JP6110448B2 - Manufacturing method of glass substrate and stirring device - Google Patents
Manufacturing method of glass substrate and stirring device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6110448B2 JP6110448B2 JP2015185723A JP2015185723A JP6110448B2 JP 6110448 B2 JP6110448 B2 JP 6110448B2 JP 2015185723 A JP2015185723 A JP 2015185723A JP 2015185723 A JP2015185723 A JP 2015185723A JP 6110448 B2 JP6110448 B2 JP 6110448B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stirring
- molten glass
- glass
- heating space
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003756 stirring Methods 0.000 title claims description 227
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims description 109
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 64
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 30
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 177
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 claims description 169
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 134
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 53
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 claims description 49
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 41
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 30
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 30
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 27
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 27
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 26
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 14
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 7
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 claims description 4
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 27
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 17
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 17
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 12
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 description 9
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 7
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 7
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 7
- 206010040925 Skin striae Diseases 0.000 description 6
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000006025 fining agent Substances 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 240000001973 Ficus microcarpa Species 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000005358 alkali aluminosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005407 aluminoborosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000007500 overflow downdraw method Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002195 soluble material Substances 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Description
本発明は、ガラス基板の製造方法、及び、攪拌装置に関する。 The present invention relates to a glass substrate manufacturing method and a stirring device.
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。化学的および熱的均質性は、優れたガラス基板の成形工程において極めて重要な部分である。上述のガラス基板の製造工程において、化学的に異なった相または、粘性差により筋(脈理)が形成されることがある。ガラス基板のこのような不均質成分は、難溶性物質の溶解、熔融物の成層化、ガラス表面の揮発、および温度の相違を含む、熔融処理中の種々の通常の事象から生じる。この脈理は、色および/または屈折率の差により、目で見える状態でガラス基板の中に筋状に生成される。したがって、このようなガラスの不均質性を改善するために、熔融ガラスを攪拌することが重要である。溶解槽の下流に設けた攪拌装置に熔融ガラスを通すことにより、熔融ガラスは攪拌される。一般的に、熔融ガラスを攪拌するための攪拌装置は、熔融ガラスを収納する攪拌容器と、攪拌容器の上方に設けられ、上部を覆う蓋(容器カバー)と、攪拌容器の内部に配置される攪拌機と、備えている(特許文献1、特許文献2)。攪拌機は、モータ等で回転する回転シャフトと、回転シャフトの外周面に溶接によって取り付けられる攪拌翼(羽根)とを有している。回転シャフトは、上記蓋の一部を貫通している。攪拌装置は、熔融ガラスが攪拌容器の内部を上方から下方へ、または、下方から上方へと通過するときに、上述の回転シャフトに取り付けられた攪拌翼が熔融ガラスを攪拌混合するように構成されている。このように熔融ガラスを攪拌することにより、ガラス製品の脈理や縞等の欠陥を防止している。 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. Chemical and thermal homogeneity is a very important part in the process of forming excellent glass substrates. In the manufacturing process of the glass substrate described above, streaks (streaks) may be formed due to chemically different phases or viscosity differences. Such inhomogeneous components of the glass substrate result from various normal events during the melting process, including dissolution of sparingly soluble materials, stratification of the melt, volatilization of the glass surface, and temperature differences. This striae are streaked in the glass substrate in a visible state due to the difference in color and / or refractive index. Therefore, it is important to stir the molten glass in order to improve such glass heterogeneity. The molten glass is stirred by passing the molten glass through a stirring device provided downstream of the melting tank. In general, a stirring device for stirring molten glass is disposed above a stirring container for storing molten glass, a stirring container, and a lid (container cover) for covering the upper part, and the stirring container. And a stirrer (Patent Document 1, Patent Document 2). The stirrer has a rotating shaft that is rotated by a motor or the like, and a stirring blade (blade) that is attached to the outer peripheral surface of the rotating shaft by welding. The rotating shaft passes through a part of the lid. The stirring device is configured such that when the molten glass passes through the inside of the stirring vessel from the top to the bottom or from the bottom to the top, the stirring blade attached to the rotating shaft described above stirs and mixes the molten glass. ing. By stirring the molten glass in this manner, defects such as striae and stripes of the glass product are prevented.
攪拌容器内には、熔融ガラスや、攪拌槽内に存在している任意の成分から、揮発物が生成され得る。最も揮発性が高くかつ不利な酸化物のいくつかは、Pt、B、およびSnから形成されるものである。熔融ガラス内で、凝集(凝結)し得る酸化物の主な発生源として、PtO2については高温の白金表面、そしてB2O3、およびSnO2については熔融ガラスの自由表面が挙げられる。熔融ガラスの自由表面とは、攪拌容器内の雰囲気に露出している熔融ガラス表面を意味する。熔融ガラスの自由表面上の雰囲気は、前述のまたは他の揮発性材料のいずれかまたは全てを含んでいる可能性があるが、この雰囲気は攪拌容器外部の雰囲気よりも高温であるため、熔融ガラスの自由表面上の雰囲気には、例えば撹拌機の回転シャフトと攪拌容器の上部を覆う蓋との間の環状の空間など、任意の開口を通って、揮発物は上方に流れていく。回転シャフトは、熔融ガラスの自由表面との距離が離れるにつれ概して冷たくなるため、回転シャフトおよび/または蓋(カバー)の温度がその酸化物の露点よりも低い場合、攪拌槽の雰囲気に含まれる揮発物が回転シャフトの表面上に凝集することがある。凝集は、撹拌機の表面の他、撹拌機の環状領域を含む、他の比較的低温の表面にも生じる可能性がある。生じた凝集物が十分な大きさに達すると、この凝集物が壊れて攪拌槽内のガラスに落下し、成形後のガラス製品内に含有物またはブリスタ欠陥を生じさせることがある。特許文献1には、攪拌槽の蓋と熔融ガラスの表面との間の気相空間が存在し、落下する異物を受ける鍔部(保持部材)が記載されている。 In the stirring vessel, volatiles can be generated from molten glass or any component present in the stirring vessel. Some of the most volatile and disadvantageous oxides are those formed from Pt, B, and Sn. The main sources of oxides that can agglomerate (condense) in the molten glass include the hot platinum surface for PtO 2 and the free surface of the molten glass for B 2 O 3 and SnO 2 . The free surface of the molten glass means the surface of the molten glass that is exposed to the atmosphere in the stirring vessel. The atmosphere on the free surface of the molten glass may contain any or all of the aforementioned or other volatile materials, but since this atmosphere is hotter than the atmosphere outside the stirring vessel, the molten glass In the atmosphere on the free surface, the volatiles flow upward through an arbitrary opening such as an annular space between the rotating shaft of the stirrer and the lid covering the top of the stirring vessel. The rotating shaft generally cools as the distance from the free surface of the molten glass increases, so if the temperature of the rotating shaft and / or the cover (cover) is lower than the dew point of its oxide, the volatilization contained in the atmosphere of the stirred tank Objects may agglomerate on the surface of the rotating shaft. Agglomeration can occur on the surface of the agitator as well as on other relatively cool surfaces including the annular region of the agitator. When the generated aggregate reaches a sufficient size, the aggregate may break and fall onto the glass in the stirring vessel, causing inclusions or blister defects in the glass product after molding. Patent Document 1 describes a collar portion (holding member) that receives a falling foreign substance in which a gas phase space exists between the lid of the stirring tank and the surface of the molten glass.
近年、攪拌槽に流入する熔融ガラスの温度が高くなっている。攪拌槽内の熔融ガラスの温度が高くなると、攪拌槽の蓋と熔融ガラス表面との間に存在する気相空間における揮発物の濃度(蒸気圧)が高くなり、回転シャフト等に凝集し、落下する揮発物を保持する保持部材の底面に揮発物が凝集していた。保持部材の底面に凝集した凝集物の一部が落下して熔融ガラスに異物として混入するとガラス基板の品質の低下を招くおそれがあった。特に、高精細ディスプレイ用のガラス基板では、異物混入に関する品質の要求が厳しい。 In recent years, the temperature of the molten glass flowing into the stirring tank has increased. When the temperature of the molten glass in the stirring tank rises, the concentration (vapor pressure) of volatiles in the gas phase space existing between the lid of the stirring tank and the surface of the molten glass increases, and it aggregates on the rotating shaft and falls. Volatile substances aggregated on the bottom surface of the holding member that holds the volatile substances. If a part of the aggregate aggregated on the bottom surface of the holding member falls and enters the molten glass as a foreign substance, the quality of the glass substrate may be deteriorated. In particular, in a glass substrate for a high-definition display, quality requirements regarding foreign matter contamination are severe.
そこで本発明は、ガラス基板中に混入する異物を低減することができるガラス基板の製造方法、及び、攪拌装置を提供することを目的とする。また、保持部材表面に揮発物が凝集することを抑制し、異物が撹拌装置内の熔融ガラスに混入するのを防止できるガラス基板の製造方法、及び、攪拌装置を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the manufacturing method of a glass substrate which can reduce the foreign material mixed in a glass substrate, and a stirring apparatus. Moreover, it aims at providing the manufacturing method of a glass substrate which can suppress that a volatile substance aggregates on the holding member surface, and can prevent a foreign material from mixing in the molten glass in a stirring apparatus, and a stirring apparatus.
本発明は、以下の形態を含む。 The present invention includes the following forms.
[形態1]
ガラス原料を熔解して生成された熔融ガラスを、攪拌装置で攪拌する攪拌工程と、前記熔融ガラスを板状に成形する成形工程とを備えるガラス基板の製造方法であって、
前記攪拌装置は、
熔融ガラスを収納する、白金族金属を含む材料で構成された攪拌容器と、
前記攪拌容器の上方に設けられる容器カバーと、
前記容器カバーから前記容器カバーの上方に突出する突出部を有する、白金族金属を含む材料で構成されたシャフトと、前記シャフトに取り付けられる、白金族金属を含む材料で構成された羽根とを有し、前記攪拌容器内の前記熔融ガラスを攪拌するための攪拌機と、
前記攪拌容器の外部に設置され、前記攪拌容器が内側に設置される加熱空間を形成する耐熱部材と、
前記加熱空間内の前記攪拌容器の外部の場所に設置される複数の加熱部と、
揮発する前記白金族金属又は前記ガラス原料を含む揮発物が凝集してできた凝集物を保持する、前記突出部に設けられた保持部材と、を有し、
前記保持部材は、前記加熱空間内の前記突出部のうち、前記揮発物の凝集する温度以上になる位置に設けられる、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
[Form 1]
A glass substrate manufacturing method comprising a stirring step of stirring a molten glass produced by melting a glass raw material with a stirrer, and a forming step of forming the molten glass into a plate shape,
The stirring device
A stirring vessel made of a material containing a platinum group metal and containing molten glass;
A container cover provided above the stirring container;
A shaft made of a material containing a platinum group metal and having a protrusion protruding from the container cover to the upper side of the container cover; and a blade made of a material containing a platinum group metal attached to the shaft. A stirrer for stirring the molten glass in the stirring vessel;
A heat-resistant member that is installed outside the stirring vessel and forms a heating space in which the stirring vessel is installed inside;
A plurality of heating units installed at locations outside the stirring vessel in the heating space;
Holding the agglomerates formed by agglomerating the volatiles containing the platinum group metal or the glass raw material that volatilizes, and holding members provided on the protrusions,
The said holding member is provided in the position which becomes more than the temperature which the said volatile substance aggregates among the said protrusion parts in the said heating space, The manufacturing method of the glass substrate characterized by the above-mentioned.
