JP6739965B2

JP6739965B2 - ガラス板の製造方法

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Publication number: JP6739965B2
Application number: JP2016071111A
Authority: JP
Inventors: 仁志月向; 真至水野; 慎吾藤本
Original assignee: Avanstrate Inc; Avanstrate Asia Pte Ltd; Avanstrate Taiwan Inc
Current assignee: Avanstrate Inc; Avanstrate Asia Pte Ltd; Avanstrate Taiwan Inc
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2020-08-12
Anticipated expiration: 2036-03-31
Also published as: JP2017178731A

Description

本発明は、成形体に熔融ガラスを流してガラス板を製造するガラス板の製造方法に関する。

近年、フラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤという）の分野では、表示画像の高精細化の進展に伴って、ＦＰＤ用ガラス板に対する品質要求は益々厳しくなってきている。特に、画素のピッチズレの原因となるディスプレイパネル製造時に生じるガラス板の熱収縮を抑制するために、ガラス板を従来よりさらに高温で成形し、熔融ガラスがより高温になる傾向にある。

熔融ガラスが高温になると、例えば、白金又は白金合金で構成された移送管に通電用のフランジ電極を設けて移送管を通電加熱するが（特許文献１）、通電加熱に使用する電極をはじめ白金装置も高温になるため、装置の破損の問題がいっそう深刻となる。
ガラス板の製造装置の耐用年数を延ばすには、製造の高温条件下で破損が生じ易い部位について、耐久性を向上させる必要がある。

特開２００９−２９８６７１号公報

ガラス板製造装置の耐用年数が延びるに伴い、高温の熔融ガラスを移送する際、白金又は白金合金からなる移送管等の壁を備える白金装置では、移送管の壁の破損などにより、移送管からの熔融ガラスの漏れが生じ易くなる。しかし、熔融ガラスが移送管から漏れ出た場合でも、漏れ出た熔融ガラスが進行する領域を最小限に留めることが好ましく、移送管内の熔融ガラスの目標温度を区分けして定めた複数の加熱ゾーンの他、装置の電気系などの領域に熔融ガラスが進入するのを阻止することが好ましい。

本発明は、白金装置の壁などの破損により熔融ガラスの漏れが発生した場合でも、漏れ出た熔融ガラスが進行する領域を最小限に留め、ガラス板製造装置の耐用年数の長い仕様に対応できるガラス板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、成形体に熔融ガラスを流してガラス板を製造するガラス板の製造方法である。当該製造方法は、
ガラス原料を熔解して前記熔融ガラスを生成する熔解工程と、
前記熔融ガラスを、耐熱部で外周が覆われた移送管を通して前記成形体に供給する供給工程と、
前記熔融ガラスから前記ガラス板を成形する成形工程と、を備え、
前記供給工程を行う供給装置は、前記移送管を加熱する、前記耐熱部の外側に設けられる加熱部と、前記移送管の外側に備えられ、前記移送管の外側の領域を、前記移送管の長手方向に区分けする漏ガラス遮断板と、を有する。
前記漏ガラス遮断板の少なくとも２つは、前記移送管及び前記加熱部を含む領域である加熱ゾーンを挟むように、前記加熱ゾーンの前記長手方向の前後に設けられ、
前記供給装置は、前記加熱ゾーンに加え、さらに、前記移送管の外周が前記耐熱部に覆われていない熱膨張許容領域を有し、
前記熱膨張許容領域は、前記移送管の管本体が分断されて離間した第１管及び第２管と、前記第１管及び前記第２管の間に形成される、操業時の熱膨張を許容する熱膨張許容空間と、前記第１管の端部及び前記第２管の端部とを覆い、前記第１管及び前記第２管に対して前記長手方向に移動自在な覆い部材と、を備え、
前記漏ガラス遮断板のすくなくとも１つは、前記耐熱部と前記熱膨張許容領域とを隔てており、
前記耐熱部は、耐熱レンガ、及び前記耐熱レンガと前記移送管の間を埋める充填材で構成され、
前記漏ガラス遮断板の少なくとも１つは、前記耐熱部を前記長手方向に区分けするように、前記移送管の外側に設けられ、
前記漏ガラス遮断板の少なくとも１つは、前記耐熱部の外側まで延びるように設けられる。

前記漏ガラス遮断板は、間隔をあけて複数設けられ、
前記熔融ガラスの前記長手方向の温度勾配に対応して前記間隔は決められて、前記漏ガラス遮断板が設けられる、ことが好ましい。

前記漏ガラス遮断板のすくなくとも２つは、前記移送管及び前記加熱部を含む領域空間の前記長手方向の前後に設けられ、前記供給装置の前記領域空間の外に空洞の外部空間を少なくとも１つ備える、頃が好ましい。

前記漏ガラス遮断板の少なくとも１の外周には、当該漏ガラス遮断板の冷却を行う冷却管が設けられる、ことが好ましい。

本発明のガラス板の製造方法によれば、白金等あるいは白金合金で構成された管の壁などの破損で熔融ガラスの漏れが生じた場合でも、熔融ガラスが進行する領域を最小限に留め、ガラス板製造装置の耐用年数を延ばすことのできるガラス板の製造方法を提供することができる。

