JP2011063503A - ガラス製造方法、ガラス溶融炉、ガラス製造装置、ガラスブランク製造方法、情報記録媒体用基板製造方法、情報記録媒体製造方法、ディスプレイ用基板製造方法および光学部品製造方法 - Google Patents
ガラス製造方法、ガラス溶融炉、ガラス製造装置、ガラスブランク製造方法、情報記録媒体用基板製造方法、情報記録媒体製造方法、ディスプレイ用基板製造方法および光学部品製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】溶融槽10と、溶融槽10内の溶融ガラスを通電加熱する電極20R、20L、22R、22L、と、溶融ガラスと実質的に常時接触する1つ以上の金属部材30U、30C、30Dと、を備えたガラス溶融炉1において、金属部材30U、30C、30Dの全てが、電極20R、20L、22R、22Lにより溶融槽10内の溶融ガラス中に形成される通電領域40、42の外に実質的に常時位置するように配置されることを特徴とするガラス製造方法。また、これを用いたガラス溶融炉、ガラス製造装置、ガラスブランク製造方法、情報記録媒体用基板製造方法、情報記録媒体製造方法、ディスプレイ用基板製造方法および光学部品製造方法。
【選択図】図1
Description
第一の本実施形態のガラス製造方法は、溶融ガラスと接触する壁面が少なくとも耐火物から構成される溶融槽と、溶融槽内に保持される溶融ガラスと接触するように配置され、溶融槽内に保持される溶融ガラスを通電加熱するための1対以上の電極と、少なくとも表面が金属からなり、かつ、当該表面が、溶融槽内に保持される溶融ガラスと実質的に常時接触するように配置される1つ以上の金属部材と、を備えたガラス溶融炉を用いてガラスを量産する際に、溶融槽に溶融ガラスが満たされている場合において、金属部材の全てが、一対以上の電極により溶融槽内に保持される溶融ガラス中に形成される通電領域の外に実質的に常時位置するように配置されることを特徴とする。
(1)量産開始前において、清澄槽の側壁面を構成する耐火物中に、先端部以外は完全に埋め込まれるように配置された棒状の温度検出器が、量産の進行に伴う耐火物の溶融ガラスによる侵食によって、先端部のみならず、根元側も溶融ガラスと接触するようになったこと。
(2)量産開始前において、清澄槽の側壁面を構成する耐火物中に側壁面と面一を成すように配置された通電加熱用のブロック状電極やこの電極周辺に配置された耐火物の侵食量は、その他の位置にて溶融ガラスと接触するように配置された耐火物の侵食量よりも著しいこと。
(3)量産開始前において、電極周辺に配置された耐火物中に、先端部分のみが溶融ガラスと接触できるように露出させて埋め込まれた棒状の温度検出器においては、その先端部から根元側へと、溶融ガラスと接触している金属製保護層部分に腐食痕が確認されたこと。
(4)上記(3)における腐食痕は、主に金属製保護層上の離れた2か所の位置に存在していたこと。
(5)量産開始前において、電極から離れた位置に配置された耐火物に埋め込まれるように配置された棒状の温度検出器においては、溶融ガラスと接触している金属製保護層には、腐食痕は確認されなかったこと。
以上に説明したように、本実施形態のガラス製造方法を用いれば、ガラス中間製品であるいわゆるガラスブランクを作製することができる。ここで、作製されるガラスブランクは、磁気記録媒体や光記録媒体などの各種情報記録媒体の作製に用いられる情報記録媒体用基板や、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ、また、携帯電話などに設けられた小型ディスプレーのカバーガラスなどの作製に用いられるディスプレイ用基板、レンズなどの光学部品、タッチパネル用基板や太陽電池用基板等の各種のガラス部材の作製に用いることが可能である。なお、最終製品の用途に応じて決まるガラスブランクの形状は、成形工程として、ダイレクトプレス法やフュージョン法など、所定形状のガラスの作製に適した方法を選択することで得ることができる。
本実施形態の情報記録媒体用基板製造方法は、本実施形態のガラスブランク製造方法により作製されたガラスブランクの主表面を研磨・研削する研磨・研削工程を少なくとも経て、情報記録媒体用基板を作製するものである。そして、本実施形態の情報記録媒体製造方法は、本実施形態の情報記録媒体用基板製造方法により作製された情報記録媒体用基板の主表面に情報記録層を形成する情報記録層形成工程を少なくとも経て、情報記録媒体を作製するものである。
第1ラッピング工程では、ガラスブランクの両主表面をラッピング加工することで、ディスク状のガラス素板を得る。このラッピング加工は、遊星歯車機構を利用した両面ラッピング装置により、アルミナ系遊離砥粒を用いて行うことができる。
次に、円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、このガラス基板の中心部に円孔を形成し、ドーナツ状のガラス基板を得る(コアリング)。
そして内周端面および外周端面をダイヤモンド砥石、研磨ブラシ等を用いて所定の面取り加工および研磨加工を施す。
次に、得られたガラス基板の両主表面について、第1ラッピング工程と同様に、第2ラッピング加工を行う。この第2ラッピング工程を行うことにより、端面加工工程において主表面に形成された微細な凹凸形状を予め除去しておくことができ、後続の主表面に対する研磨工程を短時間で完了させることができる。
主表面研磨工程の前半工程として、まず、第1研磨工程を実施する。この第1研磨工程は、前述のラッピング工程において主表面に残留したキズや歪みの除去を主たる目的とする。この第1研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、硬質樹脂ポリッシャを用いて、主表面の研磨を行う。研磨液としては、たとえば、酸化セリウム砥粒を用いることができる。そして、この第1研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、IPA(イソプロピルアルコール)の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄する。
情報記録媒体用基板の作製に用いるガラスブランクが、リチウムやナトリウムなどのアルカリ金属を含むガラスからなる場合は、ガラス基板に、化学強化を施すのが好ましい。化学強化工程を行うことにより、情報記録媒体用基板の表層部に高い圧縮応力を生じさせることができる。このため、情報記録媒体用基板の表面の耐衝撃性を向上させることができる。このような化学強化処理は、情報を記録再生するヘッドが、機械的に情報記録媒体表面に接触する可能性のある磁気記録媒体を作製する上で非常に好適である。
次に、研磨剤残渣や外来の鉄系コンタミなどを除去し、ガラス基板の表面をより平滑かつ清浄にするために、精密洗浄工程を実施するのが好ましい。
本実施形態のディスプレイ用基板の製造方法では、ガラスブランクを利用してディスプレイを作製する。具体的にはディスプレイのサイズに合わせて所定の形状に裁断し、洗浄や、端面の面取り加工を行う。その後、必要に応じて、たとえば携帯電話のディスプレイ部に用いるカバーガラスであれば、化学強化処理を施したり、液晶ディスプレイ用基板であれば、ITO(Indium Tin Oxide)膜などを成膜することができる。
本実施形態の光学部品製造方法では、ガラスブランクの主表面を研磨・研削する研磨・研削工程を少なくとも経て、光学部品を作製する。具体的には、光学部品は、ガラスブランクを加熱、軟化してプレス成形し、得られた成形品をアニールした後、研削、研磨することにより得ることもできるし、ガラスブランクを精密プレス成形し、必要に応じて非光学機能面を研削(例えば、レンズの心取り加工など)して得ることもできる。あるいは、清澄、均質化した溶融ガラスをプレス成形し、得られた成形品をアニールした後、研削、研磨することにより得ることもできる。これらの光学部品は撮像光学系、たとえば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視カメラ、車載カメラや、プロジェクタなどの投射光学系を構成する光学部品として利用できる。
10 溶融槽
12 耐火物
14R 右内壁面
14L 左内壁面
14U 上流内壁面
14D 下流内壁面
14B 底壁面
20R、20L、22R、22L ブロック状電極
24R、24L、26R、26L、28R、28L ブロック状電極
30U、30C、30D、30X 温度検出器(金属部材を表面に備える器具)
32 ガス噴出具(金属部材からなる器具)
40、42、44、46、48 通電領域
50 溶融ガラスの液面
60,62 ガラス製造装置
70 溶融ガラス
80 溶解炉
82 清澄炉
84 作業炉
86 溶融炉
86A 溶融部
86B 清澄部
86C 仕切り部材
90、92 接続管
94 排出管
96 攪拌手段
100 清澄槽
110R、110L 側壁面
112R、112L 電極
114 温度検出器
Claims (19)
- 溶融ガラスと接触する壁面が少なくとも耐火物から構成される溶融槽と、
該溶融槽内に保持される溶融ガラスと接触するように配置され、上記溶融槽内に保持される溶融ガラスを通電加熱するための1対以上の電極と、
少なくとも表面が金属からなり、かつ、当該表面が、上記溶融槽内に保持される溶融ガラスと実質的に常時接触するように配置される1つ以上の金属部材と、を備えたガラス溶融炉を用いてガラスを量産する際に、
上記溶融槽に上記溶融ガラスが満たされている場合において、上記金属部材の全てが、上記一対以上の電極により上記溶融槽内に保持される溶融ガラス中に形成される通電領域の外に実質的に常時位置するように配置されることを特徴とするガラス製造方法。 - 請求項1に記載のガラス製造方法において、
前記1以上の金属部材の各々が、実質的に常時、前記通電領域の外側に位置するように移動可能に配置される態様、および、実質的に常時、前記通電領域の外側に位置するように固定して配置される態様、から選択されるいずれかの態様で配置されていることを特徴とするガラス製造方法。 - 溶融ガラスと接触する壁面が少なくとも耐火物から構成される溶融槽と、
該溶融槽内に保持される溶融ガラスと接触するように配置され、上記溶融槽内に保持される溶融ガラスを通電加熱するための1対以上の電極と、
少なくとも表面が金属からなり、かつ、当該表面が、上記溶融槽内に保持される溶融ガラスと実質的に常時接触するように配置される1つ以上の金属部材と、を備えたガラス溶融炉を用いてガラスを量産する際に、
上記溶融ガラスと上記壁面との累積接触時間の増大に伴い上記壁面が侵食されることにより、上記1対以上の電極から離間しかつ壁面の侵食量が相対的に小さい低侵食領域と、上記1対以上の電極の近傍でかつ壁面の侵食量が相対的に大きい高侵食領域と、からなる2種類の侵食面が形成され、
上記金属部材の全てが、ガラスの量産終了時に上記低侵食領域となり得る壁面と略面一を成すように、ガラスの量産開始前の時点において予め固定して配置されていることを特徴とするガラス製造方法。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載のガラス製造方法において、
前記ガラスの量産が、前記溶融槽内にガラス原料を投入して溶融する溶融工程と、該溶融工程を経て上記ガラス原料が溶解された溶融ガラスを前記溶融槽から排出する排出工程とを交互に繰り返すことで実施されることを特徴とするガラス製造方法。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載のガラス製造方法において、
前記溶融槽が、溶融ガラスが実質上連続的に流入する溶融ガラス流入口およびガラス原料が実質上連続的に投入されるガラス原料投入口から選択されるいずれか一方のガラス供給源、および、溶融ガラスを連続的に排出する溶融ガラス排出口に接続され、
前記ガラスの量産が、
上記溶融ガラス流入口から前記溶融槽へと実質上連続的に流入する溶融ガラスの流入量、および、上記ガラス原料投入口から前記溶融槽へとガラス原料が実質上連続的に投入される上記ガラス原料の投入量、から選択されるいずれか一方の量に応じて、
常に前記溶融ガラスで満たされた状態の前記溶融槽から前記溶融ガラスが実質上連続的に排出されることで、実施されることを特徴とするガラス製造方法。 - 請求項5に記載のガラス製造方法において、
前記ガラスの量産に際して、前記ガラス原料の前記溶融槽への供給が一時的に中断される期間があることを特徴とするガラス製造方法。 - 請求項1〜6のいずれか1つに記載のガラス製造方法において、
前記金属が、白金、白金合金、強化白金から選択される少なくとも1種の金属であることを特徴とするガラス製造方法。 - 請求項1〜7のいずれか1つに記載のガラス製造方法において、
前記1つ以上の金属部材が、(1)温度センサーと、該温度センサーを覆うと共に少なくとも表面が金属からなる保護部材とを備えた温度検出器における当該保護部材、(2)溶融ガラスの攪拌に用いられ、かつ、少なくとも表面が金属からなる攪拌子、(3)溶融ガラスを流すために用いられ、かつ、少なくとも表面が金属からなるパイプ、および、(4)溶融ガラスをバブリングするために用いられ、かつ、少なくとも表面が金属からなるガス噴出具から選択される少なくとも1種の器具を含むことを特徴とするガラス製造方法。 - 請求項1〜8のいずれか1つに記載のガラス製造方法において、
前記溶融槽内に保持される溶融ガラスの温度が、1200℃〜1700℃の範囲内であることを特徴とするガラス製造方法。 - 溶融ガラスと接触する壁面が少なくとも耐火物から構成される溶融槽と、
該溶融槽内に保持される溶融ガラスと接触するように配置され、上記溶融槽内に保持される溶融ガラスを通電加熱するための1対以上の電極と、
少なくとも表面が金属からなり、かつ、当該表面が、上記溶融槽内に保持される溶融ガラスと実質的に常時接触するように配置される1つ以上の金属部材と、を備え、
ガラスを量産する際に、
上記金属部材の全てが、上記一対以上の電極により上記溶融槽内に保持される溶融ガラス中に形成される通電領域の外に実質的に常時位置するように配置されることを特徴とするガラス溶融炉。 - 溶融ガラスと接触する壁面が少なくとも耐火物から構成される溶融槽と、
該溶融槽内に保持される溶融ガラスと接触するように配置され、上記溶融槽内に保持される溶融ガラスを通電加熱するための1対以上の電極と、
少なくとも表面が金属からなり、かつ、当該表面が、上記溶融槽内に保持される溶融ガラスと実質的に常時接触するように配置される1つ以上の金属部材と、を備え、
ガラスを量産する際に、上記溶融ガラスと上記壁面との累積接触時間の増大に伴い上記壁面が侵食されることにより、上記1対以上の電極から離間しかつ壁面の侵食量が相対的に小さい低侵食領域と、上記1対以上の電極の近傍でかつ壁面の侵食量が相対的に大きい高侵食領域と、からなる2種類の侵食面が形成され、
上記金属部材の全てが、ガラスの量産終了時に上記低侵食領域となり得る壁面と略面一を成すように、ガラスの量産開始前の時点において予め固定して配置されていることを特徴とするガラス溶融炉。 - 請求項10または請求項11に記載のガラス溶融炉において、
前記溶融槽が、溶融ガラスが実質上連続的に流入する溶融ガラス流入口およびガラス原料が実質上連続的に投入されるガラス原料投入口から選択されるいずれか一方のガラス供給源、および、溶融ガラスを連続的に排出する溶融ガラス排出口に接続されていることを特徴とするガラス溶融炉。 - 少なくとも通電加熱により溶融ガラスを加熱する通電加熱方式の溶融炉を1つ以上備え、全ての通電加熱方式の溶融炉が、請求項10〜12に記載のガラス溶融炉から選択されるガラス溶融炉であることを特徴とするガラス製造装置。
- 請求項1〜9のいずれか1つに記載のガラス製造方法を用いてガラスブランクを作製することを特徴とするガラスブランク製造方法。
- 請求項14のガラスブランク製造方法において、
前記ガラスブランクが、情報記録媒体用基板、ディスプレイ用基板、および、光学部品から選択されるいずれかの部材の作製に用いられることを特徴とするガラスブランク製造方法。 - 請求項14に記載のガラスブランク製造方法により作製されたガラスブランクの主表面を研磨・研削する研磨・研削工程を少なくとも経て、情報記録媒体用基板を作製することを特徴とする情報記録媒体用基板製造方法。
- 請求項16に記載の情報記録媒体用基板の主表面に情報記録層を形成する情報記録層形成工程を少なくとも経て、情報記録媒体を作製することを特徴とする情報記録媒体製造方法。
- 請求項14に記載のガラスブランク製造方法により作製されたガラスブランクを利用して、ディスプレイ用基板を作製することを特徴とするディスプレイ用基板製造方法。
- 請求項14に記載のガラスブランク製造方法により作製されたガラスブランクの主表面を研磨・研削する研磨・研削工程を少なくとも経て、光学部品を作製することを特徴とする光学部品製造方法。
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