JP2016069253A

JP2016069253A - ガラス基板の製造方法、及び、ガラス基板の製造装置

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Publication number: JP2016069253A
Application number: JP2014202500A
Authority: JP
Inventors: 学市川; Manabu Ichikawa
Original assignee: Avanstrate Inc; Avanstrate Asia Pte Ltd
Current assignee: Avanstrate Inc; Avanstrate Asia Pte Ltd
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-05-09

Abstract

【課題】少なくとも一部が白金族金属を含む材料で構成されたガラス処理装置の気相空間内で揮発した白金族金属の凝集を抑制し、凝集物の一部が異物となって熔融ガラスに混入することを抑制することができるガラス基板の製造方法等を提供する。【解決手段】白金族金属で構成されたガラス処理装置を備えるガラス基板の製造方法であって、ガラス処理装置の内部において、熔融ガラスの液面より上方に気相空間が形成され、ガラス処理装置の内部で白金族金属が凝集する温度以上において、気相空間に含まれる白金揮発物の凝集が抑制されるよう気相空間の絶対湿度が１３００ｇ／ｍ3以下の環境下で熔融ガラスを処理する。【選択図】図４

Description

本発明は、ガラス基板の製造方法、及び、ガラス基板の製造装置に関する。

ガラス基板は、一般的に、ガラス原料から熔融ガラスを生成した後、清澄工程、均質化工程を経て、熔融ガラスをガラス基板へ成形することで製造される。
ところで、高温の熔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熔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熔融ガラスに接する部材の内壁は、その部材に接する熔融ガラスの温度、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、熔融ガラスを生成した後成形工程に供給するまでの間、熔融ガラスは高温状態になるため、清澄工程を行う清澄装置、均質化工程を行う攪拌装置、及び熔融ガラスを移送するガラス供給管は、耐熱性の高い白金あるいは白金合金である白金族金属を用いて構成されている。しかし、白金族金属は、ガラス熔融に必要な高温下では揮発し易い。そして白金族金属の揮発物が気相空間を取り巻く内壁に凝集して凝集物をつくり、この凝集物の一部が離脱して熔融ガラス中に異物となって混入し、ガラス基板の品質の低下を招くおそれがあった。

これに対して、白金異物の混入のおそれが少なく、コード脈理や異物欠点などの光学欠陥の少ない高品質ガラスを得ることができるガラス溶融炉が知られている（特許文献１）。
当該ガラス溶融炉では、天井部を設けて閉塞した槽本体の内壁面の下部が、白金または白金合金でなる白金面によって形成されており、かつ該白金面は、その上端が溶融ガラスの槽上部雰囲気中に露出しない位置となるように形成されている。

特開２０１０−２０２４４４号公報

上記特許文献１のように、熔融ガラスの液面上部の気相空間の雰囲気と白金族金属の壁面との接触面を無くせば、白金族金属の揮発は生じない。また、気相空間の雰囲気と接触する白金族金属の内壁の接触面積を小さくすることで、白金族金属の揮発を低減することができる、と考えられる。しかし、気相空間の雰囲気と接触する白金族金属の内壁の接触面積を小さくした場合であっても、白金族金属を壁面から十分に揮発を低減することがでず、白金族金属が凝集していた。

そこで、本発明は、ガラス基板の製造過程で用いられる、少なくとも一部が白金族金属を含む材料で構成されたガラス処理装置において熔融ガラスを処理する際、ガラス処理装置内部の湿度を低減することにより、気相空間内で揮発した白金族金属の凝集を抑制し、凝集物の一部が異物となって熔融ガラスに混入することを抑制することができるガラス基板の製造方法及びガラス基板の製造装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、白金族金属で構成されたガラス処理装置を備えるガラス基板の製造方法であって、
前記ガラス処理装置の内部において、熔融ガラスの液面より上方に気相空間が形成され、
前記ガラス処理装置の内部で前記白金族金属が凝集する温度以上において、前記気相空間に含まれる白金揮発物の凝集が抑制されるよう前記気相空間の絶対湿度が１３００ｇ／ｍ³以下の環境下で前記熔融ガラスを処理する、
ことを特徴とする。

前記ガラス処理装置は、前記気相空間の湿度を制御する湿度制御装置を備え、
前記湿度制御装置は、前記気相空間の気体に含まれる水蒸気を吸着して前記気相空間を除湿する、ことが好ましい。

本発明の他の態様は、白金族金属で構成されたガラス処理装置を備えるガラス基板の製造装置であって、
前記ガラス処理装置の内部において、熔融ガラスの液面より上方に気相空間が形成され、
前記ガラス処理装置の内部で前記白金族金属が凝集する温度以上において、前記気相空間に含まれる白金揮発物の凝集が抑制されるよう前記気相空間の絶対湿度が１３００ｇ／ｍ³以下の環境下で前記熔融ガラスを処理する、
ことを特徴とする。

本発明によれば、ガラス基板の成形前の熔融ガラスを処理する工程において、ガラス処理装置の気相空間中に存在する白金族金属の揮発物の凝集を低減することができる。これにより、熔融ガラスに異物が混入することを抑制することができる。

実施形態に係るガラス基板製造方法の工程を示すフローチャートである。実施形態に係るガラス基板製造装置の構成を示す模式図である。実施形態に係る清澄管を主に表した外観図である。実施形態に係る清澄管の長手方向における概略断面図である。実施形態に係る清澄管の内部を表す断面図と清澄管の温度プロファイルの一例を示す図である。水分子が核生成剤となり、白金族金属の揮発物が固体となって析出することを説明するための模式的な図である。

（ガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置）
本発明に係るガラス基板の製造方法及びガラス基板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、本実施形態に係るガラス基板製造方法の工程の一例を示すフローチャートである。ガラス基板の製造方法は、図１に示されるように、主として、熔解工程Ｓ１と、清澄工程Ｓ２と、攪拌工程Ｓ３と、成形工程Ｓ４と、徐冷工程Ｓ５と、切断工程Ｓ６とを備える。
図２は、本実施形態に係るガラス基板の製造装置２００の構成の一例を示す模式図である。ガラス基板の製造装置２００は、熔解槽４０と、清澄管４１と、攪拌装置１００と、成形装置４２と、移送管４３ａ，４３ｂ，４３ｃとを備える。移送管４３ａは、熔解槽４０と清澄管４１を接続する。移送管４３ｂは、清澄管４１と攪拌装置１００を接続する。移送管４３ｃは、攪拌装置１００と成形装置４２を接続する。

熔解工程Ｓ１では、ガラスの原料を熔解して熔融ガラスが生成される。熔融ガラスは、熔解槽に貯留され、所望の温度を有するように加熱される。熔融ガラスは、清澄剤を含有する。環境負荷低減の観点から、清澄剤として酸化スズが好適に用いられる。
熔解槽４０では、ガラス原料は、その組成等に応じた温度に加熱されて熔解される。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。なお、熔解槽４０では、少なくとも１対の電極間に電流を流すことで、電極間の熔融ガラスＧが通電加熱されてもよく、また、通電加熱に加えてバーナーによる火焔を補助的に与えることで、ガラス原料が加熱されてもよい。

清澄工程Ｓ２では、移送管及び清澄管の内部を熔融ガラスが流れる。最初に、熔融ガラスの温度を上昇させる。清澄剤は、昇温により還元反応を起こして酸素を放出する。熔融ガラス中に含まれる泡は、放出した酸素を吸収して成長し、熔融ガラスの液面に浮上し、破泡して消滅する。次に、清澄工程Ｓ２では、熔融ガラスの温度を低下させる。これにより、還元された清澄剤は、酸化反応を起こして、熔融ガラス中に残存している酸素等のガス成分を吸収する。
具体的には、熔解槽４０で得られた熔融ガラスＧは、熔解槽４０から移送管４３ａを通過して清澄管４１に流入する。清澄管４１および移送管４３ａ，４３ｂ，４３ｃは、白金あるいは白金合金である白金族金属製の管である。なお、白金族金属は、単一の白金族元素からなる金属、および、白金族元素からなる金属の合金を意味する。白金族元素は、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）およびイリジウム（Ｉｒ）の６元素である。白金族金属は、融点が高く、熔融ガラスに対する耐食性に優れている。清澄管４１には、熔解槽４０と同様に加熱手段が設けられている。また、少なくとも移送管４３ａにも加熱手段が設けられている。清澄工程Ｓ２では、熔融ガラスＧがさらに昇温させられることで清澄される。例えば、清澄管４１における熔融ガラスＧの温度は、１６００℃〜１７２０℃である。
清澄管４１において清澄された熔融ガラスＧは、清澄管４１から移送管４３ｂを通過して攪拌装置１００に流入する。熔融ガラスＧは、移送管４３ｂを通過する際に冷却される。

攪拌工程Ｓ３では、清澄された熔融ガラスが攪拌されて、熔融ガラスの成分が均質化される。これにより、ガラス基板の脈理等の原因である熔融ガラスの組成ムラが低減される。均質化された熔融ガラスは、成形工程Ｓ４に送られる。
具体的には、攪拌装置１００では、清澄管４１を通過する熔融ガラスＧの温度よりも低い温度で、熔融ガラスＧが攪拌される。例えば、攪拌装置１００において、熔融ガラスＧの温度は、１２５０℃〜１４５０℃である。例えば、攪拌装置１００において、熔融ガラスＧの粘度は、５００ポアズ〜１３００ポアズである。熔融ガラスＧは、攪拌装置１００において攪拌されて均質化される。
攪拌装置１００で均質化された熔融ガラスＧは、攪拌装置１００から移送管４３ｃを通過して成形装置４２に流入する。熔融ガラスＧは、移送管４３ｃを通過する際に、熔融ガラスＧの成形に適した粘度となるように冷却される。例えば、熔融ガラスＧは、１１００〜１３００℃まで冷却される。

成形工程Ｓ４では、オーバーフローダウンドロー法またはフロート法によって、熔融ガラスからシートガラスが連続的に成形される。
具体的には、成形装置４２に流入した熔融ガラスＧは、成形炉（図示せず）の内部に設置されている成形体５２に供給される。成形体５２の上面には、成形体５２の長手方向に沿って溝が形成されている。熔融ガラスＧは、成形体５２の上面の溝に供給される。溝から溢れた熔融ガラスＧは、成形体５２の一対の側面を伝って下方へ流下する。成形体５２の側面を流下した一対の熔融ガラスＧは、成形体５２の下端で合流して、シートガラスＧＲが連続的に成形される。

徐冷工程Ｓ５では、成形工程Ｓ４で連続的に成形されたシートガラスが所望の厚みを有し、かつ、歪みおよび反りが生じないように徐々に冷却される。
切断工程Ｓ６では、徐冷工程Ｓ５で徐冷されたシートガラスが所定の長さに切断されて、ガラスシートが得られる。ガラスシートは、さらに、所定のサイズに切断されて、ガラス基板が得られる。

このように、本実施形態のガラス基板の製造方法は、ガラスの原料を熔解して熔融ガラスを生成する熔解工程と、ガラス処理装置において熔融ガラスを処理する処理工程、例えば清澄装置において熔融ガラスを清澄する清澄工程と、を有する。ガラス処理装置は、熔融ガラスが流れる液相と、熔融ガラスの液面と壁から形成される気相空間とを有し、気相空間を囲む壁の少なくとも一部が白金族金属を含む材料で構成されている。
以下、ガラス処理装置として清澄管４１を含んだ清澄装置を用いて説明するが、ガラス処理装置は、熔解槽４０と成形装置４２との間に設けられ、熔融ガラスＧに所定の処理をする装置である限りにおいて、特に制限されない。ガラス処理装置は、清澄装置の他に、例えば攪拌装置、あるいは熔融ガラスを移送する移送管を対象とすることもできる。したがって、熔融ガラスＧの処理は、熔融ガラスを清澄する処理の他に、熔融ガラスを均質化する処理、熔融ガラスを移送する処理等を含む。

（ガラス基板の適用例）
本実施形態のガラス基板の製造方法によって製造されるガラス基板は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板やディスプレイを保護するカバーガラスとして、特に適している。ＦＰＤ用のガラス基板としては、無アルカリガラス、または、アルカリ微量含有ガラスが用いられる。ＦＰＤ用のガラス基板は、高温時における粘性が高い。例えば、１０^2.5ポアズの粘性を有する熔融ガラスの温度は、１５００℃以上である。

（ガラス組成）
熔解槽４０では、図示されない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、ＦＰＤ用のガラス基板として好適な無アルカリガラスは、ＳｉＯ_２：５０質量％〜７０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：０質量％〜２５質量％、Ｂ_２Ｏ_３：０質量％〜１５質量％、ＭｇＯ：０質量％〜１０質量％、ＣａＯ：０質量％〜２０質量％、ＳｒＯ：０質量％〜２０質量％、ＢａＯ：０質量％〜１０質量％を含有する。ここで、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計の含有量は、５質量％〜３０質量％である。

また、ＦＰＤ用のガラス基板として、アルカリ金属を微量含むアルカリ微量含有ガラスを用いてもよい。アルカリ微量含有ガラスは、成分として、０．１質量％〜０．５質量％のＲ’_２Ｏを含み、好ましくは、０．２質量％〜０．５質量％のＲ’_２Ｏを含む。ここで、Ｒ’は、Ｌｉ、ＮａおよびＫから選択される少なくとも１種である。なお、Ｒ’_２Ｏの含有量の合計は、０．１質量％未満であってもよい。

本発明によって製造されるガラスは、上記成分に加えて、ＳｎＯ_２：０．０１質量％〜１質量％（好ましくは、０．０１質量％〜０．５質量％）、Ｆｅ_２Ｏ_３：０質量％〜０．２質量％（好ましくは、０．０１質量％〜０．０８質量％）をさらに含有してもよい。また、本発明によって製造されるガラスは、環境負荷を考慮して、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３およびＰｂＯを実質的に含有しない。

（清澄管の構成）
次に、清澄装置の清澄管４１の構成について詳細に説明する。なお、清澄装置は、清澄管４１の他に、通気管４１ａ、加熱電極４１ｂ、及び、清澄管４１の外周を囲む図示されない耐火物保護層及び耐火物レンガを含む。図３は、清澄管４１を主に表す外観図である。図４は、清澄管４１の長手方向における概略断面図である。

清澄管４１には、通気管４１ａ、および、一対の加熱電極４１ｂが取り付けられている。清澄管４１は、その内部に、熔融ガラスＧが流れる液相と、熔融ガラスＧの液面ＬＳと清澄管４１の壁から形成される気相空間４１ｃを有する。気相空間４１ｃは、熔融ガラスＧの流れの方向に沿って形成されている。気相空間４１ｃを囲む壁の少なくとも一部が白金族金属を含む材料で構成されている。本実施形態では、気相空間４１ｃを囲む壁全体が白金族金属を含む材料で構成されている。

通気管４１ａは、熔融ガラスＧが流れる方向の途中であり、気相空間４１ｃと接する壁に設けられ、気相空間４１ｃと清澄管４１の外側の大気とを連通させる。通気管４１ａは、清澄管４１と同様に、白金族金属で成形されることが好ましい。通気管４１ａは放熱機能により、通気管４１ａの温度が低下し易いので、通気管４１ａを加熱するための加熱機構を設けてもよい。

一対の加熱電極４１ｂは、清澄管４１ａの両端に設けられたフランジ形状の電極板である。加熱電極４１ｂは、図示されない電源から供給される電流を清澄管４１に流し、この電流により、清澄管４１は通電加熱される。清澄剤として酸化スズを用いる場合、例えば清澄管４１は最高温度が１６００℃〜１７５０℃、より好ましくは１６３０℃〜１７５０℃となるように加熱され、熔融ガラスＧは最高温度が酸化スズの還元反応が起こる温度、例えば１６００℃〜１７２０℃、より好ましくは１６２０℃〜１７２０℃に加熱される。清澄管４１を流れる電流を制御することで、清澄管４１の内部を流れる熔融ガラスＧの温度を制御することができる。加熱電極４１ｂには、加熱電極４１ｂの過熱による破損を抑制するために、加熱電極４１ｂに接触するように冷却管（図示せず）が設けられている。加熱電極４１ｂが冷却管により冷却されると、加熱電極４１ｂ近傍の清澄管４１ａ及び気相空間４１ｃも冷却される。このため、加熱電極４１ｂの近傍では、温度が低くなる領域が形成される。この温度が低い領域では、揮発物の凝集が起きやすくなる。ここで、近傍とは、加熱電極４１ｂの位置から例えば５０ｃｍの範囲内を意味する。
加熱電極４１ｂは清澄管４１に一対設けられるが、清澄管４１の数は特に制限されない。加熱電極４１ｂによる通電加熱により、清澄管４１の気相空間４１ｃと接する壁の温度は、例えば１５００〜１７５０℃の範囲にある。

清澄管４１の内部では、熔融ガラスＧに添加されている清澄剤、例えば酸化スズの酸化還元反応によって、熔融ガラスＧに含まれるＣＯ_２またはＳＯ_２を含む泡が除去される。具体的には、最初に、熔融ガラスＧの温度を上げて、清澄剤を還元させることにより、酸素の泡を熔融ガラスＧ中に発生させる。熔融ガラスＧ中に含まれるＣＯ_２、Ｎ_２、ＳＯ_２等の気体成分を含む泡は、清澄剤の還元反応によって生じた酸素を吸収する。酸素を吸収して成長した泡は、熔融ガラスＧの液面に浮上し泡を放出する、すなわち破泡して消滅する。消滅した泡に含まれていたガスは、気相空間４１ｃに放出され、通気管４１ａを経由して清澄管４１の外部に排出される。次に、熔融ガラスＧの温度を下げて、還元された清澄剤を酸化させる。これにより、熔融ガラスＧ中に残留する泡の酸素が熔融ガラスＧに吸収される（吸収処理）。こうして、残存する泡は小さくなり消滅する。このように、清澄剤の酸化還元反応によって、熔融ガラスＧに含まれる泡が除去される。清澄管４１の内部の蒸気圧は、清澄剤の酸化還元反応を促すために、好ましくは１００ｋＰａ以下、より好ましくは７５ｋＰａ以下、さらに好ましくは５０ｋＰａである。

図示されていないが、清澄管４１の外壁面には耐火物保護層が設けられる。耐火物保護層の外側には、さらに、耐火物レンガが設けられる。耐火物レンガは、基台（図示せず）に載置されている。

清澄管４１の外壁側には、気相空間４１ｃ内の湿度を制御するための湿度制御装置４４が設けられる。湿度制御装置４４は、例えば、気体を吸引するパイプ４４ａ、吸着剤が設けられた吸着器、湿度センサ等を備える。湿度制御装置４４は、パイプ４４ａから気相空間４１ｃの気体を吸引し、気相空間４１ｃの気体に含まれる水蒸気（水）を吸着して気相空間４１ｃを除湿することにより、気相空間４１ｃ内の湿度を制御する。気相空間４１ｃ内の湿度が高い、つまり、気相空間４１ｃ内に多数の水の粒子が存在すると、揮発した白金族金属が凝集する。本実施形態では、清澄管４１の気相空間４１ｃ内において白金族金属の凝集を抑制するように、気相空間４１ｃ内の湿度が制御されている。気相空間４１ｃ内の湿度を制御することにより、清澄管４１の内壁等に白金族金属が凝集するのを抑制することができる。この点は、後述する。なお、気相空間４１ｃ内の湿度を制御する方法、気相空間４１ｃを除湿する方法は、公知の方法を用いることができる。また、パイプ４４ａは、通気管４１ａは放熱機能により、パイプ４４ａの温度が低下し易いので、通気管４１ａと同様に、パイプ４４ａを加熱するための加熱機構を設けてもよい。また、別の形態の方法として、パイプ４４ａを用いず、清澄管４１の設置されている部屋全体の湿度を、湿度制御装置４４によって制御することによって、間接的に清澄管４１内の湿度を制御する方法を用いてもよい。気相空間４１ｃと清澄管４１の外部（清澄管４１が設置された部屋）とは通気管４１ａにより通じているため、清澄管４１の外部の湿度を低減することにより、気相空間４１ｃ内の湿度を低減することができる。この場合においても、気相空間４１ｃ内の湿度を制御する方法、気相空間４１ｃを除湿する方法は、公知の方法を用いることができる。

このような清澄工程では、気相空間４１ｃの空間、及び、気相空間４１ｃを形成する清澄管４１の壁において、熔融ガラスＧの流れの方向である上流方向あるいは下流方向に沿って温度勾配を有する温度勾配領域が形成される。この温度勾配領域は、清澄管４１の加熱及び放熱の少なくとも一方を用いて形成される。白金族金属は、温度に応じて定まる飽和蒸気圧に従って揮発物として揮発するが、この飽和蒸気圧は温度が低いほど低いため、揮発物の一部は温度の低い領域で凝集し易くなる。本実施形態において、気相空間４１ｃの温度の低い領域は、加熱電極４１ｂの近傍、及び、通気管４１ａの近傍である。図５は、清澄管４１のＸ方向の位置に合わせて表した清澄管４１の温度プロファイル（清澄管４１の気相空間４１ｃと接する壁のＸ方向の温度プロファイル）の一例を示している。温度プロファイルでは、清澄管４１の熔融ガラスＧの流入する側の端４１ｄと通気管４１ａとの間で、温度が最高温度となっている。この最高温度の位置Ｐから、清澄管４１の端４１ｄに向かって温度が低下する温度勾配が形成されている。同様に、最高温度の位置Ｐから、通気管４１ａのＸ方向の位置に向かって温度が低下する温度勾配が形成されている。また、温度勾配領域は、図示されないが、上記以外に、通気管４１ａのＸ方向の位置と清澄管４１の熔融ガラスＧの流出する側の端４１ｅとの間にも形成されている。清澄管４１の温度と気相空間４１ｃの温度とは相関関係があるため、気相空間４１ｃの温度プロファイルは、清澄管４１の温度プロファイルと同様の温度プロファイルが形成される。このため、気相空間４１ｃにおいて、加熱電極４１ｂの近傍、及び、通気管４１ａの近傍に、温度の低い領域、つまり、白金族金属の揮発物の凝集が起きやすい領域が形成される。従って、これらの温度が低く白金族金属の揮発物の凝集が起きやすい領域の湿度を低減させることにより、白金族金属の揮発物が気相空間４１ｃ内で凝集すること抑制できる。

本発明者の検討によれば、気相空間４１ｃの湿度が高い方が、白金族金属の揮発物は凝集しやすい。湿度が白金族金属の揮発物の凝集に及ぼすメカニズムの詳細については、今後の解析を待つ必要があるが、気相空間４１ｃ中の水分子、もしくは、気相空間４１ｃの内壁に吸着した水分子が核生成剤となり、気相空間４１ｃ中にある白金族金属の揮発物が、固体となって析出するのを促進している可能性は高い。

図６は、水分子が核生成剤となり、白金族金属の揮発物が固体となって析出することを説明するための模式的な図である。揮発した白金族金属（Ｐｔ）が固体となって析出するときには、まず核と呼ばれる白金族金属の微小粒子を生成する。このプロセスのことを核生成と呼ぶ。核生成の速度は、核生成剤と呼ばれる補助剤によって促進される。空気中の水分子（Ｈ_２Ｏ）は、白金族金属の揮発物が固体となって析出するプロセスの核生成剤として作用し、白金族金属の核生成を促進する。生成した白金族金属の核が成長することにより、白金族金属の揮発物の凝集物が生成する。気相空間４１ｃ内の湿度が高い場合、気相空間４１ｃの内壁にも多数の水分子が吸着している。揮発した白金族金属は、気相空間４１ｃの内壁に吸着した水分子の周りに凝集する。気相空間４１ｃの内壁に形成された白金族金属の凝集物が剥がれ落ちて、熔融ガラスＭに落下すると、熔融ガラスＧに白金族金属の異物が混入することとなる。このため、湿度制御装置４４を用いて気相空間４１ｃを除湿することにより、白金族金属の揮発物の凝集を抑制する。

本実施形態では、湿度制御装置４４を用いて、湿度が高くなる領域である、清澄管４１の端４１ｄ、４１ｅ近傍の気相空間４１ｃの領域４１ｆ、及び、通気管４１ａの近傍の気相空間４１ｃの領域４１ｇの湿度を低減させることにより、白金族金属の揮発物の凝集を抑制する。具体的には、領域４１ｆ及び領域４１ｇにおいて、白金族金属が揮発する温度として気相空間４１ｃの温度が例えば１４００℃以上、絶対湿度が１３００ｇ／ｍ³以下の環境になるよう気相空間４１ｃを除湿する。絶対湿度が１３００ｇ／ｍ³以下の環境下では、核生成剤となる水分子の数が少ないため、白金族金属の揮発物の凝集を抑制することができる。白金族金属の揮発物の核生成の速度は、湿度が低いほど小さくなるため、絶対湿度が１０００ｇ／ｍ³以下、あるいは絶対湿度が５００ｇ／ｍ³以下の環境になるよう気相空間４１ｃを除湿してもよい。上述する低湿度の環境では、核生成剤となる水分子の数が少ないため、白金族金属の揮発物の凝集を抑制することができる。

本実施形態に係る製造方法は、白金族合金製の清澄管４１において、酸化スズを清澄剤として使用する場合に、特に効果的である。近年、環境負荷の観点から、Ａｓ_２Ｏ_３の替わりに酸化スズが清澄剤として用いられる。酸化スズを使用する場合、Ａｓ_２Ｏ_３を使用する場合よりも、清澄管４１において熔融ガラスＧをより高温にする必要があるため、白金族金属の揮発の問題が顕著になる。そして、白金族金属の揮発が促進されると、清澄管４１の内壁および通気管４１ａの内壁に白金族金属の揮発物が異物として凝集し付着しやすくなる。このため、気相空間４１ｃにおいて除湿することにより、白金族金属の揮発物の凝集を抑制することができるため、本実施形態の製造方法は効果的である。また、気相空間４１ｃ内の湿度を低減することで、清澄管４１の内壁等に白金族金属が凝集するのを抑制できるため、清澄管４１の構造を変更することなく、簡便に実施することができる。

本実施形態の製造方法は、ＦＰＤ用ガラス基板の製造、ディスプレイを保護するカバーガラスの製造、磁気ディスク用ガラスの製造、あるいは太陽電池用ガラス基板の製造において適用することができる。特に、本実施形態の製造方法は、白金族金属で構成した清澄管４１において、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイおよび有機ＥＬディスプレイ等のＦＰＤ用ガラス基板の製造に好適なガラス原料から生成される熔融ガラスを清澄する場合に効果的である。
清澄管４１では、熔融ガラスＧの粘度を、熔融ガラスＧに含まれる泡が液面に浮上しやすい値に調節することにより、熔融ガラスＧが清澄される。しかし、ＦＰＤ用ガラス基板に好適な無アルカリガラスおよびアルカリ微量含有ガラスは、高温時において高い粘度を有する。例えば、無アルカリガラスおよびアルカリ微量含有ガラスを成形するために用いる熔融ガラスＧは、粘度が１０^2.5ｐｏｉｓｅである場合に、１５００℃以上の温度を有する。そのため、清澄工程において、熔融ガラスの温度を、通常のアルカリガラスの熔融ガラスの温度に比べて高くする必要があるため、上述した白金族金属の揮発の問題が顕著になる。そして、白金族金属の揮発が促進されると、清澄管４１の内壁および通気管４１ａの内壁に白金族金属の凝集物が異物として付着しやすくなる。この点で、本実施形態の製造方法は効果的である。

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）
清澄剤として酸化スズを用い、図３に示す清澄管４１を用いて、熔融ガラスの清澄を行うとともに、上記実施形態の湿度調整を行い、清澄後、２２７０ｍｍ×２０００ｍｍであり、厚さが０．５ｍｍのシートガラスに成形し、１００枚のガラス基板を作成した（実施例）。
清澄管４１の気相空間４１ｃの湿度の調整は、上記の湿度制御装置４４を用いて、パイプ４４ａから気相空間４１ｃの気体を吸引し、気相空間４１ｃの気体に含まれる水蒸気（水）の量を制御することにより行った。気相空間４１ｃの温度が１４００℃以上になるよう設定し、絶対湿度が３００ｇ／ｍ³以下、絶対湿度が１３００ｇ／ｍ³、絶対湿度が１６２００ｇ／ｍ³、絶対湿度が３２０００ｇ／ｍ³の環境になるように、気相空間４１ｃの湿度を調整し、ガラス基板の白金異物の有無を、目視で確認した。また、ガラス基板のガラス組成は、ＳｉＯ_２６６．６モル％、Ａｌ_２Ｏ_３１０．６モル％、Ｂ_２Ｏ_３１１．０モル％、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ及びＢａＯの合量１１．４モル％であり、歪点は６６０℃、粘度が１０^２．５ポアズであるときの熔融ガラスの温度は１５７０℃であった。

その結果、比較例である絶対湿度が３２０００ｇ／ｍ³の環境下で成形したガラス基板の白金異物の数は５５であり、比較例である絶対湿度が１６２００ｇ／ｍ³の環境下では白金異物の数は５１であるのに対し、実施例である絶対湿度が１３００ｇ／ｍ³の環境下では白金異物の数は１７であり、実施例である絶対湿度が３００ｇ／ｍ³以下の環境下では白金異物の数は１２であった。従って、気相空間４１ｃの絶対湿度を１３００ｇ／ｍ³以下にすることにより、白金族金属の揮発物の凝集を抑制でき、白金異物の数を低減することができた。また、気相空間４１ｃの絶対湿度を３００ｇ／ｍ³以下にすることにより、白金族金属の揮発物の凝集を抑制でき、白金異物の数を低減することができた。

以上、本発明のガラス基板の製造方法及びガラス基板の製造装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

４０熔解槽
４１清澄管
４１ａ通気管
４１ｂ加熱電極
４１ｃ気相空間
４２ｄ端
４２成形装置
４３ａ，４３ｂ．４３ｃ移送管
４４湿度制御装置
４４ａパイプ
５２成形体
１００攪拌装置
２００ガラス基板の製造装置
Ｇ熔融ガラス

Claims

白金族金属で構成されたガラス処理装置を備えるガラス基板の製造方法であって、
前記ガラス処理装置の内部において、熔融ガラスの液面より上方に気相空間が形成され、
前記ガラス処理装置の内部で前記白金族金属が凝集する温度以上において、前記気相空間に含まれる白金揮発物の凝集が抑制されるよう前記気相空間の絶対湿度が１３００ｇ／ｍ³以下の環境下で前記熔融ガラスを処理する、
ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
前記ガラス処理装置は、前記気相空間の湿度を制御する湿度制御装置を備え、
前記湿度制御装置は、前記気相空間の気体に含まれる水蒸気を吸着して前記気相空間を除湿する、
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。
白金族金属で構成されたガラス処理装置を備えるガラス基板の製造装置であって、
前記ガラス処理装置の内部において、熔融ガラスの液面より上方に気相空間が形成され、
前記ガラス処理装置の内部で前記白金族金属が凝集する温度以上において、前記気相空間に含まれる白金揮発物の凝集が抑制されるよう前記気相空間の絶対湿度が１３００ｇ／ｍ³以下の環境下で前記熔融ガラスを処理する、
ことを特徴とするガラス基板の製造装置。