JP2018002532A - Method for manufacturing glass plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a glass plate.
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させた後、熔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、ガラス原料を熔解させて熔融ガラスを生成させる熔解工程、熔融ガラスが内包する微小な気泡を除去する清澄工程が含まれる。 Generally, a glass substrate is produced through a process of forming molten glass from a glass raw material and then forming the molten glass into a glass substrate. The above steps include a melting step in which a glass raw material is melted to produce molten glass, and a clarification step in which minute bubbles contained in the molten glass are removed.
熔解工程では、熔解槽にガラス原料が投入され、ガラス原料を加熱することで熔融ガラスが生成される。熔解槽で生成された熔融ガラスは、移送管により清澄槽に搬送される。
清澄工程は、清澄剤を配合させた熔融ガラスを清澄槽に通過させ、清澄剤の酸化還元反応により熔融ガラス中の泡が取り除かれることで行われる。具体的には、熔解槽で粗熔解した熔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熔融ガラスに吸収させるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
In the melting step, a glass raw material is charged into a melting tank, and molten glass is generated by heating the glass raw material. The molten glass produced | generated by the melting tank is conveyed by a transfer pipe to a clarification tank.
The clarification step is performed by passing the molten glass mixed with the clarifier through the clarification tank and removing bubbles in the molten glass by the oxidation-reduction reaction of the clarifier. Specifically, after raising the temperature of the molten glass roughly melted in the melting tank to function the fining agent and causing the bubbles to float up and defoam, the temperature is lowered to reduce the relatively small bubbles remaining without being defoamed. Is absorbed by molten glass (for example, see Patent Document 1).
熔解槽から清澄槽に熔融ガラスを搬送する移送管において、熔融ガラスの温度をさらに上げるために、加熱が行われる場合がある。この場合、下流側ほど熔融ガラスの温度が高くなるように、移送管の温度を下流側ほど高くすることが行われる。移送管の温度が高くなると熔解槽および清澄槽によって拘束される移送管の両端部に応力が集中しやすくなる。特に下流側の端部では、温度が高くなることで剛性が低下するため、移送管の下流側の部分で応力によるひび割れが生じやすい。さらに、温度が高くなると移送管を構成する材料が揮発しやすくなる。このため、高温となる移送管の下流側では、揮発により移送管の壁厚が薄くなりやすく、一層破損しやすくなり、移送管の寿命が短くなるという問題がある。一方、移送管で搬送される熔融ガラスの最高温度を下げると、清澄工程に支障が生じる場合がある。 In the transfer pipe that conveys the molten glass from the melting tank to the clarification tank, heating may be performed in order to further raise the temperature of the molten glass. In this case, the temperature of the transfer pipe is increased toward the downstream side so that the temperature of the molten glass increases toward the downstream side. When the temperature of the transfer pipe increases, stress tends to concentrate on both ends of the transfer pipe constrained by the melting tank and the clarification tank. In particular, at the downstream end, the rigidity is lowered as the temperature increases, and therefore, cracks due to stress tend to occur in the downstream portion of the transfer pipe. Furthermore, when the temperature is high, the material constituting the transfer tube is likely to volatilize. For this reason, on the downstream side of the high-temperature transfer pipe, there is a problem that the wall thickness of the transfer pipe is likely to be thinned due to volatilization, more easily damaged, and the life of the transfer pipe is shortened. On the other hand, if the maximum temperature of the molten glass conveyed by the transfer tube is lowered, there may be a problem in the clarification process.
本発明は、熔融ガラスの最高温度を変更することなく、移送管の最高温度を低減することで、移送管の破損を抑制して長寿命化を図ることを目的とする。 An object of the present invention is to reduce the maximum temperature of the transfer pipe without changing the maximum temperature of the molten glass, thereby suppressing breakage of the transfer pipe and extending the life.
本発明の態様は、ガラス板を製造するガラス板の製造方法であって、
移送管内で熔融ガラスを搬送しながら昇温させる工程を含み、
前記移送管は上流側から下流側へ向かって上昇する様に傾斜して設けられ、
前記熔融ガラスは前記移送管内の内側断面全体に充填され、
前記移送管を加熱することにより前記熔融ガラスの昇温を行い、
前記移送管の単位長さ当たりの加熱量が前記熔融ガラスの上流側から下流側に向かって減少するように前記移送管の加熱を行うことを特徴とする。
ここで、移送管の単位長さ当たりの加熱量は、熔融ガラスの上流側から下流側に向かって連続的に減少してもよいし、段階的に減少してもよい。
An aspect of the present invention is a glass plate manufacturing method for manufacturing a glass plate,
Including the step of raising the temperature while conveying the molten glass in the transfer pipe,
The transfer pipe is provided so as to rise from the upstream side toward the downstream side,
The molten glass is filled in the entire inner cross section in the transfer pipe,
The temperature of the molten glass is raised by heating the transfer tube,
The transfer pipe is heated so that the heating amount per unit length of the transfer pipe decreases from the upstream side to the downstream side of the molten glass.
Here, the heating amount per unit length of the transfer pipe may be continuously decreased from the upstream side to the downstream side of the molten glass, or may be decreased stepwise.
前記移送管の温度と前記移送管内を搬送される熔融ガラスの温度との差が前記熔融ガラスの上流側から下流側に向かって減少するように前記移送管の加熱を行うことが好ましい。
ここで、移送管の温度と熔融ガラスの温度との差は、熔融ガラスの上流側から下流側に向かって連続的に減少してもよいし、段階的に減少してもよい。
It is preferable to heat the transfer pipe so that the difference between the temperature of the transfer pipe and the temperature of the molten glass conveyed in the transfer pipe decreases from the upstream side to the downstream side of the molten glass.
Here, the difference between the temperature of the transfer tube and the temperature of the molten glass may decrease continuously from the upstream side to the downstream side of the molten glass, or may decrease stepwise.
前記移送管は導体からなり、前記移送管への通電により前記移送管を加熱し、
前記移送管の電流密度が前記熔融ガラスの上流側から下流側に向かって減少するように前記移送管への通電量を調整することが好ましい。
ここで、移送管の電流密度は、熔融ガラスの上流側から下流側に向かって連続的に減少してもよいし、段階的に減少してもよい。
The transfer pipe is made of a conductor, and heats the transfer pipe by energizing the transfer pipe,
It is preferable to adjust the energization amount to the transfer pipe so that the current density of the transfer pipe decreases from the upstream side to the downstream side of the molten glass.
Here, the current density of the transfer tube may decrease continuously from the upstream side to the downstream side of the molten glass, or may decrease stepwise.
前記移送管の単位長さ当たりの電気抵抗が前記熔融ガラスの上流側から下流側に向かって減少するように前記移送管を調整することが好ましい。
ここで、移送管の単位長さ当たりの電気抵抗は、熔融ガラスの上流側から下流側に向かって連続的に減少してもよいし、段階的に減少してもよい。
It is preferable to adjust the transfer pipe so that the electric resistance per unit length of the transfer pipe decreases from the upstream side to the downstream side of the molten glass.
Here, the electrical resistance per unit length of the transfer pipe may decrease continuously from the upstream side to the downstream side of the molten glass, or may decrease stepwise.
前記移送管の壁厚が前記熔融ガラスの上流側から下流側に向かって増加するように前記移送管を調整することが好ましい。
ここで、移送管の壁厚は、熔融ガラスの上流側から下流側に向かって連続的に増加してもよいし、段階的に増加してもよい。なお、移送管の内径は均一であることが好ましい。
It is preferable to adjust the transfer pipe so that the wall thickness of the transfer pipe increases from the upstream side to the downstream side of the molten glass.
Here, the wall thickness of the transfer tube may increase continuously from the upstream side to the downstream side of the molten glass, or may increase stepwise. The inner diameter of the transfer tube is preferably uniform.
本発明によれば、熔融ガラスの最高温度を変更することなく、移送管が最高温度となる下流側の温度を低減することができ、移送管の破損を抑制し、長寿命化を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the downstream temperature at which the transfer pipe reaches the maximum temperature without changing the maximum temperature of the molten glass, to suppress the breakage of the transfer pipe and to extend the life. it can.
以下、本実施形態のガラス基板の製造方法およびガラス基板の製造装置について説明する。
(ガラス基板の製造方法の全体概要)
図1は、本実施形態のガラス基板の製造方法の工程の一例を示す図である。ガラス基板の製造方法は、熔解工程(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)、および、切断工程(ST7)を主に有する。この他に、研削工程、研磨工程、洗浄工程、検査工程、梱包工程等を有してもよい。製造されたガラス基板は、必要に応じて梱包工程で積層され、納入先の業者に搬送される。
Hereinafter, the glass substrate manufacturing method and the glass substrate manufacturing apparatus of the present embodiment will be described.
(Overall overview of glass substrate manufacturing method)
Drawing 1 is a figure showing an example of a process of a manufacturing method of a glass substrate of this embodiment. The glass substrate manufacturing method includes a melting step (ST1), a clarification step (ST2), a homogenization step (ST3), a supply step (ST4), a molding step (ST5), a slow cooling step (ST6), and a cutting step ( ST7) is mainly included. In addition, a grinding process, a polishing process, a cleaning process, an inspection process, a packing process, and the like may be included. The manufactured glass substrate is laminated in a packing process as necessary, and is transported to a supplier.
熔解工程(ST1)では、ガラス原料を加熱することにより熔融ガラスを作る。
清澄工程(ST2)では、熔融ガラスが昇温されることにより、熔融ガラス中に含まれる酸素、CO2あるいはSO2を含んだ泡が発生する。この泡が熔融ガラス中に含まれる清澄剤(酸化スズ等)の還元反応により生じた酸素を吸収して成長し、熔融ガラスの液面に浮上して放出される。その後、清澄工程では、熔融ガラスの温度を低下させることにより、清澄剤の還元反応により得られた還元物質が酸化反応をする。これにより、熔融ガラスに残存する泡中の酸素等のガス成分が熔融ガラス中に再吸収されて、泡が消滅する。
In the melting step (ST1), molten glass is made by heating the glass raw material.
In the clarification step (ST2), the molten glass is heated to generate bubbles containing oxygen, CO 2 or SO 2 contained in the molten glass. This bubble grows by absorbing oxygen generated by the reduction reaction of the clarifying agent (tin oxide or the like) contained in the molten glass, and floats on the liquid surface of the molten glass and is released. Thereafter, in the clarification step, by reducing the temperature of the molten glass, the reducing substance obtained by the reduction reaction of the clarifier undergoes an oxidation reaction. Thereby, gas components, such as oxygen in the bubble which remain | survives in molten glass, are reabsorbed in molten glass, and a bubble lose | disappears.
均質化工程(ST3)では、スターラを用いて熔融ガラスを撹拌することにより、ガラス成分の均質化を行う。これにより、脈理等の原因であるガラスの組成ムラを低減することができる。均質化工程は、後述する撹拌槽において行われる。
供給工程(ST4)では、撹拌された熔融ガラスが成形装置に供給される。
In the homogenization step (ST3), the glass component is homogenized by stirring the molten glass using a stirrer. Thereby, the composition unevenness of the glass which is a cause of striae or the like can be reduced. A homogenization process is performed in the stirring tank mentioned later.
In the supplying step (ST4), the stirred molten glass is supplied to the molding apparatus.
成形工程(ST5)及び徐冷工程(ST6)は、成形装置で行われる。
成形工程(ST5)では、熔融ガラスをシートガラスに成形し、シートガラスの流れを作る。成形には、オーバーフローダウンドロー法が用いられる。
徐冷工程(ST6)では、成形されて流れるシートガラスが所望の厚さになり、内部歪が生じないように、さらに、反りが生じないように冷却される。
切断工程(ST7)では、徐冷後のシートガラス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られる。
The molding step (ST5) and the slow cooling step (ST6) are performed by a molding apparatus.
In the forming step (ST5), the molten glass is formed into a sheet glass to make a flow of the sheet glass. An overflow downdraw method is used for molding.
In the slow cooling step (ST6), the sheet glass that has been formed and flowed is cooled to a desired thickness, so that internal distortion does not occur and warpage does not occur.
In the cutting step (ST7), the sheet glass after slow cooling is cut into a predetermined length to obtain a plate-like glass substrate. The cut glass substrate is further cut into a predetermined size to produce a glass substrate having a target size.
本実施形態において製造されるガラス基板は、特に制限されないが、例えば縦寸法及び横寸法のそれぞれが、500mm〜3500mm、1500mm〜3500mm、1800〜3500mm、2000mm〜3500mmなどが挙げられ、2000mm〜3500mmであることが好ましい。
ガラス基板の厚さは、例えば、0.1〜1.1(mm)が挙げられ、より好ましくは0.75mm以下の極めて薄い矩形形状の板で、例えば、0.55mm以下、さらには0.45mm以下の厚さがより好ましい。ガラス基板の厚さの下限値としては、0.15mm以上が好ましく、0.25mm以上がより好ましい。
Although the glass substrate manufactured in this embodiment is not particularly limited, for example, the vertical dimension and the horizontal dimension are 500 mm to 3500 mm, 1500 mm to 3500 mm, 1800 to 3500 mm, 2000 mm to 3500 mm, etc., and 2000 mm to 3500 mm. Preferably there is.
As for the thickness of a glass substrate, 0.1-1.1 (mm) is mentioned, for example, More preferably, it is a very thin rectangular-shaped board of 0.75 mm or less, for example, 0.55 mm or less, Furthermore, 0.00. A thickness of 45 mm or less is more preferable. As a lower limit of the thickness of a glass substrate, 0.15 mm or more is preferable and 0.25 mm or more is more preferable.
以下、切断工程以後のガラス基板の製造方法について説明する。
本実施形態におけるガラス基板は、例えばフュージョン法あるいはフロート法等の公知の方法により、熔融されたガラスを所定の厚さの帯状ガラスであるシートガラスに成形される(ステップS1)。
次に、成形されたシートガラスが所定の長さの素板であるガラス基板に採板される(ステップS2)。採板により得られたガラス基板は、搬送機構により、ピンチング保持されつつ、熱処理工程に誘導され搬送され、次に、この搬送されたガラス基板に対し熱処理を行なってもよい。
Hereinafter, the manufacturing method of the glass substrate after a cutting process is demonstrated.
The glass substrate in the present embodiment is formed by melting a molten glass into a sheet glass which is a strip-shaped glass having a predetermined thickness by a known method such as a fusion method or a float method (step S1).
Next, the formed sheet glass is sampled on a glass substrate which is a base plate having a predetermined length (step S2). The glass substrate obtained by sampling may be guided and transported to a heat treatment step while being pinched and held by a transport mechanism, and then the transported glass substrate may be heat treated.
ステップS2あるいは熱処理後のガラス基板は切断工程に搬送され、製品のサイズに切断され、ガラス基板が得られる(ステップS3)。得られたガラス基板には、端面の研削、研磨およびコーナカットを含む端面加工が行われる(ステップS4)。端面加工後のガラス基板のガラス表面の微細な異物や汚れを取り除くために、ガラス基板を洗浄する(ステップS5)。 The glass substrate after step S2 or heat treatment is conveyed to a cutting process, and is cut into a product size to obtain a glass substrate (step S3). The obtained glass substrate is subjected to end face processing including end face grinding, polishing, and corner cutting (step S4). In order to remove fine foreign matters and dirt on the glass surface of the glass substrate after the end face processing, the glass substrate is washed (step S5).
端面加工直後の洗浄工程S5の後に、ガラス基板に対して表面化処理S6(粗面化工程Pr1及びすすぎ工程Pr2)を行う。 After the cleaning step S5 immediately after the end face processing, the surface treatment S6 (roughening step Pr1 and rinsing step Pr2) is performed on the glass substrate.
表面処理工程S6の後に、第2洗浄後S7を行い、この後、洗浄されたガラス基板はキズ、塵、汚れあるいは光学欠陥を含む傷が無いか、光学的検査が行われる(ステップS8)。検査により品質の適合したガラス基板は、ガラス基板を保護する紙と交互に積層された積層体としてパレットに積載されて梱包される(ステップS9)。梱包されたガラス基板は納入先業者に出荷される。 After the surface treatment step S6, the second post-cleaning S7 is performed, and thereafter the cleaned glass substrate is optically inspected for scratches, dust, dirt, or scratches including optical defects (step S8). The glass substrate having the quality matched by the inspection is loaded on the pallet and packed as a laminated body alternately laminated with paper protecting the glass substrate (step S9). The packed glass substrate is shipped to a supplier.
このようなガラス基板として、以下のガラス組成のガラス基板が例示される。つまり、以下のガラス組成のガラス基板が製造されるように、熔融ガラスの原料が調合される。
SiO2 55〜80モル%、
Al2O3 8〜20モル%、
B2O3 0〜12モル%、
RO 0〜17モル%(ROはMgO、CaO、SrO及びBaOの合量)。
As such a glass substrate, the glass substrate of the following glass compositions is illustrated. That is, the raw material of molten glass is prepared so that the glass substrate of the following glass compositions is manufactured.
SiO 2 55~80 mol%,
Al 2 O 3 8-20 mol%,
B 2 O 3 0 to 12 mol%,
RO 0 to 17 mol% (RO is the total amount of MgO, CaO, SrO and BaO).
SiO2は60〜75モル%、さらには、63〜72モル%であることが、熱収縮率を小さくするという観点から好ましい。
ROのうち、MgOが0〜10モル%、CaOが0〜15モル%、SrOが0〜10%、BaOが0〜10%であることが好ましい。
SiO 2 is preferably 60 to 75 mol%, and more preferably 63 to 72 mol%, from the viewpoint of reducing the heat shrinkage rate.
Among RO, it is preferable that MgO is 0-10 mol%, CaO is 0-15 mol%, SrO is 0-10%, and BaO is 0-10%.
また、SiO2、Al2O3、B2O3、及びROを少なくとも含み、モル比((2×SiO2)+Al2O3)/((2×B2O3)+RO)は4.5以上であるガラスであってもよい。また、MgO、CaO、SrO、及びBaOの少なくともいずれか含み、モル比(BaO+SrO)/ROは0.1以上であることが好ましい。 Further, at least SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , and RO are included, and the molar ratio ((2 × SiO 2 ) + Al 2 O 3 ) / ((2 × B 2 O 3 ) + RO) is 4. The glass which is 5 or more may be sufficient. In addition, it is preferable that at least one of MgO, CaO, SrO, and BaO is included, and the molar ratio (BaO + SrO) / RO is 0.1 or more.
また、モル%表示のB2O3の含有率の2倍とモル%表示のROの含有率の合計は、30モル%以下、好ましくは10〜30モル%であることが好ましい。
また、上記ガラス組成のガラス基板におけるアルカリ金属酸化物の含有率は、0モル%以上0.4モル%以下であってもよい。
また、ガラス中で価数変動する金属の酸化物(酸化スズ、酸化鉄)を合計で0.05〜1.5モル%含み、As2O3、Sb2O3及びPbOを実質的に含まないということは必須ではなく任意である。
The total content of 2-fold and mol% of RO for the content of mol% of B 2 O 3 is 30 mol% or less, it is preferred that preferably 10 to 30 mol%.
Moreover, 0 mol% or more and 0.4 mol% or less may be sufficient as the content rate of the alkali metal oxide in the glass substrate of the said glass composition.
Further, it contains 0.05 to 1.5 mol% of metal oxides (tin oxide and iron oxide) whose valence fluctuates in the glass, and substantially contains As 2 O 3 , Sb 2 O 3 and PbO. It is not essential but optional.
本実施形態で製造されるガラス基板は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板、またはカーブドパネルディスプレイ用ガラス基板で、例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板あるいは、有機ELディスプレイ用のガラス基板として好適である。さらに、本実施形態で製造されるガラス基板は、高精細ディスプレイに用いるLTPS(Low−temperature poly silicon)・IGZO(Indium−Gallium−Zinc−Oxide)・TFTディスプレイ用ガラス基板として特に好適である。 The glass substrate manufactured by this embodiment is a glass substrate for flat panel displays, or a glass substrate for curved panel displays, and is suitable, for example, as a glass substrate for liquid crystal displays or a glass substrate for organic EL displays. Furthermore, the glass substrate manufactured in this embodiment is particularly suitable as a glass substrate for LTPS (Low-temperature polysilicon), IGZO (Indium-Gallium-Zinc-Oxide), and TFT displays used for high-definition displays.
本実施形態における熔融ガラスからシートガラスを成形する方法として、フロート法やフュージョン法等が用いられるが、本実施形態のガラス基板のオフラインにおける熱処理を含むガラス基板の製造方法は、フュージョン法(オーバーダウンドロー法)において製造ライン上の徐冷装置を長くすることが困難である点から、フュージョン法に適している。本実施形態のガラス基板の熱収縮率は、50ppm以下であり、好ましくは40ppm以下、より好ましくは30ppm以下、更により好ましくは20ppm以下である。熱収縮率を低減する前のガラス基板の熱収縮率の範囲としては、10ppm〜40ppmが好ましい。 As a method for forming sheet glass from molten glass in this embodiment, a float method, a fusion method, or the like is used. However, a method for manufacturing a glass substrate including offline heat treatment of the glass substrate in this embodiment is a fusion method (overdown). The draw method is suitable for the fusion method because it is difficult to lengthen the slow cooling device on the production line. The thermal shrinkage rate of the glass substrate of this embodiment is 50 ppm or less, preferably 40 ppm or less, more preferably 30 ppm or less, and even more preferably 20 ppm or less. The range of the heat shrinkage rate of the glass substrate before reducing the heat shrinkage rate is preferably 10 ppm to 40 ppm.
図2は、本実施形態における熔解工程(ST1)〜切断工程(ST7)を行うガラス基板の製造装置の概略図である。ガラス基板の製造装置は、図2に示すように、主に熔解装置100と、成形装置200と、切断装置300と、を有する。熔解装置100は、熔解槽101と、清澄管102と、撹拌槽103と、移送管104、105と、ガラス供給管106と、を有する。
図2に示す熔解槽101には、図示されないバーナー等の加熱手段が設けられている。熔解槽には清澄剤が添加されたガラス原料が投入され、熔解工程(ST1)が行われる。熔解槽101で熔融した熔融ガラスは、移送管104を介して清澄管102に供給される。
清澄管102では、熔融ガラスMGの温度を調整して、清澄剤の酸化還元反応を利用して熔融ガラスの清澄工程(ST2)が行われる。具体的には、清澄管102内の熔融ガラスが昇温されることにより、熔融ガラス中に含まれる酸素、CO2あるいはSO2を含んだ泡が、清澄剤の還元反応により生じた酸素を吸収して成長し、熔融ガラスの液面に浮上して気相空間に放出される。その後、熔融ガラスの温度を低下させることにより、清澄剤の還元反応により得られた還元物質が酸化反応をする。これにより、熔融ガラスに残存する泡中の酸素等のガス成分が熔融ガラス中に再吸収されて、泡が消滅する。清澄後の熔融ガラスは、移送管105を介して撹拌槽103に供給される。
撹拌槽103では、撹拌子103aによって熔融ガラスが撹拌されて均質化工程(ST3)が行われる。撹拌槽103で均質化された熔融ガラスは、ガラス供給管106を介して成形装置200に供給される(供給工程ST4)。
成形装置200では、オーバーフローダウンドロー法により、熔融ガラスからシートガラスSGが成形され(成形工程ST5)、徐冷される(徐冷工程ST6)。
切断装置300では、シートガラスSGから切り出された板状のガラス基板が形成される(切断工程ST7)。
FIG. 2 is a schematic view of a glass substrate manufacturing apparatus that performs the melting step (ST1) to the cutting step (ST7) in the present embodiment. As shown in FIG. 2, the glass substrate manufacturing apparatus mainly includes a
The
In the
In the stirring
In the forming
In the
次に、熔解槽101で熔融した熔融ガラスを清澄管102に供給する移送管104の詳細な構成について説明する。
移送管104は、熔解槽101(上流側)から清澄管102(下流側)へ向かって上昇する様に傾斜して設けられている。移送管104では、熔融ガラスが移送管104内の内側断面全体に充填された状態で熔融ガラスを搬送しながら、熔融ガラスの温度を清澄工程に適した温度まで昇温させている。具体的には、移送管104の上流側における熔融ガラスの温度(1550℃〜1700℃)から、約50〜60℃上昇させて、移送管104の下流側で清澄に適した温度(1600℃〜1750℃)となるように熔融ガラスの昇温を行う。熔融ガラスの昇温は、移送管104を加熱することにより行う。
Next, the detailed configuration of the
The
図3は、移送管の流れ方向の位置(横軸)と、移送管内の熔融ガラスの温度および移送管の温度との関係を示す図である。図3において、実線は本実施形態における移送管104内の熔融ガラスの温度、破線は本実施形態における移送管104の温度、一点鎖線は従来の移送管内の熔融ガラスの温度、二点鎖線は従来の移送管の温度をそれぞれ示す。
図3に示すように、従来の移送管では、移送管の長さ方向の位置にかかわらず、移送管の単位長さ当たりの加熱量を一定にすることで、図3の二点鎖線に示すように、移送管の温度を直線状に上昇させていた。これにより、図3の一点鎖線に示すように、移送管内の熔融ガラスの温度もまた直線状に上昇させていた。このような従来の方法では、下流側ほど熔融ガラスの温度を高くするために、移送管の温度をより高くする必要があった。移送管の下流側で温度が高くなると熱膨張によって移送管の下流側の部分に応力が集中しやすくなり、上述したように移送管が破損しやすいといった問題があった。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the position in the flow direction of the transfer pipe (horizontal axis), the temperature of the molten glass in the transfer pipe, and the temperature of the transfer pipe. In FIG. 3, the solid line is the temperature of the molten glass in the
As shown in FIG. 3, in the conventional transfer pipe, the heating amount per unit length of the transfer pipe is made constant regardless of the position in the length direction of the transfer pipe, and is shown by the two-dot chain line in FIG. As described above, the temperature of the transfer pipe was increased linearly. Thereby, as shown by the one-dot chain line in FIG. 3, the temperature of the molten glass in the transfer tube was also increased linearly. In such a conventional method, in order to raise the temperature of molten glass to the downstream side, it was necessary to make the temperature of a transfer pipe higher. When the temperature increases on the downstream side of the transfer pipe, the stress tends to concentrate on the downstream side of the transfer pipe due to thermal expansion, and the transfer pipe is easily damaged as described above.
これに対し、本実施形態においては、移送管104の単位長さ当たりの加熱量が熔融ガラスの上流側から下流側に向かって減少するように移送管104の加熱を行う。これにより、図3に示すように、移送管104の上流側で温度を急速に上昇させ、移送管104の下流側で温度勾配を緩やかにすることができる。ここで、移送管104の温度勾配は、熔融ガラスの上流側から下流側に向かって連続的に減少するようにしてもよいし、図3に示すように断続的に減少するようにしてもよい。すなわち、移送管104の単位長さ当たりの加熱量は、熔融ガラスの上流側から下流側に向かって連続的に減少するようにしてもよいし、断続的に減少するようにしてもよい。
On the other hand, in this embodiment, the
図3の実線および破線に示すように、移送管104の温度と移送管104内を搬送される熔融ガラスの温度との差が熔融ガラスの上流側から下流側に向かって減少するように移送管104の加熱を行うことができる。具体的には、移送管104の上流側において移送管104と熔融ガラスとの温度差を大きくする一方、移送管104の下流側において移送管104と熔融ガラスとの温度差を小さくするように加熱量を制御する。熔融ガラスの温度が上昇する下流側において移送管104と熔融ガラスとの温度差を小さくすることで、移送管104の最高温度を低く抑えることができる。このため、図3に示すように、熔融ガラスの最高温度を変更することなく、移送管104が最高温度となる下流側の温度を低減することができ、移送管104の破損を抑制し、長寿命化を図ることができる。移送管104の温度と熔融ガラスの温度との差は、上流側から下流側に向かって連続的に減少するようにしてもよいし、断続的に減少するようにしてもよい。
As shown by the solid and broken lines in FIG. 3, the transfer pipe is such that the difference between the temperature of the
例えば、移送管104を導体により構成し、移送管104へ通電することで移送管104をジュール熱により直接加熱してもよい。熔融ガラスの温度に耐えうる導体として、白金族金属又は白金族金属の合金を移送管104に用いることができる。
For example, the
例えば、移送管104に通電する電流密度が熔融ガラスの上流側から下流側に向かって減少するように移送管104への通電量を調整することで、移送管104の単位長さ当たりの加熱量を調整してもよい。移送管104に通電する電流密度は、熔融ガラスの上流側から下流側に向かって連続的に減少するようにしてもよいし、断続的に減少するようにしてもよい。
For example, the amount of heating per unit length of the
例えば、移送管104の単位長さ当たりの電気抵抗が熔融ガラスの上流側から下流側に向かって減少するように移送管104を調整することで、移送管104に通電する電流密度が熔融ガラスの上流側から下流側に向かって減少するようにしてもよい。移送管104の単位長さ当たりの電気抵抗は、熔融ガラスの上流側から下流側に向かって連続的に減少するようにしてもよいし、断続的に減少するようにしてもよい。
For example, by adjusting the
また、移送管104の壁厚が熔融ガラスの上流側から下流側に向かって増加するように移送管104を調整してもよい。移送管104の壁厚を熔融ガラスの上流側から下流側に向かって上昇させることで、移送管104の単位長さ当たりの電気抵抗が上流側から下流側に向かって減少させることができる。また、温度が上昇する下流側ほど移送管104の壁厚を上昇させることで、移送管104が最高温度となる下流側で移送管104の剛性を高め、移送管104の破損を抑制して長寿命化を図ることができる。
Further, the
例えば、図4に示すように、移送管104Aの壁厚が、熔融ガラスの上流側から下流側に向かって連続的に増加するようにしてもよい。
あるいは、図5に示すように、移送管104Bの壁厚が、熔融ガラスの上流側から下流側に向かって断続的に増加するようにしてもよい。
いずれの場合も、移送管の内径は均一であることが好ましい。
For example, as shown in FIG. 4, the wall thickness of the
Or as shown in FIG. 5, you may make it the wall thickness of the
In any case, the inner diameter of the transfer tube is preferably uniform.
以上、本発明のガラス基板の製造方法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。 As mentioned above, although the manufacturing method of the glass substrate of this invention was demonstrated in detail, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the main point of this invention, you may make various improvement and a change. Of course.
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には、無アルカリのボロアルミノシリケートガラスあるいはアルカリ微量含有ガラスが用いられることが好ましい。 For the glass substrate produced by the method for producing a glass substrate of the present embodiment, it is preferable to use alkali-free boroaluminosilicate glass or glass containing a trace amount of alkali.
<ガラス組成>
本実施形態が適用されるガラス基板は、例えば以下の組成を含む無アルカリガラスからなることが好ましい。
本実施形態が適用するガラス組成として、例えば、次が挙げられる(質量%表示)。
SiO2:50〜70%(好ましくは、57〜64%)、Al2O3:5〜25%(好ましくは、12〜18%)、B2O3:0〜15%(好ましくは、6〜13%)を含み、さらに、次に示す組成を任意に含んでもよい。任意で含む成分として、MgO:0〜10%(好ましくは、0.5〜4%)、CaO:0〜20%(好ましくは、3〜7%)、SrO:0〜20%(好ましくは、0.5〜8%、より好ましくは3〜7%)、BaO:0〜10%(好ましくは、0〜3%、より好ましくは0〜1%)、ZrO2:0〜10%(好ましくは、0〜4%,より好ましくは0〜1%)が挙げられる。さらに、R’2O:0.10%を超え2.0%以下(ただし、R’はLi、NaおよびKから選ばれる少なくとも1種である)を含むことがより好ましい。
<Glass composition>
The glass substrate to which this embodiment is applied is preferably made of an alkali-free glass having the following composition, for example.
Examples of the glass composition to which the present embodiment is applied include the following (mass% display).
SiO 2: 50~70% (preferably, 57~64%), Al 2 O 3: 5~25% ( preferably, 12~18%), B 2 O 3: 0~15% ( preferably, 6 ~ 13%), and may optionally contain the following composition. As optional components, MgO: 0 to 10% (preferably 0.5 to 4%), CaO: 0 to 20% (preferably 3 to 7%), SrO: 0 to 20% (preferably, from 0.5 to 8%, more preferably 3~7%), BaO: 0~10% ( preferably 0-3%, more preferably 0~1%), ZrO 2: 0~10 % ( preferably 0 to 4%, more preferably 0 to 1%). Furthermore, it is more preferable that R ′ 2 O: more than 0.10% and 2.0% or less (provided that R ′ is at least one selected from Li, Na, and K).
或いは、SiO2:50〜70%(好ましくは、55〜65%)、B2O3:0〜10%(好ましくは、0〜5%、1.3〜5%)、Al2O3:10〜25%(好ましくは、16〜22%)、MgO:0〜10%(好ましくは、0.5〜4%)、CaO:0〜20%(好ましくは、2〜10%、2〜6%)、SrO:0〜20%(好ましくは、0〜4%、0.4〜3%)、BaO:0〜15%(好ましくは、4〜11%)、RO:5〜20%(好ましくは、8〜20%、14〜19%),を含有することが好ましい(ただし、RはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれる少なくとも1種である)。さらに、R’2Oが0.10%を超え2.0%以下(ただし、R’はLi、NaおよびKから選ばれる少なくとも1種である)を含むことがより好ましい。 Alternatively, SiO 2: 50~70% (preferably, 55~65%), B 2 O 3: 0~10% ( preferably, 0~5%, 1.3~5%), Al 2 O 3: 10-25% (preferably 16-22%), MgO: 0-10% (preferably 0.5-4%), CaO: 0-20% (preferably 2-10%, 2-6 %), SrO: 0 to 20% (preferably 0 to 4%, 0.4 to 3%), BaO: 0 to 15% (preferably 4 to 11%), RO: 5 to 20% (preferably Is preferably 8 to 20%, 14 to 19%) (wherein R is at least one selected from Mg, Ca, Sr and Ba). Furthermore, it is more preferable that R ′ 2 O contains more than 0.10% and 2.0% or less (provided that R ′ is at least one selected from Li, Na and K).
<ヤング率>
本実施形態が適用されるガラス板のヤング率として、例えば、72(Gpa)以上が好ましく、75(Gpa)以上がより好ましく、77(Gpa)以上がより更に好ましい。
<Young's modulus>
As a Young's modulus of the glass plate to which this embodiment is applied, for example, 72 (Gpa) or more is preferable, 75 (Gpa) or more is more preferable, and 77 (Gpa) or more is even more preferable.
<歪点>
本実施形態が適用されるガラス基板の歪率として、例えば、650℃以上が好ましく、680℃以上がより好ましく、700℃以上、720℃以上が更により好ましい。
<Strain point>
As a distortion rate of the glass substrate to which this embodiment is applied, 650 degreeC or more is preferable, for example, 680 degreeC or more is more preferable, 700 degreeC or more and 720 degreeC or more are still more preferable.
本実施形態で製造されるガラス基板は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板を含むディスプレイ用ガラス基板に好適である。IGZO(インジウム、ガリウム、亜鉛、酸素)等の酸化物半導体を使用した酸化物半導体ディスプレイ用ガラス基板及びLTPS(低温度ポリシリコン)半導体を使用したLTPSディスプレイ用ガラス基板に好適である。また、本実施形態で製造されるガラス基板は、アルカリ金属酸化物の含有量が極めて少ないことが求められる液晶ディスプレイ用ガラス基板に好適である。また、有機ELディスプレイ用ガラス基板にも好適である。言い換えると、本実施形態のガラス基板の製造方法は、ディスプレイ用ガラス基板の製造に好適であり、特に、液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造に好適である。
また、本実施形態で製造されるガラス基板は、カバーガラス、磁気ディスク用ガラス、太陽電池用ガラス基板などにも適用することが可能である。
The glass substrate manufactured by this embodiment is suitable for the glass substrate for a display containing the glass substrate for flat panel displays. It is suitable for an oxide semiconductor display glass substrate using an oxide semiconductor such as IGZO (indium, gallium, zinc, oxygen) and an LTPS display glass substrate using an LTPS (low temperature polysilicon) semiconductor. Moreover, the glass substrate manufactured by this embodiment is suitable for the glass substrate for liquid crystal displays by which it is calculated | required that content of an alkali metal oxide is very small. Moreover, it is suitable also for the glass substrate for organic EL displays. In other words, the manufacturing method of the glass substrate of this embodiment is suitable for manufacture of the glass substrate for displays, and is especially suitable for manufacture of the glass substrate for liquid crystal displays.
Moreover, the glass substrate manufactured by this embodiment is applicable also to a cover glass, the glass for magnetic discs, the glass substrate for solar cells, etc.
100 熔解装置
101 熔解槽
102 清澄管
103 撹拌槽
103a 撹拌子
104、104A、104B、105 移送管
106 ガラス供給管
200 成形装置
300 切断装置
MG 熔融ガラス
SG シートガラス
DESCRIPTION OF
Claims (5)
移送管内で熔融ガラスを搬送しながら昇温させる工程を含み、
前記移送管は上流側から下流側へ向かって上昇する様に傾斜して設けられ、
前記熔融ガラスは前記移送管内の内側断面全体に充填され、
前記移送管を加熱することにより前記熔融ガラスの昇温を行い、
前記移送管の単位長さ当たりの加熱量が前記熔融ガラスの上流側から下流側に向かって減少するように前記移送管の加熱を行う、ガラス板の製造方法。 A glass plate manufacturing method for manufacturing a glass plate,
Including the step of raising the temperature while conveying the molten glass in the transfer pipe,
The transfer pipe is provided so as to rise from the upstream side toward the downstream side,
The molten glass is filled in the entire inner cross section in the transfer pipe,
The temperature of the molten glass is raised by heating the transfer tube,
A method for producing a glass plate, wherein the transfer tube is heated so that a heating amount per unit length of the transfer tube decreases from the upstream side to the downstream side of the molten glass.
前記移送管の電流密度が前記熔融ガラスの上流側から下流側に向かって減少するように前記移送管への通電量を調整する、請求項1又は2に記載のガラス板の製造方法。 The transfer pipe is made of a conductor, and heats the transfer pipe by energizing the transfer pipe,
The manufacturing method of the glass plate of Claim 1 or 2 which adjusts the energization amount to the said transfer pipe so that the current density of the said transfer pipe may decrease toward the downstream from the upstream of the said molten glass.
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