[形態2]
前記突出部の温度は、前記熔融ガラスから離れるほど低下し、
前記保持部材は、前記保持部材の温度が前記揮発物の露点より高い、前記回転シャフトの前記突出部上の位置に設けられる、形態1に記載のガラス基板の製造方法。
[Form 2]
The temperature of the protruding portion decreases as the distance from the molten glass increases.
The said holding member is a manufacturing method of the glass substrate of the form 1 provided in the position on the said protrusion part of the said rotating shaft where the temperature of the said holding member is higher than the dew point of the said volatile matter.
[形態3]
前記揮発物が、前記容器カバーと前記シャフトの間のクリアランスを通じて上方に流れるにつれて低下する揮発物の蒸気圧が、前記熔融ガラスから離れて上方に向かうにつれて低下する揮発物の飽和蒸気圧より小さくなる位置に、前記保持部材が設けられる、形態1又は2に記載のガラス基板の製造方法。
[Form 3]
The vapor pressure of the volatiles that decreases as the volatiles flow upward through the clearance between the container cover and the shaft is less than the saturated vapor pressure of the volatiles that decreases as they move upward away from the molten glass. The manufacturing method of the glass substrate of the form 1 or 2 with which the said holding member is provided in a position.
[形態4]
前記攪拌工程では、前記突出部周りの前記加熱空間の白金蒸気圧を0.3Pa〜5Paとし、前記突出部の温度を前記白金蒸気圧が飽和蒸気圧となる温度以上とするように、前記加熱部により前記突出部が加熱される、形態1〜3のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。
[Form 4]
In the stirring step, the heating space is set such that a platinum vapor pressure in the heating space around the protrusion is 0.3 Pa to 5 Pa, and a temperature of the protrusion is equal to or higher than a temperature at which the platinum vapor pressure becomes a saturated vapor pressure. The manufacturing method of the glass substrate as described in any one of the forms 1-3 with which the said protrusion part is heated by a part.
[形態5]
ガラス原料を熔解して生成された熔融ガラスを、攪拌装置で攪拌する攪拌工程と、前記熔融ガラスを板状に成形する成形工程とを備えるガラス基板の製造方法であって、
前記攪拌装置は、
熔融ガラスを収納する白金族金属を含む材料で構成された攪拌容器と、
前記攪拌容器の上方に設けられる容器カバーと、
前記容器カバーから前記容器カバーの上方に突出する突出部を有する、白金族金属を含む材料で構成されたシャフトと、前記シャフトに取り付けられる、白金族金属を含む材料で構成された羽根とを有し、前記攪拌容器内の前記熔融ガラスを攪拌するための攪拌機と、
前記攪拌容器の外部に設置され、前記攪拌容器が内側に設置される加熱空間を形成する耐熱部材と、
前記加熱空間内の前記攪拌容器の外部の場所に設置される複数の加熱部と、を有し、
前記攪拌工程では、前記突出部周りの前記加熱空間の白金蒸気圧を0.3Pa〜5Paとし、前記突出部の温度を前記白金蒸気圧が飽和蒸気圧となる温度以上とするように、前記加熱部により前記突出部が加熱される、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
[Form 5]
A glass substrate manufacturing method comprising a stirring step of stirring a molten glass produced by melting a glass raw material with a stirrer, and a forming step of forming the molten glass into a plate shape,
The stirring device
A stirring vessel made of a material containing a platinum group metal that houses molten glass;
A container cover provided above the stirring container;
A shaft made of a material containing a platinum group metal and having a protrusion protruding from the container cover to the upper side of the container cover; and a blade made of a material containing a platinum group metal attached to the shaft. A stirrer for stirring the molten glass in the stirring vessel;
A heat-resistant member that is installed outside the stirring vessel and forms a heating space in which the stirring vessel is installed inside;
A plurality of heating units installed at locations outside the stirring vessel in the heating space,
In the stirring step, the heating space is set such that a platinum vapor pressure in the heating space around the protrusion is 0.3 Pa to 5 Pa, and a temperature of the protrusion is equal to or higher than a temperature at which the platinum vapor pressure becomes a saturated vapor pressure. The protrusion is heated by the portion, and the method for manufacturing a glass substrate.
[形態6]
前記加熱空間は、
鉛直方向における前記加熱空間の中間の高さ位置より上方の上部加熱空間と、
前記中間の高さ位置より下方の下部加熱空間と、を有し、
前記上部加熱空間に配置される前記加熱部の出力の合計は、前記下部加熱空間に配置される前記加熱部の出力の合計よりも大きい、形態5に記載のガラス基板の製造方法。
[Form 6]
The heating space is
An upper heating space above a middle height position of the heating space in the vertical direction;
A lower heating space below the intermediate height position,
The total output of the heating units arranged in the upper heating space is a method for manufacturing a glass substrate according to mode 5, wherein the total output of the heating units arranged in the lower heating space is larger.
[形態7]
前記ガラス基板の歪点は、680℃以上である、形態1〜6のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。
[Form 7]
The strain point of the said glass substrate is a manufacturing method of the glass substrate as described in any one of the forms 1-6 which is 680 degreeC or more.
[形態8]
ガラス原料を熔解して生成された熔融ガラスを攪拌する攪拌装置であって、
熔融ガラスを収納する、白金族金属を含む材料で構成された攪拌容器と、
前記攪拌容器の上方に設けられる容器カバーと、
前記容器カバーから前記容器カバーの上方に突出する突出部を有する、白金族金属を含む材料で構成されたシャフトと、前記シャフトに取り付けられる、白金族金属を含む材料で構成された羽根とを有し、前記攪拌容器内の前記熔融ガラスを攪拌するための攪拌機と、
前記攪拌容器の外部に設置され、前記攪拌容器が内側に設置される加熱空間を形成する耐熱部材と、
前記加熱空間内の前記攪拌容器の外部の場所に設置される複数の加熱部と、
揮発する前記白金族金属又は前記ガラス原料を含む揮発物が凝集してできる凝集物を保持する、前記突出部に設けられた保持部材と、を有し、
前記保持部材は、前記加熱空間内の前記突出部のうち、前記揮発物の凝集する温度以上になる位置に設けられる、ことを特徴とする攪拌装置。
[Form 8]
A stirring device for stirring molten glass produced by melting glass raw materials,
A stirring vessel made of a material containing a platinum group metal and containing molten glass;
A container cover provided above the stirring container;
A shaft made of a material containing a platinum group metal and having a protrusion protruding from the container cover to the upper side of the container cover; and a blade made of a material containing a platinum group metal attached to the shaft. A stirrer for stirring the molten glass in the stirring vessel;
A heat-resistant member that is installed outside the stirring vessel and forms a heating space in which the stirring vessel is installed inside;
A plurality of heating units installed at locations outside the stirring vessel in the heating space;
Holding the agglomerates formed by agglomeration of the platinum group metal or the glass raw material that volatilizes, and holding members provided on the protrusions,
The said holding member is provided in the position which becomes more than the temperature which the said volatile substance aggregates among the said protrusion parts in the said heating space, The stirring apparatus characterized by the above-mentioned.
[形態9]
ガラス原料を熔解して生成された熔融ガラスを攪拌する攪拌装置であって、
熔融ガラスを収納する、白金族金属を含む材料で構成された攪拌容器と、
前記攪拌容器の上方に設けられる容器カバーと、
前記容器カバーから前記容器カバーの上方に突出する突出部を有する、白金族金属を含む材料で構成されたシャフトと、前記シャフトに取り付けられる、白金族金属を含む材料で構成された羽根とを有し、前記攪拌容器内の前記熔融ガラスを攪拌するための攪拌機と、
前記攪拌容器の外部に設置され、前記攪拌容器が内側に設置される加熱空間を形成する耐熱部材と、
前記加熱空間内の前記攪拌容器の外部の場所に設置される複数の加熱部と、を有し、
前記加熱部は、前記突出部周りの前記加熱空間の白金蒸気圧を0.3Pa〜5Paとし、前記突出部の温度を前記白金蒸気圧が飽和蒸気圧となる温度以上とするように、前記突出部を加熱する、ことを特徴とする攪拌装置。
[Form 9]
A stirring device for stirring molten glass produced by melting glass raw materials,
A stirring vessel made of a material containing a platinum group metal and containing molten glass;
A container cover provided above the stirring container;
A shaft made of a material containing a platinum group metal and having a protrusion protruding from the container cover to the upper side of the container cover; and a blade made of a material containing a platinum group metal attached to the shaft. A stirrer for stirring the molten glass in the stirring vessel;
A heat-resistant member that is installed outside the stirring vessel and forms a heating space in which the stirring vessel is installed inside;
A plurality of heating units installed at locations outside the stirring vessel in the heating space,
The heating part has a platinum vapor pressure in the heating space around the protrusion of 0.3 Pa to 5 Pa, and the protrusion has a temperature equal to or higher than a temperature at which the platinum vapor pressure becomes a saturated vapor pressure. A stirrer characterized by heating the part.
