JP2015196609A - ガラス基板の製造方法およびガラス基板の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シリカ成分が多い異質素地の熔解槽からの流出を抑制する。
【解決手段】溶解槽は、前後方向に配置される第１の側壁、第１の側壁と間隔を空けて平行に配置される第２の側壁、第１の側壁に前後方向に間隔を空けて設けられる複数の電極および第２の側壁に前後方向に間隔を空けて設けられる複数の電極からなる複数の電極対、第１の側壁および第２の側壁の前側端部同士を接続する前側壁、第１の側壁および第２の側壁の後側端部同士を接続する後側壁、を備える。複数の電極対のうち、後側壁に最も近い後側電極対と後側壁との距離は、後側電極対の前側に隣接する他の電極対との距離の半分の距離よりも短い。熔解処理において、後側電極対の間に電流を流し、後側電極対の間の熔融ガラスおよび後側壁を加熱する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ガラス基板を製造するガラス基板の製造方法およびガラス基板の製造装置に関する。

ガラス基板は、一般的に、ガラス原料から熔融ガラスを生成させた後、熔融ガラスをガラス基板へと成形する工程を経て製造される。上記の工程中には、ガラス原料を熔解させて熔融ガラスを生成させる熔解処理が含まれる。

熔解処理を行う熔解槽には、対向する側壁に電極対が設けられ、熔解槽に収容される熔融ガラスに対して電極対により通電をすることで熔融ガラスを加熱し（通電加熱）、加熱された熔融ガラスにガラス原料を投入することでガラス原料を熔解させることが行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−９１３３号公報

ところで、熔解槽に投入されるガラス原料のうち、シリカ成分は、ガラス原料の他の成分よりも熔解しにくい。このため、シリカ成分が多い異質素地が熔融ガラスの液面に集まる傾向がある。特に、熔解槽から熔融ガラスが排出される排出部の液面付近では熔融ガラスが長く留まり、溶融ガラスが高い温度で長時間保持されることで熔解しにくい異質素地の生成が顕著である。

熔解槽の熔融ガラスは通電加熱されるため、電極対の間が最も温度が高い高温部となり、高温部から離れるほど温度が低い低温部となる。このため、高温部では熔融ガラスの上昇流が生じる一方、低温部では熔融ガラスの下降流が生じる。例えば、熔融ガラスが熔解槽から排出される排出部が設けられる壁面は、一般に電極対から離れた位置にあり、また、外部への放熱により冷却されるため、この壁面に沿って下降流が生じやすい。このため、熔融ガラスの液面に集まった異質素地が排出部の近傍の下降流によって降下し、排出部より排出されるおそれがある。シリカ成分が多い異質素地は粘度が高いため、この異質素地が完全に熔融しないまま熔解槽から排出されると、製造されるガラス基板に脈理が生じるおそれがある。
また、熔融ガラスの電気抵抗は温度が下がると大きくなるため、熔融ガラスの温度が下がると電流が流れにくくなる。このため、電流の流れ方向と垂直な方向において溶融ガラスに温度差が生じ高温部と低温部が形成されると、熔融ガラスの電気抵抗が小さい高温部ほど電気が流れやすく、温度が上がりやすくなる一方、電気抵抗が大きい低温部ほど電気が流れにくく、温度が下がりやすくなる。その結果、高温部と低温部との温度差がさらに大きくなり、局所的な対流が生じ、熔融ガラスの流速が上がるなどによって、下降流が速くなるという問題がある。

本発明は、シリカ成分が多い異質素地が熔融せずに熔解槽から流出することを抑制できるガラス基板の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、ガラス原料を熔融して熔融ガラスを生成する熔解処理を含むガラス基板の製造方法であって、
前記熔解処理を行う溶解槽は、
前後方向に配置される第１の側壁と、
前記第１の側壁と間隔を空けて平行に配置される第２の側壁と、
前記第１の側壁に前後方向に間隔を空けて設けられる複数の電極、および、前記第２の側壁に前後方向に間隔を空けて設けられる複数の電極からなる複数の電極対と、
前記第１の側壁および前記第２の側壁の前側端部同士を接続する前側壁と、
前記第１の側壁および前記第２の側壁の後側端部同士を接続する後側壁と、を備え、
前記複数の電極対のうち、前記後側壁に最も近い後側電極対と前記後側壁との距離は、前記後側電極対の前側に隣接する他の電極対との距離の半分の距離よりも短く、
前記熔解処理において、前記後側電極対の間に電流を流し、前記後側電極対の間の熔融ガラスおよび前記後側壁を加熱することを特徴とする。

前記複数の電極のうち、前記前側壁に最も近い前側電極対と前記前側壁との距離は、前記前側電極対の後側に隣接する他の電極対との距離の半分の距離よりも短く、
前記熔解処理において、前記前側電極対の間に電流を流し、前記前側電極対の間の熔融ガラスおよび前記前側壁を加熱することが好ましい。

前記熔解槽は、３対以上の前記電極対を備え、
各電極対を構成する電極の前後方向の幅は同一であることが好ましい。

本発明の第２の態様は、ガラス原料を熔融して熔融ガラスを生成する熔解槽を含むガラス基板の製造装置であって、
前記熔解槽は、
前後方向に配置される第１の側壁と、
前記第１の側壁と間隔を空けて平行に配置される第２の側壁と、
前記第１の側壁に前後方向に間隔を空けて設けられる複数の電極、および、前記第２の側壁に前後方向に間隔を空けて設けられる複数の電極からなる複数の電極対と、
前記第１の側壁および前記第２の側壁の前側端部同士を接続する前側壁と、
前記第１の側壁および前記第２の側壁の後側端部同士を接続する後側壁と、を備え、
前記複数の電極対のうち、前記後側壁に最も近い後側電極対と前記後側壁との距離は、前記後側電極対の前側に隣接する他の電極対との距離の半分の距離よりも短いことを特徴とする。

本発明によれば、後側壁側に設けられた後側電極対の間に電流を流し、後側電極対の間の熔融ガラスおよび後側壁を加熱することで、後側壁の近傍で熔融ガラスが冷却されることで生じる熔融ガラスの下降流を抑制することができる。このため、シリカ成分が多い異質素地が、熔融せずに下降流によって熔融ガラスの液面から降下して熔融せずに排出されることを抑制することができる。

ガラス基板の製造方法のフローを示す図である。 ガラス基板の製造装置の概略図である。 図１に示す熔解槽の斜視図である。 図３のIV-IV矢視断面図である。 図４のV−V矢視断面図である。 比較例の熔解槽の水平断面図である。 図６のVII−VII矢視断面図である。 実施例の熔解槽内のシミュレーションによる温度分布図である。 比較例の熔解槽内のシミュレーションによる温度分布図である。 実施例の熔解槽の熔融ガラスの流速をシミュレーションした流速分布図である。 比較例の熔解槽の熔融ガラスの流速をシミュレーションした流速分布図である。

以下、本発明のガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置について説明する。
（ガラス基板の製造方法の全体概要）
図１は、本実施形態のガラス基板の製造方法の工程の一例を示す図である。ガラス基板の製造方法は、熔解工程（ＳＴ１）、清澄工程（ＳＴ２）、均質化工程（ＳＴ３）、供給工程（ＳＴ４）、成形工程（ＳＴ５）、徐冷工程（ＳＴ６）、および、切断工程（ＳＴ７）を主に有する。この他に、研削工程、研磨工程、洗浄工程、検査工程、梱包工程等を有してもよい。製造されたガラス基板は、必要に応じて梱包工程で積層され、納入先の業者に搬送される。

