JP6624871B2 - Method for manufacturing glass conduit and glass substrate - Google Patents
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Description
本発明は、溶融ガラスを加熱しながら搬送するガラス導管、及びこのガラス導管を用いて、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどのフラットパネルディスプレイに用いるガラス基板を作製するガラス基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a glass conduit for conveying a molten glass while heating the glass, and a method for manufacturing a glass substrate for producing a glass substrate used for a flat panel display such as a liquid crystal display or a plasma display using the glass conduit.
液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ(以下、「FPD」と呼ぶ。)に用いるガラス基板には、厚さが例えば0.5〜0.7mmと薄いガラス板が用いられている。このFPD用ガラス基板は、例えば第1世代では300×400mmのサイズであるが、第10世代では2850×3050mmのサイズになっている。 As a glass substrate used for a flat panel display (hereinafter, referred to as "FPD") such as a liquid crystal display or a plasma display, a thin glass plate having a thickness of, for example, 0.5 to 0.7 mm is used. The FPD glass substrate has a size of 300 × 400 mm in the first generation, for example, but has a size of 2850 × 3050 mm in the tenth generation.
このような薄板で大きなサイズのFPD用ガラス基板は、ガラス原料を溶解した溶融ガラスを成形炉に搬送して、例えばオーバーフローダウンドロー法により製造されている。オーバーフローダウンドロー法を用いるガラス基板の製造方法は例えば特許文献1に開示されている。
Such a thin and large-sized FPD glass substrate is manufactured by, for example, an overflow down draw method in which a molten glass in which a glass material is melted is transported to a forming furnace. A method for manufacturing a glass substrate using the overflow down draw method is disclosed in, for example,
また、上記の溶融ガラスを搬送する配管は、管内の溶融ガラスを所定の温度に加熱する必要があり、この加熱を効率良く行うために、配管にはこれを加熱する加熱装置を設けている。従来から、溶融ガラスを加熱しながら搬送するガラス導管が知られている(例えば特許文献2等)。 Further, the pipe for transporting the molten glass needs to heat the molten glass in the pipe to a predetermined temperature. In order to efficiently perform the heating, the pipe is provided with a heating device for heating the pipe. 2. Description of the Related Art Conventionally, a glass conduit that conveys molten glass while heating it has been known (for example, Patent Document 2).
図8は、従来のガラス導管の構成を示す図であるが、このガラス導管では、金属製の管本体1の周上を取り囲むようにフランジ2が設けられ、このフランジ2から電極3が引き出されている。このガラス導管では、電極3に電圧が印加され、フランジ2を介して管本体1の通電加熱が行われることにより、管本体1内を流れる溶融ガラスが加熱される。なお、FPD用ガラス基板を製造するには、溶融ガラスを例えば千数百度程度まで昇温する必要があるが、管本体1内の溶融ガラスを千数百度程度まで昇温した場合、通電用の電極3及びフランジ2も昇温し、破損する虞があるため、上記フランジ2及び電極3の外周に沿って当該フランジ2及び電極3を冷却する冷却管4が設けられている。
FIG. 8 is a view showing a configuration of a conventional glass conduit. In this glass conduit, a
ところが、電極3は一方向から管本体1と接続されるため、電極3から管本体1に向かって流れる電流は、それらを結ぶ最短ルートを集中的に通るので、管本体1を流れる電流は、電極3に近い側の管の周上の一部に局在化し易くなる。このため、管本体1の通電加熱も局在化し、ガラス導管の周上の温度分布が生じ、管内を流れる溶融ガラスの加熱にも影響を及ぼしてしまう。すなわち、溶融ガラスに温度差が生じ、成形工程でシートガラスを成形したとき、シートガラスの厚さの変動や、部分的な失透が発生するという重大な問題を引き起こす。
However, since the electrode 3 is connected to the
以上のことから、管本体に向かって流れる電流を分散させて電力集中を緩和することが望まれる。例えば特許文献3には、上記フランジを、管本体と接続された内環部と、該内環部を取り囲み、電極と接続された外環部とで構成し、内環部を外環部よりも電気抵抗の高い材料で構成するとともに、内環部の中心は、管本体の中心から電極側に寄せられている構成としたガラス導管が開示されている。これによって、電極からの電流が外環部に沿って電極と反対側に回り込むようになるので、電力集中を緩和できるとしている。 From the above, it is desired to reduce the power concentration by dispersing the current flowing toward the tube main body. For example, in Patent Literature 3, the flange is configured by an inner ring portion connected to the tube main body, and an outer ring portion surrounding the inner ring portion and connected to the electrode. Also disclosed is a glass conduit made of a material having a high electric resistance and having a structure in which the center of the inner ring portion is shifted from the center of the tube main body to the electrode side. As a result, the current from the electrode flows around to the opposite side of the electrode along the outer ring, so that power concentration can be reduced.
しかしながら、この特許文献3に開示されている構成では、上記フランジを材料の異なる内環部と外環部の2つの部材が必要となり、しかも内環部の中心が管本体の中心から離間する位置の調整が難しく、そのため高コストであるという問題がある。 However, in the configuration disclosed in Patent Document 3, the flange requires two members of an inner ring portion and an outer ring portion which are made of different materials, and furthermore, a position where the center of the inner ring portion is separated from the center of the tube main body. There is a problem that it is difficult to adjust the temperature and the cost is high.
