CN103508654B - 玻璃基板的制造方法以及玻璃基板的制造装置 - Google Patents

玻璃基板的制造方法以及玻璃基板的制造装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及玻璃基板的制造方法以及玻璃基板的制造装置,其能够在制造玻璃基板时,抑制杂质的混入,所述杂质由从在玻璃基板的制造过程中所使用的澄清槽挥发出的铂或铂合金而形成。在制造玻璃基板时,将玻璃原料熔解从而生成熔融玻璃,在包含由铂或铂合金构成且被加热的长条状的管的澄清槽中,进行包括脱泡处理的澄清,所述脱泡处理中,在形成有气相空间的状态下使所述熔融玻璃通过时,对所述熔融玻璃进行加热由此将气泡从所述熔融玻璃排放至所述气相空间。此时,所述澄清槽的管按照如下方式形成:所述气相空间中所含有的铂挥发物的凝固温度以下的地方的至少一部分不具有所述气相空间。

Description

玻璃基板的制造方法以及玻璃基板的制造装置
技术领域
本发明涉及玻璃基板的制造方法以及玻璃基板的制造装置,其通过对熔融玻璃进行成型来制造玻璃基板,所述熔融玻璃是通过对玻璃原料进行熔融而得到的
背景技术
玻璃基板一般是经过由玻璃原料生成熔融玻璃之后,将熔融玻璃成型为玻璃基板的工序来制造的。上述工序中,包括将熔融玻璃内含的微小气泡除去的工序(以下也称为澄清)。澄清是通过下述方法进行的:一边对形成为管的澄清槽主体进行加热,一边使配合有As2O3等澄清剂的熔融玻璃通过该管状的澄清槽主体(以下也称为澄清管),利用澄清剂的氧化还原反应来除去熔融玻璃中的气泡,由此来进行澄清。更具体而言,按照下述方式进行澄清:进一步提高粗熔解后的熔融玻璃的温度以使澄清剂发挥功能,进行气泡的上浮脱泡后,降低温度,由此使熔融玻璃吸收未完全脱泡而残留的较小的气泡。即,澄清包含使气泡上浮脱泡的处理(以下称为脱泡处理)以及使小泡吸收至熔融玻璃中的处理(以下称为吸收处理)。在脱泡处理中,使熔融玻璃通过澄清管时,在澄清管的内部上方的表面与熔融玻璃的液面之间具有恒定面积的脱泡用的气相空间。
澄清剂以往一般使用As2O3,但近年来从环境负荷的观点出发,开始使用毒性低的SnO2或Fe2O3等。
另外,为了由高温的熔融玻璃进行高品质的玻璃基板的量产,期望考虑作为玻璃基板缺陷的主要因素的杂质等不要从制造玻璃基板的任何装置中混入到熔融玻璃中。因此,在玻璃基板的制造过程中,与熔融玻璃接触的部件的内壁需要根据与该部件接触的熔融玻璃的温度、所要求的玻璃基板的品质等由适当的材料构成。例如,已知构成上述澄清管的管的材料,一般使用铂或铂合金等铂族金属(专利文献1)。铂或铂合金等虽然价格高但熔点高、对熔融玻璃的耐腐蚀性也优异,因此适合用于澄清管。
在脱泡处理时对澄清管进行加热的温度根据想要成型的玻璃基板的组成而不同,为1000℃~1650℃左右。
一般情况下,在澄清槽上设置有用于将脱泡出来的气泡排放到外部的气体排气口。因此,有时外部气体会从气体排气口混入澄清槽的内部。含有氧的外部气体从气体排气口混入至澄清槽内的情况下,与澄清管中的气相空间接触的内壁部分的铂或铂合金会挥发。
另外,在澄清管内部,气泡中的气体、例如氧会从熔融玻璃排放至上述的气相空间。与澄清管中的气相空间接触的内壁部分的铂或铂合金也会因该氧成分而挥发。即,澄清槽内部的气相空间含有由于氧而挥发的铂或铂合金的挥发物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2006-522001号公报
发明内容
发明所要解决的课题
