JP2014069980A - ガラス基板の製造方法、ガラス基板製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造過程において清澄槽に溶融ガラスを通過させて脱泡処理を行う際、清澄剤として環境負荷の少ないＳｎＯ_２等を用いても、ガラス製品の品質を保持することが可能なガラス基板の製造方法を提供する。
【解決手段】清澄槽４１に清澄剤を配合させた溶融ガラスＭＧを通過させて脱泡処理を行う脱泡工程を含むガラス基板の製造方法において、溶融ガラスと接する領域として予め設定された第１の領域Ａの少なくとも一部、ここでは底部４１ｂの表面に、プレート４１ｅ（白金族金族で構成された部材）を備える。また、溶融ガラスＭＧと接することのない領域として予め設定された第２の領域Ｂの少なくとも一部、ここでは清澄槽４１の側壁４１ａを耐火煉瓦で構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガラス原料を溶融して生成させた溶融ガラスを成形することによりガラス基板を製造する、ガラス基板の製造方法に関する。

ガラス基板は、一般的に、ガラス原料から溶融ガラスを生成させた後、溶融ガラスをガラス基板へと成形する工程を経て製造される。上記の工程中には、溶融ガラスが内包する微小な気泡を除去する工程（以下、清澄ともいう）が含まれる。清澄は、管状の清澄槽の本体を加熱しながら、この清澄槽本体（以下、単に本体ともいう）に清澄剤を配合させた溶融ガラスを通過させ、清澄剤の酸化還元反応により溶融ガラス中の泡が取り除かれることで行われる。
より具体的には、粗溶解した溶融ガラスの温度をさらに上げて清澄剤を機能させ泡を浮上脱泡させた後、温度を下げることにより、脱泡しきれずに残った比較的小さな泡は溶融ガラスに吸収させるようにしている。すなわち、清澄は、泡を浮上脱泡させる処理（以下、脱泡処理または脱泡工程ともいう）および小泡を溶融ガラスへ吸収させる処理（以下、吸収処理または吸収工程ともいう）を含む。清澄剤は従来Ａｓ_２Ｏ_３が一般的であったが、近年の環境負荷の観点から、ＳｎＯ_２等が用いられるようになってきている。

高温の溶融ガラスから品位の高いガラス基板を量産するためには、ガラス基板の欠陥の要因となる異物等が、ガラス基板を製造するいずれの装置からも溶融ガラスへ混入しないよう考慮することが望まれる。このため、ガラス基板の製造過程において溶融ガラスに接する部材の内壁は、その部材に接する溶融ガラスの温度、要求されるガラス基板の品質等に応じ、適切な材料により構成する必要がある。たとえば、上述の清澄槽本体を構成する材料は、通常白金または白金合金等の白金族金属が用いられていることが知られている（特許文献１）。白金または白金合金は、高価ではあるが融点が高く、溶融ガラスに対する耐食性にも優れている。
脱泡工程時に清澄槽本体を加熱する温度は、成形するべきガラス基板の組成によって相違するが、１６００〜１７００℃程度である。
清澄槽本体に上述の溶融ガラスを通過させる際に、清澄槽本体の内部表面と溶融ガラスの液面との間に一定広さの脱泡用の気相空間を有するようにすることが必要である。
なお、本明細書においては「溶融」の表記について常用漢字の「溶融」を用いているが、「熔融」と表記されるものと同様の意味を含んでいる。

特表２００６−５２２００１号公報

ガラス基板の製造においては、用いる清澄剤によって清澄作用が効果的に発揮される温度が異なることが知られている。例えば、Ａｓ_２Ｏ_３（亜ヒ酸）は、気泡を除去する能力に優れており、清澄温度も１５００℃程度以上の範囲で足りるため、従来は清澄剤としてＡｓ_２Ｏ_３を用いるのが一般的であった。しかし、亜ヒ酸は環境負荷が高いため、既に述べたように近年は環境負荷が高くない清澄剤としてＳｎＯ_２（酸化錫）等が用いられるようになってきている。ところが酸化錫は亜ヒ酸と比較して脱泡工程時に泡を放出する力が弱いため、ガラスの粘性を低くして脱泡効果を上げる必要があり、したがって高い温度で清澄を行う必要がある。例えば、酸化錫を清澄剤として使用した場合は、１６００℃以上、より望ましくは１６５０℃以上に昇温させることが好ましい。このような高温までガラスの温度を上げる手段として、本体が白金または白金合金製であり、この本体に通電することにより溶融ガラスを加熱するタイプの清澄槽が開発されたが、既に述べた気相空間に接する本体内壁部分の白金または白金合金が、揮発しやすくなってしまうという課題があった。この揮発物は気相空間に接する内壁部分のうち、比較的低温となっている部分で凝固し、付着する。凝固した揮発物は脱泡工程中の溶融ガラス中に落下して混入し、ガラス基板の品質の低下を招くおそれがあった。