近年、FPDの分野では、高精細化の進展に伴って、FPD用ガラス基板に対する品質要求は益々厳しくなってきており、上記ガラス導管を通電加熱する際の電流分布の改善は重要な課題である。 In recent years, in the field of FPDs, quality requirements for glass substrates for FPDs have become more and more strict with the progress of high definition, and improvement of current distribution when the above-mentioned glass conduit is electrically heated is an important issue. .
そこで、本発明の目的は、第1に、低コストで電流分布を改善することができ、通電加熱を効率よく行うことができるガラス導管を提供することであり、第2に、このガラス導管を用いて、高品質のガラス基板を製造することが可能なガラス基板の製造方法を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is, firstly, to provide a glass conduit capable of improving current distribution at low cost and efficiently performing energization heating, and secondly, providing this glass conduit. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a glass substrate which can be used to manufacture a high quality glass substrate.
本発明者は、従来の課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成の発明を完成するに至ったものである。 As a result of intensive studies to solve the conventional problems, the present inventors have completed the invention having the following configuration.
すなわち、本発明は、溶融ガラスを加熱しながら搬送するガラス導管であって、白金又は白金合金からなる管本体と、前記管本体の長手方向の異なる位置に設けられた一対のフランジと、前記フランジからそれぞれ引き出された電極と、前記フランジ及び前記電極のそれぞれの外周に沿って設けられ、前記フランジ及び前記電極を冷却する冷却管と、を備え、前記電極から前記冷却管を経由して前記管本体に流れる電流が、前記管本体の中心より下方から前記管本体に向かって流れるように、前記管本体の中心より下方における前記冷却管から前記管本体までの距離を、前記管本体の中心より上方における前記冷却管から前記管本体までの距離よりも短くしたことを特徴とするガラス導管である。 That is, the present invention relates to a glass conduit for conveying molten glass while heating the same, wherein a tube main body made of platinum or a platinum alloy, a pair of flanges provided at different positions in a longitudinal direction of the tube main body, and the flange And a cooling pipe that is provided along the outer circumference of each of the flange and the electrode and cools the flange and the electrode. The pipe is provided from the electrode via the cooling pipe. The distance from the cooling pipe to the pipe main body below the center of the pipe main body is set to be smaller than the center of the pipe main body so that the current flowing through the main body flows toward the pipe main body from below the center of the pipe main body. A glass conduit characterized by being shorter than a distance from the cooling pipe to the pipe main body at an upper part.
本発明の好ましい態様では、前記管本体の中心より上方における前記フランジの外周は、円形状の一部を成している部分を有し、前記管本体の中心より下方における前記フランジの外周は、楕円形状の一部を成している。 In a preferred aspect of the present invention, the outer periphery of the flange above the center of the pipe main body has a portion forming a part of a circular shape, and the outer periphery of the flange below the center of the pipe main body is It forms part of an oval shape.
また、本発明では、前記冷却管は、前記フランジよりも導電性の高い材料から構成されていることが好ましい。 Further, in the present invention, it is preferable that the cooling pipe is made of a material having higher conductivity than the flange.
また、本発明は、ガラス基板の製造方法についても提供する。
すなわち、本発明は、ガラス原料を溶解した溶融ガラスを成形炉に搬送してガラス基板を製造するガラス基板の製造方法であって、ガラス原料を溶解することで溶融ガラスを得る溶解工程と、前記溶融ガラスを昇温することにより、前記溶融ガラス中に含まれるガス成分の泡を脱泡する清澄工程と、前記清澄工程で脱泡された前記溶融ガラスを撹拌することにより、ガラス成分を均質化する撹拌工程と、均質化された前記溶融ガラスをシート状ガラスに成形する成形工程と、を含み、前記溶解工程、前記清澄工程、前記撹拌工程、及び前記成形工程の少なくともいずれかの間の前記溶融ガラスの搬送のために、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のガラス導管を用いることを特徴とするガラス基板の製造方法である。
The present invention also provides a method for manufacturing a glass substrate.
That is, the present invention is a method of manufacturing a glass substrate for manufacturing a glass substrate by transferring a molten glass in which a glass raw material is melted to a forming furnace, wherein a melting step of obtaining a molten glass by melting the glass raw material, By raising the temperature of the molten glass, a fining step of defoaming bubbles of gas components contained in the molten glass, and stirring the molten glass defoamed in the fining step to homogenize the glass components And a shaping step of shaping the homogenized molten glass into a sheet glass, wherein the melting step, the fining step, the stirring step, and at least one of the shaping step A method for manufacturing a glass substrate, comprising using the glass conduit according to any one of
本発明によれば、上記構成により、低コストで電流分布を改善することができ、その結果、通電加熱を効率よく行うことができるガラス導管を提供することができる。
また、このガラス導管を用いることで、高品質のガラス基板を製造することが可能である。
According to the present invention, with the above configuration, it is possible to improve the current distribution at low cost, and as a result, it is possible to provide a glass conduit capable of efficiently performing energization heating.
Further, by using this glass conduit, it is possible to manufacture a high-quality glass substrate.