另外,已知有:在玻璃基板的制造中,澄清作用有效发挥的温度会因所使用的澄清剂而有所不同。例如,As2O3(三氧化二砷)除去气泡的能力优异,澄清温度在1500℃左右或比1500℃稍高一些的范围就足够。因此,以往一般使用As2O3作为澄清剂。但是,亚砷酸的环境负荷高,因此正如所述那样,近年来优选使用SnO2(氧化锡)等作为环境负荷不高(毒性低)的澄清剂。但是,与亚砷酸相比,氧化锡在脱泡工序时放出气泡的能力较弱,需要降低玻璃的粘性来提高脱泡效果。因此需要提高熔融玻璃的温度来进行澄清。例如,使用氧化锡作为澄清剂的情况下,优选升温至1600℃以上。因此,存在如下不良情况:在与上述气相空间接触的澄清管的内部上方的表面,来自壁面的铂或铂合金比以往更容易挥发。
该铂或铂合金等的挥发物凝固而得到的结晶(铂杂质或铂合金杂质)的一部分以微粒的形式混入到熔融玻璃中,有可能导致玻璃基板的品质下降。
因此,鉴于以上情况,本发明的目的在于提供一种玻璃基板的制造方法以及玻璃基板的制造装置,其能够抑制杂质的混入,所述杂质由从玻璃基板的制造过程中所使用的澄清槽挥发出的铂或铂合金形成。
用于解决课题的方法
本发明的一个方式为玻璃基板的制造方法。该制造方法包括:
熔解工序,其中,将玻璃原料熔解从而生成熔融玻璃;和
澄清工序,其包括脱泡处理,所述脱泡处理中,在包含由铂或铂合金构成且被加热的长条状的管的澄清槽中,在形成有气相空间的状态下使所述熔融玻璃通过时,对所述熔融玻璃进行加热由此将气泡从所述熔融玻璃排放至所述气相空间。
所述澄清槽的所述管按照如下方式形成:所述气相空间中所含有的铂挥发物的凝固温度以下的地方的至少一部分不具有所述气相空间。
所述管按照所述气相空间中所含有的铂挥发物的凝固温度以下的地方的至少一部分不具有所述气相空间的方式形成,因此在所述一部分或其附近的所述管的内壁面上难以生成由铂或铂合金的挥发物凝固而得到的结晶,作为杂质混入澄清工序中的熔融玻璃中的情况减少。因此,制造玻璃基板时,能够抑制由铂或铂合金形成的杂质混入到玻璃基板中。
所述熔融玻璃的加热是通过使电流从设置在所述管上的1对电极板流向所述管而进行通电加热来进行的。在所述管的温度局部下降的所述电极板的位置不具有气相空间。
所述电极板用于对所述管进行通电加热,但其为板形状,因放热而容易冷却,因此所述管的壁的温度会因设置所述电极板而局部性下降。因此,所述管优选按照在所述电极板位置不具有所述气相空间的方式来形成。
所述熔融玻璃可以含有SnO2作为澄清剂。含有SnO2作为澄清剂的熔融玻璃由于毒性少,因此从降低环境负荷的观点考虑是优选的,但其澄清功能低。因此,与以往相比,在澄清工序中使熔融玻璃为更高的温度。该情况下,澄清槽的所述管也会因加热而达到比以往更高的温度,因此由于铂或铂合金挥发、进一步挥发物凝固而导致在所述管的内壁面上生成结晶(铂杂质、铂合金杂质)的情况增多。按照上述方式的所述管的壁面的温度为所述气相空间内所含的铂挥发物的凝固温度以下的地方的至少一部分形成不具有所述气相空间的部分的方式来形成所述管,因此在所述一部分或其附近的所述管的内壁面上难以生成铂或铂合金的结晶,作为杂质混入澄清工序中的熔融玻璃中的情况减少。因此,制造玻璃基板时,能够抑制由铂或铂合金形成的杂质混入玻璃基板中。
所述熔融玻璃在102.5泊的温度可以为1500℃以上。102.5泊的温度为1500℃以上的玻璃是粘性高的玻璃,因此所述管内的熔融玻璃的温度与以往相比要设定的更高。但是,该情况下,按照所述管的壁的温度为所述铂挥发物的凝固温度以下的地方的至少一部分不具有所述气相空间的方式来形成所述管,因此在所述管的壁的温度为所述铂挥发物的凝固温度以下的所述一部分或其附近的所述管的内壁面上难以生成铂或铂合金的挥发物凝固而得到的结晶,作为杂质混入澄清工序中的熔融玻璃中的情况减少。因此,制造玻璃基板时,能够抑制由铂或铂合金形成的杂质混入玻璃基板中。
在所述管的不具有所述气相空间的地方,所述管的内壁面四周与熔融玻璃接触。因此,不存在会导致所述气相空间中所含有的铂挥发物凝固的所述管的内壁面。因此,作为杂质混入澄清工序中的熔融玻璃中的情况减少。
更具体而言,所述管具备不具有所述气相空间的第1部分、和具有所述气相空间并具有所述熔融玻璃的液面的第2部分,所述第1部分中,所述管的管截面整体为所述熔融玻璃的流路,所述第2部分中,所述澄清槽的管路截面的一部分为所述熔融玻璃的流路。因此,如上所述,所述管的内壁面上难以生成由铂或铂合金的挥发物凝固而得到的结晶,作为杂质混入澄清工序中的熔融玻璃中的情况减少。
所述管的管截面例如从所述管的不具有所述气相空间的地方阶段性或连续性扩大。
另外,所述澄清槽的所述管优选按照所述管的温度为1600℃以下的地方的至少一部分不具有所述气相空间的方式来形成。
作为所述玻璃基板,优选为使用了无碱玻璃的无碱玻璃板、或者使用了微量含有碱性成分的微量含碱玻璃的微量含碱玻璃板。例如平板显示器用的玻璃基板中,其表面上使用有TFT(薄膜晶体管)。该情况下,从抑制TFT的影响的观点出发,玻璃基板中优选使用无碱玻璃或微量含碱玻璃。但是,无碱玻璃或微量含碱玻璃的高温粘性高。因此,熔解槽以及澄清槽中的熔融玻璃的温度要比以往更高。即使如上所述使澄清槽中的熔融玻璃为高温的情况下,在所述管的壁面的温度为所述气相空间内所含的铂挥发物的凝固温度以下的地方的至少一部分形成有不具有所述气相空间的部分。因此,在所述一部分或其附近的所述管的内壁面上难以生成铂或铂合金的结晶,作为杂质混入澄清工序中的熔融玻璃中的情况减少。因此,制造玻璃基板时,能够抑制由铂或铂合金形成的杂质混入至玻璃基板中。
所述的1对电极板例如可以设置在所述管的入口以及出口这两个端部。
本发明的其它方式为具有用于生成熔融玻璃的熔解槽的玻璃基板的制造装置。该制造装置包括:
熔解装置,其中,将投入的玻璃原料熔解来制作熔融玻璃;
澄清槽,其包含由铂或铂合金构成的管,在所述管中至少进行脱泡处理,该脱泡处理中,在形成有气相空间的状态下使所述熔融玻璃通过时,使电流在设置于所述管的1对电极板之间流通从而对所述管进行通电加热,然后使气泡排放到所述气相空间;
成型装置,其中,对通过所述澄清槽后的所述熔融玻璃进行成型从而形成玻璃片;
缓慢冷却装置,其中,对所述玻璃片进行缓慢冷却;和
切断装置,其中,对缓慢冷却后的所述玻璃片进行切断从而形成玻璃基板。
所述管中,在所述管的长度方向至少存在一部分所述管的壁的温度为所述气相空间内所含的铂挥发物的凝固温度以下的地方,在所述一部分中形成了不具有所述气相空间的部分。
所述管的壁的温度为所述气相空间内所含的铂挥发物的凝固温度以下的所述管的长度方向的部分的至少一部分不具有所述气相空间,因此在所述部分的所述一部分或其附近的所述管的内壁面上难以生成由铂或铂合金的挥发物凝固而得到的结晶,作为杂质混入澄清工序中的熔融玻璃中的情况减少。因此,玻璃基板的制造装置能够抑制由铂或铂合金形成的杂质混入玻璃基板中。
所述熔融玻璃的加热是通过使电流从设置在所述管上的1对电极板流向所述管而进行通电加热来进行的。此时,所述管的壁的温度为所述铂挥发物的凝固温度以下的地方是例如在所述管的长度方向上所述管的壁的温度因设置了所述电极板而局部性下降的电极板位置。
发明效果
根据上述方式的玻璃基板的制造方法以及制造装置,能够抑制杂质的混入,所述杂质由从玻璃基板的制造过程中所使用的澄清槽的管挥发出的铂或铂合金形成。
附图说明
图1是示出本实施方式的玻璃基板的制造方法的工序的一个示例的图。
图2是示意性地示出本实施方式中进行熔解工序~切断工序的装置的一个示例的图。
图3是说明本实施方式的澄清槽的立体图。
图4是示出本实施方式的澄清管的截面的图。
具体实施方式
以下对本实施方式的玻璃基板的制造方法以及制造装置进行说明。
图1是示出本实施方式的玻璃基板的制造方法的工序的一个示例的图。
玻璃基板的制造方法主要具有熔解工序(ST1)、澄清工序(ST2)、均质化工序(ST3)、供给工序(ST4)、成型工序(ST5)、缓慢冷却工序(ST6)和切断工序(ST7)。除此以外,还具有研削工序、研磨工序、清洗工序、检查工序、包装工序等;在包装工序中进行了层积的2个以上的玻璃基板搬运至收货方的工作人员。
熔解工序(ST1)在熔解槽中进行。熔解工序中,通过将玻璃原料投入至蓄积在熔解槽中的熔融玻璃的液面上来制作熔融玻璃。进一步,使熔融玻璃从流出口流向后工序,所述流出口设置在熔解槽的内壁中的在俯视呈长方形的熔解槽的长度方向对置的内壁的一侧的底部。
此处,在熔解槽中使用电极对熔解槽中的熔融玻璃进行通电加热,由此在熔解槽中得到具有期望温度的熔融玻璃。即,熔解槽的熔融玻璃通过使电流从电极流经熔融玻璃自身而自我发热来升温。除了利用通电对熔融玻璃进行加热外,也可以利用燃烧器辅助性地提供火焰来进行玻璃原料的熔解。需要说明的是,玻璃原料中添加有澄清剂。对于澄清剂,从降低环境负荷的观点出发,优选使用SnO2(氧化锡)。
澄清工序(ST2)是在澄清槽的铂或铂合金制的澄清管的内部进行的。澄清工序中,使澄清槽的管内的熔融玻璃升温。该过程中,澄清剂是通过还原反应放出氧、之后作为还原剂而发挥作用的物质。熔融玻璃中所含有的含O2、CO2或SO2的气泡吸收由澄清剂的还原反应生成的O2而成长,上浮至熔融玻璃的液面上,然后气泡破裂消失。气泡中所含有的气体通过设置在澄清槽的气相空间而排出至外部空气中。
之后,在澄清工序中使熔融玻璃的温度下降。该过程中,通过澄清剂的还原反应而得到的还原剂发生氧化反应。由此,熔融玻璃中残存的气泡中的O2等气体成分再次被吸收至熔融玻璃中,气泡消失。
在均质化工序(ST3)中,使用搅拌器对通过从澄清槽延伸出的配管而供给的搅拌槽内的熔融玻璃进行搅拌,从而进行玻璃成分的均质化。由此能够减少作为波筋等的原因的玻璃组成不均。需要说明的是,搅拌槽可以设置1个,也可以设置2个。
在供给工序(ST4)中,熔融玻璃通过从搅拌槽延伸出的配管而供给至成型装置。
在成型装置中,进行成型工序(ST5)以及缓慢冷却工序(ST6)。
在成型工序(ST5)中,将熔融玻璃成型为片状玻璃,形成片状玻璃的流体。成型能够使用溢流下拉法(overflowdownload)或浮(float)法。后述的本实施方式中使用了溢流下拉法。
在缓慢冷却工序(ST6)中,成型流动的片状玻璃按照形成期望的厚度、不产生内部应变的方式,进一步按照不产生翘曲的方式进行冷却。
在切断工序(ST7)中,在切断装置中将从成型装置供给的片状玻璃切断为规定的长度,从而得到板状的玻璃板。切断后的玻璃板进一步切断为规定的尺寸,形成目标尺寸的玻璃基板。之后,进行玻璃基板的端面的研削、研磨,进行玻璃基板的清洗,进一步,检查有无气泡或波筋等异常缺陷后,检查合格品的玻璃板作为最终产品进行包装。
图2是示意性地示出本实施方式中进行熔解工序(ST1)~切断工序(ST7)的装置的一个示例的图。如图2所示,该装置中主要具有熔解装置100、成型装置200和切断装置300。熔解装置100具有熔解槽101、澄清槽102、搅拌槽103和玻璃供给管104、105、106。
在图2所示出的示例的熔解槽(熔解装置)101中,玻璃原料的投入是使用螺旋给料机101d来进行的。本实施方式中,使用螺旋给料机101d来进行玻璃原料的投入,但也可以使用其它原料投入方式、例如料斗来进行玻璃原料的投入,对于玻璃原料的投入方式没有限制。澄清槽102包括铂或铂合金制的澄清管102a(参照图3)。在澄清管102a中至少对熔融玻璃MG进行脱泡处理,该脱泡处理中,在按照熔融玻璃MG具有液面的方式形成有气相空间的状态下使熔融玻璃MG通过时,使电流在设置于澄清管102a的1对电极板间流通从而对澄清管102a进行通电加热,由此使气泡排放到气相空间。搅拌槽103利用搅拌器103a对熔融玻璃MG进行搅拌从而使其均质化。
成型装置200包括成型体210,通过使用成型体210的溢流下拉法对通过澄清槽200、搅拌槽103的熔融玻璃MG进行成型,从而得到玻璃片SG。
缓慢冷却装置220按照玻璃片SG不产生板厚偏差、应变以及弯曲的方式对玻璃片SG进行缓慢冷却。
切断装置300对缓慢冷却后的玻璃片SG进行切断从而形成玻璃基板。
(澄清工序)
图3是主要示出进行澄清工序的装置构成的图。图4(a)、图4(b)是示出本实施方式中使用的澄清管的截面与熔融玻璃的关系的图。
澄清工序包括脱泡处理和吸收处理。在以下的说明中,以使用了SnO2作为澄清剂的示例来进行说明。与以往的As2O3相比,SnO2的澄清功能较低,但在环境负荷低方面,可以优选作为澄清剂来使用。但是,SnO2的澄清功能比As2O3低,因此在使用SnO2时必须要使熔融玻璃MG的澄清工序时的熔融玻璃MG的温度比以往高。该情况下,例如可以使澄清工序中的最高温度为1700℃左右、优选为1710℃以下、更优选为1720℃以下。
在熔解槽101中熔解的熔融玻璃MG通过玻璃供给管104(参照图2)导入至澄清槽102的澄清管102a。
如图3所示,澄清槽102具备铂或铂合金制的长条状的澄清管102a、设置于澄清管102a的顶部的通气管102b和电极板102c、102d。
虽然未图示出,但在澄清管102a的周围可以被覆耐火砖。在澄清管102a的大致中央部设置有通气管102b。
在澄清管102a的两侧的端部,按照卷绕澄清管102a的外周的方式将电极板102c、102d设置为法兰状。电极板102c、102d与交流电源102g连接,施加有规定电压。电极板102c、102d使电流在澄清管102a中流通从而对澄清管102a进行通电加热,由此使流经澄清管102a的熔融玻璃MG的温度升温至例如1630℃以上。该情况下,例如可以使澄清工序中的最高温度为1700℃左右、优选为1710℃以下、更优选为1720℃以下。
另一方面,在澄清管102a内,熔融玻璃MG按照熔融玻璃MG具有液面的方式流动。对于由于升温导致粘性例如为120泊~400泊的熔融玻璃MG,在熔融玻璃MG内因澄清剂的作用而膨胀的气泡上浮,在熔融玻璃MG的液面气泡破裂,从而使气泡所含有的气体排放到气相空间。即,进行脱泡处理。因此,澄清管102a在其内部按照熔融玻璃MG具有液面的方式具有气相空间。
在澄清管102a的上方的气相空间破裂而放出的气体成分通过通气管102b排放至澄清管102a外。上浮速度快且直径大的气泡在澄清管102a中被除去。
使流经澄清管102a内的熔融玻璃MG的温度维持在例如1630℃以上之后,在澄清管102a的后半部分以后或后续的玻璃供给管105以后缓慢(阶段性或连续性)降温,从而进行泡的吸收处理。如上所述,在吸收处理中,气泡因熔融玻璃MG的降温而吸收在熔融玻璃MG内从而消失。
图3中示出了设置有1对电极板102c、102d的示例,但例如在澄清管102a的后半部分降温的情况下,除了电极板102c、102d之外还可以设置1对以上的电极板。
需要说明的是,在澄清管102a中设置有用于将在熔融玻璃MG的液面破裂而放出气体排放至外部气体的气相空间,并且在澄清管102a上设置了通气管102b。因此,与外部气体相通的气相空间含有氧。
另一方面,澄清管102a因通电加热而被加热至高温(例如1700℃左右),因此铂或铂合金容易从由铂或铂合金构成的澄清管102a的内壁面挥发。特别是由于气相空间含有氧,因此铂或铂合金会进一步向气相空间挥发。因此,气相空间含有从澄清管102a的内壁面气化的铂挥发物。
此处,澄清管102a的设置有电极板102c、102d的部分与其以外的部分相比,澄清管102a的截面积狭窄。如图4(a)所示,在设置了电极板102c、102d的部分,澄清槽102的澄清管102a的管路截面整体为熔融玻璃MG的流路(斜线区域)。即,在澄清管102a的内部,在设置了电极板102c、102d的位置(电极板位置)不具有气相空间。随着远离该部分,管路截面逐渐扩大,如图4(b)所示,澄清管102a的管路截面的一部分为熔融玻璃MG的流路(斜线部分),熔融玻璃MG具有液面。即,在澄清槽102的澄清管102a中具备不具有气相空间的部分(第1部分)、和具有气相空间并具有熔融玻璃MG的液面的部分(第2部分),所述第1部分位于澄清槽102的澄清管102a的长度方向的电极板位置、并且澄清管102a的管路截面整体为熔融玻璃MG的流路,所述第2部分中,澄清管102a的管路截面的一部分为熔融玻璃MG的流路。需要说明的是,电极板102c、102d被设置为法兰状,由此电极板102c、102d与外部气体接触的面积大,具有冷却功能,因此在电极板位置,澄清管102a的壁的温度局部性下降。另外,为了不使电极板102c、102d的温度过高而从外部进行冷却的情况下,温度进一步降低。即,在设置有电极板102c、102d的部分,澄清管102a的壁的温度局部性降低。具体而言,澄清管102a中在澄清管102a的长度方向存在不具有气相空间的部分,该部分的澄清管102a的壁的温度为气相空间内所含的铂挥发物的凝固温度以下。
因此,若在该位置存在气相空间,则气相空间中的铂挥发物在上述部分的周围冷却,从而容易凝固在该位置的内壁面上,容易生成铂或铂合金的结晶。该铂或铂合金的结晶的一部分以微粒的形式脱落,落在熔融玻璃MG内而容易混入熔融玻璃MG中。若这样的熔融玻璃MG流入后工序,则会制作得到混入了金属杂质的具有缺陷的玻璃基板,因此不为优选。
本实施方式中,在澄清管102a的壁的温度为气相空间内所含的铂挥发物的凝固温度以下的长度方向的部分,具体而言,在设置了电极板102c、102d的部分(电极位置的内壁面),为了不存在气相空间,澄清管102a的管路截面比其以外的部分小。
气相空间内所含的铂挥发物的凝固温度预先通过实验等来求出。该温度根据铂挥发物的挥发量而变动,所述铂挥发物的挥发量受到气相空间的氧分压等气相空间的条件影响。
需要说明的是,本实施方式的澄清管102a的管截面从澄清管102a的不具有气相空间的第1部分连续扩大,但管截面也可以阶段性扩大。
另外,铂挥发物凝固的温度会因澄清管102a内的气相空间的气氛中的铂或铂合金的浓度而变化,但例如在澄清管102a的温度为1600℃以下、特别是1500℃以下的区域容易产生铂挥发物的凝固。因此,澄清管102a优选按照澄清管102a的温度为1600℃以下的地方的至少一部分不具有气相空间的方式来形成。
在本实施方式中,澄清管102a为管路截面积随着远离电极位置而逐渐扩大的构成,但本实施方式并不限定于此。也可以使用在远离电极位置规定距离的部分使管路截面积急剧扩大这样的构成。
另外,本实施方式的澄清管102a中,在澄清管102a的长度方向,存在有2处温度为气相空间内所含的铂挥发物的凝固温度以下的位置、即电极板位置,在这两个地方均形成了不具有气相空间的部分。但是,在澄清管102a的长度方向,澄清管102a中存在多处温度为气相空间内所含的铂挥发物的凝固温度以下的部分时,可以在这些部分的至少一个地方形成不具有气相空间的部分。
如此,澄清槽102的澄清管102a在澄清管102a的壁的温度因设置电极板102c、102d而局部降低的电极板位置不具有气相空间,澄清管102a的管路截面整体为熔融玻璃MG的流路,因此从澄清管102a挥发的铂或铂合金不会在电极板位置发生结晶化,因此,铂杂质或铂合金杂质等金属杂质混入熔融玻璃MG中的情况少,能够抑制金属杂质向所制作的玻璃基板中的混入。
本实施方式的效果在如下述(A)、(B)情况、即澄清管内的熔融玻璃的温度比以往高的情况下能够更有效发挥。
(A)与以往作为澄清剂一直使用的As2O3相比,SnO2毒性少,因此从降低环境负荷的观点出发,优选使用SnO2作为澄清剂。但是,为了使与作为澄清剂一直使用的As2O3相比澄清功能较差的SnO2的澄清功能有效地发挥,需使澄清管内的熔融玻璃的温度比以往高。
(B)对于高温粘性高的熔融玻璃,在澄清工序的脱泡处理中,也要使澄清管内的熔融玻璃的温度比以往高。作为高温粘性高的玻璃,可以举出例如熔融玻璃MG的102.5泊的温度为1500℃以上的玻璃。另外,无碱玻璃以及微量含碱玻璃是高温粘性高的玻璃。
(玻璃组成)
玻璃基板的玻璃组成可以举出例如以下的组成。
以下所示的组成的含有率以质量%表示。
优选含有下述成分的无碱玻璃。
SiO2:50%~70%、
Al2O3:0%~25%、
B2O3:1%~15%、
MgO:0%~10%、
CaO:0%~20%、
SrO:0%~20%、
BaO:0%~10%、
RO:5%~30%(其中,R是选自Mg、Ca、Sr以及Ba中的至少1种,并且是玻璃基板所含有的物质)
需要说明的是,本实施方式中为无碱玻璃,但玻璃基板也可以是微量含有碱金属的微量含碱玻璃。含有碱金属的情况下,优选含有R’2O的总量为0.10%以上且0.5%以下、优选为0.20%以上且0.5%以下(其中,R’是选自Li、Na以及K中的至少1种,并且是玻璃基板所含有的物质)。当然,R’2O的总量可以低于0.10%。另外,优选实质上不含有As2O3、Sb2O3以及PbO。
另外,适用本实施方式的玻璃基板的制造方法的情况下,除了上述各成分之外,玻璃组成物还能够以质量%表示含有0.01%~1%(优选为0.01%~0.5%)的SnO2、0%~0.2%(优选为0.01%~0.08%)的Fe2O3;若考虑到环境负荷,可以按照实质上不含有As2O3、Sb2O3以及PbO的方式来调制玻璃原料。
以上,对本发明的玻璃基板的制造方法以及制造装置进行了详细说明,但本发明并不限于上述实施方式,在不脱离本发明的主体思想的范围内,可以进行各种各样的改良及变更,这自不必而言。
[符号说明]
100熔解装置
101熔解槽
101a液槽
101b上部空间