さらに、清澄槽本体のうち気相空間に接する部分が、本体の経年変化により薄化するために、気相空間方向に垂れ下がってきてしまうという課題もあった。清澄槽本体の上述の部分が垂れ下がることについては、以下の二重の原因が考えられる。
１）清澄槽本体の、気相空間に接する部分の白金または白金合金が揮発し、清澄槽本体の揮発が進行した部分の厚みが薄くなる。このため清澄槽本体の上部の強度が低下し、清澄槽本体の上部が気相空間方向に対し、自重で垂れ下がる。
２）上記の１の揮発により、清澄槽本体の揮発が進行した部分の厚みが薄くなり、たとえば本体に接続している加熱用のヒータ電極から供給される電流の密度が上がるため、その結果清澄槽本体の揮発が進行した部分の温度が高くなる。このため清澄槽本体の上部の強度が低下し、清澄槽本体の上部が気相空間方向に対し、自重で垂れ下がる。

上述のような“垂れ下がり”が生じると、たとえば清澄槽が、周囲に配置された耐火物により支持されるような構成である場合は、清澄槽の外側上部と清澄槽を支持する耐火物との間に隙間ができることになる。この隙間に外部の空気を取り込んでしまうと、本体内壁の気相空間に接する部分の外表面において、白金または白金合金の揮発が促進されてしまうおそれがあった。
また、同様に垂れ下がりが原因で清澄槽本体に亀裂が生じたり、本体の内部を流れる溶融ガラスに本体の内壁が接触して異物が混入する機会を増大させたりするという課題があった。

また、清澄槽を構成する白金または白金合金と、清澄槽の周囲に配置され、清澄槽を支持する耐火物との熱膨張差により、清澄槽が変形または破断する恐れがあるという課題があった。

本発明は以上の点を鑑み、ガラス基板の製造過程において清澄槽に溶融ガラスを通過させて脱泡処理を行う際、清澄剤として環境負荷の少ないＳｎＯ_２等を用いても、清澄槽内部の気相空間に接する部分に影響することなく、ガラス製品の品質を保持することが可能なガラス基板の製造方法を提供しようとするものである。

上述した目的を達成するために、本発明は、清澄槽に清澄剤を配合させた溶融ガラスを通過させて脱泡処理を行う脱泡工程を含むガラス基板の製造方法において、以下のように構成されている。
清澄槽は、この清澄槽の内部表面の領域のうち、清澄槽に溶融ガラスを通過させて脱泡処理を行う際に、溶融ガラスと接する領域として予め設定された第１の領域の少なくとも一部を白金族金族で構成する。また、溶融ガラスと接することのない領域として予め設定された第２の領域の少なくとも一部を耐火煉瓦で構成する。
このような構成とすることにより、清澄槽の内壁において、溶融ガラスに接する領域は溶融ガラスに対する耐食性を保持しながらも、気相空間に接する領域は少なくとも一部を白金族金属ではない材料で構成するようにしたため、上述の揮発を抑えることができる。したがって、溶融ガラスに異物が混入するおそれを低減させることができるため、ガラス製品の品質を保つことができる。上述の耐火煉瓦は、例えば清澄槽の動作条件の高温に耐えられる任意の材料で構成されるものとする。

また、上述のガラス基板の製造方法において、第１の領域の一部に、白金族金族で構成された部材を備えることにより、第１の領域の少なくとも一部を白金族金族で構成し、白金族金族で構成された部材を加熱することにより、溶融ガラスを加熱するようにするのが良い。
このような構成とすることにより、複雑な部材を要することなく、第１の領域の少なくとも一部を白金族金族で構成することができ、また、効率的に清澄槽内部の溶融ガラスを加熱することができる。

また、本発明は、清澄剤が酸化錫である場合に好適である。
既に述べたように、近年は環境負荷を考慮して、泡を放出する力が弱いＳｎＯ_２（酸化錫）等を清澄剤として用いられるようになってきているため、ガラスの粘性を低くして脱泡効果を上げるために、高い温度で清澄を行う必要がある。しかし、高い温度で清澄を行う必要がある酸化錫を清澄剤として使用しても、本発明を適用すると、清澄槽内部の気相空間に接する部分に影響することがない。
また、本発明は、溶融ガラスを、粘度を１０^２．５ポアズとする場合に１５００度以上の溶融温度を要する材料で構成するのが良い。
上記のような高温粘性のガラス材料を用いた場合も、清澄槽を高温で動作させる必要がある。したがって、高い温度で清澄を行っても清澄槽内部の気相空間に接する部分に影響することがない本発明に好適である。

また、上述の白金族金族で構成された部材は、第１の領域のうち、清澄槽の底面の少なくとも一部に備えるようにする。
このように構成すると、白金族金族で構成された部材を容易に設置することができる。またこれを用いて溶融ガラスを加熱する場合も、清澄槽の底側から内部の溶融ガラスを加熱する形となるため、効率的に加熱することができる。

あるいは、上述の白金族金族で構成された部材は、第１の領域のうち、清澄槽の側面の少なくとも一部にさらに備えるようにする。
このように構成すると、清澄槽内の溶融ガラスにより多くに接することになるため、溶融ガラスに対する耐食性を保持することができる。また、これを用いて溶融ガラスを加熱する場合も、清澄槽内部の溶融ガラスを、底側だけでなく、側面側からも加熱する形となるため、より効率的に加熱することができる。

また、清澄槽は、第１の領域における高さに対する幅の比が、１より大きく１２以下であるようにする。
このように構成すると、清澄槽における溶融ガラス中の泡を浮上脱泡させる処理工程において、清澄槽内に広く浅く溶融ガラスが流される形となる。その結果、泡の必要浮上距離が小さくなり、脱泡に必要な時間を短縮することができる。

また、本発明は、ガラス基板の製造工程において溶融ガラスの脱泡処理を行うための清澄槽を有するガラス基板製造装置であって、以下のように構成されている。
清澄槽は、この清澄槽の内部表面の領域のうち、清澄槽に溶融ガラスを通過させて脱泡処理を行う際に溶融ガラスと接する領域として予め設定された第１の領域の少なくとも一部を、白金族金族で構成し、内部表面の領域のうち、溶融ガラスと接することのない領域として予め設定された第２の領域の少なくとも一部を耐火煉瓦で構成する。
このような構成のガラス基板製造装置とすることにより、清澄槽の内壁において、溶融ガラスに接する領域は溶融ガラスに対する耐食性を保持しながらも、気相空間に接する領域は少なくとも一部を白金族金属ではない材料で構成するようにしたため、上述の揮発を抑えることができる。したがって、溶融ガラスに異物が混入するおそれを低減させることができるため、ガラス製品の品質を保つことができる。

本発明のガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置によれば、ガラス基板の製造過程において清澄槽本体を加熱して脱泡処理を行う際、清澄剤として環境負荷の少ないＳｎＯ_２等を用いても、清澄槽内部の気相空間に接する部分に影響することがないため、ガラス製品の品質を保つことができる。

実施の形態のガラス基板の製造方法の簡単な工程を説明するためのフロー図である。 実施の形態のガラス基板の製造装置の概略的な配置図である。 実施の形態の清澄槽の構成を示す概略図である。

以下、図面を参照しながら、本発明のガラス基板の製造方法の実施の形態について説明する。

図１は、実施の形態のガラス基板の製造方法の工程を示すフロー図である。図１に示すように、ガラス基板は、主に溶解工程（ＳＴ１）、清澄工程（ＳＴ２）、均質化工程（ＳＴ３）、供給工程（ＳＴ４）、成形工程（ＳＴ５）、徐冷工程（ＳＴ６）、切断工程（ＳＴ７）を経て作製される。
また、図２は、上述の溶解工程（ＳＴ１）〜切断工程（ＳＴ７）を経て作製される本実施の形態のガラス基板の製造装置の概略図であり、各工程において使用される装置の配置を概略的に示している。
図２に示すように、ガラス基板の製造装置２００は、ガラス原料を加熱して溶融ガラスを生成する溶解装置４０と、溶融ガラスを清澄する清澄槽４１と、溶融ガラスを撹拌して均質化するための撹拌装置１００と、ガラス基板に成形する成形装置４２とを備えている。また、溶融ガラスを上述の装置間に移送するガラス供給管４３ａ、４３ｂ、４３ｃを有する。溶解装置４０以降、成形装置４１ｅまでの各装置間を接続するガラス供給管４３ａ、４３ｂ、４３ｃおよび清澄槽４１と撹拌装置１００は、白金族金属で構成されている。

溶解装置４０は、耐火煉瓦等の耐火物により構成されている。また、溶解装置４０には、図示されない燃料と酸素等を混合した燃焼ガスが燃焼して火炎を発するバーナー等の加熱手段が設けられている。
溶解工程（ＳＴ１）では、たとえばＳｎＯ_２等の清澄剤が添加されて溶解装置４０内に供給されたガラス原料を、上述の加熱手段で加熱して溶解することで溶融ガラスＭＧを得る。具体的には、図示されない原料投下装置を用いてガラス原料が溶融ガラスの液面に供給される。ガラス原料は、バーナーの火炎からの輻射熱により、加熱される。ガラス原料は、上述の加熱手段により加熱されて徐々に溶解し、溶融ガラスＭＧ中に溶ける。
また、上記加熱手段は、例えばモリブデン、白金または酸化スズ等で構成された少なくとも１対の電極であってもよい。この場合、溶融ガラスＭＧは、上記電極間に電流を流すことにより通電加熱されて、昇温されてもよい。

