JP7319412B2 - ガラス基板製造装置、およびガラス基板の製造方法 - Google Patents
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Description
ガラス基板製造装置は、
白金族金属を含む材料からなる管部材であって、周状の壁部を有し、前記壁部の内側において熔融ガラスを処理する管部材と、
前記壁部を囲むよう配置され、前記壁部を支持する耐火物支持体と、
前記壁部と前記耐火物支持体との間の隙間に、前記壁部及び前記耐火物支持体に接するように形成された耐火性保護層と、を備え、
前記壁部は、周上の一部の領域に位置する第1の壁部領域と、前記第1の壁部領域より下方に位置する第2の壁部領域と、を有し、
前記第2の壁部領域と前記支持体との間の第2の隙間S2の大きさは、前記第1の壁部領域と前記支持体との間の第1の隙間S1の大きさの1.1倍以上である、ことを特徴とする。
前記外周面と対向する前記支持体の内周面のうち、前記壁部領域と対向する前記支持体の内周領域はそれぞれ、前記断面において円弧形状であり、
前記第2の壁部領域と対向する前記支持体の第2の内周領域は、前記断面において、前記第1の壁部領域と対向する前記支持体の第1の内周領域より大きな曲率半径を有している、ことが好ましい。
ガラス基板の製造方法は、
白金族金属を含む材料からなり、周状の壁部を有する管部材に熔融ガラスを流しながら処理する処理工程と、
前記処理工程の前に行う準備工程と、を備え、
前記準備工程は、
前記壁部を囲むよう耐火物支持体を配置する配置工程と、前記壁部と前記耐火物支持体との間の隙間に、前記壁部及び前記耐火物支持体に接するように不定形耐火物を充填する充填工程と、を含む施工工程と、
前記施工工程の後、前記管部材を昇温する昇温工程と、を含み、
前記壁部は、周上の一部の領域に位置する第1の壁部領域と、前記第1の壁部領域より下方に位置する第2の壁部領域と、を有し、
前記第2の壁部領域と前記支持体との間の第2の隙間S2の大きさは、前記第1の壁部領域と前記支持体との間の第1の隙間S1の大きさの1.1倍以上である、ことを特徴とする。
図1は、本実施形態のガラス基板の製造方法のうち操業中の工程の一例を示す図である。ガラス基板の製造方法は、準備工程、熔解工程(ST1)、清澄工程(ST2)、均質化工程(ST3)、成形工程(ST4)、徐冷工程(ST5)、および、切断工程(ST6)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いてもよい。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。この熔融ガラスは、通常、CO2、SO2、O2、あるいはN2などを含んだ泡を包含する。
清澄工程(ST2)では、熔融ガラスを昇温することにより、熔融ガラス中に含まれる清澄剤(酸化スズ等)の還元反応により酸素等のガスが生成される。熔融ガラス中の泡は、生成したガスを吸収して成長し、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降温することにより、清澄剤の還元反応により生成した還元物質の酸化反応を促進させる。これにより、熔融ガラスに残存する泡中の酸素等のガスが熔融ガラス中に再吸収されて、泡が消滅する。
成形工程(ST4)では、熔融ガラスを所定の厚さの帯状ガラスである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、フロート法やフュージョン法(オーバーフローダウンドロー法)等が用いられる。
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。
切断工程(ST6)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。シートガラスを、所定の長さの素板に切断することを採板ともいう。採板により得ら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、熔解工程(ST1)~切断工程(ST6)を行うガラス基板製造装置の概略図である。ガラス基板製造装置は、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101と、清澄管102と、撹拌槽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101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101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101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を流しながら、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。清澄管102には、熔融ガラスの液面の上方に気相空間が形成されるよう、熔融ガラスMGが供給される。具体的には、清澄管102内の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CO2、SO2、O2、あるいはN2などを含んだ泡が、清澄剤の還元反応により生じた酸素等のガスを吸収して成長し、熔融ガラスの液面に浮上して気相空間に放出される。その後、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生成した還元物質が酸化反応を行う。これにより、熔融ガラスに残存する泡中の酸素等のガスが熔融ガラス中に再吸収されて、泡が消滅する。清澄後の熔融ガラスは、移送管105を介して撹拌槽103に供給される。