上述の形態によれば、保持部材表面に揮発物が凝集することを抑制し、異物が撹拌装置内の熔融ガラスに混入するのを防止できる。さらに、ガラス基板中に混入する異物を低減することができる。 According to the above-mentioned form, it can suppress that a volatile substance aggregates on the holding member surface, and can prevent that a foreign material mixes in the molten glass in a stirring apparatus. Furthermore, foreign substances mixed in the glass substrate can be reduced.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
(ガラス基板の製造方法の全体概要)
図1は、本発明の実施形態であるガラス基板の製造方法のフローを示す図である。
ガラス基板の製造方法は、熔解工程(ST1)と、清澄工程(ST2)と、均質化工程(ST3)と、供給工程(ST4)と、成形工程(ST5)と、冷却工程(ST6)と、切断工程(ST7)と、を主に有する。また、ガラス基板の製造方法は、研削工程、研磨工程、洗浄工程、検査工程、梱包工程等の他の工程を有する。梱包工程で積層された複数のガラス板は、納入先の業者(顧客)に搬送される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
(Overall overview of glass substrate manufacturing method)
FIG. 1 is a diagram showing a flow of a glass substrate manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
The glass substrate manufacturing method includes a melting step (ST1), a clarification step (ST2), a homogenization step (ST3), a supply step (ST4), a forming step (ST5), a cooling step (ST6), Cutting step (ST7). Moreover, the manufacturing method of a glass substrate has other processes, such as a grinding process, a grinding | polishing process, a washing | cleaning process, an inspection process, and a packing process. The plurality of glass plates stacked in the packing process are transported to a supplier (customer) as a delivery destination.
図2は、熔解工程(ST1)〜切断工程(ST7)を行う装置を模式的に示す図である。当該装置は、図2に示すように、熔解装置100と、成形装置200と、切断装置300とを主に有する。熔解装置100は、熔解槽101と、清澄槽102と、攪拌槽(攪拌容器)103と、第1配管104と、第2配管105と、第3配管106とを有する。熔解槽101と清澄槽102とは第1配管104によって接続され、清澄槽102と攪拌槽103とは第2配管105によって接続され、攪拌槽103と成形装置200とは、第3配管106によって接続されている。上記攪拌槽103を含む攪拌装置については後述する。
FIG. 2 is a diagram schematically showing an apparatus for performing the melting step (ST1) to the cutting step (ST7). As shown in FIG. 2, the apparatus mainly includes a
熔解工程(ST1)では、熔解槽101内に供給されたガラス原料を、図示されない火焔及び電気ヒータで加熱して熔解することで、例えば1520℃〜1620℃の熔融ガラスMGを得る。清澄工程(ST2)は、清澄槽102において行われ、熔解槽101から第1配管104を通って供給された清澄槽102内の熔融ガラスMGを、加熱することにより、熔融ガラスMG中に含まれる酸素やSO2の気泡が、清澄剤の酸化還元反応により放出されたO2に吸収されて成長し熔融ガラス表面に浮上して放出される、あるいは、気泡中のガス成分が熔融ガラスMG中に吸収されて、気泡が消滅する。清澄槽102内の熔融ガラスMGの温度は、好ましくは1600℃〜1800℃、より好ましくは1630℃〜1750℃、さらに好ましくは1650℃〜1750℃である。
In the melting step (ST1), for example, molten glass MG of 1520 ° C. to 1620 ° C. is obtained by melting the glass raw material supplied in the
均質化工程(ST3)では、清澄槽102から第2配管105を通って供給された攪拌槽103内の熔融ガラスMGを、攪拌機107を用いて攪拌することにより、ガラス成分の均質化を行う。具体的には、熔融ガラスMGは第2配管105を通過する際に冷却されるので、攪拌槽103では、清澄槽102の熔融ガラスMGよりも低い温度の熔融ガラスMGが攪拌される。攪拌槽103では、熔融ガラスMGの温度を、例えば1400℃〜1550℃の範囲内に設定し、かつ、熔融ガラスGの粘度を例えば2500dPa・s〜450dPa・sの範囲内に調整して、熔融ガラスMGの攪拌が行われることが好ましい。熔融ガラスMGは、攪拌槽103において攪拌されることで均質化される。
In the homogenization step (ST3), the glass component MG is homogenized by stirring the molten glass MG in the
なお、図2に示す攪拌槽103は、攪拌槽103の上部から供給された熔融ガラスMGを攪拌機107で攪拌しながら下降させ、下降した熔融ガラスMGを第3配管106から流出するが、後述するように、攪拌槽103の下部から供給された熔融ガラスMGを攪拌機107で攪拌しながら上昇させ、上昇した熔融ガラスMGを第3配管106から流出する形態であってもよい。
2 is lowered while the molten glass MG supplied from the upper part of the stirring
供給工程(ST4)では、熔融ガラスMGが、攪拌槽103から第3配管106を通って成形装置200に供給される。熔融ガラスMGは第3配管106を通過する際に、成形装置200での成形に適した温度、例えば、1200℃まで冷却される。
In the supply step (ST4), the molten glass MG is supplied from the stirring
成形装置200では、成形工程(ST5)及び冷却工程(ST6)が行われる。
成形工程(ST5)では、熔融ガラスMGをシートガラスSGに成形し、シートガラスSGの流れを作る。例えば成形体210を用いたオーバーフローダウンドロー法を用いる。この場合、シートガラスSGの流れ方向は、鉛直下方となる。冷却工程(ST6)では、成形されて流れるシートガラスSGが所望の厚さになり、冷却に起因する反り及び歪が生じないように冷却される。
具体的には、成形装置200の上部から溢れた熔融ガラスMGが、成形装置200の成形体の側壁に沿って下方へと流れることで、成形体の下端からシートガラスSGが連続的に成形される。シートガラスリボンSGは下方へ向かうに従って徐冷される。ガラス基板の歪点は、680℃以上であることが好ましく、700℃以上であることがより好ましい。
In the
In the forming step (ST5), the molten glass MG is formed into a sheet glass SG to make a flow of the sheet glass SG. For example, an overflow down draw method using the molded
Specifically, the molten glass MG overflowing from the upper part of the
切断工程(ST7)では、切断装置300において、成形装置200から供給されたシートガラスSGが所定の長さに切断されることで、板状のガラス基板を得る。
この後、ガラス基板の端面の研削・研磨が行われた後、ガラス基板の洗浄が行われ、さらに、気泡や脈理等の異常欠陥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。
In the cutting step (ST7), the sheet glass SG supplied from the forming
After this, after the end surface of the glass substrate is ground and polished, the glass substrate is cleaned, and further, the presence or absence of abnormal defects such as bubbles and striae is inspected. Packaged as a final product.
下記実施形態1、2や変形例において製造されるガラス基板は、例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板、有機ELディスプレイ用ガラス基板、カバーガラスに好適に用いられる。また、このガラス基板は、その他、携帯端末機器などのディスプレイや筐体用のカバーガラス、タッチパネル板、太陽電池のガラス基板やカバーガラスとしても用いることができる。特に、ポリシリコンTFT(Thin Film Transistor)を用いた液晶ディスプレイ用ガラス基板に好適である。
また、ガラス基板の厚さは、例えば0.05mm〜1.5mmである。好ましくは0.05〜1.2mm、より好ましくは0.3〜1.0mm、さらにより好ましくは0.3〜0.8mm、特に好ましくは0.3〜0.5mmである。
さらに、ガラス基板の幅方向の長さは、例えば500mm〜3500mmであり、1000mm〜3500mmであることが好ましく、2000mm〜3500mmであることがより好ましい。一方、ガラス基板の縦方向の長さも、例えば500mm〜3500mmであり、1000mm〜3500mmであることが好ましく、2000mm〜3500mmであることがより好ましい。
The glass substrates manufactured in the following Embodiments 1 and 2 and modifications are suitably used for, for example, a liquid crystal display glass substrate, an organic EL display glass substrate, and a cover glass. In addition, the glass substrate can also be used as a display for a portable terminal device, a cover glass for a housing, a touch panel plate, a glass substrate for a solar cell, or a cover glass. In particular, it is suitable for a glass substrate for a liquid crystal display using a polysilicon TFT (Thin Film Transistor).
Moreover, the thickness of a glass substrate is 0.05 mm-1.5 mm, for example. The thickness is preferably 0.05 to 1.2 mm, more preferably 0.3 to 1.0 mm, still more preferably 0.3 to 0.8 mm, and particularly preferably 0.3 to 0.5 mm.
Furthermore, the length of the glass substrate in the width direction is, for example, 500 mm to 3500 mm, preferably 1000 mm to 3500 mm, and more preferably 2000 mm to 3500 mm. On the other hand, the length of the glass substrate in the vertical direction is, for example, 500 mm to 3500 mm, preferably 1000 mm to 3500 mm, and more preferably 2000 mm to 3500 mm.
(ガラス基板の組成)
ガラス基板に用いるガラスは、例えば、ボロシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、ソーダライムガラス、アルカリシリケートガラス、アルカリアルミノシリケートガラス、アルカリアルミノゲルマネイトガラスなどを適用することができる。なお、本発明に適用できるガラスは上記に限定されるものではない。
(Composition of glass substrate)
As the glass used for the glass substrate, for example, borosilicate glass, aluminosilicate glass, aluminoborosilicate glass, soda lime glass, alkali silicate glass, alkali aluminosilicate glass, and alkali aluminogermanate glass can be applied. The glass applicable to the present invention is not limited to the above.
ガラス基板のガラス組成は例えば以下のものを挙げることができる。以下示す組成の含有率表示は、質量%である。
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。
The glass composition of a glass substrate can mention the following, for example. The content rate display of the composition shown below is mass%.
SiO 2 50~70%,
Al 2 O 3 0-25%,
B 2 O 3 0-15%,
MgO 0-10%,
CaO 0-20%,
SrO 0-20%,
BaO 0-15%,
RO 5-30% (where R is the total amount of Mg, Ca, Sr and Ba),
It is preferable that it is an alkali free glass containing.
なお、上記のガラス組成例では無アルカリガラスとしたが、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G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%未満であってもよい。また、ガラスの熔解を容易にするために、比抵抗を低下させるという観点から、ガラス中の酸化鉄の含有量が0.01〜0.2%(好ましくは0.01〜0.08%)であることがさらに好ましい。また、清澄剤として添加される酸化錫(SnO2)の含有量が0.01〜1%(好ましくは0.01〜0.5%)であることがさらに好ましい。 In addition, although it was set as the alkali free glass in said glass composition example, the glass substrate may be the alkali trace amount containing glass containing a trace amount of alkali metals. When an alkali metal is contained, the total of R ′ 2 O is 0.10% or more and 0.5% or less, preferably 0.20% or more and 0.5% or less (where R ′ is selected from Li, Na, and K) It is preferable that the glass substrate G contains at least one kind. Of course, the total of R ′ 2 O may be less than 0.10%. In order to facilitate melting of the glass, the content of iron oxide in the glass is 0.01 to 0.2% (preferably 0.01 to 0.08%) from the viewpoint of reducing the specific resistance. More preferably. Further, the content of tin oxide (SnO 2 ) added as a fining agent is more preferably 0.01 to 1% (preferably 0.01 to 0.5%).