本実施形態に係るガラス板の製造方法の一例のフローチャートである。本実施形態に係るガラス板製造装置の一例を示す図である。本実施形態に用いる供給装置の一例の概略断面図である。本実施形態に用いる供給装置の主要部の構成の一例を示す斜視図である。本実施形態に用いる供給装置の他の主要部の構成の一例を示す斜視図である。本実施形態に用いる第３漏ガラス遮断板及び覆い部材を説明する図である。本実施形態に用いる第３漏ガラス遮断板の外周に設けられた冷却官の一例を示す図である。本実施形態に用いる供給装置の他の一例の概略断面図である。

以下、本実施形態のガラス板の製造方法について説明する。本実施形態のガラス板の製造方法では、オーバーフローダウンドロー法を用いてガラス板が製造される。なお、本実施形態では、ガラス板の製造方法で用いる供給装置は、熔解工程と清澄工程の間の熔融ガラスの供給工程、清澄工程と均質化工程の間の熔融ガラスの供給工程、あるいは、均質化工程と成形工程の間の熔融ガラスの供給工程に用いることができる。

図１は、本実施形態に係るガラス板の製造方法の一例のフローチャートである。以下、図１を用いてガラス板の製造方法について説明する。

ガラス板は、図１に示すように、熔解工程ＳＴ１、清澄工程ＳＴ３、均質化工程ＳＴ５、成形工程ＳＴ７、及び第１〜３供給工程ＳＴ２、ＳＴ４、ＳＴ６を経て製造される。

熔解工程ＳＴ１では、ガラス原料を熔解する。ガラス原料は、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３等の組成からなる。熔解槽に投入されたガラス原料は、加熱されて熔解される。完全に熔解したガラス原料は、熔融ガラスとなり、次の工程である清澄工程ＳＴ３が行われる清澄槽へ流れ出る。

清澄工程ＳＴ３では、熔融ガラスを清澄する。具体的には、熔融ガラス中に含まれるガス成分を気泡として熔融ガラス外に放出する、又は、ガス成分を熔融ガラス中に溶解させる。清澄された熔融ガラスは、次の工程である均質化工程ＳＴ３が行われる攪拌槽へ流れ出る。

均質化工程ＳＴ５では、熔融ガラスを均質化する。具体的には、熔融ガラスを、攪拌することにより均質化する。なお、この工程では、清澄が済んだ熔融ガラスの温度調整を行う。均質化された熔融ガラスは、成形工程ＳＴ７の成形装置へ流れ出る。

成形工程ＳＴ７では、熔融ガラスをガラス板に成形する。成形されたガラス板は、切断装置を用いて切断されて一枚ずつのガラス板となる。成形方法としては、ダウンドロー法、フロート法、ロールアウト法等を用いることができる。なお、本実施形態では、ダウンドロー法のオーバーダウンドロー法を用いることが好ましい。切断されたガラス板は、その後、所定のサイズに切断され、端面の研削・研磨等の加工が行われて、洗浄、検査が行われる。

第１供給工程ＳＴ２、第２供給工程ＳＴ４、及び第３供給工程ＳＴ６は、供給先の各工程が要求する熔融ガラスの温度になるように、熔融ガラスを加熱しながら、熔融ガラスを流し搬送する工程である。例えば、熔融ガラスは、昇温するように、あるいは降温するように、熔融ガラスの加熱が制御される。熔融ガラスの加熱方式は、熔融ガラスが流れる後述する第１移送管１０５、第２移送管１０６、及び第３移送管１０７の管本体の通電することで発するジュール熱で熔融ガラスを加熱する直接加熱方式でもよいし、管本体とは別に設けられたヒータ等の加熱源を用いて第１移送管１０５、第２移送管１０６、及び第３移送管１０７を加熱することにより熔融ガラスを加熱する間接加熱方式でもよい。

図２は、本実施形態に係るガラス板製造装置１００の一例を示す図である。
図２に示すように、ガラス板製造装置１００は、熔解槽１０１と、清澄槽１０２と、攪拌槽１０３と、成形装置１０４と、第１移送管１０５と、第２移送管１０６と、第３移送管１０７と、を有する。

熔解槽１０１は、ガラス原料を熔解するための槽である。熔解槽１０１は、レンガ等の耐火物により構成されており、下部に液槽を有する。例えば、熔解槽１０１は、適宜壁面に配置されるバーナーによって加熱される。そして、壁面がバーナーによって加熱されることで輻射熱が発生し、当該輻射熱によってガラス原料が加熱されて熔解される。液槽には、ガラス原料を通電することによりジュール熱をガラス原料自体から発生させるための電気加熱装置が設けられている。液槽の壁面には、ガラス原料と接するように電気加熱装置の電極が設けられている。熔解槽１０１では、熔解工程ＳＴ１が行われる。なお、上記では、ガラス原料の加熱手段としてバーナーと電極とを有するものを例として挙げて説明したが、これに限られるものではなく、いずれかを有していればよい。また、ガラス原料の熔解方法は特にこれに限定されるものではなく、他の加熱手段を用いてガラス原料を熔解することも可能である。

清澄槽１０２は、熔融ガラスから泡を除去するための槽である。熔解槽１０１より送り込まれた熔融ガラスを、清澄槽１０２でさらに加熱することで、熔融ガラス中の気泡の脱泡が促進される。清澄槽１０２では、清澄工程ＳＴ３が行われる。より詳細には、清澄槽１０２における熔融ガラスの温度は、清澄剤がガス成分（例えば、酸化スズであれば酸素）を放出する温度以上であって、熔融ガラス中の既存の泡に上記ガス成分が拡散し既存の泡の泡径が拡大する温度に昇温される。また、熔融ガラス中の気泡が十分な浮上速度となる粘度（２００〜８００ｐｏｉｓｅ）を実現する温度以上に熔融ガラスは昇温される。これにより、熔融ガラス中の気泡は熔融ガラス内から外部に放出される。その後、熔融ガラスは降温され、熔融ガラス中に残存している気泡が清澄剤に吸収される。これにより、熔融ガラス中の泡を消滅させることができ清澄が行われる。なお、泡の消滅は、清澄槽１０２、第２移送管１０６及び攪拌槽１０３において行われてもよい。