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)
まず、本発明に係わるガラス基板の製造方法の全体概要について説明する。オーバーフローダウンドロー法が採用されるガラス基板の製造工程の概要の一例は、例えば図1に示すことができる。
図1は、本発明に係わるガラス基板の製造方法のフローの一例を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
(Overall outline of glass substrate manufacturing method)
First, an overall outline of a method for manufacturing a glass substrate according to the present invention will be described. An example of the outline of the manufacturing process of a glass substrate adopting the overflow down draw method can be shown in FIG. 1, for example.
FIG. 1 is a diagram showing an example of a flow of a method for manufacturing a glass substrate according to the present invention.
このガラス基板の製造工程では、溶融工程(ST1)と、清澄工程(ST2)と、撹拌(均質化)工程(ST3)と、供給工程(ST4)と、成形工程(ST5)と、冷却(徐冷)工程(ST6)と、切断工程(ST7)と、を包含し、その成形工程(ST5)および冷却(徐冷)工程(ST6)においてダウンドロー法が採用され、その成形工程では、たとえば、図3に示すように、楔形の成形体210を含む装置により成形される。
In the glass substrate manufacturing process, a melting process (ST1), a refining process (ST2), a stirring (homogenizing) process (ST3), a supplying process (ST4), a forming process (ST5), and a cooling process (ST5). The method includes a (cooling) step (ST6) and a cutting step (ST7), and a down-draw method is employed in the forming step (ST5) and the cooling (gradual cooling) step (ST6). As shown in FIG. 3, it is molded by an apparatus including a wedge-shaped molded
図2は、上記溶融工程(ST1)乃至切断工程(ST7)を行う装置の一例を模式的に示す図である。当該装置は、図2に示すように、溶解装置100と、成形装置200と、切断装置300とを主に有する。溶解装置100は、溶解槽101と、清澄槽102と、撹拌槽103と、第1配管104と、第2配管105と、第3配管106とを有する。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of an apparatus that performs the above-described melting step (ST1) to cutting step (ST7). The apparatus mainly includes a
上記溶融工程(ST1)では、溶解槽101内に供給されたガラス原料を火焔および/又は電極を用いた通電加熱により溶解することで溶融ガラスMGを得る。溶融ガラスMGは、溶解槽101から第1配管104を通って清澄槽102に供給される。
In the melting step (ST1), the glass material supplied into the
上記清澄工程(ST2)では、清澄槽102に供給された溶融ガラスMGが昇温されることにより、溶融ガラスMG中に含まれるO2、CO2あるいはSO2等のガス成分を含んだ泡が、SnO2などの清澄剤の還元反応により生じたO2を吸収して成長し、溶融ガラスMGの液面に浮上して清澄槽102上方の空気中、窒素ガス等を含有する雰囲気中に放出されて除去される。次いで、溶融ガラスMGの温度の低下による泡中のガス成分の内圧が低下することと、還元された清澄剤(例えばSnO)が溶融ガラスMGの温度の低下によって酸化反応をすることにより、溶融ガラスMGに残存する泡中のO2等のガス成分を再吸収して、泡を消滅させる。
上記清澄工程で脱泡された溶融ガラスMGは、清澄槽102から第2配管105を通って撹拌槽103に供給される。
In the fining step (ST2), the molten glass MG supplied to the
The molten glass MG defoamed in the fining step is supplied from the
上記撹拌(均質化)工程(ST3)では、上記清澄工程で脱泡された溶融ガラスMGが供給されて、撹拌槽103内の溶融ガラスMGを、撹拌手段(例えば図示するスターラ103a)を用いて撹拌することにより、ガラス成分の均質化が行われる。
In the stirring (homogenization) step (ST3), the molten glass MG defoamed in the fining step is supplied, and the molten glass MG in the
上記供給工程(ST4)では、均質化された溶融ガラスMGが、撹拌槽103から第3配管106を通って成形装置200に供給される。その成形装置200の一例は、図3に示されている。図3は成形装置の概略の側面図である。
In the supply step (ST4), the homogenized molten glass MG is supplied from the stirring
その図3において、成形装置200は、成形炉240と徐冷炉250を含む。その成形装置200では、上記成形工程(ST5)及び冷却(徐冷)工程(ST6)が順次行われる。
3, the
上記成形工程(ST5)では、溶融ガラス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。本実施形態では、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ている。この場合、シートガラスSGの流れ方向は、鉛直下方となる。
In the forming step (ST5), the molten glass MG is formed into a sheet glass SG, and a flow of the sheet glass SG is created. In the present embodiment, an overflow down draw method using the molded
さらに詳しく説明すると、上記成形体210は、図2及び図3に示すように、第3配管106を通して溶解装置100から流れてくる溶融ガラスMGを、シートガラスSGに成形する。これにより、成形装置200内で、鉛直下方のシートガラスSGの流れが作られる。成形体210は、耐火レンガ等によって構成された細長い構造体であり、図3に示すように断面が楔形状を成している。成形体210の上部には、溶融ガラスMGを導く流路となる供給溝212が設けられている。供給溝212は、成形体210に設けられた供給口において第3配管106と接続され、第3配管106を通して流れてくる溶融ガラスMGは、供給溝212を伝って流れる。供給溝212の深さは、溶融ガラスMGの流れの下流ほど浅くなっており、供給溝212から溶融ガラスMGが鉛直下方に向かって溢れ出るようになっている。
More specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the molded
供給溝212から溢れ出た溶融ガラスMGは、成形体210の両側の側壁を伝わって流下する。側壁を流れた溶融ガラスMGは、成形体210の下方端部213(図3に示す)で合流し、1つのシートガラスSGが成形される。シートガラスSGは、図3に示すシートガラスSGの流下方向である鉛直下方に流れる。なお、成形体210の下方端部213の直下におけるシートガラスSGの温度は、例えば104.3〜106poiseの粘度に相当する温度(例えば1000〜1250℃)である。また、1150℃〜1250℃であってもよい。
The molten glass MG overflowing from the
成形体210の下方端部213の下方近傍には、雰囲気仕切り部材220が設けられている。雰囲気仕切り部材220は、シートガラスSGを厚さ方向の両側から挟むように設けられた一対の板状の断熱部材である。この断熱部材からなる雰囲気仕切り部材220は、成形体210が収容された上部空間である成形炉240と、下方空間とを仕切るために設けられる。
An
雰囲気仕切り部材220の下方には冷却ローラ(冷却ローラとしての機能を備える搬送ローラ)230が設けられている。冷却ローラ230は、図3に示すように、シートガラスSGを厚さ方向の両側から挟むように、シートガラスSGの厚さ方向の両側に設けられている。
A cooling roller (a transport roller having a function as a cooling roller) 230 is provided below the
また、上記冷却ローラ230の下方の領域には、シートガラスSGの流れ方向に沿って、さらに別の搬送ローラ250a〜250dを含む複数の搬送ローラと、図示しない温度調整装置が設けられている。個々の搬送ローラはシートガラスSGの厚さ方向の両側のそれぞれに設けられており、シートガラスSGの両端を対となって夫々挟持している。つまり、ローラ搬送手段対を構成している。
Further, in a region below the cooling
以上説明した上記冷却(徐冷)工程(ST6)では、上記冷却ローラ230及び搬送ローラ250a〜250dによって挟持搬送される過程において、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、内部歪が生じないように冷却(徐冷)される。
In the cooling (gradual cooling) step (ST6) described above, the sheet glass SG formed and flows to a desired thickness in the process of being nipped and conveyed by the cooling
上記切断工程(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、板状のガラス板を得る。
板状に切断されたガラス板はさらに、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、泡や脈理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。
In the cutting step (ST7), the sheet glass SG supplied from the forming
The glass plate cut into a plate shape is further cut into a predetermined size to produce a glass substrate having a target size. After this, the end face of the glass substrate is ground, polished, and the glass substrate is cleaned.Furthermore, after inspection for defects such as bubbles and striae, the glass substrate that has passed the inspection is packed as a final product. You.
(ガラス導管)
次に、本発明に係るガラス導管の構成上の特徴について説明する。
本発明に係るガラス導管は、上記構成の発明にあるとおり、溶融ガラスを加熱しながら搬送するガラス導管であって、白金又は白金合金からなる管本体と、前記管本体の長手方向の異なる位置に設けられた一対のフランジと、前記フランジからそれぞれ引き出された電極と、前記フランジ及び前記電極のそれぞれの外周に沿って設けられ、前記フランジ及び前記電極を冷却する冷却管と、を備え、前記電極から前記冷却管を経由して前記管本体に流れる電流が、前記管本体の中心より下方(前記電極とは反対側)から前記管本体に向かって流れるように、前記管本体の中心より下方(前記電極とは反対側)における前記冷却管から前記管本体までの距離を、前記管本体の中心より上方(前記電極側)における前記冷却管から前記管本体までの距離よりも短くしたことを特徴とするものである。
以下、このような構成上の特徴を有する本発明に係るガラス導管の一実施の形態について説明する。
(Glass conduit)
Next, the structural features of the glass conduit according to the present invention will be described.
The glass conduit according to the present invention is, as in the invention having the above configuration, a glass conduit that conveys molten glass while heating the same, and a pipe main body made of platinum or a platinum alloy, and a pipe main body at a different position in the longitudinal direction of the tube main body. A pair of provided flanges, electrodes respectively drawn out of the flanges, and cooling pipes provided along outer circumferences of the flanges and the electrodes to cool the flanges and the electrodes, respectively, From the center of the tube body so that the current flowing from the tube body to the tube body via the cooling tube flows from below the center of the tube body (the side opposite to the electrode) toward the tube body. The distance from the cooling pipe to the pipe main body on the side opposite to the electrode) is set above the center of the pipe main body (on the electrode side) from the cooling pipe to the pipe main body. It is characterized in that it has less than away.
Hereinafter, an embodiment of the glass conduit according to the present invention having such a structural feature will be described.
図4は、本発明のガラス導管の一実施の形態を説明するためのガラス導管近傍の構成を示す斜視図である。図5は、上記ガラス導管の軸方向から見た図である。また、図6は、本発明における電極から管本体への電流の流れを説明するための図である。 FIG. 4 is a perspective view showing a configuration near the glass conduit for describing one embodiment of the glass conduit of the present invention. FIG. 5 is a view of the glass conduit viewed from the axial direction. FIG. 6 is a diagram for explaining the flow of current from the electrode to the tube body in the present invention.
図4に示すように、本実施形態のガラス導管においては、上記溶融ガラスMGを上流側から下流側へと流しながら搬送するための、白金又は白金合金からなる管本体10と、当該管本体10に電流を流して通電加熱するため、当該管本体10の長手方向の異なる位置に設けられた一対のフランジ20a,20bと、当該一対のフランジ20a,20bからそれぞれ引き出された電極21a,21bと、上記フランジ20a,20b及び上記電極21a,21bのそれぞれの外周に沿って設けられ、これらフランジ20a,20b及び電極21a,21bを冷却するための冷却管30a,30bと、を備えている。
As shown in FIG. 4, in the glass conduit of the present embodiment, a
ここで、上記ガラス導管は、例えば前述の図2に示されるような、各工程(処理槽)間を連結し、上記溶融ガラスMGを上流側から下流側へと流しながら搬送するための第1配管104、第2配管105、第3配管106として使用されるものである。したがって、本実施形態の構成は、これらの第1配管104、第2配管105、第3配管106の少なくとも1つに適用される。
Here, the glass conduit connects the respective steps (processing tanks) as shown in, for example, FIG. 2 described above, and is used to transport the molten glass MG while flowing it from the upstream side to the downstream side. It is used as the
上記管本体10は、管内を非常に高温の溶融ガラスMGが流れるため、例えば白金族金属で構成された円筒形状の部材である。白金族金属は、単一の白金族元素(白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir))からなる金属や、白金族元素からなる金属の合金などである。これら白金族金属は、高価であるが、融点が高く、溶融ガラスMGに対する耐食性に優れている。本実施形態では、上記管本体10は、例えば白金(Pt)または白金合金で成形され、例えば0.5mm〜1.5mm程度の厚みを有している。また、上記管本体10の内径は、例えば100mm〜500mm程度である。
The pipe
また、上記一対のフランジ20a,20bは、導電性を有する金属材料で構成され、上記管本体10に電流を流して通電加熱するために用いられる。そして、上記管本体10が加熱されることにより、その内部を流れる溶融ガラスMGの温度が調整される。上記一対のフランジ20a,20bはそれぞれ上記管本体10の外周面長手方向の異なる位置に取り付けられており、各フランジ20a,20bは、環状の導電体からなる図示のようなフランジ形状に形成されている。
The pair of
また、各フランジ20a,20bは、各々から引き出された電極21a,21bを有しており、当該電極21a,21bは図示していない電源に接続されている。かかる構成により、電極21a,21bを介して電源から電力が供給され、各フランジ20a,20bにそれぞれ電流が流れ、上記管本体10は通電加熱される。したがって、上記一対のフランジ20a,20bを流れる電流を制御することで、管本体10の内部を流れる溶融ガラスMGの温度を調整することができる。
Each of the
なお、管本体10に取り付けられる上記フランジ20a(20b)の数や位置は、管本体10の材質、内径、長さや、設置位置等に応じて適宜決定されればよいので、図4の実施形態に限定される必要はない。また、上記管本体10は、通常、水平方向、もしくは若干傾斜を持たせた略水平方向に設置されるため、本実施形態のように、上記一対のフランジ20a,20bから引き出される各電極21a,21bは上記管本体10の上側に配置されることが好適である。但し、本発明はこれに限定されるものではない。
The number and position of the
また、上記冷却管30a,30bは、上記フランジ20a,20b及び上記電極21a,21bのそれぞれの外周に沿って設けられ、これらフランジ20a,20b及び電極21a,21bを冷却するために用いられる。各冷却管30a,30bには図示していない冷媒供給装置から冷媒(例えば、水、空気、油など)が供給されており、冷媒が各冷却管30a,30b内を流れることにより、上記フランジ20a,20b及び電極21a,21bを冷却し、これらの部材の高温劣化を抑制する。
The cooling
また、本実施形態のガラス導管における特徴的な構成は、図5および図6に示されるように、上記管本体10の中心Oより下方(つまり、中心Oを通る水平の破線Lより矢印D方向で、上記電極21aとは反対側である)における上記冷却管30aから管本体10までの距離を、上記管本体10の中心Oより上方(つまり、中心Oを通る水平の破線Lより矢印U方向で、上記電極21a側である)における上記冷却管30aから管本体10までの距離よりも短くなるようにしたことである。
The characteristic configuration of the glass conduit of the present embodiment is, as shown in FIGS. 5 and 6, below the center O of the tube main body 10 (that is, from the horizontal broken line L passing through the center O in the direction of arrow D). The distance from the cooling
本実施形態の好ましい態様では、上記管本体10の中心Oより上方(つまり上記電極21a側)における上記フランジ20aの外周20aUは、円形状の一部を成している部分を有し、上記管本体10の中心Oより下方(つまり上記電極21aとは反対側)における上記フランジ20aの外周20aDは、楕円形状の一部を成している。これによって、上記管本体10の中心Oより下方における上記冷却管30aから管本体10の周面までの距離(例えば図示のR3)は、上記管本体10の中心Oより上方における上記冷却管30aから管本体10の周面までの距離(例えば図示のR1,R2)よりも短くなる。要するに、上記のとおり、上記管本体10の中心Oより下方における上記冷却管30aから管本体10までの距離は、上記管本体10の中心Oより上方における上記冷却管30aから管本体10までの距離よりも短くなる。
In a preferred aspect of the present embodiment, the outer periphery 20aU of the
なお、上記管本体10の中心Oより下方における上記冷却管30aから管本体10までの距離を、上記管本体10の中心Oより上方における上記冷却管30aから管本体10までの距離よりも、どの程度短くなるようにするのかは、上記冷却管30aおよび上記フランジ20aの材質、大きさ、電流密度の大きさなどに応じて決定することができる。冷却管30aを管本体10に近づけ過ぎると、フランジ20aの伝導伝熱による管本体10の温度低下が大きくなり、温度分布はかえって不均一になることがある。そのため、電流の偏り改善とフランジ20aの伝導伝熱量が適切なバランスとなり、ガラス温度の不均一が最小になるように冷却管30aと管本体10との距離を決定するのが好ましい。また、伝熱と電流密度を同時に考慮して設計するのは容易ではなく、シミュレーションを用いるのが好ましい。シミュレーションにおいては、熱流体解析のソフトウェアを用いて、サブルーチンとして電気伝導の解析を組み込むことにより、ガラス流れ、伝熱、電気伝導の3つを連成して解析するのが好ましい。
The distance from the cooling
本実施形態のガラス導管においては、上記構成によって、上記電極21aから上記冷却管30aや上記フランジ20aを介して上記管本体10の中心Oより上方から管本体10に向かって流れる電流(例えば図6に図示のe4,e5などの流れ)だけではなく、上記電極21aから上記冷却管30a及び上記フランジ20aを介して上記管本体10の中心Oより下方から(言い換えれば、上記電極21aとは反対側にも回り込むように)管本体10に向かって流れる電流(例えば図6に図示のe1→e2→e3の流れ)が流れるようになる。
In the glass conduit of the present embodiment, due to the above configuration, a current flowing from above the
この結果、上記電極21aから上記フランジ20aを介して上記管本体10に流れる電流分布を好ましく改善することができ、管本体10の通電加熱を効率よく行うことができる。また、本実施形態では、上記フランジ20aの主に形状の改善によって上述の電流分布を改善することができるので、低コスト(安価な構成)で本発明の効果を得ることが可能である。
As a result, the distribution of current flowing from the
また、本実施形態では、上述の効果をよりいっそう発揮させる観点から、上記電極21aから上記冷却管30aを介して上記管本体10の中心Oより下方から管本体10に向かう電流が積極的に流れるようにするため、上記冷却管30aは、上記フランジ20aよりも耐熱温度が低く、導電性の高い材料から構成されていることが好ましい。
Further, in the present embodiment, from the viewpoint of further exerting the above-described effects, a current flowing from the
なお、上述の図5および図6は、図4に示す上記ガラス導管の軸方向から見た図であるため、図5および図6には、フランジ20b、電極21b、冷却管30bは現れていない。上記実施形態では、主に、一方のフランジ20a、電極21a、冷却管30aの構成および作用効果について説明したが、他方のフランジ20b、電極21b、冷却管30bの構成および作用効果についても同様である。
In addition, since FIG. 5 and FIG. 6 described above are views viewed from the axial direction of the glass conduit shown in FIG. 4, the
図7は、本発明のガラス導管の他の実施の形態を説明するためのガラス導管の軸方向から見た図である。
図7に示すように、本実施形態のガラス導管においては、管本体10と、当該管本体10に電流を流して通電加熱するためのフランジ40aと、当該フランジ40aから引き出された電極(図示していない)と、これらフランジ40a及び電極を冷却するための冷却管50aとを備えている。なお、図7には現れていないが、上記フランジ40a等と対のフランジ等が管本体10の長手方向の異なる位置に設けられている。
FIG. 7 is a view seen from the axial direction of the glass conduit for explaining another embodiment of the glass conduit of the present invention.
As shown in FIG. 7, in the glass conduit of the present embodiment, a tube
そして、本実施形態のガラス導管では、上記管本体10の中心Oを通る水平の破線Lより下方におけるフランジ40aの外周40aDは、楕円形状の一部を成している。これによって、上記管本体10の中心Oより下方における冷却管50aから管本体10までの距離は、上記管本体10の中心Oより上方における上記冷却管50aから管本体10までの距離よりも短くなる。
In the glass conduit of the present embodiment, the outer periphery 40aD of the
本実施形態のガラス導管においては、上記構成によって、上記電極から上記冷却管50aを介して上記管本体10の中心Oより下方から(要するに、上記電極が接続されている側とは反対側にも回り込むように)管本体10に向かって流れる電流(例えば図7に図示のe1→e2→e3の流れ)が流れるようになる。
In the glass conduit of the present embodiment, due to the above configuration, from the electrode, from below the center O of the tube
この結果、電極から上記フランジ50aを介して上記管本体10に流れる電流分布を好ましく改善することができ、管本体10の通電加熱を効率よく行うことができる。また、本実施形態についても、上記フランジ40aの主に形状の改善によって上述の電流分布を改善することができるので、低コスト(安価な構成)で本発明の効果を得ることが可能である。
As a result, the distribution of current flowing from the electrode to the
また、本実施形態においても、上述の効果をよりいっそう発揮させる観点から、電極から上記冷却管50aを介して上記管本体10の中心Oより下方から管本体10に向かう電流が積極的に流れるようにするため、上記冷却管50aは、上記フランジ40aよりも導電性の高い材料から構成されていることが好ましい。
Also in the present embodiment, from the viewpoint of further exerting the above-described effects, a current flowing from the electrode toward the pipe
また、本実施形態では、図7に示すように、上記管本体10の下端は、上記フランジ40aが設けられた位置において上記冷却管50aに当接しているが、本発明の効果を損なわない限りにおいて、管本体10と冷却管50aとの間をフランジによって離間させるようにしてもよい。管本体10と冷却管50aとが接していると冷却管50aにより管本体10が冷却されすぎるおそれがある。管本体10の一部、より具体的には清澄槽の電極近傍の位置において、局所的に温度が低下する。管本体10は、白金または白金合金(白金族金属)から構成されているため、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し、付着する。凝固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する、このため、管本体10と冷却管50aとの間をフランジによって離間させることで、管本体10の一部が局所的に冷却されるのを抑制することにより、凝固した揮発物が熔融ガラス中に落下して混入するのを防ぎ、ガラス基板に白金異物として混入することを防ぐことができる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the lower end of the pipe
また、本発明は、ガラス基板の製造方法についても提供する。
すなわち、本発明は、ガラス原料を溶解した溶融ガラスを成形炉に搬送してガラス基板を製造するガラス基板の製造方法であって、ガラス原料を溶解することで溶融ガラスを得る溶解工程と、前記溶融ガラスを昇温することにより、前記溶融ガラス中に含まれるガス成分の泡を脱泡する清澄工程と、前記清澄工程で脱泡された前記溶融ガラスを撹拌することにより、ガラス成分を均質化する撹拌工程と、均質化された前記溶融ガラスをシート状ガラスに成形する成形工程と、を含み、前記溶解工程、前記清澄工程、前記撹拌工程、及び前記成形工程の少なくともいずれかの間の前記溶融ガラスの搬送のために、上述のガラス導管を用いることを特徴とするガラス基板の製造方法である。
The present invention also provides a method for manufacturing a glass substrate.
That is, the present invention is a method of manufacturing a glass substrate for manufacturing a glass substrate by transferring a molten glass in which a glass raw material is melted to a forming furnace, wherein a melting step of obtaining a molten glass by melting the glass raw material, By raising the temperature of the molten glass, a fining step of defoaming bubbles of gas components contained in the molten glass, and stirring the molten glass defoamed in the fining step to homogenize the glass components And a shaping step of shaping the homogenized molten glass into a sheet glass, wherein the melting step, the fining step, the stirring step, and at least one of the shaping step A method for manufacturing a glass substrate, comprising using the above-mentioned glass conduit for conveying molten glass.
上記の各実施形態により説明したように、低コストで電流分布を改善することができ、その結果、通電加熱を効率よく行うことができるガラス導管を用いることで、品質の安定した高品質のガラス基板を製造することが可能である。 As described in each of the above embodiments, the current distribution can be improved at low cost, and as a result, by using a glass conduit capable of efficiently performing energization heating, high-quality glass with stable quality can be obtained. It is possible to manufacture a substrate.
上述の本発明の実施形態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等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、液晶ディスプレイ用ガラス基板に好適である。その中でも特に熱収縮率の小さいことが要求される、LTPS(低温ポリシリコン)・TFTや、酸化物半導体・TFTなど、パネル製造工程において高温処理を必要とする製品に好適に用いることができる。 The glass substrate manufactured in the above embodiment of the present invention is suitably used, for example, for a glass substrate for a liquid crystal display, a glass substrate for an organic EL display, and the like. In addition, this glass substrate can also be used as a cover glass for a display or a housing of a mobile terminal device, a touch panel, a glass substrate or a cover glass of a solar cell. In particular, it is suitable for a glass substrate for a liquid crystal display. Among them, it can be suitably used for products requiring high-temperature processing in a panel manufacturing process, such as LTPS (low-temperature polysilicon) TFT and oxide semiconductor TFT, which require a particularly low heat shrinkage.
また、本発明において製造されるガラス基板の幅方向及び縦方向の長さは、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。
また、本発明において製造されるガラス基板の厚さは、例えば0.01mm〜1.0mmである。好ましくは、0.1mm〜0.7mmである。
Further, the length in the width direction and the vertical direction of the glass substrate manufactured in the present invention is, for example, 500 mm to 3500 mm, preferably 1000 mm to 3500 mm, and more preferably 2000 mm to 3500 mm.
The thickness of the glass substrate manufactured in the present invention is, for example, 0.01 mm to 1.0 mm. Preferably, it is 0.1 mm to 0.7 mm.
(ガラス基板の組成)
上述の用途のガラス基板のガラス組成としては、アルミノシリケートガラス、ボロアルミノシリケートガラスであり、さらに無アルカリガラス、微アルカリガラスであり、例えば以下のものを好ましく挙げることができる。なお、以下に示す組成の含有率表示は、モル%である。
SiO2 55〜75%、Al2O3 5〜20%、B2O3 0〜15%、RO 5〜20%(ただし、RはMg、Ca、Sr及びBaのうち、ガラス基板に含まれる全元素)、R'2O 0〜0.4% (ただし、R'はLi、Na及びKのうち、ガラス基板に含まれる全元素)。
本発明で用いる溶融ガラスの歪点は、650℃以上であってもよく、680℃以上であることがより好ましい。
また、例えば、ガラス基板の液相粘度は、104.3poise〜106.7poiseである。
もちろん、本発明においては、ガラス基板のガラス組成を限定するものではない。
(Glass substrate composition)
Examples of the glass composition of the glass substrate for the above-mentioned applications include aluminosilicate glass and boroaluminosilicate glass, and further, non-alkali glass and slightly alkaline glass. For example, the following can be preferably mentioned. In addition, the content ratio indication of the composition shown below is mol%.