また、ガラスの組成の一例として、無アルカリガラスおよび微アルカリガラスは、SiO2 57質量%〜70質量%、
Al2O3 15質量%〜25質量%、
B2O3 0質量%〜13質量%、
MgO 0質量%〜15質量%、
CaO 0質量%〜20質量%、
SrO 0質量%〜20質量%、
BaO 0質量%〜10質量%、
Na2O 0質量%〜1質量%、
K2O 0質量%〜1質量%、
As2O3 0質量%〜1質量%、
Sb2O3 0質量%〜1質量%、
SnO2 0質量%〜1質量%、
Fe2O3 0質量%〜1質量%、
ZrO2 0質量%〜1質量%からなる。
ここで、上記の組成を有するガラスに関して、Fe2O3、As2O3、Sb2O3およびSnO2の各含有率は、複数の価数を有するFe、As、SbまたはSnの成分を、それぞれFe2O3、As2O3、Sb2O3またはSnO2として換算した値である。
Moreover, as an example of the composition of glass, non-alkali glass and fine alkali glass are SiO 2 57 mass% to 70 mass%,
Al 2 O 3 15% by mass to 25% by mass,
B 2 O 3 0% by mass to 13% by mass,
MgO 0% by mass to 15% by mass,
CaO 0% by mass to 20% by mass,
SrO 0% by mass to 20% by mass,
BaO 0% by mass to 10% by mass,
Na 2 O 0% by mass to 1% by mass,
K 2 O 0% by mass to 1% by mass,
As 2 O 3 0% by mass to 1% by mass,
Sb 2 O 3 0% by mass to 1% by mass,
SnO 2 0% by mass to 1% by mass,
Fe 2 O 3 0% by mass to 1% by mass,
It consists of 0 to 1% by mass of ZrO 2 .
Here, regarding the glass having the above composition, each content of Fe 2 O 3 , As 2 O 3 , Sb 2 O 3 and SnO 2 is a component of Fe, As, Sb or Sn having a plurality of valences. These are values converted as Fe 2 O 3 , As 2 O 3 , Sb 2 O 3 or SnO 2 , respectively.
以下説明する実施形態1,2は、ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得る熔融工程(上述の熔解工程)と、該熔融工程で得られた前記熔融ガラスを攪拌装置にて攪拌する攪拌工程(上述の均質化工程)と、該攪拌工程で攪拌された前記熔融ガラスからガラス基板を成形する成形工程と、を有するガラス基板の製造方法である。 In Embodiments 1 and 2 described below, a melting step (the above-described melting step) for melting a glass raw material to obtain a molten glass, and a stirring step for stirring the molten glass obtained in the melting step with a stirring device ( And a forming step of forming a glass substrate from the molten glass stirred in the stirring step.
(実施形態1)
図3は、実施形態1の攪拌装置120の一例を示す縦断面図である。
図3に示す攪拌装置120は、攪拌槽(攪拌容器)103と、該攪拌槽103の上部を覆う蓋(容器カバー)110と、該攪拌槽103の内部に配置された攪拌機107とを備える。前記攪拌機107は、鉛直方向に配置される回転シャフト108と、該回転シャフト108の下方の側周面に取り付けられた攪拌翼(羽根)109とを有する。回転シャフト108は、蓋(容器カバー)110から蓋110の上方に突出した突出部を有する。回転シャフト108は、落下してくるPt、Sn等の凝集物を保持するための保持部材117を突出部に有する。前述したように、前記攪拌槽103には、第2配管105及び第3配管106が接続されており、清澄槽102から第2配管105を通って攪拌槽103内に供給された熔融ガラスMGは、攪拌機107を用いて攪拌することにより、ガラス成分の均質化が行われ、均質化された熔融ガラスMGは、攪拌槽103から第3配管106を通って成形装置200に供給される。
なお、前述の図2では、上記攪拌槽103と攪拌機107のみが図示されているが、詳細な構成は図3に示すとおりである。
(Embodiment 1)
FIG. 3 is a longitudinal sectional view illustrating an example of the stirring
A stirring
In FIG. 2 described above, only the
攪拌槽103及び該撹拌槽103の上部を覆う蓋110の周囲は第1の耐火材料111で覆われている。そして、該第1の耐火材料111の外側の雰囲気(加熱空間112)を加熱する発熱体からなる加熱部(図示してない)を有している。つまり、実施形態1では、攪拌槽103を加熱する方法として間接加熱法を採用している。加熱手段が加熱する加熱空間112は、さらに第2の耐火材料(耐熱部材)113で覆われている。上記第1の耐火材料111および第2の耐火材料113は、耐火レンガ、耐火断熱レンガ、あるいはファイバー系断熱材等の耐火物である。
The periphery of the stirring
上記第1の耐火材料111および第2の耐火材料113は、耐火レンガ、耐火断熱レンガ、あるいはファイバー系断熱材等の耐火物であり、耐熱部材である。また耐火煉瓦113の天井面に、断熱性のある煉瓦を設置することにより加熱空間112の上部の温度は上昇し、回転シャフト108、保持部材117の部分の温度も上がるため、熔融ガラスからのPtO2、SnO2揮発物が温度差の縮小により、PtO2、SnO2揮発物が、回転シャフト108、保持部材117の表面で凝集することを抑制する。ここで、揮発物は、ガラス原料や攪拌槽内に存在している成分から形成されるものであり、例えば、PtO2、B2O3、SnO2が挙げられる。
The first
また、前記回転シャフト108の上方は、前記蓋110及びその上の第1の耐火材料111を貫通し、さらに前記第2の耐火材料113を貫通し、回転手段(図示していない)に接続されている。回転シャフト108は撹拌槽103に内装され、回転シャフト108を回転自在に支持する、撹拌槽103上部の蓋110及び第1の耐火材料111近傍に設けられる支持部材(図示していない)によって支持されている。回転手段が支持部材を回転させることにより、支持部材に支持された回転シャフト108が回転する。なお、前記回転シャフト108と、蓋110およびその上の第1の耐火材料111との間には、第1の間隙(クリアランス)115が設けられており、また、回転シャフト108と第2の耐火材料113との間には、第2の間隙(クリアランス)116が設けられている。
Further, the upper portion of the
そして、前記回転シャフト108が貫通する第1の耐火材料111より上方に位置する回転シャフト108の、蓋110及び第1の耐火材料111から突出した突出部に、前記回転シャフト108と蓋110及び第1の耐火材料111との間に存在する第1の間隙115をほぼ覆う大きさを有する保持部材117を設けている。このため、保持部材117は、第2の耐火材料113の天井等から落下した揮発物の凝集物等が第1の間隙115を通過して熔融ガラスMG中に混入することを防止する遮蔽部材である。
実施形態1においては、第1の耐火材料111より上方の加熱空間112に位置する回転シャフト108の突出部に保持部材117を設けている。
なお、上記の攪拌装置120を構成する攪拌槽103、撹拌機107(回転シャフト108、攪拌翼109)の材料は、白金または白金合金等の白金族金属が用いられるが、上記保持部材117についても、同様の白金族金属を用いるのが好適である。
Then, the
In the first embodiment, the holding
In addition, as a material of the stirring
上述の攪拌装置120を用いる攪拌工程において、前記清澄槽102から第2配管105を通って攪拌槽103内に供給された熔融ガラスMGは、前記攪拌槽103の内部を上方から下方へ導かれながら、前記撹拌機107によって攪拌され、ガラス成分が均質化された熔融ガラスMGは、攪拌槽103から第3配管106を通って成形装置200に供給される。なお、上記攪拌装置120に熔融ガラスMGを通過させて攪拌する際に、熔融ガラスMGの表面の位置が多少は上下するため、攪拌槽103の上部を覆う蓋110と熔融ガラスMGの表面との間に一定広さの気相空間114を有するように攪拌槽103と配管105との位置関係が調節される。また、実施形態1では、攪拌槽103内に供給された熔融ガラスMGは、攪拌槽103の内部を上方から下方へ導かれるように構成されているが、これに限らず、攪拌槽103の内部を下方から上方へ導かれるように構成されてもよい。
In the stirring process using the
このような攪拌工程において、上記のとおり、熔融ガラスMGを通過させて攪拌する際に、熔融ガラスMGの表面レベルが上下するため、攪拌槽103の蓋110と熔融ガラスMGの表面との間に一定広さの気相空間114を設けている。この気相空間114には酸素が含まれており、また、攪拌槽103は高温で加熱されるため、気相空間114に接する白金族金属(攪拌槽103および攪拌機107の材料)が揮発する。気相空間114において揮発した白金族金属の揮発物(以降、白金揮発物という)、あるいは熔融ガラスから揮発したB2O3およびSnO2等の揮発物(以降、錫等の揮発物という)を含む気体は、攪拌機107の回転シャフト108と攪拌槽103の蓋110との間に存在する間隙115を通って上方に流れる。
In such a stirring step, as described above, when the molten glass MG is passed and stirred, the surface level of the molten glass MG goes up and down, so that the gap between the
実施形態1では、攪拌槽103及び該撹拌槽103の蓋110の周囲を覆う第1の耐火材料111の外側の雰囲気(加熱空間112)を加熱する間接加熱法を採用しているため、気相空間114内の回転シャフト108、第2の耐火材料113の内壁と、撹拌槽103内の雰囲気との雰囲気温度差は生じる。それゆえ、回転シャフト108、第2の耐火材料113の内壁等に揮発物が凝集し付着する。回転シャフト108、第2の耐火材料113の内壁等に凝集し付着した揮発物の凝集物が落下して、第1の間隙115を通じて熔融ガラスMGに入り込むのを防ぐために、第1の間隙115をほぼ覆う大きさを有する保持部材117を設けている。
In the first embodiment, since the indirect heating method of heating the atmosphere (heating space 112) outside the first
第1の間隙115を通って上方の加熱空間112内に流入した白金揮発物あるいは錫等の揮発物を含む気体は、さらに回転シャフト108と第2の耐火材料113との間に存在する間隙116を通って上方に流れていく。上述のように、加熱空間112を加熱しているため、この加熱空間112内において雰囲気温度の低下は小さいが、白金揮発物、錫等の揮発物を含む気体が、上記間隙116を通って上方に流れていく過程において、雰囲気温度が下がり、例えばその温度が低下する位置における回転シャフト108に設けられる保持部材117の温度がその揮発物の露点よりも低い場合、雰囲気に含まれる白金、錫等の揮発物が、保持部材117の表面上に凝集し付着する。白金の蒸気圧が飽和蒸気圧を超える温度になると析出する。このようにして保持部材117の表面上に凝集し付着した白金、錫等の揮発物の凝集物の一部が、凝集物から離脱して熔融ガラスMG内に落下することがある。
The gas containing platinum volatile matter or volatile matter such as tin, which has flowed into the
回転シャフト108の下端は、図3に示すように、熔融ガラスMG中にあるため、熔融ガラスMGにより回転シャフト108が加熱されている(温められている)。熔融ガラスMGの温度は、耐火材料111、気相空間114等の温度と比べて高温であるため、回転シャフト108の温度は、熔融ガラスMGと接する下端において最も高く、熔融ガラスMGから離れて上端に向かうにつれて低下していく。保持部材117は、回転シャフト108の突出部に取り付けられており、回転シャフト108の下方から熱が伝わって温められる。このため、保持部材117の温度Tは、熔融ガラスMGの表面から保持部材117までの距離Lに応じて変化する。なお、保持部材117の温度Tは、熔融ガラスMGの表面からの距離Lだけでなく、気相空間114の温度、加熱空間112の温度に依存する。気相空間114の温度及び加熱空間112の温度も、熔融ガラスMGの表面から離れるほど低下するため、ここでは説明を容易にするため、保持部材117の温度Tは、熔融ガラスMGの表面からの距離Lに依存するものとして説明する。図4は、熔融ガラスMGの表面から保持部材117までの距離Lとその保持部材117の温度Tとの関係を示す図である。回転シャフト108の突出部の温度は、熔融ガラスMGから離れるほど低下する。このため、図4に示すように、保持部材117の温度Tは、保持部材117の位置が熔融ガラスMGの表面から離れるほど、つまり、距離Lが大きいほど低下する。保持部材117の温度Tが下がる場合、保持部材117周辺の加熱空間112の温度も下がっているため、揮発物の飽和蒸気圧が低下する。すると、保持部材117の表面(おもに底面)に揮発物が凝集し、保持部材117の表面に揮発物の凝集物が付着し、この凝集物の一部が落下して熔融ガラスMGに入り込むおそれがある。このため、熔融ガラスMGの表面から保持部材117までの距離Lを短くして、保持部材117の温度Tが低下しないようにすることにより、保持部材117の表面で白金等が凝集することを抑制し、保持部材117の表面に異物が付着することを防ぐことができる。
また、回転シャフト108の突出部の温度は、攪拌槽103に収容される熔融ガラスから離れるほど低下する。このとき保持部材117は、保持部材117の温度が揮発物の露点より高い、回転シャフト108上の位置に設けられることが好ましい。
As shown in FIG. 3, since the lower end of the
Moreover, the temperature of the protrusion part of the
一方、白金揮発物の質量モル濃度は、熔融ガラスMGの表面から離れるほど低くなる。これは、気相空間114において白金揮発物、錫等の揮発物を含む気体は、攪拌機107の回転シャフト108と攪拌槽103の蓋110との間に存在する間隙115を通って上方に流れていくことにより拡散されるためである。質量モル濃度は、ラウールの法則により、蒸気圧の降下に比例するため、揮発物の蒸気圧は、熔融ガラスMGの表面に近いほど高く、熔融ガラスMGの表面から離れるほど低くなる。近年、攪拌槽103に流入する熔融ガラスMGの温度が高くなっているため、白金揮発物あるいは錫等の揮発物の質量モル濃度及び蒸気圧は高くなっている。このため、回転シャフト108に設けられた保持部材117の位置が熔融ガラスMGの表面に近いほど、白金揮発物あるいは錫等の揮発物が、保持部材117の表面で凝集しやすくなる。従って、熔融ガラスMGの表面から離れた位置に保持部材117を設けることにより、保持部材117の表面で揮発物が凝集することを抑制し、保持部材117の表面に揮発物の凝集物が付着することを防ぐことができる。
On the other hand, the molar mass concentration of the platinum volatiles decreases as the distance from the surface of the molten glass MG increases. This is because the gas containing platinum volatiles, tin, and other volatiles in the
上述したように、保持部材117を設ける位置は、白金揮発物あるいは錫等の揮発物(以降、単に揮発物ということがある)の飽和蒸気圧と揮発物の蒸気圧との関係で定める必要がある。図5は、熔融ガラスMGの表面から保持部材117までの距離Lと揮発物の飽和蒸気圧及び蒸気圧との関係を示した図である。揮発物の飽和蒸気圧は、気相空間114、加熱空間112の温度によって変化するが、気相空間114、加熱空間112の温度は、熔融ガラスMGの表面から離れるほど低くなるため、熔融ガラスMGの表面から保持部材117までの距離Lが長いほど低くなる。このため、同図の実線に示すように、距離Lが大きく長くなるにつれて揮発物の飽和蒸気圧は小さくなっていく。また、揮発物の蒸気圧は、上述したように、熔融ガラスMGの表面から離れるほど小さくなるため、同図の破線に示すように、距離Lが長いほど揮発物の蒸気圧は小さくなっていく。ここで、揮発物の蒸気圧が、揮発物の飽和蒸気圧より小さい場合、保持部材117の表面で揮発物が凝集することを抑制することができる。このため、揮発物の蒸気圧が揮発物の飽和蒸気圧より小さい位置に、保持部材117を設ける。揮発物とは、白金族金属の揮発物あるいは錫等の揮発物をいう。また、保持部材117は、揮発物の凝集する温度以上になる、回転シャフト108の突出部上の位置に設けられる。図5に示すように、揮発物の蒸気圧が揮発物の飽和蒸気圧より小さくなる距離は、距離L1から距離L2であるため、熔融ガラスMGの表面から距離L1から距離L2の範囲に保持部材117を設けることにより、保持部材117の表面で揮発物が凝集することを抑制することができる。すなわち、白金揮発物あるいは錫等の揮発物が、容器カバー110と回転シャフト108の間の第1の間隙(クリアランス)115を通じて上方に流れるにつれて低下する上記揮発物の蒸気圧が、熔融ガラスMGから離れて上方に向かうにつれて低下する揮発物の飽和蒸気圧より小さくなる位置に、保持部材117が設けられることが好ましい。例えば、保持部材117の温度Tが1310℃〜1405℃となる回転シャフト108の突出部上の位置、加熱空間112、気相空間114の温度が1310℃〜1405℃となる回転シャフト108上の位置、又は、回転シャフト108の突出部の温度が1310℃〜1405℃となる回転シャフト108の突出部上の位置に、保持部材117は設けられる。この場合、保持部材117の温度Tが1310℃となる位置は距離L2であり、保持部材117の温度Tが1405℃となる位置は距離L1である。この温度範囲内となる距離L1〜L2となる位置に保持部材117を設けることにより、保持部材117の表面で揮発物が凝集することを抑制できる。
As described above, the position where the holding
揮発物の蒸気圧が揮発物の飽和蒸気圧より小さくなる場合、つまり、揮発物の飽和蒸気圧から揮発物の蒸気圧を引いた蒸気圧差が0より大きくなる場合、保持部材117の表面で揮発物が凝集することを抑制することができるが、熔融ガラスMGの表面から上方に向かう気流によって発生する上下方向の温度分布により、揮発物の飽和蒸気圧、揮発物の蒸気圧は微妙に変化する。このため、保持部材117が距離L1又は距離L2近傍にある場合には、保持部材117の表面で揮発物が凝集する可能性がある。保持部材117の表面で揮発物が凝集するのを防止するためには、気流によって加熱空間112の上下方向の温度分布が変化した場合であっても、揮発物の蒸気圧が揮発物の飽和蒸気圧より大きくなるようにする必要がある。例えば、所定の距離にある(同一の高さ位置する)揮発物の蒸気圧の変化量が0からP1である場合、蒸気圧差が最大の蒸気圧変化量であるP1より大きくなる位置に、保持部材117を設けることにより保持部材117の表面で揮発物が凝集するのを防止できる。図6は、熔融ガラスMGの表面から保持部材117までの距離Lと揮発物の飽和蒸気圧から揮発物の蒸気圧を引いた蒸気圧差との関係を示している。同図に示すように、蒸気圧差がP1より大きくなる範囲に対応する熔融ガラスMGの表面から保持部材117までの距離Lは、距離L3から距離L4である。このため、距離L3から距離L4の範囲に保持部材117を設けることにより、保持部材117の表面で揮発物が凝集するのを防止できる。
When the vapor pressure of the volatile material becomes smaller than the saturated vapor pressure of the volatile material, that is, when the vapor pressure difference obtained by subtracting the vapor pressure of the volatile material from the saturated vapor pressure of the volatile material becomes larger than 0, the volatilization occurs on the surface of the holding
なお、保持部材117の表面で揮発物が凝集するのを防止できる熔融ガラスMGの表面から保持部材117までの距離L1からL2、距離L3から距離L4は、熔融ガラスMGの温度、第1の間隙115の大きさ、加熱手段により加熱された加熱空間112の温度、気相空間114の温度、保持部材117及び回転シャフト108の材質等により変化するものであり、任意に変更できる。
The distances L1 to L2 from the surface of the molten glass MG that can prevent the volatiles from aggregating on the surface of the holding
実施形態1によれば、熔融ガラスを攪拌装置にて攪拌する攪拌工程において、保持部材117に、白金揮発物あるいは錫等の揮発物が凝集しないように、揮発物の蒸気圧が、揮発物の飽和蒸気圧より小さくなる位置に、保持部材117を設けている。このため、保持部材117の表面に揮発物が凝集するのを抑制でき、凝集した白金等の凝集物の一部が異物として熔融ガラスMGに入り込むのを防止することができる。
なお、保持部材117に白金揮発物あるいは錫等の揮発物が凝集することを抑制するように、加熱空間112の雰囲気を調整することが好ましい。この場合、加熱空間112内には、攪拌槽(攪拌容器)103の外部に設置される発熱体である複数の加熱部が設けられ、加熱空間112内の回転シャフト108の突出部周りの白金蒸気圧を0.3Pa〜5Paとし、回転シャフト108の突出部の温度を、白金蒸気圧が白金揮発物の飽和蒸気圧となる温度以上とする(白金揮発物の飽和蒸気圧が白金蒸気圧以上となる)ように、上記加熱部により回転シャフト108の突出部が加熱されることが好ましい。この点については、実施形態2で説明する。
According to the first embodiment, in the stirring step of stirring the molten glass with the stirring device, the vapor pressure of the volatiles is adjusted so that the volatiles such as platinum volatiles or tin do not aggregate on the holding
Note that it is preferable to adjust the atmosphere of the
(実施形態2)
図7は、実施形態2の攪拌装置120の一例を示す側面図である。攪拌装置120は、主として、攪拌容器121と、容器カバー121aと、攪拌機122と、耐熱槽131と、複数の発熱体132とを備えている。攪拌容器121および攪拌機122は、白金または白金合金等の白金族金属を含む材料で構成されている。図8は、攪拌装置120の攪拌容器121および攪拌機122のみの上面図である。図8では、後述する遮蔽部材125bが省略されている。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a side view showing an example of the stirring
攪拌容器121は、円筒形状の容器である。攪拌容器121は、下部側面に取り付けられる上流側導管123、および、上部側面に取り付けられる下流側導管124を有している。上流側導管123は、図2に示す第2配管105に対応し、下流側導管124は、図2に示す第3配管106に対応する。図8に示されるように、上流側導管123は、攪拌容器121を挟んで下流側導管124の反対側に位置している。攪拌装置120において、熔融ガラスMGは、上流側導管123から攪拌容器121内に流入し、攪拌容器121内において下方から上方に導かれながら攪拌機122によって攪拌され、攪拌容器121内から下流側導管124へ流出する。なお、攪拌容器121の水平方向の断面形状は、楕円であってもよい。
The stirring
容器カバー121aは、攪拌容器121の上方に設けられている。容器カバー121aは、攪拌容器121の上端面と接触し、攪拌容器121の蓋に相当する。容器カバー121aは、攪拌容器121の上方から落下した異物が攪拌容器121内の熔融ガラスG中に混入することを防止する。容器カバー121aは、攪拌容器121内の熔融ガラスMGの温度が低下することを抑制する。
The
容器カバー121aには、上部開口121bが形成されている。上部開口121bは、後述する回転シャフト125が貫通する孔である。攪拌容器121の底面には、排出口121cが形成されている。排出口121cは、鉛直方向に延びる排出管128が接続されている。排出管128は、白金または白金合金等の白金族金属を含む材料で構成されている。排出管128は、攪拌容器121内の熔融ガラスMGを攪拌容器121から排出するための管である。
An
攪拌機122は、攪拌容器121内に配置され、熔融ガラスMGを攪拌するために用いられる。攪拌機122は、回転シャフト125と、回転シャフト125に取り付けられる攪拌翼(羽根)126とを有する。回転シャフト125は、容器カバー121aから容器カバー121aの上方に突出する突出部を有する。攪拌機122は、白金族金属を含む材料で構成され、より詳しくは、強化白金で構成されている。強化白金は、白金または白金合金にジルコニア等の酸化物を分散させて、圧延した素材である。強化白金は、層状の白金粒界構造を有し、白金または白金合金と比べて、高温下におけるクリープ強度および引張強度が高い。そのため、強化白金は、高温の熔融ガラスMGが接触する攪拌機122にとって、好適な材料である。
The
