JP2016069235A - Manufacturing method for glass substrate and manufacturing apparatus for glass substrate - Google Patents
Manufacturing method for glass substrate and manufacturing apparatus for glass substrate Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016069235A JP2016069235A JP2014201151A JP2014201151A JP2016069235A JP 2016069235 A JP2016069235 A JP 2016069235A JP 2014201151 A JP2014201151 A JP 2014201151A JP 2014201151 A JP2014201151 A JP 2014201151A JP 2016069235 A JP2016069235 A JP 2016069235A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- stirring
- molten glass
- stirring vessel
- discharge port
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ガラス基板の製造方法、および、ガラス基板の製造装置に関する。 The present invention relates to a glass substrate manufacturing method and a glass substrate manufacturing apparatus.
ガラス基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、ガラス基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る。液晶ディスプレイ(LCD)用基板等の用途においては、脈理は、ガラス製品から排除されることが求められる。脈理の発生を防ぐために、例えば、特許文献1(特開2010−100462号公報)に記載されているように、円筒形状の攪拌容器と、攪拌器とを備える攪拌装置を用いて熔融ガラスが均一になるように攪拌することが行われている。 In the mass production process of glass products such as glass substrates, glass materials such as glass substrates are manufactured by heating glass raw materials to produce molten glass, and forming the produced molten glass. If the molten glass is inhomogeneous, striae occur in the glass product. A striae is a streak-like region having a refractive index and specific gravity different from the surroundings. In applications such as liquid crystal display (LCD) substrates, striae are required to be excluded from glass products. In order to prevent the occurrence of striae, for example, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-100462), a molten glass is used by using a stirring device including a cylindrical stirring vessel and a stirrer. Stirring is performed so as to be uniform.
また、近年、液晶ディスプレイの高精細化に伴って、ガラス基板の表面に配置される画素のパターンサイズが低下し、また、ガラス基板の表面に形成されるブラックマトリックスの線幅およびピッチが低下している。そして、高精細LCD用の基板として用いられるガラス基板は、通常のガラス基板と比較して脈理の発生の防止に関する基準がより厳しく、脈理の徹底的な排除が強く求められている。 In recent years, with the increase in the definition of liquid crystal displays, the pattern size of pixels arranged on the surface of the glass substrate has decreased, and the line width and pitch of the black matrix formed on the surface of the glass substrate have decreased. ing. Further, glass substrates used as substrates for high-definition LCDs have stricter standards for preventing the occurrence of striae compared to ordinary glass substrates, and thorough elimination of striae is strongly required.
しかし、攪拌装置を用いて熔融ガラスを攪拌したとしても、攪拌装置内の熔融ガラス液面に、熔融ガラスとは異なるガラス組成を有するガラス異物が形成され、このガラス異物が熔融ガラスと共に均質化されることなく攪拌容器から流出されるために、熔融ガラスが均一に攪拌されないという問題が生じた。この問題を解決するためには、ガラス異物を攪拌容器から排出する方法が考えられるが、ガラス異物を攪拌容器から排出している間は、ガラス基板を製造することができない。 However, even if the molten glass is stirred using a stirrer, a glass foreign body having a glass composition different from that of the molten glass is formed on the surface of the molten glass in the stirrer, and this glass foreign body is homogenized together with the molten glass. As a result, the molten glass was discharged from the stirring vessel without causing a problem that the molten glass was not uniformly stirred. In order to solve this problem, a method of discharging the glass foreign matter from the stirring vessel can be considered, but a glass substrate cannot be manufactured while the glass foreign matter is being discharged from the stirring vessel.
そこで、本発明は、攪拌装置から効率的にガラス異物を排出して熔融ガラスを均一に攪拌することで、脈理の発生を低減することができるガラス基板の製造方法、および、ガラス基板製造装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a glass substrate manufacturing method and a glass substrate manufacturing apparatus capable of reducing the occurrence of striae by efficiently discharging the glass foreign matter from the stirring device and uniformly stirring the molten glass. The purpose is to provide.
本発明に係るガラス基板の製造方法は、攪拌工程と排出工程とを備える。攪拌工程は、ガラス原料を熔解して生成された熔融ガラスを、攪拌容器と攪拌器とを備える攪拌装置で攪拌する工程である。排出工程は、攪拌工程において、攪拌容器内の熔融ガラス液面に形成され、熔融ガラスと異なるガラス組成を有するガラス異物を、攪拌容器の側壁に設けられた排出口から排出する工程である。排出工程では、攪拌容器内の熔融ガラス液面の高さ位置が、排出口の下端から上端までの範囲内となるように、攪拌容器内の熔融ガラス液面の高さ位置が調整される。 The method for manufacturing a glass substrate according to the present invention includes a stirring step and a discharging step. The stirring step is a step of stirring the molten glass produced by melting the glass raw material with a stirring device including a stirring container and a stirrer. The discharging step is a step of discharging, in the stirring step, a glass foreign matter formed on the molten glass liquid surface in the stirring vessel and having a glass composition different from that of the molten glass from a discharge port provided on the side wall of the stirring vessel. In the discharging step, the height position of the molten glass liquid surface in the stirring vessel is adjusted so that the height position of the molten glass liquid surface in the stirring vessel falls within the range from the lower end to the upper end of the discharge port.
