JP5883097B2 - ガラス基板の製造方法、及びガラス基板の製造装置 - Google Patents
ガラス基板の製造方法、及びガラス基板の製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5883097B2 JP5883097B2 JP2014192531A JP2014192531A JP5883097B2 JP 5883097 B2 JP5883097 B2 JP 5883097B2 JP 2014192531 A JP2014192531 A JP 2014192531A JP 2014192531 A JP2014192531 A JP 2014192531A JP 5883097 B2 JP5883097 B2 JP 5883097B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- clarification
- temperature
- tube
- glass
- molten glass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims description 118
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 81
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 41
- 238000005352 clarification Methods 0.000 claims description 228
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 119
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 103
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 claims description 98
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 73
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 31
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims description 26
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 25
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 25
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 16
- 239000006025 fining agent Substances 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 claims description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 10
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 claims description 5
- 238000009849 vacuum degassing Methods 0.000 claims description 3
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims description 2
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 58
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 54
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 44
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 38
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 18
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 7
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000008395 clarifying agent Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- 238000007500 overflow downdraw method Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006124 Pilkington process Methods 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003353 gold alloy Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 210000003437 trachea Anatomy 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/225—Refining
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
本発明は、清澄管から気相空間内に揮発した白金族金属を含む成分が凝集するのを抑え、凝集物が熔融ガラスに混入されるのを抑制できるガラス基板の製造方法、及びガラス基板の製造装置を提供することを目的とする。
[1]
清澄管において熔融ガラスの清澄を行うガラス基板の製造方法であって、
ガラス原料を熔解して清澄剤として少なくとも酸化錫を含む熔融ガラスをつくる熔解工程と、
少なくとも一部が白金族金属を含む材料からなる清澄管内に前記熔融ガラスが供給されることで形成される気相空間に、前記清澄剤の還元反応により前記熔融ガラスからガスを放出させるとともに、前記気相空間に放出されたガスを前記清澄管に接続された通気管から前記清澄管外に排出する清澄工程と、
前記清澄された熔融ガラスをシートガラスに成形する成形工程と、を備え、
前記清澄工程では、前記清澄管の最も温度が高い部分の温度が1630℃以上となるよう、前記清澄管を加熱し、前記清澄管のうち前記気相空間に接する部分から揮発した揮発成分の凝集が前記通気管近傍において抑えられるよう、前記通気管に対し温度調整を行う、ことを特徴とする。
ここで、温度調整とは、加熱調整である。また、通気管近傍は、前記通気管を囲む前記清澄管の内壁部分(通気管対応部分)を含み、さらには、前記通気管の内壁部分を含んでもよい。
清澄管において熔融ガラスの清澄を行うガラス基板の製造方法であって、
ガラス原料を熔解して清澄剤として少なくとも酸化錫を含む熔融ガラスをつくる熔解工程と、
少なくとも一部が白金族金属を含む材料からなる清澄管内に前記熔融ガラスが供給されることで形成される気相空間に、前記清澄剤の還元反応により前記熔融ガラスからガスを放出させるとともに、前記気相空間に放出されたガスを前記清澄管に接続された通気管から前記清澄管外に排出する清澄工程と、
前記清澄された熔融ガラスをシートガラスに成形する成形工程と、を備え、
前記清澄工程では、前記清澄管の最も温度が高い部分の温度が1630℃以上となるよう、前記清澄管を加熱し、前記清澄管のうち前記気相空間に接する部分から揮発した揮発成分の凝集が抑えられるよう、前記通気管に対し温度調整を行う、ことを特徴とする。
ここで、温度調整とは、加熱調整である。
前記清澄工程では、前記清澄管の温度が最も高い部分と前記通気管との温度差が300℃以下となるよう、前記温度調整を行う、[1]または[2]に記載のガラス基板の製造方法。
前記清澄工程では、さらに、前記気相空間内に、前記熔融ガラスに対して不活性なガスを供給する、[1]〜[3]のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。
前記ガラス基板は、ディスプレイ用ガラス基板である、[1]〜[3]、[5]のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。
前記清澄管では、熔融ガラスが流れ、前記清澄管の内壁には、前記熔融ガラスの流れる方向に沿って温度分布が形成されている、[1]〜[3]、[5]、[6]のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。
前記通気管の前記温度調整は、前記通気管の外周を取り巻く空間を加熱することにより、前記通気管の加熱を行なう調整である、[1]〜[3]、[5]〜[7]のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。
前記通気管の前記温度調整は、前記通気管に電流を流すことにより、前記通気管を通電加熱する調整である、[1]〜[3]、[5]〜[8]のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。
前記清澄工程では、前記熔融ガラスから前記気相空間に酸素を含むガスを放出させる、[1]〜[3]、[5]〜[9]のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。
前記製造方法は、前記清澄工程において、前記清澄剤として酸化錫を含む熔融ガラスの清澄を行う、[1]〜[3]、[5]〜[10]のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。
[13]
清澄剤として少なくとも酸化錫を含む熔融ガラスを清澄するための清澄槽であって、