攪拌機122は、鉛直方向に沿って配置される円柱形状の回転シャフト125と、回転シャフト125の外周面に連結される攪拌翼126を有している。回転シャフト125は、図8の矢印の方向に、その円柱形状の上面の中心と下面の中心とを連結する中心線L(図7参照)の周りを軸回転する。回転シャフト125は、内部が空洞である管状の部材である。攪拌翼126は、回転シャフト125よりも細い管状の部材から構成されている。攪拌翼126は、回転シャフト125を貫通する複数の支持管126aと、支持管126aの両端部を連結する枠管126bとから構成されている。図8に示されるように、中心線Lの軸線方向から攪拌装置120を見た場合、複数の支持管126aと枠管126bとは、互いに重なっている。支持管126aおよび枠管126bは、回転シャフト125の外周面に、溶接によって取り付けられている。なお、支持管126aと枠管126bとは、一体の部材であってもよい。
The
耐熱槽131は、攪拌容器121の外部空間に設置され、加熱空間133を形成する。加熱空間133は、加熱空間133内に攪拌容器121が設置される、耐熱槽131の内部空間である。耐熱槽131は、耐火断熱レンガやアルミナセメント等の耐熱部材から構成される。排出管128は、耐熱槽131の底部を鉛直方向に貫通している。図示されないが、耐熱槽131の下方において、排出管128は、耐熱部材によって覆われた状態で加熱される。加熱空間133は、上部加熱空間133aと下部加熱空間133bとから構成される。上部加熱空間133aは、鉛直方向における加熱空間133の中間の高さ位置より上方の空間である。下部加熱空間133bは、鉛直方向における加熱空間133の中間の高さ位置より下方の空間である。図7には、加熱空間133の中間の高さ位置が破線で示されている。
The heat-
回転シャフト125は、容器カバー121aとの間に環状隙間(クリアランス)121dを形成している状態で、上部開口121bを鉛直方向に沿って貫通している。回転シャフト125は、容器カバー121aの上方に突出している突出部125aを有する。突出部125aは、回転シャフト125の一部であって、加熱空間133に位置している部分である。回転シャフト125は、突出部125aの上方において耐熱槽131の天井面を貫通し、耐熱槽131の上方において図示されないモータと接続されている。モータは、回転シャフト125を回転させる駆動源である。
The
回転シャフト125の突出部125aには、円柱形状の遮蔽部材125bが取り付けられている。遮蔽部材125bは、実施形態1における、図3に示される保持部材117と同じである。図8に示されるように、遮蔽部材125bは、鉛直方向の上から見た場合に、環状隙間(クリアランス)121dを覆う。遮蔽部材125bは、耐熱槽131の天井等から落下した異物が環状隙間121dを通過して熔融ガラスMG中に混入することを防止するための部材である。
遮蔽部材125bの突出部125a上の設置位置も、実施形態1の保持部材117と同様の条件を満足するような位置である。
すなわち、突出部125aの温度は、熔融ガラスMGから離れるほど低下し、遮蔽部材125bは、遮蔽部材125bの温度が揮発物の露点より高い、突出部125a上の位置に設けられる。また、揮発物が、容器カバー121と回転シャフト125の間の環状隙間(クリアランス)121dを通じて上方に流れるにつれて低下する揮発物の蒸気圧が、熔融ガラスMGから離れて上方に向かうにつれて低下する揮発物の飽和蒸気圧より小さくなる位置に、遮蔽部材125bが設けられる。
A cylindrical shielding member 125 b is attached to the protrusion 125 a of the
The installation position of the shielding member 125b on the protrusion 125a is also a position that satisfies the same conditions as those of the holding
That is, the temperature of the protrusion 125a decreases as the distance from the molten glass MG increases, and the shielding member 125b is provided at a position on the protrusion 125a where the temperature of the shielding member 125b is higher than the dew point of the volatile matter. In addition, the volatile matter pressure, which decreases as the volatile matter flows upward through the annular gap (clearance) 121d between the
複数の発熱体132は、加熱空間133に設置される。発熱体132は、通電により発熱し、炭化ケイ素等から構成される棒状の部材である。発熱体132は、その長手方向が水平方向に沿うように配置されている。各発熱体132の出力は、個別に調整される。発熱体132は、攪拌容器121および攪拌機122を輻射により加熱して、攪拌容器121および攪拌機122と接触する熔融ガラスMGの温度の低下を抑制する。また、後述するように、発熱体132は、回転シャフト125の突出部125aを選択的に加熱する。
The plurality of
実施形態2では、図7に示されるように、12本の発熱体132が加熱空間133に設置されている。上部加熱空間133aには6本の発熱体132が設置され、下部加熱空間133bには6本の発熱体132が設置されている。上流側導管123の上方には5本の発熱体132が設置され、上流側導管123の下方には1本の発熱体132が設置されている。下流側導管124の上方には1本の発熱体132が設置され、下流側導管124の下方には5本の発熱体132が設置されている。上流側導管123の上方に設置される5本の発熱体132は、それぞれ、異なる高さ位置に設置されている。下流側導管124の下方に設置される5本の発熱体132は、それぞれ、異なる高さ位置に設置されている。
In the second embodiment, as shown in FIG. 7, twelve
図9は、攪拌装置120で攪拌される熔融ガラスMGの流れを説明する図である。図9に示される矢印は、熔融ガラスMGの流れの向きを表す。攪拌容器121の内部には、上流側導管123から熔融ガラスMGが流入する。攪拌装置120を上面視した場合において、攪拌機122は、回転シャフト125の中心線Lの周りを回転する。攪拌器122の回転方向は、上流側導管123および下流側導管124の位置関係等から決定され、時計回りまたは反時計回りのいずれであってもよい。実施形態2では、攪拌機122は、反時計回りに回転する。攪拌容器121の内部において、熔融ガラスMGは、下方から上方に向かって徐々に導かれながら、攪拌機122によって攪拌される。攪拌された熔融ガラスMGは、攪拌容器121の内部から下流側導管124に流出する。
FIG. 9 is a diagram illustrating the flow of the molten glass MG stirred by the stirring
また、攪拌装置120による熔融ガラスMGの攪拌工程を長時間行うと、熔融ガラスMGとは異なるガラス成分を有するガラス異物が、攪拌容器121の底部に徐々に蓄積される。ガラス異物は、熔融ガラスMGに含まれるガラス成分のうち、主として、他の成分と比べて比重が大きい成分から構成される熔融ガラスである。ガラス異物は、ガラス製造装置100により製造されるガラス基板の脈理の原因となるため、排出管128を介して攪拌容器121の外部に排出される。
なお、攪拌装置120によって攪拌される熔融ガラスMGの温度は、102.5dPa・sの粘度を有する場合において、1450℃〜1750℃である場合に好適であり、1500℃〜1750℃である場合により好適であり、1530℃〜1750℃である場合にさらに好適である。
Moreover, when the stirring process of the molten glass MG by the stirring
In addition, the temperature of the molten glass MG stirred by the stirring
次に、加熱空間133に設置されている発熱体132による、回転シャフト125の突出部125aの選択的な加熱について説明する。実施形態2では、突出部125a周りの加熱空間133の白金蒸気圧を0.3Pa〜5Paとし、突出部125aの温度を白金蒸気圧が飽和蒸気圧となる温度以上とするように、発熱体132により突出部125aが選択的に加熱される。ここで、突出部125a周りの加熱空間133とは、環状隙間121dの上方の空間である。
Next, the selective heating of the protrusion 125a of the
また、発熱体132により突出部125aが上記のように選択的に加熱されるように、少なくとも一部の発熱体132の高さ位置および出力は、攪拌装置120の使用前に決定されている。例えば、突出部125a近傍に設置されている発熱体132の高さ位置および出力が、発熱体132からの輻射熱によって突出部125aが効率的に加熱されるように、予め調整されている。ここで、突出部125a近傍に設置されている発熱体132とは、例えば、上部加熱空間133aに配置される6本の発熱体132である。また、他の例として、上部加熱空間133aに配置される6本の発熱体132の出力の合計が、下部加熱空間133bに配置される6本の発熱体132の出力の合計よりも大きくなるように、発熱体132の出力が調整されてもよい。
Further, the height positions and outputs of at least some of the
実施形態2のガラス基板の製造方法では、攪拌容器121の外部の加熱空間143内に設置される加熱部132によって、回転シャフト125の突出部125aが、白金蒸気圧が飽和蒸気圧となる温度以上に選択的に加熱される。回転シャフト125の突出部125aは、加熱空間133に存在し、攪拌容器121内の高温の熔融ガラスMGと接触しない。そのため、突出部125aは、回転シャフト125の他の部分と比較して放熱により温度が低下しやすい部分である。
In the manufacturing method of the glass substrate of the second embodiment, the protruding portion 125a of the
実施形態2では、回転シャフト125の突出部125aを加熱部132によって選択的に加熱することで、熔融ガラスMGから揮発した錫等の揮発物、および、攪拌容器121や攪拌器122から揮発した白金揮発物が、突出部125a近傍の加熱空間133で凝集して、突出部125aの表面や遮蔽部材125bに付着することを抑制できる。種種の揮発物のうち、白金揮発物は、ある蒸気圧の値を示すときの温度が最も高い成分である。言い換えると、ある温度における種々の揮発成分の飽和蒸気圧を比較した場合に、白金揮発物は、最も小さい飽和蒸気圧を示す揮発成分である。そのため、白金揮発物が凝集して析出しないように、白金蒸気圧が白金揮発物の飽和蒸気圧となる温度以上に突出部125aを加熱することで、突出部125a周りの加熱空間133において、揮発物の凝集が抑制される。これにより、凝集して突出部125a及び遮蔽部材125bに付着した揮発物が突出部125a及び遮蔽部材125bから剥がれ落ちて、環状隙間121dを通過して、攪拌容器121内の熔融ガラスMG中に落下することが防止されるので、揮発物に由来する異物が熔融ガラスMGに混入することが防止される。
In the second embodiment, the protrusion 125a of the
したがって、実施形態2に係るガラス基板の製造方法は、攪拌装置120の回転シャフト125の突出部125a周りで凝集する揮発物の量を低減し、熔融ガラスMGに異物が混入することを抑制して、成形されたガラス基板中に残存する異物を低減することができる。異物が混入された熔融ガラスMGから製造されたガラス基板は、脈理が発生する可能性が高い。そのため、攪拌容器121内の熔融ガラスMGに異物が混入することを抑制することで、攪拌装置120において熔融ガラスMGを均質に攪拌することができる。これにより、脈理の発生が抑制され、高品質のガラス製品を得ることができる。
また、実施形態2では、ガラス基板の歪点は、680℃以上であり、好ましくは700℃以上である。ガラス基板の歪点が高いほど、熔融ガラスMGの揮発成分の揮発量が増加する傾向にあるので、熔融ガラスMGに異物が混入することが抑制される効果が顕著となる。
Therefore, the manufacturing method of the glass substrate which concerns on Embodiment 2 reduces the quantity of the volatile matter which aggregates around the protrusion part 125a of the
In Embodiment 2, the strain point of the glass substrate is 680 ° C. or higher, preferably 700 ° C. or higher. Since the volatilization amount of the volatile component of the molten glass MG tends to increase as the strain point of the glass substrate increases, the effect of suppressing foreign matters from entering the molten glass MG becomes remarkable.