このガラス基板の製造方法では、ガラス異物を含む熔融ガラスを攪拌容器内から排出する排出工程が行われる。ガラス異物は、攪拌容器内の熔融ガラス液面の近傍の高さ位置の熔融ガラスに含まれている。排出工程では、攪拌容器内の熔融ガラス液面の高さ位置が、攪拌容器の排出口の下端から上端までの範囲内となるように、攪拌容器内の熔融ガラス液面の高さ位置が調整される。これにより、排出工程において、攪拌容器と排出口を介して連通している空間内の熔融ガラス液面の高さ位置は、攪拌容器内の熔融ガラス液面の高さ位置と同じになる。そのため、攪拌容器内のガラス異物を含む熔融ガラスは、その流速が低下することなく、排出口を介して攪拌容器内から排出される。従って、このガラス基板の製造方法は、攪拌装置から効率的にガラス異物を排出して熔融ガラスを均一に攪拌することで、脈理の発生を低減することができる。 In this method for manufacturing a glass substrate, a discharging step of discharging molten glass containing a glass foreign substance from the stirring vessel is performed. The glass foreign matter is contained in the molten glass at a height position in the vicinity of the molten glass liquid surface in the stirring vessel. In the discharge process, the height position of the molten glass liquid level in the stirring vessel is adjusted so that the height position of the molten glass liquid level in the stirring vessel is within the range from the lower end to the upper end of the discharge port of the stirring vessel. Is done. Thereby, in a discharge | emission process, the height position of the molten glass liquid level in the space connected via the stirring container and the discharge port becomes the same as the height position of the molten glass liquid level in a stirring container. Therefore, the molten glass containing the glass foreign matter in the stirring vessel is discharged from the stirring vessel through the discharge port without lowering the flow rate. Therefore, this glass substrate manufacturing method can reduce the occurrence of striae by efficiently discharging the glass foreign matter from the stirring device and stirring the molten glass uniformly.
また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、排出工程において、攪拌容器から排出口を介して排出される熔融ガラスの流量に対する、攪拌容器に流入する熔融ガラスの流量、および、攪拌容器内で攪拌され攪拌容器から流出する熔融ガラスの流量の少なくとも1つを調整することで、攪拌容器内の熔融ガラス液面の高さ位置が調整されることが好ましい。 Further, in the glass substrate manufacturing method according to the present invention, in the discharging step, the flow rate of the molten glass flowing into the stirring vessel with respect to the flow rate of the molten glass discharged from the stirring vessel through the discharge port, and in the stirring vessel It is preferable that the height position of the molten glass liquid surface in the stirring vessel is adjusted by adjusting at least one of the flow rates of the molten glass that are stirred and flow out of the stirring vessel.
また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、攪拌容器は、熔融ガラス液面の近傍の高さ位置において側壁に形成される、熔融ガラスの流入口を有することが好ましい。この場合、さらに、排出口は、攪拌容器内において流入口と対向していることが好ましい。 Moreover, in the manufacturing method of the glass substrate which concerns on this invention, it is preferable that a stirring container has an inflow port of the molten glass formed in a side wall in the height position near the molten glass liquid surface. In this case, the discharge port is preferably opposed to the inflow port in the stirring vessel.
また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、攪拌装置は、攪拌容器と排出口を介して連通しているバッファ容器をさらに有することが好ましい。この場合、さらに、バッファ容器は、バッファ容器内の熔融ガラスを排出するための排出管口を有し、バッファ容器の内部空間は、排出口から排出管口に向かうに従って狭くなっていることが好ましい。 Moreover, in the manufacturing method of the glass substrate which concerns on this invention, it is preferable that a stirring apparatus further has a buffer container connected via the stirring container and the discharge port. In this case, the buffer container further has a discharge pipe port for discharging the molten glass in the buffer container, and the internal space of the buffer container is preferably narrowed from the discharge port toward the discharge pipe port. .
本発明に係るガラス基板の製造装置は、ガラス原料を熔解して生成された熔融ガラスを攪拌し、攪拌容器と攪拌器とを有する攪拌装置を備える。攪拌容器は、攪拌容器内の熔融ガラス液面に形成され熔融ガラスと異なるガラス組成を有するガラス異物を排出するための排出口を有する。排出口は、攪拌容器の側壁に設けられる。攪拌装置は、攪拌容器内の熔融ガラス液面の高さ位置が、排出口の下端から上端までの範囲内となるように、攪拌容器内の熔融ガラス液面の高さ位置を調整する。 The apparatus for producing a glass substrate according to the present invention includes a stirring device that stirs molten glass produced by melting a glass raw material and includes a stirring container and a stirrer. The stirring vessel has a discharge port for discharging glass foreign matter formed on the surface of the molten glass in the stirring vessel and having a glass composition different from that of the molten glass. The discharge port is provided on the side wall of the stirring vessel. The stirrer adjusts the height position of the molten glass liquid surface in the stirring vessel so that the height position of the molten glass liquid surface in the stirring vessel falls within the range from the lower end to the upper end of the discharge port.
本発明に係るガラス基板の製造方法、および、ガラス基板の製造装置は、攪拌装置から効率的にガラス異物を排出して熔融ガラスを均一に攪拌することで、脈理の発生を低減することができる。 The glass substrate manufacturing method and glass substrate manufacturing apparatus according to the present invention can reduce the occurrence of striae by efficiently discharging the glass foreign matter from the stirring device and stirring the molten glass uniformly. it can.