少なくとも一部が白金族金属を含む材料からなり、前記熔融ガラスが供給されることで気相空間が形成され、前記気相空間に前記清澄剤の還元反応により前記熔融ガラスからガスが放出され、最も温度が高い部分の温度が1630℃以上となるよう加熱される清澄管と、
前記清澄管と接続され、前記気相空間に放出されたガスを前記清澄管外に排出する通気管と、
前記清澄管から揮発した揮発成分の凝集が抑えられるよう、前記通気管に対し温度調整を行う温度調整部と、を備えることを特徴とする。
前記温度調整部は、前記通気管の側壁と対向し、前記通気管の周りを囲むよう設けられたヒータを有する、[13]に記載の清澄槽。
さらに、前記清澄管の表面に前記清澄管を覆うよう設けられ、前記通気管が前記清澄管に接続される接続部において前記通気管を囲むよう前記通気管に接して設けられた、複数のレンガからなる構造体を備え、
前記構造体において、少なくとも前記接続部に接して配される第1のレンガは、前記第1のレンガよりも前記接続部から遠ざかる位置に配された第2のレンガよりも熱伝導率が高い、[13]または[14]に記載の清澄槽。
前記温度調整部は、電熱線が前記通気管に巻きつけられてなるコイルを有する、[13]〜[15]のいずれか1つに記載の清澄槽。
前記通気管は、前記清澄管から前記清澄管の外周側に突出するよう延びて設けられ、
前記温度調整部は、前記通気管に通電を行うことで前記温度調整を行う、[13]〜[16]のいずれか1つに記載の清澄槽。
[18]
ガラス原料を熔解して清澄剤を含む熔融ガラスをつくる熔解槽と、
[13]〜[17]のいずれか1つに記載の清澄槽と、
前記清澄槽により清澄された熔融ガラスをシートガラスに成形する成形装置と、を備えることを特徴とする。
以下、本実施形態のガラス基板の製造方法、ガラス基板の製造装置及び熔融ガラスの清澄槽について説明する。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。
以降で説明する白金または白金合金等は、白金族金属であり、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、および、これらのうちの2種以上の合金、を含む。
成形工程(ST4)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あるいはフロート法を用いることができる。後述する本実施形態では、オーバーフローダウンドロー法が用いられる例を挙げて説明する。
徐冷工程(ST5)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。
ここで、清澄工程(ST2)および清澄槽について説明する。 清澄工程(ST2)では、脱泡を行う間、さらに、清澄管の内壁から揮発した揮発成分の凝集を抑えるために、通気管に対し温度調整を行う。清澄工程(ST2)は、清澄槽によって行われる。図3および図4に、清澄槽202を説明するための図を示す。図4(a)及び図4(b)は、通気管212に注目して示す清澄槽202の断面図である。清澄槽202は、清澄管202aと、通気管212と、温度調整部220と、レンガ層(構造体)222を有する。
清澄管202aは、例えば、白金又は金合金等からなる円筒状の容器であり、長手方向(図3の左右方向)の両端のそれぞれにガラス供給管104,105が接続されている。なお、減圧脱泡に用いられる清澄管には、通常、ガラス供給管は、清澄管の底面をなす清澄管の周面の2箇所から下方に延びるよう清澄管に接続されている。清澄工程(ST2)では、ガラス供給管104から清澄管202a内に供給された熔融ガラスGは、清澄管202a内を流れながら清澄が行われ、ガラス供給管105から攪拌槽103に移送される。このとき、清澄管202aには、熔融ガラスGの液面に対して上方の位置に、熔融ガラスGを除いた空間である気相空間Sが形成される。気相空間Sには、熔融ガラスG内に生じた気泡Bが浮上して液面で破泡することで、ガスが放出される。気相空間Sに放出されたガスは、さらに、通気管212を通って清澄管202aの外に排出される。
通気管212は、清澄管202a内の気相空間と大気とを接続し、気相空間内の気体や意図的に導入される不活性なガスを大気に排出する。通気管212は、清澄管202a内の気相空間と接する何れかの位置に設けられている。例えば、清澄管202a円周方向の頂部に設けられている。通気管212の形状は、特に制限されないが、清澄管202aから真っすぐ延びた煙突状の形状であってもよく、屈曲した形状であってもよい。通気管212は、白金又は白金合金等からなる材料、耐熱レンガ、および、これらの組み合わせ、のいずれかにより構成される。温度調整部220によって加熱されやすく、また、異物が清澄管202a内に落下するのを防止する観点からは、通気管212のうち少なくとも清澄管202aと接続される部分は、白金又は白金合金等からなる材料で構成されるのが好ましい。より好ましくは、通気管212は、白金又は白金合金からなることが好ましい。なお、通気管212が白金又は白金合金等からなる材料で構成される場合には、通気管212の揮発を防止するために、通気管212の内表面及び外表面の少なくともいずれかに溶射膜を設けることが好ましい。
