JP5931986B2 - ガラス基板の製造方法、及び、ガラス基板の製造装置 - Google Patents
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Description
清澄槽本体を加熱する技術として、例えば、清澄槽本体に1対のフランジ状の電極を設け、この電極対に電圧を印加することにより、清澄槽本体を通電加熱する技術が知られている(特許文献2)。また、フランジ状の電極には、銅やニッケルから構成される水冷管が設けられている。
例えば、液晶ディスプレイ(LCD)、有機ELディスプレイなどのフラットパネルディスプレイに使用されるガラス基板(FPD用ガラス基板)に含まれる白金異物は、近年特に厳しく制限されている。また、フラットパネルディスプレイ用に限らず、他の用途でも問題となっている。
一方、清澄槽本体の内部表面が、白金または白金合金(白金族金属)から構成されている場合、気相空間(酸素を含む雰囲気)に接する部分が揮発する。揮発した白金または白金合金は、清澄槽の電極近傍の局所的に温度が低下した位置で凝固(凝集)し、付着する。凝固(凝集)した揮発物は脱泡工程中の熔融ガラス中に落下して混入し、ガラス基板に白金異物として混入する恐れがあった。
前記熔融ガラスを清澄する白金管と、
前記白金管に設けられた少なくとも一対のフランジ状の電極と、
前記電極を冷却する冷却管と、を備え、
前記清澄工程では、前記清澄剤が清澄を発現する温度以上になるよう前記熔融ガラスの温度は定められ、かつ、前記白金管の長手方向中央部の温度と、前記白金管の気相空間における前記電極近傍の温度との温度差が、前記白金管の気相空間に含まれる揮発した白金が前記電極近傍の前記気相空間内で凝集する所定の温度以下になるよう、予め定められた前記電極の直径又は厚さと前記温度差との関係に基づいて、前記電極の直径又は厚さが決定される、ことを特徴とする。
前記清澄槽は、
前記熔融ガラスを清澄する白金管と、
前記白金管に設けられた少なくとも一対のフランジ状の電極と、
前記電極を冷却する冷却管と、を備え、
前記清澄工程では、前記熔融ガラスを清澄する温度以上になるよう前記熔融ガラスの温度は定められ、前記白金管の気相空間における前記電極近傍の温度と前記電極の直径との関係、及び、前記白金管の最高温度と前記白金管の気相空間における前記電極近傍の温度との温度差と前記電極の直径との関係を予め求め、前記電極の破損が抑制できる前記電極近傍の温度範囲と、前記白金管の気相空間に含まれる揮発した白金が前記電極近傍で凝集するのを抑制できる前記温度差の範囲と、を同時に充足するよう、2つの前記関係を用いて前記電極の直径を決定する、ことを特徴とする。
前記清澄槽は、
前記熔融ガラスを清澄する白金管と、
前記白金管に設けられた少なくとも一対のフランジ状の電極と、
前記電極を冷却する冷却管と、を備え、
前記清澄工程では、前記熔融ガラスを清澄する温度以上になるよう前記熔融ガラスの温度は定められ、前記白金管の気相空間における前記電極近傍の温度と前記電極の厚さとの関係、及び、前記白金管の最高温度と前記白金管の気相空間における前記電極近傍の温度との温度差と前記電極の厚さとの関係を予め求め、前記電極の破損が抑制できる前記電極近傍の温度範囲と、前記白金管の気相空間に含まれる揮発した白金が前記電極近傍の前記気相空間内で凝集するのを抑制できる前記温度差の範囲と、を同時に充足するよう、2つの前記関係を用いて前記電極の厚さを決定する、ことを特徴とする。
前記電極の直径は、予め定められた前記電極の直径と前記温度差との関係に基づいて、決定される、ことが好ましい。
前記電極の厚さは、予め定められた前記電極の厚さと前記電極近傍の温度との関係に基づいて、決定される、ことが好ましい。
前記清澄槽は、
前記熔融ガラスを清澄する白金管と、
前記白金管に設けられた少なくとも一対のフランジ状の電極と、
前記電極を冷却する冷却管と、を備え、
前記清澄槽では、前記熔融ガラスを清澄する温度以上になるよう前記熔融ガラスの温度は定められ、前記白金管の気相空間における前記電極近傍の温度と前記電極の直径との関係、及び、前記白金管の最高温度と前記白金管の気相空間における前記電極近傍の温度との温度差と前記電極の直径との関係を用いて、前記電極の破損が抑制できる前記電極近傍の温度範囲と、前記白金管の気相空間に含まれる揮発した白金が前記電極近傍で凝集するのを抑制できる前記温度差の範囲と、を同時に充足するよう、前記電極の直径が決定されている、ことを特徴とする。
