JP2018518444A - ガラスから金属付着物を除去する方法 - Google Patents
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Abstract
ガラス物品、例えば、ガラスシートなどのガラス基板から金属付着物を除去する方法は、ガラス物品を、弱酸性水溶液に、金属付着物を除去するのに有効な時間、曝露する工程を含む。
Description
本願は、米国特許法第１１９条の下、２０１５年６月１０日出願の米国仮特許出願第６２／１７３，４８０号の優先権の利益を主張し、その内容は依拠され、全体として参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、概して、ガラス物品、例えば表示装置での利用に適した、例えばガラスシートなどのガラス基板を処理する方法に関し、特に、ガラス物品を処理して、そこから金属付着物を除去する方法に関する。
表示装置を見る平均的な人の視覚的鋭敏さは、画面上の微細な欠陥でさえ認識できるので、そのような表示装置において、例えば、ガラス表示パネルの基板として、または、表示パネル用カバーガラスシートとしての利用に適したガラス基板は、並外れて清浄で、欠陥がないものでなければならない。更に、そのような利用例で使用するガラスシートの汚染は、表示装置の適切な動作に必要な、ガラスシート上に成膜する材料の成膜、および／または、機能を妨げうる。例えば、汚染は、表示装置製造で使用する１つ以上のガラス基板上に成膜する薄膜トランジスタの成膜を妨げうる。
ガラス基板の汚染は、例えば、有機物、または、金属である。そのような汚染の全てを、１つの清浄材料で除去することは不可能なので、異なる汚染を除去するには異なる清浄剤を採用するように、処理を調整する必要がありうる。
したがって、ガラスシート製造に関連したコスト抑制の必要から、処理コストを非常に上昇させることなく、ガラスシートから汚染を効果的に除去する方法を採用すべきであるという考えが支配的である。
弱酸性物質を使用して、表面上に金属付着物を含むガラス物品、例えば、ガラスシートなどのガラス基板を処理しうることを見出し、それが、非常に低い濃度でも有効であることを示した。更に、ある実施形態では、産業用水システムからの次亜塩素酸を使用して、すぐ使える塩素処理済水の供給源を提供し、それは、１）大量であると共に、高価でない点、および、２）硫酸または塩酸などの、もっと活性の高い酸性物質について必要な特別な取扱いをしないという点で、有利である。次亜塩素酸を、漂白剤および防臭剤として、更に、消毒、および、水中の細菌増殖を阻止するのに広く使用している。例えば、次亜塩素酸を産業利用に使用して、熱交換システムの冷却流体として使われる水の中での細菌増殖を阻止してもよい。次亜塩素酸は、例えば亜塩素酸ナトリウムを水に加えることによって、容易に生成しうる。
したがって、１つの態様において、ガラス物品から金属付着物を弱酸性物質で除去する方法において、ガラス物品を、０．５から１．０ｐｐｍの濃度の弱酸性物質の水溶液に、金属付着物をガラス物品の表面から除去するのに有効な時間、曝露する工程を含む方法を記載する。弱酸性物質の解離定数Ｋａは、約２．９５×１０−８から約７．５×１０−３の範囲でありうる。例えば、弱酸性物質は、次亜塩素酸、ホウ酸、および、リン酸からなる群から選択されてもよい。金属付着物は、鉄、カルシウム、バリウム、亜鉛、コバルト、マンガン、ストロンチウム、および、それらの組合せ、または、合金のうちの少なくとも１つを含んでもよい。様々な特定の実施形態において、金属付着物は鉄を含み、弱酸性物質は次亜塩素酸を含む。
他の態様において、ガラスシートから金属付着物を除去する方法において、ガラスシートの少なくとも１つの主表面の全体を、０．５から１．０ｐｐｍの濃度の次亜塩素酸の水溶液に、金属付着物を、その少なくとも１つの主表面から除去するのに有効な時間、曝露する工程を含む方法を開示する。金属付着物は、鉄、カルシウム、バリウム、亜鉛、コバルト、マンガン、ストロンチウム、および、それらの組合せ、または、合金のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
本開示は、主にガラスシート製造工程で製造されるガラス基板（例えば、ガラスシート）に関するが、本明細書に記載した実施形態を、他のガラス物品にも適応してもよいことが明らかなはずである。したがって、本開示は、ガラスシート、板、または、他のガラス基板に限定されず、形状に関わらず、一般のガラス物品から付着物を除去するのに使用してもよい。