攪拌槽１０３は、熔融ガラスを収容する容器と、回転軸と、当該回転軸に取り付けられた攪拌翼とを含む攪拌装置を有している。容器、回転軸、及び、攪拌翼としては、例えば、白金等の白金族元素又は白金族元素の合金製のものを用いることができるが、これに限られない。モータ等の駆動部（図示せず）の駆動によって回転軸が回転することによって、回転軸に取り付けられた攪拌翼が、熔融ガラスを攪拌する。攪拌槽１０３では、均質化工程ＳＴ５が行われる。

成形装置１０４は、上部に溝が形成され縦方向の断面が楔形形状をした成形体を備える。溝は、成形体の長手方向に沿って形成されている。成形体は、耐火物である。このほか、成形装置１０４は、成形体を溢れ出て成形体の下端で合流した熔融ガラスを下方に延伸するローラ、ガラスを徐々に冷却する冷却装置等を備える。成形装置１０４では、成形工程ＳＴ７が行われる。

第１移送管１０５、第２移送管１０６、及び第３移送管１０７は、白金族元素（白金、イリジウム、オスミウム、パラジウム、ロジウム、ルテニウム等）又は白金族元素合金製の配管である。白金族元素又は白金族元素合金は、以降、白金等あるいは白金合金と簡略化していう。
第１移送管１０５は、熔解槽１０１と清澄槽１０２とを接続する配管である。第２移送管１０６は、清澄槽１０２と攪拌槽１０３とを接続する配管である。第３配管１０７は、攪拌槽１０３と成形装置１０４とを接続する配管である。第１移送管１０５、第２移送管１０６、及び第３移送管１０７は、後述する図３に示す構成の供給装置１１０に組み込まれている。

図３は、本実施形態に用いる供給装置１１０の一例の概略断面を示す図である。図３では、第２移送管１０６を組み込んだ供給装置１１０を示している。図４は、供給装置１１０の主要部の構成の一例を示す図である。図５は、供給装置１１０の他の主要部の構成の一例を示す図である。以下の説明では、上方、下方、上面あるいは下面等のように、「上」あるいは「下」を用いるが、「上」とは、供給装置１１０が設置される床面に対して法線方向であって床面１１９に対して鉛直上方（図３中のＸ方向）をいい、「下」は、鉛直下方をいう。

供給装置１１０は、第２移送管１０６と、樋状耐熱レンガ１０８と、板状耐熱レンガ１１０と、構造体１１２と、加熱素子１１４、１１６と、ハウジング１１８と、第１漏ガラス遮断板１２０と、第２漏ガラス遮断板１２２と、第３漏ガラス遮断板１２４と、を備える。

樋状耐熱レンガ１０８には、図４に示すように、断面がＵ字形状を成した溝１０８ａが一方向に延在するように設けられている。溝１０８ａには、第２移送管１０６が収容される。溝１０８ａのサイズは、第２移送管１０６との間で大きな隙間ができない程度に設定されている。樋状耐熱レンガ１０８は、１６００℃超の温度に対して耐熱性を有する素材で構成されている。溝１０８ａと第２移送管１０６との間の隙間を埋めるためのキャスタブルセメント（充填材）が隙間に充填されている。なお、図４では、板状耐熱レンガ１１０の図示は省略されている。
板状耐熱レンガ１１０は、樋状耐熱レンガ１０８の溝１０８ａの開口部を覆う蓋のように樋状耐熱レンガ１０８の上方に設けられる。板状部材１１０は、１６００℃超の温度に対して耐熱性を有する素材で構成されている。樋状耐熱レンガ１０８、板状耐熱レンガ１１０、及びキャスタブルセメントは、第２移送管１０６の外周を覆う耐熱部を構成している。

構造体１１２は、１６００℃超の温度に対して耐熱性を有する耐火レンガで組んだ構造であり、樋状耐熱レンガ１０８を下方から支持する基台として機能する。構造体１１２は、供給装置１１０を設置する床面上に設けられている。