撹拌槽103では、スターラ103aによって熔融ガラスが撹拌されて均質化工程(ST3)が行われる。撹拌槽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。
成形装置200では、例えば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SGが成形され(成形工程ST4)、徐冷される(徐冷工程ST5)。
切断装置300では、シートガラスSG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ST6)。
図3は、清澄管102、耐火物保護層、及び耐火物支持体の層構造を示す、清澄管102の軸方向と直交する方向の断面図である。
ガラス基板製造装置は、清澄管102に加え、耐火物保護層113と、耐火物支持体114とを、を有している。清澄管102、耐火物保護層113、耐火物支持体114は、図3に示すように、順次内周側から外周側に配置された積層構造を有する。
次に、ガラス基板の製造方法の準備工程を説明する。
準備工程は、施工工程と、昇温工程と、を有する。
配置工程では、周状壁部112を囲むよう耐火物支持体114となる耐火レンガを配置する。
充填工程では、周状壁部112と耐火レンガとの間の隙間に、周状壁部112及び耐火物支持体114に接するように不定形耐火物を充填する。
配置工程と充填工程は、並行して行われる。
101 熔解槽
102 清澄管
102a 壁部
103 撹拌槽
103a スターラ
104、105 移送管
106 ガラス供給管
112 壁部
112a 第1の壁部領域
112b 第2の壁部領域
113 耐火物保護層
113´ 不定形耐火物
114 耐火物支持体
114a 第1の内周壁面
114b 第2の内周壁面
114A 上部支持体
114B 下部支持体
200 成形装置
300 切断装置
MG 熔融ガラス
SG シートガラス
Claims (5)
- 白金族金属を含む材料からなる管部材であって、周状の壁部を有し、前記壁部の内側において熔融ガラスを処理する管部材と、
前記壁部を囲むよう配置され、前記壁部を支持する耐火物支持体と、
前記壁部と前記耐火物支持体との間の隙間に、前記壁部及び前記耐火物支持体に接するように形成された耐火性保護層と、を備え、
前記壁部は、周上の一部の領域に位置する第1の壁部領域と、前記第1の壁部領域より下方に位置する第2の壁部領域と、を有し、
前記第2の壁部領域と前記支持体との間の第2の隙間S2の大きさは、前記第1の壁部領域と前記支持体との間の第1の隙間S1の大きさの1.1倍以上である、ことを特徴とするガラス基板製造装置。 - 前記第2の隙間S2の大きさは、前記第1の隙間S1の大きさの10倍以下である、請求項1に記載のガラス基板製造装置。
- 前記壁部の外周面は、前記管部材の軸方向と直交する断面において円形状であり、
前記外周面と対向する前記支持体の内周面のうち、前記壁部領域と対向する前記支持体の内周領域はそれぞれ、前記断面において円弧形状であり、
前記第2の壁部領域と対向する前記支持体の第2の内周領域は、前記断面において、前記第1の壁部領域と対向する前記支持体の第1の内周領域より大きな曲率半径を有している、請求項1または2に記載のガラス基板製造装置。 - 前記第1の壁部領域及び前記第2の壁部領域は、前記管部材の軸方向と直交する断面において、前記管部材の中心軸を境とした上側及び下側の領域である、請求項1から3のいずれか1項に記載のガラス基板製造装置。
- ガラス基板の製造方法であって、
白金族金属を含む材料からなり、周状の壁部を有する管部材に熔融ガラスを流しながら処理する処理工程と、
前記処理工程の前に行う準備工程と、を備え、
前記準備工程は、
前記壁部を囲むよう耐火物支持体を配置する配置工程と、前記壁部と前記耐火物支持体との間の隙間に、前記壁部及び前記耐火物支持体に接するように不定形耐火物を充填する充填工程と、を含む施工工程と、
前記施工工程の後、前記管部材を昇温する昇温工程と、を含み、
前記壁部は、周上の一部の領域に位置する第1の壁部領域と、前記第1の壁部領域より下方に位置する第2の壁部領域と、を有し、
前記第2の壁部領域と前記支持体との間の第2の隙間S2の大きさは、前記第1の壁部領域と前記支持体との間の第1の隙間S1の大きさの1.1倍以上である、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
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