上記概略的な記載および次の詳細な記載の両方が、本開示の実施形態を示し、記載および請求する実施形態の本質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを意図したものであると、理解するべきである。添付の図面は、実施形態の更なる理解のために含めたものであり、本明細書に組み込まれ、その一部分を構成するものである。図面は、本開示の様々な実施形態を示し、記載と共に、それらの原理および動作を説明する役割を果たす。
ここで、本開示の例示的実施形態を示した添付の図面を参照して、装置および方法をより完全に以下に記載する。全図面を通して、同じ、または、類似した部分を参照するには、可能な限り、同じ参照番号を用いている。しかしながら、本開示は、多数の異なる形態で実施してもよく、本明細書に示した実施形態に限定すると解釈すべきではない。
開示した様々な実施形態は、特定の実施形態に関連して記載した特定の特徴、要素、または、工程を含んでもよいことが、分かるだろう。更に、特定の特徴、要素、または、工程を、１つの特定の実施形態との関係で記載したが、他の実施形態と交換して、若しくは、示していない様々な組合せで、または、順列で、組み合わせてもよいことも、分かるだろう。
本明細書において、範囲を、「約」１つの特定の値から、および／または、「約」他の１つの特定の値までと表しうる。そのような範囲を表した場合には、他の実施形態は、その１つの特定の値から、および／または、他の１つの特定の値までを含む。同様に、値を、接頭辞の「約」を用いて概数で表した場合には、その特定値が、他の実施形態を形成すると更に理解されるだろう。更に、各範囲の端点は、他方の端点との関係において、および、他方の端点とは独立に、の両方で重要であると理解されるだろう。
本明細書で用いた、例えば、上方、下方、右側、左側、前側、後側、上側、および、底側などの方向を表す用語は、示した図面に関してのみ用いたものであり、絶対的向きを意味することを意図していない。
別段の明確な記載がない限りは、本明細書に示した任意の方法が、その工程を特定の順序で行うことを要すると解釈することも、任意の装置が、特定の向きを要することも、全く意図しない。したがって、方法の請求項が、工程が行われる順序を実際に記載しないか、または、任意の装置の請求項が、個々の構成要素の順序または向きを実際に記載しないか、若しくは、請求項または明細書の記載中で、工程が特定の順序に限定するという別段の記載がないか、または、装置の構成要素について特定の順序または方向を記載していない場合には、順序または方向を推定することを、いかなる点でも意図していない。これは、工程の並び方に関する論理問題、動作フロー、構成要素の順序、または、構成要素の向き、文法構造または発音に由来する単純な意味、および、本明細書に記載の実施形態の数またはタイプを含む、記載がないという理由に基づく、いかなる解釈にも適用する。
本明細書において、名詞は、文脈からそうでないことが明らかでない限り、複数の対象を指すものとして使われている。したがって、例えば、「１つの」構成要素を記載した場合には、文脈から、そうでないことが明らかでない限り、そのような構成要素を２つ以上有する態様を含むものである。
図１は、例示的なガラス製造装置１０である。いくつかの例において、ガラス製造装置１０は、溶融槽１４を含みうるガラス溶融炉１２を備えうる。ガラス溶融炉１２は、溶融槽１４の他に、任意で、バッチを加熱してバッチを溶融ガラスに変えるように構成した加熱部（例えば、燃焼バーナ、または、電極）などの１つ以上の更なる構成要素を含みうる。更なる例において、ガラス溶融炉１２は、溶融槽の近傍からの熱損失を低減するように構成した熱管理装置（例えば、断熱部）を含んでもよい。また更なる例において、ガラス溶融炉１２は、バッチ材料が溶融してガラス溶融物になるのを促進するように構成した電子装置および／または電気機械装置を、含んでもよい。また更に、ガラス溶融炉１２は、支持構造（例えば、支持台、支持部材など）、または、他の構成要素を含んでもよい。
ガラス溶融槽１４は、典型的には、耐火性セラミック材料などの耐火性材料を含む。いくつかの例において、ガラス溶融槽１４は、耐火性セラミック煉瓦、例えば、アルミナまたはジルコニアを含む耐火性セラミック煉瓦から構成してもよい。
