JP5981570B2 - ガラス基板の製造方法 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、ダウンドロー法によってガラス基板を製造するに際し、内部隔壁の酸化膨張を抑制することができるガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。
ダウンドロー法により溶融ガラスをシートガラスに成形する工程を有するガラス基板の製造方法であって、
成形炉室に、発熱体と、前記成形体と、前記発熱体と前記成形体とを仕切る内部隔壁と、を設け、
前記内部隔壁に、SiCの含有率が95重量%以上であって、熱伝導率が1200℃で20W/(m・K)以上であって、開気孔率が1%以下のSiC焼結体を用い、
前記発熱体により前記内部隔壁を介して前記成形体を流れる前記溶融ガラスを加熱することを特徴とするガラス基板の製造方法。
前記溶融ガラスは、10 5 poiseの粘度のとき、1000℃以上である、態様1に記載のガラス基板の製造方法。
前記ガラス基板は、無アルカリガラス又はアルカリ微量含有ガラスである、態様1または2に記載のガラス基板の製造方法。
前記成形炉室の炉壁と前記内部隔壁との間の空間を、水平隔壁によって上下に隣接する複数の小空間に区画し、
前記小空間の各々に前記発熱体を配置する、態様1〜3のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。
前記内部隔壁の前記成形体の側に面する壁面の温度は、前記熔融ガラスの流れる方向に進むにしたがって、温度が下がるように、前記発熱体の発熱量を調整する、態様4に記載のガラス基板の製造方法。
図1は、本実施形態に係るガラス基板の製造方法の一部を示すフローチャートである。
図1に示すように、ガラス基板は、溶解工程ST1と、清澄工程ST2と、均質化工程ST3と、成形工程ST4と、冷却工程ST5と、切断工程ST6とを含む種々の工程を経て製造される。
清澄工程ST2では、溶融ガラスを清澄する。具体的には、溶融ガラス中に含まれるガス成分を溶融ガラスから放出する、或いは、ガス成分を溶融ガラス中に吸収する。
均質化工程ST3では、溶融ガラスを均質化する。
成形工程ST4では、ダウンドロー法(具体的には、オーバーフローダウンドロー法)により溶融ガラスをシート状のガラス、すなわちシートガラスに成形する。
冷却工程ST5では、成形工程ST4で成形されたシートガラスの徐冷を行う。当該冷却工程ST5において、シートガラスは、室温近くまで冷却される。
切断工程ST6では、室温近くまで冷却されたシートガラスを、所定の長さ毎に切断して素板ガラスとする。
なお、所定の長さ毎に切断された素板ガラスは、その後、さらに切断されて、研削・研磨、洗浄、検査が行われてガラス基板となり、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに使用される。
図2は、ガラス基板製造装置100を示す模式図である。
ガラス基板の製造装置100は、主として、溶解装置200と、成形装置300とを有する。
溶解槽201は、ガラス原料を溶解するための槽である。溶解槽201では、溶解工程ST1を行う。
清澄槽202は、溶解槽201で溶解された溶融ガラスから泡を除去するための槽である。溶解槽201より送り込まれた溶融ガラスを、清澄槽202でさらに加熱することで、溶融ガラスの脱泡が促進される。清澄槽202では、清澄工程ST2を行う。
攪拌槽203は、スターラーによって溶融ガラスを攪拌する。攪拌槽203では、均質化工程ST3を行う。
第1配管204及び第2配管205は、白金族元素又は白金族元素の合金製の配管である。第1配管204は、清澄槽202と攪拌槽203とを接続する配管である。第2配管205は、攪拌槽203と成形装置300とを接続する配管である。
図3は、成形装置300に含まれる成形炉室30を示す概略の側面図である。
成形装置300は、図3に示すように、最上部に成形炉室30を備えている。成形炉室30は、外壁として炉壁24を備え、仕切り部材20によって下側の炉室と区画されている。成形炉室30の内部には、成形体14と、複数の発熱体28とが配置されている。成形体14の周囲には、成形体14と発熱体28とを仕切る内部隔壁16が設けられている。
成形工程ST4において、成形体14の溝部18を流れた溶融ガラスMGは、当該溝部18の頂部においてオーバーフローし、成形体14の両側面14b,14bに沿って流下する。そして、成形体14の両側面14b,14bを沿って流下した溶融ガラスGは、傾斜面14c,14cを経て、成形体14の最下端部14dで合流してシートガラスGとなる。シートガラスGは、一対の仕切り部材20,20の間のスリット状の隙間を通して、成形炉室30の下方の徐冷炉室に供給される。
高温粘性が大きいガラス(熔融ガラス)を用いてガラス基板を製造する場合には、成形炉内を高温に保つ必要があるので、本実施形態は、高温粘性が大きいガラス(溶融ガラス)を用いてガラス基板を製造する際に適している。具体的には、本実施形態では、ガラス(溶融ガラス)の粘度が105poiseのとき、1000℃以上であるガラス(溶融ガラス)を用いてガラス基板を製造する際に適している。また、粘度が105poiseのときの溶融ガラスの温度の上限は、例えば1700℃である。
SiO2:50〜70%、
Al2O3:0〜25%、
B2O3:1〜15%、
MgO:0〜10%、
CaO:0〜20%、
SrO:0〜20%、
BaO:0〜10%、
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。
なお、上述したように、ガラス基板はアルカリ金属を微量含んだアルカリ微量含有ガラスであってもよい。アルカリ金属を含有させる場合、R’2Oの合計が0.10%以上0.5%以下、好ましくは0.20%以上0.5%以下(ただし、R’はLi、Na及びKから選ばれる少なくとも1種であり、ガラス基板が含有するものである)含むことが好ましい。勿論、R’2Oの合計が0.10%未満でもよい。すなわち、本発明は、無アルカリガラスやアルカリ微量のガラス基板が使用されるフラットパネルディスプレイを製造する場合に適している。
上述の実施形態において説明したガラス基板製造装置を用いて、ガラス基板を製造した。内部隔壁として、SiCの含有率が99wt%であり、熱伝導率が1200℃で25W/(m・K)であり、開気孔率が1%である高密度の焼結SiCを用いた。
内部隔壁の使用を開始して2年以内では、内部隔壁の酸化膨張により変形する事例は見られず、ガラス基板を安定して製造することができた。
上述の実施形態において説明したガラス基板の製造装置を用いて、ガラス基板を製造した。内部隔壁として、SiCの含有率が98wt%であり、熱伝導率が1200℃で30W/(m・K)であり、開気孔率が0.6%である高密度の焼結SiCを用いた。
上述の実施形態において説明したガラス基板の製造装置を用いて、ガラス基板を製造した。内部隔壁として、SiCの含有率が95wt%であり、熱伝導率が1200℃で35W/mKであり、開気孔率が0.5%である高密度の焼結SiCを用いた。
内部隔壁の使用を開始して3年以内では、内部隔壁の酸化膨張により変形する事例は見られず、ガラス基板を安定して製造することができた。
[比較例]
内部隔壁としてSiCの含有率が74wt%であり、熱伝導率が350℃で12.6W/(m・K)であり、開気孔率が14.6%である窒ケイ素結合SiCを用いた以外は、実施例と同様にガラス基板を製造した。
内部隔壁の使用を開始してから約18ヶ月後に、内部隔壁の酸化膨張による変形が許容できないほど大きくなり、内部隔壁の交換が必要になるものが30%程度の頻度で発生した。
以上の結果から、上記実施形態の効果は明確である。
16 内部隔壁
24 炉壁
26 水平隔壁
28 発熱体
30 成形炉室
MG 溶融ガラス
G シートガラス
Claims (5)
- ダウンドロー法により溶融ガラスをシートガラスに成形する工程を有するガラス基板の製造方法であって、
成形炉室に、発熱体と、前記成形体と、前記発熱体と前記成形体とを仕切る内部隔壁と、を設け、
前記内部隔壁に、SiCの含有率が95重量%以上であって、熱伝導率が1200℃で20W/(m・K)以上であって、開気孔率が1%以下のSiC焼結体を用い、
前記発熱体により前記内部隔壁を介して前記成形体を流れる前記溶融ガラスを加熱することを特徴とするガラス基板の製造方法。 - 前記溶融ガラスは、105poiseの粘度のとき、1000℃以上である、請求項1に記載のガラス基板の製造方法。
- 前記ガラス基板は、無アルカリガラス又はアルカリ微量含有ガラスである、請求項1または2に記載のガラス基板の製造方法。
- 前記成形炉室の炉壁と前記内部隔壁との間の空間を、水平隔壁によって上下に隣接する複数の小空間に区画し、
前記小空間の各々に前記発熱体を配置する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。 - 前記内部隔壁の前記成形体の側に面する壁面の温度は、前記熔融ガラスの流れる方向に進むにしたがって、温度が下がるように、前記発熱体の発熱量を調整する、請求項4に記載のガラス基板の製造方法。
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