该实施例中,沿旋转轴105的中心线L观察沿旋转轴105的中心线L相邻两个搅拌叶轮106a~106e的支撑板108时,配置成相互不重叠。但是,根据支撑板108的主面面积,将配置于相邻两段的搅拌叶轮106a~106e的支承板108投影于搅拌槽101底面时,也可使每个搅拌叶轮106a~106e配置成,支承板108与支承板108的间隔变得最小,或支撑板108与支撑板108重叠部分的面积变得最小。
(5-6)变通例F
通过涉及该实施例的搅拌装置100被搅拌的熔融玻璃G,不仅局限于上述成分,而且,不仅局限于上述温度及粘度值。上述熔融玻璃G的成分为,用于FPD用玻璃基板的无碱玻璃或微碱玻璃的玻璃成分。
但是,搅拌装置100也可使用于搅拌具有面向强化玻璃的玻璃成分的熔融玻璃,其中,所述面向强化玻璃的玻璃成分,包含更多的碱成分。此时,最佳为将熔融玻璃G的温度设定成低于该实施例的1300℃~1400℃范围内进行搅拌。
(5-7)变通例G
涉及该实施例的搅拌器102中,每个搅拌叶轮106a~106e,通过楔子126被固定在旋转轴105上。但是,还可用其它手段将每个搅拌叶轮106a~106e固定在旋转轴105上。例如,也可与上方端部116a与上侧辅助板119a的内侧端部109之间的接合相同地,在搅拌叶轮106a~106e的轴承116与旋转轴105的外周面之间形成缝隙,并通过熔融的铂或铂合金填充该缝隙,更坚固地将搅拌叶轮106a~106e固定在旋转轴105上。而且,不至于大幅降低搅拌器102及旋转轴105的强化铂的强度范围内,也可通过焊接更坚固地将搅拌叶轮106a~106e固定在旋转轴105上。
(5-8)变通例H
涉及该实施例的搅拌器102中,每个搅拌叶轮106a~106e通过楔子126被固定在旋转轴105上。但,也可不使用楔子126,通过将每个搅拌叶轮106a~106e直接嵌入形成在旋转轴105外周面上的沟槽,每个搅拌叶轮106a~106e被固定在旋转轴105上。
该变通例中,每个搅拌叶轮106a~106e的一部分,通过嵌合于形成在旋转轴105外周面上的凹部及孔等,每个搅拌叶轮106a~106e被固定在旋转轴105上。
(5-9)变通例I
作为通过涉及该实施例的玻璃制造装置200制造的玻璃基板,虽然列举具有上述成分的无碱玻璃及微碱玻璃为例进行了说明,但FPD用玻璃基板,也可以是含有SiO2:50质量%~70质量%、Al2O3:5质量%~25质量%、B2O3:0质量%~15质量%、MgO:0质量%~10质量%、CaO:0质量%~20质量%、SrO:0质量%~20质量%、BaO:0质量%~10质量%的玻璃基板。另外,该玻璃基板也可含有5质量%~20质量%的其它氧化物。
而且,通过涉及该实施例的玻璃制造装置200制造的玻璃基板,也可以是含有SiO2:52质量%~78质量%、Al2O3:3质量%~25质量%、B2O3:3质量%~15质量%、RO(但是,RO为MgO、CaO、SrO及BaO的化合量)3质量%~20质量%、R2O(但是,R2O为Li2O、Na2O及K2O的化合量)0.01质量%~0.8质量%、Sb2O3:0质量%~0.3质量%,实质上不含有As2O3,质量比CaO/RO超过0.65,质量比(SiO2+Al2O3)/B2O3为7~30,质量比(SiO2+Al2O3)/RO超过5,且应变点超过688℃的玻璃而成的FPD用玻璃基板。
还有,为了抑制TFT的破坏,FPD用玻璃基板最佳为无碱玻璃的基板。但是,为了提高澄清槽41中熔融玻璃G的澄清性,玻璃基板也可同时含有0.05质量%~2%质量%,最佳为0.1质量~2质量%的Li2O、Na2O、K2O。还有,为了降低对环境的负荷,玻璃基板最佳为不含作为澄清剂的As2O3、PbO。此外,玻璃基板,最佳为作为澄清剂至少含有氧化锡,最佳为含有0.01质量%~0.2质量%的氧化铁。还有,为了轻型化,玻璃基板最佳为同时含有0质量%~10质量%的SrO及BaO。此时,为了降低对环境的负荷,BaO的含量更佳为0质量%~2质量%。
(5-10)变通例J
涉及该实施例的玻璃制造装置200中,搅拌装置100设置在澄清槽41与成形装置42之间,搅拌在澄清槽41被澄清的熔融玻璃G。但是,搅拌装置100也可设置在熔解槽40与澄清槽41之间。此时,搅拌装置100搅拌在熔解槽40生成的熔融玻璃G,并向澄清槽41提供被均匀化的熔融玻璃G。另外,可也在熔解槽40与澄清槽41之间,及澄清槽41与成形装置之间设置两个搅拌装置100。
而且,用于制造FPD用玻璃基板的玻璃制造装置200中,被设置在熔解槽40与澄清槽41之间的搅拌装置100搅拌的熔融玻璃G的温度范围,最佳为1500℃~1600℃。
<第2实施例>
结合附图,对涉及本发明的玻璃基板的制造方法、玻璃基板的制造装置及搅拌装置的第2实施例进行说明。该实施例的玻璃制造装置的基本结构、动作及特征,与第1实施例的玻璃制造装置相同。另外,与第1实施例具有相同结构及功能的部件,使用相同的参照符号。
(1)结构
该实施例的玻璃制造装置,具有将图1所表示的第1实施例的玻璃制造装置200的搅拌装置100用具有不同于该结构的搅拌装置1100替换的结构。图16为搅拌装置1100的侧视图。搅拌装置1100,其包括第1搅拌槽1101a及第2搅拌槽1101b。第1搅拌槽1101a及第2搅拌槽1101b,具有与第1实施例的搅拌槽101相同的圆筒形状。第1搅拌槽1101a具有安装在下部侧面上的上游侧导管1103。第2搅拌槽1101b具有安装在下部侧面上的下游侧导管1103。图16所示的箭头表示在搅拌装置1100中被搅拌的熔融玻璃G的流动方向。
搅拌装置1100中搅拌熔融玻璃G的搅拌工艺,由在第1搅拌槽1101a的内部,从下方向上方导引熔融玻璃G的同时,进行搅拌的第1搅拌工艺,和在第2搅拌槽1101b的内部,从上方向下方导引在第1搅拌工艺中被搅拌的熔融玻璃G的同时,进行搅拌的第2搅拌工艺而成。第1搅拌槽1101a,其包括搅拌内部熔融玻璃G的第1搅拌器1102a和能够从底部排出熔融玻璃G的第1排出管1110a。第2搅拌槽1101b,其包括搅拌内部熔融玻璃G的第2搅拌器1102b和能够从内部熔融玻璃G的液面LL排出熔融玻璃G的第2排出管1110b。第1搅拌槽1101a的上方侧面,通过连接管1107与第2搅拌槽1101b的上方侧面相连。熔融玻璃G,经由连接管1107从第1搅拌槽1101a送往第2搅拌槽1101b。第1搅拌器1101a及第2搅拌器1102b,与第1实施例的搅拌器102相同地,由强化铂而制成。
第1搅拌器1102a具有沿铅垂方向配置的第1旋转轴1105a、被固定在第1旋转轴1105a的外周面上,且沿第1旋转轴1105a从最上段至最下段多段配置的四个第1搅拌叶轮1106a1~1106a4。第1搅拌叶轮1106a1~1106a4具有与第1旋转轴1105a相垂直的第1支撑板、配置在第1支撑板的上方主面及下方主面的上的第1辅助板。第2搅拌器1102b具有沿铅垂方向配置的第2旋转轴1105b、被固定在第2旋转轴1105b的外周面上,且沿第2旋转轴1105b从最上段至最下段多段配置的五个第2搅拌叶轮1106b1~1106b5。第2搅拌叶轮1106b1~1106b5具有与第2旋转轴1105b相垂直的第2支撑板、配置在第2支撑板的上方主面及下方主面的上的第2辅助板。