いくつかの例において、ガラス溶融炉は、ガラスリボンを生成するように構成したガラス製造装置の構成要素として、組み込まれてもよい。いくつかの例において、本開示のガラス溶融炉は、スロットドロー装置、フロートバス装置、ダウンドロー（例えば、フュージョン装置）、アップドロー装置、プレスロール装置、チューブドロー装置、または、任意の他のガラス製造装置を含むガラス製造装置の構成要素として、組み込まれてもよい。例であって限定するものではないが、図１は、ガラス溶融炉１２を、後続の処理のためにガラスリボンをフュージョンドローするフュージョンダウンドローガラス製造装置１０の構成要素として、概略的に示している。
ガラス製造装置１０（例えば、フュージョンダウンドロー装置１０）は、任意で、ガラス溶融槽１４に対して上流側に配置した上流側ガラス製造装置１６を含みうる。いくつかの例において、上流側ガラス製造装置１６の一部または全体を、ガラス溶融炉１２の一部として組み込んでもよい。
図示した例が示すように、上流側ガラス製造装置１６は、保存容器１８、バッチ供給装置２０、および、バッチ供給装置に接続したモータ２２を含みうる。保存容器１８は、矢印２６が示すようにガラス溶融炉１２の溶融槽１４に供給しうる大量のバッチ材料２４を、保存するように構成してもよい。いくつかの例において、バッチ供給装置２０を、所定の量のバッチ材料２４を保存容器１８から溶融槽１４に供給するように構成するように、バッチ供給装置２０はモータ２２によって動力を供給されうる。更なる例において、モータ２２は、バッチ供給装置２０に電力を提供して、バッチ材料２４を、溶融槽１４より下流側で感知した溶融ガラスのレベルに基づく制御した速度で導入してもよい。その後、溶融槽１４内のバッチ材料２４を加熱して、溶融ガラス２８を形成する。
更に、ガラス製造装置１０は、任意で、ガラス溶融炉１２に対して下流側に配置した下流側ガラス製造装置３０も含みうる。いくつかの例において、下流側ガラス製造装置３０の一部を、ガラス溶融炉１２の一部として組み込んでもよい。例えば、下流側ガラス製造装置３０の下記第１の接続路３２、または、他の部分を、ガラス溶融炉１２の一部として組み込んでもよい。第１の接続路３２を含む下流側ガラス製造装置の構成要素は、貴金属から形成してもよい。適した貴金属は、白金、イリジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、および、パラジウムからなる金属の群から選択した白金族金属、若しくは、それらの合金を含んでもよい。例えば、ガラス製造装置の下流側構成要素を、７０から９０質量％の白金、および、１０から３０質量％のロジウムを含む白金‐ロジウム合金から形成してもよい。しかしながら、他の適した金属は、モリブデン、パラジウム、レニウム、タンタル、チタン、タングステン、および、それらの合金を含みうる。
下流側ガラス製造装置３０は、溶融槽１４の下流側に位置して、上記第１の接続路３２を介して溶融槽１４に連結した、清澄槽３４などの第１の調整（つまり、処理）槽を含みうる。いくつかの例において、溶融ガラス２８を、溶融槽１４から清澄槽３４へ、第１の接続路３２を介して重力送りしてもよい。例えば、重力は、溶融ガラス２８を、第１の接続路３２の内部経路を介して溶融槽１４から清澄槽３４へ送出してもよい。しかしながら、他の調整槽を、溶融槽１４の下流側に、例えば、溶融槽１４と清澄槽３４の間に配置してもよいと理解すべきである。いくつかの実施形態において、冷却槽（不図示）を、溶融槽と清澄槽の間に採用し、そこで、溶融槽からの溶融ガラスを、溶融槽の中の溶融ガラスの温度より低い温度まで、清澄槽に入る前に冷却してもよい。
清澄槽３４の中において、様々な技術によって、気泡を溶融ガラス２８から除去してもよい。例えば、バッチ材料２４は、加熱すると化学還元反応を起こして酸素を放出する、酸化スズなどの多価の化合物（つまり、清澄剤）を含んでもよい。他の適した清澄剤は、制限するものではないが、ヒ素、アンチモン、鉄、および、セリウムを含む。清澄槽３４を、溶融槽の温度より高い温度まで加熱して、それによって、清澄剤を加熱する。温度によって引き起こされた清澄剤の化学還元によって生成した酸素の気泡は、清澄槽内の溶融ガラス中を上昇し、その中で、溶融炉内で生成した溶融物中の気体は、清澄剤によって生成した酸素の気泡に合体しうる。次に、拡大した気泡は、清澄槽内の溶融ガラスの自由表面まで上昇し、その後、放出しうる。
更に、下流側ガラス製造装置３０は、清澄槽３４の下流側に位置しうる、溶融ガラスを混合するための混合槽３６などの第２の調整槽を含みうる。ガラス溶融物混合槽３６を使用して、均質なガラス溶融組成物を提供し、それによって、そうでない場合には清澄槽を出る清澄化した溶融ガラスの中に存在するかもしれない不均質性を、削減または排除しうる。示したように、清澄槽３４を、第２の接続路３８を介して溶融ガラス混合槽３６に連結していてもよい。いくつかの例において、溶融ガラス２８を、清澄槽３４から混合槽３６へ、第２の接続路３８を介して重力送りしてもよい。例えば、重力は、溶融ガラス２８を、第２の接続路３８の内部経路を介して清澄槽３４から混合槽３６へ送出してもよい。尚、混合槽３６を清澄槽３４の下流側に示しているが、混合槽３６を清澄槽３４の上流側に配置してもよいと留意すべきである。いくつかの実施形態において、下流側ガラス製造装置３０は、多数の混合槽、例えば、清澄槽３４の上流側の混合槽、および、清澄槽３４の下流側の混合槽を含んでもよい。これらの多数の混合槽は、同じ設計であっても、互いに異なる設計であってもよい。
更に、下流側ガラス製造装置３０は、混合槽３６の下流側に位置していてもよい供給槽４０などの他の調整槽を含みうる。供給槽４０は、下流側形成装置に送る溶融ガラス２８を調整してもよい。例えば、供給槽４０は、蓄積部、および／または、流れ制御部として作用して、調節を行って、溶融ガラス２８の一貫した流れを排出路４４を介して形成体４２に供給しうる。示したように、混合槽３６を、第３の接続路４６を介して供給槽４０に連結していてもよい。いくつかの例において、溶融ガラス２８を、混合槽３６から供給槽４０へ、第３の接続路４６を介して重力送りしてもよい。例えば、重力は、溶融ガラス２８を、第３の接続路４６の内部経路を介して混合槽３６から供給槽４０へ送出してもよい。
更に、下流側ガラス製造装置３０は、投入路５０を含む上記形成体４２を備えた形成装置４８を含みうる。溶融ガラス２８を供給槽４０から形成装置４８の投入路５０へ供給するように、排出路４４を配置しうる。フュージョン形成工程において、形成体４２は、形成体の上面に配置した溝部５２、および、形成体の底縁部（根元部）５６に沿って収束する収束形成面５４を含みうる。供給槽４０、排出路４４、および、投入路５０を介して形成体の溝部へ供給された溶融ガラスは、溝部の壁部から溢れて、溶融ガラスの別々の流れとして収束形成面５４に沿って下降する。溶融ガラスの別々の流れは、下方で根元部に沿って合体して、ガラスリボンに重力および引張ロール（不図示）などで張力を加えることによって、根元部５６から引き出される１つのガラスリボン５８を生成し、更に、ガラスが冷却し粘度が増加するにつれて、ガラスリボン５８が、粘弾性の変化を経て、ガラスリボン５８に安定した寸法特性を与える機械的物性を有するように、ガラスリボンの寸法を制御する。後で、ガラス分離装置（不図示）によって、ガラスリボンを個々のガラス基板５９に分離してもよい。
装置製造業者への販売および配布に適したガラス基板の製造は、製品を製造業者に出荷する前に更なる処理を必要とするかもしれないと理解すべきである。したがって、図２は、ガラス製造装置１０の下流側に配列した、例示的な仕上げライン６０を示している。仕上げライン６０は、切断ステーション６２、面取りステーション６４、洗浄ステーション６６、検査ステーション６８、および、梱包ステーション７０の１つ以上を含む、１つ以上のガラス基板５９を処理するように構成した、様々な異なるステーションを含みうる。
仕上げライン６０に沿った例示的第１の工程において、ガラス基板５９を所定のサイズへと切断しうる。例えば、ガラス基板を、所定のサイズに、上記装置１０で製造した、もっと非常に大きいガラスリボン５８から切断してもよい。様々な実施形態において、ガラスリボンは、ガラスリボンの長さ方向に略垂直な方向に、例えば、ドロー方向に垂直に切断される、連続したガラスリボンであってもよい。ガラス基板５９は、例えば、約０．１ミリメートルから約３ミリメートルの範囲、約０．３ミリメートルから約１ミリメートルの範囲、約０．５ミリメートルから約０．７ミリメートルの範囲など、約０．０５から約０．７ミリメートルの範囲の全ての範囲および部分範囲を含む厚さを有してもよい。ガラスリボンのドロー動作の多くで、ガラスリボンを粘性状態から弾性状態へと冷却するにつれてガラスリボンが幅方向に収縮することにより、ガラスリボンは、ビーズと称される厚くなった縁部を取得する。しかしながら、様々な表示装置に組み込まれる表示パネルの製造などの典型的な利用例では、これらのビーズを除去する必要がある。更に、リボンから切断した元となるガラス基板を、より小さい多数のガラス基板へと更に切断してもよい。したがって、ガラス基板上に存在する任意の縁部ビーズを除去するように、および、任意で、ガラス基板を所定のサイズへと切断するように、切断動作を行う切断ステーション６２で、ガラス基板５９を処理してもよい。
ガラス基板５９から余分な部分を切り取ってビーズを除去するか、および／または、所定のサイズへと切断したら、ガラス基板の縁部を、面取りステーション６４で面取りしてもよい。ガラス基板の１つ以上の縁部を面取りしてもよい。様々な実施形態において、矩形の基板の４つの縁部の全てを、１つずつ（一度に１つ）、または、同時に面取りする。切断工程は、ガラス基板上に破損した縁部表面を残しうる。例えば、機械的な引っかき傷および割れ目の生成過程は、典型的には、筋入れ具でガラス基板の主表面に接触することを含む。接触は、筋入れ具をガラス基板へ十分な力で押圧して、少なくとも部分的にガラス基板の厚さを貫通して延伸する通気亀裂を生成することを必要とする。したがって、筋入れ具で押し付けた接触によって、ガラス基板の厚さの少なくとも部分も破損しうる。この破損は、後で望ましくない割れ目を引き起こすのに必須である最初の傷となりうる。ガラス基板の縁部表面に生成される破損がもっと少ない、様々なレーザスコアリング、および／または、切断技術を使用してもよいが、縁部表面の破損が全くない完璧な切断が行われた場合でも、切断工程は、尖った縁部を残して、そこで、縁部表面がガラス基板の主表面に接触する。そのような尖った縁部は、ガラス基板の取扱い中に破損を起こし易くする。したがって、ガラス基板を処理して、ガラス基板の縁部に沿って面取りを生成することで、取扱い中にガラス基板が破損する傾向を削減しうる。面取りは、ガラス基板の縁部を研削および／または研磨することによって行いうる。ガラス基板の縁部表面に、ガラス基板の主表面に、および／または、縁部を面取りするのに使用する研削盤に水をかけて、ガラス基板から微粒子を洗い流したり、ガラス微粒子がガラス基板に固着するのを防いだり、研削工程中にガラス基板と研削盤との接触面を冷却したりしてもよい。
ガラス基板の研削および／または研磨中に、ガラス基板の縁部からガラスを除去することによってガラス微粒子が生成されて、ガラス微粒子が、ガラス基板の主表面に付着しうる。微粒子を除去しないと、微粒子は、下流側処理、例えば、表示パネルの製造中の薄膜成膜工程を妨げうる。したがって、必要に応じて、ガラス基板を、微粒子を主表面および縁部表面から洗い流す洗浄ステーション６６で更に処理しうる。洗浄工程中に、ガラス基板を、１つ以上の洗剤溶液、および／または、すすぎ溶液に曝露してもよい。すすぎ後に、ガラス基板を乾燥して、検査ステーション６８で検査し、次に、梱包ステーション７０で出荷用に梱包してもよい。
いくつかの場合において、ガラス基板の主表面の一方または両方が、金属付着物（例えば、「着色」）で汚染されて、ガラス表面の微細な領域が、制限するものではないが、鉄、カルシウム、バリウム、亜鉛、コバルト、マンガン、および、ストロンチウムなどの金属の薄い付着物を含みうることを見出した。そのような付着の仕組みは、よくわかっていないが、そのような金属の付着は、ガラスが、未だかなり高い温度（例えば、約１００℃から約６００℃）のドロー工程中に起こりうると、考えられている。例えば、そのような金属の付着は、ドロー機構造からガラス基板上に滴下するガラスの縮合の結果として起こりうる。
図３は、例示的な鉄付着物を倍率２０倍で示す写真である。図３の特定の鉄付着物は、全長、略４６０マイクロメートルで、リング状の中央領域が、約１５０マイクロメートルの長さで、垂直方向と水平方向の両方に筋状である。いくつかの処理において、ガラス基板を比較的強酸性の物質、例えば、フッ化水素酸（ＨＦ）、および／または、塩酸に曝露することによって、金属付着物を除去しうる。しかしながら、そのような強酸性物質の使用は、酸性物質自体のコスト、並びに、特別な取扱いの必要性、および、排水を有害廃棄物として処理する必要性の両方の点で、高価である。更に、そのような酸性物質は、不必要なエッチングをガラス表面に生じうる。
