JP2017065960A - ガラス基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガラス原料を溶解した溶融ガラスを上流側から下流側へと流す処理槽又は移送管と、処理槽又は移送管に電流を流して通電加熱して処理槽又は移送管内の溶融ガラスを加熱する電極と、これら処理槽、移送管、電極の少なくともいずれかを風冷により冷却する冷却手段を備える。この冷却手段は、上記処理槽、移送管等とそれらの周囲の空気層の間に形成されている境界層の厚みが所定の基準厚み以下になるように、境界層に対して第1の風圧をかけた後、第1の風圧より弱い第2の風圧をかけて処理槽、移送管、電極の少なくともいずれかを風冷する。
【選択図】図4
Description
また、ファンによるエアをフランジ電極や移送管に当てて風冷により冷却する方法も考えられるが、例えば千度以上の高温になるようなフランジ電極や移送管を効率よく冷却することは困難である。
(構成1の発明)
すなわち、本発明は、ガラス原料を溶解した溶融ガラスを成形炉に移送してガラス基板を製造するガラス基板の製造方法であって、前記溶融ガラスを上流側から下流側へと流す処理槽又は移送管と、前記処理槽又は前記移送管にそれぞれ設けられ、前記処理槽又は前記移送管に電流を流して通電加熱して前記処理槽又は前記移送管内の前記溶融ガラスを加熱する少なくとも一対の電極と、前記処理槽、前記移送管及び前記電極の少なくともいずれかを風冷により冷却する冷却手段と、を備え、前記冷却手段は、前記処理槽、前記移送管又は前記電極とそれらの周囲の空気層との間に形成されている境界層の厚みが所定の基準厚み以下になるように、前記境界層に対して第1の風圧をかけた後、前記第1の風圧より弱い第2の風圧をかけて前記処理槽、前記移送管及び前記電極の少なくともいずれかを風冷することを特徴とするガラス基板の製造方法である。
(ガラス基板の製造方法の全体概要)
まず、本発明に係わるガラス基板の製造方法の全体概要について説明する。オーバーフローダウンドロー法が採用されるガラス基板の製造工程の概要の一例は、例えば図1に示すことができる。
図1は、本発明に係わるガラス基板の製造方法のフローの一例を示す図である。
上記清澄工程で脱泡された溶融ガラスMGは、清澄槽102から第2移送管105を通って撹拌槽103に供給される。
板状に切断されたガラス板はさらに、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、泡や脈理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。
本発明に係るガラス基板の製造方法は、上記構成1の発明にあるとおり、ガラス原料を溶解した溶融ガラスを成形炉に移送してガラス基板を製造するガラス基板の製造方法であって、前記溶融ガラスを上流側から下流側へと流す処理槽又は移送管と、前記処理槽又は前記移送管にそれぞれ設けられ、前記処理槽又は前記移送管に電流を流して通電加熱して前記処理槽又は前記移送管内の前記溶融ガラスを加熱する少なくとも一対の電極と、前記処理槽、前記移送管及び前記電極の少なくともいずれかを風冷により冷却する冷却手段と、を備え、前記冷却手段は、前記処理槽、前記移送管又は前記電極とそれらの周囲の空気層との間に形成されている境界層の厚みが所定の基準厚み以下になるように、前記境界層に対して第1の風圧をかけた後、前記第1の風圧より弱い第2の風圧をかけて前記処理槽、前記移送管及び前記電極の少なくともいずれかを風冷することを特徴とするものである。
以下、このような構成上の特徴を有する本発明に係るガラス基板の製造方法の第1の実施形態について説明する。
図4は、本発明の第1の実施形態を説明するための移送管近傍の構成を示す斜視図である。
図4に示されるように、本実施形態においては、上記溶融ガラスMGを上流側から下流側へと流しながら移送する移送管10と、当該移送管10の上流側と下流側とにそれぞれ設けられ、当該移送管10に電流を流して通電加熱して当該移送管10内の上記溶融ガラスMGを加熱する一対の電極20,20と、前記移送管10及び/又は前記電極20,20を風冷により冷却する冷却手段30と、を備えている。
なお、本実施形態では、移送管10を用いて説明するが、ガラス原料を溶解することで溶融ガラスMGを得る溶解槽101や、それに続く清澄槽102、撹拌槽103の各処理層と、各処理槽間をつなぐ第1移送管104、第2移送管105、第3移送管106を有する溶解装置100のいずれであっても本発明を適用することができる。
上記冷却手段30について、さらに詳しく説明する。
図6は、本発明における冷却方法を説明するための模式図である。図中の実線は温度曲線である。なお、図中のt1(℃)は、空気層と境界層との境界温度であり、t2(℃)は、移送管10の表面温度(移送管10と境界層との境界温度)であり、t2>t1である。
図8は、本発明の第2の実施形態を説明するための移送管近傍の構成を示す斜視図である。
図8に示されるように、本実施形態では、上記移送管10と、支持部材40と、放熱量調整部材50とを備えている。本実施形態は、上記移送管10が支持部材40によって支持され、さらに、その周囲に放熱量調整部材50が配置されている実施態様である。なお、図8には、上記の電極が図示されていないが、第1の実施形態と同様に電極が配置される構成とすることができる。なおその場合、上記移送管10に上記電極が取り付けられている位置では、上記支持部材40と放熱量調整部材50は分断されている。
上記支持部材40は、上記移送管10を支持するために設けられる。支持部材40は、移送管10の外周面と接触するように設けられている。支持部材40は、略角柱形状を有しており、支持部材40の断面方向の断面形状は、略四角形である。支持部材40は、鋳造または焼結により形成されたセメントから成形される。
図9は、本発明の第3の実施形態を説明するための溶解槽近傍の構成を示す斜視図である。
本実施形態は、溶解槽101及び該溶解槽101が有する電極を冷却する場合の態様を示すものである。
図10は、本発明の第3の実施形態の変形例を説明するための溶解槽の壁面の断面図である。
本変形例は、第3の実施形態の変形例として、境界層に対して垂直方向から風圧を当てる態様を示すものである。
したがって、本変形例においても、低コストで冷却効率が良く、しかも安定した冷却効果が得られる。
また、本発明において製造されるガラス基板の厚さは、例えば0.01mm〜1.0mmである。好ましくは、0.1mm〜0.7mmである。
上述の用途のガラス基板のガラス組成としては、アルミノシリケートガラス、ボロアルミノシリケートガラスであり、さらに無アルカリガラス、微アルカリガラスであり、例えば以下のものを好ましく挙げることができる。なお、以下に示す組成の含有率表示は、モル%である。
SiO2 55〜75%、Al2O3 5〜20%、B2O3 0〜15%、RO 5〜20%(ただし、RはMg、Ca、Sr及びBaのうち、ガラス基板に含まれる全元素)、R'2O 0〜0.4% (ただし、R'はLi、Na及びKのうち、ガラス基板に含まれる全元素)。
本発明で用いる溶融ガラスの歪点は、650℃以上であってもよく、680℃以上であることがより好ましい。
また、例えば、ガラス基板の液相粘度は、104.3poise〜106.7poiseである。
もちろん、本発明においては、ガラス基板のガラス組成を限定するものではない。
20 電極
21 給電端子
30 冷却手段
31 先端ノズル
31c コンプレッサノズル
31f ファンノズル
40 支持部材
50 放熱量調整部材
100 溶解装置
101 溶解槽
102 清澄槽
103 撹拌槽
104 第1移送管
105 第2移送管
106 第3移送管
110 溶解槽壁面
112 電極
200 成形装置
210 成形体
212 供給溝
213 下方端部
220 雰囲気仕切り部材
230 冷却ローラ
240 成形炉
250 徐冷炉
250a〜250d 搬送ローラ
300 切断装置
Claims (5)
- ガラス原料を溶解した溶融ガラスを成形炉に移送してガラス基板を製造するガラス基板の製造方法であって、
前記溶融ガラスを上流側から下流側へと流す処理槽又は移送管と、
前記処理槽又は前記移送管にそれぞれ設けられ、前記処理槽又は前記移送管に電流を流して通電加熱して前記処理槽又は前記移送管内の前記溶融ガラスを加熱する少なくとも一対の電極と、
前記処理槽、前記移送管及び前記電極の少なくともいずれかを風冷により冷却する冷却手段と、を備え、
前記冷却手段は、前記処理槽、前記移送管又は前記電極とそれらの周囲の空気層との間に形成されている境界層の厚みが所定の基準厚み以下になるように、前記境界層に対して第1の風圧をかけた後、前記第1の風圧より弱い第2の風圧をかけて前記処理槽、前記移送管及び前記電極の少なくともいずれかを風冷することを特徴とするガラス基板の製造方法。 - 前記冷却手段は、前記境界層に対してかける風圧の緩衝を抑制するように、前記境界層に対して水平方向から第1の風圧をかけた後、前記境界層の厚みが前記基準厚み以下を維持するよう前記水平方向と同一方向から第2の風圧をかけ、前記第1の風圧と前記第2の風圧とを交互にかけて風冷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。
- 前記基準厚みは、20mmであることを特徴とする請求項1又は2に記載のガラス基板の製造方法。
- 前記境界層に対してかける前記第1の風圧は、100kPa以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のガラス基板の製造方法。
- 前記冷却手段は、高圧エアを吐出するコンプレッサと、低圧エアを吐出するファンとを備えていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のガラス基板の製造方法。
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