CN103663927A - 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

本发明的目的是提供一种可在熔融玻璃的澄清步骤中抑制异物混入至熔融玻璃中的玻璃基板的制造方法、以及玻璃基板的制造装置。玻璃基板的制造方法包括熔融步骤、澄清步骤、及成形步骤。在澄清步骤中，熔融玻璃(G)在铂制或铂合金制的澄清管(41)的内部以形成气相空间(41c)的方式流动。气相空间(41c)在澄清管(41)的内部为较熔融玻璃(G)的液面(LS)更靠上方的空间。澄清管(41)包括：通气管(41a)，其从澄清管(41)的外壁面向外侧突出；以及接收部(41d)，其设置在较熔融玻璃(G)的液面(LS)更靠上方。通气管(41a)使气相空间(41c)与澄清管(41)的外部空间连通。接收部(41d)在沿通气管(41a)的长度方向观察通气管(41a)的情形时，覆盖通气管(41a)的截面的一部分。

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
本发明涉及一种玻璃基板的制造方法、以及玻璃基板的制造装置。
背景技术
一般而言，玻璃基板的制造方法如专利文献1(日本专利特表2006-522001号公报)所记载般包括：熔融步骤，对玻璃原料进行加热而生成熔融玻璃；以及成形步骤，自熔融玻璃成形玻璃基板。玻璃基板的制造方法在熔融步骤与成形步骤之间，还包括将熔融玻璃中所含的微小气泡除去的澄清步骤。在澄清步骤中，通过使调配有As2O3等澄清剂的熔融玻璃通过高温的澄清管，而利用澄清剂的氧化还原反应来将熔融玻璃中的气泡除去。具体而言，首先，通过提高熔融玻璃的温度来使澄清剂发挥功能，而使熔融玻璃中所含的气泡上浮至澄清管内的熔融玻璃的液面而除去。其次，降低熔融玻璃的温度而使残留在熔融玻璃中的微小气泡被熔融玻璃吸收而除去。熔融玻璃所通过的澄清管在上侧的内壁面与熔融玻璃的液面之间具有气相空间。气相空间经由连接于澄清管的通气管而与作为澄清管的外部空间的外部气体连通。
为自高温的熔融玻璃量产高品质的玻璃基板，较理想的是不使成为玻璃基板的缺陷的因素的异物混入至熔融玻璃中。因此，与熔融玻璃接触的构件的内壁，必须根据与该构件接触的熔融玻璃的温度、以及所要求的玻璃基板的品质等而以适当的材料构成。对与熔融玻璃接触的构件的内壁通常使用铂族金属。以下，“铂族金属”是指包含单一的铂族元素的金属、以及包含铂族元素的金属的合金。铂族元素为铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)、钌(Ru)、锇(Os)以及铱(Ir)的6种元素。铂族金属虽然昂贵，但熔点较高，对熔融玻璃的耐腐蚀性优异。
通过澄清管的内部的熔融玻璃的温度根据所成形的玻璃基板的组成而不同，在平板显示器(FPD，flat panel display)用的玻璃基板的情形时为1000℃～1700℃。近年来，从降低环境负荷的观点考虑，使用SnO2来代替As2O3作为澄清剂。SnO2与As2O3相比澄清效果较小，为获得与As2O3同等的澄清效果而必须提高熔融玻璃的温度。具体而言，在使用SnO2作为澄清剂的情形时，通过澄清管的内部的熔融玻璃的温度被设定为1500℃～1700℃。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特表2006-522001号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
在使用SnO2作为澄清剂的玻璃基板的制造方法中，澄清管的内壁与高温的熔融玻璃接触。因此，因长期使用澄清管而使得铂族金属从澄清管的内壁慢慢挥发。该铂族金属的挥发物与熔融玻璃中的气泡一同经由澄清管的气相空间以及通气管而排出至外部气体中。然而，铂族金属的挥发物在向外部气体排出的过程中温度降低而成为过饱和状态。因此，易于在澄清管以及通气管的内壁析出凝固的挥发物。以下，析出在澄清管以及通气管的内壁的物质称作“铂异物”。通气管的内部因与外部气体连通而温度易于降低，从而铂异物尤其易于析出在通气管的内壁。铂异物如果随着时间的经过而成长，则有可能因自重而从澄清管以及通气管的内壁剥落，并下落至澄清管内的熔融玻璃中。此外，在将析出在通气管的内壁的铂异物除去时，铂异物有可能下落至澄清管内的熔融玻璃中。而且，如果铂异物混入至熔融玻璃中，则难以量产高品质的玻璃基板。
本发明的目的是提供一种可在熔融玻璃的澄清步骤中抑制异物混入至熔融玻璃中的玻璃基板的制造方法、以及玻璃基板的制造装置。
[解决问题的技术手段]
本发明的玻璃基板的制造方法包括：熔融步骤，对玻璃原料进行加热而生成熔融玻璃；澄清步骤，将熔融玻璃澄清；以及成形步骤，从已澄清的熔融玻璃成形玻璃基板。在澄清步骤中，熔融玻璃在铂制或铂合金制的澄清管的内部以形成气相空间的方式流动。气相空间在澄清管的内部为较熔融玻璃的液面更靠上方的空间。澄清管包括：通气管，其从澄清管的外壁面向外侧突出；以及接收部，其设置在较熔融玻璃的液面更靠上方。通气管使气相空间与澄清管的外部空间连通。接收部在沿通气管的长度方向观察通气管的情形时，覆盖通气管的截面的一部分。
本发明的玻璃基板的制造方法中，对玻璃原料进行加热而生成的熔融玻璃，利用通过高温的澄清管的内部而被加热。在澄清管的内部，熔融玻璃中所含的气泡吸收通过调配在熔融玻璃中的澄清剂的还原反应而产生的氧来成长。成长的气泡上浮至熔融玻璃的液面并破裂而消失。消失的气泡中所含的气体释放至澄清管内的气相空间，并经由通气管而从澄清管排出。
本发明的玻璃基板的制造方法中，澄清管为铂制或铂合金制。铂或铂合金的熔点较高，对熔融玻璃的耐腐蚀性优异，因此适于作为与高温的熔融玻璃接触的澄清管的材质。然而，因长期使用澄清管而导致铂成分从澄清管的内壁慢慢挥发。包含铂的挥发物与熔融玻璃中的气泡一同经由通气管而从澄清管排出。包含铂的挥发物如果在通过通气管的过程中温度降低，则易于成为过饱和状态。因此，存在凝固的挥发物作为铂异物附着在通气管的内壁的情形。
本发明的玻璃基板的制造方法中，在通气管的内部空间或澄清管的气相空间设置有接收部。附着在通气管的内壁上的铂异物如果随着时间的经过而成长，则有可能因自重而从内壁面剥离并下落。此外，在澄清管的维护作业中，当从通气管的内壁面除去铂异物时，铂异物有可能下落。接收部接收从通气管的内壁面剥离而下落的铂异物。由此，通过接收部而抑制附着在通气管的内壁上的铂异物混入至熔融玻璃中。
此外，接收部较佳为在通气管中，设置在较具有存在于气相空间中的包含铂的气体凝固的温度的部分更靠下方。为更有效地接收从通气管的内壁面剥离而下落的铂异物，接收部较佳为在通气管的内部空间中，尽可能设置在高温的挥发物通过的位置。即，接收部较佳为设置在尽可能靠近澄清管内的气相空间的位置。
此外，熔融玻璃较佳为包含SnO2作为澄清剂。使用SnO2作为澄清剂的玻璃基板的制造方法与使用As2O3作为澄清剂的情形相比，必须提高通过澄清管的内部的熔融玻璃的温度。因此，在使用SnO2作为澄清剂的情形时，铂成分易于从澄清管的内壁挥发，从而易于在通气管的内壁附着铂异物。因此，本发明的玻璃基板的制造方法适于将SnO2用作澄清剂的玻璃基板的制造方法。
此外，本发明的玻璃基板的制造方法适于对粘度为102.5poise(泊)时具有1500℃以上的温度的熔融玻璃等高温粘性较高的熔融玻璃进行澄清的情形。高温粘性较高的熔融玻璃与通常的碱性玻璃的熔融玻璃相比，必须提高澄清步骤中的温度。因此，铂成分从澄清管的内壁挥发的问题变得显著，从而易于在通气管的内壁附着铂异物。
本发明的玻璃基板的制造方法适于使用具有较高的高温粘性的熔融玻璃、即在澄清步骤中必须较通常的熔融玻璃为更高温的熔融玻璃的玻璃基板的制造方法。
本发明的玻璃基板的制造装置包括：熔融槽，其对玻璃原料进行加热而生成熔融玻璃；澄清管，其将在熔融槽中生成的熔融玻璃澄清；以及成形装置，其从在澄清管中澄清的熔融玻璃成形玻璃基板。澄清管为以形成有气相空间的方式在内部流动熔融玻璃的铂制或铂合金制的管。气相空间在澄清管的内部为较熔融玻璃的液面更靠上方的空间。澄清管包括：通气管，其从澄清管的外壁面向外侧突出；以及接收部，其设置在较熔融玻璃的液面更靠上方。通气管使气相空间与澄清管的外部空间连通。接收部在沿通气管的长度方向观察通气管的情形时，覆盖通气管的截面的一部分。
本发明的玻璃基板的制造方法包括：熔融步骤，对玻璃原料进行加热而生成熔融玻璃；澄清步骤，将熔融玻璃澄清；以及成形步骤，从已澄清的熔融玻璃成形玻璃基板。在澄清步骤中，熔融玻璃在铂制或铂合金制的澄清管的内部以形成有气相空间的方式流动。气相空间在澄清管的内部为较熔融玻璃的液面更靠上方的空间。澄清管具有从澄清管的外壁面向外侧突出的通气管。通气管使气相空间与澄清管的外部空间连通。通气管设置在澄清管的长度方向上的澄清管的温度分布的最高温度区域。最高温度区域在将澄清管的最高温度设为Tmax℃的情形时，较佳为(Tmax-20)℃～Tmax℃的范围内的温度区域，更佳为(Tmax-10)℃～Tmax℃的范围内的温度区域，尤其佳为(Tmax-5)℃～Tmax℃的范围内的温度区域z
本发明的玻璃基板的制造方法中，对玻璃原料进行加热而生成的熔融玻璃，利用通过高温的澄清管的内部而被加热。在澄清管的内部，熔融玻璃中所含的气泡吸收通过调配在熔融玻璃中的澄清剂的还原反应而产生的氧来成长。成长的气泡上浮至熔融玻璃的液面并破裂而消失。消失的气泡中所含的气体释放至澄清管内的气相空间中，并经由通气管而自澄清管排出。
本发明的玻璃基板的制造方法中，澄清管为铂制或铂合金制。铂或铂合金的熔点较高，对熔融玻璃的耐腐蚀性优异，因此适于作为与高温的熔融玻璃接触的澄清管的材质。然而，因长期使用澄清管而导致铂成分从澄清管的内壁慢慢挥发。包含铂的挥发物与熔融玻璃中的气泡一同经由通气管而从澄清管排出。包含铂的挥发物如果在通过澄清管的气相空间以及通气管的过程中温度降低，则易于成为过饱和状态。因此，存在凝固的挥发物作为铂异物附着在澄清管以及通气管的内壁的情形。
本发明的玻璃基板的制造方法中，通气管连结于澄清管的外壁面。在澄清管的两端部安装有用以对澄清管进行电热加热而使用的电极。通常，电极具有散热效果较大的凸缘形状，因此澄清管的两端部与澄清管的两端部之间的中间部相比更易于散热。因此，澄清管的长度方向的温度分布具有呈现出澄清管的中间部的温度较澄清管的两端部的温度高的倾向的向上凸出的形状。通气管设置在澄清管的长度方向上的温度最高的部分、即澄清管的温度分布的最高温度区域。由此，在澄清管内产生的包含铂的挥发物，经由气相空间内具有最高温度的空间而流入至通气管的内部。因此，包含铂的挥发物在气相空间中，从低温部向高温部流动并从通气管排出，因此可抑制气相空间中的包含铂的挥发物的过饱和状态。由此，可抑制在澄清管的气相空间中的内壁、以及通气管的内壁附着铂异物。由此，可抑制铂异物从澄清管的内壁以及通气管的内壁下落并混入至熔融玻璃中。
此外，熔融玻璃较佳为包含SnO2作为澄清剂。使用SnO2作为澄清剂的玻璃基板的制造方法与使用As2O3作为澄清剂的情形相比，必须提高通过澄清管的内部的熔融玻璃的温度。因此，在使用SnO2作为澄清剂的情形时，铂成分易于从澄清管的内壁挥发，从而铂异物易于附着在澄清管的内壁以及通气管的内壁。因此，本发明的玻璃基板的制造方法适于将SnO2用作澄清剂的玻璃基板的制造方法。
此外，本发明的玻璃基板的制造方法适于对粘度为102.5poise时具有1500℃以上的温度的熔融玻璃等高温粘性较高的熔融玻璃进行澄清的情形。高温粘性较高的熔融玻璃与通常的碱性玻璃的熔融玻璃相比，必须提高澄清步骤中的温度。因此，铂成分从澄清管的内壁挥发的问题变得显著，从而铂异物易于附着在澄清管的内壁以及通气管的内壁。
本发明的玻璃基板的制造方法适于使用具有较高的高温粘性的熔融玻璃、即在澄清步骤中必须较通常的熔融玻璃为更高温的熔融玻璃的玻璃基板的制造方法。
本发明的玻璃基板的制造装置包括：熔融槽，其对玻璃原料进行加热而生成熔融玻璃；澄清管，其将在熔融槽中生成的熔融玻璃澄清；以及成形装置，其从在澄清管中澄清的熔融玻璃成形玻璃基板。澄清管为以形成有气相空间的方式在内部流动熔融玻璃的铂制或铂合金制的管。气相空间在澄清管的内部为较熔融玻璃的液面更靠上方的空间。澄清管具有从澄清管的外壁面向外侧突出的通气管。通气管使气相空间与澄清管的外部空间连通。通气管设置在澄清管的长度方向上的澄清管的温度分布的最高温度区域。
[发明的效果]
本发明的玻璃基板的制造方法、以及玻璃基板的制造装置可在熔融玻璃的澄清步骤中抑制异物混入至熔融玻璃中。
附图说明
图1是表示第1实施方式的玻璃基板制造方法的步骤的流程图。
图2是表示第1实施方式的玻璃基板制造装置的构成的示意图。
图3是第1实施方式的澄清管的外观图。
图4是第1实施方式的澄清管在长度方向上的剖视图。
图5是沿图4所示的箭头V的方向观察的通气管的外观图。
图6是第1实施方式的变化例A的澄清管在长度方向上的剖视图。
图7是沿图6所示的箭头VII的方向观察的通气管的外观图。
图8是第1实施方式的变化例B的澄清管在长度方向上的剖视图。
图9是沿图8所示的箭头IX的方向观察的通气管的外观图。
图10是第1实施方式的变化例C的澄清管在长度方向上的剖视图。
图11是沿图10所示的箭头XI的方向观察的通气管的外观图。
图12是表示第2实施方式的玻璃基板制造方法的步骤的流程图。
图13是表示第2实施方式的玻璃基板制造装置的构成的示意图。
图14是第2实施方式的澄清管的外观图。
图15是第2实施方式的澄清管在长度方向上的剖视图。
图16是表示第2实施方式的澄清管的侧视图与澄清管的温度分布的对应关系的图。
[符号的说明]
41   澄清管
41a  通气管
41b  加热电极
41c  气相空间
41d  接收部
200  玻璃基板制造装置
G    熔融玻璃
LS   熔融玻璃的液面
R    最高温度区域
具体实施方式
-第1实施方式-
(1)玻璃基板制造装置的整体构成
参照图式对本发明的玻璃基板的制造方法、以及玻璃基板的制造装置的第1实施方式进行说明。图1是表示本实施方式的玻璃基板制造方法的步骤的一例的流程图。
玻璃基板制造方法如图1所示般，主要包括熔解步骤S1、澄清步骤S2、搅拌步骤S3、成形步骤S4、缓冷步骤S5、及切断步骤S6。
熔解步骤S1中，对玻璃原料进行加热而获得熔融玻璃。熔融玻璃贮存在熔解槽中，且以具有所期望的温度的方式进行通电加热。玻璃原料中添加有澄清剂。从降低环境负荷的观点考虑，使用SnO2作为澄清剂。
澄清步骤S2中，熔融玻璃在澄清管的内部流动。首先，使熔融玻璃的温度上升。澄清剂通过升温而产生还原反应从而释放氧。熔融玻璃中所含的包含CO2、N2、SO2等气体成分的气泡吸收通过澄清剂的还原反应而产生的氧。吸收氧而成长的气泡上浮至熔融玻璃的液面并破裂而消失。消失的气泡中所含的气体释放至澄清管内的气相空间，最终排出至外部气体。其次，澄清步骤S2中，使熔融玻璃的温度降低。由此，经还原的澄清剂产生氧化反应而吸收残留在熔融玻璃中的氧等气体成分。
搅拌步骤S3中，对已澄清的熔融玻璃进行搅拌而使熔融玻璃的成分均质化。由此，作为导致玻璃基板产生条纹等的原因的熔融玻璃的组成不均降低。均质化的熔融玻璃被输送至成形步骤S4。
成形步骤S4中，通过溢流下拉法或浮式法而从熔融玻璃连续地成形玻璃带。
缓冷步骤S5中，对在成形步骤S4中连续地成形而得的玻璃带以具有所期望的厚度、且不产生应变以及翘曲的方式慢慢地冷却。
切断步骤S6中，将已在缓冷步骤S5中缓冷的玻璃带切断为特定的长度而获得玻璃片。进而将玻璃片切断为特定的尺寸而获得玻璃基板。其后，进行玻璃基板的端面的磨削以及研磨、及玻璃基板的清洗。进而，检查玻璃基板的损伤等缺陷的有无，将检查为合格的玻璃基板打包并作为制品出货。
图2是表示本实施方式的玻璃基板制造装置200的构成的一例的示意图。玻璃基板制造装置200包括熔解槽40、澄清管41、搅拌装置100、成形装置42、及移送管43a、43b、43c。移送管43a连接熔解槽40与澄清管41。移送管43b连接澄清管41与搅拌装置100。移送管43c连接搅拌装置100与成形装置42。
在熔解槽40生成的熔融玻璃G通过移送管43a而流入至澄清管41。已在澄清管41澄清的熔融玻璃G通过移送管43b而流入至搅拌装置100。已在搅拌装置100搅拌的熔融玻璃G通过移送管43c而流入至成形装置42。在成形装置42中，通过溢流下拉法而从熔融玻璃G成形玻璃带GR。玻璃带GR在其后的步骤中被切断为特定的大小而制造出玻璃基板。玻璃基板的宽度方向的尺寸为例如500mm～3500mm。玻璃基板的长度方向的尺寸为例如500mm～3500mm。
通过本发明的玻璃基板的制造方法、以及玻璃基板的制造装置而制造的玻璃基板尤其适于用作液晶显示器、等离子显示器、有机EL(electroluminescence，电致发光)显示器等平板显示器(FPD)用的玻璃基板。作为FPD用的玻璃基板，使用无碱玻璃、或含有微量碱的玻璃。FPD用的玻璃基板在高温时的粘性较高。例如，具有102.5泊的粘性的熔融玻璃的温度为1500℃以上。
熔解槽40包括燃烧炉等加热机构(未图示)。熔解槽40中，通过加热机构使玻璃原料熔解而生成熔融玻璃G。玻璃原料是以实质上可获得所期望的组成的玻璃的方式制备。作为玻璃组成的一例，就适于作为FPD用的玻璃基板的无碱玻璃而言，含有SiO2：50质量％～70质量％、Al2O3：0质量％～25质量％、B2O3：1质量％～15质量％、MgO：0质量％～10质量％、CaO：0质量％～20质量％、SrO：0质量％～20质量％、BaO：0质量％～10质量％。于此，MgO、CaO、SrO以及BaO的合计含量为5质量％～30质量％。
此外，作为FPD用的玻璃基板，也可使用包含微量的碱金属的含有微量碱的玻璃。含有微量碱的玻璃，作为成分而包含0.1质量％～0.5质量％的R′2O，较佳为包含0.2质量％～0.5质量％的R′2O。于此，R′是选自Li、Na以及K中的至少1种。另外，R′2O的合计含量也可低于0.1质量％。
此外，作为FPD用的玻璃基板，也可不使用非晶硅而使用多晶硅(低温多晶硅)。例如，以质量％表示时，可例示含有以下成分的玻璃板。(1)SiO2：52％～78％；(2)Al2O3：3％～25％；(3)B2O3：3％～15％；(4)RO(其中，RO为MgO、CaO、SrO以及BaO中的包含于玻璃板中的所有成分的合计量)：3％～20％；以及(4)质量比(SiO2+Al2O3)/B2O3：7～20。
通过本发明制造的玻璃除上述成分以外，还可包含有SnO2：0.01质量％～1质量％(较佳为0.01质量％～0.5质量％)、Fe2O3：0质量％～0.2质量％(较佳为0.01质量％～0.08质量％)。此外，通过本发明制造的玻璃，考虑到环境负荷而实质上也可包含As2O3、5b2O3以及PbO。
如上述般制备的玻璃原料，使用原料投入机(未图示)投入至熔解槽40中。原料投入机既可使用螺旋进料器进行玻璃原料的投入，也可使用铲斗进行玻璃原料的投入。熔解槽40中，玻璃原料被加热至与其组成等对应的温度而熔解。由此，在熔解槽40中，获得例如1500℃～1600℃的高温的熔融玻璃G。另外，在熔解槽40中，也可通过在由钼、铂或氧化錫等成形的至少1对电极间流过电流，而对电极间的熔融玻璃G进行通电加热，此外，也可通过在进行通电加热之外还辅助性施加燃烧炉的火焰来对玻璃原料进行加热。
在熔解槽40获得的熔融玻璃G从熔解槽40通过移送管43a而流入至澄清管41。澄清管41以及移送管43a、43b、43c为铂制或铂合金制的管。与熔解槽40相同地，在澄清管41设置有加热机构。澄清管41中，通过使熔融玻璃G进一步升温而澄清。例如在澄清管41中，使熔融玻璃G的温度上升至1500℃～1700℃。
在澄清管41中澄清的熔融玻璃G从澄清管41通过移送管43b而流入至搅拌装置100。熔融玻璃G在通过移送管43b时被冷却。在搅拌装置100中，以较通过澄清管41的熔融玻璃G的温度低的温度对熔融玻璃G进行搅拌。例如在搅拌装置100中，熔融玻璃G的温度为1250℃～1450℃。例如在搅拌装置100中，熔融玻璃G的粘度为500泊～1300泊。熔融玻璃G在搅拌装置100中进行搅拌而均质化。
在搅拌装置100中均质化的熔融玻璃G从搅拌装置100通过移送管43c而流入至成形装置42。熔融玻璃G在通过移送管43c时，以成为适于熔融玻璃G的成形的粘度方式被冷却。例如，熔融玻璃G被冷却至1200℃附近。在成形装置42中，通过溢流下拉法而使熔融玻璃G成形。具体而言，流入至成形装置42的熔融玻璃G被供给至设置在成形炉(未图示)的内部的成形体52。成形体52由耐火砖成形，且具有楔形的截面形状。在成形体52的上表面，沿成形体52的长度方向而形成有槽。熔融玻璃G供给至成形体52的上表面的槽中。从槽溢出的熔融玻璃G沿着成形体52的一对侧面而向下方流下。向下游过成形体52的侧面的一对熔融玻璃G在成形体52的下端合流，从而连续地成形玻璃带GR。玻璃带GR随着向下方流动而慢慢地冷却，其后切断为所期望的长度的玻璃片。
(2)澄清管的构成
其次，对澄清管41的详细构成进行说明。图3是澄清管41的外观图。图4是沿澄清管41的长度方向垂直切断澄清管41而得的剖视图。澄清管41具有例如0.5mm～1.5mm的厚度，且具有300mm～500mm的内径。在澄清管41安装有通气管41a、以及一对加热电极41b。在澄清管41的内部，在上方形成有气相空间41c的状态下游动熔融玻璃G。即，在澄清管41的内部，如图4所示般存在熔融玻璃G的液面LS。通气管41a的内部空间与气相空间41c连通。此外，通过在一对加热电极41b之间流动电流而对澄清管41进行通电加热。由此，通过澄清管41的内部的熔融玻璃G被加热而澄清。在熔融玻璃G的澄清过程中，熔融玻璃G中所含的包含CO2、N2、SO2等气体成分的气泡吸收通过澄清剂的还原反应而产生的氧。吸收氧而成长的气泡上浮至熔融玻璃G的液面LS而破裂并消失。消失的气泡中所含的气体，释放至澄清管41内的气相空间41c中，并经由通气管41a而排出至外部气体。
通气管41a安装在澄清管41的外壁面，且向澄清管41的外侧突出。本实施方式中，如图4所示般，通气管41a安装在澄清管41的外壁面的上端部，且向澄清管41的上方呈烟囱状突出。通气管41a使作为澄清管41的内部空间的一部分的气相空间41c、与作为澄清管41的外部空间的外部气体连通。通气管41a与澄清管41相同地由铂或铂合金成形。通气管41a具有例如0.5mm～1.5mm的厚度，且具有10mm～100mm的内径。
通气管41a具有接收部41d。如图4所示般，接收部41d位于较熔融玻璃G的液面LS更靠上方，且安装于通气管41a的内壁面。接收部41d与通气管41a相同地由铂或铂合金成形。图5是沿图4所示的箭头V的方向观察的通气管41a的外观图。图5表示沿通气管41a的长度方向、即沿铅直方向从上方朝下方观察通气管41a的状态。换言之，图5表示在从通气管41a观察澄清管41的内部的情形时如何观察。接收部41d覆盖通气管41a的截面的一部分。接收部41d为在中央部形成有孔的圆形板。接收部41d的外周接合于通气管41a的内壁面。澄清管41的气相空间41c通过接收部41d的中央部的孔而与外部气体连通。
加热电极41b为分别安装在澄清管41的两端部的凸缘形状的电极板。加热电极41b与电源(未图示)连接。通过对加热电极41b供给电力而使电流流过一对加热电极41b之间的澄清管41来对澄清管41进行通电加热。由此，澄清管41被加热至例如1700℃，在澄清管41的内部流动的熔融玻璃G被加热至熔融玻璃G中所含的澄清剂即SnO2产生还原反应的温度、例如1600℃～1650℃。通过对流过澄清管41的电流进行控制，而可控制在澄清管41的内部流动的熔融玻璃的温度。另外，安装在澄清管41的加热电极41b的数量以及位置，也可根据澄清管41的材质、内径以及长度、或通气管41a的位置等而适当决定。
此外，虽未示于图3以及图4中，但在澄清管41的外壁面设置有包含高铝水泥等的耐火保护层。在耐火保护层的外壁面还设置有耐火砖。耐火砖载置在基座(未图示)上。即，澄清管41由耐火保护层以及耐火砖从下方支撑。
(3)特征
(3-1)
本实施方式的玻璃基板制造方法中，对玻璃原料进行加热而生成的熔融玻璃G在通过澄清管41的内部时被加热。在澄清管41的内部，通过添加至熔融玻璃G中的澄清剂即SnO2的氧化还原反应，而将熔融玻璃G中所含的包含CO2或SO2的气泡除去。具体而言，首先通过提高熔融玻璃G的温度使澄清剂还原，而在熔融玻璃G中产生氧气泡。熔融玻璃G中所含的包含CO2、N2、SO2等气体成分的气泡吸收通过澄清剂的还原反应而产生的氧。吸收氧而成长的气泡上浮至熔融玻璃G的液面LS而破裂并消失。消失的气泡中所含的气体释放至气相空间41c中，并经由通气管41a而排出至外部气体。其次，降低熔融玻璃G的温度而使经还原的澄清剂氧化。由此，残留在熔融玻璃G中的氧气泡被熔融玻璃G吸收。如此，通过澄清剂的氧化还原反应而将熔融玻璃G中所含的气泡除去。
澄清管41为铂制或铂合金制。铂或铂合金的熔点较高，对熔融玻璃G的耐腐蚀性优异，因此适于作为与高温的熔融玻璃G接触的澄清管41的材质。然而，因长期使用澄清管41而导致铂成分从澄清管41的内壁慢慢挥发。包含铂的挥发物与熔融玻璃G中所含的气泡一同释放至气相空间41c中，并经由通气管41a而排出至外部气体。然而，包含铂的挥发物在通过通气管41a的过程中温度降低而易于成为过饱和状态。因此，凝固的挥发物作为铂异物而附着在通气管41a的内壁。而且，附着在通气管41a的内壁的铂异物随着时间的经过而成长。成长的铂异物有可能因自重从通气管41a的内壁面剥离而下落。此外，在澄清管41的维护作业时，在从通气管41a的内壁面除去铂异物时，铂异物有可能下落。
本实施方式的玻璃基板制造装置200中，在作为澄清管41的排气管的通气管41a的内壁面设置有接收部41d。接收部41d为用以接收从通气管41a的内壁面剥离而下落的铂异物的构件。在通气管41a不具有接收部41d的情形时，从通气管41a的内壁面剥离的铂异物，有下落至澄清管41的内部空间而混入至通过澄清管41的熔融玻璃G的顾虑。如果铂异物混入至熔融玻璃G中，则有成为制造的玻璃基板的品质缺陷的顾虑。接收部41d抑制从通气管41a的内壁面剥离而下落的铂异物下落至澄清管41内的熔融玻璃G的液面LS。由此，通过接收部41d而抑制铂异物混入至熔融玻璃G，因此可高产率地量产高品质的玻璃基板。
(3-2)
本实施方式中，接收部41d在通气管41a中，较佳为设置在较具有存在于澄清管41的气相空间41c中的包含铂的挥发物凝固的温度的部分更靠下方。即，接收部41d在通气管41a的内部空间中，较佳为尽可能设置在高温的挥发物通过的位置。换言之，接收部41d较佳为设置在尽可能靠近澄清管41内的气相空间41c的位置。
通气管41a的温度表现出如下倾向，即澄清管41与通气管41a的连结部的温度最高，且随着从该连结部朝向上方而温度降低。即，通气管41a的内部空间的温度也表现出如下倾向，即与气相空间41c连通的部分的温度最高，且随着朝向上方而温度降低。由此，包含从澄清管41的内壁慢慢挥发的铂的气体在向上方流过通气管41a的过程中慢慢冷却而成为过饱和状态。因此，通气管41a的内部空间沿通气管41a的长度方向而具有表现出包含铂的挥发物凝固的温度的点即铂凝固点。由此，在较铂凝固点更靠上方，包含铂的挥发物易于凝固而使铂异物附着在通气管41a的内壁。
因此，通过将接收部41d设置在较铂凝固点更靠下方，而可由接收部41d更有效地接收从通气管41a的内壁面剥离而下落的铂异物。在接收部41d设置在较铂凝固点更靠上方的情形时，在较接收部41d更靠下方，铂异物易于附着在通气管41a的内壁。该情形时，有无法通过接收部41d接收从通气管41a的内壁面剥离而下落的铂异物的顾虑。
(3-3)
本实施方式的玻璃基板制造装置200，在铂制或铂合金制的澄清管41使用SnO2作为澄清剂的情形时尤其有效。近年来，从环境负荷的观点考虑，使用SnO2代替As2O3来作为澄清剂。在使用SnO2的情形时，相较于使用As2O3的情形，在澄清管41中必须使熔融玻璃G为更高温，因此铂或铂合金的挥发的问题变得显著。而且，如果促进铂或铂合金的挥发，则铂异物易于附着在通气管41a的内壁。
本实施方式中，即便在铂异物易于附着在通气管41a的内壁的状况下，因可由接收部41d接收从通气管41a的内壁面剥离而下落的铂异物，由此也可抑制铂异物混入至熔融玻璃G。由此，本实施方式的玻璃基板制造方法，对使用SnO2作为澄清剂的玻璃基板的制造步骤尤其有效。
(3-4)
本实施方式的玻璃基板制造装置200对如下情形尤其有效，即在铂制或铂合金制的澄清管41中，对适于制造液晶显示器、等离子显示器以及有机EL显示器等FPD用玻璃基板的由玻璃原料生成的熔融玻璃进行澄清。
澄清管41中，通过将熔融玻璃G的粘度调节为熔融玻璃G中所含的气泡易于上浮至液面的值，而对熔融玻璃G进行澄清。然而，适于FPD用玻璃基板的无碱玻璃以及含有微量碱的玻璃在高温时具有高粘度。因此，在澄清步骤中，必须将熔融玻璃的温度提高得高于通常的碱性玻璃的熔融玻璃的温度，因此上述的铂或铂合金的挥发的问题变得显著。而且，如果促进铂或铂合金的挥发，则铂异物易于附着在通气管41a的内壁。
本实施方式中，即便在铂异物易于附着在通气管41a的内壁的状况下，由于可由接收部41d接收从通气管41a的内壁面剥离而下落的铂异物，因此也可抑制铂异物混入至熔融玻璃G中。由此，本实施方式的玻璃基板制造方法对FPD用玻璃基板的制造步骤尤其有效。
(4)变化例
(4-1)变化例A
本实施方式的玻璃基板制造装置200中，通气管41a具有接收从通气管41a的内壁面剥离而下落的铂异物的接收部41d。接收部41d为如图5所示般安装在通气管41a的内壁面的环状板。然而，接收部41d只要为可接收从通气管41a的内壁面剥离而下落的铂异物的形状，则也可为其他形状。
图6以及图7是表示接收部41d的另一实施方式的图。图6与图4相同地为沿澄清管141的长度方向垂直地切断澄清管141而得的剖视图。图7与图5相同地为沿图6所示的箭头VII的方向观察的通气管141a的外观图。图7表示沿通气管141a的长度方向从上方朝向下方观察通气管141a的状态。
如图7所示般，接收部141d设置在通气管141a的内壁面。接收部141d包括上接收部141d1、及下接收部141d2。上接收部141d1以及下接收部141d2分别具有半圆形状。上接收部141d1以及下接收部141d2沿通气管141a的长度方向而设置在互不相同的位置。具体而言，上接收部141d1设置在较下接收部141d2更高的位置。上接收部141d1以及下接收部141d2分别覆盖通气管141a的截面的一部分。因此，澄清管141内的气相空间141c的气体通过通气管141a而排出至外部气体。
本变化例中，也通过接收部141d抑制铂异物混入至熔融玻璃G中，因此可高产率地量产高品质的玻璃基板。此外，与本实施方式相同地，接收部141d较佳为设置在较铂凝固点更靠下方。由此，接收部141d可更有效地防止从通气管141a的内壁面剥离而下落的铂异物。
(4-2)变化例B
本实施方式的玻璃基板制造装置200中，接收部41d设置在通气管41a的内壁面。然而，接收部41d设置在较熔融玻璃G的液面LS更靠上方即可，例如，也可设置在澄清管41的气相空间41c中。
图8以及图9是表示接收部41d的又一实施方式的图。图8与图4相同地为沿澄清管241的长度方向垂直切断澄清管241而得的剖视图。图9与图5相同地为沿图8所示的箭头IX的方向观察的通气管241a的外观图。图9表示沿通气管241a的长度方向从上方朝向下方观察通气管241a的状态。
如图8所示般，接收部241d安装在澄清管241的上方的内壁面。接收部241d位于较熔融玻璃G的液面LS更靠上方。此外，如图9所示般，接收部241d在俯视的情形时为具有多个孔的网状板。在沿通气管241a的长度方向从上方朝向下方观察通气管241a的情形时，通气管241a的截面覆盖接收部241d的网状的板构件。接收部241d覆盖通气管241a的截面的一部分。因此，澄清管241内的气相空间241c的气体通过通气管241a而排出至外部气体。
本变化例中，也通过接收部241d抑制铂异物混入至熔融玻璃G中，因此可高产率地量产高品质的玻璃基板。
(4-3)变化例C
本实施方式的玻璃基板制造装置200中，通气管41a具有接收从通气管41a的内壁面剥离而下落的铂异物的接收部41d。接收部41d为如图5所示般安装在通气管41a的内壁面的环状的板。然而，接收部41d也可由澄清管41的一部分构成。
图10以及图11是表示接收部41d的再一实施方式的图。图10与图4相同地为沿澄清管341的长度方向垂直切断澄清管341而得的剖视图。图11与图5相同地为沿图10所示的箭头XI的方向观察的通气管341a的外观图。图11表示沿通气管341a的长度方向从上方朝向下方观察通气管341a的状态。
如图11所示般，澄清管341具有圆形的排气孔341e。排气孔341e形成在澄清管341的上端部。排气孔341e使澄清管341内的气相空间341c与安装在澄清管341上的通气管341a的内部空间连通。如图11所示般，排气孔341e的内径小于通气管341a的内径。此外，在沿通气管341a的长度方向观察通气管341a的情形时，通气管341a的圆形的截面形状的中心位于与排气孔341e的中心相同的位置。图11中，澄清管341的外壁的一部分即位于较排气孔341e的外周更靠外侧、且位于较通气管341a的内壁面更靠内侧的部分，具有接收从通气管341a的内壁剥离的铂异物的接收部341d的功能。澄清管341内的气相空间341c的气体通过通气管341a排出至外部气体。
本变化例中，也通过由澄清管341的一部分构成的接收部341d抑制铂异物混入至熔融玻璃G中，因此可高产率地量产高品质的玻璃基板。
(4-4)变化例D
本实施方式的玻璃基板制造装置200中，澄清管41、通气管41a以及接收部41d由铂或铂合金成形，但也可由其他铂族金属成形。“铂族金属”是指包含单一的铂族元素的金属、以及包含铂族元素的金属的合金。铂族元素为铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)、钌(Ru)、锇(Os)以及铱(Ir)的6种元素。铂族金属虽然昂贵，但熔点较高，对熔融玻璃的耐腐蚀性优异。
-第2实施方式-
(1)玻璃基板制造装置的整体构成
参照图式对本发明的玻璃基板的制造方法、以及玻璃基板的制造装置的第2实施方式进行说明。图12是表示本实施方式的玻璃基板制造方法的步骤的一例的流程图。
玻璃基板制造方法如图12所示般，主要包括熔解步骤S1、澄清步骤S2、搅拌步骤S3、成形步骤S4、缓冷步骤S5、及切断步骤S6。
熔解步骤S1中，对玻璃原料进行加热而获得熔融玻璃。熔融玻璃贮存在熔解槽中，且以具有所期望的温度的方式进行通电加热。在玻璃原料中添加有澄清剂。从降低环境负荷的观点考虑，使用SnO2作为澄清剂。
澄清步骤S2中，熔融玻璃在澄清管的内部流动。首先，使熔融玻璃的温度上升。澄清剂通过升温产生还原反应而释放氧。熔融玻璃中所含的包含CO2、N2、SO2等气体成分的气泡吸收通过澄清剂的还原反应而产生的氧。吸收氧而成长的气泡上浮至熔融玻璃的液面而破裂并消失。消失的气泡中所含的气体释放至澄清管内的气相空间，最终排出至外部气体。其次，澄清步骤S2中，使熔融玻璃的温度降低。由此，经还原的澄清剂产生氧化反应而吸收残留在熔融玻璃中的氧等气体成分。
搅拌步骤S3中，对已澄清的熔融玻璃进行搅拌而使熔融玻璃的成分均质化。由此，作为导致玻璃基板产生条纹等的原因的熔融玻璃的组成不均降低。均质化的熔融玻璃被输送至成形步骤S4。
成形步骤S4中，通过溢流下拉法或浮式法而从熔融玻璃连续地成形玻璃带。
缓冷步骤S5中，对在成形步骤S4中连续地成形而得的玻璃带以具有所期望的厚度、且不产生应变以及翘曲的方式慢慢地冷却。
切断步骤S6中，将已在缓冷步骤S5中缓冷的玻璃带切断为特定的长度而获得玻璃片。进而将玻璃片切断为特定的尺寸而获得玻璃基板。其后，进行玻璃基板的端面的磨削以及研磨、及玻璃基板的清洗。进而，检查玻璃基板的损伤等缺陷的有无，将检查为合格的玻璃基板打包并作为制品出货。
图13是表示本实施方式的玻璃基板制造装置200的构成的一例的示意图。玻璃基板制造装置200包括熔解槽40、澄清管41、搅拌装置100、成形装置42、及移送管43a、43b、43c。移送管43a连接熔解槽40与澄清管41。移送管43b连接澄清管41与搅拌装置100。移送管43c连接搅拌装置100与成形装置42。
在熔解槽40生成的熔融玻璃G通过移送管43a而流入至澄清管41。已在澄清管41澄清的熔融玻璃G通过移送管43b而流入至搅拌装置100。已在搅拌装置100搅拌的熔融玻璃G通过移送管43c而流入至成形装置42。在成形装置42中，通过溢流下拉法而从熔融玻璃G成形玻璃带GR。玻璃带GR在其后的步骤中被切断为特定的大小而制造出玻璃基板。玻璃基板的宽度方向的尺寸为例如500mm～3500mm。玻璃基板的长度方向的尺寸为例如500mm～3500mm。
通过本发明的玻璃基板的制造方法、以及玻璃基板的制造装置而制造的玻璃基板尤其适于用作液晶显示器、等离子显示器、有机EL显示器等平板显示器(FPD)用的玻璃基板。作为FPD用的玻璃基板，使用无碱玻璃、或含有微量碱的玻璃。FPD用的玻璃基板在高温时的粘性较高。例如，具有102.5泊的粘性的熔融玻璃的温度为1500℃以上。
熔解槽40包括燃烧炉等加热机构(未图示)。熔解槽40中，通过加热机构使玻璃原料熔解而生成熔融玻璃G。玻璃原料是以实质上可获得所期望的组成的玻璃的方式制备。作为玻璃组成的一例，就适于作为FPD用的玻璃基板的无碱玻璃而言，含有SiO2：50质量％～70质量％、Al2O3：0质量％～25质量％、B2O3：1质量％～15质量％、MgO：0质量％～10质量％、CaO：0质量％～20质量％、SrO：0质量％～20质量％、BaO：0质量％～10质量％。于此，MgO、CaO、SrO以及BaO的合计含量为5质量％～30质量％。
此外，作为FPD用的玻璃基板，也可使用包含微量的碱金属的含有微量碱的玻璃。含有微量碱的玻璃作为成分而包含0.1质量％～0.5质量％的R′2O，较佳为包含0.2质量％～0.5质量％的R′2O。于此，R′是选自Li、Na以及K中的至少1种。另外，R′2O的合计含量也可低于0.1质量％。
此外，作为FPD用的玻璃基板，也可不使用非晶硅而使用多晶硅(低温多晶硅)。例如，以质量％表示时，可例示含有以下成分的玻璃板。(1)SiO2：52％～78％；(2)Al2O3：3％～25％；(3)B2O3：3％～15％；(4)RO(其中，RO为MgO、CaO、SrO以及BaO中的包含于玻璃板中的所有成分的合计量)：3％～20％；以及(4)质量比(SiO2+Al2O3)/B2O3：7～20。
通过本发明制造的玻璃除上述成分以外，还可包含有SnO2：0.01质量％～1质量％(较佳为0.01质量％～0.5质量％)、Fe2O3：0质量％～0.2质量％(较佳为0.01质量％～0.08质量％)。此外，通过本发明制造的玻璃，考虑到环境负荷而实质上也可包含As2O3、Sb2O3以及PbO。
如上述般制备的玻璃原料，使用原料投入机(未图示)投入至熔解槽40中。原料投入机既可使用螺旋进料器进行玻璃原料的投入，也可使用铲斗进行玻璃原料的投入。熔解槽40中，玻璃原料被加热至与其组成等对应的温度而熔解。由此，在熔解槽40中，获得例如1500℃～1600℃的高温的熔融玻璃G。另外，在熔解槽40中，也可通过在由钼、铂或氧化錫等成形的至少1对电极间流过电流，而对电极间的熔融玻璃G进行通电加热，此外，也可通过在进行通电加热之外还辅助性施加燃烧炉的火焰来对玻璃原料进行加热。
在熔解槽40获得的熔融玻璃G从熔解槽40通过移送管43a而流入至澄清管41。澄清管41以及移送管43a、43b、43c为铂制或铂合金制的管。与熔解槽40相同地，在澄清管41设置有加热机构。澄清管41中，通过使熔融玻璃G进一步升温而澄清。例如在澄清管41中，使熔融玻璃G的温度上升至1500℃～1700℃。
在澄清管41中澄清的熔融玻璃G从澄清管41通过移送管43b而流入至搅拌装置100。熔融玻璃G在通过移送管43b时被冷却。在搅拌装置100中，以较通过澄清管41的熔融玻璃G的温度低的温度对熔融玻璃G进行搅拌。例如在搅拌装置100中，熔融玻璃G的温度为1250℃～1450℃。例如在搅拌装置100中，熔融玻璃G的粘度为500泊～1300泊。熔融玻璃G在搅拌装置100中进行搅拌而均质化。
在搅拌装置100中均质化的熔融玻璃G从搅拌装置100通过移送管43c而流入至成形装置42。熔融玻璃G在通过移送管43c时，以成为适于熔融玻璃G的成形的粘度方式被冷却。例如，熔融玻璃G被冷却至1200℃附近。在成形装置42中，通过溢流下拉法而使熔融玻璃G成形。具体而言，流入至成形装置42的熔融玻璃G供给至设置在成形炉(未图示)的内部的成形体52。成形体52由耐火砖成形，且具有楔形的截面形状。在成形体52的上表面，沿成形体52的长度方向而形成有槽。熔融玻璃G供给至成形体52的上表面的槽中。从槽溢出的熔融玻璃G沿着成形体52的一对侧面而向下方流下。向下游过成形体52的侧面的一对熔融玻璃G在成形体52的下端合流，从而连续地成形玻璃带GR。玻璃带GR随着向下方流动而慢慢地冷却，其后切断为所期望的长度的玻璃片。
(2)澄清管的构成
其次，对澄清管41的详细构成进行说明。图14是澄清管41的外观图。图15是沿澄清管41的长度方向垂直切断澄清管41而得的剖视图。澄清管41具有例如0.5mm～1.5mm的厚度，且具有300mm～500mm的内径。在澄清管41安装有通气管41a、以及一对加热电极41b。在澄清管41的内部，在上方形成有气相空间41c的状态下游动熔融玻璃G。即，在澄清管41的内部，如图15所示般存在熔融玻璃G的液面LS。通气管41a的内部空间与气相空间41c连通。此外，通过在一对加热电极41b之间流动电流而对澄清管41进行通电加热。由此，通过澄清管41的内部的熔融玻璃G被加热而澄清。在熔融玻璃G的澄清过程中，熔融玻璃G中所含的包含CO2、N2、SO2等气体成分的气泡吸收通过澄清剂的还原反应而产生的氧。吸收氧而成长的气泡上浮至熔融玻璃G的液面LS而破裂并消失。消失的气泡中所含的气体，释放至澄清管41内的气相空间41c中，并经由通气管41a而排出至外部气体。
通气管41a安装在澄清管41的外壁面，且向澄清管41的外侧突出。本实施方式中，如图15所示般，通气管41a安装在澄清管41的外壁面的上端部，且向澄清管41的上方呈烟囱状突出。通气管41a使作为澄清管41的内部空间的一部分的气相空间41c、与作为澄清管41的外部空间的外部气体连通。通气管41a与澄清管41相同地由铂或铂合金成形。通气管41a具有例如0.5mm～1.5mm的厚度，且具有10mm～100mm的内径。
加热电极41b为分别安装在澄清管41的两端部的凸缘形状的电极板。加热电极41b与电源(未图示)连接。通过对加热电极41b供给电力而使电流流过一对加热电极41b之间的澄清管41来对澄清管41进行通电加热。由此，澄清管41被加热至例如1700℃，在澄清管41的内部流动的熔融玻璃G被加热至熔融玻璃G中所含的澄清剂即SnO2产生还原反应的温度、例如1600℃～1650℃。通过对流过澄清管41的电流进行控制，而可控制在澄清管41的内部流动的熔融玻璃的温度。
图16是表示澄清管41的侧视图与澄清管41的温度分布的对应关系的图。图16的上段图为澄清管41的侧视图。图16的下段图为表示澄清管41的温度分布的曲线图。在表示澄清管41的温度分布的曲线图中，横轴表示澄清管41的长度方向的位置，纵轴表示澄清管41的温度。
具有凸缘形状的加热电极41b具有较高的散热效果，因此澄清管41的两端部与澄清管41的两端部之间的中间部相比更易于散热。因此，如图16所示般，澄清管41的两端部、即一对加热电极41b的附近在澄清管41的长度方向上为温度最低的区域。另一方面，在澄清管41的中间部，在澄清管41的长度方向上存在温度最高的区域。即，澄清管41的温度分布具有表现出相较于澄清管41的两端部的温度而澄清管41的中间部的温度较高的倾向的向上凸出的形状。通气管41a设置在澄清管41的长度方向上的澄清管41的温度分布的最高温度区域R。如图16所示般，最高温度区域R为澄清管41的温度分布呈现最高温度的点即最高温度点P附近的区域。最高温度区域R在将澄清管41的最高温度、即最高温度点P上的澄清管41的温度示为Tmax℃的情形时，较佳为(Tmax-20)℃～Tmax℃的范围内的温度区域，更佳为(Tmax-10)℃～Tmax℃的范围内的温度区域，尤其佳为(Tmax-5)℃～Tmax℃的范围内的温度区域。
另外，澄清管41的长度方向上的通过澄清管41的内部的熔融玻璃G的温度分布呈现与澄清管41的温度分布相同的倾向而具有向上凸出的形状。熔融玻璃G的温度分布的峰值与澄清管41的温度分布的峰值相比位于更靠熔融玻璃G的下游侧。其原因在于，熔融玻璃G沿澄清管41的长度方向在澄清管41的内部流动，且一面与澄清管41进行热交换一面流动。
此外，虽未示于图14以及图15中，但在澄清管41的外壁面设置有包含高铝水泥等的耐火保护层。在耐火保护层的外壁面还设置有耐火砖。耐火砖载置在基座(未图示)上。即，澄清管41由耐火保护层以及耐火砖从下方支撑。
此外，在澄清管41的沿长度方向的截面上，澄清管41的外壁面、澄清管41的内壁面、澄清管41内的熔融玻璃G、澄清管41内的气相空间41c各自的温度不同，但澄清管41的温度分布也可为澄清管41的外壁面上的温度分布、澄清管41的内壁面上的温度分布、澄清管41内的熔融玻璃G的温度分布、澄清管41内的气相空间41c的温度分布的任一者。此外，与澄清管41的底面接触的熔融玻璃G的温度、与澄清管41内的气相空间41c接触的熔融玻璃G的温度、与澄清管41内的熔融玻璃G接触的气相空间41c的温度、及与澄清管41的内壁面接触的气相空间41c的温度各不相同，但也可使用通过测定任一温度而形成的温度分布。因此，也可将澄清管41设置在任一温度分布的最高温度点P附近的区域。
(3)特征
(3-1)
本实施方式的玻璃基板制造方法中，对玻璃原料进行加热而生成的熔融玻璃G在通过澄清管41的内部时被加热。在澄清管41的内部，通过添加至熔融玻璃G中的澄清剂即SnO2的氧化还原反应，而将熔融玻璃G中所含的包含CO2或SO2的气泡除去。具体而言，首先通过提高熔融玻璃G的温度使澄清剂还原，而在熔融玻璃G中产生氧气泡。熔融玻璃G中所含的包含CO2、N2、SO2等气体成分的气泡吸收通过澄清剂的还原反应而产生的氧。吸收氧而成长的气泡上浮至熔融玻璃G的液面LS而破裂并消失。消失的气泡中所含的气体释放至气相空间41c中，并经由通气管41a而排出至外部气体。其次，降低熔融玻璃G的温度而使经还原的澄清剂氧化。由此，残留在熔融玻璃G中的氧气泡被熔融玻璃G吸收。如此，通过澄清剂的氧化还原反应而将熔融玻璃G中所含的气泡除去。
澄清管41为铂制或铂合金制。铂或铂合金的熔点较高，对熔融玻璃G的耐腐蚀性优异，因此适于作为与高温的熔融玻璃G接触的澄清管41的材质。然而，因长期使用澄清管41而导致铂成分从澄清管41的内壁慢慢挥发。包含铂的挥发物与熔融玻璃G中所含的气泡一同释放至气相空间41c中，并经由通气管41a而排出至外部气体。然而，包含铂的挥发物在通过通气管41a的过程中温度降低而易于成为过饱和状态。因此，凝固的挥发物作为铂异物而附着在通气管41a的内壁。而且，附着在通气管41a的内壁的铂异物随着时间的经过而成长。成长的铂异物有可能因自重从通气管41a的内壁面剥离而下落。此外，在澄清管41的维护作业时，在从通气管41a的内壁面除去铂异物时，铂异物有可能下落。
此外，包含铂的挥发物在朝向通气管41a通过澄清管41的气相空间41c的过程中，存在随着从高温部流向低温部而温度降低的情形。该情形时，在气相空间41c中，包含铂的挥发物也易于成为过饱和状态，凝固的挥发物有时作为铂异物而附着在澄清管41的内壁。而且，附着在澄清管41的内壁的铂异物随着时间的经过而成长，有可能因自重从澄清管41的内壁面剥离而下落。
本实施方式中，通气管41a设置在澄清管41的长度方向上温度最高的部分、即澄清管41的温度分布的最高温度区域。由此，在澄清管41内产生的包含铂的挥发物经由在气相空间41c内具有最高温度的空间而流入至通气管41a的内部。因此，包含铂的挥发物在气相空间41c中从低温部向高温部流动并从通气管41a排出，因此抑制气相空间41c中的包含铂的挥发物的过饱和状态。由此，抑制在澄清管41的气相空间41c中的内壁附着铂异物。此外，流过通气管41a的气体的温度保持得尽可能高，因此抑制在通气管41a的内壁附着铂异物。由此，抑制铂异物从澄清管41的内壁以及通气管41a的内壁下落并混入至熔融玻璃G中。
在通气管41a未设置在澄清管41的温度分布的最高温度区域的情形时，包含铂的挥发物有可能在流入至通气管41a的内部之前温度便降低。该情形时，存在包含铂的挥发物凝固在通气管41a的内壁而在通气管41a的内壁附着铂异物的顾虑。
此外，在通气管41a未设置在澄清管41的温度分布的最高温度区域的情形时，在澄清管41的气相空间41c中，包含铂的挥发物从高温部流向低温部。由此，在气相空间41c中，有温度降低的包含铂的挥发物成为过饱和状态，而在澄清管41的内壁以及通气管41a的内壁凝固并在该等内壁附着铂异物的顾虑。
而且，存在从澄清管41的内壁面以及通气管41a的内壁面剥离而下落的铂异物混入至熔融玻璃G的顾虑。如果铂异物混入至熔融玻璃G中，则有成为制造的玻璃基板的品质缺陷的顾虑。本实施方式中，通过通气管41a设置在澄清管41的温度分布的最高温度区域，而抑制铂异物混入至熔融玻璃G，从而可高产率地量产高品质的玻璃基板。
(3-2)
本实施方式的玻璃基板制造装置200，在铂制或铂合金制的澄清管41使用SnO2作为澄清剂的情形时尤其有效。近年来，从环境负荷的观点考虑，使用SnO2代替As2O3来作为澄清剂。在使用SnO2的情形时，相较于使用As2O3的情形，在澄清管41中必须使熔融玻璃G为更高温，因此铂或铂合金的挥发的问题变得显著。而且，如果促进铂或铂合金的挥发，则铂异物易于附着在澄清管41的内壁以及通气管41a的内壁。
本实施方式中，即便在促进铂或铂合金的挥发而易于在澄清管41的内壁以及通气管41a的内壁附着铂异物的状况下，通过通气管41a设置在澄清管41的温度分布的最高温度区域来抑制铂或铂合金的凝固，因此也可抑制铂异物混入至熔融玻璃G。由此，本实施方式的玻璃基板制造方法对使用SnO2作为澄清剂的玻璃基板的制造步骤尤其有效。
(3-3)
本实施方式的玻璃基板制造装置200对如下情形尤其有效，即在铂制或铂合金制的澄清管41中，对适于制造液晶显示器、等离子显示器以及有机EL显示器等FPD用玻璃基板的由玻璃原料生成的熔融玻璃进行澄清。
澄清管41中，通过将熔融玻璃G的粘度调节为熔融玻璃G中所含的气泡易于上浮至液面的值，而对熔融玻璃G进行澄清。然而，适于FPD用玻璃基板的无碱玻璃以及含有微量碱的玻璃在高温时具有高粘度。例如，用以成形无碱玻璃以及含有微量碱的玻璃而使用的熔融玻璃在粘度为102.5泊的情形时具有1500℃以上的温度。因此，在澄清步骤中，必须将熔融玻璃的温度提高得高于通常的碱性玻璃的熔融玻璃的温度，因此上述的铂或铂合金的挥发的问题变得显著。而且，如果促进铂或铂合金的挥发，则铂异物易于附着在澄清管41的内壁以及通气管41a的内壁。
本实施方式中，即便在促进铂或铂合金的挥发而易于在澄清管41的内壁以及通气管41a的内壁附着铂异物的状况下，通过通气管41a设置在澄清管41的温度分布的最高温度区域来抑制铂或铂合金的凝固，因此也可抑制铂异物混入至熔融玻璃G。由此，本实施方式的玻璃基板制造方法对FPD用玻璃基板的制造步骤尤其有效。
(4)变化例
本实施方式的玻璃基板制造装置200中，澄清管41以及通气管41a由铂或铂合金成形，但也可由其他铂族金属成形。“铂族金属”是指包含单一的铂族元素的金属、以及包含铂族元素的金属的合金。铂族元素为铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)、钌(Ru)、锇(Os)以及铱(Ir)的6种元素。铂族金属虽然昂贵，但熔点较高，对熔融玻璃的耐腐蚀性优异。

Claims (8)

1.一种玻璃基板的制造方法，其包括：
熔融步骤，对玻璃原料进行加热而生成熔融玻璃；
澄清步骤，将所述熔融玻璃澄清；以及
成形步骤，从已澄清的所述熔融玻璃成形玻璃基板；且
在所述澄清步骤中，所述熔融玻璃在铂制或铂合金制的澄清管的内部以形成有较所述熔融玻璃的液面更靠上方的空间即气相空间的方式流动，
所述澄清管包括：通气管，其从所述澄清管的外壁面向外侧突出；以及接收部，其设置在较所述熔融玻璃的液面更靠上方；且
所述通气管使所述气相空间与所述澄清管的外部空间连通，
所述接收部在沿所述通气管的长度方向观察所述通气管的情形时，覆盖所述通气管的截面的一部分。
2.根据权利要求1所述的玻璃基板的制造方法，其特征在于：
所述接收部在所述通气管中，设置在较具有存在于所述气相空间中的包含铂的气体凝固的温度的部分更靠下方。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃基板的制造方法，其特征在于：
熔融玻璃包含SnO2作为澄清剂。
4.一种玻璃基板的制造装置，其包括：
熔融槽，其对玻璃原料进行加热而生成熔融玻璃；
澄清管，其将在所述熔融槽中生成的所述熔融玻璃澄清；以及
成形装置，其从在所述澄清管中澄清的所述熔融玻璃成形玻璃基板；且
所述澄清管为以形成有较所述熔融玻璃的液面更靠上方的空间即气相空间的方式在内部流动所述熔融玻璃的铂制或铂合金制的管；
所述澄清管包括：通气管，其从所述澄清管的外壁面向外侧突出；以及接收部，其设置在较所述熔融玻璃的液面更靠上方；且
所述通气管使所述气相空间与所述澄清管的外部空间连通，
所述接收部在沿所述通气管的长度方向观察所述通气管的情形时，覆盖所述通气管的截面的一部分。
5.一种玻璃基板的制造方法，其包括：
熔融步骤，对玻璃原料进行加热而生成熔融玻璃；
澄清步骤，将所述熔融玻璃澄清；以及
成形步骤，从已澄清的所述熔融玻璃成形玻璃基板；
在所述澄清步骤中，所述熔融玻璃在铂制或铂合金制的澄清管的内部以形成有较所述熔融玻璃的液面更靠上方的空间即气相空间的方式流动，
所述澄清管具有从所述澄清管的外壁面向外侧突出的通气管，
所述通气管使所述气相空间与所述澄清管的外部空间连通，且设置在所述澄清管的长度方向上的所述澄清管的温度分布的最高温度区域。
6.根据权利要求5所述的玻璃基板的制造方法，其特征在于：
所述熔融玻璃包含SnO2作为澄清剂。
7.根据权利要求5或6所述的玻璃基板的制造方法，其特征在于：
所述熔融玻璃在粘度为102.5泊的情形时具有1500℃以上的温度。
8.一种玻璃基板的制造装置，其包括：
熔融槽，其对玻璃原料进行加热而生成熔融玻璃；
澄清管，其将在所述熔融槽中生成的所述熔融玻璃澄清；以及
成形装置，其从在所述澄清管中澄清的所述熔融玻璃成形玻璃基板；且
所述澄清管为以形成有较所述熔融玻璃的液面更靠上方的空间即气相空间的方式在内部流动所述熔融玻璃的铂制或铂合金制的管，
所述澄清管具有从所述澄清管的外壁面向外侧突出的通气管，
所述通气管使所述气相空间与所述澄清管的外部空间连通，且设置在所述澄清管的长度方向上的所述澄清管的温度分布的最高温度区域。
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