したがって、本発明者は、ガラス基板を、約０．５ｐｐｍから約１．０ｐｐｍの範囲の酸性物質の濃度を有する弱酸性溶液に曝露することで、時々生じる金属付着物を除去するのに十分であり、高価でなく、特別な取扱いを必要とせずに、本明細書に記載した条件下で認識しうるエッチングを生成しないことを見出した。本明細書では、弱酸性物質は、１．８×１０−１６から５５．５の範囲の酸解離定数Ｋａ、または、約１５．７４から約−１．７４の範囲の対数定数ρＫａ（ただし、ρＫａ＝−ｌｏｇＫａ）を有する酸性物質であると定義する。適した弱酸性溶液は、次亜塩素酸（Ｋａ＝２．９５×１０−８、ρＫａ＝７．５３）、ホウ酸（Ｋａ＝５．８×１０−１０、ρＫａ＝９．２４）、リン酸（Ｋａ＝７．５×１０−３、ρＫａ＝２．１２５）、または、それらの組合せを含むが、それらに限定されない。したがって、様々な実施形態において、約２．９５×１０−８から約７．５×１０−３の範囲の全ての範囲および部分範囲を含むＫａの値を有する弱酸性物質を使用してもよい。特定の実施形態において、次亜塩素酸を使用してもよい。
図４に示した実施形態によれば、ガラス基板７２（ただし、ガラス基板７２は、元となるガラス基板５９から切断したガラス基板を指し、更なる実施形態においては、ガラス基板は、ガラスリボン５８から切断した元となるガラス基板であり、ビーズを除去してあっても、除去していなくてもよい）を、弱酸性溶液７４に曝露してもよい。例えば、１つ以上の配列したノズル７６から弱酸性溶液を噴霧することによってガラス基板を曝露して、ガラス基板の主表面７８、８０の一方または両方を濡らしてもよい。例えば、本明細書に記載した様々な実施形態において、主表面７８、８０の一方または両方を、弱酸性物質で完全に濡らすべきである。特に、次亜塩素酸を用いたガラス表面の特定の処理を用いて、以下の化学反応によって、鉄付着物を除去しうる：
Ｆｅ＋２ＨＣｌＯ→ＦｅＣｌ２＋Ｈ２＋Ｏ２ （１）、
２ＨＣｌＯ→２ＨＣｌ＋Ｏ２ （２）、
Ｆｅ＋２ＨＣｌ→ＦｅＣｌ２＋Ｈ２ （３）、
但し、ＦｅＣｌ２は水溶性であり、下流側洗浄工程で容易に除去される。
Ｆｅ＋２ＨＣｌＯ→ＦｅＣｌ２＋Ｈ２＋Ｏ２ （１）、
２ＨＣｌＯ→２ＨＣｌ＋Ｏ２ （２）、
Ｆｅ＋２ＨＣｌ→ＦｅＣｌ２＋Ｈ２ （３）、
但し、ＦｅＣｌ２は水溶性であり、下流側洗浄工程で容易に除去される。
弱酸に曝露する工程は、ガラス基板形成工程後の任意の時に行われてもよいが、いくつかの実施形態において、酸に曝露する工程は、面取りステーション６４での面取り工程中に行われる。しかしながら、様々な他の実施形態において、弱酸に曝露する工程は、面取り工程の後で、かつ、洗浄ステーション６６での洗浄工程の前に行いうる。いくつかの実施形態において、図５に示したように、１つ以上のノズル７６からの霧雨状８２（つまり、低圧力流）の酸性物質によって、主表面７８、８０の一方または両方を弱酸に曝露してもよい。ガラス基板７２を、水平方向に対して、０度以上、かつ、９０度以下の角度αで配置してもよい（ただし、０度は水平を、９０度は垂直である）。いくつかの例において、弱酸性物質を、毎分約７リットル（７０００ｃｍ３）から毎分約９リットル（９０００ｃｍ３）、例えば、毎分８．３リットル（８３００ｃｍ３）前後で適用しうる。上記濃度および供給速度において、例えば、約２０秒から約３０秒の範囲、約２０秒から約２５秒の範囲などの約２０秒から約６０秒の範囲の全ての範囲および部分範囲を含む時間での曝露が、金属付着物を除去するのに十分であることを見出した。
本開示の利点によれば、任意の上記様々な実施形態で採用した弱酸性物質を、特にガラス基板の金属着色を除去する目的で生成してもよいことが明らかなはずである。しかしながら、次亜塩素酸などの、ある弱酸性物質は、製造施設内の他の供給源から既に取得しうることも明らかなはずである。例えば、次亜塩素酸は、細菌の成長を抑制する能力を有するので、例えば、空調冷却器（例えば、熱交換器）で使用する冷却水中の添加剤として存在するかもしれない。更に、次亜塩素酸処理水を採用しうる製造施設内の他のシステムを、次亜塩素酸の供給源として使用してもよい。次亜塩素酸は、他の処理工程から回収して適切に濾過した再利用水として存在するかもしれず、それを、本明細書で記載したようにガラス基板を処理するための次亜塩素酸として使用してもよい。したがって、更なる多額のコストをかけずに、適した次亜塩素酸溶液の供給を容易に受けうる。
図６は、ガラス製造施設において、略６か月に亘る期間の、１日当たりのガラス基板上への鉄の付着回数の概数を示すグラフである。グラフの左側から、縦方向の破線８４までの期間は、アルカリ洗剤（例えば、Ｐａｒｋｅｒ２２５ｘ）での洗浄だけを行った期間を示す。縦軸は、１日あたり検出した欠陥物（金属着色）の数を示す。次亜塩素酸による洗浄を、面取りステーション６４で始め、それを線８４で示している。データは、次亜塩素酸洗浄が開始すると、付着した鉄の劇的な削減を示している。
本開示から、例えば次亜塩素酸などの弱酸性溶液での処理を、ガラス基板、ガラス基板から製作した例えば表示パネルなどのガラス物品、および、金属着色の除去により恩恵を受けうる任意の他のガラス物品を含む、任意の適したガラス物品に行ってもよいことが、明らかなはずである。
当業者には、本開示の精神および範囲を逸脱することなく、本明細書に開示した実施形態に様々な変更および変形を行いうることが明らかであろう。したがって、本開示は、添付の請求項およびそれらの均等物の範囲である限りは、これらの実施形態の変更例および変形例を網羅することを意図する。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
ガラス物品から金属付着物を除去する方法において、
前記ガラス物品を、０．５から１．０ｐｐｍの濃度の弱酸性物質の水溶液に、前記金属付着物を該ガラス物品の表面から除去するのに有効な時間、曝露する工程、
を含む方法。
ガラス物品から金属付着物を除去する方法において、
前記ガラス物品を、０．５から１．０ｐｐｍの濃度の弱酸性物質の水溶液に、前記金属付着物を該ガラス物品の表面から除去するのに有効な時間、曝露する工程、
を含む方法。
実施形態２
前記弱酸性物質の解離定数Ｋａが、約２．９５×１０−８から約７．５×１０−３の範囲である、実施形態１に記載の方法。
前記弱酸性物質の解離定数Ｋａが、約２．９５×１０−８から約７．５×１０−３の範囲である、実施形態１に記載の方法。
実施形態３
前記弱酸性物質が、次亜塩素酸、ホウ酸、および、リン酸からなる群、または、それらの組合せから選択されるものである、実施形態１に記載の方法。
前記弱酸性物質が、次亜塩素酸、ホウ酸、および、リン酸からなる群、または、それらの組合せから選択されるものである、実施形態１に記載の方法。
実施形態４
前記金属付着物が、鉄、カルシウム、バリウム、亜鉛、コバルト、マンガン、ストロンチウム、および、それらの組合せ、または、合金のうちの少なくとも１つを含むものである、実施形態１に記載の方法。
前記金属付着物が、鉄、カルシウム、バリウム、亜鉛、コバルト、マンガン、ストロンチウム、および、それらの組合せ、または、合金のうちの少なくとも１つを含むものである、実施形態１に記載の方法。
実施形態５
前記金属付着物が、鉄を含むものである、実施形態１に記載の方法。
前記金属付着物が、鉄を含むものである、実施形態１に記載の方法。
実施形態６
前記弱酸性物質が、次亜塩素酸を含むものである、実施形態１から５のいずれか１つに記載の方法。
前記弱酸性物質が、次亜塩素酸を含むものである、実施形態１から５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態７
ガラスシートから金属付着物を除去する方法において、
前記ガラスシートを、０．５から１．０ｐｐｍの濃度で次亜塩素酸を含有する水溶液に、前記金属付着物を該ガラスシートの表面から除去するのに有効な時間、曝露する工程、
を含む方法。
ガラスシートから金属付着物を除去する方法において、
前記ガラスシートを、０．５から１．０ｐｐｍの濃度で次亜塩素酸を含有する水溶液に、前記金属付着物を該ガラスシートの表面から除去するのに有効な時間、曝露する工程、
を含む方法。
実施形態８
前記金属付着物が、鉄、カルシウム、バリウム、亜鉛、コバルト、マンガン、ストロンチウム、および、それらの組合せ、または、合金のうちの少なくとも１つを含むものである、実施形態７に記載の方法。
前記金属付着物が、鉄、カルシウム、バリウム、亜鉛、コバルト、マンガン、ストロンチウム、および、それらの組合せ、または、合金のうちの少なくとも１つを含むものである、実施形態７に記載の方法。
実施形態９
前記ガラスシートを、２０秒間以上、前記次亜塩素酸に曝露するものである、実施形態７に記載の方法。
前記ガラスシートを、２０秒間以上、前記次亜塩素酸に曝露するものである、実施形態７に記載の方法。
実施形態１０
前記ガラスシートを、２０秒間と６０秒間の間の範囲の時間、前記次亜塩素酸に曝露するものである、実施形態７に記載の方法。