101c液面
101d螺旋给料机
102澄清槽
102a澄清管
102b通气管
102c、102d电极板
102g交流电源
103搅拌槽
103a搅拌器
104、105、106玻璃供给管
200成型装置
210成型体
220缓慢冷却装置
300切断装置

Claims (9)

1.一种玻璃基板的制造方法,其特征在于,
该玻璃基板的制造方法包括:
熔解工序,其中,将玻璃原料熔解从而生成熔融玻璃;和
澄清工序,其包括脱泡处理,所述脱泡处理中,在包含由铂或铂合金构成且被加热的长条状的管的澄清槽中,在形成有气相空间的状态下使所述熔融玻璃通过时,对所述熔融玻璃进行加热由此将气泡从所述熔融玻璃的液面排放至所述气相空间,
所述熔融玻璃的所述加热是通过使电流从设置在所述管上的1对电极板流向所述管而进行通电加热来进行的,
所述澄清槽的管按照如下方式形成:所述气相空间中所含有的铂挥发物的凝固温度以下的地方的至少一部分不具有所述气相空间,所述气相空间中所含有的铂挥发物的凝固温度以下的地方为所述管的温度局部下降的所述电极板的位置,
随着远离所述按照不具有气相空间的方式形成的部分,管路截面逐渐扩大,所述熔融玻璃具有所述液面。
2.如权利要求1所述的玻璃基板的制造方法,其中,所述熔融玻璃含有SnO2作为澄清剂。
3.如权利要求1或权利要求2所述的玻璃基板的制造方法,其中,所述熔融玻璃在102.5泊的温度为1500℃以上。
4.如权利要求1或权利要求2所述的玻璃基板的制造方法,其中,在所述管的不具有所述气相空间的地方,所述管的内壁面四周与熔融玻璃接触。
5.如权利要求1或权利要求2所述的玻璃基板的制造方法,其中,所述管具备不具有所述气相空间的第1部分、和具有所述气相空间并具有所述熔融玻璃的液面的第2部分,所述第1部分中,所述管的管截面整体为所述熔融玻璃的流路,所述第2部分中,所述澄清槽的管路截面的一部分为所述熔融玻璃的流路。
6.如权利要求1或权利要求2所述的玻璃基板的制造方法,其中,所述管的管截面从所述管的不具有所述气相空间的地方阶段性或连续性扩大。
7.如权利要求1或权利要求2所述的玻璃基板的制造方法,其中,所述的1对电极板设置在所述管的入口以及出口这两个端部。
8.如权利要求1或权利要求2所述的玻璃基板的制造方法,其中,所述玻璃基板是无碱玻璃基板或微量含碱玻璃基板。
9.一种玻璃基板的制造装置,其是具有生成熔融玻璃的熔解槽的玻璃基板的制造装置,其特征在于,该玻璃基板的制造装置包括:
熔解装置,其中,将投入的玻璃原料熔解来制作熔融玻璃;
澄清槽,其含有由铂或铂合金构成的管,在所述管中至少进行脱泡处理,该脱泡处理中,在形成有气相空间的状态下使所述熔融玻璃通过时,使电流在设置于所述管的1对电极板之间流通从而对所述管进行通电加热,然后使气泡从所述熔融玻璃的液面排放到所述气相空间;
成型装置,其中,对通过所述澄清槽后的所述熔融玻璃进行成型从而形成玻璃片;
缓慢冷却装置,其中,对所述玻璃片进行缓慢冷却;和
切断装置,其中,对缓慢冷却后的所述玻璃片进行切断从而形成玻璃基板,
所述管中,在所述管的长度方向上所述管的壁的温度为所述气相空间内所含的铂挥发物的凝固温度以下的地方的至少一部分形成了不具有所述气相空间的部分,所述管的壁的温度为所述气相空间内所含的铂挥发物的凝固温度以下的地方为所述管的温度局部下降的所述电极板的位置,
随着远离所述不具有气相空间的部分,管路截面逐渐扩大,所述熔融玻璃具有所述液面。
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