溶解装置４０に投入されるガラス原料は、製造するべきガラス基板の組成に応じて適宜調製される。一例として、ＴＦＴ型ＬＣＤ用基板として用いるガラス基板を製造する場合を挙げると、ガラス基板を構成するガラス組成物を質量％で表示して、
ＳｉＯ_２：５０〜７０％、
Ａｌ_２Ｏ_３：０〜２５％、
Ｂ_２Ｏ_３：１〜１５％、
ＭｇＯ：０〜１０％、
ＣａＯ：０〜２０％、
ＳｒＯ：０〜２０％、
ＢａＯ：０〜１０％、
ＲＯ：５〜３０％（ただし、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａの合量)、
を含有する無アルカリガラスであることが、好ましい。

なお、本実施形態では無アルカリガラスとしたが、ガラス基板はアルカリ金属を微量含んだアルカリ微量含有ガラスであってもよい。アルカリ金属を含有させる場合、Ｒ’_２Ｏの合計が０．１０％以上０．５％以下、好ましくは０．２０％以上０．５％以下(ただし、Ｒ’はＬｉ、Ｎａ及びＫから選ばれる少なくとも１種であり、ガラス基板が含有するものである)含むことが好ましい。勿論、Ｒ’_２Ｏの合計が０．１０％より低くてもよい。
また、本発明のガラス基板の製造方法を適用する場合は、ガラス組成物が、上記各成分に加えて、質量％で表示して、ＳｎＯ_２：０．０１〜１％（好ましくは０．０１〜０．５％）、Ｆｅ_２Ｏ_３：０〜０．２％（好ましくは０．０１〜０．０８％）を含有し、環境負荷を考慮して、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３及びＰｂＯを実質的に含有しないようにガラス原料を調製しても良い。

次の清澄工程（ＳＴ２）は、清澄槽４１において行われる。清澄工程では、清澄槽４１内の溶融ガラスＭＧが所定温度（上記組成のガラスの場合は例えば１６００℃以上）に昇温されることにより、溶融ガラスＭＧ中に含まれるＯ_２、ＣＯ_２あるいはＳＯ_２を含んだ泡が、例えばＳｎＯ_２等の清澄剤の還元反応により生じたＯ_２を吸収して成長し、溶融ガラスＭＧの液面に浮上して放出される。その後、ガラス供給管４３ｂ等において熔融ガラスＭＧの温度を低下させることにより、ＳｎＯ_２等の清澄剤が酸化反応をすることにより、溶融ガラスＭＧに残存する泡中のＯ_２等のガス成分が溶融ガラスＭＧ中に吸収されて、泡が消滅する。清澄剤による酸化反応および還元反応は、溶融ガラスＭＧの温度を制御することにより行われる。

均質化工程（ＳＴ３）では、ガラス供給管４３ｂを通って供給された撹拌装置１００内の溶融ガラスＭＧを、後述する攪拌機１０３を用いて撹拌することにより、ガラス成分の均質化を行う。攪拌装置１００は、１つの攪拌機１０３を用いて溶融ガラスＭＧを攪拌するが、２つ以上の攪拌機を用いて溶融ガラスＭＧを攪拌することもできる。

供給工程（ＳＴ４）では、ガラス供給管４３ｃを通して溶融ガラスＭＧが成形装置４２に供給される。溶融ガラスは、清澄槽４１から成形装置に送られる際のガラス供給管４３ｃにおいて、成形に適した温度（上記組成のガラスの場合は例えば１２００℃程度）となるように冷却される。
成形装置４２では、成形工程（ＳＴ５）および徐冷工程（ＳＴ６）が行われる。
成形工程（ＳＴ５）では、溶融ガラスＭＧをシート状ガラス４４に成形し、シート状ガラス４４の流れを作る。徐冷工程（ＳＴ６）では、成形されて流れるシート状ガラス４４が所望の厚さになり、内部歪みが生じないように冷却される。
切断工程（ＳＴ７）では、図示しない切断装置において、成形装置４２から供給されたシート状ガラス４４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。切断さ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製される。この後、ガラス基板の端面の研削、研磨およびガラス基板の洗浄が行われ、さらに、泡やキズ、汚れ等の欠点の有無が検査された後、検査合格品のガラス基板が最終製品として梱包される。

次に、図３を用いて本発明のガラス基板の製造装置を用いてガラス基板の製造方法を実施する形態の一例を説明する。具体的には、上述の清澄槽４１における清澄工程（ＳＴ２）についての説明である。
図３の（ａ）は、実施の形態の清澄槽４１の概形を示す図である。
本発明によれば、清澄槽４１に溶融ガラスを通過させて脱泡処理を行う際（すなわち清澄工程（ＳＴ２）の際）、溶融ガラスと接する領域として予め設定された第１の領域の少なくとも一部を、白金族金族で構成し、溶融ガラスと接することのない領域として予め設定された第２の領域の少なくとも一部を耐火煉瓦で構成する。本実施形態では、一例として、プレート状の部材を後述する底部４１ｂの表面に設置する形により、第１の領域の少なくとも一部を、白金族金族で構成するようにした。また、上述の耐火煉瓦については後述する。