前記ガラスシートを、２０秒間と６０秒間の間の範囲の時間、前記次亜塩素酸に曝露するものである、実施形態７に記載の方法。
実施形態１１
前記曝露する工程が、前記ガラスシートの少なくとも１つの主表面の全体を、前記次亜塩素酸に曝露する処理を含むものである、実施形態７に記載の方法。
前記曝露する工程が、前記ガラスシートの少なくとも１つの主表面の全体を、前記次亜塩素酸に曝露する処理を含むものである、実施形態７に記載の方法。
実施形態１２
前記ガラスシートを次亜塩素酸に曝露する工程中に、該ガラスシートの縁部を研削する処理を更に含むものである、実施形態７に記載の方法。
前記ガラスシートを次亜塩素酸に曝露する工程中に、該ガラスシートの縁部を研削する処理を更に含むものである、実施形態７に記載の方法。
実施形態１３
前記次亜塩素酸が、冷却装置から提供されるものである、実施形態７から１２のいずれか１つに記載の方法。
前記次亜塩素酸が、冷却装置から提供されるものである、実施形態７から１２のいずれか１つに記載の方法。
１０ ガラス製造装置
１２ ガラス溶融炉
１４ 溶融槽
１６ 上流側ガラス製造装置
１８ 保存容器
２０ バッチ供給装置
２２ モータ
３０ 下流側ガラス製造装置
３２ 第１の接続路
３４ 清澄槽
３６ 混合槽
３８ 第２の接続路
４０ 供給槽
４２ 形成体
４４ 排出路
４６ 第３の接続路
４８ 形成装置
５０ 投入路
５２ 溝部
５４ 収束形成面
５６ 根元部
５８ ガラスリボン
５９、７２ ガラス基板
６０ 仕上げライン
６２ 切断ステーション
６４ 面取りステーション
６６ 洗浄ステーション
６８ 検査ステーション
７０ 梱包ステーション
７６ ノズル
７８、８０ 主表面
１２ ガラス溶融炉
１４ 溶融槽
１６ 上流側ガラス製造装置
１８ 保存容器
２０ バッチ供給装置
２２ モータ
３０ 下流側ガラス製造装置
３２ 第１の接続路
３４ 清澄槽
３６ 混合槽
３８ 第２の接続路
４０ 供給槽
４２ 形成体
４４ 排出路
４６ 第３の接続路
４８ 形成装置
５０ 投入路
５２ 溝部
５４ 収束形成面
５６ 根元部
５８ ガラスリボン
５９、７２ ガラス基板
６０ 仕上げライン
６２ 切断ステーション
６４ 面取りステーション
６６ 洗浄ステーション
６８ 検査ステーション
７０ 梱包ステーション
７６ ノズル
７８、８０ 主表面
Claims (10)
- ガラス物品から金属付着物を除去する方法において、
前記ガラス物品を、０．５から１．０ｐｐｍの濃度の弱酸性物質の水溶液に、前記金属付着物を該ガラス物品の表面から除去するのに有効な時間、曝露する工程、
を含む方法。 - 前記弱酸性物質の解離定数Ｋａが、約２．９５×１０−８から約７．５×１０−３の範囲である、請求項１に記載の方法。
- 前記弱酸性物質が、次亜塩素酸、ホウ酸、および、リン酸からなる群、または、それらの組合せから選択されるものである、請求項１または２に記載の方法。
- 前記金属付着物が、鉄、カルシウム、バリウム、亜鉛、コバルト、マンガン、ストロンチウム、および、それらの組合せ、または、合金のうちの少なくとも１つを含むものである、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
- 前記金属付着物が、鉄を含むものである、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
- 前記弱酸性物質が、次亜塩素酸を含むものである、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
- ガラスシートから金属付着物を除去する方法において、
前記ガラスシートを、０．５から１．０ｐｐｍの濃度で次亜塩素酸を含有する水溶液に、前記金属付着物を該ガラスシートの表面から除去するのに有効な時間、曝露する工程、
を含む方法。 - 前記金属付着物が、鉄、カルシウム、バリウム、亜鉛、コバルト、マンガン、ストロンチウム、および、それらの組合せ、または、合金のうちの少なくとも１つを含むものである、請求項７に記載の方法。
- 前記ガラスシートを、２０秒間以上、前記次亜塩素酸に曝露するものである、請求項７または８に記載の方法。
- 前記ガラスシートを、２０秒間と６０秒間の間の範囲の時間、前記次亜塩素酸に曝露するものである、請求項７から９のいずれか１項に記載の方法。
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