(1)ガラス製造装置の全体構成
本発明に係るガラス基板の製造方法、および、ガラス基板の製造装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態のガラス製造装置200の模式図である。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とを備える。熔解槽40と清澄槽41とは、導管43aによって接続されている。清澄槽41と攪拌装置100とは、導管43bによって接続されている。攪拌装置100と成形装置42とは、導管43cによって接続されている。熔解槽40で生成された熔融ガラスGは、導管43aを通過して清澄槽41に流入する。清澄槽41で清澄された熔融ガラスGは、導管43bを通過して攪拌装置100に流入する。攪拌装置100で攪拌された熔融ガラスGは、導管43cを通過して成形装置42に流入する。成形装置42では、オーバーフローダウンドロー法により熔融ガラスGからガラスリボン44が成形される。
(1) Overall Configuration of Glass Manufacturing Apparatus An embodiment of a glass substrate manufacturing method and a glass substrate manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a
熔解槽40は、図示されていないが、バーナー等の加熱手段を備えている。熔解槽40では、加熱手段によりガラス原料が熔解され、熔融ガラスGが生成される。ガラス原料は、所望の組成のガラスを実質的に得ることができるように調製される。ガラスの組成の一例として、無アルカリガラスおよび微アルカリガラスは、SiO2:57質量%〜70質量%、Al2O3:15質量%〜25質量%、B2O3:0質量%〜13質量%、MgO:0質量%〜15質量%、CaO:0質量%〜20質量%、SrO:0質量%〜20質量%、BaO:0質量%〜10質量%、Na2O:0質量%〜1質量%、K2O:0質量%〜1質量%、As2O3:0質量%〜1質量%、Sb2O3:0質量%〜1質量%、SnO2:0質量%〜1質量%、Fe2O3:0質量%〜1質量%、ZrO2:0質量%〜1質量%からなる。ここで、「実質的に」とは、0.1質量%未満の範囲で、その他の微量成分の存在が許容されることを意味する。また、上記の組成を有するガラスに関して、Fe2O3、As2O3、Sb2O3およびSnO2の各含有率は、複数の価数を有するFe、As、SbまたはSnの成分を、それぞれFe2O3、As2O3、Sb2O3またはSnO2として換算した値である。
Although not shown, the
上記のように調製されたガラス原料は、熔解槽40に投入される。熔解槽40では、ガラス原料は、その組成等に応じた温度で熔解される。これにより、熔解槽40では、例えば、1500℃〜1620℃の高温の熔融ガラスGが得られる。
The glass raw material prepared as described above is put into the
熔解槽40で得られた熔融ガラスGは、熔解槽40から導管43aを通過して清澄槽41に流入する。清澄槽41は、図示されていないが、熔解槽40と同様に、加熱手段を備えている。清澄槽41では、熔融ガラスGをさらに昇温させることで、熔融ガラスGの清澄が行われる。清澄槽41において、熔融ガラスGの温度は、好ましくは1600℃〜1800℃、より好ましくは1630℃〜1750℃、さらに好ましくは1650℃〜1750℃に上昇させられる。
The molten glass G obtained in the
清澄槽41で清澄された熔融ガラスG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Gは導管43bを通過する際に冷却されるので、攪拌装置100では、清澄槽41の熔融ガラスGよりも低い温度の熔融ガラスGが攪拌される。上記の組成を有するガラスに関して、攪拌装置100では、熔融ガラスGの温度を1400℃〜1550℃の範囲内に設定し、かつ、熔融ガラスGの粘度を2500dPa・s〜450dPa・sの範囲内に調整して、熔融ガラスGの攪拌が行われることが好ましい。熔融ガラスGは、攪拌装置100において攪拌されることで均質化される。
The molten glass G clarified in the
攪拌装置100で攪拌されて均質化された熔融ガラスG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Gは導管43cを通過する際に、成形装置42での成形に適した温度、例えば、1200℃まで冷却される。成形装置42では、オーバーフローダウンドロー法により、熔融ガラスGからガラスリボン44が成形される。具体的には、成形装置42の上部から溢れた熔融ガラスGが、成形装置42の側壁に沿って下方へと流れることで、成形装置42の下端からガラスリボン44が連続的に成形される。ガラスリボン44は下方へ向かうに従って徐冷され、最終的に、所望の大きさのガラス基板に切断される。
The molten glass G stirred and homogenized by the stirring
(2)攪拌装置の構成
攪拌装置100の具体的な構成について説明する。図2は、攪拌装置100の側面図である。図3は、攪拌装置100の上面図である。攪拌装置100は、主として、攪拌容器101と、攪拌器102と、バッファ容器111と、排出管112とを備えている。
(2) Configuration of Stirrer A specific configuration of the
攪拌容器101は、円筒形状の容器である。攪拌容器101は、上部側面に取り付けられる上流側導管103、および、下部側面に取り付けられる下流側導管104を有している。上流側導管103は、図1の導管43bであり、下流側導管104は、図1の導管43cである。以下、攪拌容器101と上流側導管103との接続部であり、攪拌容器101の側壁に形成される孔を、流入口103aと呼ぶ。また、攪拌容器101と下流側導管104との接続部であり、攪拌容器101の側壁に形成される孔を、流出口104aと呼ぶ。また、以下において、「径方向」は、攪拌容器101の水平方向の断面形状である円の径方向を意味し、「周方向」は、当該円の周方向を意味する。なお、攪拌容器101の水平方向の断面形状は、楕円であってもよい。
The stirring
熔融ガラスGは、上流側導管103から流入口103aを介して水平方向に攪拌容器101内に流入し、攪拌容器101内において上方から下方に導かれながら攪拌器102によって攪拌され、攪拌容器101内から流出口104aを介して水平方向に下流側導管104へ流出する。攪拌容器101内における熔融ガラスGの液面であるガラス液面GLの高さ位置は、流入口103aの上端と同程度、または、流入口103aの上端より下方であることが好ましい。
The molten glass G flows into the stirring
攪拌器102は、攪拌容器101内に配置され、熔融ガラスGを攪拌するために用いられる。攪拌器102は、強化白金で形成されている。強化白金は、白金または白金合金にジルコニア等の酸化物を分散させて、圧延した素材である。強化白金は、層状の白金粒界構造を有し、白金または白金合金と比べて、高温下におけるクリープ強度および引張強度が高い。そのため、強化白金は、高温の熔融ガラスGが接触する攪拌器102にとって、好適な材料である。
The
攪拌器102は、鉛直方向に沿って配置される円柱形状の回転軸105と、回転軸105の外周面に連結される攪拌翼106を有している。回転軸105は、図3の矢印の方向に、その円柱形状の上面の中心と下面の中心とを連結する中心線Lの周りを軸回転する。回転軸105は、内部が空洞である管状の部材である。攪拌翼106は、回転軸105よりも細い管状の部材から構成されている。攪拌翼106は、回転軸105を貫通する複数の支持管106aと、支持管106aの両端部を連結する枠管106bとから構成されている。図3に示されるように、中心線Lに沿って攪拌装置100を見た場合、複数の支持管106aと枠管106bとは、互いに重なっている。支持管106aおよび枠管106bは、回転軸105の外周面に、溶接によって取り付けられている。なお、支持管106aと枠管106bとは、一体の部材であってもよい。
The
バッファ容器111は、攪拌容器101の上部側面に取り付けられている。バッファ容器111は、攪拌容器101と同じ材質で形成されている。なお、バッファ容器111と攪拌容器101とは、一体の部材であってもよい。以下、攪拌容器101とバッファ容器111との接続部であり、攪拌容器101の側壁に形成される孔を、排出口111aと呼ぶ。攪拌容器101内において、排出口111aは、回転軸105を挟んで、流入口103aと対向している。
The
攪拌容器101内の熔融ガラスGは、排出口111aを介して、バッファ容器111内に流入する。中心線Lに沿って攪拌装置100を見た場合、バッファ容器111の内部空間は、排出口111aから径方向外側に向かうに従って、周方向の寸法である幅が徐々に小さくなる形状を有している。バッファ容器111には、後述するガラス異物を含む熔融ガラスGが一時的に貯留される。
The molten glass G in the stirring
排出管112は、バッファ容器111の底面に取り付けられ、鉛直方向に延びている管である。排出管112は、攪拌容器101やバッファ容器111と同じ材質で形成されている。なお、バッファ容器111と排出管112とは、一体の部材であってもよい。以下、バッファ容器111と排出管112との接続部であり、バッファ容器111の底面に形成される孔を、排出管口112aと呼ぶ。排出管口112aは、バッファ容器111の底面において径方向外側に形成されている。すなわち、バッファ容器111の内部空間の幅は、排出口111aから排出管口112aに向かうに従って徐々に小さくなっている。排出管112は、バッファ容器111内にある、ガラス異物を含む熔融ガラスGを、攪拌装置100の外部に排出するための管である。排出管112には、手動で操作可能な図示しない開閉バルブが取り付けられている。ガラス異物を含む熔融ガラスGは、開閉バルブが開いている間に、バッファ容器111内から排出管口112aを介して排出管112に流入し、排出管112を流れて排出される。開閉バルブが閉じている間は、ガラス異物を含む熔融ガラスGは、バッファ容器111内から排出されない。
The
(3)攪拌装置の攪拌工程
攪拌装置100による熔融ガラスGの攪拌工程について説明する。図4は、攪拌装置100で攪拌される熔融ガラスGの流れを表す図である。図4に示される矢印は、熔融ガラスGの流れの向きを表す。攪拌工程では、排出管112の開閉バルブは閉じられている。攪拌容器101の内部には、上流側導管103から流入口103aを介して熔融ガラスGが水平方向に流入される。攪拌器102の回転軸105の上端部は、図示されないモータと連結されている。攪拌装置100を上面視した場合において、攪拌器102は、回転軸105の中心線Lの周りを回転する。攪拌器102の回転方向は、流入口103a、流出口104aおよび排出口111aの位置関係等から決定され、時計回りまたは反時計回りのいずれであってもよい。本実施形態では、攪拌器102は、反時計回りに回転する。攪拌容器101の内部において、熔融ガラスGは、上方から下方に向かって徐々に導かれながら、攪拌器102によって攪拌される。攪拌された熔融ガラスGは、攪拌容器101の内部から流出口104aを介して下流側導管104へ水平方向に流出される。なお、攪拌装置100によって攪拌される熔融ガラスGの温度は、102.5dPa・sの粘度を有する場合において、1450℃〜1750℃である場合に好適であり、1500℃〜1750℃である場合により好適であり、1530℃〜1750℃である場合にさらに好適である。
(3) Stirring step of stirring device The stirring step of the molten glass G by the stirring
(4)ガラス異物の排出工程
攪拌装置100による、ガラス異物を含む熔融ガラスGの排出工程について説明する。攪拌装置100における熔融ガラスGの攪拌が長期間継続すると、攪拌容器101内のガラス液面GL近傍の層には、熔融ガラスGとは異なるガラス成分を有するガラス異物が徐々に生成される。ガラス異物は、熔融ガラスGに含まれるガラス成分のうち、主として、他の成分と比べて比重が小さい成分から構成される熔融ガラスである。ガラス異物は、ガラス製造装置200により製造されるガラス基板の脈理の原因となるため、ガラス製造装置200によるガラス基板の製造が行われない期間に、攪拌容器101内から排出されて取り除かれる。
(4) Discharge process of glass foreign material The discharge process of the molten glass G containing the glass foreign material by the stirring
攪拌装置100による、ガラス異物を含む熔融ガラスGの排出工程は、排出管112の開閉バルブを開けることにより開始される。排出工程では、攪拌容器101内のガラス液面GLの高さ位置が、排出口111aの下端から上端までの範囲内となるように、攪拌容器101内のガラス液面GLの高さ位置が調整される。排出口111aの下端から上端までの範囲とは、排出口111aの下端の高さ位置から上端の高さ位置までの範囲を意味する。図2において、排出口111aの下端から上端までの範囲は、符号Hで示されている。このように攪拌容器101内のガラス液面GLの高さ位置が調整されることにより、バッファ容器111内の熔融ガラスGの液面の高さ位置は、攪拌容器101内のガラス液面GLの高さ位置と同じになる。
The discharge process of the molten glass G containing glass foreign substances by the stirring
攪拌容器101内のガラス液面GLの高さ位置を調整するためには、攪拌容器101から排出口111aを介して排出される熔融ガラスの流量である排出量、流入口103aを介して攪拌容器101に流入する熔融ガラスの流量である流入量、および、流出口104aを介して攪拌容器101から流出する熔融ガラスの流量である流出量の少なくとも1つを調整する。排出量は、排出管112の開閉バルブの開度を調整することによって調整可能である。流入量は、攪拌装置100の上流にある熔解槽40に投入されるガラス原料の量や、攪拌装置100の上流を流れる熔融ガラスGの温度および粘度を調整することによって調整可能である。流出量は、攪拌装置100の下流を流れる熔融ガラスGの温度および粘度を調整することによって調整可能である。
In order to adjust the height position of the glass liquid level GL in the stirring
(5)特徴
本実施形態に係るガラス基板の製造方法では、ガラス異物を含む熔融ガラスGを攪拌容器101内から排出する排出工程が行われる。排出工程では、攪拌容器101内のガラス液面GLの高さ位置が、排出口111aの下端から上端までの範囲内となるように、攪拌容器101内のガラス液面GLの高さ位置が調整される。これにより、排出工程において、バッファ容器111内の熔融ガラスGの液面の高さ位置は、攪拌容器101内のガラス液面GLの高さ位置と同じになる。