熔解工程（ＳＴ１）では、ガラス原料を加熱することにより熔融ガラスを作る。熔融ガラスの加熱は、熔融ガラス自身に電気を流して発熱させて加熱する通電加熱により行うことができる。さらに、バーナーの火焔による補助的に加熱しガラス原料を熔解することもできる。
なお、熔融ガラスは、清澄剤を含有する。清澄剤として、酸化スズ、亜ヒ酸、アンチモン等が知られているが、特に制限されない。しかし、環境負荷低減の点から、清澄剤として酸化スズを用いることが好ましい。

清澄工程（ＳＴ２）では、熔融ガラスが昇温されることにより、熔融ガラス中に含まれる酸素、ＣＯ₂あるいはＳＯ₂を含んだ泡が発生する。この泡が清澄剤の還元反応により生じた酸素を吸収して成長し、熔融ガラスの液面に浮上して放出される。その後、清澄工程では、熔融ガラスの温度を低下させることにより、清澄剤の還元反応により得られた還元物質が酸化反応をする。これにより、熔融ガラスに残存する泡中の酸素等のガス成分が熔融ガラス中に再吸収されて、泡が消滅する。清澄剤による酸化反応及び還元反応は、熔融ガラスの温度を制御することにより行われる。
なお、清澄工程は、熔融ガラスに存在する泡を減圧雰囲気で成長させて脱泡させる減圧脱泡方式を用いることもできる。減圧脱泡方式は、清澄剤を用いない点で有効である。しかし、減圧脱泡方式は装置が複雑化及び大型化する。このため、清澄剤を用い、熔融ガラス温度を上昇させる清澄方法を採用することが好ましい。

均質化工程（ＳＴ３）では、スターラを用いて熔融ガラスを攪拌することにより、ガラス成分の均質化を行う。これにより、脈理等の原因であるガラスの組成ムラを低減することができる。
供給工程（ＳＴ４）では、攪拌槽された熔融ガラスが成形装置に供給される。

成形工程（ＳＴ５）及び徐冷工程（ＳＴ６）は、成形装置で行われる。
成形工程（ＳＴ５）では、熔融ガラスをシートガラスに成形し、シートガラスの流れを作る。成形には、オーバーフローダウンドロー法が用いられる。
徐冷工程（ＳＴ６）では、成形されて流れるシートガラスが所望の厚さになり、内部歪が生じないように、さらに、反りが生じないように冷却される。
切断工程（ＳＴ７）では、徐冷後のシートガラスを所定の長さに切断することで、板状のガラス基板を得る。切断されたガラス基板はさらに、所定のサイズに切断され、目標サイズのガラス基板が作られる。

図２は、本実施形態における熔解工程（ＳＴ１）〜切断工程（ＳＴ７）を行うガラス基板の製造装置の概略図である。ガラス基板の製造装置は、図２に示すように、主に熔解装置１００と、成形装置２００と、切断装置３００と、を有する。熔解装置１００は、熔解槽１１０と、清澄管１０２と、攪拌槽１０３と、移送管１０４、１０５と、ガラス供給管１０６と、を有する。
図２に示す熔解槽１１０には、図示されないバーナー等の加熱手段が設けられている。熔解槽には清澄剤が添加されたガラス原料が投入され、熔解工程（ＳＴ１）が行われる。熔解槽１１０で熔融した熔融ガラスは、移送管１０４を介して清澄管１０２に供給される。
清澄管１０２では、熔融ガラスＭＧの温度を調整して、清澄剤の酸化還元反応を利用して熔融ガラスの清澄工程（ＳＴ２）が行われる。清澄後の熔融ガラスは、移送管１０５を介して攪拌槽１０３に供給される。
攪拌槽１０３では、スターラ１０３ａによって熔融ガラスが攪拌されて均質化工程（ＳＴ３）が行われる。攪拌槽１０３で均質化された熔融ガラスは、ガラス供給管１０６を介して成形装置２００に供給される（供給工程ＳＴ４）。
成形装置２００では、オーバーフローダウンドロー法により、熔融ガラスからシートガラスが成形され（成形工程ＳＴ５）、徐冷される（徐冷工程ＳＴ６）。
切断装置３００では、シートガラスから切り出された板状のガラス基板が形成される（切断工程ＳＴ７）。

（熔解槽の構成）
次に、図３〜図５を参照して、熔解槽１１０の構成について説明する。図３は、熔解槽１１０の斜視図であり、図４は図３のIV−IV矢視断面図であり、図５は図４のV−V矢視断面図である。
図３〜図５に示すように、熔解槽１１０は、前側壁１２０と、後側壁１３０と、第１の側壁１４０と、第２の側壁１５０と、底部１６０と、迫部１７０と、後側電極対１８１と、前側電極対１８２と、電源装置１９０と、を備える。なお、図３〜図５における左側が前側であり、図３〜図５における右側が後側である。

前側壁１２０は、図５に示すように、底部１６０の前側端部に鉛直に設けられる。前側壁１２０は第１の側壁１４０および第２の側壁１５０の前側端部同士を接続する。
後側壁１３０は、図５に示すように、底部１６０の前側壁１２０とは反対側の端部（後側端部）に鉛直に設けられている。後側壁１３０は第１の側壁１４０および第２の側壁１５０の後側端部同士を接続する。
第１の側壁１４０は、図４に示すように、前側壁１２０の一方の端部から後側壁１３０の一方の端部まで延在するように、底部１６０から鉛直に設けられている。
第２の側壁１５０は、図４に示すように、前側壁１２０の他方の端部から後側壁１３０の他方の端部まで延在し、前側壁１２０と後側壁１３０との間の空間を第１の側壁１４０との間に挟むように、底部１６０から鉛直に設けられている。
底部１６０は、前側壁１２０、後側壁１３０、第１の側壁１４０、第２の側壁１５０の下端部を接続するように水平に設けられている。
排出部１３１は、底部１６０の前側壁１２０よりも後側壁１３０に近い領域、または、後側壁１３０に設けられる。なお、図３〜図５において、排出部１３１は後側壁１３０に設けられている。熔解槽１１０内の熔融ガラスは、排出部１３１から移送管１０４に排出される。

図３に破線で示す迫部１７０は、熔解槽１１０の気相空間を閉じる天井壁である。迫部１７０には、ガラス原料が投入される投入部１７１、バーナー１７２等が設けられている。投入部１７１は迫部１７０の前側（図３における左側）、すなわち、排出部１３１と反対側に設けられている。なお、図５においては、迫部１７０を省略している。
投入部１７１から投入される原料ガラスは、前側壁１２０、後側壁１３０、第１の側壁１４０、第２の側壁１５０、底部１６０、および、迫部１７０に囲まれた空間に貯留され熔融される。

前側壁１２０、後側壁１３０、第１の側壁１４０、第２の側壁１５０、底部１６０、および、迫部１７０には、優れた耐火性を有し、かつ、強度（剛性）が高い部材を用いることができる。具体的には、電鋳耐火物、耐火レンガや耐火断熱レンガを用いることができる。
特に、前側壁１２０、後側壁１３０、第１の側壁１４０、第２の側壁１５０、および底部１６０の熔融ガラスと接触する層には、優れた耐火性を有し、かつ強度（剛性）が高く、溶融ガラスからの浸食に長期にわたって耐え、かつ電気抵抗率が高い部材が用いられる。具体的には、電鋳耐火物を用いることができ、特にジルコニア電鋳耐火物を用いることが好ましい。

前側壁１２０、後側壁１３０、第１の側壁１４０、第２の側壁１５０、および底部１６０の熔融ガラスと接触する層よりも外側には、複数層からなる断熱層が設けられている。断熱層は、前側壁１２０、後側壁１３０、第１の側壁１４０、第２の側壁１５０、および底部１６０の熔融ガラスと接触する層の放熱量を小さくする役割を果たす。なお、図４、図５では、３層の断熱層が設けられている。断熱層には、耐火レンガや耐火断熱レンガを用いることができる。断熱層には、各断熱層で予測される温度に耐えられる耐火性を有する耐火レンガや耐火断熱レンガを用いることができる。例えば、図４、図５に示す３層の断熱層の場合、最も内側の断熱層に高アルミナ質の耐火断熱レンガ、中間の断熱層にはムライト質の耐火断熱レンガ、最も外側の断熱層にはセラミックファイバを用いることができる。

第１の側壁１４０および第２の側壁１５０には、前後方向に間隔を空けて複数の電極が設けられている。なお、図３〜図５においては、第１の側壁１４０に第１電極１８１ａ、第３電極１８２ａ、第５電極１８３ａが、第２の側壁に第２電極１８１ｂ、第４電極１８２ｂ、第６電極１８３ｂが設けられている。

後側電極対１８１は、第１の側壁１４０の側壁の最も後側壁１３０側に設けられた第１電極１８１ａ、および、第２の側壁１５０の側壁の最も後側壁１３０側に設けられた第２電極１８１ｂからなる。
前側電極対１８２は、第１の側壁１４０の側壁の最も前側壁１２０側に設けられた第３電極１８２ａ、および、第２の側壁１５０の側壁の最も前側壁１２０側に設けられた第４電極１８２ｂからなる。
図４に示すように、第１電極１８１ａと第２電極１８１ｂ、第３電極１８２ａと第４電極１８２ｂとは対向している。

また、後側電極対１８１と前側電極対１８２との間に、さらに１又は複数の電極対が設けられていてもよい。図３〜図５においては、後側電極対１８１と前側電極対１８２との間に、１対の電極対１８３が設けられている。電極対１８３は第５電極１８３ａと第６電極１８３ｂとからなる。第５電極１８３ａは第１の側壁１４０の側壁の第１電極１８１ａと第３電極１８２ａの間に設けられている。第６電極１８３ｂは第２の側壁１５０の側壁の第２電極１８１ｂと第４電極１８２ｂの間に設けられている。

第１電極１８１ａ、第２電極１８１ｂ、第３電極１８２ａ、第４電極１８２ｂ、第５電極１８３ａおよび第６電極１８３ｂは、耐熱性を有する導電性材料からなる。耐熱性を有する導電性材料として、例えば、酸化スズ、モリブデン、白金等を用いることができる。
好ましくは、酸化スズが用いられ、各電極は、複数の酸化スズのブロックにより、それぞれ一体に形成されている。
第１電極１８１ａ、第２電極１８１ｂ、第３電極１８２ａ、第４電極１８２ｂ、第５電極１８３ａおよび第６電極１８３ｂの前後方向の幅は同一であることが好ましい。また、第１電極１８１ａ、第２電極１８１ｂ、第３電極１８２ａ、第４電極１８２ｂ、第５電極１８３ａおよび第６電極１８３ｂの高さは、同一であることが好ましい。

本実施形態において、複数の電極対１８１、１８２、１８３のうち、後側壁１３０に最も近い後側電極対１８１と後側壁１３０との距離は、後側電極対１８１の前側に隣接する他の電極対１８３との距離の半分の距離よりも短いことが好ましい。なお、図３〜図５においては、後側電極対１８１と後側壁１３０との距離がゼロである。

また、本実施形態において、複数の電極対１８１、１８２、１８３のうち、前側壁１２０に最も近い前側電極対１８２と前側壁１２０との距離は、前側電極対１８２の後側に隣接する他の電極対１８３との距離の半分の距離よりも短いことが好ましい。なお、図３〜図５においては、前側電極対１８２と前側壁１２０との距離がゼロである。

電源装置１９０は、後側電極対１８１の第１電極１８１ａおよび第２電極１８１ｂに接続されており、第１電極１８１ａと第２電極１８１ｂとの間に電力を供給する。電源装置１９０が第１電極１８１ａと第２電極１８１ｂとの間の熔融ガラスおよび後側壁１３０に通電することにより、熔融ガラスおよび後側壁１３０が加熱される。

本実施形態においては、後側電極対１８１と後側壁１３０との距離が、後側電極対１８１の前側に隣接する他の電極対１８３との距離の半分の距離よりも短いため、後側電極対１８１の間に電流を流し、後側電極対１８１の間の熔融ガラスおよび後側壁１３０を加熱することで、後側壁１３０の近傍で熔融ガラスが冷却されることを抑制することができる。これにより、後側壁１３０の近傍で生じる冷却された熔融ガラスの下降流を抑制することができる。このため、熔融ガラスの液面に集まったシリカ成分の多い異質素地が、排出部１３１の近傍の下降流によって熔融ガラスの液面から降下して排出部１３１より排出されることを抑制することができる。この際、後側壁１３０の、熔融ガラスに接触する面の平均温度を、熔解槽１１０内の熔融ガラスの平均温度よりも高くすることが好ましい。

なお、上述したように熔融ガラスは温度が上昇するほど電気抵抗が小さくなるが、後側壁１３０を構成する耐火物もまた、温度が上昇するほど電気抵抗が小さくなる。このため、熔融ガラスの熔解温度の付近（特に、無アルカリガラス又は微アルカリガラスの熔解温度の付近）では、後側壁１３０の電気抵抗も小さくなる。このため、後側壁１３０の温度を高くしすぎると、後側壁１３０の電気抵抗が溶融ガラスＭＧの電気抵抗よりも小さくなる。この状態では、熔融ガラスが加熱されにくくなるだけでなく、後側壁１３０の過熱により熔解槽１１０が破損するおそれがある。そのため、後側壁１３０の温度は、後側壁１３０の電気抵抗が溶融ガラスＭＧの電気抵抗よりも大きくなるような温度範囲に調整される。なお、後側電極対１８１の配置によって調整することができる。また、後側壁１３０の温度は、断熱層の配置、熱伝導率等によっても調整することができる。

後側壁１３０を加熱する効果を充分に得るために、後側電極対１８１と後側壁１３０との距離は、後側電極対１８１と他の電極対１８３との距離の１／４以下であることが好ましく、第１電極１８１ａが第１の側壁１４０の内壁面の最後端部に設けられ、かつ、第２電極１８１ｂが第２の側壁１５０の内壁面の最後端部に設けられていることがさらに好ましい。

また、本実施形態においては、前側電極対１８２と前側壁１２０との距離が、前側電極対１８２の後側に隣接する他の電極対１８３との距離の半分の距離よりも短いため、前側電極対１８２の間に電流を流し、前側電極対１８２の間の熔融ガラスおよび前側壁１２０を加熱することで、前側壁１２０の近傍で熔融ガラスが冷却されることを抑制することができる。これにより、前側壁１２０の近傍で生じる冷却された熔融ガラスの下降流を抑制することができる。このため、熔融ガラスの液面に集まったシリカ成分の多い異質素地が、投入部１２１の近傍の下降流によって熔融ガラスの液面から降下し、底部１６０に沿って排出部１３１側へ移動し、排出部１３１から排出されることを抑制することができる。この際、前側壁１２０の温度を熔解槽１１０内の熔融ガラスの平均温度よりも高くすることが好ましい。

前側壁１２０を加熱する効果を充分に得るために、前側電極対１８２と前側壁１２０との距離は、前側電極対１８２と他の電極対１８３との距離の１／４以下であることが好ましく、第３電極１８２ａが第１の側壁１４０の内壁面の最前端部に設けられ、かつ、第４電極１８２ｂが第２の側壁１５０の内壁面の最前端部に設けられていることがさらに好ましい。

さらに、後側電極対１８１と前側電極対１８２との間に電極対１８３が設けられていると、熔融ガラスの後側電極対１８１の間の高温領域と、前側電極対１８２の間の高温領域との間の中央領域において、相対的に低温となることで生じる、熔融ガラスの下降流を抑制することができる。このため、熔融ガラスの液面に集まったシリカ成分の多い異質素地が、中央領域で生じる下降流によって熔融ガラスの液面から降下し、底部１６０に沿って排出部１３１側へ移動し、排出部１３１から排出されることを抑制することができる。

（ガラス基板の組成）
本実施形態で用いられるガラス基板は、例えば以下の組成を含む。
ＳｉＯ_２：５０〜７０％、
Ａｌ_２Ｏ_３：０〜２５％、
Ｂ_２Ｏ_３：1〜１５％、
ＭｇＯ：０〜１０％、
ＣａＯ：０〜２０％、
ＳｒＯ：０〜２０％、
ＢａＯ：０〜１０％、
ＲＯ：５〜３０％（ただし、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａの合量)、を含有する無アルカリガラス。
なお、ガラス基板Ｇはアルカリ金属を微量含んだアルカリ微量含有ガラスであってもよい。アルカリ金属を含有させる場合、Ｒ’_２Ｏの合計が０．１０％以上０．５％以下、好ましくは０．２０％以上０．５％以下(ただし、Ｒ’はＬｉ、Ｎａ及びＫから選ばれる少なくとも１種であり、ガラス基板が含有するものである)含むことが好ましい。勿論、Ｒ’_２Ｏの合計が０．１０％未満でもよい。

〔実施例〕
図３〜図５に示すように、後側電極対１８１が後側壁１３０側の端部に設けられているとともに、前側電極対１８２が前側壁１２０側の端部に設けられる熔解槽１００を用いて熔融ガラスを製造する場合の熔解槽内の温度分布および熔融ガラスの流速分布のシミュレーションを行った。

〔比較例〕
図６、図７に示すような熔解槽を用いて熔融ガラスを製造する場合の熔解槽内の温度分布および熔融ガラスの流速分布のシミュレーションを行った。図６は図４と同様の水平断面図であり、図７は図６のVII−VII矢視断面図である。図６、図７に示す比較例の熔解槽２００では、後側電極対２８１が後側壁２３０から離間して設けられているとともに、前側電極対２８２が前側壁２２０から離間して設けられている。なお、図６、図７において、図３〜５と同様の構成については、下２桁が同一の符号を付して説明を割愛する。

図８は実施例の熔解槽内のシミュレーションによる温度分布図であり、図９は比較例の熔解槽内のシミュレーションによる温度分布図である。実施例では前側壁１２０と後側壁１３０との中間部の熔融ガラスが均質な温度分布となっている。これに対し、比較例では、前側壁２２０と後側壁２３０との中間部で熔融ガラスが、前側壁２２０の近傍および後側壁２３０の近傍における熔融ガラスの温度高温となることがわかる。また、実施例では、後側壁１３０の排出部１３１近傍の温度が比較例よりも高温になることがわかる。

図１０は実施例の熔解槽の後側壁１３０の近傍の熔融ガラスの流速をシミュレーションした流速分布図であり、図１１は比較例の熔解槽の後側壁２３０の近傍の熔融ガラスの流速をシミュレーションした流速分布図である。比較例では後側壁２３０の近傍において熔融ガラスの下降流が生じるのに対し、実施例では後側壁１３０の近傍における熔融ガラスの下降流が抑制されることがわかる。

以上、本発明のガラス基板の製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
上記実施形態においては、排出部１３１が後側壁１３０に設けられる場合について説明したが、本発明はこれに限らず、底部１６０に排出部が設けられていてもよい。また、上記実施形態においては、ガラス原料が投入される投入部１２１が前側壁１２０に設けられている場合について説明したが、熔解槽１１０の上部の任意の位置からガラス原料を投入してもよい。

本実施形態の製造方法により製造されるガラス基板は、例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板、有機ＥＬディスプレイ用ガラス基板、カバーガラスに好適に用いられる。その他、携帯端末機器などのディスプレイや筐体用のカバーガラス、タッチパネル板、太陽電池のガラス基板やカバーガラスとしても用いることができる。特に、ポリシリコンＴＦＴを用いた液晶ディスプレイ用ガラス基板に好適である。

１００ 熔解装置
１０２ 清澄槽
１０３ 攪拌槽
１０４、１０５ 移送管
１０６ ガラス供給管
１１０ 熔解槽
１２０、４２０ 前側壁
１３０、４３０ 後側壁
１３１、４３１ 排出部
１４０、４４０ 第１の側壁
１５０、４５０ 第２の側壁
１６０、４６０ 底部
１７０ 迫部
１７１ 投入部
１８１、４８１ 後側電極対
１８１ａ、４８１ａ 第１電極
１８１ｂ、４８１ｂ 第２電極
１８２、４８２ 前側電極対
１８２ａ、４８２ａ 第３電極
１８２ｂ、４８２ｂ 第４電極
１８３、４８３ 電極対
１８３ａ、４８３ａ 第５電極
１８３ｂ、４８３ｂ 第６電極
１９０ 電源装置
２００ 成形装置
３００ 切断装置

Claims (4)

1. ガラス原料を熔融して熔融ガラスを生成する熔解処理を含むガラス基板の製造方法であって、
   前記熔解処理を行う溶解槽は、
   前後方向に配置される第１の側壁と、
   前記第１の側壁と間隔を空けて平行に配置される第２の側壁と、
   前記第１の側壁に前後方向に間隔を空けて設けられる複数の電極、および、前記第２の側壁に前後方向に間隔を空けて設けられる複数の電極からなる複数の電極対と、
   前記第１の側壁および前記第２の側壁の前側端部同士を接続する前側壁と、
   前記第１の側壁および前記第２の側壁の後側端部同士を接続する後側壁と、を備え、
   前記複数の電極対のうち、前記後側壁に最も近い後側電極対と前記後側壁との距離は、前記後側電極対の前側に隣接する他の電極対との距離の半分の距離よりも短く、
   前記熔解処理において、前記後側電極対の間に電流を流し、前記後側電極対の間の熔融ガラスおよび前記後側壁を加熱することを特徴とする、ガラス基板の製造方法。
2. 前記複数の電極のうち、前記前側壁に最も近い前側電極対と前記前側壁との距離は、前記前側電極対の後側に隣接する他の電極対との距離の半分の距離よりも短く、
   前記熔解処理において、前記前側電極対の間に電流を流し、前記前側電極対の間の熔融ガラスおよび前記前側壁を加熱することを特徴とする、請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
3. 前記熔解槽は、３対以上の前記電極対を備え、
   各電極対を構成する電極の前後方向の幅は同一である、請求項１又は２に記載のガラス基板の製造方法。
4. ガラス基板の製造装置であって、
   ガラス原料を熔融して熔融ガラスを生成する熔解槽を含み、
   前記熔解槽は、
   前後方向に配置される第１の側壁と、
   前記第１の側壁と間隔を空けて平行に配置される第２の側壁と、
   前記第１の側壁に前後方向に間隔を空けて設けられる複数の電極、および、前記第２の側壁に前後方向に間隔を空けて設けられる複数の電極からなる複数の電極対と、
   前記第１の側壁および前記第２の側壁の前側端部同士を接続する前側壁と、
   前記第１の側壁および前記第２の側壁の後側端部同士を接続する後側壁と、を備え、
   前記複数の電極対のうち、前記後側壁に最も近い後側電極対と前記後側壁との距離は、前記後側電極対の前側に隣接する他の電極対との距離の半分の距離よりも短い、ガラス基板の製造装置。

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