SiO 2 55~75%, Al 2 O 3 5~20%, B 2 O 3 0~15%, RO 5~20% ( wherein, R is Mg, Ca, among Sr and Ba, contained in the glass substrate all elements), R '2 O 0~0.4% ( provided that, R' is Li, among the Na and K, all the elements contained in the glass substrate).
The strain point of the molten glass used in the present invention may be 650 ° C. or higher, more preferably 680 ° C. or higher.
Further, for example, the liquidus viscosity of the glass substrate is 10 4.3 poise~10 6.7 poise.
Of course, in the present invention, the glass composition of the glass substrate is not limited.
以上詳細に説明したとおり、本発明によれば、低コストで電流分布を改善することができ、そのため通電加熱を効率よく行うことができるガラス導管を提供することができる。また、このガラス導管を用いることで、品質の安定した高品質のガラス基板を製造することが可能である。 As described above in detail, according to the present invention, it is possible to improve the current distribution at a low cost, and therefore, it is possible to provide a glass conduit capable of efficiently performing energization heating. Further, by using this glass conduit, it is possible to manufacture a high-quality glass substrate with stable quality.
以上、本発明を実施の形態により説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、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 described above, the present invention has been described with the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and changes may be made without departing from the gist of the present invention. .
1 管本体
2 フランジ
3 電極
4 冷却管
10 管本体
20a,20b フランジ
21a,21b 電極
30a,30b 冷却管
40a フランジ
50a 冷却管
100 溶解装置
101 溶解槽
102 清澄槽
103 撹拌槽
104 第1配管
105 第2配管
106 第3配管
200 成形装置
210 成形体
212 供給溝
213 下方端部
220 雰囲気仕切り部材
230 冷却ローラ
240 成形炉
250 徐冷炉
250a〜250d 搬送ローラ
300 切断装置
DESCRIPTION OF
Claims (3)
白金又は白金合金からなる管本体と、前記管本体の長手方向の異なる位置に設けられた一対のフランジと、前記フランジからそれぞれ引き出された電極と、前記フランジ及び前記電極のそれぞれの外周に沿って設けられ、前記フランジ及び前記電極を冷却する冷却管と、を備え、
前記管本体の中心より上方における前記フランジの外周は、円形状の一部を成している部分を有し、前記管本体の中心より下方における前記フランジの外周は、楕円形状の一部を成しており、
前記電極から前記冷却管を経由して前記管本体に流れる電流が、前記管本体の中心より下方から前記管本体に向かって流れるように、前記管本体の中心より下方における前記冷却管から前記管本体までの距離を、前記管本体の中心より上方における前記冷却管から前記管本体までの距離よりも短くしたことを特徴とするガラス導管。 A glass conduit for conveying the molten glass while heating it,
A tube main body made of platinum or a platinum alloy, a pair of flanges provided at different positions in the longitudinal direction of the tube main body, electrodes respectively drawn out from the flanges, and along the outer circumference of each of the flange and the electrode. A cooling pipe provided for cooling the flange and the electrode,
The outer periphery of the flange above the center of the pipe main body has a part forming a circular shape, and the outer periphery of the flange below the center of the pipe main body forms a part of an elliptical shape. And
From the cooling pipe below the center of the pipe body, the pipe flows from below the center of the pipe body so that a current flowing from the electrode to the pipe body via the cooling pipe flows from below the center of the pipe body toward the pipe body. A glass conduit, wherein a distance to the main body is shorter than a distance from the cooling pipe to the pipe main body above a center of the pipe main body.
ガラス原料を溶解することで溶融ガラスを得る溶解工程と、前記溶融ガラスを昇温することにより、前記溶融ガラス中に含まれるガス成分の泡を脱泡する清澄工程と、前記清澄工程で脱泡された前記溶融ガラスを撹拌することにより、ガラス成分を均質化する撹拌工程と、
均質化された前記溶融ガラスをシート状ガラスに成形する成形工程と、を含み、
前記溶解工程、前記清澄工程、前記撹拌工程、及び前記成形工程の少なくともいずれかの間の前記溶融ガラスの搬送のために、請求項1又は2に記載のガラス導管を用いることを特徴とするガラス基板の製造方法。 A glass substrate manufacturing method for manufacturing a glass substrate by transferring a molten glass obtained by melting a glass raw material to a molding furnace,
A melting step of obtaining a molten glass by melting glass raw materials, a fining step of defoaming bubbles of gas components contained in the molten glass by raising the temperature of the molten glass, and a defoaming step in the fining step By stirring the melted glass, a stirring step of homogenizing the glass component,
Forming the homogenized molten glass into a sheet-like glass,
Glass using the glass conduit according to claim 1 or 2 for conveying the molten glass during at least one of the melting step, the fining step, the stirring step, and the forming step. Substrate manufacturing method.
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