変形例A:
実施形態2では、回転シャフト125の突出部125aには、円柱形状の遮蔽部材125bが取り付けられているが、突出部125aには、遮蔽部材125bが取り付けられていなくてもよい。この場合においても、突出部125aを加熱部132によって選択的に加熱することで、突出部125a近傍で凝集する揮発物の量を低減して、成形されたガラス基板中に残存する異物を低減することができる。
Modification A:
In the second embodiment, the cylindrical shielding member 125b is attached to the protruding portion 125a of the
変形例B:
実施形態2では、突出部125aが発熱体132により選択的に加熱されるように、発熱体132の高さ位置および出力が、攪拌装置120の使用前に決定されている。ここで、発熱体132の高さ位置および出力は、コンピュータシミュレーションによって決定されてもよい。例えば、熱流体解析シミュレーションにより、突出部125a周りの加熱空間133の温度が算出され、発熱体132の高さ位置および出力が決定されてもよい。
Modification B:
In the second embodiment, the height position and output of the
変形例C:
実施形態2では、攪拌容器121の内部において、熔融ガラスMGは、下方から上方に向かって徐々に導かれながら、攪拌機122によって攪拌される。しかし、熔融ガラスMGは、実施形態1のように、上方から下方に向かって徐々に導かれながら、攪拌機122によって攪拌されてもよい。
Modification C:
In the second embodiment, inside the stirring
変形例D:
実施形態1及び実施形態2では、攪拌装置120は、清澄槽102と成形装置200との間に設置され、清澄槽102で清澄された熔融ガラスMGを攪拌する。しかし、施形態1及び実施形態2の攪拌装置120は、熔解槽101と清澄槽102との間に設置されてもよい。この場合、攪拌装置120は、熔解槽101で生成された熔融ガラスMGを攪拌して、均質化された熔融ガラスMGを清澄槽102に供給する。なお、2つの攪拌装置120が、熔解槽101と清澄槽102との間、および、清澄槽102と成形装置200との間に設置されてもよい。
Modification D:
In Embodiment 1 and Embodiment 2, the stirring
(実施例)
実施形態2における攪拌装置120と同じ構成を有するモデルを用いて、攪拌装置120内部の温度分布を算出するための熱流体解析シミュレーションを実行した。図7に示されるように、攪拌機122の攪拌翼126の主表面が、攪拌容器121内の熔融ガラスMGの流れ方向と平行になった瞬間における熔融ガラスMGの流速分布を、熔融ガラスMGの流れが層流であるという条件の下で算出した。次に、解析時に設定した各種パラメータについて説明する。実施形態2と同じ構成要素には、同じ参照符号が用いられている。
(a)熔融ガラスMGの流入温度:1460℃、
(b)熔融ガラスMGの流入量:18(t/day)、
(c)耐熱槽131および攪拌装置120の放射率:0.9、
(d)耐熱槽131の対流熱伝達の熱伝達係数:10W/m2K、
(e)発熱体132の出力:2.0kW〜8.0kW
以上のパラメータの下、次の7種類のモデルについて、攪拌装置120内部の温度分布を算出した。
(Example)
A thermal fluid analysis simulation for calculating the temperature distribution inside the stirring
(A) Inflow temperature of molten glass MG: 1460 ° C.
(B) Inflow of molten glass MG: 18 (t / day),
(C) Emissivity of heat-
(D) Heat transfer coefficient of convection heat transfer in the heat-resistant tank 131: 10 W / m 2 K
(E) Output of heating element 132: 2.0 kW to 8.0 kW
Under the above parameters, the temperature distribution inside the stirring
(モデル1)図7に示される12本全ての発熱体132を使用した。発熱体132の出力は、2kWに設定した。
(モデル2)モデル1の構成において、上流側導管133の上方に設置される5本の発熱体132の高さ位置を、モデル1の場合よりも60mm上方に設定した。
(モデル3)モデル2の構成において、12本の発熱体132のうち、6本の発熱体132を使用した。使用した6本の発熱体132は、上流側導管133の上方に設置される5本の発熱体132のうち、最も下方に位置する発熱体132を除いた4本の発熱体132と、下流側導管134の上方に設置される1本の発熱体132と、下流側導管124の下方に設置される5本の発熱体132のうち、最も上方に位置する発熱体132である。図10には、使用した6本の発熱体132が、ハッチングされて示されている。発熱体132の出力は、2kWに設定した。
(モデル4)12本の発熱体132のうち、6本の発熱体132を使用した。使用した6本の発熱体132は、モデル3と同じであるが、発熱体132の位置は、モデル1と同じである。発熱体132の出力は、2kWに設定した。
(モデル5)モデル4の構成において、発熱体132の出力は、4kWに設定した。
(モデル6)モデル4の構成において、発熱体132の出力は、6kWに設定した。
(モデル7)モデル4の構成において、発熱体132の出力は、8kWに設定した。
(Model 1) All twelve
(Model 2) In the configuration of Model 1, the height positions of the five
(Model 3) In the configuration of Model 2, six of the twelve
(Model 4) Of the twelve
(Model 5) In the configuration of Model 4, the output of the
(Model 6) In the configuration of Model 4, the output of the
(Model 7) In the configuration of Model 4, the output of the
発熱体132によって突出部125aが選択的に加熱される効果を確認するために、突出部125aの遮蔽部材125bより20mm上方の地点の第1温度、および、突出部125aの遮蔽部材125bより20mm下方の地点の第2温度の解析結果について比較検討した。次に、その検討結果について説明する。
In order to confirm the effect that the protrusion 125a is selectively heated by the
モデル3では、モデル1と比較して、第1温度および第2温度がより高い値を示した。すなわち、加熱空間133において上方に設置される発熱体132(図10では、ハッチングされた6本の発熱体132)を発熱させることにより、突出部125aを選択的に加熱できることが確認された。
また、モデル4〜7に関して、発熱体132の出力が高いほど、第1温度および第2温度がより高い値を示した。発熱体132の出力に対する、第1温度および第2温度の変化率は、13.5℃/kW〜15.9℃/kWであった。すなわち、発熱体132の出力を上げることにより、突出部125aを選択的に加熱できることが確認された。
In the model 3, compared with the model 1, the first temperature and the second temperature showed higher values. That is, it was confirmed that the projecting portion 125a can be selectively heated by generating heat from the heating elements 132 (the six
Moreover, regarding the models 4 to 7, the higher the output of the
以上、本発明のガラス基板の製造方法および攪拌装置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 and stirring apparatus of the glass substrate of this invention were 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, even if various improvement and a change are carried out. Of course it is good.
