JP5840998B2 - ガラス板の製造方法およびガラス板製造装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、清澄槽に固定されている熱電対は、絶えず高温に曝されることになり、1年を超えた長期間(例えば2年以上)に亘るガラス板の連続操業に際して、熱電対も過熱され、白金または白金合金が徐々に揮発され、熱電対の劣化が進行する。このように熱電対の劣化が進行すると、熱電対が示す温度は実際の測定温度より低下する。そこで、熱電対の劣化に気づかずに長期間にわたって操業を継続すると、清澄槽の温度が必要以上に上昇してしまう。これにより、清澄槽の高温部は運転期間に応じて加速度的に想定温度を超えて高温となってしまい、結果として、清澄装置の熔損または破損が生じてしまうという問題が発生する。この点、上記特許文献1には、温度測定手段としての熱電対の経時劣化については言及されていない。
前記熔解工程では、清澄剤として少なくともSnO2が添加されたガラス原料が用いられて熔解され、
前記清澄工程は、
基準温度測定手段の測定結果に基づいて、前記清澄槽外表面に固定された白金または白金合金製の温度測定手段の測定変移を補正し、前記清澄工程における温度管理を行い、前記熔融ガラスの温度を1620℃以上に昇温させることにより前記熔融ガラス中に泡を生成させて脱泡を行う脱泡処理工程と、前記脱泡処理の後、前記熔融ガラスを降温させることにより、前記熔融ガラス中の泡を前記熔融ガラスに吸収させる吸収処理工程とを含むことを特徴とするガラス板の製造方法である。
また、本発明は、前記清澄工程では、2℃/分以上の昇温速度で熔融ガラスの温度を1620℃以上に昇温させる、請求項1または2に記載のガラス体の製造方法である。
また、本発明は、前記ガラス板は、LiO2、NaO2、及びKO2の合計含有量が、0〜2質量%であるガラス組成を有する、請求項1〜3の何れか1項に記載のガラス板の製造方法である。
また、本発明は、前記ガラス板は、102.5dPa・sに相当する熔融温度が1500〜1750℃の範囲内にあるガラス組成を有する、請求項1〜4の何れか1項に記載のガラス板の製造方法である。
また、本発明は、前記清澄工程では、ガラス供給管内において熔融ガラスの温度が1500℃〜1690℃の範囲内であって熔融ガラスの粘度が500〜2000dPa・sの範囲内になるまで加熱されつつ清澄槽へ送り込まれるとともに、該清澄槽内においてはさらに熔融ガラスの温度が1620℃〜1750℃の範囲内であって熔融ガラスの粘度が200〜800dPa・sの範囲内になるまで加熱されつつ前記清澄槽内の上方に位置する雰囲気空間への脱泡が行われることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のガラス板の製造方法である。
また、本発明は、前記圧力の調整は、前記ガラス供給管の熔融ガラスが流れる方向に垂直な断面積を、前記清澄槽本体の熔融ガラスが流れる方向に垂直な断面積に対比して小さく設計することにより行うことを特徴とする請求項7に記載のガラス板の製造方法である。
また、本発明は、前記清澄工程における前記熔融ガラスの昇温は、前記熔解工程が行われる熔解槽と前記清澄工程が行われる清澄槽本体との間を接続するガラス供給管に流す電流を制御することにより行われる、請求項1〜8の何れか1項に記載のガラス板の製造方法である。
また、本発明は、前記吸収処理工程では、前記熔融ガラスを1600℃から1500℃の範囲で2℃/分以上の降温温度で降温させる、請求項1〜9の何れか1項に記載のガラス板の製造方法である。
(a) SiO2:50〜70質量%、
(b) B2O3:5〜18質量%、
(c) Al2O3:10〜25質量%、
(d) MgO:0〜10質量%、
(e) CaO:0〜20質量%、
(f) SrO:0〜20質量%、
(g) BaO:0〜10質量%、
(h) RO:5〜20質量%(ただしRはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれる少なくとも1種であり、ROは、MgO、CaO、SrOおよびBaOのうち含有する成分の合計)、
(i) R'2O:0〜2.0質量%(ここでR'はLi、NaおよびKから選ばれる少なくとも1種であり、R'2OはLi2O、Na2O及びK2Oのうち含有する成分の合計)、
(j) SnO2:0.01〜1.5質量%、
(k) 酸化スズSnO2、酸化鉄Fe2O3および酸化セリウムCe2O3の合計含有量が0.05〜1.5質量%、
を含有する、請求項1〜10の何れか1項に記載のガラス板の製造方法である。
また、本発明は、前記ガラス板は、
(a) SiO2:52〜78質量%、
(b) B2O3:3〜15質量%、
(c) Al2O3:3〜25質量%、
ただし、質量比((a)+(c))/(b)≧7.5
(h)RO:3〜20質量%(ここでRはMg、Ca、SrおよびBaのアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種であり、ROは、MgO、CaO、SrOおよびBaOのうち含有する成分の合計)、
(j)SnO2:0.01〜1.5質量%。
(h) RO:3〜20質量%(ただしRはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれる少なくとも1種であり、ROは、MgO、CaO、SrOおよびBaOのうち含有する成分の合計)、
(j)SnO2:0.01〜1.5質量%。
歪点が670℃以上の請求項1〜10の何れか1項に記載のガラス板の製造方法である。
前記熔解工程では、前記熔融ガラスの熔解開始時の温度に比べて高い温度で前記熔融ガラスが前記清澄工程に供給され、
前記清澄工程では、前記吸収処理後の温度に比べて低い温度で前記熔融ガラスが前記攪拌工程に供給され、
前記成形工程では、前記熔融ガラスの粘度η(dPa・s)に関してlogη=4.3〜5.7となる温度で前記熔融ガラスが供給されて、オーバーフローダウンドロー法により板状ガラスに成形される、請求項1〜12の何れか1項に記載のガラス板の製造方法である。
また、本発明は、熔融ガラス中に含まれる気泡成分の除去を行う白金または白金合金からなる清澄槽と、
前記清澄槽の外表面に固定された白金または白金合金製の温度測定手段と、を有し、
前記清澄槽の温度管理は、基準温度測定手段の測定結果に基づいて前記温度測定手段の測定変移を補正して行われることを特徴とする、ガラス板製造装置である。
また、本発明は、前記清澄槽は、前記清澄槽に直接通電することで加熱され、
前記清澄槽の温度管理は、前記基準温度測定手段の測定結果に基づいて前記温度測定手段の熱起電力の変化量を補正し、前記直接通電の電流量を制御する、請求項14に記載のガラス板製造装置である。
なお、以下に示す実施形態では、清澄槽内における熔融ガラスの温度を管理する目的で清澄槽の適宜箇所に溶接により固定された温度測定手段としての白金または白金合金製の熱電対に加えて、当該熱電対の測定変移を補正(または更正)する目的での基準温度検出手段が用いられる。
図1は、本実施形態のガラス板の製造方法の工程図である。
ガラス板の製造方法は、熔解工程(ST1)と、清澄工程(ST2)と、均質化工程(ST3)と、供給工程(ST4)と、成形工程(ST5)と、徐冷工程(ST6)と、切断工程(ST7)と、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、梱包工程等を有する。
また、図2では、清澄工程を行う槽が、ガラス供給管204、清澄槽202、ガラス供給管205の3つの部分に分かれているが、さらに細分化されてもよい。
供給工程(ST4)では、ガラス供給管206を通して熔融ガラスMGが成形装置300に供給される。
成形装置300では、成形工程(ST5)及び徐冷工程(ST6)が行われる。
成形工程(ST5)では、熔融ガラスを板状ガラスGに成形し、板状ガラスGの流れを作る。本実施形態では、後述する成形体310を用いたオーバーフローダウンドロー法を用いる。徐冷工程(ST6)では、成形されて流れる板状ガラスGが、内部歪が生じないように冷却される。
切断工程(ST7)では、切断装置400において、成形装置300から供給された板状ガラスGを所定の長さに切断することで、ガラス板を得る。切断されたガラス板はさらに、所定のサイズに切断され、目標サイズのガラス板が作製される。この後、ガラスの端面の研削、研磨およびガラス板の洗浄が行われ、さらに、泡や脈理等の欠点の有無が検査された後、検査合格品のガラス板が最終製品として梱包される。
図3は、清澄工程を行う装置構成を主に示す図である。清澄工程は、脱泡工程と吸収工程とを含む。脱泡工程では、熔融ガラスMGを1620℃以上に昇温させて、清澄剤であるSnO2が酸素を放出させ、この酸素を熔融ガラスMGの既存の泡Bに取り込ませ、既存の泡Bの泡径を拡大させる。これにより、熔融ガラスMGの温度上昇に起因した泡B内のガス成分の内圧上昇による泡径の拡大と、熔融ガラスMGの温度上昇に起因した熔融ガラスMGの粘性の低下との相乗効果により、泡Bの浮上速度が高まり、脱泡が促進する。
吸収処理では、脱泡処理とは逆に熔融ガラスMGの温度を低下させることにより、熔融ガラスMG中の泡B内の酸素を再び熔融ガラスMGに吸収させることと、熔融ガラスMGの温度低下により泡B内のガス成分の内圧を低下させることとの相乗効果により、泡径を縮小させ、熔融ガラスMG中に縮径された泡Bを溶解させて消滅させる。
熔解槽201で熔解され、ガラス原料の分解反応により生成した泡Bを多く含んだ液状の熔解ガラスMGが、ガラス供給管204に導入される。
ガラス供給管204では、ガラス供給管204の本体である白金あるいは白金合金管の加熱により熔融ガラスMGは、好ましくは2℃/分以上の昇温速度で1620℃以上の温度に達するまで加熱され、そのときの熔融ガラスの粘度は500〜2000dPa・sとなることが好ましい。熔融ガラスMGが1620℃以上、さらに好ましくは、1630℃以上まで加熱され、これにより清澄剤の還元反応が促進されることにより、多量の酸素が熔融ガラスMGに放出される。熔融ガラスMG内の既存の泡Bは、熔融ガラスMGの温度上昇に起因した、泡B内のガス成分の圧力の上昇効果による泡径の拡大に、清澄剤の還元反応により放出された酸素が泡B内に拡散して入り込むことが重なって、この相乗効果により既存の泡Bの泡径が拡大する。
清澄槽202は、ガラス供給管204と異なり、清澄槽202内部の上部開空間が気相の雰囲気空間であり、熔融ガラスMG中の泡Bが熔融ガラスMGの液面に浮上して熔融ガラスMGの外に放出できるようになっている。
本実施形態では、例えば、図3に示すように、清澄槽202からガラス供給管205においては本体を構成する白金あるいは白金合金管の長さ方向に延びる2つの異なる領域に別々に流す電流を制御することにより熔融ガラスMGの昇温が行われてもよい。また、清澄槽の本体を構成する白金あるいは白金合金管の長さ方向に延びる3つ以上の異なる領域に別々に流す電流を制御することにより熔融ガラスMGの昇温が行われてもよい。
このように、熔融ガラスMGの昇温が、清澄槽の異なる少なくとも2つの領域に別々に流す電流を制御することにより、行われることが、脱泡処理を効率よく行わせる点で好ましい。
これにより、泡数を減少させるには、清澄工程での時間を短縮することが好ましい。
また、上記説明では簡略化のために、ガラス供給管204では熔融ガラスMGが1620℃まで昇温され、清澄槽202では、熔融ガラスMGの泡Bの浮上、脱泡が行われ、ガラス供給管205では、熔融ガラスMGが熔融ガラスMGの降温により泡Bの吸収が行われるように、清澄槽毎に機能を分けて説明したが、清澄槽毎に機能が完全に分かれていなくてもよい。清澄槽202の長さ方向の途中までの部分が熔融ガラスMGを昇温させる構成としてもよく、清澄槽202の長さ方向の途中からガラス供給管205の間を、熔融ガラスMGの降温を開始させる部分とするように構成することもできる。
なお、熔融ガラスMGの流速は各装置の容積と、成形装置300に流入される単位時間当たりの熔融ガラスMRの量から算出することができる。
図4は、成形工程及び切断工程を行う装置構成を主に示す図である。成形装置300は、成形炉340と徐冷炉350を含む。
成形炉340および徐冷炉350は、耐火レンガ等の耐火物で構成された炉壁に囲まれて構成されている。成形炉340は、徐冷炉350に対して鉛直上方に設けられている。成形炉340及び徐冷炉350の炉壁で囲まれた炉内部空間に、成形体310と、雰囲気仕切り部材320と、冷却ローラ330と、冷却ユニット335と、搬送ローラ350a〜350dと、が設けられている。
供給溝312から溢れ出た熔融ガラスは、成形体310の両側の側壁の垂直壁面および傾斜壁面を伝わって流下する。側壁を流れた熔融ガラスは、図4に示す成形体310の下方端部313で合流し、1つの板状ガラスGが成形される。
本実施形態のガラス板の製造方法により製造されるガラス板は、フラットパネルディスプレイ用ガラス板に好適に用いられるガラス組成が好適に用いられる。それらのガラス組成は、例えば、Li、Na、及びKのいずれの成分も実質的に含有されていないか、あるいは、Li、Na、及びKのいずれか少なくとも1つの成分が含有されているとしても、Li、Na、及びKの内含有する成分の酸化物としての合計量が、2質量%以下である。本実施形態では、Li、Na、及びKの成分の酸化物を実質的に含有しないガラスを無アルカリガラスと呼び、Li、Na、及びKの成分の酸化物を原料として添加し、Li、Na、及びKの内含有する成分の酸化物としての合計量が2質量%以下であるガラスを微量アルカリ含有ガラスと呼ぶ。
このような無アルカリガラスあるいは微量アルカリ含有ガラスは、アルカリ金属酸化物の含有量が2質量%を超えている一般的なアルカリガラスに比較して高温度域での粘性が高い。ここで、熔融ガラス中の気泡が浮上する速度は熔融ガラスの粘性の影響を受け、熔融ガラスの粘度が低いほど気泡の浮上速度は上昇する。清澄工程において効率的に清澄を行うためには、清澄槽内における熔融ガラスの粘度は、例えば、200〜800dPa・sであることが好ましい。高温度域での粘性が高い無アルカリガラスあるいは微量アルカリ含有ガラスの清澄工程では、熔融ガラスの温度は1630℃以上、好ましくは1640℃以上、より好ましくは1650℃以上という高温度が必要となる。そのため、温度測定手段の劣化も促進されやすく、温度測定手段が高温度が故に劣化しても、正確な温度制御が行える本発明の製造方法が好適に採用される。
本発明において、Li、Na、及びKのいずれか少なくとも1つの成分が含有され、かつ、該Li、Na、及びKの酸化物(アルカリ金属酸化物)の合計含有量が、0.05〜2質量%の範囲内にある微量アルカリ含有ガラス組成も好ましい組成の一例である。微量アルカリ含有ガラスは、アルカリ金属酸化物を微量含有していることで、TFT特性の劣化やガラスの熱膨張を一定範囲内に抑制しつつ、ガラスの塩基性度を高め、価数変動する金属の酸化を容易にして、清澄性能の向上を図ることができる。
以上のようなフラットパネルディスプレイ用ガラス板の好ましい一例はつぎのとおりである。
(a)SiO2:50〜70質量%、
(b)B2O3:0〜15質量%、
(c)Al2O3:5〜25質量%、
(d)MgO:0〜10質量%、
(e)CaO:0〜20質量%、
(f)SrO:0〜20質量%、
(g)BaO:0〜10質量%、
(h)RO:5〜20質量%(ここでRはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれる少なくとも1種であり、ROは、MgO、CaO、SrOおよびBaOのうち含有する成分の合計)、
(i)R'2O:2.0質量%以下(ここでR'はLi、NaおよびKから選ばれる少なくとも1種であり、R'2OはLi2O、Na2O及びK2Oのうち含有する成分の合計)、
(j)SnO2:0.01〜1.5質量%。
また、
(k)酸化スズSnO2、酸化鉄Fe2O3および酸化セリウムCe2O3の合計含有量が0.01〜1.5質量%であることが好ましい。
本発明を適用するのに適した他のガラス組成は、p-Si(低温ポリシリコン)・TFTや酸化物半導体・TFTを用いたフラットパネルディスプレイ用ガラス板の製造のためのガラス組成である。p-Si・TFT搭載ディスプレイ用ガラス板や酸化物半導体搭載ディスプレイ用ガラス板では、α-Si・TFTの形成工程よりも高温で熱処理工程が行われる。そのため、ガラス板の熱収縮率が小さいことが望まれ、ガラスの歪点を高めることが望まれている。歪点が670℃以上であると、p-Si(低温ポリシリコン)・TFTや酸化物半導体・TFTを用いたフラットパネルディスプレイ用ガラス板の製造に好適となる。しかし、歪点が670℃以上と高くなると、logη=2となる温度が高くなる。つまり、高温度域における熔融ガラスの粘度が高くなるので、清澄効果を十分に得るためには、清澄工程において、歪点が670℃未満のガラスと比較して、熔融ガラスの温度を高くしなくてはいけない傾向にある。つまり、歪点が670℃以上であり、logη=2となる温度が1600℃以上のガラス板の製造に対して本発明を適用することにより、本発明の作用効果を最大限に発揮させることができる。
(a)SiO2:52〜78質量%、
(b)B2O3:3〜15質量%、
(c)Al2O3:3〜25質量%、
ただし、質量比((a)+(c))/(b)≧7.5
(h)RO:3〜20質量%(ここでRはMg、Ca、SrおよびBaのアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種であり、ROは、MgO、CaO、SrOおよびBaOのうち含有する成分の合計)、
(j)SnO2:0.01〜1.5質量%。
ここで、歪点を上昇させるためには、例えば、質量比((a)+(c))/(b)を上昇させるか、β-OH値を適切に保つことである。歪点を上昇させるには、例えば質量比((a)+(c))/(b)≧7.5にすることであり、β-OH値を0.01〜0.3(mm−1)とすることである。
(i)R'2O:0.01〜0.8質量%(ここでR'はLi、NaおよびKのアルカリ金属から選ばれる少なくとも1種であり、R'2OはLi2O、Na2O及びK2Oのうち含有する成分の合計)
(k)Fe2O3:0.01〜1.0質量%
上記金属酸化物に酸化鉄を含む場合、上記酸化鉄は、その含有量が0.01〜0.1質量%であることが好ましく、0.01〜0.08質量%であることがより好ましい。
なお、上記のガラス組成には、SnO2が含まれているが、As2O3およびPbOを実質的に含まず、環境問題の観点からは、Sb2O3も実質的に含まないことが好ましい。
図5は、本実施形態における熔解工程から成形工程に至る温度履歴の一例を説明する図である。
本実施形態のガラス板の製造に用いるガラス原料は、目標とする化学組成となるように種々の原料が秤量され、よく混ぜ合わせてガラス原料が作られる。こうして作られるSnO2が添加されたガラス原料は、熔解槽201に投入される。
熔解槽201に投入されたガラス原料は、その成分の分解温度に達したところで分解し、ガラス化反応により、熔融ガラスMGとなる。熔融ガラスMGは熔解槽201を流れる間に、徐々に温度を上げながら、熔解槽201の底部近くからガラス供給管204(第1清澄槽204)に進む。
このため、熔解槽201では、ガラス原料の投入された時点における温度T1からガラス供給管204に進入する時点における温度T3まで、熔融ガラスMGの温度はなだらかに上昇する温度履歴を有する。
なお、図5中、T1<T2<T3であるが、T2=T3あるいは、T2>T3であってもよく、少なくともT1<T3であればよい。
さらに、清澄槽202に進入した熔融ガラスMGを、温度T4から温度T4と略同じ温度T5に維持する。なお、温度T3〜温度T5における温度調節は、本実施形態では、各清澄槽を通電加熱する方式を用いるが、この方式には限定されない。例えば、各清澄槽周りに配置した図示されないヒータによる間接加熱を用いて上記温度調節が行われてもよい。
泡径の拡大した泡Bはストークスの法則に従って泡Bの浮上速度が速くなり、泡Bの浮上、破泡が促進される。
清澄槽202でも、熔融ガラスMGは引き続き、1620℃以上の高温に維持されるため、熔融ガラスMG中の泡Bは、熔融ガラスMGの液表面に浮上し、液表面で破泡することにより、熔融ガラスMGの脱泡が行われる。
なお、熔融ガラスMGの温度が温度T4に達するのは、ガラス供給管204である例を挙げて説明したが、清澄槽202内であってもよい。
また、温度T4、温度T5の設定温度が1630℃を超えて高い場合(例えば、1700℃〜1780℃の場合)、温度T2または温度T3が1630℃を超えてもよい。
熔融ガラスMGの温度が低下することで、泡Bの浮上、脱泡が生じ難くなり、熔融ガラスMGに残存した小泡中のガス成分の圧力も下がり、泡径はどんどん小さくなる。さらに熔融ガラスMGの温度が1600℃以下になると、SnO(SnO2の還元により得られたもの)の一部が酸素を吸収して、SnO2に戻ろうとする。このため、熔融ガラスMG中の残存する泡B内の酸素は、熔融ガラスMG中に再吸収され、小泡は一層小さくなる。この小泡は熔融ガラスMGに吸収されて、小泡は最終的に消滅する。
なお、ガラス板の生産性の向上と設備コスト削減の点から、吸収処理において、熔融ガラスMGが1500℃以下である温度範囲における降温速度は、1600℃から1500℃の温度範囲における降温速度よりも速いことが好ましい。なお、このような熔融ガラスMGの温度制御を行う場合、成形工程に供給する熔融ガラスMGの量を調整する流量調整装置を設けることが好ましい。
SiO2:60質量%
Al2O3:19.5質量%
B2O3:10質量%
CaO:5.3質量%
SrO:5質量%
SnO2:0.2質量%
温度T3から温度T4に熔融ガラスMGを昇温して温度T5に至る期間、SnO2が酸素を放出して還元される温度である1600〜1630℃以上に熔融ガラスMGは昇温されるので、熔融ガラスMG内の泡に、SnO2が放出した酸素の取り込みが促進される他、高温になって熔融ガラスMG内に溶存するO2、CO2、SO2の拡散が促進されて、上記泡B内に熔融ガラスMG内に溶存するO2、CO2、SO2も取り込まれる。なお、熔融ガラスMG中へのガス成分の熔解度は、ガラス成分により変わるが、SO2の場合、アルカリ金属成分の含有量の多いガラスでは比較的熔解度が高いが、アルカリ金属成分を実質的に含まない無アルカリガラスか、含んでも少量である微量アルカリ含有ガラスである本実施形態のような液晶ディスプレイ用ガラス板に用いるガラス板では熔融ガラスMG中に熔解できる熔解度は低い。液晶ディスプレイ用ガラス板に用いるガラス板では、本来、ガラス原料として、人為的にはS(硫黄)成分を加えないが、原料中の不純物として、或いは、熔解槽201で用いる燃焼ガス(天然ガス、都市ガス、プロパンガス等)に、不純物として、微量に含まれている。このため、これらの不純物として含まれるS成分が、酸化されてSO2となり、熔融ガラスMGに含まれている泡B内に拡散して入り込む。SO2は再吸収されにくいので泡Bとして残る。この現象は、従来のAs2O3を清澄剤として使用していた時に比べ、非常に顕著に現れる。
SnO2を清澄剤として使用したガラス組成の場合、熔融ガラスMGの高温での保持時間が長くなるほど、熔融ガラスMG内の既存の泡B内へのSO2の拡散が促進する。これは、高温になってSO2の熔融ガラスMG中の拡散速度が速まり、泡B内へ進入し易くなったためであると考えられる。
ガラス板は、アルカリ金属の含有量が0〜2質量%の上述した液晶用ディスプレイ用ガラス板と同じガラス組成を有し、清澄剤としてSnO2を含有する。具体的には、図6の測定結果を得るときに作製したガラス板と同様のガラス組成を有する液晶ディスプレイ用ガラス板を用いた。
図8によると、泡レベルを低くするには、降温速度を2℃/分以上にすることが好ましい。
これに対し、放射温度計の値に基づいて清澄槽に固定された溶接熱電対の劣化による測定変移を補正しつつ操業を続けたところ、1年半後の清澄槽外表面の白金の最大揮発量は0.7mmであった。これにより、2年を超えて操業を続けても安定にフラットパネルディスプレイ用ガラス板を製造できることが推定された。
より詳細には、ガラス組成として含有されるMgO、CaO、SrO、BaOは、炭酸塩として原料に添加されることが多く、その分解温度は、MgOが最も低く、CaO、SrO、BaOの順に高くなる。つまり、分解温度が高いほど、CO2を放出しはじめる温度が高い。上記のことからも明らかなように、脱泡処理の後に熔融ガラスMGが降温すると、分解温度が高いものほど高い温度でCO2を吸収しはじめる。例えば、BaOは1300℃近でCO2の吸収がはじまる。
201 熔解槽
202 清澄槽(清澄槽本体)
202a,202b,202c 金属製フランジ
203 攪拌槽
203a スターラ
204,205,206 ガラス供給管
300 成形装置
310 成形体
312 供給溝
313 下方端部
320 雰囲気仕切り部材
330 冷却ローラ
335 冷却ユニット
350a〜350d 搬送ローラ
340 成形炉
350 徐冷炉
400 切断装置
Claims (17)
- ガラス原料を熔解して熔融ガラスとする熔解工程と、白金または白金合金製の清澄槽内で前記熔融ガラス中に含まれる気泡成分を除去する清澄工程と、前記清澄工程後の前記熔融ガラスを板状ガラスに成形する成形工程と、を含むガラス板の製造方法であって、
前記熔解工程では、清澄剤として少なくともSnO2が添加されたガラス原料が用いられて熔解され、
前記清澄工程は、
前記清澄槽外表面に固定された白金または白金合金製の温度測定手段の測定変移の補正の目的で前記清澄槽外表面に一時的に接触し、前記清澄槽外表面の熱影響を受けることがない基準温度測定手段の測定結果に基づいて、前記清澄槽外表面の熱影響を常時受ける、前記清澄槽外表面に固定された温度測定手段の測定変移を補正し、前記清澄工程における温度管理を行い、
前記熔融ガラスの温度を1620℃以上に昇温させることにより前記熔融ガラス中に泡を生成させて脱泡を行う脱泡処理工程と、
前記脱泡処理工程の後、前記熔融ガラスを降温させることにより、前記熔融ガラス中の泡を前記熔融ガラスに吸収させる吸収処理工程とを含むことを特徴とするガラス板の製造方法。 - ガラス原料を熔解して熔融ガラスとする熔解工程と、白金または白金合金製の清澄槽内で前記熔融ガラス中に含まれる気泡成分を除去する清澄工程と、前記清澄工程後の前記熔融ガラスを板状ガラスに成形する成形工程と、を含むガラス板の製造方法であって、
前記熔解工程では、清澄剤として少なくともSnO 2 が添加されたガラス原料が用いられて熔解され、
前記清澄工程は、
前記清澄槽外表面の温度を非接触で測定する基準温度測定手段の測定結果に基づいて、前記清澄槽外表面の熱影響を常時受ける、前記清澄槽外表面に固定された白金または白金合金製の温度測定手段の測定変移を補正し、前記清澄工程における温度管理を行い、
前記熔融ガラスの温度を1620℃以上に昇温させることにより前記熔融ガラス中に泡を生成させて脱泡を行う脱泡処理工程と、
前記脱泡処理工程の後、前記熔融ガラスを降温させることにより、前記熔融ガラス中の泡を前記熔融ガラスに吸収させる吸収処理工程とを含むことを特徴とするガラス板の製造方法。 - 前記清澄工程では、前記温度測定手段の熱起電力の変化量を補正する、請求項1または2に記載のガラス板の製造方法。
- 前記清澄工程では、2℃/分以上の昇温速度で熔融ガラスの温度を1620℃以上に昇温させる、請求項1〜3の何れか1項に記載のガラス板の製造方法。
- 前記ガラス板は、LiO2、NaO2、及びKO2の合計含有量が、0〜2質量%であるガラス組成を有する、請求項1〜4の何れか1項に記載のガラス板の製造方法。
- 前記ガラス板は、102.5dPa・sに相当する熔融温度が1500〜1750℃の範囲内にあるガラス組成を有する、請求項1〜5の何れか1項に記載のガラス板の製造方法。
- 前記清澄工程では、ガラス供給管内において熔融ガラスの温度が1500℃〜1690℃の範囲内であって熔融ガラスの粘度が500〜2000dPa・sの範囲内になるまで加熱されつつ清澄槽へ送り込まれるとともに、該清澄槽内においてはさらに熔融ガラスの温度が1620℃〜1750℃の範囲内であって熔融ガラスの粘度が200〜800dPa・sの範囲内になるまで加熱されつつ前記清澄槽内の上方に位置する雰囲気空間への脱泡が行われることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のガラス板の製造方法。
- 前記ガラス供給管内の熔融ガラスにおいてかかる圧力は、前記清澄槽内の熔融ガラスにかかる圧力よりも高いことを特徴とする請求項7に記載のガラス板の製造方法。
- 前記圧力の調整は、前記ガラス供給管の熔融ガラスが流れる方向に垂直な断面積を、前記清澄槽本体の熔融ガラスが流れる方向に垂直な断面積に対比して小さく設計することにより行うことを特徴とする請求項8に記載のガラス板の製造方法。
- 前記清澄工程における前記熔融ガラスの昇温は、前記熔解工程が行われる熔解槽と前記清澄工程が行われる清澄槽本体との間を接続するガラス供給管に流す電流を制御することにより行われる、請求項1〜9の何れか1項に記載のガラス板の製造方法。
- 前記吸収処理工程では、前記熔融ガラスを1600℃から1500℃の範囲で2℃/分以上の降温温度で降温させる、請求項1〜10の何れか1項に記載のガラス板の製造方法。
- 前記ガラス板は、
(a) SiO2:50〜70質量%、
(b) B2O3:5〜18質量%、
(c) Al2O3:10〜25質量%、
(d) MgO:0〜10質量%、
(e) CaO:0〜20質量%、
(f) SrO:0〜20質量%、
(g) BaO:0〜10質量%、
(h) RO:5〜20質量%(ただしRはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれる少なくとも1種であり、ROは、MgO、CaO、SrOおよびBaOのうち含有する成分の合計)、
(i) R’2O:0〜2.0質量%(ここでR’はLi、NaおよびKから選ばれる少なくとも1種であり、R’2OはLi2O、Na2O及びK2Oのうち含有する成分の合計)、
(j) SnO2:0.01〜1.5質量%、
(k) 酸化スズSnO2、酸化鉄Fe2O3および酸化セリウムCe2O3の合計含有量が0.05〜1.5質量%、
を含有する、請求項1〜11の何れか1項に記載のガラス板の製造方法。 - 前記ガラス板は、
(a) SiO2:52〜78質量%、
(b) B2O3:3〜15質量%、
(c) Al2O3:3〜25質量%、
ただし、質量比((a)+(c))/(b)≧7.5
(h)RO:3〜20質量%(ここでRはMg、Ca、SrおよびBaのアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも1種であり、ROは、MgO、CaO、SrOおよびBaOのうち含有する成分の合計)、
(j)SnO2:0.01〜1.5質量%。
(h)RO:3〜20質量%(ただしRはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれる少なくとも1種であり、ROは、MgO、CaO、SrOおよびBaOのうち含有する成分の合計)、
(j)SnO2:0.01〜1.5質量%、を含有し、
歪点が670℃以上の請求項1〜11の何れか1項に記載のガラス板の製造方法。 - 前記清澄工程と前記成形工程との間に、熔融ガラスの成分を均質に攪拌する攪拌工程を含み、
前記熔解工程では、前記熔融ガラスの熔解開始時の温度に比べて高い温度で前記熔融ガラスが前記清澄工程に供給され、
前記清澄工程では、前記吸収処理後の温度に比べて低い温度で前記熔融ガラスが前記攪拌工程に供給され、
前記成形工程では、前記熔融ガラスの粘度η(dPa・s)に関してlogη=4.3〜5.7となる温度で前記熔融ガラスが供給されて、オーバーフローダウンドロー法により板状ガラスに成形される、請求項1〜13の何れか1項に記載のガラス板の製造方法。 - 熔融ガラス中に含まれる気泡成分の除去を行う白金または白金合金からなる清澄槽と、
前記清澄槽の外表面に固定された白金または白金合金製の温度測定手段と、を有し、
前記清澄槽の温度管理は、前記温度測定手段の測定変移の補正の目的で前記清澄槽外表面に一時的に接触し、前記清澄槽外表面の熱影響を受けることがない基準温度測定手段の測定結果に基づいて、前記清澄槽外表面の熱影響を常時受ける、前記清澄槽外表面に固定された前記温度測定手段の測定変移を補正して行われることを特徴とする、ガラス板製造装置。 - 熔融ガラス中に含まれる気泡成分の除去を行う白金または白金合金からなる清澄槽と、
前記清澄槽の外表面に固定された白金または白金合金製の温度測定手段と、を有し、
前記清澄槽の温度管理は、前記清澄槽外表面の温度を非接触で測定する基準温度測定手段の測定結果に基づいて、前記清澄槽外表面の熱影響を常時受ける、前記清澄槽外表面に固定された前記温度測定手段の測定変移を補正して行われることを特徴とする、ガラス板製造装置。 - 前記清澄槽は、前記清澄槽に直接通電することで加熱され、
前記清澄槽の温度管理は、前記基準温度測定手段の測定結果に基づいて前記温度測定手段の熱起電力の変化量を補正し、前記直接通電の電流量を制御する、請求項15または16に記載のガラス板製造装置。
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