通気管212には、長手方向(図3および図4において上下方向)の1箇所または複数箇所に、例えば熱電対からなる温度測定素子が設けられる。温度測定素子は、少なくとも通気管212が清澄管202aと接続される部分に設けられていることが好ましい。また、温度測定素子は、通気管212が最低温度となる位置に設けられることが好ましい。
温度調整部220は、通気管212に対し温度調整を行う装置である。温度調整は、温度調整部220を用いて行うことができる。温度調整部220は、例えば、図4(a)に示すヒータ221と、制御装置223と、を有している。
ヒータ221は、通気管212を加熱できるものであれば特に限定されず、ハロゲンヒータ、電熱コイル等、公知の加熱要素が用いられる。ヒータ221は、例えば、図4(a)に示されるように、通気管212の外周側に、通気管212の側壁212aと対向するように複数設けられる。ヒータ221は、制御装置223に接続され、清澄工程において通気管212の温度が所定の温度範囲内に保たれるよう温度制御される。すなわち、通気管212の温度調整は、通気管212の外周を取り巻く空間をヒータ221等により加熱することにより、通気管212の加熱を行なう調整である。また、通気管212の温度調整は、通気管212の外周を取り巻く空間を介してヒータ221等の輻射熱により通気管を加熱する調整であってもよい。なお、制御装置223は、オペレータの入力指示によって温度調整を加熱要素に指示する装置であってもよく、コンピュータプログラムによって自動的に作成した制御信号によって加熱要素に温度調整を指示する装置であってもよい。
また、温度調整部220には、ヒータ221、コイル225に代えて、図示されない電極が用いられてもよい。この場合、通気管212は白金又は白金合金等からなる材料で構成される。電極は、例えば通電管212の長手方向(図3および図4の上下方向)の両端に接続される。電極の間に電流を流すことで、通気管212が直接通電加熱される。電極は、制御装置223に接続され、通気管212の温度が所定の温度範囲に保たれるよう温度制御を行う。すなわち、通気管212の温度調整は、通気管212に電流を流すことにより、通気管212を通電加熱する調整である。
レンガ層222は、清澄管202a内の熔融ガラスを保温するための構造体であり、清澄管202aを外周側から覆うよう設けられた多数の耐熱レンガからなる。レンガ層222は、通気管212が清澄管202aと接続された部分(接続部212c)に、通気管212を囲むように、設けられた耐熱レンガ(第1のレンガ)222aを有している。
従来、耐熱レンガ222aは、清澄管202aが放熱しないように熱伝導率の低いレンガが好ましく用いられてきた。しかし、本実施形態の耐熱レンガ222aは、他の部分に配される耐熱レンガ222b(第2のレンガ)よりも熱伝導率が高いことが好ましい。耐熱レンガ222aは、通気管212および清澄管202aに接触して又は近接して設けられているため、清澄管202aの熱が通気管212に伝わりやすくなり、清澄時の通気管212の温度を高い温度に保つことができるためである。耐熱レンガ222aの熱伝導率は、例えば2〜30W/(m・K)であることが好ましい。また、耐熱レンガ222b(第2のレンガ)の熱伝導率は、例えば0.05〜15W/(m・K)であることが好ましい。さらに、耐熱レンガ222aの熱伝導率は耐熱レンガ222bよりも高いことが好ましく、耐熱レンガ222aの熱伝導率と耐熱レンガ222b(第2のレンガ)の熱伝導率との比が3倍以上あることが好ましい。
なお、レンガ層222は、清澄管202aの径方向に複数の層を有する、耐熱レンガを上下方向(図4の上下方向)に積み重ねたものであってもよい。また、第1のレンガは、接続部212cに配された耐熱レンガ222aを含むものであれば、上下方向に隣接して配されるまたは左右方向(図4の左右方向)に隣接して配される複数の耐熱レンガで構成されてもよい。また、耐熱レンガ(第1のレンガ)222a及び耐熱レンガ(第2のレンガ)222bは、清澄管202aに直接接している必要はなく、清澄管202aと、耐熱レンガ222a及び耐熱レンガ222bとの間に他の耐火物が設けられていてもよい。
また、温度調整部220に、上記したコイル225または電極が用いられる場合は、レンガ層222は、さらに、通気管212の表面に通気管212を囲むよう設けられてもよい。
清澄管202aのうち、通気管212が設けられた長手方向領域の部分(通気管対応部分)では、温度が大きく低下する。これは、通気管212が、大気に近い領域に突出する管であるので、大気への熱の放射は避けられないためである。また、通気管212の、清澄管202aと接続する端の側に、清澄管202aにも接する耐熱レンガが配されているため、清澄管202aの熱が通気管212に伝わりにくいためである。清澄管202aの温度は、通気管対応部分で低く、通気管212から長手方向に遠ざかる方向に進むにつれ、徐々に高くなっている。そして、フランジ202e,202fが設けられた長手方向領域の部分では、清澄管202aの温度が低くなっている。これは、清澄管202aからフランジ202e,202fに熱が伝わり外部に放射されるためである。また、フランジ202e,202fは冷却されるためである。この部分の温度は、例えば、通気管対応部分よりも低い。
清澄管202aでは、このような温度分布を有する。具体的に、清澄管202aの最も温度の高い部分と最も温度の低い部分との温度差は、例えば、50℃以上であり、150℃以上であり、250℃以上である。
また、上記温度差の下限値は、特に制限されないが、例えば0℃、すなわち、清澄管202aの最高温度部分と通気管212との温度差がない温度である。例えば、通気管21の温度が清澄管202aの最高温度部分の温度よりも低く、清澄管202aの温度が最も高い部分(最高温度部分)と通気管212の最も低い温度との温度差は0〜300℃であることが好ましく、より好ましくは0〜200℃であり、さらに好ましくは0〜100℃である。なお、通気管21の温度が清澄管202aの最高温度部分の温度よりも高くなるよう、温度調整を行ってもよい。しかし、通気管212の温度が高くなりすぎると、通気管212が白金又は白金合金等からなる材料で構成されている場合は変形しやすくなる。このため、通気管212の温度は、清澄管202aの最高温度を超えないことが好ましい。
揮発成分の凝集は、清澄管202aの最高温度部分の温度が、1630℃以上である場合により顕著に発生し、1650℃以上である場合にさらに顕著に発生するため、本実施形態の方法はより好適である。清澄管202aの最高温度部分の温度の上限値は、白金又は白金合金等が溶融しないよう、1720℃以下であるのが好ましい。より具体的には、清澄管202aの内壁の最高温度は、1630℃〜1720℃であることが好ましく、1650℃〜1720℃であることがより好ましい。清澄管202aの内壁の最高温度が低すぎると、例えば酸化錫の清澄剤として反応が活発でなくなり、熔融ガラスの清澄が十分でなくなる。
また、気相空間の酸素濃度は、熔融ガラス温度あるいは温度履歴の影響を受ける。清澄工程中の熔融ガラスの温度が異なれば、還元する清澄剤、例えば還元する酸化錫の量及び熔融ガラスの粘度が異なる。このため、熔融ガラスから気相空間に放出される酸素の放出量も変化し、気相空間の酸素濃度は変化する。
また、熔解工程の熔融ガラスの温度と清澄工程における熔融ガラスの温度の差が大きいほど清澄管202aで放出されるガスの放出量は増加する。つまり、熔解工程から清澄管202aにおける清澄工程までの熔融ガラスの温度履歴を変化させると、熔融ガラスから気相空間に放出されるガスの量も変化する。
清澄管202aでは、清澄を十分に行うために、熔解工程における熔融ガラスの最高温度と清澄工程における熔融ガラスの最高温度との差は、50℃以上あることが好ましく、70℃以上であることがより好ましい。
例えば、気相空間における白金蒸気圧が1Pa〜10Paであり、清澄管202aの最高温度が1630℃〜1720℃であるときに、通気管212の温度が1450℃〜1700℃となるように温度調整されることが好ましい。このとき、気相空間の酸素濃度は、1%以下であってもよい。また、製造されるガラス基板の酸化錫の含有量は、0.01〜0.3モル%であってもよい。
あるいは、通気管212に図示しない吸引装置を接続し、白金又は白金合金等を含む揮発成分を、気相空間S内の他のガスとともに通気管212から素早く排出させるようにしてもよい。このとき、気相空間S内の気圧は、大気圧、あるいは、清澄槽103を取り巻く外部雰囲気の圧力よりも低くなっている。具体的には、気相空間S内の気圧は、大気圧よりも0超〜10Pa小さくてもよい(0Pa<大気圧―気相空間内気圧<10Pa)。
このようなガラス基板として、以下のガラス組成のガラス基板が例示される。したがって、以下のガラス組成をガラス基板が有するようにガラス原料は用いられる。
SiO2:55〜75モル%、
Al2O3:5〜20モル%、
B2O3:0〜15モル%、
RO:5〜20モル%
(RはMg、Ca、Sr及びBaのうち、ガラス基板に含まれる全元素)、
R’2O:0〜0.8モル%(R’はLi、K、及びNaのうち、ガラス基板に含まれる全元素)。上記ガラスは、高温粘性が高いガラスの一例である。このようなガラスにおいて、清澄管102aにおいて適正な熔融ガラスの粘度で脱泡を行うために熔融ガラスを高温に加熱する。このため、清澄管102aの内壁から揮発成分は多量に揮発し、揮発成分の凝集が問題となる。このような場合、白金又は白金合金等の揮発成分の凝集を抑制する本実施形態の効果は顕著となる。
このとき、SiO2、Al2O3、B2O3、及びRO(Rは、Mg、Ca、Sr及びBaのうち前記ガラス基板に含有される全元素)の少なくともいずれかを含み、モル比((2×SiO2)+Al2O3)/((2×B2O3)+RO)は4.0以上であってもよい。すなわち、モル比((2×SiO2)+Al2O3)/((2×B2O3)+RO)は4.0以上であるガラスは、高温粘性が特に高いガラスの一例である。そのため、白金又は白金合金等の揮発成分の凝集を抑制する本実施形態の効果はより顕著となる。また、アルカリ金属酸化物の含有量が少ないほどガラス粘度は高くなる傾向にあるので、アルカリ金属酸化物の合量であるR’2Oが0〜0.8モル%であるガラスは特に粘性が高い。粘度が高いガラスを十分に清澄させるためには清澄槽温度(白金又は白金合金)の温度を高くする必要があるが、このような粘度の高いガラスを製造する場合であっても、本実施形態を適用することで白金又は白金合金等の揮発成分の凝集を抑制する効果が得られる。