在第1搅拌工艺中,通过第1搅拌器1102在第1旋转轴1105a的周围进行旋转,第1辅助板使熔融玻璃G产生朝第1旋转轴1105a的半径方向的流动。在第2搅拌工艺中,通过第2搅拌器1102b在第2旋转轴1105b的周围进行旋转,第2辅助板使熔融玻璃G产生朝第2旋转轴1105的半径方向的流动。
另外,第1搅拌器1102a的第1搅拌叶轮1106a1~1106a4及第2搅拌器1102b的第2搅拌叶轮1106b1~1106b5,具有与第1实施例的搅拌器102的搅拌叶轮106a~106e相同的结构。第1搅拌叶轮1106a1~1106a4的第1支撑板及第1辅助板,分别相当于第1实施例的支撑板108及辅助板109。第2搅拌叶轮1106b1~1106b5的第2支撑板及第2辅助板,分别相当于第1实施例的支撑板108及辅助板109。而且,第1搅拌叶轮1106a1~1106a4及第2搅拌叶轮1106b1~1106b5,具有相当于第1实施例的搅拌叶轮106a~106e的轴承116及楔子126的结构。后述通过第1搅拌器1102a及第2搅拌器1102b形成的熔融玻璃G的流动方向。
而且,在第1搅拌工艺中,位于配置在相邻两段第1搅拌叶轮1106a1~1106a4的第1支撑板之间的第1辅助板,使熔融玻璃G产生相同方向的流动。在第2搅拌工艺中,位于配置在相邻两段第2搅拌叶轮1106b1~1106b5的第3支撑板之间的第3辅助板,使熔融玻璃G产生相同方向的流动。
还有,在第1搅拌工艺中,配置在最上段第1搅拌叶轮1106a1的第1支撑板上方主面上的第1辅助板,在最上端第1搅拌叶轮1106a1的第1支撑板上方,通过产生使熔融玻璃G从第1搅拌槽1101a的内部朝第1旋转轴1105a移动的第1流动,产生使通过第1流动移动的熔融玻璃沿第1旋转轴1105a上升的第2流动。根据该构成,与第1实施例相同地,第1搅拌工艺中,在最上段的第1搅拌叶轮1106a1与熔融玻璃G的液面LL之间的空间1121a,形成图16的箭头1123a所示的熔融玻璃G的循环流。
而且,在第2搅拌工艺中,配置在最上段第2搅拌叶轮1106b1的第2支撑板上方主面上的第2辅助板,在最上段第2搅拌叶轮1106b1的第2支撑板上方,通过产生使熔融玻璃G从第2搅拌槽1101b的内壁朝第2旋转轴1105b移动的第3流动,产生使通过第3流动移动的熔融玻璃G沿第2旋转轴1105b上升的第4流动。根据该构成,与第1实施例相同地,第2搅拌工艺中,在最上段的第2搅拌叶轮1106b1与熔融玻璃G的液面LL之间的空间,形成图16的箭头1123b所示的熔融玻璃G的循环流。
还有,第1搅拌曹1101a,在最下段的第1搅拌叶轮1106a4的高度位置附近,具有使熔融玻璃G朝水平方向流入第1搅拌曹1101a的流入口。第2搅拌曹1101b,在最下段的第2搅拌叶轮1106b5的高度位置附近,具有使熔融玻璃G从第2搅拌曹1101b朝水平方向流出的流出口。