前記清澄槽は、
前記熔融ガラスを清澄する白金管と、
前記白金管に設けられた少なくとも一対のフランジ状の電極と、
前記電極を冷却する冷却管と、を備え、
前記清澄槽では、前記熔融ガラスを清澄する温度以上になるよう前記熔融ガラスの温度は定められ、前記白金管の気相空間における前記電極近傍の温度と前記電極の厚さとの関係、及び、前記白金管の最高温度と前記白金管の気相空間における前記電極近傍の温度との温度差と前記電極の厚さとの関係を用いて、前記電極の破損が抑制できる前記電極近傍の温度範囲と、前記白金管の気相空間に含まれる揮発した白金が前記電極近傍で凝集するのを抑制できる前記温度差の範囲と、を同時に充足するよう前記電極の厚さが決定されている、ことを特徴とする。
ように、ガラス基板は、主に溶解工程(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)、切断工程(ST7)を経て作製される。
また、図2は、上述の溶解工程(ST1)〜切断工程(ST7)を経て作製されるガラス基板の製造装置の概略図であり、各工程において使用される装置の配置を概略的に示している。
図2に示すように、ガラス基板の製造装置200は、ガラス原料を加熱して熔融ガラスを生成する溶解装置40と、熔融ガラスを清澄する清澄槽41と、熔融ガラスを撹拌して均質化するための撹拌装置100と、ガラス基板に成形する成形装置42とを備えている。また、熔融ガラスを上述の装置間に移送するガラス供給管43a、43b、43cを有する。溶解装置40以降、成形装置42までの各装置間を接続するガラス供給管43a、43b、43cおよび清澄槽41と撹拌装置100は、白金族金属で構成されている。
SiO2:50〜70%、
Al2O3:0〜25%、
B2O3:0〜15%、
MgO:0〜10%、
CaO:0〜20%、
SrO:0〜20%、
BaO:0〜15%、
RO:5〜30%(ただし、RはMg、Ca、Sr及びBaの合量)、
を含有する無アルカリガラスであることが、好ましい。
成形装置42では、成形工程(ST5)および徐冷工程(ST6)が行われる。
成形工程(ST5)では、熔融ガラスMGをシート状ガラス44に成形し、シート状ガラス44の流れを作る。徐冷工程(ST6)では、成形されて流れるシート状ガラス44が所望の厚さになり、内部歪みが生じないように冷却される。
切断工程(ST7)では、図示しない切断装置において、成形装置42から供給されたシート状ガラス44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、泡やキズ、汚れ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。
次に、図3、図4を用いて、清澄槽41の構成を説明する。図3は、実施の形態の清澄槽41の構成を示す概略図である。また、図4(a)は、清澄槽41が有する電極50の正面図であり、図4(b)は、電極50のA−A線の断面図である。
清澄槽41は、白金又は白金合金から構成される筒状の形状の白金管400を有している。白金管400の両端の外周面には、一対のフランジ状の電極50a、50bが溶接されている。電極50a、50bには、電源装置52に接続される延在部51a、51bが溶接されている。電源装置52から電極50a、50b(延在部51a、51b)の間に電圧が印加されることにより、電極50a、50bの間の白金管400に電流が流れて、白金管400が通電加熱される。この通電加熱により、白金管400は例えば、1650℃〜1700℃程度に加熱され、ガラス供給管43aから供給された熔融ガラスMGは、脱泡に適した温度、例えば、1600℃〜1700℃程度に加熱される。また、電極50a、50b、延在部51a、51bにはそれぞれ、冷媒供給装置54a、54bが接続されている。冷媒供給装置54a、54bが冷媒を供給すると、電極50a、50b、延在部51a、51bは冷却され、冷却された電極50a、50bに接する白金管400も冷却される。このため、白金管400における電極50a、50b近傍において、温度が最も低くなる。ここで、電極近傍とは、白金管400における、電極の位置から例えば50cmの範囲内の場所を意味する。