(5) Features In the method for manufacturing a glass substrate according to the present embodiment, a discharging step of discharging the molten glass G containing the glass foreign matter from the stirring
図2に示されるように、バッファ容器111内の熔融ガラスGの液面の高さ位置を、攪拌容器101内のガラス液面GLの高さ位置と同じにすることにより、排出工程において、攪拌容器101内のガラス液面GL近傍に生成されるガラス異物を含む熔融ガラスGを、効率的にバッファ容器111に送り込むことができる。以下、その理由について説明する。
As shown in FIG. 2, the liquid surface height position of the molten glass G in the
図5は、バッファ容器111近傍における、攪拌装置100の側面図の拡大図である。図5には、ガラス液面GL近傍において、攪拌容器101からバッファ容器111に流入する熔融ガラスGの流れが矢印で示されている。図5では、バッファ容器111内の熔融ガラスGの液面の高さ位置が、攪拌容器101内のガラス液面GLの高さ位置と同じである。そのため、流入口103aから攪拌容器101内に流入し、排出口111aからバッファ容器111内に流入するガラス液面GL近傍の熔融ガラスGは、攪拌容器101とバッファ容器111との境界である排出口111aを通過する際に、その流速が低下しにくい。そのため、攪拌容器101内のガラス液面GL近傍の熔融ガラスGは、効率的にバッファ容器111内に流れ込んで排出される。
FIG. 5 is an enlarged side view of the stirring
一方、図6は、比較例としての、バッファ容器111近傍における、攪拌装置100の側面図の拡大図である。なお、図6では、説明の便宜上、図5と同じ参照符号が使用されている。図6には、ガラス液面GL近傍において、攪拌容器101内からバッファ容器111に流入する熔融ガラスGの流れが矢印で示されている。図6では、バッファ容器111内の熔融ガラスGの液面の高さ位置が、攪拌容器101内のガラス液面GLの高さ位置よりも下方にある。なお、バッファ容器111内の熔融ガラスGの液面の高さ位置は、排出口111aの上端の高さ位置である。
On the other hand, FIG. 6 is an enlarged view of a side view of the stirring
この場合、図6に示されるように、流入口103aから攪拌容器101内に流入し、排出口111aからバッファ容器111内に流入するガラス液面GL近傍の熔融ガラスGは、排出口111aを通過する前に、攪拌容器101内で下方に向かって流れる。そのため、図6に示されるように、攪拌容器101内において、排出口111aの近傍、かつ、排出口111aの上方、かつ、ガラス液面GLの下方にある液面角部101aで、熔融ガラスGが捕らえられるおそれがある。液面角部101aは、熔融ガラスGの流速が小さい空間であり、液面角部101aの熔融ガラスGは、排出口111aに向かって流れにくい。そのため、攪拌容器101内において、ガラス液面GL近傍の熔融ガラスGがバッファ容器111内に向かって流れる際に、熔融ガラスGの流速は、液面角部101a、および、その近傍において小さくなる。すなわち、液面角部101aの存在によって、ガラス液面GL近傍の熔融ガラスGがバッファ容器111内に流入することが妨げられ、結果的に、ガラス異物を含む熔融ガラスGが攪拌容器101内から流出することが抑制される。また、液面角部101aに熔融ガラスGが長時間滞留すると、液面角部101aにガラス異物が蓄積して、そのガラス異物が流出口104aを介して下流側導管104に流出されるおそれがある。そのため、攪拌容器101内の液面角部101aは存在しないことが好ましい。
In this case, as shown in FIG. 6, the molten glass G in the vicinity of the glass liquid level GL that flows into the stirring
本実施形態では、攪拌容器101内のガラス液面GLの高さ位置が、排出口111aの下端から上端までの範囲内となるように、攪拌容器101内のガラス液面GLの高さ位置が調整されるので、図6に示される液面角部101aは攪拌容器101内には存在しない。そのため、ガラス異物を含む熔融ガラスGを攪拌容器101内から効率的に排出することができる。
In the present embodiment, the height position of the glass liquid level GL in the stirring
従って、本実施形態に係るガラス基板の製造方法では、攪拌容器101内において、熔融ガラスGがガラス異物と共に流出口104aを介して下流側導管104に流出されることが抑制される。ガラス異物が混入した不均質な熔融ガラスGから製造されたガラス基板は、脈理が発生する可能性が高い。本実施形態では、ガラス異物を攪拌容器101から効率的に除去することで、攪拌装置100において熔融ガラスGを均質に攪拌することができる。これにより、脈理の発生が抑制され、高品質のガラス製品を得ることができる。
Therefore, in the manufacturing method of the glass substrate which concerns on this embodiment, it is suppressed that the molten glass G flows out into the downstream conduit |
また、本実施形態に係るガラス基板の製造方法では、攪拌容器101内において、排出口111aは、回転軸105を挟んで、流入口103aと対向している。そのため、排出工程において流入口103aから攪拌容器101内に流入した熔融ガラスGは、流れの方向を変えずにそのままガラス液面GLを流れて、排出口111aからバッファ容器111内に流入しやすい。従って、流入口103aと対向する位置に排出口111aを設けることで、排出工程において熔融ガラスGを効率的に排出することができる。
In the glass substrate manufacturing method according to the present embodiment, in the stirring
また、本実施形態に係るガラス基板の製造方法では、排出管口112aは、バッファ容器111の底面において径方向外側に形成され、かつ、バッファ容器111の内部空間の幅は、排出口111aから排出管口112aに向かうに従って徐々に小さくなっている。このように、排出口111aの周方向の寸法が大きいので、排出工程において流入口103aから攪拌容器101内に流入した熔融ガラスGは、ガラス液面GLを流れた後、排出口111aからバッファ容器111内に流入しやすい。従って、排出口111aの周方向の寸法が大きいバッファ容器111を設けることで、熔融ガラスGを効率的に排出することができる。
Further, in the glass substrate manufacturing method according to the present embodiment, the
(6)変形例
(6−1)変形例A
本実施形態では、攪拌容器101内のガラス液面GLの高さ位置を調整するために、排出量、流入量および流出量の少なくとも1つが調整される。しかし、攪拌容器101内のガラス液面GLの高さ位置を調整するために、排出量に対する流入量の比率、および、排出量に対する流出量の比率の少なくとも一方が調整されてもよい。
(6) Modification (6-1) Modification A
In this embodiment, in order to adjust the height position of the glass liquid level GL in the stirring
(6−2)変形例B
本実施形態では、攪拌容器101内のガラス液面GLの高さ位置を調整するために、排出量、流入量および流出量の少なくとも1つが調整される。しかし、排出量、流入量および流出量は、コンピュータによって自動的に制御されてもよい。また、変形例Aにおける、排出量に対する流入量の比率、および、排出量に対する流出量が、コンピュータによって自動的に制御されてもよい。
(6-2) Modification B
In this embodiment, in order to adjust the height position of the glass liquid level GL in the stirring
(6−3)変形例C
本実施形態では、攪拌容器101の内部において、熔融ガラスGは、上方から下方に向かって徐々に導かれながら、攪拌器102によって攪拌される。しかし、熔融ガラスGは、下方から上方に向かって徐々に導かれながら、攪拌器102によって攪拌されてもよい。この場合、熔融ガラスGは、攪拌容器101の下部側面に形成された流入口から攪拌容器101内に流入し、攪拌容器101の上部側面に形成された流出口から流出する。
(6-3) Modification C
In the present embodiment, the molten glass G is stirred by the
(6−4)変形例D
本実施形態に係るガラス製造装置200では、攪拌装置100は、清澄槽41と成形装置42との間に設置され、清澄槽41で清澄された熔融ガラスGを攪拌する。しかし、攪拌装置100は、熔解槽40と清澄槽41との間に設置されてもよい。この場合、攪拌装置100は、熔解槽40で生成された熔融ガラスGを攪拌して、均質化された熔融ガラスGを清澄槽41に供給する。なお、2つの攪拌装置100が、熔解槽40と清澄槽41との間、および、清澄槽41と成形装置42との間に設置されてもよい。
(6-4) Modification D
In the
(7)実施例
図5および図6に示される攪拌装置100と同じ構成を有する空間を通過する熔融ガラスGの流れに関して、熱流体解析シミュレーションを実行した。流れは定常とし、SIMPLEアルゴリズムを用いて、単一のソルバを用いて解いた。また、今回は、等温状態における流れ場の解析であるため、対流熱伝達や輻射熱伝達に関しては解かなかった。次に、解析時に設定した各種パラメータについて説明する。実施形態と同じ構成要素には、同じ参照符号が用いられている。
(a)熔融ガラスの粘度:90.88Pa・s、
(b)排出口111aから流出する熔融ガラスGの流量d1:0.5、1.0および1.4(t/day)の4パターン、
(c)流出口104aから流出する熔融ガラスGの流量d2:18(t/day)、
(d)流入口103aから流入する熔融ガラスGの流量d3:d1+d2(t/day)、
(e)攪拌容器101のガラス液面GLの高さ位置:流入口103aの上端より5mm上方、
(f)攪拌器102の下端の高さ位置:攪拌容器101の底面より30mm上方、
以上のパラメータの下、次の2種類のモデルについて、攪拌装置100内における熔融ガラスGの流れ場を解析した。
(モデル1)図5に示される実施形態に相当する構成である。攪拌容器101内のガラス液面GLの高さ位置は、バッファ容器111内の熔融ガラスGの液面の高さ位置と同じである。
(モデル2)図6に示される比較例に相当する構成である。攪拌容器101内のガラス液面GLの高さ位置は、バッファ容器111内の熔融ガラスGの液面の高さ位置より20mm高い。
(7) Example A thermal fluid analysis simulation was performed on the flow of the molten glass G passing through a space having the same configuration as the stirring
(A) Viscosity of molten glass: 90.88 Pa · s,
(B) Four patterns of flow rate d1: 0.5, 1.0 and 1.4 (t / day) of the molten glass G flowing out from the
(C) Flow rate d2: 18 (t / day) of molten glass G flowing out from the
(D) The flow rate d3 of the molten glass G flowing in from the
(E) Height position of the glass liquid level GL of the stirring vessel 101: 5 mm above the upper end of the
(F) Height position of the lower end of the stirrer 102: 30 mm above the bottom surface of the stirring
Under the above parameters, the flow field of the molten glass G in the
(Model 1) This is a configuration corresponding to the embodiment shown in FIG. The height position of the liquid surface GL in the stirring
(Model 2) This is a configuration corresponding to the comparative example shown in FIG. The height position of the glass liquid level GL in the stirring
熔融ガラスGの流れ場の解析では、上記の2種類のモデル、および、上記の3パターンの流量d1の値のそれぞれについて、以下の4種類の流速分布が比較検討された。
(分布1)排出口111aの位置における鉛直方向の流速分布、
(分布2)排出口111aから径方向内側に75mm離れた位置における鉛直方向の流速分布、
(分布3)流入口103aから径方向内側に75mm離れた位置における鉛直方向の流速分布、
(分布4)ガラス液面GLの径方向の流速分布、
分布1に関して、モデル1では、ガラス液面GLに近いほど、流速が大きかった。一方、モデル2では、排出口111aの下端の高さ位置および上端の高さ位置で流速が小さく、それらの中間の高さ位置で流速が最大値を示した。しかし、モデル2における流速の最大値は、モデル1における流速の最大値の約半分であった。なお、モデル1およびモデル2において、流量d1が大きいほど流速が大きかった。従って、モデル1は、モデル2よりも、熔融ガラスGを効率的に排出することができることが確認された。
In the analysis of the flow field of the molten glass G, the following four types of flow velocity distributions were compared for each of the above two types of models and the above three patterns of the flow rate d1.
(Distribution 1) Vertical flow velocity distribution at the position of the
(Distribution 2) Vertical flow velocity distribution at a position 75 mm radially inward from the
(Distribution 3) Vertical flow velocity distribution at a position 75 mm radially inward from the
(Distribution 4) Flow velocity distribution in the radial direction of the glass liquid level GL,
Regarding distribution 1, in model 1, the closer to the glass liquid level GL, the larger the flow velocity. On the other hand, in the model 2, the flow velocity was small at the height position of the lower end and the height position of the upper end of the
分布2に関して、モデル1では、ガラス液面GLからの距離が大きいほど、流速が小さかった。一方、モデル2では、ガラス液面GLから約40mmまでの範囲では、ガラス液面GLからの距離に関わらず流速が一定であり、かつ、ガラス液面GLから約40mmより離れた範囲では、ガラス液面GLからの距離が大きいほど流速が小さかった。また、ガラス液面GLから約40mmまでの範囲では、モデル1の流速がモデル2の流速よりも大きかった。なお、モデル1およびモデル2において、流量d1が大きいほど流速が大きかった。従って、モデル1は、モデル2よりも、ガラス液面GL近傍の熔融ガラスGを効率的に排出することができることが確認された。 Regarding distribution 2, in model 1, the larger the distance from the glass liquid level GL, the smaller the flow velocity. On the other hand, in the model 2, in the range from the glass liquid level GL to about 40 mm, the flow velocity is constant regardless of the distance from the glass liquid level GL, and in the range away from the glass liquid level GL from about 40 mm, The greater the distance from the liquid level GL, the smaller the flow rate. Further, in the range from the glass liquid level GL to about 40 mm, the flow rate of the model 1 was larger than that of the model 2. In Model 1 and Model 2, the larger the flow rate d1, the greater the flow velocity. Therefore, it was confirmed that the model 1 can discharge the molten glass G near the glass liquid level GL more efficiently than the model 2.
分布3に関して、モデル1およびモデル2において、同様の流速分布が確認された。モデル1およびモデル2において、流入口103aの鉛直方向中間の高さ位置で流速が最大値を示した。なお、モデル1およびモデル2において、流量d1が大きいほど流速が大きかった。
Regarding distribution 3, the same flow velocity distribution was confirmed in model 1 and model 2. In model 1 and model 2, the flow velocity showed the maximum value at the height position in the middle of the
分布4に関して、モデル1では、径方向において排出口111aの位置における流速が最も大きく、排出口111aの位置から径方向内側に向かうに従って流速が小さくなった。一方、モデル2では、径方向において排出口111aの位置における流速は、ほぼゼロであった。径方向において排出口111aの位置は、図6の液面角部101aに相当する位置である。また、モデル2では、排出口111aの位置から径方向内側に向かうに従って、流速が大きくなり、最大値を示した後に、小さくなった。流速が最大値を示した位置は、排出口111aと回転軸105との中間の位置である。なお、モデル1およびモデル2において、流量d1が大きいほど流速が大きかった。従って、モデル2では、図6に示される熔融ガラスGの流れが滞留する液面角部101aが存在することが確認された。また、モデル1では、図6の液面角部101aが存在せず、排出口111a近傍の熔融ガラスGの流速が大きいことが確認された。従って、モデル1は、モデル2よりも、ガラス液面GL近傍の熔融ガラスGを効率的に排出することができることが確認された。
Regarding the distribution 4, in the model 1, the flow velocity at the position of the
100 攪拌装置
101 攪拌容器
102 攪拌器
105 回転軸
106 攪拌翼
111 バッファ容器
111a 排出口
112 排出管
200 ガラス製造装置(ガラス基板の製造装置)
G 熔融ガラス
GL ガラス液面(熔融ガラス液面)
L 回転軸の中心線
DESCRIPTION OF
G Molten glass GL Glass liquid surface (molten glass liquid surface)
L Center axis of rotation axis
Claims (5)
前記攪拌工程において、前記攪拌容器内の前記熔融ガラス液面に形成され、前記熔融ガラスと異なるガラス組成を有するガラス異物を、前記攪拌容器の側壁に設けられた排出口から排出する排出工程と、
を備え、
前記排出工程では、前記攪拌容器内の前記熔融ガラス液面の高さ位置が、前記排出口の下端から上端までの範囲内となるように、前記攪拌容器内の前記熔融ガラス液面の高さ位置が調整される、
ガラス基板の製造方法。 An agitation step of agitating a molten glass produced by melting a glass raw material with an agitation device including an agitation vessel and an agitator;
In the stirring step, a discharging step of discharging the glass foreign matter formed on the molten glass liquid surface in the stirring vessel and having a glass composition different from that of the molten glass from a discharge port provided on a side wall of the stirring vessel;
With
In the discharging step, the height of the molten glass liquid surface in the stirring vessel is such that the height position of the molten glass liquid surface in the stirring vessel is within the range from the lower end to the upper end of the discharge port. Position is adjusted,
A method for producing a glass substrate.
請求項1に記載のガラス基板の製造方法。 In the discharging step, the flow rate of the molten glass flowing into the stirring vessel with respect to the flow rate of the molten glass discharged from the stirring vessel through the discharge port, and the stirring vessel being stirred in the stirring vessel By adjusting at least one flow rate of the molten glass flowing out, the height position of the molten glass liquid surface in the stirring vessel is adjusted,
The manufacturing method of the glass substrate of Claim 1.
前記排出口は、前記攪拌容器内において前記流入口と対向している、
請求項1または2に記載のガラス基板の製造方法。 The stirring vessel has an inlet for the molten glass formed on the side wall at a height position in the vicinity of the molten glass liquid surface,
The discharge port is opposed to the inflow port in the stirring vessel.
The manufacturing method of the glass substrate of Claim 1 or 2.
前記バッファ容器は、前記バッファ容器内の前記熔融ガラスを排出するための排出管口を有し、
前記バッファ容器の内部空間は、前記排出口から前記排出管口に向かうに従って狭くなっている、
請求項1から3のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。 The stirring device further has a buffer container communicating with the stirring container through the discharge port,
The buffer container has a discharge pipe port for discharging the molten glass in the buffer container,
The internal space of the buffer container is narrowed from the discharge port toward the discharge pipe port.
The manufacturing method of the glass substrate of any one of Claim 1 to 3.
前記攪拌容器は、前記攪拌容器内の前記熔融ガラス液面に形成され前記熔融ガラスと異なるガラス組成を有するガラス異物を排出するための排出口を有し、
前記排出口は、前記攪拌容器の側壁に設けられ、
前記攪拌装置は、前記攪拌容器内の前記熔融ガラス液面の高さ位置が、前記排出口の下端から上端までの範囲内となるように、前記攪拌容器内の前記熔融ガラス液面の高さ位置を調整する、
ガラス基板製造装置。 Stirring the molten glass produced by melting the glass raw material, equipped with a stirring device having a stirring container and a stirrer,
The stirring vessel has a discharge port for discharging a glass foreign material formed on the molten glass liquid surface in the stirring vessel and having a glass composition different from that of the molten glass,
The outlet is provided on a side wall of the stirring vessel,
The stirring device has a height of the molten glass liquid level in the stirring vessel so that a height position of the molten glass liquid level in the stirring vessel is within a range from a lower end to an upper end of the discharge port. Adjust the position,
Glass substrate manufacturing equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014201151A JP2016069235A (en) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | Manufacturing method for glass substrate and manufacturing apparatus for glass substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014201151A JP2016069235A (en) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | Manufacturing method for glass substrate and manufacturing apparatus for glass substrate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016069235A true JP2016069235A (en) | 2016-05-09 |
Family
ID=55866170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014201151A Pending JP2016069235A (en) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | Manufacturing method for glass substrate and manufacturing apparatus for glass substrate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016069235A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230031139A (en) | 2021-08-26 | 2023-03-07 | 에이지씨 가부시키가이샤 | Glass manufacturing device and glass manufacturing method |
-
2014
- 2014-09-30 JP JP2014201151A patent/JP2016069235A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230031139A (en) | 2021-08-26 | 2023-03-07 | 에이지씨 가부시키가이샤 | Glass manufacturing device and glass manufacturing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5246568B1 (en) | Glass production method and stirring device | |
JP5580889B2 (en) | Manufacturing method of glass substrate and stirring device | |
US20090038342A1 (en) | Molten glass delivery apparatus for optical quality glass | |
WO2013054531A1 (en) | Method for manufacturing glass plate | |
WO2007077716A1 (en) | Molten glass supply apparatus and process for producing glass molded article | |
JP6418455B2 (en) | Process and apparatus for clarifying molten glass | |
JP6110448B2 (en) | Manufacturing method of glass substrate and stirring device | |
JP5752811B2 (en) | Glass substrate manufacturing apparatus and glass substrate manufacturing method | |
TWI596067B (en) | Manufacturing method of a glass substrate, and manufacturing apparatus of a glass substrate | |
US20150360990A1 (en) | Method and device for producing a glass article from a glass melt | |
JP2016069235A (en) | Manufacturing method for glass substrate and manufacturing apparatus for glass substrate | |
JP6449606B2 (en) | Glass substrate manufacturing method and glass substrate manufacturing apparatus | |
JP5768084B2 (en) | Glass plate manufacturing method and glass plate manufacturing apparatus | |
JP2017178727A (en) | Manufacturing method for glass substrate and agitation tank | |
JP2017178649A (en) | Manufacturing method for glass substrate | |
JP2016033099A (en) | Method for manufacturing glass plate, and agitator | |
JP4811791B2 (en) | Molten glass supply apparatus and method for producing glass molded product | |
JP4793581B2 (en) | Molten glass supply apparatus and method for producing glass molded product | |
TW202023967A (en) | Apparatus and method for conditioning molten glass | |
KR101432413B1 (en) | Glass plate production method | |
JP6458691B2 (en) | Molten glass stirring device, plate glass manufacturing device, molten glass stirring method, and plate glass manufacturing method | |
JP2016050148A (en) | Method and apparatus for manufacturing glass plate | |
KR20130122913A (en) | Method for manufacturing glass substrate, apparatus for manufacturing glass substrate and stirring apparatus | |
TW201529504A (en) | Molten glass supply system | |
JP2012036063A (en) | Stirring device and stirring method for molten glass |