このとき、図３の（ａ）に示すように、本実施の形態では、清澄槽４１の概形は直方体であるものとする。このとき、清澄槽４１の点線に示す領域まで溶融ガラスＭＧを通過させる場合、Ａに示す、点線以下の清澄槽４１の内壁が上述の第１の領域に相当する。また、点線より上の、Ｂに示す領域が上述の第２の領域に相当する。

実施の形態の清澄槽４１は、第１の領域Ａにおける高さに対する幅Ｗの比が、１より大きく１２以下であるようにする。上述の清澄工程（ＳＴ２）において、泡の浮上速度を速め、脱泡を促進するには、例えば溶融ガラスＭＧ内に存在する泡の径が一定だとすれば、溶融ガラスＭＧの粘度を下げれば良い。しかし、溶融ガラスＭＧの粘度を下げるには、溶融ガラスＭＧの温度を上げる必要が生じる。しかし、もともと高粘性で、清澄槽４１の材質に見合う耐熱温度の限界まで溶融ガラスＭＧを加熱しているような場合、それ以上に過熱する温度を上昇させることは、設備破壊や設備寿命の短縮につながるため望ましくない。そのため、脱泡速度に見合う、清澄槽内でガラス滞在時間となるように、清澄槽の大きさを計算して設計する。
上述のように、第１の領域Ａにおける高さｈに対する幅Ｗの比が、１より大きく１２以下であるように設計すると、円筒形状の一般的に使用されている清澄槽と比較して、清澄槽４１内を通過する溶融ガラスＭＧの断面積を同一の大きさに保持しながらも、清澄槽４１内に広く浅く溶融ガラスが流される形となる。その結果、泡が必要とする浮上距離が小さくなり、脱泡に必要な時間を短縮することができる。

ここで、上述の比について説明をする。溶融ガラスＭＧ内の泡の浮上距離を短くし、脱泡を効率よく行う上では、高さｈに対する幅ｗの比は大きくした方が有利ということになる。しかし、高さｈに対する幅ｗの比を大きくするということは、即ち、後述する天井部４１ｃの構成部材が２点支持状態で、自重および上部の保温部材の重量を支えなければならない支点間距離が増えるということを意味する。部材に加わる曲げモーメントは、支点間距離の二乗に比例する為、高温状態で、且つ、長期使用を前提とした場合、本実施形態の清澄槽４１の場合、経験的に高さｈに対する幅ｗの比を１２以下とすることで、材料強度を確保できるということが判明した。

次に、図３（ｂ）に実施の形態の清澄槽４１の詳細な断面図を示す。本実施の形態では、清澄槽４１の概形は直方体であり、側壁４１ａ、底部４１ｂ、天井部４１ｃを耐火煉瓦で構成している。このため、上述の第１の領域には側壁４１ａが接する形となっている。
側壁４１ａ、底部４１ｂに使用する耐火煉瓦は、加重軟化点１６８０℃以上、圧縮強度８００ｋｇ／ｃｍ^２以上であることが望ましい。加えて、前記ガラス組成に対する高温での耐食性を備えていれば、なお、望ましい。
一方、天井部４１ｃに使用する耐火煉瓦は、前記の通り、高温で自重および保温部材の重量を支えなければならないので、荷重軟化点１７００℃以上、圧縮強度１０００ｋｇ／ｃｍ^２以上、曲げ強度１２０ｋｇ／ｃｍ^２以上であり、且つ、高温でのホウ酸に対する耐食性を有することが望ましい。
なお、本実施形態では、側壁４１ａと底部４１ｂは別構成としてあるが、一体物であってももちろん構わないし、そのレンガに接する面の断面形状が、長方形でなくても構わない。例えば、Ｕ字形、あるいは半円形であっても構わない。

側壁４１ａ、底部４１ｂの材料として、具体的には、通過する溶融ガラスＭＧに対する耐食性に優れる煉瓦を用いることが考えられる。溶融ガラスＭＧに対する耐食性が重要な要件であり、これを満たすものであれば特に制約はないが、一例として、高ジルコニア質電鋳煉瓦が好適である。
また、天井部４１ｃは、上述したように気相空間ａに接している。溶融ガラスＭＧの表面温度は、約１６００〜１７００℃程度であるが、ガラス組成によりその範囲外となる場合もある。このため、天井部４１ｃの材料は、高温での強度と、ホウ酸に対する耐食性に優れていることが望ましいため、これを満たすものであれば特に制約は設けないが、ＡＺＳ電鋳煉瓦、高ジルコニア質電鋳煉瓦、ジルコンレンガ等が好適である。

これらの、側壁４１ａ、底部４１ｂ、天井部４１ｃは、放熱量を低減し、エネルギー効率を高める目的で、保温材層４１ｄにより被覆されている。
保温材層４１ｄは、１種類の保温材で構成されるものであっても良い。より好ましくは、数種類の多重構造とし、外側にいくほど、耐熱温度及び熱伝導度が小さくなるレンガで構成するのが良い。たとえば、側壁４１ａ,底部４１ｂ、天井部４１ｃに接する部分には、耐熱温度が高いレンガ、例えば、耐熱温度１６５０℃、熱伝導度０．４Ｗ／ｍ／Ｋのレンガを配し、その外側には、耐熱温度は下がるが、より熱伝導度の小さなレンガ、例えば、耐熱温度１３００〜１５００℃、熱伝導度０．２〜０．３Ｗ／ｍ／Ｋのレンガを配する。そして、一番外側には、熱伝導度が０．０５〜０．１５Ｗ／ｍ／Ｋ程度の、セラミックファイバー製ボードやブランケットを配する。

なお、側壁４１ａ部分、底部４１ｂ、天井部４１ｃで、保温材層４１ｄの構成を変えても良い。特に、天井部４１ｃの上部の保温材層４１ｄに関しては、４１ａや４１ｂと異なり、自重以外の荷重が加わることが無いため、保温材の強度は気にする必要が無く、一方で、４１ｃのレンガに加わる荷重を減らすためには、軽量であることが望ましい。そのため、天井部４１ｃの保温層では、レンガの使用を減らし、セラミックファイバー製ボードやブランケットの使用を増やすのが望ましい。
また、溶融ガラスＭＧの表面と天井部４１ｃに囲まれる空間は気相空間ａであり、天井部４１ｃの下面は気相空間ａに接する。このため、上述の第２の領域に接する部分は、側壁４１ａの一部と、天井部４１ｃの下面となっている。

気相空間ａは、清澄槽４１内の溶融ガラスＭＧの液位の調整をすることにより所定の広さを得ることが可能である。また、一定の広さの気相空間ａを保持することもできる。上記の液位は、たとえばレーザ変位計を用いて必要に応じて計測し、溶解装置４０に投入するガラス材料の量を増減する等の好適な方法により調整する。

清澄槽４１の底面（底部４１ｂの表面）には、その全面にプレート状の白金族金族で構成された層（以下、プレートともいう）４１ｅが設置されている。
プレート４１ｅは、第１の領域の一部、たとえば清澄槽４１の底面（底部４１ｂの表面）の少なくとも一部、またはこれに加えて清澄槽４１の側面（側壁４１ａの内壁面）の少なくとも一部にさらに設置するものとする。このように溶融ガラスＭＧに、少なくとも一部が接するように設けられているため、この部分における耐食性を保持することができる。このプレート４１ｅは、図３の（ｂ）に示すような形で設けても良いし、また、図３の（ｃ）に示す、実施の形態の清澄槽４１の変形例のプレート４１ｆのように、溶融ガラスＭＧに全ての部分が接するように、清澄槽４１の内面に沿って設けても良い。ただし、天井部４１ｃには達することがないようにする。変形例のプレート４１ｆのように、溶融ガラスＭＧに全ての部分が接する形で設置した場合、溶融ガラスＭＧに対し、より望ましい耐食性を得ることができる。

図３（ｃ）において、変形例のプレート４１ｆは、溶融ガラスＭＧの表面と同一高さとなっているが、溶融ガラスＭＧが上部から流れて漏れたりするおそれがないように、変形例のプレート４１ｆは溶融ガラスＭＧ表面より上部まで設けられるのが望ましい。

上述のプレート４１ｅ及び変形例のプレート４１ｆは、加熱プレート（加熱手段）として使用することができる。たとえば、好適な方法でプレート４１ｅまたは変形例のプレート４１ｆに電流を流すと、白金族金属の電気抵抗により熱が生じるため、溶融ガラスＭＧを間接的に加熱することができる。特に、変形例のプレート４１ｆのような形であれば、溶融ガラスＭＧと接する領域が大きくなるので、より効率的に加熱することができる。
さらに、変形例のプレート４１ｆを採用する場合、図３の（ｃ）に示すように、プレート４１ｅと側壁４１ａとの間に、キャスタブル耐火物４１ｇを設けても良い。キャスタブル耐火物４１ｇは、変形例のプレート４１ｆを支持する。また、キャスタブル耐火物４１ｇは、変形例のプレート４１ｆと、側壁４１ａ及び底部４１ｂを構成する耐火煉瓦との間の隙間を無くし、気相空間ａからの雰囲気の進入による白金の酸化揮発を抑える役割を担うこともできる。キャスタブル耐火物とは、周知の通り、耐火物を粉砕した骨材に結合材としてのアルミナセメントを配合したものであり、使用に際し所望の形状へと成形できる。

本実施の形態の清澄槽４１において、各構成の厚みは、たとえば以下の点を考慮して設計されるものとする。
たとえば、上述したプレート４１ｅ及び変形例のプレート４１ｆの厚みは、通電加熱の効率及び設備寿命を考慮して設計する。加熱プレート（加熱手段）として使用する場合を考慮すると、通電加熱の効率を上げるには薄いほうが望ましい。プレートの温度はプレートに電流を流した時の抵抗Ｒに比例して上昇し、抵抗Ｒはプレートの厚みに反比例するので、少ない電流で、プレート温度を上げるためにはプレートを薄くする。しかし、薄くしすぎると、プレート強度が不足してしまい、設備寿命が短くなるため、通電効率と設備寿命の両方を満足させようとすると、０．５ｍｍｔ〜５．０ｍｍｔ程度が望ましく、０．８ｍｍｔ〜２．０ｍｍｔ程度であればより望ましい。
また、側壁４１ａ、底部４１ｂ、天井部４１ｃの厚みに関しては特に制約は無いが、使用する耐火煉瓦は高価であるので、４ｃｍｔ〜２０ｃｍｔが望ましく、６ｃｍｔ〜１５ｃｍｔがより望ましい。

なお、図３においては、図２に示す溶融ガラスＭＧの清澄槽４１への入口管となるガラス供給管４３ａ、および清澄槽４１からの出口管となるガラス供給管４３ｂは省略して示した。

以上の説明からも理解できるように、本発明のガラス基板の製造方法、及びガラス基板製造装置によれば、清澄槽に清澄剤を配合させた溶融ガラスを通過させて脱泡処理を行う脱泡工程を含むガラス基板の製造方法において、清澄槽は、この清澄槽の内部表面の領域のうち、清澄槽に溶融ガラスを通過させて脱泡処理を行う際に、溶融ガラスと接する領域として予め設定された第１の領域の少なくとも一部を、白金族金族で構成する。また、溶融ガラスと接することのない領域として予め設定された第２の領域の少なくとも一部を耐火煉瓦で構成する。このように、清澄槽の内壁において、溶融ガラスに接する領域は溶融ガラスに対する耐食性を保持しながらも、気相空間に接する領域は少なくとも一部を白金族金属ではない材料で構成するようにしたため、上述の揮発を抑えることができる。

高温粘性の高いガラス材料は、高温粘性の低いガラス材料と比較して、ガラスを同じ粘度にする場合に、より高温にする必要があるので、清澄槽内の溶融ガラスをより高温にする必要がある。したがって本発明は、高温粘性の高いガラス材料を用いてガラス基板を製造する場合に特に適している。具体的には、溶融ガラスを１０^２．５ポアズとする場合に１５００℃以上の溶融温度を要するガラスに対して、特に適している。
また、本発明は、酸化錫を清澄剤として使用するガラス基板の製造に特に適している。既に述べたように、近年は環境負荷を考慮して、泡を放出する力が弱いＳｎＯ_２（酸化錫）等を清澄剤として用いられるようになってきているため、ガラスの粘性を低くして脱泡効果を上げるために、高い温度で清澄を行う必要がある酸化錫を清澄剤として使用した場合、より効果的であるといえる。

本発明は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、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（ＦＰＤ）用のガラス基板の製造に特に適している。
いずれの場合も本発明を適用することにより、清澄槽４１の内壁の揮発を効果的に抑えることが可能である。

本発明のガラス基板の製造方法の実施に際し、実施の形態の製造方法に限定されるものではないことは明らかである。たとえば、実施の形態で例示したガラス原料以外のガラス原料についても、従来から用いられてきた汎用の原料を使用すれば本発明のガラス基板の製造方法を適用することができる。
また、実施の形態では、溶融ガラスＭＧとの境目付近を除く、第２の領域Ｂのほぼ全域を耐火煉瓦で構成しているが、第２の領域Ｂの少なくとも一部を耐火煉瓦で構成することにより所望の効果が得られるとすれば、好適な範囲を上述の耐火煉瓦で構成するようにしても良い。さらに、耐火煉瓦は、実施の形態で例示したものに限定されない。
また、実施の形態では、白金族金族で構成された部材をプレート状としたが、形状はプレート状に限定されるものではない。

なお、本明細書において、「白金族金属」は、白金族元素からなる金族を意味し、単一の白金族元素からなる金属のみならず白金族元素の合金を含む用語として使用する。ここで、白金族元素とは、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）の６元素を指す。白金族金属は高価ではあるが、融点が高く、溶融ガラスに対する耐食性にも優れている。