41 清澄槽
42 成形装置
43a、43b、43c(43) ガラス供給管
400 白金管
50a、50b(50) 電極
51a、51b(51) 延在部
52 電源装置
54a、54b(54) 冷媒供給装置
502a、502b(502) 冷却管
100 撹拌装置
200 ガラス基板の製造装置
Claims (6)
- 清澄剤を含む熔融ガラスを加熱しながら清澄する清澄工程を含むガラス基板の製造方法であって、
前記熔融ガラスを清澄する白金管と、
前記白金管に設けられた少なくとも一対のフランジ状の電極と、
前記電極を冷却する冷却管と、を備え、
前記清澄工程では、前記清澄剤が清澄を発現する温度以上になるよう前記熔融ガラスの温度は定められ、かつ、前記白金管の長手方向中央部の温度と、前記白金管の気相空間における前記電極近傍の温度との温度差が、前記白金管の気相空間に含まれる揮発した白金が前記電極近傍の前記気相空間内で凝集する所定の温度以下になるよう、予め定められた前記電極の直径又は厚さと前記温度差との関係に基づいて、前記電極の直径又は厚さが決定される、
ことを特徴とするガラス基板の製造方法。 - 前記所定の温度は、120℃である、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。
- 清澄槽において熔融ガラスを加熱しながら清澄する清澄工程を含むガラス基板の製造方法であって、
前記清澄槽は、
前記熔融ガラスを清澄する白金管と、
前記白金管に設けられた少なくとも一対のフランジ状の電極と、
前記電極を冷却する冷却管と、を備え、
前記清澄工程では、前記熔融ガラスを清澄する温度以上になるよう前記熔融ガラスの温度は定められ、前記白金管の気相空間における前記電極近傍の温度と前記電極の直径との関係、及び、前記白金管の最高温度と前記白金管の気相空間における前記電極近傍の温度との温度差と前記電極の直径との関係を予め求め、前記電極の破損が抑制できる前記電極近傍の温度範囲と、前記白金管の気相空間に含まれる揮発した白金が前記電極近傍で凝集するのを抑制できる前記温度差の範囲と、を同時に充足するよう、2つの前記関係を用いて前記電極の直径を決定する、
ことを特徴とするガラス基板の製造方法。 - 清澄槽において熔融ガラスを加熱しながら清澄する清澄工程を含むガラス基板の製造方法であって、
前記清澄槽は、
前記熔融ガラスを清澄する白金管と、
前記白金管に設けられた少なくとも一対のフランジ状の電極と、
前記電極を冷却する冷却管と、を備え、
前記清澄工程では、前記熔融ガラスを清澄する温度以上になるよう前記熔融ガラスの温度は定められ、前記白金管の気相空間における前記電極近傍の温度と前記電極の厚さとの関係、及び、前記白金管の最高温度と前記白金管の気相空間における前記電極近傍の温度との温度差と前記電極の厚さとの関係を予め求め、前記電極の破損が抑制できる前記電極近傍の温度範囲と、前記白金管の気相空間に含まれる揮発した白金が前記電極近傍の前記気相空間内で凝集するのを抑制できる前記温度差の範囲と、を同時に充足するよう、2つの前記関係を用いて前記電極の厚さを決定する、
ことを特徴とするガラス基板の製造方法。 - 前記電極近傍の温度は、前記電極に流れる電流値と前記電極の抵抗値とから求められる前記電極の発熱量と、前記電極の直径の2乗に反比例し、前記冷却管から前記白金管に伝わる冷却量と、の合算量から求められる温度であり、
前記電極の直径は、予め定められた前記電極の直径と前記温度差との関係に基づいて、決定される、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。 - 前記電極近傍の温度は、前記電極に流れる電流値と前記電極の厚さに反比例する前記電極の抵抗値とから求められる前記電極の発熱量と、前記冷却管から前記白金管に伝わる冷却量と、の合算量から求められる温度であり、
前記電極の厚さは、予め定められた前記電極の厚さと前記電極近傍の温度との関係に基づいて、決定される、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。
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