而且,在第1搅拌工艺中,通过第1搅拌器1102a在第1旋转轴1105a的周围进行轴旋转,各自的第1搅拌叶轮1106a1~1106a4中,配置在第1支撑板上方主面上的第1辅助板及配置在第1支撑板下方主面上的第1辅助板中的一侧第1辅助板,使熔融玻璃G产生从第1搅拌槽1101a的内部向第1旋转轴1105a的流动,另一侧第1辅助板产生使熔融玻璃G从第1旋转轴1105a向第1搅拌槽1101a内壁的流动。在第2搅拌工艺中,通过第2搅拌器1102b在第2旋转轴1105b的周围进行轴旋转,各自的第2搅拌叶轮1106b1~1106b5中,配置在第2支撑板上方主面上的第2辅助板及配置在第2支撑板下方主面上的第2辅助板中的一侧第2辅助板,使熔融玻璃G产生从第2搅拌槽1101b的内部向第2旋转轴1105b的流动,另一侧第2辅助板产生使熔融玻璃G从第2旋转轴1105b向第2搅拌槽1101b内壁的流动。
此外,在第1搅拌工艺中,最下段的第1搅拌叶轮1106a4与第1搅拌槽1101a的底面之间的空间1122a中,第1搅拌叶轮1106a4的第1辅助板,如图16的箭头1124a所示,使熔融玻璃G产生从第1搅拌槽1101a的内壁向第1旋转轴1105a的流动。而且,在最下段的第1搅拌叶轮1106a4与位于最下段的上一段的第1搅拌叶轮1106a3之间,第1搅拌叶轮1106a3、1106a4的第1辅助板,使熔融玻璃G产生从第1旋转轴1105a向第1搅拌槽1101a内壁的流动。在第2搅拌工艺中,最下段的第2搅拌叶轮1106b5与第2搅拌槽1101b的底面之间的空间1122b中,第2搅拌叶轮1106b5的第2辅助板,如图16的箭头1124b所示,使熔融玻璃G产生从第2旋转轴1105b向第2搅拌槽1101b内壁的流动。而且,在最下段的第2搅拌叶轮1106b5与位于最下段的上一段的第2搅拌叶轮1106b4之间,第2搅拌叶轮1106b4、1106ab5的第2辅助板,使熔融玻璃G产生从第2搅拌槽1101b的内壁向第2旋转轴1105b的流动。
(2)特征
该实施例中,从澄清槽41通过导管43b被送往搅拌装置1100的熔融玻璃G,在第1搅拌槽1101a被搅拌后,进而,在第2搅拌槽1101b被搅拌。在第1搅拌槽1101a中,从上游侧导管1103朝水平方向流入的熔融玻璃G,从下方导向上方的同时,被搅拌。在第1搅拌槽1101a被搅拌的熔融玻璃G,经由连接管1107被送往第2搅拌槽1101b。在第2搅拌槽1101b中,熔融玻璃G从上方导向下方的同时被搅拌,且从下游侧导管1104朝水平方向流出。
在搅拌装置1100中,包含于熔融玻璃G中的比重大的成分,例如,包含富氧化锆层的熔融玻璃G,堆积在第1搅拌槽1101a的底部。由于熔融玻璃G在第1搅拌槽1101a的内部上升,且被送往第2搅拌槽1101b,堆积在第1搅拌槽1101a底部的比重大的成分,难以流入第2搅拌槽1101b。而且,第1搅拌槽1101a的底面上安装有第1排出管1110a。根据该构成,堆积在第1搅拌槽1101a底部的比重大的成分,经由第1排出管1110a能够从第1搅拌槽1101a排出。
而且,在第1搅拌槽1101a中,包含于熔融玻璃G的比重小的成分,例如,包含气泡或富硅层的熔融玻璃G,堆积在熔融玻璃G的液面LL附近。存在于第1搅拌槽1101a内部的比重小的成分,经由连接第1搅拌槽1101a与第2搅拌槽1101b的连接管1107,与熔融玻璃G一同被送往第2搅拌槽1101b。即、包含于熔融玻璃G的比重小的成分,最终堆积在第2搅拌槽1101b的熔融玻璃G液面LL附近。而且,第2搅拌槽1101b的熔融玻璃G液面LL附近的高度位置上安装有第2排出管1110b。根据该构成,堆积在熔融玻璃G液面LL附近的比重小的成分,经由第2排出管1110b能够从第2搅拌槽1101b排出。
还有,在该实施例中,与第1实施例相同地,由强化铂形成的第1搅拌器1102a,通过嵌合将第1搅拌叶轮1106a1~1106a4安装在第1旋转轴1105a的外周面上,完成组装。根据该构成,与通过焊接将第1搅拌叶轮1106a1~1106a4安装在第1旋转轴1105a的外周面上时相比,抑制第1搅拌器1102a的强度降低。关于第2搅拌器1102b的第2搅拌叶轮1106b1~1106b5,也相同地,通过嵌合组装,抑制强度降低。因此,由于抑制第1搅拌器1102a及第2搅拌器1102b在旋转中的变形及破损,在高温且高粘度的熔融玻璃G中能够使第1搅拌器1102a及第2搅拌器1102b高速旋转。因此,涉及该实施例的玻璃制造装置的搅拌装置1100。能够均匀地搅拌熔融玻璃G。
另外,该实施例的搅拌装置1100,具有上述的第1实施例的搅拌装置100的特征,且能够恰当地采用第1实施例的搅拌装置100的上述变通例。
<第3实施例>
结合附图,对涉及本发明的玻璃基板的制造方法、玻璃基板的制造装置及搅拌装置的第3实施例进行说明。该实施例的玻璃制造装置的基本结构、动作及特征,与第1实施例的玻璃制造装置相同。另外,与第1实施例具有相同结构及功能的部件,使用相同的参照符号。
(1)结构
该实施例与第1实施例的不同点为搅拌器的搅拌叶轮的辅助板形状。图17所示该实施例的搅拌器的各搅拌叶轮206a~206e的三个支撑板之一的顶视图。图17为配置在支撑板208上方主面208a上的上侧辅助板219a的平面图。图18为图17的XVIII-XVIII线中上侧辅助板219a的纵剖面图。图19为沿图17的箭头XIX方向,从无限远处观察上侧辅助板219a的侧视图。图20为,沿图17的箭头XX方向观察上侧辅助板219a外侧端部209b的侧视图。图21为,图18及图19的XXI-XXI线中上侧辅助板219a的横剖面图。
与第1实施例的搅拌叶轮106a~106e相同地,每个搅拌叶轮206a~206e具有配置在旋转轴205周围的三个支撑板208。每个支撑板208具有由配置在上方主面上的上侧辅助板219a与配置在下方主面上的下侧辅助板构成的两个辅助板。上侧辅助板219a具有最接近旋转轴205侧的内侧端部209a和内侧端部209a的相反侧端部,即、最接近支撑板208外缘侧的外侧端部209b。而且,辅助板的铅垂方向端部,即、远离与辅助板相连的支撑板208主面的端部,沿铅垂方向朝旋转轴205弯曲。还有,辅助板的水平方向端部,即、朝径向最远离旋转轴205的端部-外侧端部209b,沿水平方向朝旋转轴205弯曲。接下来,对上侧辅助板219a及下侧辅助板的具体形状进行说明。
如图18所示,上侧辅助板219a从支撑板208的上方主面208a朝铅垂方向上方延伸。上侧辅助板219a,由板下部219a1和板上部219a2构成。板下部219a1,相对主面208a垂直延伸。板上部219a2,沿旋转轴205观察上侧辅助板219a的弯曲面内侧,即、朝旋转轴205侧弯曲。
如图19及图20所示,上侧辅助板219a的外侧端部209b的板上部219a2具有半球的圆顶形状。如图21所示,上侧辅助板219a的外侧端部209b,朝旋转轴205半圆状弯曲。
而且,下侧辅助板具有与上侧辅助板219a相同的形状。具体而言,一旦,从支撑板208的上方主面拆下上侧辅助板219a,上下倒转,安装在支撑板208的下方主面,则具有与下侧辅助板相同的形状及配置。
(2)特征
包含该实施例的搅拌器的搅拌装置,其搅拌叶轮206a~206e的上侧辅助板219a及下侧辅助板端部弯曲。根据该构成,一旦熔融玻璃G通过搅拌器的轴旋转被搅拌,熔融玻璃G能够沿上侧辅助板219a及下侧辅助板的弯曲部顺滑地流动。因此,搅拌器搅拌熔融玻璃G期间,在上侧辅助板219a及下侧辅助板的端部附近,抑制负压区域的产生,即具有比周围空间的压力低的压力的空间的产生。负压区域中,由于熔融玻璃G的压力低于周围压力,且溶存于熔融玻璃G的气体的可溶存量降低,容易产生气泡。另外,不产生通过辅助板将熔融玻璃G推向搅拌槽半径方向的流动时,上侧辅助板219a只要是具有上述弯曲部的结构,下侧辅助板也可以不是具有上述弯曲部的结构。
该实施例中,通过将搅拌叶轮206a~206e的辅助板端部制作成弯曲形状,抑制搅拌熔融玻璃G的过程中产生负压区域。因此,由于具有这种搅拌器的搅拌装置,不必担心因产生负压区域引起的气泡的产生,能够使搅拌器的旋转速度进一步增加,能够更均匀地搅拌熔融玻璃G。根据该构成,抑制玻璃带44产生条痕,能够制得高质量的玻璃产品。
另外,该实施例的搅拌装置,具有上述的第1实施例的搅拌装置100的特征,且可恰当地采用第1实施例的搅拌装置100的上述变通例。
<实施例>
利用涉及本发明的玻璃制造装置,制造了玻璃基板。玻璃基板的玻璃成分为,SiO2:60质量%、B2O3:10质量%、Al2O3:19.5质量%、CaO:5.3质量%、SrO:5质量%、SnO2:0.2质量%。最初,在熔解槽中,溶解玻璃原料,以使其具有上述成分,并制得熔融玻璃。接下来,在澄清槽中,使在熔解槽中制得的熔融玻璃升温至1650℃,并进行澄清。
接下来,利用包含搅拌器的搅拌装置搅拌澄清后的熔融玻璃,其中,所述搅拌器为由分散型强化铂而成。搅拌器具有旋转轴、嵌合于旋转轴,且被固定在旋转轴外周面上的搅拌叶轮。搅拌器的转速为12.5rpm。接下来,往成形装置提供在搅拌装置被搅拌的熔融玻璃,通过溢出下拉法形成玻璃带。
接下来,切断玻璃带,制造厚度为0.7mm、大小为2200mm×2500mm的FPD用玻璃基板。其结果,利用涉及本发明的玻璃制造装置连续两年制造玻璃基板,也能够良好地进行FPD用玻璃基板的制造,且没有看到因搅拌装置的变形及破损引起的制造异常。
另外,利用涉及本发明的玻璃制造装置,制造了具有如下成分,即、SiO2:61.5质量%、B2O3:9质量%、Al2O3:19质量%、CaO:10质量%、碱金属氧化物:0.3质量%、Fe2O3:0.05质量%、SnO2:0.15质量%的玻璃基板。即使这种场合,也能良好地进行FPD用玻璃基板的制造,且没有看到因搅拌装置的变形及破损引起的制造异常。
Claims (10)
1.一种玻璃基板的制造方法,包括通过熔融玻璃原料而制得熔融玻璃的熔融工艺、搅拌在所述熔融工艺中制得的所述熔融玻璃的搅拌工艺,其特征在于:
在所述搅拌工艺中,所述熔融玻璃被配置在所述搅拌槽内部的搅拌器搅拌,其结果所述熔融玻璃在搅拌槽的内部从上方导向下方,或从下方导向上方;
所述搅拌器具有沿铅垂方向配置的旋转轴以及搅拌叶轮,搅拌叶轮通过嵌合于所述旋转轴而被固定在所述旋转轴的外周面上且沿所述旋转轴从最上段至最下段多段配置,至少所述搅拌叶轮嵌合于所述旋转轴的部分及其周围由强化铂而制成。
2.根据权利要求1所述的玻璃基板的制造方法:
所述旋转轴具有形成在其外周面的嵌合孔,所述搅拌叶轮的一部分嵌合到该嵌合孔;
所述搅拌叶轮具有嵌合突起,该嵌合突起用于嵌合于所述旋转轴的所述嵌合孔,且通过将所述嵌合突起***所述旋转轴的所述嵌合孔,所述搅拌叶轮被固定在所述旋转轴的外周面上。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃基板的制造方法:
在所述搅拌工艺中,被所述搅拌器搅拌的所述熔融玻璃为在在粘度为102.5dPa·s时的温度超过1450℃的玻璃。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的玻璃基板的制造方法:
所述玻璃基板中碱金属氧化物的含量为0质量%~2质量%。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的玻璃基板的制造方法:
所述玻璃基板是液晶显示器用玻璃基板及有机EL显示器用玻璃基板中的任意一种。
6.根据权利要求1至5的任意一项所述的玻璃基板的制造方法:
所述搅拌叶轮具有与所述旋转轴的中心线相垂直的支撑板、以及配置在所述支撑板的上方主面及下方主面上的辅助板;
在所述搅拌工艺中,通过所述搅拌器在所述旋转轴的中心线周围进行旋转,所述辅助板使所述熔融玻璃产生朝所述旋转轴的半径方向的流动,且位于配置在相邻两段的所述搅拌叶轮的所述支撑板之间的所述辅助板使所述熔融玻璃产生相同方向的流动。
7.根据权利要求6所述的玻璃基板的制造方法:
在所述搅拌工艺中,通过所述搅拌器在所述旋转轴的中心线周围进行旋转,在每个所述搅拌叶轮的配置在所述支撑板上方主面上的所述辅助板及配置所述支撑板下方主面上的所述辅助板中,位于一侧的所述辅助板产生使熔融玻璃从所述搅拌槽的内壁朝所述旋转轴的流动,位于另一侧的所述辅助板产生使所述熔融玻璃从所述旋转轴朝所述搅拌槽的内壁的流动。
8.根据权利要求1至7的任意一项所述的玻璃基板的制造方法:
所述搅拌工艺由第1搅拌工艺和第2工艺构成,其中在所述第1搅拌工艺在第1搅拌槽的内部一边从下方向上方导引所述熔融玻璃一边进行搅拌;在第2搅拌工艺在第2搅拌槽的内部一边从上方向下方导引在所述第1搅拌工艺中被搅拌的所述熔融玻璃一边进行搅拌;
所述第1搅拌槽包括第1处理室、搅拌所述第1处理室内的所述熔融玻璃的第1搅拌器、以及能够从所述第1处理室的底部排出所述熔融玻璃的第1排出管;
所述第2搅拌槽包括第2处理室、搅拌所述第2处理室内的所述熔融玻璃的第2搅拌器、以及能够从所述第2处理室内的所述熔融玻璃的液面排出所述熔融玻璃的第2排出管;
所述第1搅拌槽的上方侧部通过连接管与所述第2搅拌槽的上方侧部相连;
所述熔融玻璃经由所述连接管从所述第1搅拌槽输送至所述第2搅拌槽。
9.一种玻璃基板的制造装置,其包括用于熔融玻璃原料而制得熔融玻璃的熔融部、用于搅拌在所述熔融部中制得的所述熔融玻璃的搅拌部:
所述搅拌部具有搅拌槽、以及配置在所述搅拌槽内部的搅拌器;
所述搅拌器,搅拌在所述搅拌槽内部从上方导向下方或从下方导向上方的所述熔融玻璃;
所述搅拌器具有沿铅垂方向配置的旋转轴、以及沿所述旋转轴从最上段至最下段多段配置的搅拌叶轮,所述搅拌叶轮通过嵌合于所述旋转轴而被固定在所述旋转轴的外周面上,至少所述搅拌叶轮嵌合于所述旋转轴的部分及其周围由强化铂而制成。
10.一种用于搅拌熔融玻璃的搅拌装置,其包括:
搅拌槽;
配置在所述搅拌槽内部的搅拌器;
所述搅拌器,搅拌在所述搅拌槽内部从上方导向下方或从下方导向上方的所述熔融玻璃;
所述搅拌器具有沿铅垂方向配置的旋转轴、以及沿所述旋转轴从最上段至最下段多段配置的搅拌叶轮,所述搅拌叶轮通过嵌合于所述旋转轴而被固定在所述旋转轴的外周面上,至少所述搅拌叶轮嵌合于所述旋转轴的部分及其周围由强化铂而制成。
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