構造体１１２の床面１１９に近い下部には、空洞の空間１１２ａが設けられ、空間１１２ａ内には、棒状の加熱素子１１４（加熱部）が設けられている。図３では、加熱素子１１４が、図３の紙面に垂直方向、すなわち、第２移送管１０６の長手方向に直交する方向に延びるように２つ設けられている。空間１１２ａは、図３では示されないが、第２移送管１０６の長手方向に間隔をあけて複数設けられている。各空間１１２ａのそれぞれには、少なくとも１つの加熱素子１１４が設けられている。加熱素子１１４は、加熱素子１１４を収容する空間１１２ａの雰囲気を加熱し、さらに、構造体１１２及び樋状耐熱レンガ１１４、さらには、第２移送管１０６を加熱する。より具体的には、加熱素子１１４を用いた加熱に関しては、第２移送管１０６のうち、加熱素子１１４の位置に対応した長手方向の各部分を加熱する。これにより、第２移送管１０６を流れる熔融ガラスを加熱する。つまり、供給装置１１０の加熱素子１１４を配置した部分は、この部分に対応した第２移送管１０６の長手方向の位置における熔融ガラスの温度が予め設定された目標温度になるように、長手方向に沿って区切られた加熱ゾーンである。言い換えると、加熱ゾーン毎に、熔融ガラスの目標温度が設定されており、熔融ガラスの温度がこの目標温度になるように、加熱素子１１４が設けられている。このように、熔融ガラスは、樋状耐熱レンガ１０８の外側に設けられる加熱素子１１４により、第２移送管１０６を通して間接的に加熱される。したがって、熔融ガラスの温度が目標温度になるように、加熱ゾーン毎に加熱素子１１４による加熱の制御が行われる。
第２移送管１０６及び加熱素子１１４を含む領域である加熱ゾーンは、第２移送管１０６の長手方向に沿った熔融ガラスの温度勾配に対応し定められていることが好ましい。例えば、設定された温度勾配が緩やかであるほど、加熱ゾーンを多く設定して、熔融ガラス及び供給装置１１０の各部分からの熱放出を補うように、加熱素子１１４による加熱を長手方向に沿って細かく行うことが好ましい。

板状耐熱レンガ１１０の上方には、ハウジング１１８との間に空洞の上部空間１１８ａが設けられている。上部空間１１８ａには、棒状の加熱素子１１６が設けられている。図３では、加熱素子１１６が、図３の紙面に垂直方向、すなわち、第２移送管１０６の長手方向に直交する方向に延びるように設けられている。このように第２移送管１０６の上方からも加熱を行なうことで、第２移送管１０６を流れる熔融ガラスの温度を調整することができる。なお、上述した加熱ゾーン毎に、加熱素子１１６の加熱を制御することが好ましい。図３に示す例では、上部空間１１８ａは板状耐熱レンガ１１０と接するように設けられるが、板状耐熱レンガ１１０の上層に、さらに耐火レンガ等を積層し、積層した耐火レンガの上方に、上部空間１１８ａが設けられてもよい。
ハウジング１１８は、複数の耐火レンガを組んで、第２移送管１０６と、樋状耐熱レンガ１０８と、板状耐熱レンガ１１０と、構造体１１２と、加熱素子１１４、１１６を内部に収納するように設けられた筐体である。

第１漏ガラス遮断板１２０は、１６００℃超の温度に対して耐熱性を有する素材で構成され、第２移送管１０６に固定された板である。第１漏ガラス遮断板１２０は、図４に示すように、第２移送管１０６の外周と接し、その外周を覆うように設けられている。第１漏ガラス遮断板１２０の外縁は、図４に示されるように、樋状耐熱レンガ１０８の側面及び下面、さらには板状耐熱レンガ１１０の上面を越えて突出している。すなわち、第１漏ガラス遮断板１２０の端は、上部空間１１８ａ及び構造体１１２と接している。したがって、第１漏ガラス遮断板１２０は、第１漏ガラス遮断板１２０によって長手方向に分断された樋状耐熱レンガ１０８と板状耐熱レンガ１１０によって長手方向の両側から挟まれている。

第２漏ガラス遮断板１２２は、１６００℃超の温度に対して耐熱性を有する素材で構成され、第２移送管１０６に固定された板である。第２漏ガラス遮断板１２２は、図５に示すように、第２移送管１０６の下方の位置から下方に延びている。第２漏ガラス遮断板１２２は、第２移送管１０６と接して設けられてもよいし、第２移送管１０６に接しなくてもよい。第２漏ガラス遮断板１２２は、第２移送管１０６から見て側方（第２移送管１０６の長手方向と下方向とに直交する方向）に延びて、第２漏ガラス遮断板１２２の側方の外縁は、ハウジング１１８と接している。このような第２漏ガラス遮断板１２２が、加熱素子１１４を長手方向の両側から挟むように２つ設けられている。したがって、２つの第２漏ガラス遮断板１２２は、内部空間１１３を形成する。内部空間１１３には、加熱素子１１４が位置する。この内部空間１１３は、２つの第２漏ガラス遮断板１２２、構造体１１２、及びハウジング１１８によって囲まれている。なお、第２漏ガラス遮断板１２２は、樋状耐熱レンガ１０８の下面を超えて樋状耐熱レンガ１０８の下方にある床面１１９あるいは床面１１９上に敷いた平板状の耐熱部材まで延びている。
本実施形態では第２移送管１０６の長手方向に関して、第１漏ガラス遮断板１２０の、熔融ガラスの流れ方向の下流側に、２つの第２漏ガラス遮断板１２２が設けられることが好ましい。

本実施形態において、第１漏ガラス遮断板１２０を設けるのは、第２移送管１０６が破損して、第２移送管１０６を流れる熔融ガラスが樋状耐熱部１０８の溝１０８ａに漏れ出して、溝１０８ａと第２移送管１０６の間の隙間に充填されたキャスタブルセメントを熔融し、この熔融物が、漏れ出た熔融ガラスと一体となって溝１０８ａを伝って、溝１０８ａの長手方向の開口端に進行して開口端から流れ出る不具合を阻止するためである。
また、本実施形態において、加熱素子１１４を挟むように２つの第２漏ガラス遮断板１２２を設けるのは、第２移送管１０６が破損して、第２移送管１０６を流れる熔融ガラスが樋状耐熱部１０８の溝１０８ａから溢れ出しても、２つの第２漏ガラス遮断板１２２で隔てられた内部空間１１３に進入することを阻止し、加熱素子１１４の損傷を抑止するためである。
このように、第１漏ガラス遮断板１２０及び第２漏ガラス遮断板１２２は、第２移送管１０６の外側の領域を、第２移送管１０６の長手方向に区分けすることで、漏れ出た熔融ガラスの進行及び漏れ出た熔融ガラスに由来する熔融物の進行を阻止するバリアとして機能する。したがって、本実施形態は、漏れ出た熔融ガラスが進行する領域を最小限に留め、供給装置１１０の耐用年数を延ばすことができる。

第３漏ガラス遮断板１２４は、１６００℃超の温度に対して耐熱性を有する素材で構成された板であり、樋状耐熱レンガ１０８及び板状耐熱レンガ１１０の、熔融ガラスの流れ方向の上流側の端に、第２移送管１０６の外側の領域を隔てるように、第２移送管１０６に固定されて設けられている。具体的には、第３漏ガラス遮断板１２４は、第２移送管１０６の外側の領域にある樋状耐熱レンガ１０８及び板状耐熱レンガ１１０と、後述する熱膨張許容領域１３０（図５参照）と、を隔てるように設けられている。第３漏ガラス遮断板１２４は、第１漏ガラス遮断板１２０及び第２漏ガラス遮断板１２２と合わせて、第２移送管１０６の外側の領域を、第２移送管１０６の長手方向に区分けする耐熱板である。第３漏ガラス遮断板１２４は、ハウジング１１８の端から露出するよう、供給装置１１０の端に設けられている。第２移送管１０６は、図３に示すように、供給装置１１０の外側に延びている。

図６は、第３漏ガラス遮断板１２４及び覆い部材を説明する図である。
図６では、ハウジング１１８、構造体１１２、加熱素子１１４，１１６の図示は省略されている。供給装置１１０は、ハウジング１１８で囲まれた加熱ゾーンの他に、第２移送管１０６が樋状耐熱レンガ１０８及び板状耐熱レンガ１１０で覆われていない熱膨張許容領域１３０を有する。ここで、熱膨張許容領域１３０は、図６に示されるように、第２移送管１０６の管本体は分断されて離間した第１管１０６ａ及び第２管１０６ｂを備える。第１管１０６ａと第２管１０６ｂとの間には空間が形成されている。この空間は、操業時の熱膨張を許容する熱膨張許容空間Ｓ１である。熱膨張許容空間Ｓ１は、第２移送管１０６が操業時に加熱を行なって高温になることにより生じる熱膨張により座屈して破損するのを防止するために設けられる。第１管１０６ａの端及び第２管１０６ｂの端は、自由端となっているので熱膨張は拘束されない。

供給装置１１０の熱膨張許容領域１３０は、覆い部材１３２ａ，１３２ｂを備える。第１管１０６ａ及び第２管１０６ｂは熱膨張しても依然として熱膨張許容空間Ｓ１が存在するが、熱膨張許容空間Ｓ１が存在しても、熔融ガラスが第２管１０６ｂから第１管１０６ａに熔融ガラスが流れるように、覆い部材１３２ａ，１３２ｂが設けられている。
覆い部材１３２ａ，１３２ｂは、熱膨張許容空間Ｓ１と第１管１０６ａの端部及び第２管１０６ｂの端部とを覆い、第１管１０６ａ及び第２管１０６ｂに対して第２移送管１０６の長手向に移動自在に構成されていることが好ましい。覆い部材１３２ａ，１３２ｂが第１管１０６ａ及び第２管１０６ｂに対して移動自在に構成されるのは、第１管１０６ａ及び第２管１０６ｂが熱膨張しても、覆い部材１３２ａ，１３２ｂに歪みがかからないようにするためである。

覆い部材１３２ａ，１３２ｂは、第２移送管１０６と同様に、白金等あるいは白金合金製である。覆い部材１３２ａは、第１管１０６ａ及び第２管１０６ｂの上部を覆い、覆い部材１３２ｂは、第１管１０６ａ及び第２管１０６ｂの下部を覆う。覆い部材１３２ａは、覆い部２１３ａ及びフランジ部２１３ｂ，２１３ｃを有し、覆い部材１３２ｂは、覆い部２１３ｄ及びフランジ部２１３ｅ，２１３ｆを有する。

押さえ部材１３４ａ，１３４ｂが、図６に示すように、上方及び下方から覆い部材１３２ａ，１３２ｂを第１管１０６ａ，１０６ｂの方向に向かって押さえるように設けられる。

覆い部２１３ａ，２１３ｄは、第１管１０６ａ、第２管１０６ｂ、及び、熱膨張許容空間Ｓ１を覆う部分である。覆い部２１３ａ，２１３ｄは、第１管１０６ａ及び第２管１０６ｂを覆うことができるように、その長手方向の面に垂直に切断した断面形状が略半円の円弧を描く。フランジ部２１３ｂ，２１３ｃ，２１３ｅ，２１３ｆは、覆い部２１３ａ，２１３ｄの両端部からそれぞれ径方向外側、水平方向（長手方向及び下方向に直交する方向）に延びる。なお、図６に示す例では、フランジ部２１３ｂ，２１３ｃ，２１３ｅ，２１３ｆは、覆い部２１３ａから水平方向に延びているが、水平方向に延びるものに限られない。

このような覆い部材１３２ａ，１３２ｂを設けることにより、熔融ガラスを第２管１０６ｂから第１管１０６ａへ流すことができる。押さえ部材１３４ａ，１３４ｂにより、覆い部材１３２ａ，１３２ｂが第１管１０６ａ，１０６ｂを押さえるので、覆い部材１３２ａのフランジ部２１３ｂ，２１３ｃと覆い部材１３２ｂのフランジ部２１３ｅ，２１３ｆとの間、及び、第１管１０６ａ及び第２管１０６ｂと、覆い部２１３ａ及び覆い部２１３ｂとの間には、隙間が生じ難いが、隙間が生じたとしても、これらの隙間は小さく、隙間に流れ込んだ熔融ガラスは冷却されることにより粘度が高くなって流動が停止し易い。このため、上記隙間から熔融ガラスは流出し難い。なお、フランジ部２１３ｂ，２１３ｃ，２１３ｅ，２１３ｆは、粘度が高くなって流動が停止した熔融ガラスの熱を放出するための冷却フィンとしての役割を果たす。

第３漏ガラス遮断板１２４は、さらに覆い部材１３２ａ，１３２ｂと、第１管１０６ａあるいは第２管１０６ｂとの間の隙間から、熔融ガラスが漏れ出たとしても、漏れ出た熔融ガラスが第１管１０６ａを伝って、樋状耐熱レンガ１０８と第２移送管１０６との間の隙間等に進入することを阻止する役割を果たす。

なお、第２管１０６ｂは、熔融ガラスの流れ方向の上流側に位置する清澄槽１０２から延びる管である。清澄槽１０２の側の耐熱部の端面にも、第３漏ガラス遮断板１２４と同様の耐熱板が設けられることが、熔融ガラスが第２移送管１０６を伝って清澄槽１０２の側の耐熱部に進入することを阻止する点から好ましい。
以上説明した第１〜３漏ガラス遮断板１２０，１２２，１２４には、第２移送管１０６から漏れ出た熔融ガラスの流れを阻止する点から、耐熱性及び耐侵食性を有する素材を用いることが好ましく、例えば、白金等あるいは白金合金からなる金属板、あるいはジルコニア系耐火物製板を用いることが好ましい。

第１〜３漏ガラス遮断板１２０，１２２，１２４の少なくとも１つの外周には、この漏ガラス遮断板の冷却を行う冷却管が設けられていることが、第２移送管１０６から漏れ出た熔融ガラスの流れを阻止する点から好ましい。図７は、第３漏ガラス遮断板１２４の外周に設けられた冷却官１３６ａ〜１３６ｄの一例を示す図である。冷却管１３６ａ〜１３６ｄには、液体の冷媒を流してもよく、気体の冷媒を流してもよい。
冷却管１３６ａ〜１３６ｄを設けることにより、第１〜３漏ガラス遮断板１２０，１２２，１２４の外周は効率よく冷却される。第２移送管１０６から漏れ出た熔融ガラスあるいはキャスタブルセメントの熔融物が第１〜３漏ガラス遮断板１２０，１２２，１２４に進行して接し、さらに、第１〜３漏ガラス遮断板１２０，１２２，１２４の外周を乗り越えようと流動するが、第１〜３漏ガラス遮断板１２０，１２２，１２４の外周は冷却されているので、熔融ガラスあるいは熔融物を高粘度にして流動を停止させることができる。このように、冷却管１３６ａ〜１３６ｄを設けることは熔融ガラス及び熔融物の進行を阻止する点で好ましい。

なお、本実施形態では、供給装置１００の加熱ゾーンと加熱ゾーンの間に外部空間１４０を少なくとも１つ備えることが好ましい。図８は、本実施形態に用いる供給装置の他の一例の概略断面図である。図８では、２つの加熱ゾーンの間に外部空間１４０を設ける例を示している。
図８に示すように、供給装置１１０は、加熱ゾーンＩと加熱ゾーンＩＩを備える。
加熱ゾーンＩは、ハウジング１１８と同様の構成のハウジング１１８ａ、加熱素子１１４，１１６と同様の構成の加熱素子１１４ａ，１１６ａ、構造体１１２と同様の構成の構造体１１２ａ，第１漏ガラス遮断板１２０，１２２と同様の構成の第１漏ガラス遮断板１２０ａ，１２２ａ、第３漏ガラス遮断板１２４と同様の構成の第３漏ガラス遮断板１２４ａを備える。加熱ゾーンＩＩは、ハウジング１１８と同様の構成のハウジング１１８ｂ、加熱素子１１４，１１６と同様の構成の加熱素子１１４ｂ，１１６ｂ、構造体１１２と同様の構成の構造体１１２ｂ，第１漏ガラス遮断板１２０，１２２と同様の構成の第１漏ガラス遮断板１２０ｂ，１２２ｂ、第３漏ガラス遮断板１２４と同様の構成の第３漏ガラス遮断板１２４ｂを備える。これらの各部分の説明は省略する。
供給装置１１０では、樋状耐熱レンガ１０８及び板状耐熱レンガ１１０に覆われた第２移送管１０６は、第２移送管１０６の長手方向に沿って加熱ゾーンＩ、外部空間１４０、加熱ゾーンＩＩが設けられている。外部空間１４０では、第２移送管１０６は、樋状耐熱レンガ１０８及び板状耐熱レンガ１１０に覆われているが、ハウジング１１８ａ，１１８ｂの外部に位置する。このような構成により、熔融ガラスあるいは熔融物が外部空間１３０で樋状耐熱レンガ１０８から溢れ出たとしても、外部空間１４０でトラップされ、他の加熱ゾーンへの進行を阻止することができる。

本実施形態として、第２移送管１０６を含む供給装置１１０を例に挙げて説明したが、冷却装置１１０は、第１移送管１０５及び第３移送管１０７にも適用できる。この場合、図３に示す形態は、加熱素子１１４，１１６を用いて熔融ガラスを加熱する間接加熱方式であるが、加熱素子１１４，１１６の代わりに、管本体を通電して熔融ガラスを加熱する通電加熱方式を用いることができる。この場合、移送管の外周には、移送管を通電するためのフランジ状の電極板が設けられる。しかし、第１〜３漏ガラス遮断板１２０，１２２，１２４は、電極板と別体であり、電源と接続されない。したがって、第１〜３漏ガラス遮断板１２０，１２２，１２４は、電気伝導率の低い素材、例えば白金等あるいは白金合金に比べて熱伝導率の低い素材を用いることができる。

図３に示す実施形態では、第２移送管１０６に固定されている第１漏ガラス遮断板１２０は、第２移送管１０６の長手方向の両側から樋状耐熱レンガ１０８及び板状耐熱レンガ１１０に挟まれている。このため、第２移送管１０６と樋状耐熱レンガ１０８及び板状耐熱レンガ１１０との間の熱膨張率の違いによって、第１漏ガラス遮断板１２０によって動きが拘束された第２移送管１０６は、操業時の加熱によって歪みを受け易く、第２移送管１０６が破損する虞がある。このため、第２移送管１０６の長手方向の、第１漏ガラス遮断板１２０が設けられる位置を含む近傍では、第２移送管１０６の変形を許容するために、襞形状（波形状）を成していることが好ましい。

本実施形態に適用されるガラスの種類は、特に限定されないが、ボロシリケイトガラス、アルミノシリケイトガラス、アルミノボロシリケイトガラス、ソーダライムガラス、アルカリシリケイトガラス、アルカリアルミノシリケイトガラス、アルカリアルミノゲルマネイトガラスであってもよい。

また、本実施形態で製造されるガラス板の用途は特に限定されないが、ＦＰＤ用のガラス板、太陽電池用のパネル、カバーガラスに使用されるものでもよい。なお、カバーガラスとは、例えば、ＡＶ機器（携帯端末等）の表示画面や筐体を保護するために、ガラス板を化学的あるいは物理的に強化した強化ガラスである。

また、ＦＰＤ用のガラス板としては、ガラス板が質量％表示で、以下の成分を含むものが例示される。下記括弧内の表示は各成分の好ましい含有率であり、後半ほど好ましい。
ＳｉＯ_２：５０〜７０％（５５〜６５％，５７〜６４％、５８〜６２％）、
Ａｌ_２Ｏ_３：５〜２５％（１０〜２０％，１２〜１８％，１５〜１８％）、
Ｂ_２Ｏ_３：０〜１５％（５〜１５％，６〜１３％，７〜１２％）。

このとき、任意成分として、下記の組成を含んでもよい。
ＭｇＯ：０〜１０％（下限は０．０１％、下限は０．５％、上限は５％、上限は４％、上限は２％）、
ＣａＯ:０〜２０％（下限は１％、下限は３％、下限は４％、上限は９％、上限は８％、上限は７％、上限は６％）、
ＳｒＯ:０〜２０％（下限は０．５％、下限は３％、上限は９％、上限は８％、上限は７％、上限は６％）、
ＢａＯ：０〜１０％（上限は８％、上限は３％、上限は１％、上限は０．２％）、
ＺｒＯ_２:０〜１０％（０〜５％，０〜４％，０〜１％，０〜０．１％）。

また、特に、ガラス板は、以下質量％表示で、
ＳｉＯ_２：５０〜７０％、
Ｂ_２Ｏ_３：５〜１８％、
Ａｌ_２Ｏ_３：１０〜２５％、
ＭｇＯ：０〜１０％、
ＣａＯ：０〜２０％、
ＳｒＯ：０〜２０％、
ＢａＯ：０〜１０％、
ＲＯ：５〜２０％（但し、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから選ばれる少なくとも１種である）、
を含有することが好ましい。さらに、
Ｒ’_２Ｏ：０．２％を超え２．０％以下（但し、Ｒ’はＬｉ、Ｎａ及びＫから選ばれるガラス板に含有される成分であって、少なくとも１種である）、を含むことが好ましい。
このときのガラス組成のガラスは、アルカリ微量含有ガラスといい、このガラス組成のガラス板をアルカリ微量含有ガラス板という。アルカリ微量含有ガラスは、Ｒ’_２Ｏの含有率が０％を超え２．０％以下であればよい。本実施形態においてＲ’_２Ｏの含有率が０％を超え２．０％以下のアルカリ微量含有ガラスが用いられ得るが、好ましくは０．２％を超え２．０％以下である。また、Ｒ’_２Ｏが実質０．０％であってもよい。このときのガラス組成のガラスを無アルカリガラスといい、このガラス組成のガラス板を無アルカリガラス板という。
また、清澄剤を合計で０．０５〜１．５％含み、Ａｓ_２Ｏ_３及びＰｂＯを実質的に含まないことが好ましい。また、ガラス中の酸化鉄の含有量が０．０１〜０．２％であることがさらに好ましい。

また、ガラス板は、以下質量％表示で、
ＳｉＯ_２：５０〜７０％、
Ｂ_２Ｏ_３：０〜１５％、
Ａｌ_２Ｏ_３：５〜２５％、
ＭｇＯ：０〜１０％、
ＣａＯ：０〜２０％、
ＳｒＯ：０〜２０％、
ＢａＯ：０〜１０％、
ＲＯ：５〜２０％ (但し、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから選ばれる前記ガラス板に含有される成分であり、少なくとも１種である)、
を含有することが好ましい。
さらに、製造されるガラス板が、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）を使用したＦＰＤに用いるガラス板の場合、ＴＦＴの破壊を抑制する観点から、本実施形態で製造されるガラス板は無アルカリガラス板であることが好ましい。他方、ガラスの熔解性を無アルカリガラスに比べて向上させるために、本実施形態で製造されるガラス板はあえてアルカリ成分を微量含有させるアルカリ微量含有ガラス板であってもよい。ガラス板からアルカリ金属酸化物が溶出した場合、ＴＦＴを破壊するおそれがあることから、無アルカリガラス板あるいはアルカリ微量含有ガラス板がＴＦＴを使用するＦＰＤ用に好適に用いられる。
アルカリ微量含有ガラス板の場合、アルカリ金属酸化物Ｒ’₂Ｏは、質量％表示で０．０５％を超え２．０％以下、より好ましくはＲ’₂Ｏは０．１％を超え１．０％以下(但し、Ｒ’は、Ｌｉ、Ｎａ及びＫから選ばれるガラス板に含有される成分であり、少なくとも１種である)を含むことが好ましい。また、清澄剤を合計で０．０５％〜１．５％含み（質量％表示）、ＡＳ₂Ｏ₃及びＰｂＯを実質的に含まないことが好ましい。また、ガラス組成中の酸化鉄の含有量は質量％表示で０．０１％〜０．２％であることがさらに好ましい。
なお、近年ＦＰＤは軽量化が求められているため、ＦＰＤ用ガラス板の場合、ＳｒＯ＋ＢａＯが質量％表示で０〜１０％であることが好ましい。また、軽量化の観点に加え、環境負荷を考慮するとＢａＯは質量％表示で０〜２％であることがさらに好ましい。

以上、本発明のガラス板の製造方法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。

１０１熔解槽
１０２清澄槽
１０３攪拌槽
１０４成形装置
１０５第１移送管
１０６第２移送管
１０６ａ第１管
１０６ｂ第２管
１０７第３移送管
１０８樋状耐熱レンガ
１０８ａ溝
１１０板状耐熱レンガ
１１２構造体
１１３内部空間
１１４，１１６加熱素子
１１８ハウジング
１１８ａ上部空間
１１９床面
１２０第１漏ガラス遮断板
１２２第２漏ガラス遮断板
１２４第３漏ガラス遮断板
１３０熱膨張許容領域
１３２ａ，１３２ｂ覆い部材
１３４ａ，１３４ｂ押さえ部材
１３６ａ〜１３６ｄ冷却管
１４０外部空間
２１３ａ，２１３ｄ覆い部
２１３ｂ，２１３ｃ，２１３ｅ，２１３ｆフランジ部

Claims

成形体に熔融ガラスを流してガラス板を製造するガラス板の製造方法であって、
ガラス原料を熔解して前記熔融ガラスを生成する熔解工程と、
前記熔融ガラスを、耐熱部で外周が覆われた移送管を通して前記成形体に供給する供給工程と、
前記熔融ガラスから前記ガラス板を成形する成形工程と、を備え、
前記供給工程を行う供給装置は、前記移送管を加熱する、前記耐熱部の外側に設けられる加熱部と、前記移送管の外側に備えられ、前記移送管の外側の領域を、前記移送管の長手方向に区分けする漏ガラス遮断板と、を有し、
前記漏ガラス遮断板の少なくとも２つは、前記移送管及び前記加熱部を含む領域である加熱ゾーンを挟むように、前記加熱ゾーンの前記長手方向の前後に設けられ、
前記供給装置は、前記加熱ゾーンに加え、さらに、前記移送管の外周が前記耐熱部に覆われていない熱膨張許容領域を有し、
前記熱膨張許容領域は、前記移送管の管本体が分断されて離間した第１管及び第２管と、前記第１管及び前記第２管の間に形成される、操業時の熱膨張を許容する熱膨張許容空間と、前記第１管の端部及び前記第２管の端部とを覆い、前記第１管及び前記第２管に対して前記長手方向に移動自在な覆い部材と、を備え、
前記漏ガラス遮断板のすくなくとも１つは、前記耐熱部と前記熱膨張許容領域とを隔てており、
前記耐熱部は、耐熱レンガ、及び前記耐熱レンガと前記移送管の間を埋める充填材で構成され、
前記漏ガラス遮断板の少なくとも１つは、前記耐熱部を前記長手方向に区分けするように、前記移送管の外側に設けられ、
前記漏ガラス遮断板の少なくとも１つは、前記耐熱部の外側まで延びるように設けられる、ことを特徴とする、ガラス板の製造方法。
前記漏ガラス遮断板は、間隔をあけて複数設けられ、
前記熔融ガラスの前記長手方向の温度勾配に対応して前記間隔は決められて、前記漏ガラス遮断板が設けられる、請求項１に記載のガラス板の製造方法。
前記漏ガラス遮断板のすくなくとも２つは、前記移送管及び前記加熱部を含む領域空間の前記長手方向の前後に設けられ、前記供給装置の前記領域空間の外に空洞の外部空間を少なくとも１つ備える、請求項１又は２に記載のガラス板の製造方法。
前記漏ガラス遮断板の少なくとも１の外周には、当該漏ガラス遮断板の冷却を行う冷却管が設けられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法。