また、本実施形態で製造されるガラス基板は、アルカリ金属酸化物の含有量が極めて少ないことが求められる液晶ディスプレイ用ガラス基板に好適である。また、有機ELディスプレイ用ガラス基板にも好適である。言い換えると、本実施形態のガラス基板の製造方法は、ディスプレイ用ガラス基板の製造に好適であり、特に、液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造に好適である。
これらのガラス基板は他の用途のガラス基板と比較して粘性が高いため、清澄工程において充分な泡の浮上速度を得るために、熔融ガラスの温度を高くする必要がある。そのため、白金又は白金合金等からなる清澄管が好ましく用いられるが、白金又は白金合金等は、上記したように高温下では、揮発しやすい。そのような熔融ガラスの清澄を行う場合でも、本実施形態では、上記した温度調整によって清澄管から揮発した白金又は白金合金等の凝集を抑えられる。
また、本実施形態で製造されるガラス基板は、カバーガラス、磁気ディスク用ガラス、太陽電池用ガラス基板などにも適用することが可能である。
清澄管は、清澄時の気相空間と触れる部分の少なくとも一部が白金又は白金合金等からなる材料で構成されたものであればよい。
清澄剤として酸化錫を用い、図3に示す清澄槽を用いて、熔融ガラスの清澄を行うとともに、上記実施形態の温度調整を行い、清澄後、2270mm×2000mmであり、厚さが0.5mmのシートガラスに成形し、100枚のガラス基板を作成した(実施例)。温度調整は、白金製の通気管212に対する通電加熱により行い、通気管212の温度を1550℃に保った。なお、清澄管の最高温度部分の温度は、1650℃であり、通気管と清澄管の最高温度部分の温度差は100℃であった。清澄時間は1時間であった。また、ガラス基板のガラス組成は、SiO2 66.6モル%、Al2O3 10.6モル%、B2O3 11.0モル%、MgO,CaO,SrO及びBaOの合量 11.4モル%であり、歪点は660℃、粘度が102.5ポアズであるときの熔融ガラスの温度は1570℃であった。
一方、通気管212に対する温度調整を行わなかった点を除いて、上記実施例と同様にして、熔融ガラスの清澄を行った(比較例)。比較例において、清澄時の通気管の温度は、1300℃であり、通気管と清澄管の最高温度部分の温度差は350℃であった。
実施例および比較例のガラス基板の白金又は白金合金等の異物の有無を、目視で確認したところ、実施例では、白金又は白金合金等の異物が確認されたガラス基板の数は、比較例の1/6に抑えることができた。
202a 清澄管
212 通気管
220 温度調整部
221 ヒータ
223 制御装置
B 気泡
G 熔融ガラス
S 気相空間
Claims (7)
- 清澄管において熔融ガラスの清澄を行うガラス基板の製造方法であって、
ガラス原料を熔解して清澄剤として少なくとも酸化錫を含む熔融ガラスをつくる熔解工程と、
少なくとも一部が白金族金属を含む材料からなる清澄管内に前記熔融ガラスが供給されることによって前記清澄管の内壁と前記熔融ガラスの液面とで形成される気相空間に、前記清澄剤の還元反応により前記熔融ガラスからガスを放出させるとともに、前記気相空間に放出されたガスを前記清澄管に接続された通気管から前記清澄管外に排出する清澄工程と、
前記熔融ガラスをシートガラスに成形する成形工程と、を備え、
前記清澄工程では、前記清澄管の最も温度が高い部分の温度が1630℃以上となるよう、前記清澄管を加熱し、前記清澄管のうち前記気相空間に接する部分から揮発した揮発成分の凝集が前記通気管近傍において抑えられるよう、前記通気管に対し温度調整を行う、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。 - 清澄管において熔融ガラスの清澄を行うガラス基板の製造方法であって、
ガラス原料を熔解して清澄剤として少なくとも酸化錫を含む熔融ガラスをつくる熔解工程と、
少なくとも一部が白金族金属を含む材料からなる清澄管内に前記熔融ガラスが供給されることによって前記清澄管の内壁と前記熔融ガラスの液面とで形成される気相空間に、前記清澄剤の還元反応により前記熔融ガラスからガスを放出させるとともに、前記気相空間に放出されたガスを前記清澄管に接続された通気管から前記清澄管外に排出する清澄工程と、
前記熔融ガラスをシートガラスに成形する成形工程と、を備え、
前記清澄工程では、前記清澄管の最も温度が高い部分の温度が1630℃以上となるよう、前記清澄管を加熱し、前記清澄管のうち前記気相空間に接する部分から揮発した揮発成分の凝集が抑えられるよう、前記通気管に対し温度調整を行う、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。 - 前記清澄工程では、前記清澄管の温度が最も高い部分と前記通気管との温度差が300℃以下となるよう、前記温度調整を行う、請求項1または2に記載のガラス基板の製造方法。
- 前記清澄工程では、さらに、前記気相空間内に、前記熔融ガラスに対して不活性なガスを供給する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。
- 前記ガラス基板は、ディスプレイ用ガラス基板である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。
- 前記清澄工程では、前記気相空間を減圧状態にして脱泡を行う減圧脱泡を除いた、前記清澄剤の酸化還元反応による脱泡を行う、請求項1〜5のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。
- ガラス原料を熔解して清澄剤として少なくとも酸化錫を含む熔融ガラスをつくる熔解槽と、
少なくとも一部が白金族金属を含む材料からなり、前記熔融ガラスが供給されることによって内壁と前記熔融ガラスの液面とで気相空間が形成され、前記気相空間に前記清澄剤の還元反応により前記熔融ガラスからガスが放出され、最も温度が高い部分の温度が1630℃以上となるよう加熱される清澄管と、前記清澄管と接続され、前記気相空間に放出されたガスを前記清澄管外に排出する通気管と、前記清澄管から揮発した揮発成分の凝集が前記通気管近傍において抑えられるよう、前記通気管に対し温度調整を行う温度調整部と、を備える清澄槽と、
前記清澄槽により清澄された熔融ガラスをシートガラスに成形する成形装置と、を備えることを特徴とするガラス基板の製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014192531A JP5883097B2 (ja) | 2013-09-25 | 2014-09-22 | ガラス基板の製造方法、及びガラス基板の製造装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013198730 | 2013-09-25 | ||
JP2013198730 | 2013-09-25 | ||
JP2014192531A JP5883097B2 (ja) | 2013-09-25 | 2014-09-22 | ガラス基板の製造方法、及びガラス基板の製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015086131A JP2015086131A (ja) | 2015-05-07 |
JP5883097B2 true JP5883097B2 (ja) | 2016-03-09 |
Family
ID=50372427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014192531A Active JP5883097B2 (ja) | 2013-09-25 | 2014-09-22 | ガラス基板の製造方法、及びガラス基板の製造装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5883097B2 (ja) |
KR (1) | KR101653875B1 (ja) |
CN (1) | CN203513469U (ja) |
TW (1) | TWM494787U (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105431385B (zh) * | 2014-06-30 | 2018-10-09 | 安瀚视特控股株式会社 | 玻璃基板的制造方法、玻璃基板及玻璃基板层叠体 |
JP2017534554A (ja) * | 2014-09-24 | 2017-11-24 | コーニング インコーポレイテッド | フュージョンドロー機械のための揮発濾過システム |
JP7212535B2 (ja) * | 2019-01-31 | 2023-01-25 | AvanStrate株式会社 | ガラス基板の製造方法、及びガラス基板製造装置 |
JP7330433B2 (ja) * | 2019-07-03 | 2023-08-22 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造装置及び製造方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7032412B2 (en) | 2003-03-13 | 2006-04-25 | Corning Incorporated | Methods of manufacturing glass sheets with reduced blisters |
KR101419957B1 (ko) * | 2006-08-30 | 2014-07-16 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 유리 제조 방법 |
KR20120032041A (ko) * | 2007-01-31 | 2012-04-04 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 유리 제조 방법 및 감압 탈포 장치 |
WO2010147123A1 (ja) * | 2009-06-19 | 2010-12-23 | 旭硝子株式会社 | 溶融ガラスの減圧脱泡装置、およびそれを用いた溶融ガラス製造方法 |
WO2012014906A1 (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | 旭硝子株式会社 | 溶融ガラスの減圧脱泡装置、溶融ガラスの減圧脱泡方法、ガラス製品の製造装置およびガラス製品の製造方法 |
US8650910B2 (en) * | 2010-08-23 | 2014-02-18 | Corning Incorporated | Apparatus for homogenizing a glass melt |
JP5002731B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2012-08-15 | AvanStrate株式会社 | ガラス板製造方法 |
-
2013
- 2013-09-30 CN CN201320614403.6U patent/CN203513469U/zh not_active Expired - Lifetime
-
2014
- 2014-09-22 JP JP2014192531A patent/JP5883097B2/ja active Active
- 2014-09-25 KR KR1020140128057A patent/KR101653875B1/ko active IP Right Grant
- 2014-09-25 TW TW103217074U patent/TWM494787U/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101653875B1 (ko) | 2016-09-02 |
KR20150034114A (ko) | 2015-04-02 |
TWM494787U (zh) | 2015-02-01 |
CN203513469U (zh) | 2014-04-02 |
JP2015086131A (ja) | 2015-05-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6511234B2 (ja) | ガラス基板の製造方法、及び、ガラス基板の製造装置 | |
JP5864690B2 (ja) | ガラス基板の製造方法、ガラス基板製造装置、及び熔融ガラス処理装置 | |
JP5921730B2 (ja) | ガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置 | |
JP5864734B2 (ja) | ガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置 | |
JP5883093B2 (ja) | ガラス基板の製造方法、熔融ガラス処理装置、およびガラス基板の製造装置 | |
JP6025897B2 (ja) | ガラス基板の製造方法、およびガラス基板製造装置 | |
JP5883097B2 (ja) | ガラス基板の製造方法、及びガラス基板の製造装置 | |
JP5937704B2 (ja) | ガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置 | |
JP5938112B2 (ja) | ガラス基板の製造方法およびガラス基板製造装置 | |
WO2015099157A1 (ja) | ガラス基板の製造方法およびガラス基板製造装置 | |
JP2020011852A (ja) | ガラス基板の製造方法、及びガラス基板製造装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150813 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150818 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151019 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160126 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160204 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5883097 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |