JP2013241324A

JP2013241324A - ガラス板の製造方法、及びガラス板製造装置

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Publication number: JP2013241324A
Application number: JP2013070112A
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Inventors: Jishin Murakami; 次伸村上
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Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2013-12-05
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Abstract

【課題】ガラス板における脈理の発生を抑制したガラス板の製造方法を提供する。
【解決手段】
本発明は、シャフト５を回転軸として攪拌部材２を回転させることによりチャンバー１内の熔融ガラス７を攪拌する攪拌工程を備え、攪拌工程において、シャフト５は、側面１ｂ及び攪拌部材２の羽根６ａ〜６ｅによって熔融ガラス７にかかるせん断応力が側面１ｂの周方向において変化するように設けられている、ガラス板の製造方法を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガラス板の製造方法、及びガラス板製造装置に関する。

ガラス板等のガラス製品の量産工程においては、ガラス原料を加熱して熔融ガラスを生成し、生成した熔融ガラスを成形して、ガラス板等のガラス製品が製造される。熔融ガラスが不均質であると、ガラス製品には脈理が生じる。脈理は、周囲とは屈折率や比重が異なる筋状の領域であり、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用基板等のフラットパネルディスプレイ向けのガラス板の用途においては、ガラス製品から厳しく排除することが求められる。脈理の発生を防ぐために、攪拌装置を用いて熔融ガラスを攪拌することが行われている。一般に攪拌装置は、チャンバーと、攪拌部材とを備えている。攪拌部材は、回転軸であるシャフトと、シャフトの側面に接続された羽根とを有している。攪拌部材が配置されたチャンバー内に熔融ガラスが導入され、羽根により熔融ガラスが攪拌され、熔融ガラスが均質化される。

特許文献１には、クランク型の攪拌翼を有する攪拌装置であって、回転軸の周囲に設けられ、かつ回転軸の直交する方向に面状に延在し、撹拌槽装置の中心部領域に存在する熔融ガラスを外周部領域に誘導する面板状の翼を有する攪拌装置が開示されている。

特開２０１０−１００４６２号公報

従来から、熔融ガラスを攪拌することを目的とした攪拌装置が種々提案されている。しかし、近年、ますます高精細が求められるフラットパネルディスプレイ向けのガラス板では、脈理を極めて低レベルに抑えることが求められており、従来の攪拌装置では、熔融ガラスを攪拌する能力が十分とはいえず、攪拌効果を高めようとすると攪拌装置への負荷が過大となり、攪拌装置の破損や変形が生じてしまうという課題があった。

上述の事情に鑑み、本発明は装置の破損や変形を抑制しつつ、熔融ガラスをより均質に攪拌することを可能にする工程を含む、ガラス板の製造方法を提供することを目的とし、特にフラットパネルディスプレイ用のガラス板の製造に有利なガラス板の製造方法、ガラス板製造装置を提供することを目的とする。

本発明は、
底面、前記底面から上方に延びる側面、及び前記側面と交わる頂面で区画されたチャンバーと、回転軸であるシャフト及び前記シャフトに設けられた羽根を有する攪拌部材と、を備えた攪拌装置を用い、
前記シャフトを回転軸として前記攪拌部材を回転させて前記チャンバー内の熔融ガラスを攪拌する攪拌工程を備え、
前記攪拌工程において、前記シャフトは、前記側面及び前記羽根によって前記熔融ガラスにかかるせん断応力が前記側面の周方向において変化するように設けられている、ガラス板の製造方法を提供する。

また、本発明は、
底面、前記底面から上方に延びる側面、及び前記側面と交わる頂面で区画されたチャンバーと、回転軸であるシャフト及び前記シャフトに設けられた羽根を有する攪拌部材と、を備えた攪拌装置を用い、
前記シャフトを回転軸として前記攪拌部材を回転させて前記チャンバー内の熔融ガラスを攪拌する攪拌工程を備え、
前記攪拌工程において、前記シャフトは、前記シャフトを前記底面に投影したときに、前記底面の周が、前記底面の周に含まれる他の点よりも前記シャフトの投影体に近い近接点を少なくとも１点含むように設けられている、ガラス板の製造方法を提供する。

また、本発明は、
底面、前記底面から上方に延びる側面、及び前記側面と交わる頂面で区画されたチャンバーと、回転軸であるシャフト及び前記シャフトに設けられた羽根を有する攪拌部材と、を備える撹拌装置を有し、
前記シャフトは、前記側面及び前記羽根によって熔融ガラスにかかるせん断応力が前記側面の周方向において変化するように設けられている、ガラス板製造装置を提供する。

本発明のガラス板の製造方法、又は、ガラス板製造装置によれば、装置破損や変形を抑制しつつ、より高いせん断応力を熔融ガラスに対して与えることができ、熔融ガラスの攪拌効果を高めることができる。

第１実施形態に係るガラス製造装置の構成の一例を示す図第１実施形態に係る攪拌装置の構成の一例を示す図第１実施形態に係る攪拌部材をチャンバーの底面に投影した図第１実施形態に係る攪拌部材の斜視図第１実施形態に係る攪拌部材の羽根の平面図第１実施形態に係る攪拌部材の羽根の側面図第１実施形態に係る攪拌部材の羽根の平面図第１実施形態に係る攪拌部材の羽根の側面図第１実施形態に係るチャンバー内の熔融ガラスの流れを示す図第２実施形態に係る攪拌部材の斜視図第２実施形態に係る羽根の平面図第２実施形態に係る羽根の平面図第２実施形態に係る攪拌部材の平面図第２実施形態に係るチャンバー内の熔融ガラスの流れを示す図第２実施形態の変形例に係る羽根の平面図他の実施形態に係る攪拌部材の斜視図他の実施形態に係る攪拌部材をチャンバーの底面に投影した図他の実施形態に係る攪拌部材をチャンバーの底面に投影した図他の実施形態に係る攪拌装置の平面図

図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

＜第１実施形態＞
まず、本実施形態に係るガラス製造装置の全体構成について説明する。図１は本実施形態のガラス製造装置２００の構成の一例を示す模式図である。ガラス製造装置２００は、熔解槽４０と、清澄槽４１と、攪拌装置１００と、成形装置４２とこれらをそれぞれ連通させる導管４３ａ、４３ｂ、４３ｃとを備えている。熔解槽４０により生成された熔融ガラス７は、導管４３ａを通過して清澄槽４１に流入し、清澄槽４１により清澄された後に導管４３ｂを通過して攪拌装置１００へと流入し、攪拌装置１００により均質に攪拌された後に導管４３ｃを通過して成形装置４２に流入し、ダウンドロー法によりガラスリボン４４が成形される。

（熔融工程）
図示されていないが、熔解槽４０にはバーナー等の加熱手段が設置されていて、ガラス原料を熔解させて熔融ガラス７を得ることができる。ガラス原料は所望のガラスを得ることができるように適宜調整すればよい。調整されたガラス原料が、熔解槽４０に投入される。熔解槽４０では、ガラス原料の組成や特性に応じた設定温度でガラス原料を熔解させて、例えばフラットパネルディスプレイ用ガラスの場合、１５００℃〜１６１０℃の熔融ガラス７を得る。

（清澄工程）
熔解槽４０で得られた熔融ガラス７は、熔解槽４０から導管４３ａを通過して清澄槽４１に流入する。図示されていないが、清澄槽４１には、加熱手段が設置されている。清澄槽４１では、熔解槽４０と比較して熔融ガラス７がさらに昇温されることで清澄される。清澄槽４１において、熔融ガラス７の温度は、例えばフラットパネルディスプレイ用ガラスの場合、１５５０℃〜１７５０℃、好ましくは１６００℃〜１７５０℃に上昇する。特に、熔融ガラス７が清澄剤として少なくともＳｎＯ₂を含有する場合、清澄槽４１において熔融ガラスの温度が１６２０℃〜１７５０℃、より好ましくは１６５０℃〜１７５０℃に上昇させることにより、ガラス板中の泡量を低減することができる。

（攪拌工程）
清澄槽４１において清澄された熔融ガラス７は、清澄槽４１から導管４３ｂを通過して攪拌装置１００に流入する。熔融ガラス７は導管４３ｂを通過する際に冷却されて、攪拌装置１００では清澄槽４１における温度よりも低い温度で攪拌される。攪拌工程の条件の一例としては、フラットパネルディスプレイ用ガラスの場合、熔融ガラス７の温度は１４００℃〜１６００℃であり、かつ、熔融ガラスの粘度を４５０〜２５００ｄＰａ・ｓ（ポアズ）の範囲内に調整して、攪拌を行うことが望ましい。熔融ガラスは攪拌装置１００において攪拌され、均質化される。

（成形工程）
攪拌装置１００により均質化された熔融ガラス７は、攪拌装置１００から導管４３ｃを通過して成形装置４２に流入する。熔融ガラス７は導管４３ｃを通過する際に冷却され、成形に適した温度（例えば、オーバーフローダウンドロー法によるフラットパネルディスプレイ用ガラスの成形の場合、１１５０℃〜１３００℃）まで冷却される。成形装置４２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７が成形される。成形装置４２に流入した熔融ガラス７は、成形装置４２の上部から溢れて成形装置４２の側壁に沿って下方へ流れる。これにより、ガラスリボン４４が連続的に成形される。ガラスリボン４４は下方に向かうにしたがい冷却され、最終的には所望の大きさのガラス板へと切断される。

（攪拌装置）
次に、本実施形態の攪拌装置１００について説明する。図２は本実施形態の攪拌装置１００の一例を示す側面図である。攪拌装置１００はチャンバー１と、チャンバー１内に配置された攪拌部材２とを備えている。チャンバー１は、底面１ａ、底面１ａから鉛直上方に延びる側面１ｂ、側面と直交する頂面１ｃによって区画されており、底面１ａが円である円柱状に形成されている。なお、側面１ｂは底面１ａから上方に延びていればよく、必ずしも鉛直方向に延びている必要はない。また、頂面１ｃは、側面１ｂと直交する必要はなく、頂面１ｂと交わっていればよい。また、底面１ａの形状は円に限定されず、チャンバーの形状も円柱には限定されない。チャンバー１の側面１ｂの頂面１ｃ近傍に上流側導管３が接続されて流入口１ｄが形成されている。また、チャンバー１の側面１ｂの底面１ａ近傍に下流側導管４が接続されて流出口１ｅが形成されている。熔融ガラス７は、上流側導管３から流入口１ｄを介して水平方向にチャンバー１内に流入し、チャンバー１内において鉛直下方に導かれ、チャンバー１内から流出口１ｅを介して水平方向に下流側導管４へ流出する。流入口１ｄは、側面１ｂの底面１ａの近傍に設けられている必要はなく、底面１ａに設けられていてもよい。しかし、熔融ガラス７を攪拌装置１００の内部に十分な時間滞留させて、熔融ガラス７に攪拌部材２によって十分なせん断応力を付与するという観点から、流入口１ｄは、側面１ｂの底面１ａ近傍に設けられていることが好ましい。

攪拌部材２は、円柱状の回転軸であるシャフト５とシャフト５の側面からシャフト５の半径方向に延びる羽根６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅとを備えている。図示していないが、シャフト５の上端部はモーターに接続されており、攪拌部材２はシャフト５を回転軸として回転してチャンバー内１の熔融ガラス７を攪拌する。なお、本実施形態において、シャフト５は、上から見て反時計回りに回転する。羽根６ａ〜６ｅはこの順番でシャフト５の軸方向に沿って設けられている。このように、攪拌部材２は５段の羽根を備える。攪拌部材２は、各段においてシャフト５から互いに反対方向に延びる２つの羽根６ａ〜６ｅを備えている。攪拌部材２のシャフト５の軸方向に並ぶ羽根の段数は５段に限定されるものではなく、チャンバー１の大きさやシャフト５の長さなどを考慮して、適宜調整してよく、２段以上設けられていればよい。また、シャフト５の軸方向における隣接する羽根の間隔は、チャンバー１内の熔融ガラス７が効率的に攪拌されるように、例えば、３〜３５ｍｍであることが好ましい。

また、例えばフラットパネルディスプレイ用ガラスなどの場合、攪拌装置１００により攪拌する熔融ガラス７の温度は１４００〜１６００℃程度である。そのため、上流側導管３、下流側導管４、チャンバー１及び攪拌部材２のように熔融ガラス７に接触する部材は、上記温度に耐えることができる材料により作製されることが望ましい。例えば、これらの部材は、白金、白金合金、強化白金、強化白金合金、イリジウム、イリジウム合金などにより作製される。

（攪拌部材の位置決め）
次に、攪拌工程における攪拌部材２のシャフト５の位置決めの態様について説明する。図２に示すように、攪拌部材２のシャフト５は、円柱状のチャンバー１の中心軸よりも流出口１ｅ側にずらして位置決めされている。図３を参照しつつ、シャフト５の位置決めについて詳細に説明する。図３は、攪拌部材２を底面１ａに投影した図である。図３において、破線で示された円は、シャフト５の中心Ｏ２を中心とし、シャフト５からシャフト５の半径方向に最も離れた羽根の端Ｅを円周上の任意の点とする仮想円Ｃである。Ｏ１は形状が円である底面１ａの中心を示している。図３に示す通り、シャフト５の位置は、底面１ａの周が、底面１ａの周に含まれる他の点よりもシャフト５の投影体に近い近接点Ｎを含むように、シャフト５が位置決めされている。図３には、このような近接点のうち、シャフト５の投影体に最も近い近接点Ｎを図示している。このようにシャフト５が位置決めされていると、攪拌部材２の羽根６ａ〜６ｅの端Ｅとチャンバー１の側面１ｂとの距離が局所的に短くなる領域が形成される。この領域では、攪拌部材２とチャンバー１の側面１ｂとの間でより高いせん断応力を熔融ガラス７に対して与えることができる。熔融ガラス７に対するせん断応力を局所的に高めることで、熔融ガラス７の攪拌効果を高めることができる。換言すると、攪拌装置１００において、シャフト５は、側面１ｂ及び攪拌部材２の羽根６ａ〜６ｅによって熔融ガラス７にかかるせん断応力が側面１ｂの周方向において変化するように、設けられている。また別の観点から、シャフト５は、シャフト５からシャフト５の半径方向に最も離れた羽根６ａ〜６ｅの端と側面１ｂとの距離が側面１ｂの周方向において変化するように、設けられている、ということもできる。

例えば、シャフト５をチャンバー１の中心軸に沿って位置決めし、図３に記載の底面１ａより小さい径の円である底面でチャンバー１を形成して、仮想円Ｃの円周と底面１ａの周との距離を底面１ａの周全体で短くし、熔融ガラス７に対するせん断応力を高めることが考えられる。しかしながら、この様にしてチャンバー１の側面１ｂと攪拌部材２の羽根６ａ〜６ｅの端Ｅとの距離を側面１ｂの全体で短くしてしまうと、羽根６ａ〜６ｅ及びチャンバー１の側面１ｂが熔融ガラス７から受ける負荷（応力）が大きくなってしまい、羽根６ａ〜６ｅ及びチャンバー１の側面１ｂが破損もしくは変形してしまうおそれがある。本実施形態では、羽根６ａ〜６ｅ及びチャンバー１の底面１ａ、側面１ｂ及び頂面１ｃは白金、白金合金等の材料で作製されている。羽根６ａ〜６ｅ及びチャンバー１の側面１ｂにかかる負荷が大きくなると、羽根６ａ〜６ｅ又はチャンバー１の側面１ｂから白金等が剥離して熔融ガラス７中に混入してしまうおそれがある。あるいは、羽根６ａ〜６ｅ及びチャンバー１の側面１ｂの劣化が促進されてしまう。その結果、例えばディスプレイ用ガラス基板などのガラス製品の欠陥を招いてしまう。あるいは、チャンバー１の側面１ｂの劣化により、チャンバー１の側面１ｂが破損してしまうおそれがある。チャンバー１は、白金、白金合金などの高価な材料で作製されている。従って、コスト低減のために例えば、チャンバーは０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度の厚さの壁で構成されるため、上記のチャンバー１の側面の破損の問題が顕著となる。上記のようにシャフト５を位置決めすれば、チャンバー１の側面１ｂにおいて側面１ｂと攪拌部材２の羽根６ａ〜６ｅの端Ｅとの距離が局所的に短い領域が形成されるものの、それ以外の領域では側面１ｂと攪拌部材２の羽根６ａ〜６ｅの端Ｅとの距離はより長くなる。その結果、羽根６ａ〜６ｅ及びチャンバー１の側面１ｂが熔融ガラス７から受ける負荷が攪拌装置全体で大きくなることを抑制できる。さらに、側面１ｂにおいて側面１ｂと攪拌部材２の羽根６ａ〜６ｅの端Ｅとの距離が局所的に短い領域が形成されると、側面１ｂと攪拌部材２の羽根６ａ〜６ｅの端Ｅとの距離が一定である場合と比較して、チャンバー１内の熔融ガラスの流れが乱れ、攪拌効果が向上し、脈理を低減することが可能となる。

本実施形態では、近接点Ｎは底面１ａの流出口１ｅに対応する側面１ｂの部分に含まれていることが好ましい。換言すると、攪拌部材２のシャフト５は、チャンバー１の側面１ｂの流出口１ｅに対応する部分（流出口１ｅからシャフト５の回転軸と平行な方向に延びている側面１ｂの部分）で羽根６ａ〜６ｅの端Ｅが側面１ｂと最も近接するように、位置決めされていることが好ましい。つまり、シャフト５は、シャフト５からシャフト５の半径方向に最も離れた羽根６ａ〜６ｅの端Ｅと側面１ｂとの距離が側面１ｂのうち流出口１ｅに対応する部分で最小となるように、設けられている。本実施形態では、チャンバー１の底面１ａの形状が円であるので、シャフト５が底面１ａの中心から流出口１ｅ側に寄るように、シャフト５が位置決めされているということもできる。

ところで、流出口１ｅはチャンバー１の側面１ｂが開口して形成されている場合、この部分で攪拌部材２と対向する面が存在しない。例えば、底面１ａの中心にシャフト５を位置決めした場合、流出口１ｅ付近の領域での熔融ガラス７に対するチャンバー１の側面１ｂとの羽根６ａ〜６ｅによるせん断応力は、他の領域での熔融ガラス７に対するチャンバー１の側面１ｂと羽根６ａ〜６ｅによるせん断応力よりも小さくなる。その結果、流出口１ｅ付近の領域で、例えば周囲の熔融ガラス７と屈折率や比重の異なる部分が生じて、脈理が発生してしまうおそれがある。これに対し本実施形態では、上記のようにシャフト５を位置決めすることで、流出口１ｅ近傍の側面１ｂと攪拌部材２の羽根６ａ〜６ｅによる十分なせん断応力を熔融ガラス７に対して与えることができる。その結果、熔融ガラス７をより均質に攪拌して攪拌効果が向上し、脈理の発生が低減される。

側面１ｂと攪拌部材２との距離が短すぎると、攪拌部材２及びチャンバー１の側面１ｂが熔融ガラス７から受ける負荷が大きくなってしまう。一方、側面１ｂと攪拌部材２との距離が長すぎると、側面１ｂと攪拌部材２の羽根６ａ〜６ｅによって局所的に高いせん断応力を熔融ガラス７に与えることが難しくなる。このような観点から、シャフト５の中心軸と底面１ａの中心における底面に対する法線との距離Ｌは、シャフト５の中心軸と底面１ａの中心における底面に対する法線とが一致するようにシャフト５を位置決めしたときのシャフト５からシャフト５の半径方向に最も離れた羽根６ａ〜６ｅの端Ｅと側面１ｂとの距離Ｄに対して、０％より大きく、かつ、４５％以下の範囲とすることが望ましく、１０〜４０％がより望ましく、１５〜３０％がさらに望ましい。

具体的には、近接点Ｎとシャフト５から最も離れた羽根６ａ〜６ｅの端Ｅとの距離が、３〜２５ｍｍであることが好ましく、５〜２０ｍｍであることがより好ましく、８〜１５ｍｍであることがさらに好ましい。これにより、攪拌装置への負荷を過剰にすることなく、より高いせん断応力を熔融ガラスに対して与えることができ、熔融ガラスの攪拌効果を高めることができる。

以上のことから、本実施形態では、攪拌部材２とチャンバー１の側面１ｂとの距離が局所的に短くなる領域が形成され、この領域では、攪拌部材２とチャンバー１の側面１ｂとの間でより高いせん断応力を熔融ガラスに対して与えることができ、熔融ガラスの攪拌効果を高めることができる。また、それ以外の領域ではチャンバー１の側面１ｂと攪拌部材２との距離はより長くなる。その結果、羽根及びチャンバー１の側面１ｂが熔融ガラスから受ける応力が攪拌装置全体で大きくなることを低減できる。

本実施形態の位置決め作業を実施する時期は特に限定されない。攪拌工程の開始前に行ってもよいし、攪拌工程中に行ってもよい。攪拌装置１００の製造過程で実施してもよいし、攪拌装置１００のメンテナンス作業の一工程として実施してもよい。

（攪拌部材）
次に、攪拌部材２の羽根６ａ〜６ｅの構成及びチャンバー１内での熔融ガラス７の流れについて具体的に説明する。なお、攪拌部材２の構成は下記構成に限定されるものではないが、攪拌部材２の羽根は、攪拌部材２の羽根６ａ〜６ｅとチャンバー１の側面１ｂとによって熔融ガラスにせん断力を付与することができるように一定以上の長さの又は一定以上の面積のチャンバー１の側面１ｂと対向する部分を有していることが好ましい。本実施形態の攪拌装置１００は、チャンバー１の側面１ｂと攪拌部材２の羽根６のシャフト５のチャンバー１の側面１ｂと対向する面との間に形成されるクリアランス（間隔）において熔融ガラスにせん断応力を与え、攪拌効果を得ている。

羽根６ａ、６ｃ、６ｅは互いに同一形状であり、羽根６ｂ、６ｄは互いに同一形状である。図４は、攪拌部材２の斜視図である。図５は、羽根６ａ、６ｃ、６ｅの平面図であり、図６は、羽根６ａ、６ｃ、６ｅの側面図である。図７は、羽根６ｂ、６ｄの平面図であり、図８は、羽根６ｂ、６ｄの側面図である。羽根６ａ〜６ｅは、シャフト５の側面からシャフト５の半径方向に延びる支持板８と支持板８の主面上に設けられた補助板９とを備えている。

支持板８は、シャフト５を回転軸として攪拌部材２が回転した場合に、熔融ガラス７を上方に押し上げ、又は、下方に押し下げる形態を有している。ここで、シャフト５の軸方向に沿った方向が上下方向である。

図４に示すように、羽根６ａ、６ｃ、６ｅと羽根６ｂ、６ｄとでは支持板８の傾斜方向が互いに異なる。上から見て反時計回りにシャフト５が回転した場合に、羽根６ａ、６ｃ、６ｅの支持板８は熔融ガラス７を押し下げるが、羽根６ｂ、６ｄの支持板８は熔融ガラスを押し上げる。

シャフト５を回転軸として攪拌部材２が回転した場合に、最下段の羽根６ｅにより熔融ガラス７を押し下げる態様となっている。最下段の羽根６ｅ付近の熔融ガラス７に下方への流れを生じさせることで、熔融ガラス７がチャンバー１の底面と衝突し、熔融ガラス７の攪拌が促進される。

支持板８の主面には貫通孔１２が形成されている。シャフト５を回転軸として攪拌部材２を回転させた場合に、熔融ガラス７の一部が貫通孔１２を通過することにより、熔融ガラス７には上方又は下方への流れが生じる。

補助板９は、その主面が支持板８の主面に対して垂直となるように、支持板８の主面上に設けられている。図５及び図７に示されているように、補助板９は、一つの支持板８の上方主面及び下方主面にそれぞれ２枚ずつ設けられている。図５及び図７において、下方主面に設けられた補助板９は破線で示されている。補助板９は、シャフト５に最も近い端部９ａと、端部９ａの反対側の端部である端部９ｂとを有し、端部９ａから端部９ｂまで延びる形状を有している。補助板９は、熔融ガラス７にシャフト５の半径方向の流れを生じさせることができればよく、補助板９の主面は平面又はその他の形状であってもよい。

図９において、各羽根６ａ〜６ｅの間の矢印は、補助板９によって生じる熔融ガラス７の流れを示している。熔融ガラス７には、補助板９によって、シャフト５側からチャンバー１の側面１ｂ側への流れ、又は、チャンバー１の側面１ｂ側からシャフト５側への流れが生じる。

図９において、最下段の羽根６ｅとチャンバー１の底面１ａとの間の矢印はこの領域における熔融ガラス７流れを模式的に示している。最下段の羽根６ｅの下方主面に設置された補助板９が上記の形態であるので、熔融ガラス７がチャンバー１から下流側導管４へ円滑に流出されるように、シャフト５側からチャンバー１の側面１ｂ側へと熔融ガラス７を導くことができる。その結果、チャンバー１の下部における熔融ガラス７の流れが円滑となり、熔融ガラス７がより均質に攪拌される。

図９の最上段の羽根６ａと頂面１ｃとの間の矢印は、この領域における熔融ガラス７の流れを模式的に示している。羽根６ａの支持板８は、熔融ガラス７を下方に押し下げる形態を有している。また、シャフト５を回転軸として上から見て反時計回りに攪拌部材２が回転した場合に、羽根６ａの支持板８の上方主面に設置されている補助板９は、熔融ガラス７をチャンバー１の側面１ｂ側からシャフト５側へとかき込む態様を有している。攪拌部材２が回転した場合に、これら支持板８及び補助板９によって熔融ガラス７に流れが生じ、それらの流れが合成されることによって、上部空間２１において、図９に示すように、シャフト５周辺では熔融ガラス７が上方に向かい、チャンバー１の側面１ｂ周辺では熔融ガラス７が下方へ向かう流れ（循環流）が生じる。循環流が生じることにより、上流空間２１では熔融ガラス７が攪拌され、滞留しにくい。

さらに、上記の通り、底面１ａの周は、底面１ａの周に含まれる他の点よりもシャフト５の投影体に近い近接点Ｎを含むように、シャフト５が位置決めされている。換言すると、攪拌装置１００において、シャフト５は、側面１ｂ及び攪拌部材２の羽根６ａ〜６ｅによって熔融ガラス７にかかるせん断応力が側面１ｂの周方向において変化するように、設けられている。また別の観点から、シャフト５はシャフト５からシャフト５の半径方向に最も離れた羽根６ａ〜６ｅの端と側面１ｂとの距離が側面１ｂの周方向において変化するように設けられている、ということもできる。このようにシャフト５が位置決めされていると、攪拌部材２の羽根６ａ〜６ｅの端Ｅとチャンバー１の側面１ｂとの距離が局所的に短くなる領域が形成される。この領域では、攪拌部材２とチャンバー１の側面１ｂとの間でより高いせん断応力を熔融ガラス７に対して、与えることができる。熔融ガラス７に対するせん断応力を局所的に高めることで、熔融ガラス７の攪拌効果を高めることができる。また、それ以外の領域では側面１ｂと攪拌部材２の羽根６ａ〜６ｅの端Ｅとの距離はより長くなる。その結果、羽根６ａ〜６ｅ及びチャンバー１の側面１ｂが熔融ガラス７から受ける負荷が攪拌装置１００全体で大きくなることを低減できる。

（ガラス組成）
本実施形態のガラス製造装置２００で製造されるガラスは特に限定されない。しかし、本実施形態のガラス製造装置は、以下に例示する組成又は特性を有するガラスの製造に有利である。

本実施形態を適用するガラスの一例は、アルカリ金属酸化物（Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、及びＫ₂Ｏ）を０〜２．０質量％（Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、及びＫ₂Ｏの合計量）を含有するガラスである。このガラスは、アルカリ金属酸化物を実質的に含まない無アルカリガラス、又は、アルカリ金属酸化物を原料として添加しているものの、アルカリ金属酸化物の含有量の合計量が２質量％以下である微アルカリガラスである。ここで、無アルカリガラスについて「実質的に含まない」とは、アルカリ金属酸化物を原料として意図的に添加しないことを意味し、アルカリ金属酸化物を全く含まない場合はもちろん、例えば製造上の理由で微量にアルカリ酸化物が混入してしまう場合を許容する趣旨である。具体的にはアルカリ金属酸化物の許容される含有率は０．１質量％未満である。無アルカリガラス及び微アルカリガラスの熔融工程における粘度は、アルカリ金属酸化物を２質量％を超えて（比較的多く）含むアルカリガラスの熔融工程における粘度より高くなりやすい。そのため、無アルカリガラス及び微アルカリガラスは、熔融工程において均質化がされにくく未熔解物が残存して脈理が生じやすい。さらに、攪拌工程における無アルカリガラス及び微アルカリガラスの熔融ガラスの粘度は、アルカリガラスの熔融ガラスの粘度よりも高いため、熔融ガラスから攪拌装置に加わる応力が大きくなる。そこで、本実施形態の製造方法又は製造装置をこのガラスに適用することで、攪拌装置の破損などを抑制しつつ、熔融ガラスがより均質に攪拌されて、脈理の発生を低減することができる。

また、本実施形態を適用するガラスの一例は、熔融ガラスの粘度が１０^2.5ｄＰａ・ｓ
のときの熔融ガラスの温度が１４５０〜１７５０℃であるガラスである。このような特性を持つガラスは熔融工程において均質化されがたく未熔解物が残存して脈理が生じやすい。さらに、このような特性を持つガラスは、１０^2.5ｄＰａ・ｓのときの熔融ガラスの温度が１４５０℃未満のガラスと比較して攪拌工程における熔融ガラスの粘度が高いため、熔融ガラスから攪拌装置に加わる応力が大きくなる。つまり、１０^2.5ｄＰａ・ｓのときの熔融ガラスの温度が１４５０〜１７５０℃であるガラスの製造には本実施形態が好適であり、１０^2.5ｄＰａ・ｓのときの熔融ガラスの温度が１５００〜１７５０℃であるガラスには本実施形態がより好適であり、１０^2.5ｄＰａ・ｓのときの熔融ガラスの温度が１５３０〜１７５０℃であるガラスには本実施形態がさらに好適である。本実施形態の製造方法又は製造装置をこのような特性を有するガラスに適用することで、攪拌装置の破損などを抑制しつつ、熔融ガラスがより均質に攪拌されて、脈理の発生を低減することができる。

また、本実施形態を適用するガラスの一例は、
ＳｉＯ₂：５０〜７０質量％、
Ｂ₂Ｏ₃：５〜１８質量％、
Ａｌ₂Ｏ₃：１０〜２５質量％、
ＭｇＯ：０〜１０質量％、
ＣａＯ：０〜２０質量％、
ＳｒＯ：０〜２０質量％、
ＢａＯ：０〜１０質量％、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：５〜２０質量％、
酸化スズ、酸化鉄、及び酸化セリウムから選ばれる少なくとも１種の金属酸化物をそれぞれＳｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃及びＣｅＯ₂に換算して合計で０．０５〜１．５質量％含有するガ
ラスである。このガラスも、熔融工程において均質化されがたく未熔解物が残存して脈理が生じやすい。さらに、熔融ガラスの粘度が高いため、熔融ガラスから攪拌装置に加わる応力が大きくなる。本実施形態の製造方法又は攪拌装置をこのガラスに適用することで、攪拌装置の破損などを抑制しつつ、熔融ガラスがより均質に攪拌されて、脈理の発生を低減することができる。

このガラスは、例えば液晶ディスプレイあるいは有機ＥＬディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ用ガラス基板として利用され得る。ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）などのフラットパネルディスプレイの素子の劣化を抑制する観点から、このガラスは、アルカリ成分を実質的に含まない無アルカリガラスであることが望ましい。他方、清澄性を向上させるために微量のアルカリ成分を含有させていてもよい。この場合、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ及びＫ₂Ｏの含有量の総和（Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）が０．０５〜２．０質量％であることが望ましく、０．１〜２．０質量％であることがより望ましい。また、環境負荷の観点から、清澄剤としてＡｓ₂Ｏ₃、ＰｂＯを実質的に含まないことが望ましい。また、清澄剤として少なくともＳｎＯ₂を含有することが望ましい。また、ガラス中の酸化鉄の含有量がＦｅ₂Ｏ₃に換算して０．０１〜０．２質量％であることが望ましい。

ここで、「実質的に含まない」とは、原料として意図的に添加しないことを示し、当該成分を全く含まない場合はもちろん、例えば製造上の理由で微量に当該成分が混入することを許容する趣旨である。

なお、フラットパネルディスプレイの軽量化の観点から、ＳｒＯ＋ＢａＯが０〜１０質量％であることが望ましい。さらに、環境負荷の観点も考慮すると、ＢａＯは０〜２質量％であることがさらに望ましい。

上述の組成範囲とすることで、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ用のガラス板に要求される特性を満たすことができる。より詳細には、歪点６５０℃以上、より好ましくは６６０℃以上であるガラス板を実現できる。また、密度２．６ｇ／ｃｍ³以下、より好ましくは２．５ｇ／ｃｍ³以下を満たすガラス板を実現できる。また、ヤング率が７０ＧＰａ以上のガラス板を実現できる。ここで、歪点は、ガラスの粘度が１０^14.5ｄＰａ・ｓであるときの温度と定義される。密度は、アルキメデス法により測定されるものを意味する。ヤング率はＪＩＳ（日本工業規格）Ｒ１６０２に従って測定されるものを意味する。さらに、失透温度１２５０℃以下を実現できるので、オーバーフローダウンロード法を適用してガラス板を製造できる。ただし、失透温度が１０５０℃未満を実現しつつ、フラットパネルディスプレイ用ガラス板に要求される上述した特性を満たすことは困難であるため、このガラスの失透温度１０５０℃〜１２５０℃であることが好ましく、１１００℃〜１２３０℃であることが好ましい。

また、本実施形態を適用するガラスの一例は、
ＳｉＯ₂：５２〜７８質量％、
Ｂ₂Ｏ₃：３〜２５質量％、
Ａｌ₂Ｏ₃：３〜１５質量％、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：３〜２０質量％、
質量比（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃）／Ｂ₂Ｏ₃が７．５以上であり、歪点が６７０℃以上である、ガラスである。このガラスも、熔融工程において均質化されがたく未熔解物が残存して脈理が生じやすい。さらに、上記したガラス組成よりもさらに熔融ガラスの粘度が高くなりやすいため、攪拌工程時の熔融ガラス温度も高く、熔融ガラスから攪拌装置に加わる応力が大きくなる。例えば、攪拌工程時の熔融ガラス温度は、１４５０〜１５５０℃である。本実施形態の製造方法又は攪拌装置をこのガラスに適用することで、攪拌装置の破損などを抑制しつつ、熔融ガラスがより均質に攪拌されて、脈理の発生を低減することができる。

近年、ディスプレイの高精細化のためにα‐Ｓｉ（アモルファスシリコン）・ＴＦＴに替えてｐ‐Ｓｉ・ＴＦＴや酸化物半導体を用いたフラットパネルディスプレイが求められている。ｐ‐Ｓｉ・ＴＦＴや酸化物半導体の形成では、α‐Ｓｉ・ＴＦＴの形成工程よりも高温な熱処理工程が存在する。そのため、ｐ‐Ｓｉ・ＴＦＴや酸化物半導体が形成されるガラス板には熱収縮率が小さいことが求められる。熱収縮率を小さくするためには、ガラスの歪点を高くすることが望ましいが、歪点が高いガラスは高温域における熔融ガラスの粘度が高くなりやすい。そのため、脈理の発生が顕著となる。ｐ‐Ｓｉ・ＴＦＴや酸化物半導体が形成されるガラス板の歪点としては、例えば６７０℃以上であり、６８０℃以上がより望ましく、６９０℃以上がさらに望ましい。また、製造上の理由から、熔融ガラスの粘度が１０^2.5ｄＰａ・ｓのときの熔融ガラスの温度が１５００〜１７５０℃であることが望ましく、１５５０〜１７５０℃であることがより望ましい。歪点が６７０℃以上であり、かつ、１０^2.5ｄＰａ・ｓのときの熔融ガラスの温度が１５００〜１７５０℃であるガラスの一例としては上記の組成のガラスを挙げることができる。

このガラスはさらに以下の組成、特性を備えていてもよい。熔融工程においてガラスではなく熔融槽に電流が流れてしまわないように、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、及びＫ₂Ｏの含有量の総和（Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）を０．０１〜０．８質量％としてガラスの比抵抗を低下させることが望ましい。また、ガラスの比抵抗を低下させるためにＦｅ₂Ｏ₃の含有量を０．０１〜１質量％とすることが望ましい。さらに、高い歪点を実現しつつ失透温度の上昇を抑制するために、ＣａＯ／ＲＯ（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）は０．６５以上とするのが望ましい。また、高い歪点を実現しつつ失透温度の上昇を抑制するために、質量比（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃）／Ｂ₂Ｏ₃を７．５〜２０の範囲とすることが望ましい。また、失透温度を１２５０℃以下としてオーバーフローダウンロード法の適用を可能にすることが望ましい。また、軽量化の観点から、ＳｒＯ及びＢａＯの含有量の合計が０〜２質量％であることが望ましい。

＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る攪拌装置３００について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態は攪拌部材３０２が以下に説明する構成である点を除き、第１実施形態と同様の構成である。

図１０は、本実施形態に係る攪拌装置３００の攪拌部材３０２の斜視図である。攪拌部材３０２は、軸回転する円柱状のシャフト３０５と、シャフト３０５の側面に設けられた羽根３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ、３０６ｄ、３０６ｅとを備えている。羽根３０６ａ〜羽根３０６ｅは、シャフト３０５の半径方向に延びるように設けられている。シャフト３０５は、その回転軸が鉛直方向に沿うようにチャンバー３０１内に配置されている。チャンバー３０１は第１実施形態と同一の構成を有している。シャフト３０５は、第１実施形態と同様の位置決め工程によって、チャンバー３０１に対して位置決めされる。羽根３０６ａ〜３０６ｅは、シャフト３０５の軸方向（回転軸方向）に沿って、上方から下方に向かってこの順序で等間隔に配置されている。すなわち、攪拌部材３０２では、羽根３０６ａ〜３０６ｅがシャフト３０５の軸方向に沿って５段配置されている。

羽根３０６ａ、３０６ｃ、３０６ｅは互いに同一の形状を有し、羽根３０６ｂ、３０６ｄが互いに同一の形状を有している。図１１は、シャフト３０５の回転軸に沿って見た場合における、３０６ａ、３０６ｃ、３０６ｅの平面図である。また、図１２は、シャフト３０５の回転軸に沿って見た場合における、羽根３０６ｂ、３０６ｄの平面図である。各羽根３０６ａ〜３０６ｅは、シャフトの３０５の径方向外側に向かって放射状に延びるように配置されている。各羽根３０６ａ〜３０６ｅは、シャフト１０５の軸方向に対して直交する３枚の支持板３０８と、各支持板３０８の上側の主面上に設置された１枚の上側補
助板３１９ａと、各支持板３０８の下側の主面上に設置された１枚の下側補助板３１９ｂとからなる。以下、上側補助板３１９ａ及び下側補助板３１９ｂをまとめて補助板３０９と呼ぶ。なお、図１１及び図１２において、下側補助板３１９ｂは破線で示されている。

３枚の支持板３０８は、各羽根３０６ａ〜３０６ｅを平面視した場合に、シャフト３０５の回転軸に対して３回対称となる位置において、シャフト３０５の側面に直接接続されている。各支持板３０８は、その主面の法線がシャフト３０５の軸方向に沿うようにシャフト３０５に接続されている。すなわち、各支持板３０８は水平に配置されている。各羽根３０６ａ〜３０６ｅの３枚の支持板３０８は、図１０〜図１２に示されるように、シャフト３０５の周囲において、連結部３１０によって互いに接続されている。すなわち、３枚の支持板１０８は、実質的に１つの部品を構成する。

また、３枚の支持板３０８は、シャフト３０５からチャンバー３０１の内壁に向かって放射状に設けられ、かつ、隣接する２つの段に配置される羽根３０６ａ〜３０６ｅの支持板３０８のそれぞれをチャンバー３０１の底面３０１ａに投影した場合に、支持板３０８と支持板３０８との間隔が小さくなるように配置されている。具体的には、シャフト３０５の回転軸に沿って隣接している２つの羽根３０６ａ〜３０６ｅの支持板３０８は、シャフト３０５の回転軸に沿って見た場合に、互いに重ならないように配置されている。例として、図１３に、攪拌部材３０２をシャフト３０５の回転軸に沿って上面視した場合における、羽根３０６ａ及び羽根３０６ｂの位置関係を示す。図１３に示されるように、羽根３０６ａの支持板３０８は、羽根３０６ｂの支持板３０８の間に位置するように配置されている。すなわち、羽根３０６ａ及び羽根３０６ｂの６枚の支持板３０８は、シャフト３０５の回転軸に対して６回対称となる位置に配置されているように見える。

補助板３０９は、その主面が支持板３０８の主面に対して垂直となるように、支持板３０８の主面上に配置されている。また、補助板３０９は、シャフト３０５から支持板３０８の外周縁に向かって延びている。各補助板３０９は、シャフト３０５に最も近い内側端部３０９ａと、内側端部３０９ａの反対側の端部であって支持板３０８の外周縁に最も近い側の外側端部３０９ｂとを有している。各補助板３０９は、内側端部３０９ａから外側端部３０９ｂに向かうにしたがって、シャフト３０５の回転軸が位置する中心点と内側端部３０９ａとを結ぶ直線３１１から、その主面が離れていくように設けられている。

具体的には、３０６ａ、３０６ｃ、３０６ｅでは、図１１に示されているように、攪拌部材３０２を上面視した場合に、上側補助板３１９ａは、その主面が直線３１１から反時計回りに離れていくように設置され、かつ、下側補助板３１９ｂは、その主面が直線３１１から時計回りに離れていくように設置されている。一方、３０６ｂ、３０６ｄでは、図１２に示されているように、攪拌部材３０２を上面視した場合に、上側補助板３１９ａは、その主面が直線３１１から時計回りに離れていくように設置され、かつ、下側補助板３１９ｂは、その主面が直線３１１から反時計回りに離れていくように設置されている。すなわち、各羽根３０６ａ〜３０６ｅにおいて、上側補助板３１９ａ及び下側補助板３１９ｂは互いに逆回りに延びるように設置されている。また、シャフト３０５の回転軸に沿って隣接している２つの羽根３０６ａ〜３０６ｅの間において対向する一対の補助板３０９は、その主面が直線３１１から互いに同じ方向に離れていくように設置されている。例えば、羽根３０６ａの下側補助板３１９ｂと、羽根３０６ｂの上側補助板３１９ａとは、共に、それらの主面が直線３１１から時計回りに離れていくように設置されている。

また、補助板３０９は、その主面と支持板３０８の主面との接続部が、支持板３０８の端部に位置しないように設置されている。すなわち、シャフト３０５の回転軸に沿って羽根３０６ａ〜３０６ｅを見た場合に、補助板３０９は、内側端部３０９ａ及び外側端部３０９ｂを除いて、支持板３０８の外周縁から離れた位置に設置されている。

図１４を参照しつつ、攪拌装置３００の動作について説明する。図１４は、攪拌装置３００内における熔融ガラス７の流れを表す図である。チャンバー３０１内には、上流側導管３０３から熔融ガラス７を水平方向に流入させる。攪拌部材３０２のシャフト３０５の上端部は外部のモーター等と連結されていて、攪拌部材３０２は、シャフト３０５を回転軸として上から見て反時計回りに回転する。チャンバー３０１内において熔融ガラス７は、上方から下方に徐々に導かれながら、攪拌部材３０２によって攪拌される。攪拌された熔融ガラス７を、チャンバー３０１内から下流側導管３０４へ水平方向に流出させる。

チャンバー３０１内では、羽根３０６ａ〜３０６ｅがシャフト３０５を回転軸として回転することで、熔融ガラス７が攪拌される。具体的には、各羽根３０６ａ〜３０６ｅの補助板３０９が、熔融ガラス７を、チャンバー３０１の側面３０１ｂ側からシャフト３０５側へかき込み、又は、シャフト３０５側からチャンバー３０１の側面３０１ｂ側へ押し出す。本実施形態では、各羽根３０６ａ〜３０６ｅにおいて、上側補助板３１９ａ及び下側補助板３１９ｂのいずれか一方が、熔融ガラス７をチャンバー３０１の側面３０１ｂ側からシャフト３０５側へかき込み、他方が熔融ガラス７をシャフト３０５側からチャンバー３０１の側面３０１ｂ側へ押し出す。すなわち、各羽根３０６ａ〜３０６ｅの支持板３０８の上方及び下方において、シャフト３０５の半径方向の流れは互いに逆方向になっている。また、シャフト３０５の軸方向に沿って隣接する２つの段に配置される羽根３０６ａ〜３０６ｅにおいて、上段に位置する羽根の下側補助板３１９ｂ及び下段に位置する上側補助板３１９ａの一対の補助板３０９によって生じる熔融ガラス７のシャフト３０５の半径方向の流れは、共に同じ方向となっている。その結果、シャフト３０５の半径方向に熔融ガラス７を十分に移動させてより高い攪拌効果を得ることができる。

本実施形態では、図１４に示されるように、シャフト３０５の最上段に位置する羽根３０６ａの上側補助板３１９ａは、熔融ガラス７をチャンバー３０１の側面３０１ｂ側からシャフト３０５側へかき込む流れを生じさせる。そのため、羽根３０６ａの下側補助板３１９ｂと、一段下に位置する羽根３０６ｂの上側補助板３１９ａとは、熔融ガラス７をシャフト３０５側からチャンバー３０１の側面３０１ｂ側へ押し出す流れを生じさせる。同様に、羽根３０６ｂの下側補助板３１９ｂと、羽根３０６ｃの上側補助板３１９ａとは、熔融ガラス７を、チャンバー３０１の側面３０１ｂ側からシャフト３０５側へかき込む流れを生じさせる。そして、最下段に位置する羽根３０６ｅの下側補助板３１９ｂは、熔融ガラス７をシャフト３０５側からチャンバー３０１の側面３０１ｂへ押し出す流れを生じさせる。すなわち、最下段に位置する羽根３０６ｅとチャンバー３０１の底面３０１ａとの間の下部空間において、熔融ガラス７は図１４で示される矢印の方向に流れる。

また、本実施形態において、図１４に示されるように、攪拌部材３０２の軸回転によって、最上段に位置する羽根３０６ａの上側補助板３１９ａは、羽根３０６ａの支持板３０８の上方において、チャンバー３０１の側面３０１ｂ側からシャフト３０５側に向かって熔融ガラス７を移動させる流れを生じさせる。そして、羽根３０６ａの上側補助板３１９ａは、この熔融ガラス７を、さらにシャフト３０５の側面３０１ｂに沿って上昇させる流れを生じさせる。熔融ガラス７の液面近傍まで上昇した熔融ガラス７は、シャフト３０５側からチャンバー３０１の側面３０１ｂ側へ向かって流れ、さらに、チャンバー３０１の側面３０１ｂに沿って下降する。すなわち、最上段に位置する羽根３０６ａと熔融ガラス７の液面との間の上部空間において、熔融ガラス７は、図１４で示される循環流を形成する。この循環流によって、上部空間において熔融ガラス７が攪拌される。

本実施形態では、第１実施形態と同様にシャフト３０５が位置決めされている。すなわち、図３の図示と同様に、シャフト３０５の位置は、底面３０１ａの周が、底面３０１ａの周に含まれる他の点よりもシャフト３０５の投影体に近い近接点Ｎを少なくとも１点含むように、位置決めされている。つまり、攪拌装置３００において、シャフト３０５は、側面３０１ｂ及び攪拌部材３０２の羽根３０６ａ〜３０６ｅによって熔融ガラス７にかかるせん断応力が側面３０１ｂの周方向において変化するように、設けられている。また別の観点から、シャフト３０５はシャフト３０５からシャフト３０５の半径方向に最も離れた羽根３０６ａ〜３０６ｅの端と側面３０１ｂとの距離が側面３０１ｂの周方向において変化するように設けられている、ということもできる。このようにシャフト３０５が位置決めされていると、攪拌部材３０２の羽根３０６ａ〜３０６ｅの端とチャンバー３０１の側面３０１ｂとの距離が局所的に短くなる領域が形成される。この領域では、攪拌部材３０２とチャンバー３０１の側面３０１ｂとの間でより高いせん断応力を熔融ガラス７に対して、与えることができる。熔融ガラス７に対するせん断応力を局所的に高めて、熔融ガラス７の攪拌効果を高めることができる。また、これ以外の領域では、側面３０１ｂと攪拌部材３０２の羽根３０６ａ〜３０６ｅの端Ｅとの距離はより長くなる。その結果、羽根３０６ａ〜３０６ｅ及びチャンバー３０１の側面３０１ｂが熔融ガラス７から受ける負荷が攪拌装置全体で大きくなることを抑制できる。

本実施形態では、上流側導管３０３からチャンバー３０１内に流入した熔融ガラス７は攪拌部材３０２の軸回転によって、隣接する２つの羽根３０６ａ〜３０６ｅの間において、チャンバー３０１の側面３０１ｂ側からシャフト３０５側へかき込まれ、又は、シャフト３０５側からチャンバー３０１の側面３０１ｂ側へ押し出される。シャフト３０５の半径方向の熔融ガラス７の流れは、チャンバー３０１内を上方から下方に向かうに従って、段ごとに反対に入れ替わる。すなわち、熔融ガラス７は、チャンバー３０１内を上方から下方に導かれながら、シャフト５の半径方向に交互に移動させられることで攪拌される。

従って、本実施形態に係る攪拌装置３００は、複雑な構成を備えることなく、熔融ガラスをより均質に攪拌することができる。これにより、脈理の発生を抑制して、高品質のガラス製品を得ることができる。

本実施形態において、攪拌部材３０２が回転すると、チャンバー３０１内の熔融ガラス７には、補助板３０９によってシャフト３０５の半径方向の動きが与えられる。具体的には、支持板３０８の近傍の熔融ガラス７は、補助板３０９によってかき込まれ、又は、押し出されることで、支持板３０８の主面に沿って半径方向に移動する。これにより、熔融ガラス７は、各羽根３０６ａ〜３０６ｅの補助板３０９によって十分に攪拌される。

従って、本実施形態に係る攪拌装置３００は、複雑な構成を備えることなく、熔融ガラス７をより均質に攪拌することができる。これにより、脈理の発生を抑制して、高品質のガラス製品を得ることができる。

本実施形態において、上述の通り上段に位置する羽根３０６ａと熔融ガラス７の液面との間の上部空間において、図１４に示されるような熔融ガラス７の循環流が形成される。

仮に、シャフト３０５の最上段に位置する羽根３０６ａが、熔融ガラス７を半径方向にかき込む構成でない場合、例えば、支持板３０８上に補助板が設けられていない構成である場合、又は、攪拌部材３０２の回転方向が本実施形態とは逆方向であって、熔融ガラス７を半径方向に押し出す構成である場合、最上段に位置する羽根３０６ａの上方における熔融ガラス７は、支持板３０８によって受ける遠心力や補助板３０９による熔融ガラス７の半径方向の押出しにより、シャフト３０５側からチャンバー３０１の側面３０１ｂ側に押し出される。この場合、押し出された熔融ガラス７は、チャンバー３０１の側面３０１ｂに沿って上昇して上部空間に流れ込む。すなわち、半径方向に押し出された熔融ガラス７は、チャンバー３０１の側面３０１ｂに沿って移動する際に、流れ込みやすい方向であるチャンバー３０１の上方に向かい、その後、熔融ガラス７の液面に達する。チャンバー３０１の側面３０１ｂに沿って熔融ガラス７の液面に達した熔融ガラス７は、液面に沿ってチャンバー３０１の側面３０１ｂ側からシャフト側へ向かい、最後にシャフト３０５に沿ってチャンバー３０１の下方へ向かう流れを形成する。すなわち、本実施形態における循環流とは逆向きの熔融ガラス７の循環流が生じる。

そして、熔融ガラス７の逆向きの循環流が生じた場合、シャフト３０５の周囲に形成される熔融ガラス７の下降流は、熔融ガラス７の表面に存在する泡や、揮発しやすい成分が揮発した結果、相対的にシリカ成分が多くなったシリカリッチ層を巻き込みつつ、液面近傍の熔融ガラス７を、チャンバー３０１の下方へ引き込んでしまう。その結果、製造されたガラス基板の泡品質の悪化、脈理品質の悪化を招くおそれがある。

従って、本実施形態では、シャフト３０５の周囲において熔融ガラス７の上昇流を形成することで、上部空間の熔融ガラス７がシャフト３０５の側面に沿って急下降して十分に攪拌されない状態で下流側導管３０４から流出してしまうことを抑制できる。

また、本実施形態では、上部空間で熔融ガラス７の循環流を形成することで、熔融ガラス７の液面近傍で熔融ガラス７が滞留することを抑制することができる。

従って、本実施形態では、熔融ガラス７をより均質に攪拌することができる。これにより脈理の発生を抑制して、高品質のガラス製品を得ることができる。

本実施形態では、最下段に位置する羽根３０６ｅとチャンバー３０１の底面３０１ａとの間の下部空間において、熔融ガラス７は、シャフト３０５側からチャンバー３０１の側面３０１ｂ側へと押し出される。すなわち、羽根３０６ｅの下側補助板３１９ｂは、下流側導管３０４への熔融ガラス７の流出を促進するように、シャフト３０５の半径方向外側への流れを熔融ガラス７に生じさせる。一方、羽根３０６ｅの上側補助板３１９ａ、及び、羽根３０６ｅの一段上に位置する羽根３０６ｄの下側補助板３１９ｂは、下流側導管３０４への熔融ガラス７の流出を抑制するように、シャフト３０５の半径方向内側への流れを熔融ガラス７に生じさせる。

これにより、本実施形態では、攪拌された熔融ガラス７は、下部空間から下流側導管３０４へと流出するので、熔融ガラス７がチャンバー３０１内の底部に滞留することを抑制することができる。仮に、チャンバー３０１内の底部に熔融ガラス７が滞留すると、チャンバー３０１内の熔融ガラス７に対して組成成分のバランスが崩れた異質生地が、滞留した熔融ガラスに含まれる場合がある。このようなチャンバー３０１内の底部に滞留した熔融ガラス７には、組成の不均質なジルコニアリッチ層などの異質生地を含むものがある。異質生地を含む熔融ガラス７が下流側導管３０４から流出すると、成形装置４２で成形されるガラスリボン４４において脈理が発生し、品質上の問題が生じるおそれがある。また、滞留によってジルコニアが高濃度に濃縮された異質生地を含む熔融ガラス７が後工程の成形装置に流れると、成形装置４２における失透発生の原因にもなり、品質問題が生じるだけでなく、安定的な操業が困難になり、最悪の場合は操業を停止してメンテナンスを行う必要が生じる。

また、本実施形態では、熔融ガラス７が下部空間より上方の空間から下流側導管３０４に流出することが抑制される。これにより、下部空間の熔融ガラス７は上方の熔融ガラス７と常に入れ換えられるので、熔融ガラス７が、チャンバー３０１内の底部に滞留することが抑制される。すなわち、熔融ガラス７は、隣接する支持板３０８の間の空間の各段をショートカットしてしまうことがなく、各段において確実に攪拌される。これにより、攪拌が不十分な熔融ガラス７が攪拌装置３００から流出してしまうことを抑制できる。

また、本実施形態では、図１４に示されているように、最上段に位置する羽根３０６ａの高さ位置の近傍に上流側導管３０３が配置されている。最上段に位置する羽根３０６ａの高さ位置は、熔融ガラス７の液面から所定距離だけ離間するように設定される。仮に、羽根３０６ａの高さ位置が液面に近い場合、攪拌部材３０２の回転によって熔融ガラス７の液面が振動すると、液面に浮かぶ泡等が熔融ガラス７中に引き込まれやすくなる。一方、羽根３０６ａの高さ位置が液面から遠い場合、熔融ガラス７の循環流が液面近傍に達することができず、液面近傍の熔融ガラス７が停滞し、その結果、不均質な熔融ガラス７が液面近傍に滞留することになる。そこで、攪拌部材３０２の回転数や羽根３０６ａ〜３０６ｅのサイズによって、熔融ガラス７の液面に対する羽根３０６ａの高さ位置は、適宜決定される。

また、本実施形態では、熔融ガラス７の液面が、上流側導管３０３の頂部近傍に位置するように熔融ガラスの流量を設定し、かつ、上流側導管３０３の径の中央より下方側に、羽根３０６ａの支持板３０８が設けられるように設定した。より具体的には、図１４に示されるように、上流側導管３０３の底部に対して同程度の高さ位置に、羽根３０６ａの支持板３０８が設けられるように設定した。これにより、最上段に位置する羽根３０６ａの上側補助板３１９ａは、上流側導管３０３からの熔融ガラス７の流入を促進するように、シャフト３０５の半径方向への流れを熔融ガラス７に生じさせる。

従って、本実施形態に係る攪拌装置３００は、熔融ガラス７をより均質に攪拌することができる。これにより、脈理の発生を抑制して、高品質のガラス製品を得ることができる。

本実施形態では、シャフト３０５の回転軸に沿って隣接している２つの羽根３０６ａ〜３０６ｅの支持板３０８は、シャフト３０５の回転軸に沿って見た場合に、互いに重ならないように配置されている。例えば、図１３に示されているように、羽根３０６ａの支持板３０８は、羽根３０６ｂの２枚の支持板３０８の間に位置するように配置されている。これにより、チャンバー３０１内におけるシャフト３０５の軸方向（鉛直方向）の熔融ガラス７の流れが抑えられて、チャンバー３０１内の熔融ガラス７の滞留時間が増加する。言い換えると、チャンバー３０１内の熔融ガラスの上下方向の流れが、各羽根３０６ａ〜３０６ｅの支持板３０８によって一端堰き止められるので、隣接する羽根３０６ａ〜３０６ｅの間の空間において、熔融ガラス７は一時的に滞留する。これにより、熔融ガラス７のショートパスが発生することなく、隣接する支持板３０８の間の空間の各段において、熔融ガラス７は、各羽根３０６ａ〜３０６ｅの補助板３０９によってシャフト３０５の半径方向に十分移動させられる。

また、本実施形態では、各羽根３０６ａ〜３０６ｅのこのような配置によって、上部空間の熔融ガラス７がシャフト３０５の側面に沿って急下降して、十分に攪拌されていない状態で下流側導管３０４から流出してしまうことを抑制することできる。従って、本実施形態に係る攪拌装置３００は、熔融ガラス７をより均質に攪拌することができる。これにより、脈理の発生を抑制して、高品質のガラス製品を得ることができる。

本実施形態では、シャフト３０５の回転軸に沿って攪拌部材３０２を見た場合に各羽根３０６ａ〜３０６ｅの補助板３０９は、内側端部３０９ａ及び外側端部３０９ｂを除いて、支持板３０８の外周縁から離れた位置に設置されている。これにより、羽根３０６ａ〜３０６ｅの上側補助板３１９ａの主面に沿って鉛直方向下向きに流れる熔融ガラス７は、支持板３０８の上側の主面に衝突しやすく、また、羽根３０６ａ〜３０６ｅの下側補助板３１９ｂの主面に沿って鉛直方向上向きに流れる熔融ガラス７は、支持板３０８の下側の主面に衝突しやすいので、チャンバー３０１内における熔融ガラスの上下方向の移動が抑制される。すなわち、支持板３０８は、チャンバー３０１内を上方から下方へ、又は、下方から上方へ流れる熔融ガラス７を、互いに隣接する羽根３０６ａ〜３０６ｅの間の各段において、一旦堰き止める作用がある。その結果、熔融ガラス７のショートパスが発生することなく、隣接する支持板３０８の間の空間の各段において、熔融ガラス７は、各羽根３０６ａ〜３０６ｅの補助板３０９によって十分に攪拌される。

従って、本実施形態において、熔融ガラス７をより均質に攪拌することができる。これにより、脈理の発生を抑制して、高品質のガラス製品を得ることができる。

本実施形態では、攪拌部材３０２の各羽根３０６ａ〜３０６ｅにおいて、３枚の支持板３０８は、シャフト３０５の周囲において連結部３１０によって互いに接続されているので、実質的に１つの部品を構成する。これにより、羽根３０６ａ〜３０６ｅの強度を向上させることができる。また、シャフト３０５の周囲の攪拌効果は小さいので、熔融ガラス７は、シャフト３０５回りにおいて攪拌されずにチャンバー内を下降しやすい。本実施形態では、各羽根３０６ａ〜３０６ｅの連結部によって、シャフト３０５回りの熔融ガラス７の下降流を抑制することができる。

従って、本実施形態では、熔融ガラス７より均質に攪拌することができる。これにより、脈理の発生を抑制して、高品質のガラス製品を得ることができる。

本実施形態では、攪拌部材３０２の羽根３０６ａ〜３０６ｅの段数は、チャンバー３０１の大きさやシャフト３０５の長さなどを考慮して適宜決定してよい。また、シャフト３０５の軸方向に沿って隣接する２枚の羽根３０６ａ〜３０６ｅ同士の間隔も、チャンバーの大きさ等を考慮して適宜決定してもよい。

本実施形態において、各羽根３０６ａ〜３０６ｅは２枚又は４枚以上の支持板３０８を有してもよい。また、例えば、各羽根３０６ａ〜３０６ｅが４枚の支持板３０８から構成される場合、本実施形態と同様に、シャフト３０５の軸方向に沿って攪拌部材３０２を見た場合に、隣接する各羽根３０６ａ〜３０６ｅの支持板３０８の位置が互いに異なるようにしてもよい。

本実施形態における各羽根３０６ａ〜３０６ｅの支持板３０８は、主面に貫通孔３１２が形成されてもよい。図１５は、貫通孔３１２を有する羽根３０６ａ、３０６ｃ、３０６ｅの平面図である。図１５に示した変形例では、シャフト３０５を回転軸として攪拌部材３０２が回転した場合に、熔融ガラス７の一部が貫通孔３１２を通過する。熔融ガラス７の一部が貫通孔３１２を通過することにより、熔融ガラス７に上方又は下方へ向かう流れが生じる。その結果、チャンバー３０１内の熔融ガラス７には、補助板３０９によるシャフト３０５の半径方向の流れに加えて、貫通孔３１２によるシャフト１０５の軸方向の流れが生じる。これにより、熔融ガラス７にはより複雑な流れが生じるので、高い攪拌効果を得ることができる。また、貫通孔３１２によって、攪拌部材３０２が回転した際に熔融ガラス７から受ける抵抗が小さくなることが期待でき、より少ない動力で目的の流れを熔融ガラス７に生じさせることができる。

また、図１５に示した変形例では、熔融ガラス７に含まれる泡は、貫通孔３１２を通過して、チャンバー３０１内の熔融ガラス７の液面まで上昇することができる。すなわち、熔融ガラス７に含まれる泡を効果的に除去することができる。例えば、攪拌部材３０２を検査及び改修する際や、新たな攪拌部材３０２を使用する際に、チャンバー３０１の熔融ガラス７中に、貫通孔３１２を備える本変形例の攪拌部材を投入する場合を考える。この場合、攪拌部材３０２の投入によって巻き込まれた空気の泡は、攪拌部材３０２の羽根３０６ａ〜３０６ｅと羽根３０６ａ〜３０６ｅとの間だけでなく、羽根３０６ａ〜３０６ｅに設けられた貫通孔３１２を通っても浮上することができる。そのため、安定的な操業までに要する時間を短縮することが可能となる。

また、本変形例では、図１５に示されるように、支持板３０８同士を接続するシャフト３０５周りの連結部３１０にも、貫通孔３１２が形成されてもよい。

本実施形態に係る攪拌装置３００では、チャンバー３０１は熔融ガラス７を排出するための機構を備えてもよい。例えば、チャンバー３０１の底面にジルコニアリッチ層を含む熔融ガラスを排出するための排出口が設けられてもよく、又は、チャンバー３０１の側面３０１ｂに泡やシリカリッチ層を含む熔融ガラス７を排出するための排出口が設けられていてもよい。

例えば、熔融ガラス７中には、熔融ガラス７全体の平均的な組成に対して、シリカ等の比率が高い異質生地が含まれる場合がある。これは、熔融工程において生じた熔融ガラス７の組成ムラによるものか、又は、熔融ガラス７から揮発しやすい成分が揮発したことによるものと考えられる。特に、熔融ガラス７の液面には、熔融ガラス７から揮発しやすい成分が揮発したことによる上記の異質生地が生じやすい。

本実施形態における循環流が生じている場合、上記の異質生地や、熔融ガラス７の液面に浮遊している泡や、その他の異物が液面に存在しても、液面近傍の熔融ガラス７は、液面に沿ってシャフト３０５側からチャンバー３０１の側面３０１ｂに向かって流れる。そのため、本変形例のように、この流れの延長線上に排出口を設けることにより、熔融ガラス７に含まれる異質生地等を排出することができる。例えば、チャンバー３０１には、最上段の羽根３０６ａよりも上方の位置、好ましくは、熔融ガラス７の液面又は液面の直下において、チャンバー３０１の内周面の一部が半径方向外側に向かって突出して形成された、排出口が設けられてもよい。

通常、熔融ガラス７中の異物を回収する際には、攪拌装置３００の運転を停止する必要がある。しかし、シャフト３０５の周囲に循環流が形成され、熔融ガラス７の液面において、シャフト３０５側からチャンバー３０１の側面３０１ｂ側への流れが形成される場合、上記の排出口を設けることで、攪拌装置３００の運転を停止することなく、異質生地等を含む熔融ガラス７をチャンバー３０１内から排出することができる。例えば、上流工程である清澄工程から、泡を含む清澄不十分な熔融ガラスが攪拌工程に流れ込んできたとしても、操業を止めることなく、泡を含む熔融ガラス７をチャンバー３０１内から排出することができ、攪拌装置３００の稼働を維持することができる。

本実施形態では、３枚の支持板３０８は、主面の面積に応じて、支持板３０８と支持板３０８とが重なる部分の面積が小さくなるように配置されてもよい。この場合、シャフト３０５の回転軸に沿って隣接する２つの羽根３０６ａ〜３０６ｅの支持板３０８は、シャフトの回転軸に沿って見た場合に、互いに一部が重なっているように配置されている。本変形例においても、チャンバー３０１内の熔融ガラス７の上下方向の流れが各羽根３０６ａ〜３０６ｅの支持板３０８によって一旦堰き止められるので、隣接する羽根３０６ａ〜３０６ｅの間の空間において、熔融ガラス７は一時的に滞留する。これにより、熔融ガラス７のショートパスが発生することなく、隣接する支持板３０８の間の空間の各段において、熔融ガラス７は、各羽根３０６ａ〜３０６ｅの補助板３０９によってシャフト３０５の半径方向に十分に移動させられる。

本実施形態では、補助板３０９の内側端部３０９ａは、シャフト３０５に対して離間しているが、攪拌部材３０２及び羽根３０６ａ〜３０６ｅの強度を向上させるために、シャフト３０５に補助板３０９が直接接続されていてもよい。

＜その他の実施形態＞
本発明は、上記実施形態に限定されず様々な態様で実施できる。

図１６に示すように、攪拌部材の羽根は、シャフト５０５の軸方向に延びる縦棒状の第１翼５０６と、シャフト５０５から水平に延びて第１翼５０６とシャフト５０５とを接続する横棒状の第２翼５０７から構成されていてもよい。すなわち、攪拌部材はクランク型のものであってもよい。図１６には、２本の第１翼５０６が図示されているが、第１翼５０６の数は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、図１６には、複数の第２翼５０７が図示されているが、第２翼５０７の数は少なくとも１つ以上であればよい。図１６に示すように、シャフト５０５と直交する方向にシャフト５０５から延びる円盤状の第３翼５０８をさらに備えていてもよいが、備えなくてもよい。このような攪拌部材を第１実施形態と同様に位置決めしても、熔融ガラスに対するせん断応力を局所的に高めて、熔融ガラス７の攪拌効果を高めることができる。また、チャンバー及び攪拌部材が熔融ガラスから受ける負荷が大きくなることを抑制することができる。

上記実施形態において、攪拌装置のチャンバーの底面の形状は円に限定されない。図１７に示すように、チャンバー１の底面１ａの周は半円周よりも長い円弧部とその円弧部よりも円弧部の円の中心に近い位置で円弧の両端を結ぶ弦部とからなっていてもよい。図１７は、図３と同様に、チャンバー１の底面１ａに攪拌部材２を投影した図である。この場合、近接点Ｎのうちシャフト５に最も近い近接点Ｎは弦部の中心と一致する。そして、近接点Ｎは底面１ａの周の流出口１ｅに対応する部分に含まれている。本形態によれば、シャフト５の中心軸とチャンバー１の底面１ａの円弧部を形成する円の中心における底面１ａに対する法線とを一致するようにシャフト５が位置決めされても、シャフト５に最も近い近接点Ｎが底面１ａの周の流出口１ｅに対応する部分に含まれる。もちろん、シャフト５の中心軸とチャンバー１の底面１ａの円弧部を形成する円の中心における底面１ａに対する法線とをずらすように、シャフト５を位置決めしてもよい。上記弦部は直線でもよいし、曲線であってもよい。このような態様によっても、チャンバー及び攪拌部材が熔融ガラスから受ける負荷が大きくなることを抑制しつつ、チャンバーの側面と攪拌部材によるせん断応力を高めて、高い攪拌効果を得ることができる。また、流出口近傍でチャンバーの側面と攪拌部材による十分なせん断応力を熔融ガラスに与えることができる。

また、図１８に示すように、チャンバー１の底面１ａの形状は楕円であってもよい。図１８は、図３と同様に、チャンバー１の底面１ａに攪拌部材２を投影した図である。この場合には、近接点Ｎのうちシャフト５に最も近い近接点Ｎは楕円状の底面１ａの短軸上に存在する。また、シャフト５に最も近い近接点Ｎは底面１ａの周の流出口１ｅに対応する部分に含まれている。このような態様によれば、シャフト５の中心軸がチャンバー１の底面１ａの中心における底面１ａに対する法線と一致するようにシャフト５が位置決めされても、近接点Ｎが底面１ａの周の流出口１ｅに対応する部分に含まれる。もちろん、シャフト５の中心軸をチャンバーの底面１ａの中心における底面１ａに対する法線からずらすように、シャフト５を位置決めしてもよい。このような態様によっても、チャンバー及び攪拌部材が熔融ガラスから受ける負荷が大きくなることを抑制しつつ、チャンバーの側面と攪拌部材によるせん断応力を高めて、高い攪拌効果を得ることができる。また、流出口近傍でチャンバーの側面と攪拌部材による十分なせん断応力を熔融ガラスに与えることができる。

チャンバーの底面は、多角形状であってもよい。すなわち、チャンバーは、多角柱状に形成されていてよい。このような態様によっても、チャンバー及び攪拌部材が熔融ガラスから受ける負荷が大きくなることを抑制しつつ、チャンバーの側面と攪拌部材によるせん断応力を高めて、高い攪拌効果を得ることができる。

図１９は、他の実施形態に係る攪拌装置７００の平面図である。特に説明する点を除き、攪拌装置７００は第１実施形態と同様の構成を有している。図１５では説明のため、チャンバー７０１の頂面７０１ａは省略して図示している。図中の矢印は、攪拌部材７０２の回転方向を示している。図１９に示すように、上流側導入管７０３と下流側導入管７０４とは互いに９０°ずれた位置に配置されている。従って、流入口７０１ｄと流出口７０１ｅとは互いに９０°ずれた位置に配置されている。図１５に示されているように、攪拌部材７０２は上から見て反時計回りに回転する。換言すると、攪拌部材７０２の回転方向は、流入口から見て流出口に近づく方向である。流入口７０１ｄからチャンバー７０２に流入した直後の熔融ガラス７は、チャンバー７０１に流れ込む際に有する運動量をある程度保持している。図１５において、攪拌部材７０２を時計方向回りに回転させる場合、つまり、攪拌部材７０２を流入口７０１ｄから見て流出口７０１ｅに遠ざかる方向に回転させる場合、攪拌部材７０２が流入口７０１ｄから流出口７０１ｅまで２７０°回転する間に、チャンバー７０２に流入直後の熔融ガラス７がチャンバー７０１に流れ込む際に有する運動量はほとんど消失してしまう。従って、このように攪拌部材７０２を回転させると、流入口７０１ｄから流出口７０１ｅまで２７０°回転して、流出口７０１ｅからチャンバー７０２に流入直後の熔融ガラス７の一部が流出してしまうおそれがある。これに対し、本実施形態のように攪拌部材７０２が回転すれば、流入口７０１ｄから流出口７０１ｅまで９０°しか回転せず、熔融ガラス７はチャンバー７０１に流れ込む際に有する運動量をある程度保持した状態で流出口７０１ｅを通過するため、チャンバー７０１に流入直後の熔融ガラス７が流出口７０１ｅから流出してしまうおそれは小さい。従って、上記のように、攪拌部材７０２を回転させることで、チャンバー７０１に熔融ガラス７が滞留する時間が長くなって熔融ガラスの攪拌効果が高まり、より均質に熔融ガラス７を攪拌できる。その結果、脈理の発生を低減できる。流入口７０１ｄと流出口７０１ｅのずれは９０°に限定されない。例えば、このずれが３０°以上１８０°未満の範囲であって、かつ、攪拌部材７０２の回転方向が流入口から見て流出口に近づく方向であれば、熔融ガラスが滞留する時間が長くなって熔融ガラスの攪拌効果が高まり、より均質に熔融ガラスを攪拌できる。なお、この実施形態に係るガラスの製造方法において、攪拌部材の７０２の位置決めの態様は第１実施形態の通りでもよいし、これと異なっていてもよい。つまり、攪拌部材７０２のシャフト７０５は、円柱状のチャンバー７０５の中心軸に一致するように位置決めされていてもよい。

上記実施形態では、チャンバーの上方から熔融ガラスが流入し、チャンバーの下方から熔融ガラスが流出するが、これとは逆に、チャンバーの下方から熔融ガラスが流入し、チャンバーの上方から熔融ガラスが流出する態様としてもよい。この場合においても、第１実施形態で説明したとおり、チャンバーの底面に攪拌部材を投影したときに、底面の周が、底面の周に含まれる他の点よりもシャフトの投影体との距離が近い近接点を少なくとも１つ含むように、シャフトが位置決めされていればよい。

以下に、実施例により本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
ガラス板が下記の組成となるように、熔融槽においてガラス原料を熔融して熔融ガラスを得た。

ＳｉＯ₂：６０質量％、
Ｂ₂Ｏ₃：１０質量％、
Ａｌ₂Ｏ₃：１９．５質量％、
ＣａＯ：５．３質量％、
ＳｒＯ：５質量％、
ＳｎＯ₂：０．２質量％
そして、熔融ガラスを清澄槽にて１６５０℃以上に昇温させて清澄を行った。

次に、清澄後の熔融ガラスを上記実施形態２に示すような攪拌装置にて攪拌した。なお、攪拌部材の回転数は、１２．５ｒｐｍであった。このとき、攪拌槽である内径３５０ｍｍの円柱状のチャンバーの側面と攪拌部材の羽根との距離を流出口に対応する位置で最も短い１５ｍｍとし、チャンバー側面と攪拌部材の羽根との距離の最大値を２５ｍｍとするように、予め攪拌部材のシャフトの位置決めを行った。つまり、攪拌部材のシャフトをチャンバーの底面に投影したとき、攪拌部材のシャフトの中心とチャンバーの底面の中心との距離Ｌは５ｍｍであった。また、攪拌部材のシャフトの中心とチャンバーの底面の中心とが一致するように攪拌部材のシャフトを位置決めしたときのシャフトから最も離れた攪拌部材の羽根の端とチャンバーの側面との距離Ｄは２０ｍｍであった。従って、ＬはＤの２５％であった。攪拌工程後に熔融ガラスを成形装置へ供給し、オーバーダウンロード法にてガラスリボンを形成した。さらにガラスリボンを切断して、厚さが０．７ｍｍ、大きさが２２００ｍｍ×２５００ｍｍのフラットパネルディスプレイ用ガラス板を製造した。

本実施例では、製造した１０００枚のフラットパネルディスプレイ用ガラス板について、脈理が原因で発生するガラス板表面の粗さを測定した。この測定には、表面粗さ測定機（東京精密社製：サーフコム１４００−Ｄ）を用い、ピーク高さを測定し、ピーク高さの平均値を算出した。その結果、液晶ディスプレイ用ガラス板として良品と判断されるピーク高さの基準値を１とした場合、本実施例のガラス板のピーク高さの平均値は０．８５〜０．９であり、脈理が改善されていることが確認できた。なお、実施例１における攪拌装置の寿命は約２．３年であった。

（実施例２）
攪拌槽である円筒状のチャンバーの側面と攪拌部材の羽根との距離を流出口に対応する位置で最も短い１０ｍｍとし、チャンバー側面と攪拌部材の羽根との距離の最大値を３０ｍｍとするように、予め攪拌部材のシャフトの位置決めした以外は、実施例１と同様にして厚さが０．７ｍｍ、大きさが２２００ｍｍ×２５００ｍｍのフラットパネルディスプレイ用ガラス板を製造した。そして、実施例１と同様に、ガラス板表面の粗さを測定した。その結果、液晶ディスプレイ用ガラス板として良品と判断されるピーク高さの基準値を１とした場合、比較例１のガラス板のピーク高さの平均値は０．８であり、脈理が改善されていることが確認できた。なお、実施例２における攪拌装置の寿命は約１年であり、実施例１と比較すると攪拌装置の寿命は短かった。

（比較例）
チャンバーの側面と攪拌部材の羽根との距離がチャンバーの側面の周全体で２０ｍｍと均一になるように、シャフトを位置決めした以外は、実施例１と同様にして、厚さが０．７ｍｍ、大きさが２２００ｍｍ×２５００ｍｍのフラットパネルディスプレイ用ガラス板を製造した。そして、実施例１と同様に、ガラス板表面の粗さを測定した。その結果、液晶ディスプレイ用ガラス板として良品と判断されるピーク高さの基準値を１とした場合、比較例１のガラス板のピーク高さの平均値は１．２〜１．４であり、脈理が発生していていることが確認された。なお、比較例２における攪拌装置の寿命は約３．５年であった。

＜本発明の実施態様のまとめ＞
上記開示から、本発明は少なくとも以下の態様を提供する。

本発明の第１態様は、
底面、前記底面から上方に延びる側面、及び前記側面と交わる頂面で区画されたチャンバーと、回転軸であるシャフト及び前記シャフトに設けられた羽根を有する攪拌部材と、を備えた攪拌装置を用い、
前記シャフトを回転軸として前記攪拌部材を回転させて前記チャンバー内の熔融ガラスを攪拌する攪拌工程を備え、
前記攪拌工程において、前記シャフトは、前記側面及び前記羽根によって前記熔融ガラスにかかるせん断応力が前記側面の周方向において変化するように設けられている、ガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第２態様は、前記攪拌工程において、前記シャフトは、前記シャフトから前記シャフトの半径方向に最も離れた前記羽根の端と前記側面との距離が、前記側面の周方向において変化するように、設けられている、前記第１態様に記載のガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第３態様は、前記チャンバーの前記側面には、流出口が形成されており、
前記攪拌工程において、前記シャフトは、前記シャフトから前記シャフトの半径方向に最も離れた前記羽根の端と前記側面との距離が前記側面のうち前記流出口に対応する部分で最小となるように、設けられている、前記第１態様又は前記第２態様に記載のガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第４態様は、
底面、前記底面から上方に延びる側面、及び前記側面と交わる頂面で区画されたチャンバーと、回転軸であるシャフト及び前記シャフトに設けられた羽根を有する攪拌部材と、を備えた攪拌装置を用い、
前記シャフトを回転軸として前記攪拌部材を回転させて前記チャンバー内の熔融ガラスを攪拌する攪拌工程を備え、
前記攪拌工程において、前記シャフトは、前記シャフトを前記底面に投影したときに、前記底面の周が、前記底面の周に含まれる他の点よりも前記シャフトの投影体に近い近接点を少なくとも１点含むように設けられている、ガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第５態様は、前記近接点が、前記底面の周の前記流出口に対応する部分に含まれる、前記第４態様に記載のガラス板の製造方法を提供する。

本発明の６態様は、前記底面の形状が円又は楕円であり、前記底面の中心と前記シャフト底面の中心との距離をＬ、前記シャフト底面の中心と前記底面の中心とが一致するように前記シャフトを位置決めしたときの前記シャフトから最も離れた前記羽根の端と前記側面との距離をＤとすると、前記シャフトは、Ｌが、Ｄの０％よりも大きく、かつ、４５％以下となるように、設けられている、前記第１態様〜前記第５態様のいずれか１つの態様に記載のガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第７態様は、前記底面の形状が円又は楕円であり、前記底面の中心における前記底面に対する法線と前記シャフトの中心軸との距離をＬ、前記底面の中心における前記底面に対する法線と前記シャフトの中心軸とが一致するように前記シャフトを位置決めしたときの前記シャフトから最も離れた前記羽根の端と前記側面との距離をＤとすると、前記シャフトは、Ｌが、Ｄの０％よりも大きく、かつ、４５％以下となるように、設けられている、前記第１態様〜前記第６態様のいずれか１つの態様に記載のガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第８態様は、前記底面の周が、半円周よりも長い円弧部と前記円弧部よりも前記円弧部を形成する円の中心に近い弦部とからなり、前記近接点が前記弦部の中心に存在する、前記第４態様又は前記第５態様に記載のガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第９態様は、前記底面の形状が楕円であり、前記近接点が楕円の短軸上にある、前記第４態様又は前記第５態様に記載のガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第１０態様は、複数段の前記羽根が前記シャフトの軸方向に並んで設けられており、前記羽根は、前記シャフトから前記シャフトの半径方向に延びる支持板と、前記支持板の両側の主面上に設けられた補助板とを有し、前記攪拌工程において、前記補助板は前記シャフトの半径方向への流れを前記熔融ガラスに生じさせ、かつ、隣接する２つの段の前記羽根の前記支持板同士の間に設けられる一対の前記補助板は共に同じ方向の流れを前記熔融ガラスに生じさせる、前記第１態様〜前記第９態様のいずれか１つの態様に記載のガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第１１態様は、前記羽根は、前記支持板の上方の主面上及び下方の主面上に設置された前記補助板を有し、前記攪拌工程において、前記シャフトを回転軸として前記攪拌部材が回転することにより、それぞれの前記羽根において、前記支持板の上方の主面上に設置された前記補助板及び前記支持板の下方の主面上に設置される前記補助板のうち、一方の前記補助板は、前記チャンバーの前記側面から前記シャフトに向かう流れを前記熔融ガラスに生じさせ、他方の前記補助板は、前記シャフトから前記チャンバーの前記側面に向かう流れを前記熔融ガラスに生じさせる、前記第１０態様のガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第１２態様は、前記支持板は、前記シャフトから前記チャンバーの内壁に向かって放射状に設けられ、かつ、隣接する２つの段に配置される前記羽根の前記支持板のそれぞれを前記チャンバーの底面に投影した場合に、前記支持板と前記支持板との間隔が小さくなるように、または、前記支持板と前記支持板とが重なる部分の面積が小さくなるように、配置されている、前記第１０態様又は前記第１１態様に記載のガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第１３態様は、前記支持板は、放射状に複数枚設けられ、複数枚の前記支持板は、前記シャフトの周囲においてそれぞれ連結されている、前記第１２態様に記載のガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第１４態様は、前記攪拌工程において、前記シャフトを回転軸として前記攪拌部材が回転することにより、最上段に位置する前記羽根の前記支持板の上方の主面上に設置された前記補助板は、最上段に位置する前記羽根の前記支持板の上方において、前記チャンバーの前記側面から前記シャフトに向かって前記熔融ガラスを移動させる第１の流れを生じさせ、かつ、前記第１の流れによって移動した前記熔融ガラスを前記シャフトの側面に沿って上昇させる第２の流れを生じさせる、前記第１０態様〜前記第１３態様のいずれか１つの態様に記載のガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第１５態様は、ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得る熔融工程と、前記熔融ガラスを攪拌装置の内部で攪拌する攪拌工程と、前記攪拌工程で攪拌された前記熔融ガラスからガラス板を成形する成形工程と、を備えるガラス板の製造方法であって、
前記攪拌装置は、前記熔融ガラスを上方から下方へと、または、下方から上方へと導くためのチャンバーと、前記チャンバー内の前記熔融ガラスを攪拌するための攪拌部材とを備え、
前記攪拌部材は、回転軸であるシャフトと、前記シャフトの側面に、前記シャフトの軸方向に沿って最上段から最下段まで複数段配置される羽根とを有し、
前記羽根は、前記シャフトの軸方向に対して直交する支持板と、前記支持板の主面上に設置される補助板とを有し、
前記攪拌工程では、前記シャフトを回転軸として前記攪拌器が回転することにより、最上段に位置する前記羽根の前記支持板の上方の主面上に設置された前記補助板は、最上段に位置する前記羽根の前記支持板の上方において、前記チャンバーの側面から前記シャフトに向かって前記熔融ガラスを移動させる第１の流れを生じさせ、かつ、前記第１の流れによって移動した前記熔融ガラスを前記シャフトの側面に沿って上昇させる第２の流れを生じさせる、ガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第１６態様は、
前記チャンバーは、最上段に位置する前記羽根よりも上方の位置において、前記側面に排出口を有し、
前記熔融ガラスの液面近傍の前記熔融ガラスを前記排出口から排出する、前記第１５態様に記載のガラス基板の製造方法を提供する。

本発明の第１７態様は、
底面、前記底面から上方に延びる側面、及び前記側面と交わる頂面で区画され前記側面に流入口及び流出口が形成されたチャンバーと、回転軸であるシャフト及び前記シャフトから前記シャフトの半径方向へ延びる羽根を有する攪拌部材と、を備えた攪拌装置を用いるガラス板の製造方法であって、
ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得る熔融工程と、
前記熔融ガラスを前記流入口から前記チャンバーへ流入させ、前記シャフトを回転軸として前記攪拌部材を回転させて前記チャンバー内の前記熔融ガラスを攪拌する攪拌工程と、
前記流出口から流出した前記攪拌工程で攪拌された熔融ガラスをガラス板へと成形する成形工程と、を備え、
前記攪拌工程において、前記シャフトは、前記側面及び前記羽根によって前記熔融ガラスにかかるせん断応力が前記側面の周方向において変化するように、設けられている、ガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第１８態様は、
底面、前記底面から上方に延びる側面、及び前記側面と交わる頂面で区画され前記側面に流入口及び流出口が形成されたチャンバーと、回転軸であるシャフト及び前記シャフトから前記シャフトの半径方向へ延びる羽根を有する攪拌部材と、を備えた攪拌装置を用いるガラス板の製造方法であって、
ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得る熔融工程と、
前記熔融ガラスを前記流入口から前記チャンバーへ流入させ、前記シャフトを回転軸として前記攪拌部材を回転させて前記チャンバー内の前記熔融ガラスを攪拌する攪拌工程と、
前記流出口から流出した前記攪拌工程で攪拌された熔融ガラスをガラス板へと成形する成形工程と、を備え、
前記攪拌工程において、前記シャフトは、前記シャフトを前記底面に投影したときに、前記底面の周が、前記底面の周に含まれる他の点よりも前記シャフトの投影体に近い近接点を少なくとも１点含むように設けられている、ガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第１９態様は、前記チャンバーを上面から見て、前記流入口及び前記流出口が３０°以上、１８０°未満の角度ずれた位置にそれぞれ形成されており、前記攪拌工程において、前記攪拌部材の回転方向が前記流入口から見て前記流出口に近づく方向である、前記第１態様〜前記第１８態様のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第２０態様は、前記ガラス板のアルカリ金属の含有率が０〜２．０質量％以下である、前記第１態様〜前記第１９態様のいずれか１つの態様に記載のガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第２１態様は、前記熔融ガラスの粘度が１０^2.5ｄＰａ・ｓであるときの前記熔融ガラスの温度が、１４５０〜１７５０℃である、前記第１態様〜前記第２０態様のいずれか１つの態様に記載のガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第２２態様は、前記攪拌工程における前記熔融ガラスの粘度が４５０〜２５００ｄＰａ・ｓである、前記第１態様〜前記第２１態様のいずれか１つの態様に記載のガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第２３態様は、前記ガラス板が、
ＳｉＯ₂：５０〜７０質量％、
Ｂ₂Ｏ₃：５〜１８質量％、
Ａｌ₂Ｏ₃：１０〜２５質量％、
ＭｇＯ：０〜１０質量％、
ＣａＯ：０〜２０質量％、
ＳｒＯ：０〜２０質量％、
ＢａＯ：０〜１０質量％、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：５〜２０質量％、
酸化スズ、酸化鉄、及び酸化セリウムから選ばれる少なくとも１種の金属酸化物をそれぞれＳｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃及びＣｅＯ₂に換算して合計で０．０５〜１．５質量％、を含有する、前記第１態様〜前記第２２態様のいずれか１つの態様に記載のガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第２４態様は、前記ガラス板が、
ＳｉＯ₂：５２〜７８質量％、
Ｂ₂Ｏ₃：３〜２５質量％、
Ａｌ₂Ｏ₃：３〜１５質量％、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：３〜２０質量％、
質量比（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃）／Ｂ₂Ｏ₃が７．５以上であり、歪点が６７０℃以上である、前記第１態様〜前記第２２態様のいずれか１つの態様に記載のガラス板の製造方法を提供する。

本発明の第２５態様は、ガラス原料を熔解する熔解装置と、底面、前記底面から上方に延びる側面及び前記側面と交わる頂面で区画されたチャンバーと、回転軸であるシャフト及び前記シャフトから前記シャフトの半径方向へ延びる羽根を有する攪拌部材と、を備え、前記チャンバーへ熔融ガラスが流入する流入口及び前記チャンバーから熔融ガラスが流出する流出口が前記側面に形成されており、前記シャフトは、前記側面及び前記羽根によって熔融ガラスにかかるせん断応力が前記側面の周方向において変化するように、設けられている、熔融ガラスの攪拌装置と、を有するガラス板製造装置を提供する。

本発明の第２６態様は、ガラス原料を熔解する熔解装置と、底面、前記底面から上方に延びる側面及び前記側面と交わる頂面で区画されたチャンバーと、回転軸であるシャフト及び前記シャフトから前記シャフトの半径方向へ延びる羽根を有する攪拌部材と、を備え、前記チャンバーへ熔融ガラスが流入する流入口及び前記チャンバーから熔融ガラスが流出する流出口が前記側面に形成されており、前記シャフトは、前記シャフトを前記底面に投影したときに、前記底面の周が、前記底面の周に含まれる他の点よりも前記シャフトの投影体に近い近接点を少なくとも１点含むように設けられている、熔融ガラスの攪拌装置と、を有するガラス板製造装置を提供する。

本発明のガラス板の製造方法、ガラス板製造装置は、例えばフラットパネルディスプレイ用ガラス板の製造に適用でき、脈理の発生を低減できる。さらに、本発明のガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置は、カバーガラス、磁気ディスク用ガラス基板の製造にも適用することができる。

１チャンバー
１ａ底面
１ｂ側面
１ｃ頂面
１ｄ流入口
１ｅ流出口
２攪拌部材
３上流側導管
４下流側導管
５シャフト
６ａ〜６ｅ羽根
７熔融ガラス
１００攪拌装置
２００ガラス製造装置
Ｎ近接点

Claims

底面、前記底面から上方に延びる側面、及び前記側面と交わる頂面で区画されたチャンバーと、回転軸であるシャフト及び前記シャフトに設けられた羽根を有する攪拌部材と、を備えた攪拌装置を用い、
前記シャフトを回転軸として前記攪拌部材を回転させて前記チャンバー内の熔融ガラスを攪拌する攪拌工程を備え、
前記攪拌工程において、前記シャフトは、前記側面及び前記羽根によって前記熔融ガラスにかかるせん断応力が前記側面の周方向において変化するように設けられている、ガラス板の製造方法。
前記攪拌工程において、前記シャフトは、前記シャフトから前記シャフトの半径方向に最も離れた前記羽根の端と前記側面との距離が、前記側面の周方向において変化するように、設けられている、請求項１に記載のガラス板の製造方法。
前記チャンバーの前記側面には、流出口が形成されており、
前記攪拌工程において、前記シャフトは、前記シャフトから前記シャフトの半径方向に最も離れた前記羽根の端と前記側面との距離が前記側面のうち前記流出口に対応する部分で最小となるように、設けられている、請求項１又は２に記載のガラス板の製造方法。
底面、前記底面から上方に延びる側面、及び前記側面と交わる頂面で区画されたチャンバーと、回転軸であるシャフト及び前記シャフトに設けられた羽根を有する攪拌部材と、を備えた攪拌装置を用い、
前記シャフトを回転軸として前記攪拌部材を回転させて前記チャンバー内の熔融ガラスを攪拌する攪拌工程を備え、
前記攪拌工程において、前記シャフトは、前記シャフトを前記底面に投影したときに、前記底面の周が、前記底面の周に含まれる他の点よりも前記シャフトの投影体に近い近接点を少なくとも１点含むように設けられている、ガラス板の製造方法。
前記近接点が、前記底面の周の前記流出口に対応する部分に含まれる、請求項４に記載のガラス板の製造方法。
前記底面の形状が円又は楕円であり、
前記底面の中心における前記底面に対する法線と前記シャフトの中心軸との距離をＬ、前記底面の中心における前記底面に対する法線と前記シャフトの中心軸とが一致するように前記シャフトを位置決めしたときの前記シャフトから最も離れた前記羽根の端と前記側面との距離をＤとすると、
前記シャフトは、Ｌが、Ｄの０％よりも大きく、かつ、４５％以下となるように、設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
前記攪拌工程における前記熔融ガラスの粘度が４５０〜２５００ｄＰａ・ｓである、請求項１〜６のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法を提供する。
底面、前記底面から上方に延びる側面、及び前記側面と交わる頂面で区画されたチャンバーと、回転軸であるシャフト及び前記シャフトに設けられた羽根を有する攪拌部材と、を備える撹拌装置を有し、
前記シャフトは、前記側面及び前記羽根によって熔融ガラスにかかるせん断応力が前記側面の周方向において変化するように設けられている、ガラス板製造装置。