本発明は、オーバーフロー・ダウンロード法でガラスを成形するガラス基板の製造に適する。オーバーフロー・ダウンロード法は、溶融ガラスを楔状成形体の両側面に沿って流下させて、前述の楔状成形体の下端部で合流させることにより板状ガラスに成形し、成形された板状ガラスを徐冷し、切断する。オーバーフロー・ダウンロード法は、溶解したガラスを何物にも触れることなく垂直方向に引き伸ばして冷却することで、滑らかな表面を実現することができる。その後、切断された板状ガラスは、さらに、顧客の仕様に合わせて所定にサイズに切断され、端面研磨、洗浄などが行われ、出荷される（実施の形態に示した成形工程（ＳＴ５）、徐冷工程（ＳＴ６）、切断工程（ＳＴ７）に相当する）。

また、本発明は、白金異物の混入が厳しく制限されるＦＰＤ用ガラス基板の製造に適する。ＦＰＤ用ガラス基板として、例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板や有機ＥＬディスプレイ用ガラス基板が挙げられる。ＦＰＤ用ガラス基板は、例えば、厚さが０．１〜０．７ｍｍで、サイズが３００×４００ｍｍ〜２８５０×３０５０ｍｍであり、本発明は、白金落下物欠点が改善されることから、よりサイズの大きなガラスの製造に適している。

なお、液晶表示装置用ガラス基板等は、その表面に半導体素子が形成されるため、アルカリ金属成分を全く含有しないか、または含まれていても半導体素子に影響を及ぼさない程度の微量であることが好ましい。また、液晶表示装置用ガラス基板等は、ガラス基板中に泡が存在すると表示欠陥の原因となるため、泡を極力低減することが好ましい。これらにことから、液晶表示装置用ガラス基板等では、上述したように、ガラス組成、溶融ガラスの温度、清澄剤等が選択されるので、本発明は、液晶表示装置用ガラス基板等の製造に適する。
その他、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々好適な他の形態への変更が可能である。

４０ 溶解装置
４１ 清澄槽
４１ａ 側壁（定型耐火物）
４１ｂ 底部（定型耐火物）
４１ｃ 天井部（定型耐火物）
４１ｄ 保温材
４１ｅ プレート（白金族金族で構成された部材）
４１ｆ 変形例のプレート（白金族金族で構成された部材）
４１ｇ 保護層
４２ ガラス成形装置
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ ガラス供給管
４４ シート状ガラス
１００ 攪拌装置
２００ ガラス基板製造装置
ＭＧ 溶融ガラス
ａ 気相空間
Ａ 第１の領域（溶融ガラスと接する領域として予め設定された領域）
Ｂ 第２の領域（溶融ガラスと接することのない領域として予め設定された領域）

Claims (8)

1. 清澄槽に清澄剤を配合させた溶融ガラスを通過させて脱泡処理を行う脱泡工程を含むガラス基板の製造方法において、
   前記清澄槽は、
   当該清澄槽の内部表面の領域のうち、前記清澄槽に溶融ガラスを通過させて脱泡処理を行う際に、
   前記溶融ガラスと接する領域として予め設定された第１の領域の少なくとも一部を白金族金族で構成し、
   前記溶融ガラスと接することのない領域として予め設定された第２の領域の少なくとも一部を耐火煉瓦で構成した
   ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
2. 前記第１の領域の一部に、前記白金族金族で構成された部材を備えることにより、前記第１の領域の少なくとも一部を白金族金族で構成し、
   前記前記白金族金族で構成された部材を加熱することにより、前記溶融ガラスを加熱することを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
3. 前記清澄剤は、酸化錫であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガラス基板の製造方法。
4. 前記溶融ガラスは、粘度を１０^２．５ポアズとする場合に１５００度以上の溶融温度を要する材料で構成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
5. 前記白金族金族で構成された部材は、前記第１の領域のうち、前記清澄槽の底面の少なくとも一部に備えたことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
6. 前記白金族金族で構成された部材は、前記第１の領域のうち、前記清澄槽の側面の少なくとも一部にさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載のガラス基板の製造方法。
7. 前記清澄槽は、
   前記第１の領域における高さに対する幅の比が、１より大きく１２以下であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
8. ガラス基板の製造工程において溶融ガラスの脱泡処理を行うための清澄槽を有するガラス基板製造装置であって、
   前記清澄槽は、
   当該清澄槽の内部表面の領域のうち、前記清澄槽に溶融ガラスを通過させて脱泡処理を行う際に前記溶融ガラスと接する領域として予め設定された第１の領域の少なくとも一部を、白金族金族で構成し、
   前記内部表面の領域のうち、前記溶融ガラスと接することのない領域として予め設定された第２の領域の少なくとも一部を耐火煉瓦で構成した
   ことを特徴とするガラス基板製造装置。

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