100 熔解装置
101 熔解槽
102 清澄槽
103 攪拌槽
104 第1配管
105 第2配管
106 第3配管
107 攪拌機
108,125 回転シャフト
109,126 攪拌翼
110 蓋
111 第1の耐火材料
112,133 加熱空間
113 第2の耐火材料
114 気相空間
115,116 間隙
117 保持部材
120 攪拌装置
121 攪拌容器
121a 容器カバー
121b 上部開口
121c 排出口
121d 環状隙間
122 攪拌機
123 上流側導管
124 下流側導管
125 回転シャフト
125a 突出部
125b 遮蔽部材
126a 支持管
126b 枠管
128 排出管
131 耐熱部材
132 発熱体(加熱部)
133 加熱空間
133a 上部加熱空間
133b 下部加熱空間
200 成形装置
210 成形体
300 切断装置
DESCRIPTION OF
133
Claims (7)
前記攪拌装置は、
熔融ガラスを収納する、白金族金属を含む材料で構成された攪拌容器と、
前記攪拌容器の上方に設けられる容器カバーと、
前記容器カバーから前記容器カバーの上方に突出する突出部を有する、白金族金属を含む材料で構成されたシャフトと、前記シャフトに取り付けられる、白金族金属を含む材料で構成された羽根とを有し、前記攪拌容器内の前記熔融ガラスを攪拌するための攪拌機と、
前記攪拌容器の外部に設置され、前記攪拌容器が内側に設置される加熱空間を形成する耐熱部材と、
前記加熱空間内の前記攪拌容器の外部の場所に設置される複数の加熱部と、
揮発する前記白金族金属又は前記ガラス原料を含む揮発物が凝集してできた凝集物を保持する、前記突出部に設けられた保持部材と、を有し、
前記保持部材は、前記加熱空間内の前記突出部のうち、前記揮発物の凝集する温度以上になる位置に設けられ、
前記容器カバーと前記シャフトの間のクリアランスを通じて上方に流れるにつれて低下する揮発物の蒸気圧が、前記熔融ガラスから離れて上方に向かうにつれて低下する揮発物の飽和蒸気圧より小さくなる領域が形成されるように、前記熔融ガラスから離れて上方に向かうにつれて温度が低下する前記突出部の温度分布を加熱により調整し、前記領域内の位置に、前記保持部材が設けられる、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。 A glass substrate manufacturing method comprising a stirring step of stirring a molten glass produced by melting a glass raw material with a stirrer, and a forming step of forming the molten glass into a plate shape,
The stirring device
A stirring vessel made of a material containing a platinum group metal and containing molten glass;
A container cover provided above the stirring container;
A shaft made of a material containing a platinum group metal and having a protrusion protruding from the container cover to the upper side of the container cover; and a blade made of a material containing a platinum group metal attached to the shaft. A stirrer for stirring the molten glass in the stirring vessel;
A heat-resistant member that is installed outside the stirring vessel and forms a heating space in which the stirring vessel is installed inside;
A plurality of heating units installed at locations outside the stirring vessel in the heating space;
Holding the agglomerates formed by agglomerating the volatiles containing the platinum group metal or the glass raw material that volatilizes, and holding members provided on the protrusions,
The holding member is provided at a position that is equal to or higher than the temperature at which the volatiles aggregate in the protrusion in the heating space .
A region is formed in which the vapor pressure of volatiles that decreases as it flows upward through the clearance between the container cover and the shaft is smaller than the saturated vapor pressure of volatiles that decreases as it moves upward away from the molten glass. As described above, the glass substrate is characterized in that the holding member is provided at a position in the region by adjusting the temperature distribution of the protruding portion, the temperature of which decreases as it moves away from the molten glass and moves upward. Manufacturing method.
前記保持部材は、前記保持部材の温度が前記揮発物の露点より高い、前記シャフトの前記突出部上の位置に設けられる、請求項1に記載のガラス基板の製造方法。 The temperature of the protruding portion decreases as the distance from the molten glass increases.
The method of manufacturing a glass substrate according to claim 1, wherein the holding member is provided at a position on the protruding portion of the shaft where a temperature of the holding member is higher than a dew point of the volatile matter.
鉛直方向における前記加熱空間の中間の高さ位置より上方の上部加熱空間と、
前記中間の高さ位置より下方の下部加熱空間と、を有し、
前記上部加熱空間に配置される前記加熱部の出力の合計は、前記下部加熱空間に配置される前記加熱部の出力の合計よりも大きく、
前記保持部材は、前記上部加熱空間に設けられている、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。 The heating space is
An upper heating space above a middle height position of the heating space in the vertical direction;
A lower heating space below the intermediate height position,
The total output of the heating unit arranged in the upper heating space is larger than the total output of the heating unit arranged in the lower heating space,
The said holding member is a manufacturing method of the glass substrate of any one of Claims 1-3 provided in the said upper heating space .
熔融ガラスを収納する、白金族金属を含む材料で構成された攪拌容器と、
前記攪拌容器の上方に設けられる容器カバーと、
前記容器カバーから前記容器カバーの上方に突出する突出部を有する、白金族金属を含む材料で構成されたシャフトと、前記シャフトに取り付けられる、白金族金属を含む材料で構成された羽根とを有し、前記攪拌容器内の前記熔融ガラスを攪拌するための攪拌機と、
前記攪拌容器の外部に設置され、前記攪拌容器が内側に設置される加熱空間を形成する耐熱部材と、
前記加熱空間内の前記攪拌容器の外部の場所に設置される複数の加熱部と、
揮発する前記白金族金属又は前記ガラス原料を含む揮発物が凝集してできる凝集物を保持する、前記突出部に設けられた保持部材と、を有し、
前記保持部材は、前記加熱空間内の前記突出部のうち、前記揮発物の凝集する温度以上になる位置に設けられ、
前記容器カバーと前記シャフトの間のクリアランスを通じて上方に流れるにつれて低下する揮発物の蒸気圧が、前記熔融ガラスから離れて上方に向かうにつれて低下する揮発物の飽和蒸気圧より小さくなる領域が形成されるように、前記熔融ガラスから離れて上方に向かうにつれて温度が低下する前記突出部の温度分布を加熱により調整し、前記領域内の位置に、前記保持部材が設けられる、ことを特徴とする攪拌装置。 A stirring device for stirring molten glass produced by melting glass raw materials,
A stirring vessel made of a material containing a platinum group metal and containing molten glass;
A container cover provided above the stirring container;
A shaft made of a material containing a platinum group metal and having a protrusion protruding from the container cover to the upper side of the container cover; and a blade made of a material containing a platinum group metal attached to the shaft. A stirrer for stirring the molten glass in the stirring vessel;
A heat-resistant member that is installed outside the stirring vessel and forms a heating space in which the stirring vessel is installed inside;
A plurality of heating units installed at locations outside the stirring vessel in the heating space;
Holding the agglomerates formed by agglomeration of the platinum group metal or the glass raw material that volatilizes, and holding members provided on the protrusions,
The holding member is provided at a position that is equal to or higher than the temperature at which the volatiles aggregate in the protrusion in the heating space .
A region is formed in which the vapor pressure of volatiles that decreases as it flows upward through the clearance between the container cover and the shaft is smaller than the saturated vapor pressure of volatiles that decreases as it moves upward away from the molten glass. As described above, the temperature distribution of the protruding portion, the temperature of which decreases as it goes away from the molten glass and moves upward, is adjusted by heating, and the holding member is provided at a position in the region. .
The stirrer according to claim 6, wherein the platinum vapor pressure in the heating space around the protrusion is 0.3 Pa to 5 Pa .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510642021.8A CN105481231B (en) | 2014-09-30 | 2015-09-30 | The manufacturing method and agitating device of glass substrate |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014201222 | 2014-09-30 | ||
JP2014201222 | 2014-09-30 | ||
JP2014202499 | 2014-09-30 | ||
JP2014202499 | 2014-09-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016069271A JP2016069271A (en) | 2016-05-09 |
JP6110448B2 true JP6110448B2 (en) | 2017-04-05 |
Family
ID=55865982
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015185723A Active JP6110448B2 (en) | 2014-09-30 | 2015-09-18 | Manufacturing method of glass substrate and stirring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6110448B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107382031A (en) * | 2017-09-08 | 2017-11-24 | 蚌埠玻璃工业设计研究院 | A kind of sealing device for electronical display glass platinum channel |
JP7167984B2 (en) * | 2018-06-25 | 2022-11-09 | 日本電気硝子株式会社 | Method for manufacturing glass article |
CN113461311B (en) * | 2021-06-30 | 2022-12-16 | 甘肃旭盛显示科技有限公司 | Method for eliminating glass stripe defect |
KR102463497B1 (en) * | 2022-03-25 | 2022-11-03 | 장인환 | Material mixing and preheating device for manufacturing glass substrates of next-generation display panels |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100080078A1 (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-01 | Martin Herbert Goller | Method and apparatus for homogenizing a glass melt |
JP5946206B2 (en) * | 2012-06-29 | 2016-07-05 | AvanStrate株式会社 | Glass substrate manufacturing method, glass substrate manufacturing apparatus, and stirring apparatus |
JP5728445B2 (en) * | 2012-09-04 | 2015-06-03 | AvanStrate株式会社 | Glass substrate manufacturing method and glass substrate manufacturing apparatus |
-
2015
- 2015-09-18 JP JP2015185723A patent/JP6110448B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016069271A (en) | 2016-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI469940B (en) | Method for manufacturing glass substrates | |
JP5162725B2 (en) | Glass plate manufacturing method and glass plate manufacturing apparatus | |
JP5752647B2 (en) | Manufacturing method of glass substrate | |
TWI504574B (en) | Glass plate manufacturing method | |
TWI480251B (en) | A manufacturing method of a glass plate and a manufacturing apparatus for a glass plate | |
JP5616450B2 (en) | Manufacturing method of glass plate | |
JP6110448B2 (en) | Manufacturing method of glass substrate and stirring device | |
JP5890559B2 (en) | Manufacturing method of glass substrate | |
KR20140002473A (en) | Method and apparatus for making glass sheet | |
TW201714840A (en) | Apparatus and method for manufacturing glass sheet capable of uniformly heating the molten glass in a clarification tube without disturbing the flow of the gas in the gas phase space | |
JP2006076871A (en) | Production apparatus for borosilicate sheet glass article, production process therefor and borosilicate sheet glass article | |
JP2014198656A (en) | Method and apparatus for production of glass plate | |
JP5731437B2 (en) | Manufacturing method of glass plate | |
JP5730806B2 (en) | Manufacturing method of glass substrate | |
KR101798288B1 (en) | Method and apparatus for making glass substrate | |
JP6629920B2 (en) | Glass substrate manufacturing method and glass substrate manufacturing apparatus | |
JP5946206B2 (en) | Glass substrate manufacturing method, glass substrate manufacturing apparatus, and stirring apparatus | |
CN105481231B (en) | The manufacturing method and agitating device of glass substrate | |
JP2017178649A (en) | Manufacturing method for glass substrate | |
JP5668066B2 (en) | Manufacturing method of glass substrate | |
JP2014009137A (en) | Glass substrate manufacturing method, and glass substrate manufacturing device | |
JP2017178731A (en) | Manufacturing method of glass sheet | |
JP6630217B2 (en) | Manufacturing method of glass plate | |
JP6660792B2 (en) | Glass substrate manufacturing method and glass substrate manufacturing apparatus | |
JP2017178727A (en) | Manufacturing method for glass substrate and agitation tank |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160829 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160906 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161104 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170307 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170309 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6110448 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |