KR101494517B1 - Method for manufacturing glass substrate, apparatus for manufacturing glass substrate and stirring apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 글래스 기판의 제조 방법, 글래스 기판의 제조 장치 및 교반 장치는, 용융 글래스의 교반에 사용되는 교반기의 변형 및 파손을 억제하여, 용융 글래스를 균질하게 교반할 수 있다. 용융 글래스 G는, 교반조(101)의 내부를 상방으로부터 하방으로, 또는, 하방으로부터 상방으로 유도되면서, 교반조(101)의 내부에 배치되는 교반기(102)에 의해 교반된다. 교반기(102)는, 연직 방향을 따라서 배치되는 회전축(105)과, 회전축(105)에 끼워 맞춰짐으로써 회전축(105)의 외주면에 고정되고, 회전축(105)을 따라서 최상단으로부터 최하단까지 복수단 배치되는 교반 날개(106a∼106e)를 갖는다. 교반기(102)는, 적어도 교반 날개(106a∼106e)가 회전축(105)에 끼워 맞춰지는 부분 및 그 근방이 강화 백금으로 형성되어 있다.The method for producing a glass substrate, the apparatus for producing a glass substrate and the stirring apparatus according to the present invention can suppress the deformation and breakage of the stirrer used for stirring the molten glass and homogenously stir the molten glass. The molten glass G is agitated by an agitator 102 disposed inside the agitating tank 101 while being guided in the inside of the agitating tank 101 from above to below or from above to below. The stirrer 102 is fixed to the outer circumferential surface of the rotary shaft 105 by being fitted to the rotary shaft 105 and is disposed at a plurality of stages from the uppermost stage to the lowermost stage along the rotary shaft 105 And stirring wings 106a to 106e. The stirrer 102 is formed of reinforced platinum at least in a portion where the stirring vanes 106a to 106e are fitted to the rotating shaft 105 and in the vicinity thereof.
Description
본 발명은, 글래스 기판의 제조 방법, 글래스 기판의 제조 장치 및 교반 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a production method of a glass substrate, an apparatus for producing a glass substrate and a stirring apparatus.
글래스 기판 등의 글래스 제품의 양산 공정에 있어서는, 글래스 원료를 가열하여 용융 글래스를 생성하고, 생성한 용융 글래스를 성형하여 글래스 제품이 제조된다. 불균질한 용융 글래스는, 글래스 제품에 발생하는 맥리의 원인으로 된다. 맥리는, 굴절률 및 비중이 주변의 영역과 상이한 줄무늬 형상의 영역이며, 렌즈 등의 광학 부품 및 액정 디스플레이(LCD)용 기판 등의 용도에 있어서는, 글래스 제품으로부터 엄격하게 배제되는 것이 요구된다. 특히, LCD용 기판으로 대표되는, 플랫 패널 디스플레이(FPD)용 글래스 기판에 있어서는, 셀 갭의 불균일을 방지하기 위해서, 기판 표면 전체에 있어서 맥리를 매우 저레벨로 억제할 필요가 있다. 맥리의 발생을 억제하기 위해서는, 글래스 제품의 제조 공정에 있어서, 용융 글래스를 균질하게 교반하는 것이 중요하다.In mass production of glass products such as glass substrates, glass raw materials are heated to produce molten glass, and the resulting molten glass is molded to produce glass products. Inhomogeneous molten glass is the cause of the malformation occurring in the glass product. In the use of optical components such as lenses and substrates for liquid crystal displays (LCD), it is required to be strictly excluded from glass products. Particularly, in a glass substrate for a flat panel display (FPD) represented by an LCD substrate, it is necessary to suppress the fringing on the entire surface of the substrate to a very low level in order to prevent unevenness of cell gaps. It is important to homogenously stir the molten glass in the manufacturing process of the glass product in order to suppress the occurrence of the molten glass.
일반적으로, 용융 글래스를 교반하기 위한 교반 장치는, 교반조와, 교반조의 내부에 배치되는 교반기를 구비하고 있다. 교반기는, 회전축과, 회전축의 외주면에 용접에 의해 부착되는 교반 날개를 갖고 있다. 용융 글래스가 교반조에 공급되고, 교반기가 축회전함으로써, 용융 글래스가 교반되어 균질화된다. 고온의 용융 글래스가 접촉하는 교반조의 내벽 및 교반기는, 내열성 및 내산화성의 관점에서, 백금, 백금 합금 또는 강화 백금으로 형성되어 있다. 백금 합금은, 예를 들면, 백금 로듐 합금이며, 백금과 비교하여 융점 및 강도가 높다. 강화 백금은, 백금 또는 백금 합금에, 지르코니아 등의 산화물을 분산시킨 백금 재료이다. 강화 백금은, 층 형상의 백금 입계 구조를 갖고, 백금 또는 백금 합금과 비교하여, 고온 하에서의 크리프 강도 및 인장 강도가 높다. 그 때문에, 특허 문헌 1(일본 특허 출원 공표 제2005-511462호 공보)에 개시된 바와 같이, 교반조의 내벽 및 교반기는 강화 백금으로 형성되는 것이 바람직하다.Generally, the stirrer for stirring the molten glass includes a stirrer and a stirrer disposed inside the stirrer. The stirrer has a rotary shaft and a stirring blade attached to the outer peripheral surface of the rotary shaft by welding. The molten glass is supplied to the stirring tank, and the stirrer is rotated, whereby the molten glass is stirred and homogenized. The inner wall of the stirring tank and the stirrer in contact with the molten glass at a high temperature are formed of platinum, platinum alloy or reinforced platinum from the viewpoints of heat resistance and oxidation resistance. The platinum alloy is, for example, a platinum-rhodium alloy, and has a higher melting point and strength than platinum. Reinforced platinum is a platinum material in which an oxide such as zirconia is dispersed in platinum or a platinum alloy. The reinforced platinum has a layered platinum-grain boundary structure, and has higher creep strength and tensile strength at high temperature than platinum or platinum alloy. Therefore, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-511462), the inner wall of the stirring tank and the stirrer are preferably formed of reinforced platinum.
그러나, 강화 백금은, 융점 이상으로 가열되어 용해하면, 층 형상의 백금 입계 구조가 무너져, 통상의 백금 또는 백금 합금과 동일 정도까지 강도가 저하된다. 따라서, 용융 글래스의 교반 장치에 사용되는 교반기를 강화 백금 부재의 용접에 의해 형성하는 경우, 용접 개소의 크리프 강도 및 인장 강도는, 다른 개소와 비교하여 낮아진다. 또한, 교반 장치가 용융 글래스를 교반하고 있는 동안, 교반기의 회전축은, 교반 날개에 가해지는 응력을 지지하고 있기 때문에, 고점도의 용융 글래스로부터 특히 큰 부하를 받기 쉽다. 또한, 교반기의 회전축은, 교반 날개 그 자체의 자체 중량에 의한 부하를 받기 쉽다. 이들 부하는, 회전축 주변의 교반기의 구성 부품에도 발생한다. 그 때문에, 회전축에 교반 날개를 용접에 의해 부착하는 경우, 또는, 교반 날개를 용접에 의해 형성하는 경우, 용접 개소의 강도의 저하에 의한 교반기의 변형 및 파손이 발생하기 쉬워, 용융 글래스를 균질하게 교반하는 것이 곤란하다.However, when the reinforced platinum is heated and melted at a temperature higher than the melting point, the layered platinum-grain boundary structure is destroyed, and the strength is lowered to the same level as that of ordinary platinum or platinum alloy. Therefore, when the stirrer used in the stirring apparatus for molten glass is formed by welding of the reinforced platinum member, the creep strength and tensile strength of the welded portion are lower than those at other portions. Further, while the stirrer is stirring the molten glass, since the rotary shaft of the stirrer supports the stress applied to the stirring wing, it is particularly susceptible to a large load from the molten glass having a high viscosity. Further, the rotating shaft of the stirrer is easily subjected to a load due to its own weight of the stirring wing itself. These loads also occur in the components of the stirrer around the rotating shaft. Therefore, when the stirrer is attached to the rotating shaft by welding or when the stirrer is formed by welding, the stirrer is easily deformed or broken due to a decrease in the strength of the welded portion, so that the molten glass is homogeneously It is difficult to stir.
본 발명의 목적은, 용융 글래스의 교반에 사용되는 교반기의 변형 및 파손을 억제하여, 용융 글래스를 균질하게 교반할 수 있는 글래스 기판의 제조 방법, 글래스 기판의 제조 장치 및 교반 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a production method of a glass substrate, an apparatus for producing a glass substrate and a stirring apparatus which can suppress the deformation and breakage of the stirrer used for stirring the molten glass and can homogeneously stir the molten glass.
본 발명에 따른 글래스 기판의 제조 방법은, 글래스 원료를 용융하여 용융 글래스를 얻는 용융 공정과, 용융 공정에서 얻어진 용융 글래스를 교반하는 교반 공정을 구비한다. 교반 공정에 있어서, 용융 글래스는, 교반조의 내부를 상방으로부터 하방으로, 또는, 하방으로부터 상방으로 유도되면서, 교반조의 내부에 배치되는 교반기에 의해 교반된다. 교반기는, 연직 방향을 따라서 배치되는 회전축과, 회전축에 끼워 맞춰짐으로써 회전축의 외주면에 고정되고, 회전축을 따라서 최상단으로부터 최하단까지 복수단 배치되는 교반 날개를 갖는다. 교반기는, 적어도 교반 날개가 회전축에 끼워 맞춰지는 부분 및 그 근방이 강화 백금으로 형성되어 있다.A manufacturing method of a glass substrate according to the present invention comprises a melting step of melting a glass material to obtain a molten glass and a stirring step of stirring the molten glass obtained in the melting step. In the stirring process, the molten glass is stirred by an agitator disposed inside the stirring tank while being led from the upper side downward or from the lower side into the stirring tank. The stirrer has a rotating shaft disposed along the vertical direction, and a stirring blade fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft by being fitted to the rotating shaft and arranged in plural stages from the uppermost stage to the lowermost stage along the rotating shaft. The stirrer is formed of reinforced platinum at least at a portion where the stirring wing is fitted to the rotating shaft and in the vicinity thereof.
이 글래스 기판의 제조 방법에서는, 교반 공정에서 사용되는 교반기는, 강화 백금으로 형성되고, 또한, 교반 날개가 회전축에 끼워 맞춰짐으로써 조립된다. 강화 백금은, 융점 이상으로 가열되어 용해되면, 통상의 백금 또는 백금 합금과 동일 정도까지 강도가 저하되는 성질을 갖는다. 그 때문에, 끼워 맞춤에 의해 교반 날개를 회전축에 부착함으로써, 용접에 의해 교반 날개를 회전축에 부착하는 경우에 비해, 회전축과 교반 날개의 접속부의 강도의 저하가 억제된다. 따라서, 이 글래스 기판의 제조 방법에서는, 용융 글래스의 교반에 사용되는 교반기의 변형 및 파손이 억제되므로, 용융 글래스를 균질하게 교반할 수 있다.In this method of manufacturing a glass substrate, the stirrer used in the stirring step is formed of reinforced platinum, and is also assembled by fitting a stirring blade to the rotating shaft. The reinforced platinum has a property of lowering in strength to the same extent as that of ordinary platinum or platinum alloy when it is heated and melted at a temperature higher than its melting point. Therefore, by attaching the stirring blade to the rotation shaft by fitting, the strength of the connecting portion of the rotation shaft and the stirring blade can be suppressed from being lowered as compared with the case where the stirring blade is attached to the rotation shaft by welding. Therefore, in this method of producing a glass substrate, deformation and breakage of the stirrer used for stirring the molten glass are suppressed, so that the molten glass can be homogeneously stirred.
또한, 본 발명에 따른 글래스 기판의 제조 방법에서는, 회전축은, 그 외주면에 형성되고, 교반 날개의 일부가 끼워 맞춰지는 끼워 맞춤 구멍을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 교반 날개는, 회전축의 끼워 맞춤 구멍에 끼워 맞춰지는 끼워 맞춤 돌기를 갖고, 또한, 끼워 맞춤 돌기가 회전축의 끼워 맞춤 구멍에 삽입됨으로써, 회전축의 외주면에 고정되는 것이 바람직하다.In the method of manufacturing a glass substrate according to the present invention, it is preferable that the rotary shaft has a fitting hole formed on the outer circumferential surface thereof and in which a part of the stirring blade is fitted. It is preferable that the stirring blade has a fitting protrusion fitted to the fitting hole of the rotating shaft and is fixed to the outer circumferential face of the rotating shaft by inserting the fitting protrusion into the fitting hole of the rotating shaft.
또한, 본 발명에 따른 글래스 기판의 제조 방법에서는, 교반 공정에 있어서, 교반기에 의해 교반되는 용융 글래스는, 102.5dPaㆍs의 점도에 있어서의 온도가 1450℃ 이상의 글래스인 경우에, 본 발명에 적합해진다.In the method of manufacturing a glass substrate according to the present invention, in the case where the molten glass agitated by the stirrer in the stirring step is a glass having a viscosity of 10 2.5 dPa s at a temperature of 1450 캜 or higher, Lt; / RTI >
또한, 본 발명에 따른 글래스 기판의 제조 방법에서는, 글래스 기판은, 알칼리 금속 산화물의 함유량이 0질량%∼2질량%인 것이 바람직하다.In the method of manufacturing a glass substrate according to the present invention, it is preferable that the content of the alkali metal oxide in the glass substrate is 0% by mass to 2% by mass.
또한, 본 발명에 따른 글래스 기판의 제조 방법에서는, 글래스 기판은, 액정 디스플레이용 글래스 기판 및 유기 EL 디스플레이용 글래스 기판 중 어느 하나인 것이 바람직하다.In the method of manufacturing a glass substrate according to the present invention, it is preferable that the glass substrate is any one of a glass substrate for a liquid crystal display and a glass substrate for an organic EL display.
또한, 본 발명에 따른 글래스 기판의 제조 방법에서는, 글래스 기판은, 저온 다결정 SiㆍTFT 탑재 디스플레이용 글래스 기판 및 산화물 반도체 탑재 디스플레이용 글래스 기판 중 어느 하나인 것이 바람직하다.Further, in the method of manufacturing a glass substrate according to the present invention, it is preferable that the glass substrate is any one of a glass substrate for a low-temperature polycrystalline Si TFT loaded display and a glass substrate for an oxide semiconductor mounted display.
또한, 본 발명에 따른 글래스 기판의 제조 방법에서는, 교반 공정에서의 용융 글래스의 점도는 450dPaㆍs∼2500dPaㆍs인 것이 바람직하다.In the method for producing a glass substrate according to the present invention, the viscosity of the molten glass in the stirring step is preferably 450 dPa 占 퐏 to 2500 dPa 占 퐏.
또한, 본 발명에 따른 글래스 기판의 제조 방법에서는, 교반 날개는, 회전축의 중심선에 직교하는 지지판과, 지지판의 상방의 주면 상 및 하방의 주면 상에 배치되는 보조판을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 교반 공정에 있어서, 회전축의 중심선의 주위를 교반기가 회전함으로써, 보조판은, 회전축의 반경 방향으로의 흐름을 용융 글래스에 발생시키고, 또한, 인접하는 2개의 단에 배치되는 교반 날개의 지지판의 사이에 위치하는 보조판은, 동일한 방향의 흐름을 용융 글래스에 발생시키는 것이 바람직하다.In the method of manufacturing a glass substrate according to the present invention, it is preferable that the stirring vane has a support plate perpendicular to the center line of the rotation shaft and an assisting plate disposed on the main surface above and below the support plate. Further, in the stirring step, the stirrer rotates about the center line of the rotating shaft, so that the auxiliary plate generates the flow of the rotating shaft in the radial direction in the molten glass, and the stirring plate It is preferable that the assisting plate positioned between the glass plate and the glass plate causes a flow in the same direction in the molten glass.
이 글래스 기판의 제조 방법에서는, 교반기의 축회전에 의해, 교반조의 용융 글래스는, 회전축측에 긁어모아지거나, 또는, 교반조의 내벽측에 압출된다. 즉, 용융 글래스는, 교반조 내를 상방으로부터 하방으로, 또는, 하방으로부터 상방으로 유도되면서, 회전축의 반경 방향으로 이동시켜져 교반된다. 이 글래스 기판의 제조 방법에서는, 복잡한 구성을 갖는 교반기를 이용하지 않고, 용융 글래스를 균질하게 교반할 수 있다.In the production method of this glass substrate, the molten glass in the stirring tank is scratched on the rotating shaft side or extruded on the inner wall side of the stirring tank by the shaft rotation of the stirrer. That is, the molten glass is stirred and moved in the radial direction of the rotating shaft while being guided in the stirring tank from above to below or from below. In this method of producing a glass substrate, molten glass can be homogeneously stirred without using a stirrer having a complicated structure.
또한, 본 발명에 따른 글래스 기판의 제조 방법에서는, 교반 공정에 있어서, 회전축의 중심선의 주위를 교반기가 회전함으로써, 각각의 교반 날개에 있어서, 지지판의 상방의 주면 상에 배치되는 보조판 및 지지판의 하방의 주면 상에 배치되는 보조판 중, 한쪽의 보조판은, 교반조의 내벽으로부터 회전축을 향하는 흐름을 용융 글래스에 발생시키고, 다른 쪽의 보조판은, 회전축으로부터 교반조의 내벽을 향하는 흐름을 용융 글래스에 발생시키는 것이 바람직하다.Further, in the method of manufacturing a glass substrate according to the present invention, in the stirring step, the agitator is rotated around the center line of the rotating shaft, whereby the auxiliary plate disposed on the upper main surface of the supporting plate and the supporting plate One auxiliary plate generates a flow toward the rotating shaft from the inner wall of the stirring tank to the molten glass and the other auxiliary plate causes the molten glass to flow from the rotating shaft to the inner wall of the stirring tank desirable.
또한, 본 발명에 따른 글래스 기판의 제조 방법에서는, 교반 공정은, 제1 교반조의 내부에 있어서 용융 글래스를 하방으로부터 상방으로 유도하면서 교반하는 제1 교반 공정과, 제2 교반조의 내부에 있어서 제1 교반 공정에서 교반된 용융 글래스를 상방으로부터 하방으로 유도하면서 교반하는 제2 교반 공정으로 이루어지는 것이 바람직하다. 제1 교반조는, 제1 챔버와, 제1 챔버 내의 용융 글래스를 교반하는 제1 교반기와, 제1 챔버의 저부로부터 용융 글래스를 배출 가능한 제1 배출관을 구비한다. 제2 교반조는, 제2 챔버와, 제2 챔버 내의 용융 글래스를 교반하는 제2 교반기와, 제2 챔버 내의 용융 글래스의 액면으로부터 용융 글래스를 배출 가능한 제2 배출관을 구비한다. 제1 교반조의 상방 측부는, 제2 교반조의 상방 측부와 접속관에 의해 접속된다. 용융 글래스는, 접속관을 통하여 제1 교반조로부터 제2 교반조에 이송된다.In the method of manufacturing a glass substrate according to the present invention, the stirring step may include a first stirring step of stirring the molten glass in the first stirring tank while guiding the molten glass upward from below, and a second stirring step And a second stirring step in which the molten glass stirred in the stirring step is stirred while being guided downward from above. The first stirring vessel includes a first chamber, a first stirrer for stirring the molten glass in the first chamber, and a first discharge pipe through which the molten glass can be discharged from the bottom of the first chamber. The second stirring tank includes a second chamber, a second stirrer for stirring the molten glass in the second chamber, and a second discharge pipe for discharging the molten glass from the surface of the molten glass in the second chamber. The upper side of the first stirring tank is connected to the upper side of the second stirring tank by a connecting pipe. The molten glass is transferred from the first stirring tank to the second stirring tank through the connecting pipe.
또한, 본 발명에 따른 글래스 기판의 제조 장치는, 글래스 원료를 용융하여 용융 글래스를 얻는 용융부와, 용융부에서 얻어진 용융 글래스를 교반하는 교반부를 구비한다. 교반부는, 교반조와, 교반조의 내부에 배치되는 교반기를 갖는다. 교반기는, 교반조의 내부를 상방으로부터 하방으로, 또는, 하방으로부터 상방으로 유도되는 용융 글래스를 교반한다. 교반기는, 연직 방향을 따라서 배치되는 회전축과, 회전축에 끼워 맞춰짐으로써 회전축의 외주면에 고정되고, 회전축을 따라서 최상단으로부터 최하단까지 복수단 배치되는 교반 날개를 갖는다. 교반기는, 적어도 교반 날개가 회전축에 끼워 맞춰지는 부분 및 그 근방이 강화 백금으로 형성되어 있다.Further, an apparatus for manufacturing a glass substrate according to the present invention includes a melting unit for melting glass raw material to obtain molten glass, and a stirring unit for stirring the molten glass obtained in the molten glass unit. The stirring section has a stirring vessel and a stirrer disposed inside the stirring vessel. The stirrer stirs the molten glass guided from the upper side downward or from the lower side to the inside of the stirring tank. The stirrer has a rotating shaft disposed along the vertical direction, and a stirring blade fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft by being fitted to the rotating shaft and arranged in plural stages from the uppermost stage to the lowermost stage along the rotating shaft. The stirrer is formed of reinforced platinum at least at a portion where the stirring wing is fitted to the rotating shaft and in the vicinity thereof.
또한, 본 발명에 따른 교반 장치는, 용융 글래스를 교반하기 위한 교반 장치로서, 교반조와, 교반조의 내부에 배치되는 교반기를 구비한다. 교반기는, 교반조의 내부를 상방으로부터 하방으로, 또는, 하방으로부터 상방으로 유도되는 용융 글래스를 교반한다. 교반기는, 연직 방향을 따라서 배치되는 회전축과, 회전축에 끼워 맞춰짐으로써 회전축의 외주면에 고정되고, 회전축을 따라서 최상단으로부터 최하단까지 복수단 배치되는 교반 날개를 갖는다. 교반기는, 적어도 교반 날개가 회전축에 끼워 맞춰지는 부분 및 그 근방이 강화 백금으로 형성되어 있다.Further, the stirring apparatus according to the present invention is a stirring apparatus for stirring molten glass, which comprises a stirring tank and a stirrer disposed inside the stirring tank. The stirrer stirs the molten glass guided from the upper side downward or from the lower side to the inside of the stirring tank. The stirrer has a rotating shaft disposed along the vertical direction, and a stirring blade fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft by being fitted to the rotating shaft and arranged in plural stages from the uppermost stage to the lowermost stage along the rotating shaft. The stirrer is formed of reinforced platinum at least at a portion where the stirring wing is fitted to the rotating shaft and in the vicinity thereof.
또한, 본 발명에 따른 글래스 기판의 제조 방법은, 글래스 원료를 용융하여 용융 글래스를 얻는 용융 공정과, 용융 공정에서 얻어진 용융 글래스를 교반하는 교반 공정과, 교반 공정에서 교반된 용융 글래스로부터 글래스 기판을 성형하는 성형 공정을 구비한다. 교반 공정에 있어서, 용융 글래스는, 교반조의 내부를 상방으로부터 하방으로, 또는, 하방으로부터 상방으로 유도되면서, 교반조의 내부에 배치되는 교반기에 의해 교반된다. 교반기는, 연직 방향을 따라서 배치되는 회전축과, 회전축에 끼워 맞춰짐으로써 회전축의 외주면에 고정되고, 회전축을 따라서 최상단으로부터 최하단까지 복수단 배치되는 교반 날개를 갖는다. 교반기는, 적어도 교반 날개가 회전축에 끼워 맞춰지는 부분 및 그 근방이 강화 백금으로 형성되어 있다.A method of manufacturing a glass substrate according to the present invention includes a melting step of melting a glass material to obtain a molten glass, a stirring step of stirring the molten glass obtained in the melting step, a stirring step of stirring the glass substrate from the molten glass stirred in the stirring step And a molding step for molding. In the stirring process, the molten glass is stirred by an agitator disposed inside the stirring tank while being led from the upper side downward or from the lower side into the stirring tank. The stirrer has a rotating shaft disposed along the vertical direction, and a stirring blade fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft by being fitted to the rotating shaft and arranged in plural stages from the uppermost stage to the lowermost stage along the rotating shaft. The stirrer is formed of reinforced platinum at least at a portion where the stirring wing is fitted to the rotating shaft and in the vicinity thereof.
또한, 본 발명에 따른 글래스 기판의 제조 장치는, 글래스 원료를 용융하여 용융 글래스를 얻는 용융부와, 용융부에서 얻어진 용융 글래스를 교반하는 교반부와, 교반부에서 교반된 용융 글래스로부터 글래스 기판을 성형하는 성형부를 구비한다. 교반부는, 교반조와, 교반조의 내부에 배치되는 교반기를 갖는다. 교반기는, 교반조의 내부를 상방으로부터 하방으로, 또는, 하방으로부터 상방으로 유도되는 용융 글래스를 교반한다. 교반기는, 연직 방향을 따라서 배치되는 회전축과, 회전축에 끼워 맞춰짐으로써 회전축의 외주면에 고정되고, 회전축을 따라서 최상단으로부터 최하단까지 복수단 배치되는 교반 날개를 갖는다. 교반기는, 적어도 교반 날개가 회전축에 끼워 맞춰지는 부분 및 그 근방이 강화 백금으로 형성되어 있다.The apparatus for manufacturing a glass substrate according to the present invention comprises a melting unit for melting a glass material to obtain molten glass, an agitating unit for agitating the molten glass obtained in the molten glass, a glass substrate for agitating the molten glass, And a molding part for molding. The stirring section has a stirring vessel and a stirrer disposed inside the stirring vessel. The stirrer stirs the molten glass guided from the upper side downward or from the lower side to the inside of the stirring tank. The stirrer has a rotating shaft disposed along the vertical direction, and a stirring blade fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft by being fitted to the rotating shaft and arranged in plural stages from the uppermost stage to the lowermost stage along the rotating shaft. The stirrer is formed of reinforced platinum at least at a portion where the stirring wing is fitted to the rotating shaft and in the vicinity thereof.
본 발명에 따른 글래스 기판의 제조 방법, 글래스 기판의 제조 장치 및 교반 장치는, 용융 글래스의 교반에 사용되는 교반기의 변형 및 파손을 억제하여, 용융 글래스를 균질하게 교반할 수 있다.The method for producing a glass substrate, the apparatus for producing a glass substrate and the stirring apparatus according to the present invention can suppress the deformation and breakage of the stirrer used for stirring the molten glass and homogenously stir the molten glass.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 글래스 제조 장치의 구성의 일례를 도시하는 모식도.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 교반 장치의 측면도.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 교반기의 교반 날개의 사시도.
도 4는 제1 실시 형태에 따른 교반기의 교반 날개의 평면도.
도 5는 제1 실시 형태에 따른 교반기의 교반 날개의 사시도.
도 6은 제1 실시 형태에 따른 교반기의 교반 날개의 평면도.
도 7은 제1 실시 형태에 따른 교반기의 2장의 교반 날개의 배치를 도시하는 도면.
도 8은 제1 실시 형태에 따른 교반 날개의 베어링의 배치를 도시하는 도면.
도 9는 제1 실시 형태에 따른 교반 날개의 베어링의 측면도.
도 10은 제1 실시 형태에 따른 교반 날개의 베어링의 상면도.
도 11은 제1 실시 형태에 따른 교반 날개의 쐐기가 회전축에 끼워 맞춰지기 전의 상태를 도시하는 상면도.
도 12는 제1 실시 형태에 따른 교반 날개의 쐐기가 회전축에 끼워 맞춰진 후의 상태를 도시하는 상면도.
도 13은 제1 실시 형태에 따른 교반 장치에 있어서의 용융 글래스의 흐름을 도시하는 도면.
도 14는 제1 실시 형태의 변형예 B에 따른 교반기의 사시도.
도 15는 제1 실시 형태의 변형예 C에 따른 교반기의 교반 날개의 상면도.
도 16은 제2 실시 형태에 따른 글래스 제조 장치의 구성의 일례를 도시하는 모식도.
도 17은 제3 실시 형태에 따른 교반기의 교반 날개의 상측 보조판의 상면도.
도 18은 제3 실시 형태에 따른 교반기의 교반 날개의 상측 보조판의 종단면도.
도 19는 제3 실시 형태에 따른 교반기의 교반 날개의 상측 보조판의 측면도.
도 20은 제3 실시 형태에 따른 교반기의 교반 날개의 상측 보조판의 외측 단부의 측면도.
도 21은 제3 실시 형태에 따른 교반기의 교반 날개의 상측 보조판의 횡단면도.1 is a schematic diagram showing an example of a configuration of a glass manufacturing apparatus according to a first embodiment;
2 is a side view of the stirring apparatus according to the first embodiment;
3 is a perspective view of a stirring blade of an agitator according to the first embodiment;
4 is a plan view of a stirring blade of an agitator according to the first embodiment;
5 is a perspective view of a stirring blade of an agitator according to the first embodiment.
6 is a plan view of a stirring blade of an agitator according to the first embodiment;
7 is a view showing the arrangement of two stirring blades of the stirrer according to the first embodiment;
8 is a view showing an arrangement of bearings of a stirring vane according to the first embodiment;
9 is a side view of a bearing of a stirring vane according to the first embodiment;
10 is a top view of a bearing of a stirring vane according to the first embodiment;
11 is a top view showing a state before the wedge of the stirring wing according to the first embodiment is fitted to the rotation shaft.
12 is a top view showing a state after the wedge of the stirring blade according to the first embodiment is fitted to the rotation shaft.
13 is a view showing the flow of molten glass in the stirring apparatus according to the first embodiment;
14 is a perspective view of an agitator according to Modification B of the first embodiment;
Fig. 15 is a top view of a stirring blade of an agitator according to Modification C of the first embodiment; Fig.
16 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a glass manufacturing apparatus according to the second embodiment;
17 is a top view of the upper side support plate of the stirring blade of the stirrer according to the third embodiment.
18 is a longitudinal sectional view of an upper side support plate of a stirring blade of an agitator according to the third embodiment.
19 is a side view of the upper side support plate of the stirring wing of the stirrer according to the third embodiment.
Fig. 20 is a side view of the outer end of the upper side assisting plate of the stirring wing of the stirrer according to the third embodiment. Fig.
21 is a cross-sectional view of an upper side assisting plate of a stirring wing of a stirrer according to the third embodiment;
<제1 실시 형태>≪ First Embodiment >
(1) 글래스 제조 장치의 전체 구성(1) Overall configuration of the glass manufacturing apparatus
본 발명에 따른 글래스 기판의 제조 방법, 글래스 기판의 제조 장치 및 교반 장치의 제1 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 실시 형태의 글래스 제조 장치(200)의 모식도이다. 글래스 제조 장치(200)는, 용해조(40)와, 청징조(41)와, 교반 장치(100)와, 성형 장치(42)를 구비한다. 용해조(40)와 청징조(41)는, 도관(43a)에 의해 접속되어 있다. 청징조(41)와 교반 장치(100)는, 도관(43b)에 의해 접속되어 있다. 교반 장치(100)와 성형 장치(42)는, 도관(43c)에 의해 접속되어 있다. 용해조(40)에서 생성된 용융 글래스 G는, 도관(43a)을 통과하여 청징조(41)에 유입된다. 청징조(41)에서 청징된 용융 글래스 G는, 도관(43b)을 통과하여 교반 장치(100)에 유입된다. 교반 장치(100)에서 교반된 용융 글래스 G는, 도관(43c)을 통과하여 성형 장치(42)에 유입된다. 성형 장치(42)에서는, 다운 드로우법에 의해 용융 글래스 G로부터 글래스 리본(44)이 성형된다.A first embodiment of a method of manufacturing a glass substrate, an apparatus for producing a glass substrate and a stirring apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a schematic diagram of a
용해조(40)는, 도시되어 있지 않지만, 버너 등의 가열 수단을 구비하고 있다. 용해조(40)에서는, 가열 수단에 의해 글래스 원료가 용해되어, 용융 글래스 G가 생성된다. 글래스 원료는, 원하는 조성의 글래스를 실질적으로 얻을 수 있도록 제조된다. 글래스의 조성의 일례로서, 무알칼리 글래스 및 미알칼리 글래스는, SiO2 : 57질량%∼65질량%, Al2O3 : 15질량%∼19질량%, B2O3 : 8질량%∼13질량%, MgO : 1질량%∼3질량%, CaO : 4질량%∼7질량%, SrO : 1질량%∼4질량%, BaO : 0질량%∼2질량%, Na2O : 0질량%∼1질량%, K2O : 0질량%∼1질량%, As2O3 : 0질량%∼1질량%, Sb2O3 : 0질량%∼1질량%, SnO2 : 0질량%∼1질량%, Fe2O3 : 0질량%∼1질량%, ZrO2 : 0질량%∼1질량%로 이루어진다. 여기서, 「실질적으로」란, 0.1질량% 미만의 범위에서, 그 밖의 미량 성분의 존재가 허용되는 것을 의미한다. 또한, 상기의 조성을 갖는 글래스에 관하여, Fe2O3, As2O3, Sb2O3 및 SnO2의 각 함유율은, 복수의 가수를 갖는 Fe, As, Sb 또는 Sn의 성분을, 각각 Fe2O3, As2O3, Sb2O3 또는 SnO2로서 환산한 값이다.Although not shown, the
상기와 같이 제조된 글래스 원료는, 용해조(40)에 투입된다. 용해조(40)에서는, 글래스 원료는, 그 조성 등에 따른 온도에서 용해된다. 이에 의해, 용해조(40)에서는, 예를 들면 1500℃∼1600℃의 고온의 용융 글래스 G가 얻어진다.The glass raw material thus prepared is put into the
용해조(40)에서 얻어진 용융 글래스 G는, 용해조(40)로부터 도관(43a)을 통과하여 청징조(41)에 유입된다. 청징조(41)는, 도시되어 있지 않지만, 용해조(40)와 마찬가지로, 가열 수단을 구비하고 있다. 청징조(41)에서는, 용융 글래스 G를 더 승온시킴으로써, 용융 글래스 G의 청징이 행해진다. 청징조(41)에 있어서, 용융 글래스 G의 온도는, 바람직하게는 1600℃∼1800℃, 보다 바람직하게는 1630℃∼1750℃, 더욱 바람직하게는 1650℃∼1750℃로 상승시켜진다.The molten glass G obtained in the
청징조(41)에서 청징된 용융 글래스 G는, 청징조(41)로부터 도관(43b)을 통과하여 교반 장치(100)에 유입된다. 용융 글래스 G는 도관(43b)을 통과할 때에 냉각되므로, 교반 장치(100)에서는, 청징조(41)의 용융 글래스 G보다도 낮은 온도의 용융 글래스 G가 교반된다. 상기의 조성을 갖는 글래스에 관하여, 교반 장치(100)에서는, 용융 글래스 G의 온도를 1400℃∼1550℃의 범위 내로 설정하고, 또한, 용융 글래스 G의 점도를 2500dPaㆍs∼450dPaㆍs의 범위 내로 조정하여, 용융 글래스 G의 교반이 행해지는 것이 바람직하다. 용융 글래스 G는, 교반 장치(100)에 있어서 교반됨으로써 균질화된다.The molten glass G refined in the
교반 장치(100)에서 교반되어 균질화된 용융 글래스 G는, 교반 장치(100)로부터 도관(43c)을 통과하여 성형 장치(42)에 유입된다. 용융 글래스 G는 도관(43c)을 통과할 때에, 성형 장치(42)에서의 성형에 적합한 온도, 예를 들면 1200℃까지 냉각된다. 성형 장치(42)에서는, 다운 드로우법에 의해, 용융 글래스 G로부터 글래스 리본(44)이 성형된다. 구체적으로는, 성형 장치(42)의 상부로부터 흘러 넘친 용융 글래스 G가, 성형 장치(42)의 측벽을 따라서 하방으로 흐름으로써, 성형 장치(42)의 하단으로부터 글래스 리본(44)가 연속적으로 성형된다. 글래스 리본(44)은 하방으로 향함에 따라서 서냉되고, 최종적으로, 원하는 크기의 글래스 기판으로 절단된다.The molten glass G stirred and homogenized in the
(2) 교반 장치의 구성 (2) Constitution of stirring device
(2-1) 교반 장치의 전체 구성 (2-1) Overall configuration of stirring device
도 2는 교반 장치(100)의 측면도이다. 교반 장치(100)는, 원통 형상의 교반조(101)와, 교반조(101)의 내부에 배치되는 교반기(102)를 구비하고 있다. 교반조(101)는, 상부 측면에 부착되는 상류측 도관(103) 및 하부 측면에 부착되는 하류측 도관(104)을 갖고 있다. 상류측 도관(103)은 도관(43b)이며, 하류측 도관(104)은 도관(43c)이다. 용융 글래스 G는, 상류측 도관(103)으로부터 수평 방향으로 교반조(101) 내에 유입되고, 교반조(101) 내에서 상방으로부터 하방으로 유도되면서 교반기(102)에 의해 교반되고, 교반조(101) 내로부터 수평 방향으로 하류측 도관(104)으로 유출된다.2 is a side view of the
교반기(102)는 강화 백금으로 형성되어 있다. 강화 백금은, 백금 또는 백금 합금에 지르코니아 등의 산화물을 분산시켜, 압연한 소재이다. 강화 백금은, 층 형상의 백금 입계 구조를 갖고, 백금 또는 백금 합금과 비교하여, 고온 하에서의 크리프 강도 및 인장 강도가 높다. 그 때문에, 강화 백금은, 고온의 용융 글래스 G가 접촉하는 교반기(102)에 있어서 적합한 재료이다.The
교반기(102)는, 연직 방향을 따라서 배치되는 원기둥 형상의 회전축(105)과, 회전축(105)의 외주면에 연결되는 5장의 교반 날개(106a, 106b, 106c, 106d, 106e)를 갖고 있다. 교반 날개(106a, 106b, 106c, 106d, 106e)는, 회전축(105)을 따라서, 상방으로부터 하방을 향하여, 이 순서로 등간격으로 배치되어 있다. 회전축(105)은, 그 원기둥 형상의 상면의 중심과 하면의 중심을 연결하는 중심선 L의 주위를 축회전한다. 즉, 회전축(105)은, 그 중심선 L을 따라서, 5단의 교반 날개(106a∼106e)가 배치되는 구성을 갖고 있다. 회전축(105)은 내부가 공동인 관 형상의 부재이다.The
(2-2) 교반 날개의 구성(2-2) Configuration of stirring wing
다음으로, 교반 날개(106a∼106e)의 구성에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 교반 날개(106a, 106c, 106e)는 서로 동일한 형상을 갖고, 교반 날개(106b, 106d)는 서로 동일한 형상을 갖고 있다. 도 3 및 도 4는 교반 날개(106a, 106c, 106e)의 사시도 및 평면도이다. 도 5 및 도 6은 교반 날개(106b, 106d)의 사시도 및 평면도이다. 도 3 및 도 5에는, 회전축(105)의 외주면에 부착된 교반 날개(106a∼106e)가 도시되어 있다.Next, the configuration of the stirring
각 교반 날개(106a∼106e)는, 회전축(105)으로부터 교반조(101)의 내벽을 향하여 연장되도록 배치되어 있다. 각 교반 날개(106a∼106e)는, 회전축(105)의 중심선 L에 직교하는 3장의 지지판(108)과, 각 지지판(108)의 상측의 주면 상에 배치되어 있는 1장의 상측 보조판(119a)과, 각 지지판(108)의 하측의 주면 상에 배치되어 있는 1장의 하측 보조판(119b)을 갖고 있다. 이하, 상측 보조판(119a) 및 하측 보조판(119b)을 통합하여, 보조판(109)이라 칭한다. 교반 날개(106a∼106e)의 보조판(109)은, 절곡 가공에 의해 형성되어 있다. 구체적으로는, 1장의 강화 백금판을 절곡함으로써, 지지판(108)과 보조판(109)이 일체로 된 교반 날개(106a∼106e)가 형성된다.Each of the stirring
교반 날개(106a∼106e)를 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 본 경우에 있어서, 각 교반 날개(106a∼106e)의 3장의 지지판(108)은, 회전축(105)의 중심선 L의 위치에 대하여 3회 대칭으로 되는 위치에 배치되어 있다. 각 지지판(108)의 주면의 법선은, 회전축(105)의 중심선 L에 평행하다. 즉, 지지판(108)은, 수평하게 배치되어 있다. 또한, 각 교반 날개(106a∼106e)의 3장의 지지판(108)은, 회전축(105)의 주위에 있어서, 연결부(110)에 의해 서로 연결되어 있다. 즉, 각 교반 날개(106a∼106e)의 3장의 지지판(108)은, 실질적으로 1개의 부품을 구성하고 있다.The three
각 교반 날개(106a∼106e)는, 인접하는 2개의 단에 배치되는 교반 날개(106a∼106e)의 지지판(108)을 교반조(101)의 저면에 투영한 경우에, 지지판(108)과 지지판(108)의 간격이 최소로 되도록, 또는, 지지판(108)과 지지판(108)이 겹치는 부분의 면적이 최소로 되도록, 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 인접하고 있는 2개의 교반 날개(106a∼106e)의 지지판(108)은, 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 본 경우에, 서로 겹치지 않도록 배치되어 있다. 예로서, 도 7에, 교반기(102)를 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 본 경우에 있어서의, 2개의 교반 날개(106a, 106b)의 위치 관계를 나타낸다. 도 7에 도시된 바와 같이, 교반 날개(106a)의 각 지지판(108)은, 교반 날개(106b)의 2개의 지지판(108)의 사이에 위치하고 있다. 즉, 2개의 교반 날개(106a, 106b)의 6장의 지지판(108)은, 회전축(105)의 중심선 L의 위치에 대하여 6회 대칭으로 되는 위치에 배치되어 있는 것처럼 보인다.Each of the stirring
보조판(109)은, 그 주면이 지지판(108)의 주면에 대하여 수직으로 되도록, 지지판(108)의 주면 상에 배치되어 있다. 보조판(109)은, 지지판(108)의 상측의 주면 상 및 하측의 주면 상에 배치되어 있다. 상술한 바와 같이, 지지판(108)의 상측의 주면 상에는 상측 보조판(119a)이 배치되고, 지지판(108)의 하측의 주면 상에는 하측 보조판(119b)이 배치되어 있다. 도 4 및 도 6에 있어서, 하측 보조판(119b)은 파선으로 나타내어져 있다. 교반 날개(106a∼106e)를 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 본 경우에 있어서, 상측 보조판(119a)과 하측 보조판(119b)은 교차하고 있다.The
보조판(109)은, 회전축(105)의 근방으로부터 지지판(108)의 외연을 향하여 연장되도록 배치되어 있다. 보조판(109)은, 회전축(105)에 가장 가까운 측의 내측 단부(109a)와, 내측 단부(109a)의 반대측의 단부로서 지지판(108)의 외연에 가장 가까운 측의 외측 단부(109b)를 갖고 있다. 보조판(109)은, 교반기(102)를 상면으로부터 본 경우에 있어서, 내측 단부(109a)로부터 외측 단부(109b)를 향함에 따라서, 회전축(105)의 중심선 L과 내측 단부(109a)를 연결하는 직선(111)으로부터, 서서히 이격되도록 배치되어 있다. 교반 날개(106a, 106c, 106e)의 경우에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 내측 단부(109a)로부터 외측 단부(109b)를 향함에 따라서, 상측 보조판(119a)은, 반시계 방향으로 직선(111)으로부터 이격되도록 배치되고, 하측 보조판(119b)은, 시계 방향으로 직선(111)으로부터 이격되도록 배치되어 있다. 한편, 교반 날개(106b, 106d)의 경우에서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 내측 단부(109a)로부터 외측 단부(109b)를 향함에 따라서, 상측 보조판(119a)은, 시계 방향으로 직선(111)으로부터 이격되도록 배치되고, 하측 보조판(119b)은, 반시계 방향으로 직선(111)으로부터 이격되도록 배치되어 있다. 즉, 각 교반 날개(106a∼106e)에 있어서, 상측 보조판(119a) 및 하측 보조판(119b)은, 서로 역방향으로 연장되도록 배치되어 있다. 또한, 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 인접하고 있는 2개의 교반 날개(106a∼106e)의 사이에 있어서, 서로 대향하고 있는 한 쌍의 보조판(109)은, 동일한 방향을 향하여 연장되도록 배치되어 있다. 예를 들면, 교반 날개(106a)의 하측 보조판(119b)과, 교반 날개(106a)의 1단 아래에 있는 교반 날개(106b)의 상측 보조판(119a)은, 모두, 시계 방향으로 직선(111)으로부터 이격되도록 배치되어 있다.The
(2-3) 회전축과 교반 날개의 접속부의 구성(2-3) Configuration of the connection portion between the rotary shaft and the stirring wing
다음으로, 회전축(105)과 교반 날개(106a∼106e)의 접속부에 대하여 설명한다. 각 교반 날개(106a∼106e)는, 회전축(105)의 외주면에, 끼워 맞춤에 의해 부착되어 있다. 회전축(105)의 외주면에는, 교반 날개(106a∼106e)의 일부가 끼워 맞춰지는 관통 구멍인 끼워 맞춤 구멍(105a)이 형성되어 있다. 각 교반 날개(106a∼106e)는, 3장의 지지판(108)이 연결부(110)에 의해 서로 연결되어 있는 본체와, 3개의 베어링(116)과, 6개의 쐐기(126)로 구성되어 있다. 베어링(116)은, 후술하는 바와 같이, 보조판(109)과 접합되어 있다. 쐐기(126)는, 지지판(108) 또는 베어링(116)과 접합되어 있지 않지만, 교반 날개(106a∼106e)를 구성하는 부재의 하나로 간주한다. 또한, 쐐기(126)는 지지판(108) 또는 베어링(116)과 접합되어 있어도 된다.Next, the connection between the
각 베어링(116)은, 쐐기(126)를 관통시키기 위한 2개의 쐐기 관통 구멍(116d)을 갖고 있다. 쐐기(126)는, 베어링(116)의 쐐기 관통 구멍(116d)을 관통하고, 또한, 회전축(105)의 끼워 맞춤 구멍(105a)에 끼워 맞춰지는 돌기를 갖는 부재이다. 각 베어링(116)은, 2개의 쐐기(126)에 의해, 회전축(105)의 외주면에 접합되지 않고, 회전축(105)의 외주면에 고정된다. 또한, 교반기(102)는, 쐐기 관통 구멍(116d)이 형성되어 있지 않은 베어링(116)과, 쐐기 관통 구멍(116d)을 관통하지 않고 끼워 맞춤 구멍(105a)에 끼워 맞춰지는 쐐기(126)를 갖는 구성이어도 된다. 이하, 베어링(116) 및 쐐기(126)의 형상 및 각 교반 날개(106a∼106e)를 회전축(105)의 외주면에 끼워 맞춤에 의해 부착하는 방법에 대하여 설명한다.Each of the
도 8은 회전축(105), 지지판(108) 및 베어링(116)의 배치를 도시하는 도면이다. 도 9는 지지판(108)의 높이 위치에 있어서, 회전축(105)의 직경 방향을 따라서 베어링(116)을 본 측면도이다. 도 9에 있어서, 지지판(108)은 점선으로 나타내어져 있다. 도 10은 회전축(105)의 중심선 L을 따라서, 연직 방향 상방으로부터 베어링(116)을 본 상면도이다. 도 10에는, 회전축(105)의 단면 및 회전축(105)의 끼워 맞춤 구멍(105a)이 도시되어 있다. 도 11은 교반 날개(106a∼106e)의 쐐기(126)가 회전축(105)에 끼워 맞춰지기 전의 상태를 도시하는 상면도이다. 도 12는 교반 날개(106a∼106e)의 쐐기(126)가 회전축(105)에 끼워 맞춰진 후의 상태를 도시하는 상면도이다. 도 11에 있어서, 쐐기(126)의 근방에 도시되는 화살표는, 베어링(116)의 쐐기 관통 구멍(116d) 및 회전축(105)의 끼워 맞춤 구멍(105a)에, 쐐기(126)가 삽입되는 방향을 나타내고 있다.8 is a view showing the arrangement of the
베어링(116)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 상방 단부(116a)와, 하방 단부(116b)와, 상방 단부(116a)와 하방 단부(116b) 사이의 축 접촉부(116c)로 이루어진다. 상방 단부(116a) 및 하방 단부(116b)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 상면으로부터 본 경우에 원호 형상을 갖는 축 접촉부(116c)의 수평 방향의 양단부와, 대략 L자 형상으로 연결되어 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 축 접촉부(116c)의 주면으로서, 상방 단부(116a) 및 하방 단부(116b)가 연결되어 있는 측의 반대측의 주면은, 회전축(105)의 외주면과 접촉하고 있다. 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상방 단부(116a)의 측면은, 상측 보조판(119a)의 내측 단부(109a)의 측면과 접합되고, 하방 단부(116b)의 측면은, 하측 보조판(119b)의 내측 단부(109a)의 측면과 접합되어 있다. 축 접촉부(116c)와 보조판(109)의 접합은, 예를 들면 상방 단부(116a)와 상측 보조판(119a)의 내측 단부(109a) 사이에 미소한 간극을 형성하고, 그 간극을 용융한 백금 또는 백금 합금 등으로 매립함으로써 행해진다. 또한, 축 접촉부(116c)와 보조판(109)은, 용접에 의해 접합되어도 된다. 그리고, 교반 날개(106a∼106e)의 3개의 지지판(108)의 각각에는, 1개의 베어링(116)이 한 쌍의 보조판(109)에 연결되어 있다.The
베어링(116)의 축 접촉부(116c)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 지지판(108)보다 상방의 베어링 상부(116c1)와, 지지판(108)보다 하방의 베어링 하부(116c2)로 이루어진다. 베어링 상부(116c1) 및 베어링 하부(116c2)에는, 각각, 1개의 쐐기 관통 구멍(116d)이 형성되어 있다. 쐐기 관통 구멍(116d)은, 대략 원형의 단면 형상을 갖고 있다. 각 교반 날개(106a∼106e)에 있어서, 3개의 베어링(116)의 베어링 상부(116c1)의 쐐기 관통 구멍(116d)은, 서로 다른 높이 위치에 형성되고, 3개의 베어링(116)의 베어링 하부(116c2)의 쐐기 관통 구멍(116d)은, 서로 다른 높이 위치에 형성되어 있다. 회전축(105)의 외주면에는, 교반 날개(106a∼106e)의 베어링(116)의 각 쐐기 관통 구멍(116d)과 연통하는 위치에, 끼워 맞춤 구멍(105a)이 형성되어 있다. 끼워 맞춤 구멍(105a)은 쐐기 관통 구멍(116d)과 동일한 대략 원형의 단면 형상을 갖고 있다.The
도 11의 화살표로 나타내어지는 바와 같이, 2개의 쐐기(126)를, 각 베어링(116)의 2개의 쐐기 관통 구멍(116d)에 각각 관통시키고, 또한 회전축(105)의 2개의 끼워 맞춤 구멍(105a)에 각각 삽입함으로써, 각 교반 날개(106a∼106e)의 각 베어링(116)은 회전축(105)의 외주면에 고정된다. 즉, 각 교반 날개(106a∼106e)는, 6개의 쐐기(126)를 3개의 베어링(116)을 통하여 회전축(105)의 6개의 끼워 맞춤 구멍(105a)에 끼워 맞춤으로써, 회전축(105)에 부착된다.The two
또한, 본 실시 형태에 있어서, 쐐기(126)는, 대략 원형의 단면 형상을 갖고, 또한, 회전축(105)의 끼워 맞춤 구멍(105a) 및 베어링(116)의 쐐기 관통 구멍(116d)에 끼워 맞출 수 있는 막대 형상의 돌기를 갖는 부재이다. 그러나, 쐐기(126)는 이와 같은 돌기를 갖는 임의의 형상을 가질 수 있다.In this embodiment, the
(3) 교반 장치의 동작 (3) Operation of stirring apparatus
본 실시 형태에 따른 교반 장치(100)의 동작에 대하여 설명한다. 도 13은 교반 장치(100)에 의해 교반되는 용융 글래스 G의 흐름을 도시하는 도면이다. 도 13에 도시된 화살표는, 용융 글래스 G의 흐름의 방향을 나타낸다. 교반조(101)의 내부에는, 상류측 도관(103)으로부터 용융 글래스 G가 수평 방향으로 유입된다. 교반기(102)의 회전축(105)의 상단부는, 도시되지 않은 모터와 연결되어 있다. 교반 장치(100)를 상면으로부터 본 경우에 있어서, 교반기(102)는, 회전축(105)의 중심선 L의 주위를 반시계 방향으로 회전한다. 교반조(101)의 내부에 있어서, 용융 글래스 G는, 상방으로부터 하방을 향하여 서서히 유도되면서, 교반기(102)에 의해 교반된다. 교반된 용융 글래스 G는, 교반조(101)의 내부로부터 하류측 도관(104)에 수평 방향으로 유출된다. 또한, 교반 장치(100)에 의해 교반되는 용융 글래스 G의 온도는, 102.5dPaㆍs의 점도를 갖는 경우에 있어서, 1450℃∼1750℃인 경우에 적합하고, 1500℃∼1750℃인 경우에 보다 적합하고, 1530℃∼1750℃인 경우에 더욱 적합하다.The operation of the
교반조(101)에서는, 교반 날개(106a∼106e)가 축회전함으로써, 용융 글래스 G가 교반된다. 각 교반 날개(106a∼106e)의 보조판(109)은, 용융 글래스 G를, 교반조(101)의 내벽측으로부터 회전축(105)측으로 긁어모으거나, 또는, 회전축(105)측으로부터 교반조(101)의 내벽측으로 압출한다. 본 실시 형태에서는, 각 교반 날개(106a∼106e)에 있어서, 상측 보조판(119a) 및 하측 보조판(119b) 중 어느 한쪽이, 용융 글래스 G를 교반조(101)의 내벽측으로부터 회전축(105)측으로 긁어모으고, 다른 쪽이, 용융 글래스 G를 회전축(105)측으로부터 교반조(101)의 내벽측으로 압출한다. 즉, 각 교반 날개(106a∼106e)의 지지판(108)의 상방 및 지지판(108)의 하방에 있어서, 회전축(105)의 반경 방향의 용융 글래스 G의 흐름의 방향은, 서로 역방향이다. 또한, 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 인접하고 있는 2개의 교반 날개(106a∼106e)에 관하여, 상단의 교반 날개(106a∼106e)의 하측 보조판(119b)의 주면 및 하단의 교반 날개(106a∼106e)의 상측 보조판(119a)의 주면은, 동일한 방향을 향하여 직선(111)으로부터 이격되어 있다. 그 때문에, 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 서로 대향하는 한 쌍의 보조판(109)은, 회전축(105)의 반경 방향을 따라서, 동일한 방향의 용융 글래스 G의 흐름을 발생시킨다.In the
본 실시 형태에서는, 도 13에 도시된 바와 같이, 교반기(102)의 축회전에 의해, 최상단의 교반 날개(106a)의 상측 보조판(119a)은, 용융 글래스 G를 교반조(101)의 내벽측으로부터 회전축(105)측으로 긁어모으는 흐름을 발생시킨다. 그 때문에, 교반 날개(106a)의 하측 보조판(119b)과, 교반 날개(106a)의 1단 아래의 교반 날개(106b)의 상측 보조판(119a)은, 용융 글래스 G를 회전축(105)측으로부터 교반조(101)의 내벽측으로 압출하는 흐름을 발생시킨다. 마찬가지로, 교반 날개(106b)의 하측 보조판(119b)과, 교반 날개(106c)의 상측 보조판(119a)은, 용융 글래스 G를 교반조(101)의 내벽측으로부터 회전축(105)측으로 긁어모으는 흐름을 발생시킨다. 그리고, 교반기(102)의 최하단의 교반 날개(106e)의 하측 보조판(119b)은, 용융 글래스 G를 회전축(105)측으로부터 교반조(101)의 내벽측으로 압출하는 흐름을 발생시킨다. 즉, 최하단의 교반 날개(106e)와 교반조(101)의 저면 사이의 하부 공간(122)에 있어서, 용융 글래스 G는, 도 13에서 도시된 화살표(124)의 방향으로 흐른다.13, the upper
본 실시 형태에서는, 도 13에 도시된 바와 같이, 최상단의 교반 날개(106a)의 상측 보조판(119a)은, 교반 날개(106a)의 지지판(108)의 상방에 있어서, 교반조(101)의 내벽측으로부터 회전축(105)측을 향하여 용융 글래스 G를 이동시키는 흐름을 발생시킨다. 최상단의 교반 날개(106a)의 상측 보조판(119a)에 의해 회전축(105)의 근방으로 이동한 용융 글래스 G는, 회전축(105)을 따라서, 용융 글래스 G의 액면까지 상승한다. 액면까지 상승한 용융 글래스 G는, 액면을 따라서, 회전축(105)측으로부터 교반조(101)의 내벽측을 향하여 흐른다. 교반조(101)의 내벽의 근방으로 이동한 용융 글래스 G는, 교반조(101)의 내벽을 따라서, 최상단의 교반 날개(106a)까지 하강한다. 즉, 최상단의 교반 날개(106a)와 용융 글래스 G의 액면 사이의 상부 공간(121)에 있어서, 도 13에서 도시된 용융 글래스 G의 순환류(123)가 형성된다. 용융 글래스 G는, 이 순환류(123)에 의해, 상부 공간(121)에서 교반된다.13, the upper
또한, 본 실시 형태에서는, 회전축(105)의 중심선 L에 직교하는 단면에 있어서의 교반조(101)의 내면의 반경 R 및 최상단의 교반 날개(106a)의 상측의 주면과 용융 글래스 G의 액면의 간격 H에 관하여, 비 R/H가 0.5∼2.6인 것이 바람직하다.In the present embodiment, the radius R of the inner surface of the stirring
(4) 특징 (4) Features
(4-1)(4-1)
본 실시 형태에 따른 교반 장치(100)에서는, 교반기(102)는 강화 백금으로 형성되고, 또한, 회전축(105)과 각 교반 날개(106a∼106e)는 끼워 맞춤에 의해 서로 연결되어 있다. 교반 날개(106a∼106e)는, 베어링(116)의 쐐기 관통 구멍(116d)을 관통하여 회전축(105)의 끼워 맞춤 구멍(105a)에 삽입되는 쐐기(126)에 의해, 회전축(105)의 외주면에 고정되어 있다. 즉, 본질적으로는, 교반기(102)는, 회전축(105)과 교반 날개(106a∼106e)를 용접에 의해 접합하지 않고, 조립된다.In the
교반 장치(100)가 용융 글래스 G를 교반하고 있는 동안, 즉, 교반기(102)가 회전축(105)의 중심선 L의 주위를 회전하고 있는 동안, 교반 날개(106a∼106e)는, 고온 또한 고점도의 용융 글래스 G를 교반하는 것에 의한 응력 및 교반 날개(106a∼106e)의 자체 중량에 의한 응력을 받고 있다. 회전축(105)의 외주면에는, 교반 날개(106a∼106e)가 연결되어 있기 때문에, 회전하고 있는 회전축(105)은, 교반 날개(106a∼106e)가 받는 응력 모두를 지지하고 있다. 여기서, 교반기(102)의 소재인 강화 백금은, 융점 이상으로 가열되어 용해되면, 층 형상의 백금 입계 구조가 무너져, 통상의 백금 또는 백금 합금과 동일 정도까지, 크리프 강도 및 인장 강도가 저하되는 성질을 갖고 있다. 그 때문에, 회전축(105)과 교반 날개(106a∼106e)가 용접에 의해 접합되어 있는 경우, 용접 시에 있어서의 접합부의 강화 백금의 용해에 의해, 교반기의 접합부의 강도는, 다른 부분의 강도에 비해 대폭 저하된다. 따라서, 회전축(105)과 교반 날개(106a∼106e)를 용접하여 조립된 교반기는, 회전 중에 변형 및 파손되기 쉬워, 용융 글래스 G를 균질하게 교반할 수 없을 우려가 있다.While the stirring
본 실시 형태에서는, 강화 백금으로 형성된 교반기(102)는, 교반 날개(106a∼106e)를 회전축(105)의 외주면에 끼워 맞춤에 의해 부착함으로써, 조립된다. 이에 의해, 교반 날개(106a∼106e)를 회전축(105)의 외주면에 용접에 의해 부착하는 경우에 비해, 교반기(102)의 강도의 저하가 억제된다. 그 때문에, 회전 중인 교반기(102)의 변형 및 파손이 억제되므로, 용융 글래스 G 중에서 교반기(102)를 고속으로 회전시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 글래스 제조 장치(200)의 교반 장치(100)는, 용융 글래스 G를 균질하게 교반할 수 있다.In the present embodiment, the
또한, 알칼리 금속 산화물의 함유량이 0질량%∼2질량%인 무알칼리 글래스 및 미알칼리 글래스는, 알칼리 금속 산화물의 함유량이 2질량%를 초과하는 알칼리 글래스에 비해, 용해조(40)에서 얻어지는 용융 글래스의 점도가 높다. 그 때문에, FPD용 글래스 기판으로서 적합한, 알칼리 금속 산화물의 함유량이 적은 무알칼리 글래스 또는 미알칼리 글래스로 이루어지는 글래스 기판은, 알칼리 함유량이 많은 알칼리 글래스로 이루어지는 글래스 기판에 비해, 맥리가 잔존하기 쉽다. 즉, 알칼리 함유량이 적은 글래스 기판의 제조 공정에서는, 맥리의 발생을 억제하기 위해서, 교반 장치(100)에 있어서 용융 글래스를 균질하게 교반하는 것이 중요하다. 본 실시 형태에 따른 글래스 제조 장치(200)의 교반 장치(100)는, 용융 글래스 G의 점도가 높은 경우라도, 교반기(102)를 고속으로 회전시키는 것이 가능하므로, 무알칼리 글래스 및 미알칼리 글래스의 기판의 제조에 적합하다. 특히, 교반 장치(100)는, 알칼리 금속 산화물의 함유량이 0질량%∼0.5질량%인 글래스로 이루어지는 글래스 기판의 제조에 적합하다. 또한, 알칼리 금속 산화물의 함유량은, Li2O, Na2O 및 K2O의 함유량의 합계량을 나타낸다. 이하, 알칼리 금속 산화물을 실질적으로 함유하지 않는 글래스를 무알칼리 글래스라 칭하고, 알칼리 금속 산화물의 함유량이 0%를 초과하고 2% 이하인 글래스를 미알칼리 글래스라 칭한다.Further, the alkali-free glass and alkali-alkali glass having a content of alkali metal oxide of 0% by mass to 2% by mass are more preferable than alkali glass having a content of alkali metal oxide of more than 2% by mass in molten glass The viscosity is high. Therefore, a glass substrate made of an alkali-free glass or an alkali-alkali glass, which is suitable as a glass substrate for FPD and has a small content of alkali metal oxide, is more prone to spoil than a glass substrate made of alkali glass having a large alkali content. That is, in the production process of the glass substrate having a small alkali content, it is important to homogenously stir the molten glass in the
또한, 교반 장치(100)는, 교반 공정에서의 용융 글래스의 점도가 높고, 또한, 맥리를 엄격하게 배제하는 것이 요구되는 액정 디스플레이용 글래스 기판 및 유기 EL 디스플레이용 글래스 기판의 제조에 적합하다.Further, the stirring
또한, 저온 다결정 Si(p-Si) TFT 및 산화물 반도체가 형성되는 글래스 기판은, 고온의 열처리 공정이 필요하기 때문에, 열수축율이 작은 것이 바람직하다. 열수축율이 작은 글래스 기판을 얻기 위해서는, 글래스의 왜곡점을 높게 하는 것이 바람직하지만, 왜곡점이 높은 글래스는 용융 시의 점도가 높아지는 경향이 있으므로, 맥리가 잔존하기 쉽다. 그 때문에, 본 실시 형태에 따른 글래스 제조 장치(200)의 교반 장치(100)는, 저온 다결정 Si(p-Si) TFT 및 산화물 반도체를 탑재한 FPD용 글래스 기판의 제조에 적합하다. 또한, 이 글래스 기판의 왜곡점은, 바람직하게는 675℃ 이상이고, 더욱 바람직하게는 680℃ 이상이고, 특히 바람직하게는 690℃ 이상이다. 또한, 102.5dPaㆍs의 점도를 갖는 글래스 기판의 온도가, 1400℃∼1750℃인 경우, 교반기(102)의 변형 및 파손을 방지하는 효과 및 용융 글래스를 균질화하는 효과가 현저하게 나타나고, 글래스 기판의 온도가 1500℃∼1750℃인 경우, 이들 효과가 보다 현저하게 나타나고, 글래스 기판의 온도가 1550℃∼1750℃인 경우, 이들 효과가 더욱 현저하게 나타난다.In addition, since a low-temperature polycrystalline Si (p-Si) TFT and a glass substrate on which an oxide semiconductor is formed require a heat treatment process at a high temperature, the heat shrinkage ratio is preferably small. In order to obtain a glass substrate having a small heat shrinkage ratio, it is preferable to increase the distortion point of the glass. However, since the glass having a high distortion point tends to have a high viscosity at the time of melting, Therefore, the stirring
또한, 교반 공정에 있어서, 교반조(101) 내의 용융 글래스의 점도는, 450dPaㆍs∼2500dPaㆍs로 조정되는 것이 바람직하다. 특히, 교반 공정에 있어서, 교반조(101) 내의 용융 글래스의 점도가 700dPaㆍs∼1600dPaㆍs인 경우, 교반기(102)의 변형 및 파손을 방지하는 효과 및 용융 글래스를 균질화하는 효과가 보다 현저하게 나타난다.In addition, in the stirring step, the viscosity of the molten glass in the
(4-2) (4-2)
본 실시 형태에 따른 교반 장치(100)에서는, 상류측 도관(103)으로부터 교반조(101)에 유입된 용융 글래스 G는, 교반기(102)의 축회전에 의해, 교반조(101)의 내벽측으로부터 회전축(105)측으로 긁어모아지거나, 또는, 회전축(105)측으로부터 교반조(101)의 내벽측으로 압출되어 교반된다. 회전축(5)의 반경 방향의 용융 글래스 G의 흐름의 방향은, 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 상방으로부터 하방을 향함에 따라서, 교반 날개(106a∼106e)의 단마다 반대로 된다. 즉, 용융 글래스 G는, 교반조(101)의 내부를 상방으로부터 하방으로 유도되면서, 회전축(5)의 반경 방향으로 교대로 이동시켜져 교반된다.The molten glass G that has flowed into the stirring
따라서, 본 실시 형태에 따른 글래스 제조 장치(200)의 교반 장치(100)는, 복잡한 구성을 갖지 않고, 용융 글래스 G를 균질하게 교반할 수 있다. 이에 의해, 맥리의 발생이 억제되어, 고품질의 글래스 제품을 얻을 수 있다.Therefore, the stirring
(4-3) (4-3)
본 실시 형태에 따른 교반 장치(100)에서는, 각 교반 날개(106a∼106e)의 지지판(108)의 상방의 주면 상 및 하방의 주면 상에는, 보조판(109)이 배치되어 있다. 교반기(102)가 축회전하면, 보조판(109)에 의해, 용융 글래스 G는, 회전축(105)의 반경 방향으로 흐른다. 구체적으로는, 지지판(108)의 주면 근방의 용융 글래스 G는, 보조판(109)에 의해 긁어모아지거나, 또는, 압출됨으로써, 지지판(108)의 주면을 따라서 반경 방향으로 이동한다. 이에 의해, 용융 글래스 G는, 교반 날개(106a∼106e)의 보조판(109)에 의해 충분히 교반된다.In the
따라서, 본 실시 형태에 따른 글래스 제조 장치(200)의 교반 장치(100)는, 복잡한 구성을 갖지 않고, 용융 글래스 G를 균질하게 교반할 수 있다. 이에 의해, 글래스 리본(44)의 맥리의 발생이 억제되어, 고품질의 글래스 제품을 얻을 수 있다.Therefore, the stirring
(4-4) (4-4)
본 실시 형태에서는, 교반기(102)의 최상단의 교반 날개(106a)의 상측 보조판(119a)은, 용융 글래스 G를 교반조(101)의 내벽측으로부터 회전축(105)측으로 긁어모은다. 이에 의해, 최상단의 교반 날개(106a)와 용융 글래스 G의 액면 사이의 상부 공간(121)에 있어서, 회전축(105) 근방의 용융 글래스 G는, 회전축(105)을 따라서 상승한다. 용융 글래스 G의 액면 근방까지 상승한 용융 글래스 G는, 교반조(101)의 내벽을 향하여 흐르고, 교반조(101)의 내벽을 따라서 하강한다. 이와 같이, 상부 공간(121)에서는, 도 13에 도시된 바와 같이, 용융 글래스 G의 순환류(123)가 형성된다.The
여기서, 본 실시 형태와는 달리, 최상단의 교반 날개(106a)의 상방의 용융 글래스 G가, 회전축(105)측으로부터 교반조(101)의 내벽측으로 압출되는 경우에 대하여 생각한다. 이 경우, 교반조(101)의 내벽의 근방까지 압출된 용융 글래스 G는, 교반조(101)의 내벽을 따라서 연직 방향으로 이동할 때에, 상방을 향하여 흐르기 쉽다. 그 때문에, 용융 글래스 G는, 교반조(101)의 내벽을 따라서, 용융 글래스 G의 액면 근방까지 상승한다. 그리고, 용융 글래스 G는, 액면을 따라서 교반조(101)의 내벽측으로부터 회전축(105)측으로 흐르고, 회전축(105)을 따라서 하강한다. 즉, 도 13에 도시된 순환류(123)와는 역방향의 용융 글래스 G의 순환류가 형성된다.Here, it is assumed that the molten glass G above the
그리고, 이와 같이, 용융 글래스 G의 역방향의 순환류가 상부 공간(121)에서 형성되면, 회전축(105)의 주위에 형성되는 용융 글래스 G의 하강류는, 용융 글래스 G의 액면에 존재하는 기포 및 휘발하기 쉬운 성분이 휘발한 결과, 상대적으로 실리카 성분을 많이 포함하는 실리카 리치층을 끌어들인다. 이에 의해, 실리카 리치층을 포함하는 용융 글래스 G는, 액면 근방의 높이 위치로부터 하방으로 인입된다. 그 결과, 글래스 제품의 기포 품질의 악화 및 맥리 품질의 악화가 발생할 우려가 있다.When the circulating flow in the reverse direction of the molten glass G is formed in the
본 실시 형태에서는, 회전축(105)의 주위에 있어서 용융 글래스 G의 상승류를 형성함으로써, 상부 공간(121)의 용융 글래스 G가 회전축(105)의 외주면을 따라서 급하강하여, 충분히 교반되지 않은 상태에서 하류측 도관(104)으로부터 유출되게 되는 것이 억제된다.The molten glass G in the
또한, 본 실시 형태에서는, 상부 공간(121)에 있어서 용융 글래스 G의 순환류(123)가 형성되므로, 용융 글래스 G가 액면 근방에서 체류하는 것이 억제된다.Further, in the present embodiment, since the circulating
따라서, 본 실시 형태에 따른 글래스 제조 장치(200)의 교반 장치(100)는, 용융 글래스 G를 균질하게 교반할 수 있다. 이에 의해, 글래스 리본(44)의 맥리의 발생이 억제되어, 고품질의 글래스 제품을 얻을 수 있다.Therefore, the stirring
(4-5) (4-5)
본 실시 형태에서는, 최하단의 교반 날개(106e)와 교반조(101)의 저면 사이의 하부 공간(122)에 있어서, 용융 글래스 G는, 회전축(105)측으로부터 교반조(101)의 내벽측으로 압출된다. 즉, 최하단의 교반 날개(106e)의 하측 보조판(119b)은, 도 13의 화살표(124)로 나타내어지는 바와 같이, 하류측 도관(104)으로의 용융 글래스 G의 유출을 촉진하는 흐름을 용융 글래스 G에 발생시킨다. 한편, 최하단의 교반 날개(106e)의 상측 보조판(119a) 및 교반 날개(106e)의 1단 위의 교반 날개(106d)의 하측 보조판(119b)은, 하류측 도관(104)으로의 용융 글래스 G의 유출을 억제하는 흐름을 용융 글래스 G에 발생시킨다.The molten glass G is extruded from the side of the
이에 의해, 교반기(102)에 의해 교반된 용융 글래스 G는, 하부 공간(122)으로부터 하류측 도관(104)으로 유출되기 쉽기 때문에, 용융 글래스 G가 교반조(101)의 저부에 체류하는 것이 억제된다. 만약, 교반조(101)의 저부에 용융 글래스 G가 체류하면, 용융 글래스 G의 평균적인 조성에 대하여 조성의 밸런스가 깨진 이질의 글래스 원료, 예를 들면 불균질한 조성의 지르코니아 리치층 등이, 체류한 용융 글래스 G에 포함되게 된다. 이와 같은 용융 글래스 G가 하류측 도관(104)으로부터 유출되면, 성형 장치(42)에서 성형된 글래스 리본(44)에 맥리가 발생하여, 품질상의 문제가 발생할 우려가 있다. 또한, 지르코니아 리치층을 포함하는 용융 글래스 G가 성형 장치(42)에 공급되면, 성형 장치(42)에 있어서의 실투 발생의 원인으로도 되어, 품질상의 문제가 발생할 뿐만 아니라, 글래스 제조 장치(200)의 안정적인 조업이 곤란해지고, 최악의 경우에는 조업을 정지하고 유지 보수를 행할 필요가 발생한다.The molten glass G agitated by the
또한, 본 실시 형태에서는, 용융 글래스 G가 하부 공간(122)보다 상방의 공간으로부터 하류측 도관(104)으로 유출되는 것이 억제된다. 이에 의해, 하부 공간(122)의 용융 글래스 G는 하부 공간(122)의 상방의 용융 글래스 G와 항상 교체되므로, 용융 글래스 G가, 교반조(101)의 저부에 체류하는 것이 억제된다. 즉, 교반조(101) 내의 용융 글래스 G는, 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 인접하는 교반 날개(106a∼106e)의 사이의 각 공간을 쇼트 커트하지 않고, 각 공간에 있어서 확실하게 교반된다. 이에 의해, 충분히 교반되지 않은 용융 글래스 G가 교반 장치(100)로부터 유출되게 되는 것이 억제된다.In addition, in the present embodiment, the molten glass G is prevented from flowing out from the space above the
또한, 본 실시 형태에서는, 도 13에 도시된 바와 같이, 최상단의 교반 날개(106a)의 높이 위치의 근방에 상류측 도관(103)이 배치되어 있다. 또한, 최상단의 교반 날개(106a)의 높이 위치는, 용융 글래스 G의 액면으로부터 소정 거리만큼 이격하도록 설정되어 있다. 만약, 교반 날개(106a)의 높이 위치가 액면에 가까운 경우, 교반기(102)의 축회전에 의해 용융 글래스 G의 액면이 진동하여, 액면에 뜨는 기포 등이 하방에 인입되기 쉬워진다. 한편, 교반 날개(106a)의 높이 위치가 액면으로부터 먼 경우, 용융 글래스 G의 순환류(123)가 액면 근방에 도달할 수 없어, 액면 근방의 용융 글래스 G가 정체하여, 불균질한 용융 글래스 G가 액면 근방에 체류한다. 따라서, 교반기(102)의 회전수 및 교반 날개(106a∼106e)의 사이즈에 따라서, 용융 글래스 G의 액면에 대한 교반 날개(106a)의 높이 위치는 적절하게 결정된다.In this embodiment, as shown in Fig. 13, the upstream-
또한, 본 실시 형태에서는, 용융 글래스 G의 액면이, 상류측 도관(103)의 상단의 근방에 위치하도록, 용융 글래스 G의 유량이 조정된다. 또한, 상류측 도관(103)의 직경의 중앙보다 하방에, 교반 날개(106a)의 지지판(108)이 배치되어 있다. 구체적으로는, 상류측 도관(103)의 하단과 동일 정도의 높이 위치에, 교반 날개(106a)의 지지판(108)이 배치되어 있다. 이에 의해, 도 13에 도시된 바와 같이, 최상단의 교반 날개(106a)의 상측 보조판(119a)은, 상류측 도관(103)으로부터의 용융 글래스 G의 유입을 촉진하는 흐름을 용융 글래스 G에 발생시킨다.In this embodiment, the flow rate of the molten glass G is adjusted so that the level of the molten glass G is located near the upper end of the upstream-
따라서, 본 실시 형태에 따른 글래스 제조 장치(200)의 교반 장치(100)는, 용융 글래스 G를 균질하게 교반할 수 있다. 이에 의해, 글래스 리본(44)의 맥리의 발생이 억제되어, 고품질의 글래스 제품을 얻을 수 있다.Therefore, the stirring
(4-6) (4-6)
본 실시 형태에서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 인접하고 있는 2개의 교반 날개(106a∼106e)의 지지판(108)은, 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 본 경우에, 서로 겹치지 않도록 배치되어 있다. 이에 의해, 교반조(101)의 내부에 있어서의 용융 글래스 G의 연직 방향의 흐름은, 각 교반 날개(106a∼106e)의 지지판(108)에 의해 일단 막아진다. 그 때문에, 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 인접하는 교반 날개(106a∼106e)의 사이의 각 공간에 있어서, 용융 글래스 G는 일시적으로 체류하여, 충분히 교반된다.7, the supporting
또한, 본 실시 형태에서는, 교반 날개(106a∼106e)의 상술한 배치에 의해, 상부 공간(121)의 용융 글래스 G가 회전축(105)의 외주면을 따라서 급하강하여, 충분히 교반되지 않은 상태에서 하류측 도관(104)으로부터 유출되게 되는 것이 억제된다.In the present embodiment, the molten glass G in the
따라서, 본 실시 형태에 따른 글래스 제조 장치(200)의 교반 장치(100)는, 용융 글래스 G를 균질하게 교반할 수 있다. 이에 의해, 글래스 리본(44)의 맥리의 발생이 억제되어, 고품질의 글래스 제품을 얻을 수 있다.Therefore, the stirring
(4-7) (4-7)
본 실시 형태에 따른 교반 장치(100)에서는, 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 교반기(102)를 본 경우에, 각 교반 날개(106a∼106e)의 보조판(109)은, 외측 단부(109b)를 제외하고, 지지판(108)의 외연으로부터 이격된 위치에 배치되어 있다. 이에 의해, 교반 날개(106a∼106e)의 상측 보조판(109a)의 주면을 따라서 하방으로 흐르는 용융 글래스 G는, 지지판(108)의 상측의 주면에 충돌하기 쉽고, 교반 날개(106a∼106e)의 하측 보조판(109b)의 주면을 따라서 상방으로 흐르는 용융 글래스 G는, 지지판(108)의 하측의 주면에 충돌하기 쉽다. 이에 의해, 교반조(101)의 내부에 있어서의 용융 글래스 G의 연직 방향의 흐름은, 각 교반 날개(106a∼106e)의 지지판(108)에 의해 일단 막아진다. 그 때문에, 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 인접하는 교반 날개(106a∼106e)의 사이의 각 공간에 있어서, 용융 글래스 G는 일시적으로 체류하여, 충분히 교반된다.When the
따라서, 본 실시 형태에 따른 글래스 제조 장치(200)의 교반 장치(100)는, 용융 글래스 G를 균질하게 교반할 수 있다. 이에 의해, 글래스 리본(44)의 맥리의 발생이 억제되어, 고품질의 글래스 제품을 얻을 수 있다.Therefore, the stirring
(4-8) (4-8)
본 실시 형태에서는, 각 교반 날개(106a∼106e)의 3장의 지지판(108)은, 회전축(105)의 주위에 있어서 연결부(110)에 의해 서로 접속되어 있다. 이에 의해, 교반 날개(106a∼106e)의 강도가 향상된다. 또한, 회전축(105)의 주위에 있어서의 용융 글래스 G의 교반 효과는 작고, 용융 글래스 G는, 회전축(105)의 근방에 있어서, 충분히 교반되지 않고 하강하기 쉽다. 각 교반 날개(106a∼106e)의 연결부(110)는, 회전축(105)의 근방에 있어서의 용융 글래스 G의 하강류를 억제할 수 있다.In the present embodiment, the three
따라서, 본 실시 형태에 따른 글래스 제조 장치(200)의 교반 장치(100)는, 용융 글래스 G를 균질하게 교반할 수 있다. 이에 의해, 글래스 리본(44)의 맥리의 발생이 억제되어, 고품질의 글래스 제품을 얻을 수 있다.Therefore, the stirring
(5) 변형예 (5) Modifications
(5-1) 변형예 A(5-1) Modification Example A
본 실시 형태에서는, 교반기(102)의 회전축(105)에는, 중심선 L을 따라서, 5개의 교반 날개(106a∼106e)가 등간격으로 배치되어 있다. 그러나, 회전축(105)에 부착되는 교반 날개(106a∼106e)의 수는, 교반조(101)의 사이즈 및 회전축(105)의 길이 등을 고려하여 적절하게 설정되어도 된다. 또한, 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 인접하는 2장의 교반 날개(106a∼106e)의 사이의 거리도, 교반조(101)의 사이즈 및 회전축(105)의 길이 등을 고려하여 적절하게 설정되어도 된다.In the present embodiment, five
(5-2) 변형예 B (5-2) Variation B
본 실시 형태에서는, 교반기(102)의 각 교반 날개(106a∼106e)는, 3개의 지지판(108)을 갖고 있지만, 2개 또는 4개 이상의 지지판(108)을 가져도 된다.In the present embodiment, each of the stirring
예로서, 도 14에, 2개의 지지판을 갖는 교반 날개를 구비하는 교반기(2)를 나타낸다. 이 교반기(2)는, 본 실시 형태의 교반기(102)와 마찬가지로, 회전축(5)에 고정되는 5개의 교반 날개(6a∼6e)를 구비하고 있다. 각 교반 날개(6a∼6e)의 지지판의, 상방의 주면 상 및 하방의 주면 상에는, 각각 2개의 보조판이 배치되어 있다.By way of example, FIG. 14 shows a
또한, 각 교반 날개(106a∼106e)가 4개의 지지판(108)을 갖고 있는 경우, 본 실시 형태와 마찬가지로, 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 교반기(102)를 본 경우에, 중심선 L을 따라서 인접하는 2개의 각 교반 날개(106a∼106e)의 지지판(108)의 위치가 서로 상이해도 된다.When the
(5-3) 변형예 C(5-3) Variation C
본 실시 형태에 있어서의 각 교반 날개(106a∼106e)의 지지판(108)은, 그 주면에 형성되는 관통 구멍(112)을 가져도 된다. 도 15는 관통 구멍(112)을 갖는 교반 날개(106a, 106c, 106e)의 평면도이다. 본 변형예에서는, 교반기(102)가 축회전하면, 용융 글래스 G의 일부가 관통 구멍(112)을 통과하여, 연직 방향의 용융 글래스 G의 흐름이 발생한다. 이에 의해, 용융 글래스 G에는, 보조판(109)에 의한 회전축(105)의 반경 방향의 흐름 외에, 관통 구멍(112)에 의한 회전축(105)의 축방향의 흐름이 발생한다. 그 때문에, 용융 글래스 G에는, 보다 복잡한 흐름이 발생하므로, 보다 높은 교반 효과가 얻어진다. 또한, 관통 구멍(112)에 의해, 축회전하는 교반기(102)가 용융 글래스 G로부터 받는 저항이 작아지는 것이 기대되고, 교반 장치(100)는, 보다 적은 에너지로 용융 글래스 G를 교반할 수 있다.The
또한, 본 변형예에서는, 용융 글래스 G에 포함되는 기포는, 관통 구멍(112)을 통과하여, 용융 글래스 G의 액면까지 상승할 수 있다. 이에 의해, 용융 글래스 G에 포함되는 기포가 효율적으로 제거된다. 예를 들면, 교반기(102)를 검사 및 수리할 때나, 새로운 교반기(102)의 사용을 개시할 때에, 교반조(101)의 용융 글래스 G 중에, 본 변형예의 교반기(102)를 투입하는 경우를 생각한다. 이 경우, 교반기(102)의 투입 시에 말려든 공기의 기포는, 교반 날개(106a∼106e)의 관통 구멍(112)을 통과하여, 신속하게 부상한다. 그 때문에, 교반 장치(100)의 안정적인 조업까지의 시간을 단축할 수 있다.Further, in this modification, the bubbles included in the molten glass G can pass through the through
또한, 본 변형예에서는, 도 15에 도시된 바와 같이, 각 교반 날개(106a∼106e)의 지지판(108)끼리를 연결하는 연결부(110)에도, 관통 구멍(112)이 형성되어도 된다.15, through
(5-4) 변형예 D(5-4) Variation example D
본 실시 형태에 따른 교반 장치(100)는, 용융 글래스 G를 교반조(101)로부터 배출하는 기구를 구비해도 된다. 예를 들면, 교반조(101)의 저면에, 지르코니아 리치층을 포함하는 용융 글래스 G를 배출하기 위한 배출구가 형성되어도 된다. 또한, 교반조(101)의 측면에, 기포나 실리카 리치층을 포함하는 용융 글래스 G를 배출하기 위한 배출구가 형성되어도 된다.The stirring
용융 글래스 G 중에는, 용융 글래스 G의 평균적인 조성에 대하여 조성의 밸런스가 깨진 이질의 글래스 원료가 포함되는 경우가 있다. 이것은, 용해조(40)에서 발생한 용융 글래스 G의 조성 불균일에 의한 것이거나, 또는, 용융 글래스 G로부터 휘발하기 쉬운 성분이 휘발한 것에 의한 것으로 생각된다. 특히, 교반조(101)의 용융 글래스 G의 액면에는, 용융 글래스 G로부터 휘발하기 쉬운 성분이 휘발한 것에 의한 이질의 글래스 원료가 체류하기 쉽다.In the molten glass G, there may be a case where a heterogeneous glass raw material having a balanced composition is broken in relation to the average composition of the molten glass G. This is considered to be attributable to the unevenness of the composition of the molten glass G generated in the
본 실시 형태에 있어서, 도 13에 도시된 바와 같이, 상부 공간(121)에 있어서 순환류(123)가 형성되어 있는 경우, 용융 글래스 G의 액면에 기포나 이질의 글래스 원료가 존재하고 있어도, 액면 근방의 용융 글래스 G는, 액면을 따라서 회전축(105)측으로부터 교반조(101)의 내벽측을 향하여 흐른다. 그 때문에, 이 용융 글래스 G의 흐름의 연장선 상에 배출구를 형성함으로써, 용융 글래스 G에 포함되는 기포나 이질의 글래스 원료를 배출할 수 있다. 교반조(101)는, 최상단의 교반 날개(106a)보다도 상방의 높이 위치, 바람직하게는 용융 글래스 G의 액면 또는 액면의 바로 아래의 높이 위치에 있어서, 배출구가 형성되어도 된다. 이 배출구는, 교반조(101)의 측면에 형성되며, 배출관이 접속되어 있다. 액면 근방의 용융 글래스 G의 일부는, 교반조(101)의 배출구로부터 배출된다.13, in the case where the
일반적으로, 용융 글래스 G에 포함되는 이물을 제거할 때에는, 교반 장치(100)의 운전을 정지시킬 필요가 있다. 그러나, 상부 공간(121)에 순환류(123)가 형성되고, 용융 글래스 G의 액면 근방에 있어서, 회전축(105)측으로부터 교반조(101)의 내벽측으로의 흐름이 형성되어 있는 경우, 교반조(101)에 상술한 배출구를 형성함으로써, 교반 장치(100)의 운전을 정지시키지 않고, 기포나 이질의 글래스 원료를 포함하는 용융 글래스 G를 교반조(101)로부터 배출할 수 있다. 예를 들면, 다량의 기포를 포함하는 용융 글래스 G가 청징조(41)로부터 교반조(101)에 유입되어도, 교반 장치(100)의 운전을 멈추지 않고, 기포를 포함하는 소량의 용융 글래스 G를 교반조(101)로부터 배출할 수 있다.Generally, when foreign matters contained in the molten glass G are to be removed, it is necessary to stop the operation of the
(5-5) 변형예 E(5-5) Variation E
본 실시 형태에서는, 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 인접하고 있는 2개의 교반 날개(106a∼106e)의 지지판(108)은, 회전축(105)의 중심선 L을 따라서 본 경우에, 서로 겹치지 않도록 배치되어 있다. 그러나, 각 교반 날개(106a∼106e)는, 지지판(108)의 주면의 면적에 따라서, 인접하는 2개의 단에 배치되는 교반 날개(106a∼106e)의 지지판(108)을 교반조(101)의 저면에 투영한 경우에, 지지판(108)과 지지판(108)의 간격이 최소로 되도록, 또는, 지지판(108)과 지지판(108)이 겹치는 부분의 면적이 최소로 되도록 배치되어도 된다.The supporting
(5-6) 변형예 F(5-6) Variation Example F
본 실시 형태에 따른 교반 장치(100)에 의해 교반되는 용융 글래스 G는, 상술한 조성에 한정되는 것은 아니고, 또한, 상술한 온도 및 점도의 값에 한정되는 것은 아니다. 상술한 용융 글래스 G의 조성은, FPD용 글래스 기판에 이용되는 무알칼리 글래스 또는 미알칼리 글래스의 글래스 조성이다.The molten glass G agitated by the stirring
그러나, 교반 장치(100)는, 보다 많은 알칼리 성분을 포함하는, 강화 글래스용의 글래스 조성을 갖는 용융 글래스 G의 교반에 사용되어도 된다. 이 경우, 용융 글래스 G의 온도를, 본 실시 형태보다도 낮은 1300℃∼1400℃의 범위 내로 설정하여 교반하는 것이 바람직하다.However, the stirring
(5-7) 변형예 G(5-7) Variation example G
본 실시 형태에 따른 교반기(102)에서는, 각 교반 날개(106a∼106e)는, 쐐기(126)에 의해 회전축(105)에 고정되어 있다. 그러나, 각 교반 날개(106a∼106e)는, 또 다른 수단을 이용하여, 회전축(105)에 고정되어도 된다. 예를 들면, 상방 단부(116a)와 상측 보조판(119a)의 내측 단부(109a) 사이의 접합과 마찬가지로, 교반 날개(106a∼106e)의 베어링(116)과, 회전축(105)의 외주면 사이에 미소한 간극을 형성하고, 그 간극을 용융한 백금 또는 백금 합금 등으로 매립함으로써, 교반 날개(106a∼106e)를 회전축(105)에 의해 강고하게 고정해도 된다. 또한, 교반기(102) 및 회전축(105)의 강화 백금의 강도가 크게 저하되지 않을 정도로, 용접에 의해 교반 날개(106a∼106e)를 회전축(105)에 의해 강고하게 고정해도 된다.In the
(5-8) 변형예 H(5-8) Modification H
본 실시 형태에 따른 교반기(102)에서는, 각 교반 날개(106a∼106e)는, 쐐기(126)에 의해, 회전축(105)에 고정되어 있다. 그러나, 쐐기(126)를 이용하지 않고, 각 교반 날개(106a∼106e)의 지지판(108)이, 회전축(105)의 외주면에 형성된 홈에 직접 끼워 넣어짐으로써, 각 교반 날개(106a∼106e)가 회전축(105)에 고정되어도 된다.In the
본 변형예에서는, 각 교반 날개(106a∼106e)의 일부가, 회전축(105)의 외주면에 형성되는 오목부 및 구멍 등에 끼워 맞춰짐으로써, 각 교반 날개(106a∼106e)가 회전축(105)에 고정되어 있다.A part of each of the stirring
(5-9) 변형예 I (5-9) Modification I
본 실시 형태에 따른 글래스 제조 장치(200)에 의해 제조되는 글래스 기판으로서, 상술한 조성을 갖는 무알칼리 글래스 및 미알칼리 글래스를 예로 들어 설명하였지만, FPD용의 글래스 기판은, SiO2 : 50질량%∼70질량%, Al2O3 : 5질량%∼25질량%, B2O3 : 0질량%∼15질량%, MgO : 0질량%∼10질량%, CaO : 0질량%∼20질량%, SrO : 0질량%∼20질량%, BaO : 0질량%∼10질량%를 함유하는 글래스 기판이어도 된다. 또한, 이 글래스 기판은, 그 밖의 산화물을 5질량%∼20질량% 함유해도 된다.Alkali glass and alkali-alkali glass having the above-mentioned composition have been described as an example of the glass substrate manufactured by the
또한, 본 실시 형태에 따른 글래스 제조 장치(200)에 의해 제조되는 글래스 기판은, SiO2 : 52질량%∼78질량%, Al2O3 : 3질량%∼25질량%, B2O3 : 3질량%∼15질량%, RO(단, RO는 MgO, CaO, SrO 및 BaO의 합량) 3질량%∼20질량%, R2O(단, R2O는 Li2O, Na2O 및 K2O의 합량) 0.01질량%∼0.8질량%, Sb2O3 : 0질량%∼0.3질량%를 함유하고, As2O3를 실질적으로 함유하지 않고, 질량비 CaO/RO가 0.65 이상이고, 질량비 (SiO2+Al2O3)/B2O3는 7∼30이고, 질량비 (SiO2+Al2O3)/RO는 5 이상이고, 또한, 왜곡점이 688℃ 이상인 글래스로 이루어지는 FPD용 글래스 기판이어도 된다.Further, a glass substrate produced by a
또한, FPD용의 글래스 기판은, TFT의 파괴를 억제하기 위해서, 무알칼리 글래스의 기판이 바람직하다. 그러나, 청징조(41)에 있어서의 용융 글래스 G의 청징성을 향상시키기 위해서, 글래스 기판은, 합하여 0.05질량%∼2질량%, 바람직하게는 0.1질량%∼2질량%의 Li2O, Na2O, K2O를 함유해도 된다. 또한, 환경에 대한 부하를 경감하기 위해서, 글래스 기판은, 청징제로서 As2O3, PbO를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 글래스 기판은, 청징제로서 적어도 산화주석을 포함하는 것이 바람직하고, 0.01질량%∼0.2질량%의 산화철을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 경량화를 위해서, 글래스 기판은, SrO 및 BaO를 합하여 0질량%∼10질량% 포함하는 것이 바람직하고, 이 경우, 환경에 대한 부하를 경감하기 위해서, BaO의 함유량은 0질량%∼2질량%인 것이 보다 바람직하다.Further, in the glass substrate for FPD, a substrate of alkali-free glass is preferable in order to suppress breakdown of the TFT. However, in order to improve the refinability of the molten glass G in the
(5-10) 변형예 J(5-10) Variation example J
본 실시 형태에 따른 글래스 제조 장치(200)에서는, 교반 장치(100)는, 청징조(41)와 성형 장치(42) 사이에 설치되고, 청징조(41)에서 청징된 용융 글래스 G를 교반한다. 그러나, 교반 장치(100)는, 용해조(40)와 청징조(41) 사이에 설치되어도 된다. 이 경우, 교반 장치(100)는, 용해조(40)에서 생성된 용융 글래스 G를 교반하여, 균질화된 용융 글래스 G를 청징조(41)에 공급한다. 또한, 2개의 교반 장치(100)가, 용해조(40)와 청징조(41) 사이 및 청징조(41)와 성형 장치(42) 사이에 설치되어도 된다.In the
또한, FPD용 글래스 기판을 제조하기 위한 글래스 제조 장치(200)에서는, 용해조(40)와 청징조(41) 사이에 설치되는 교반 장치(100)에서 교반되는 용융 글래스 G는, 1500℃∼1600℃의 온도 범위에 있는 것이 바람직하다.In the
<제2 실시 형태> ≪ Second Embodiment >
본 발명에 따른 글래스 기판의 제조 방법, 글래스 기판의 제조 장치 및 교반 장치의 제2 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태의 글래스 제조 장치의 기본적인 구성, 동작 및 특징은, 제1 실시 형태의 글래스 제조 장치와 동일하다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 구조 및 기능을 갖는 요소에는, 동일한 참조 부호가 이용되고 있다.A second embodiment of a method for manufacturing a glass substrate, an apparatus for manufacturing a glass substrate and a stirring apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. The basic configuration, operation, and characteristics of the glass manufacturing apparatus of the present embodiment are the same as those of the glass manufacturing apparatus of the first embodiment. The same reference numerals are used for elements having the same structure and function as those of the first embodiment.
(1) 구성 (1) Configuration
본 실시 형태의 글래스 제조 장치는, 도 1에 도시된 제1 실시 형태의 글래스 제조 장치(200)의 교반 장치(100)를, 그것과 상이한 구성을 갖는 교반 장치(1100)로 치환한 구성을 갖고 있다. 도 16은 교반 장치(1100)의 측면도이다. 교반 장치(1100)는, 제1 교반조(1101a) 및 제2 교반조(1101b)를 구비하고 있다. 제1 교반조(1101a) 및 제2 교반조(1101b)는, 제1 실시 형태의 교반조(101)와 동일한 원통 형상을 갖고 있다. 제1 교반조(1101a)는, 하부 측면에 부착되는 상류측 도관(1103)을 갖고 있다. 제2 교반조(1101b)는, 하부 측면에 부착되는 하류측 도관(1104)을 갖고 있다. 도 16에 도시되는 화살표는, 교반 장치(1100)에서 교반되는 용융 글래스 G의 흐름의 방향을 나타낸다.The glass manufacturing apparatus of the present embodiment has a configuration in which the
교반 장치(1100)에 있어서 용융 글래스 G를 교반하는 교반 공정은, 제1 교반조(1101a)의 내부에 있어서, 용융 글래스 G를 하방으로부터 상방으로 유도하면서 교반하는 제1 교반 공정과, 제2 교반조(1101b)의 내부에 있어서, 제1 교반 공정에서 교반된 용융 글래스 G를 상방으로부터 하방으로 유도하면서 교반하는 제2 교반 공정으로 이루어진다. 제1 교반조(1101a)는, 내부의 용융 글래스 G를 교반하는 제1 교반기(1102a)와, 저부로부터 용융 글래스 G를 배출 가능한 제1 배출관(1110a)을 구비하고 있다. 제2 교반조(1101b)는, 내부의 용융 글래스 G를 교반하는 제2 교반기(1102b)와, 내부의 용융 글래스 G의 액면 LL로부터 용융 글래스 G를 배출 가능한 제2 배출관(1110b)을 구비하고 있다. 제1 교반조(1101a)의 상방 측면은, 제2 교반조(1101b)의 상방 측면과, 접속관(1107)에 의해 접속되어 있다. 용융 글래스 G는, 접속관(1107)을 통하여, 제1 교반조(1101a)로부터 제2 교반조(1101b)에 보내어진다. 제1 교반기(1102a) 및 제2 교반기(1102b)는, 제1 실시 형태의 교반기(102)와 마찬가지로, 강화 백금으로 형성되어 있다.The stirring step of stirring the molten glass G in the
제1 교반기(1102a)는, 연직 방향을 따라서 배치되는 제1 회전축(1105a)과, 제1 회전축(1105a)의 외주면에 고정되고, 또한, 제1 회전축(1105a)을 따라서 최상단으로부터 최하단까지 복수단 배치되는 4개의 제1 교반 날개(1106a1∼1106a4)를 갖고 있다. 제1 교반 날개(1106a1∼1106a4)는, 제1 회전축(1105a)에 직교하는 제1 지지판과, 제1 지지판의 상방의 주면 상 및 하방의 주면 상에 배치되는 제1 보조판을 갖고 있다. 제2 교반기(1102b)는, 연직 방향을 따라서 배치되는 제2 회전축(1105b)과, 제2 회전축(1105b)의 외주면에 고정되고, 또한, 제2 회전축(1105b)을 따라서 최상단으로부터 최하단까지 복수단 배치되는 5개의 제2 교반 날개(1106b1∼1106b5)를 갖고 있다. 제2 교반 날개(1106b1∼1106b5)는, 제2 회전축(1105b)에 직교하는 제2 지지판과, 제2 지지판의 상방의 주면 상 및 하방의 주면 상에 배치되는 제2 보조판을 갖고 있다.The
제1 교반 공정에서는, 제1 회전축(1105a)의 주위를 제1 교반기(1102a)가 회전함으로써, 제1 보조판은, 제1 회전축(1105a)의 반경 방향으로의 흐름을 용융 글래스 G에 발생시킨다. 제2 교반 공정에서는, 제2 회전축(1105b)의 주위를 제2 교반기(1102b)가 회전함으로써, 제2 보조판은, 제2 회전축(1105b)의 반경 방향으로의 흐름을 용융 글래스 G에 발생시킨다.In the first stirring step, the
또한, 제1 교반기(1102a)의 제1 교반 날개(1106a1∼1106a4) 및 제2 교반기(1102b)의 제2 교반 날개(1106b1∼1106b5)는, 제1 실시 형태의 교반기(102)의 교반 날개(106a∼106e)와 동일한 구성을 갖고 있다. 제1 교반 날개(1106a1∼1106a4)의 제1 지지판 및 제1 보조판은, 각각, 제1 실시 형태의 지지판(108) 및 보조판(109)에 상당한다. 제2 교반 날개(1106b1∼1106b5)의 제2 지지판 및 제2 보조판은, 각각, 제1 실시 형태의 지지판(108) 및 보조판(109)에 상당한다. 또한, 제1 교반 날개(1106a1∼1106a4) 및 제2 교반 날개(1106b1∼1106b5)는, 제1 실시 형태의 교반 날개(106a∼106e)의 베어링(116) 및 쐐기(126)에 상당하는 구성을 갖고 있다. 제1 교반기(1102a) 및 제2 교반기(1102b)에 의해 형성되는 용융 글래스 G의 흐름의 방향에 대해서는 후술한다.The first stirring blades 1106a1 to 1106a4 of the
또한, 제1 교반 공정에서는, 인접하는 2개의 단에 배치되는 제1 교반 날개(1106a1∼1106a4)의 제1 지지판의 사이에 위치하는 제1 보조판은, 동일한 방향의 흐름을 용융 글래스 G에 발생시킨다. 제2 교반 공정에서는, 인접하는 2개의 단에 배치되는 제2 교반 날개(1106b1∼1106b5)의 제2 지지판의 사이에 위치하는 제2 보조판은, 동일한 방향의 흐름을 용융 글래스 G에 발생시킨다.In addition, in the first stirring step, the first subsidiary plate positioned between the first support plates of the first stirring vanes 1106a1 to 1106a4 disposed at the two adjacent stages generates a flow in the same direction in the molten glass G . In the second stirring step, the second subsidiary plate positioned between the second support plates of the second stirring vanes 1106b1 to 1106b5 disposed at the two adjacent stages generates a flow in the molten glass G in the same direction.
또한, 제1 교반 공정에서는, 최상단의 제1 교반 날개(1106a1)의 제1 지지판의 상방의 주면 상에 배치되어 있는 제1 보조판은, 최상단의 제1 교반 날개(1106a1)의 제1 지지판의 상방에 있어서, 제1 교반조(1101a)의 내벽으로부터 제1 회전축(1105a)을 향하여 용융 글래스를 이동시키는 제1 흐름을 발생시킴으로써, 제1 흐름에 의해 이동한 용융 글래스 G를 제1 회전축(1105a)을 따라서 상승시키는 제2 흐름을 발생시킨다. 이에 의해, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제1 교반 공정에서는, 최상단의 제1 교반 날개(1106a1)와 용융 글래스 G의 액면 LL 사이의 공간(1121a)에 있어서, 도 16의 화살표(1123a)로 나타내어지는 용융 글래스 G의 순환류가 형성된다.Further, in the first stirring step, the first sub-plate disposed on the upper main surface of the first support plate of the uppermost first stirring vane 1106a1 is located above the upper side of the first support plate of the uppermost first stirring vane 1106a1 The molten glass G moved by the first flow is supplied to the first
또한, 제2 교반 공정에서는, 최상단의 제2 교반 날개(1106b1)의 제2 지지판의 상방의 주면 상에 배치되어 있는 제2 보조판은, 최상단의 제2 교반 날개(1106b1)의 제2 지지판의 상방에 있어서, 제2 교반조(1101b)의 내벽으로부터 제2 회전축(1105b)을 향하여 용융 글래스 G를 이동시키는 제3 흐름을 발생시킴으로써, 제3 흐름에 의해 이동한 용융 글래스 G를 제2 회전축(1105b)을 따라서 상승시키는 제4 흐름을 발생시킨다. 이에 의해, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제2 교반 공정에서는, 최상단의 제2 교반 날개(1106b1)와 용융 글래스 G의 액면 LL 사이의 공간(1121b)에 있어서, 도 16의 화살표(1123b)로 나타내어지는 용융 글래스 G의 순환류가 형성된다.Further, in the second stirring step, the second sub-plate disposed on the upper main surface of the second support plate of the uppermost second stirring vane 1106b1 is located above the second support plate of the uppermost second stirring vane 1106b1 The molten glass G moved by the third flow is supplied to the second
또한, 제1 교반조(1101a)는, 최하단의 제1 교반 날개(1106a4)의 높이 위치의 근방에 있어서, 용융 글래스 G를 제1 교반조(1101a)에 수평 방향으로 유입시키는 유입구를 갖고 있다. 제2 교반조(1101b)는, 최하단의 제2 교반 날개(1106b5)의 높이 위치의 근방에 있어서, 용융 글래스 G를 제2 교반조(1101b)로부터 수평 방향으로 유출시키는 유출구를 갖고 있다.The
또한, 제1 교반 공정에서는, 제1 회전축(1105a)의 주위를 제1 교반기(1102a)가 축회전함으로써, 각각의 제1 교반 날개(1106a1∼1106a4)에 있어서, 제1 지지판의 상방의 주면 상에 배치되는 제1 보조판 및 제1 지지판의 하방의 주면 상에 배치되는 제1 보조판 중, 한쪽의 제1 보조판은, 제1 교반조(1101a)의 내벽으로부터 제1 회전축(1105a)을 향하는 흐름을 용융 글래스 G에 발생시키고, 다른 쪽의 제1 보조판은, 제1 회전축(1105a)으로부터 제1 교반조(1101a)의 내벽을 향하는 흐름을 용융 글래스 G에 발생시킨다. 제2 교반 공정에서는, 제2 회전축(1105b)의 주위를 제2 교반기(1102b)가 축회전함으로써, 각각의 제2 교반 날개(1106b1∼1106b5)에 있어서, 제2 지지판의 상방의 주면 상에 배치되는 제2 보조판 및 제2 지지판의 하방의 주면 상에 배치되는 제2 보조판 중, 한쪽의 제2 보조판은, 제2 교반조(1101b)의 내벽으로부터 제2 회전축(1105b)을 향하는 흐름을 용융 글래스 G에 발생시키고, 다른 쪽의 제2 보조판은, 제2 회전축(1105b)으로부터 제2 교반조(1101b)의 내벽을 향하는 흐름을 용융 글래스 G에 발생시킨다.In the first stirring step, the
또한, 제1 교반 공정에서는, 최하단의 제1 교반 날개(1106a4)와 제1 교반조(1101a)의 저면 사이의 공간(1122a)에 있어서, 제1 교반 날개(1106a4)의 제1 보조판은, 도 16의 화살표(1124a)로 나타내어지는 바와 같이, 제1 교반조(1101a)의 내벽으로부터 제1 회전축(1105a)을 향하는 흐름을 용융 글래스 G에 발생시킨다. 또한, 최하단의 제1 교반 날개(1106a4)와 최하단의 1단 위의 단에 위치하는 제1 교반 날개(1106a3) 사이에 있어서, 제1 교반 날개(1106a3, 1106a4)의 제1 보조판은, 제1 회전축(1105a)으로부터 제1 교반조(1101a)의 내벽을 향하는 흐름을 용융 글래스 G에 발생시킨다. 제2 교반 공정에서는, 최하단의 제2 교반 날개(1106b5)와 제2 교반조(1101b)의 저면 사이의 공간(1122b)에 있어서, 제2 교반 날개(1106b5)의 제2 보조판은, 도 16의 화살표(1124b)로 나타내어지는 바와 같이, 제2 회전축(1105b)으로부터 제2 교반조(1101b)의 내벽을 향하는 흐름을 용융 글래스 G에 발생시킨다. 또한, 최하단의 제2 교반 날개(1106b5)와 최하단의 1단 위의 단에 위치하는 제2 교반 날개(1106b4) 사이에 있어서, 제2 교반 날개(1106b4, 1106b5)의 제2 보조판은, 제2 교반조(1101b)의 내벽으로부터 제2 회전축(1105b)을 향하는 흐름을 용융 글래스 G에 발생시킨다.In the first stirring step, the first auxiliary plate of the first stirring vane 1106a4 in the
(2) 특징 (2) Features
본 실시 형태에서는, 청징조(41)로부터 도관(43b)을 통과하여 교반 장치(1100)에 보내어진 용융 글래스 G는, 제1 교반조(1101a)에서 교반된 후, 또한, 제2 교반조(1101b)에서 교반된다. 제1 교반조(1101a)에서는, 상류측 도관(1103)으로부터 수평 방향으로 유입된 용융 글래스 G는, 하방으로부터 상방으로 유도되면서 교반된다. 제1 교반조(1101a)에서 교반된 용융 글래스 G는, 접속관(1107)을 통하여 제2 교반조(1101b)에 보내어진다. 제2 교반조(1101b)에서는, 용융 글래스 G는 상방으로부터 하방으로 유도되면서 교반되고, 하류측 도관(1104)으로부터 수평 방향으로 유출된다.In this embodiment, the molten glass G passed through the
교반 장치(1100)에서는, 용융 글래스 G에 포함되는 비중이 큰 성분, 예를 들면 지르코니아 리치층을 포함하는 용융 글래스 G가, 제1 교반조(1101a)의 저부에 저류된다. 용융 글래스 G는, 제1 교반조(1101a)의 내부를 상승하여 제2 교반조(1101b)로 보내어지기 때문에, 제1 교반조(1101a)의 저부에 저류된 비중이 큰 성분은, 제2 교반조(1101b)에 유입되기 어렵다. 그리고, 제1 교반조(1101a)의 저면에는 제1 배출관(1110a)이 부착되어 있다. 이에 의해, 제1 교반조(1101a)의 저부에 저류되는 비중이 큰 성분은, 제1 배출관(1110a)을 통하여 제1 교반조(1101a)로부터 배출할 수 있다.In the
또한, 제1 교반조(1101a)에서는, 용융 글래스 G에 포함되는 비중이 작은 성분, 예를 들면 기포나 실리카 리치층을 포함하는 용융 글래스 G가, 용융 글래스 G의 액면 LL의 근방에 저류된다. 제1 교반조(1101a)의 내부에 존재하는 비중이 작은 성분은, 제1 교반조(1101a)와 제2 교반조(1101b)를 연결하는 접속관(1107)을 통하여, 용융 글래스 G와 함께, 제2 교반조(1101b)에 보내어진다. 즉, 용융 글래스 G에 포함되는 비중이 작은 성분은, 최종적으로, 제2 교반조(1101b)의 용융 글래스 G의 액면 LL의 근방에 저류된다. 그리고, 제2 교반조(1101b)의 용융 글래스 G의 액면 LL의 근방의 높이 위치에는, 제2 배출관(1110b)이 부착되어 있다. 이에 의해, 용융 글래스 G의 액면 LL의 근방에 저류되는 비중이 작은 성분은, 제2 배출관(1110b)을 통하여 제2 교반조(1101b)로부터 배출할 수 있다.In the
또한, 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 강화 백금으로 형성된 제1 교반기(1102a)는, 끼워 맞춤에 의해 제1 교반 날개(1106a1∼1106a4)를 제1 회전축(1105a)의 외주면에 부착함으로써, 조립된다. 이에 의해, 용접에 의해 제1 교반 날개(1106a1∼1106a4)를 제1 회전축(1105a)의 외주면에 부착하는 경우에 비해, 제1 교반기(1102a)의 강도의 저하가 억제된다. 제2 교반기(1102b)의 제2 교반 날개(1106b1∼1106b5)에 관해서도, 마찬가지로, 끼워 맞춤에 의해 조립되므로, 강도의 저하가 억제된다. 그 때문에, 제1 교반기(1102a) 및 제2 교반기(1102b)의 회전 중에 있어서의 변형 및 파손이 억제되므로, 고온 또한 고점도의 용융 글래스 G중에서 제1 교반기(1102a) 및 제2 교반기(1102b)를 고속으로 회전시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 글래스 제조 장치의 교반 장치(1100)는, 용융 글래스 G를 균질하게 교반할 수 있다.In this embodiment, similarly to the first embodiment, the
또한, 본 실시 형태의 교반 장치(1100)는, 제1 실시 형태의 교반 장치(100)의 상술한 특징을 갖고, 또한, 제1 실시 형태의 교반 장치(100)의 상술한 변형예를 적절하게 채용할 수 있다.The
<제3 실시 형태> ≪ Third Embodiment >
본 발명에 따른 글래스 기판의 제조 방법, 글래스 기판의 제조 장치 및 교반 장치의 제3 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태의 글래스 제조 장치의 기본적인 구성, 동작 및 특징은, 제1 실시 형태의 글래스 제조 장치와 동일하다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 구조 및 기능을 갖는 요소에는, 동일한 참조 부호가 이용되고 있다.A third embodiment of a method for manufacturing a glass substrate, an apparatus for manufacturing a glass substrate and a stirring apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. The basic configuration, operation, and characteristics of the glass manufacturing apparatus of the present embodiment are the same as those of the glass manufacturing apparatus of the first embodiment. The same reference numerals are used for elements having the same structure and function as those of the first embodiment.
(1) 구성 (1) Configuration
본 실시 형태와 제1 실시 형태의 상위점은, 교반기의 교반 날개의 보조판의 형상이다. 도 17에, 본 실시 형태의 교반기의 각 교반 날개(206a∼206e)의 3개의 지지판(208) 중 1개의 상면도를 도시한다. 도 17은 지지판(208)의 상방의 주면(208a) 상에 배치되어 있는 상측 보조판(219a)의 평면도이다. 도 18은 도 17의 XVIII-XVIII선에 있어서의 상측 보조판(219a)의 종단면도이다. 도 19는 도 17의 화살표 XIX의 방향을 따라서, 무한원으로부터 본 상측 보조판(219a)의 측면도이다. 도 20은 도 17의 화살표 XX의 방향을 따라서 본 상측 보조판(219a)의 외측 단부(209b)의 측면도이다. 도 21은 도 18 및 도 19의 XXI-XXI선에 있어서의 상측 보조판(219a)의 횡단면도이다.The difference between the present embodiment and the first embodiment is the shape of an assisting plate of a stirring blade of an agitator. Fig. 17 shows a top view of one of the three
각 교반 날개(206a)∼206e)는, 제1 실시 형태의 교반 날개(106a∼106e)와 마찬가지로, 회전축(205)의 주위에 배치되는 3개의 지지판(208)을 갖고 있다. 각 지지판(208)은, 상방의 주면 상에 배치되는 상측 보조판(219a)과, 하방의 주면 상에 배치되는 하측 보조판으로 이루어지는 2개의 보조판을 갖고 있다. 상측 보조판(219a)은, 회전축(205)에 가장 가까운 측의 내측 단부(209a)와, 내측 단부(209a)의 반대측의 단부로서 지지판(208)의 외연에 가장 가까운 측의 외측 단부(209b)를 갖고 있다. 또한, 보조판의 연직 방향의 단부로서, 보조판과 연결되어 있는 지지판(208)의 주면으로부터 이격되어 있는 단부는, 회전축(205)을 향하여 연직 방향을 따라서 만곡되어 있다. 또한, 보조판의 수평 방향의 단부로서, 회전축(205)으로부터 직경 방향으로 가장 이격되어 있는 단부인 외측 단부(209b)는, 회전축(205)을 향하여 수평 방향을 따라서 만곡되어 있다. 다음으로, 상측 보조판(219a) 및 하측 보조판의 구체적인 형상에 대하여 설명한다.Each of the stirring
상측 보조판(219a)은, 도 18에 도시된 바와 같이, 지지판(208)의 상방의 주면(208a)으로부터 연직 방향 상방을 향하여 연장되어 있다. 상측 보조판(219a)은, 판 하부(219a1)와, 판 상부(219a2)로 구성된다. 판 하부(219a1)는, 주면(208a)에 대하여 수직으로 연장되어 있다. 판 상부(219a2)는, 회전축(205)을 따라서 본 상측 보조판(219a)의 만곡면의 내측, 즉, 회전축(205)측을 향하여 만곡되어 있다.As shown in Fig. 18, the upper
도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 상측 보조판(219a)의 외측 단부(209b)의 판 상부(219a2)는, 반구의 돔 형상을 갖고 있다. 도 21에 도시된 바와 같이, 상측 보조판(219a)의 외측 단부(209b)는, 회전축(205)을 향하여 반원 형상으로 만곡되어 있다.As shown in Figs. 19 and 20, the plate upper portion 219a2 of the
또한, 하측 보조판은, 상측 보조판(219a)과 동일한 형상을 갖고 있다. 구체적으로는, 지지판(208)의 상방의 주면으로부터 상측 보조판(219a)을 제거하고, 상하 거꾸로 하여, 지지판(208)의 하방의 주면에 부착하면, 하측 보조판과 동일한 형상 및 배치를 갖는다.The lower auxiliary plate has the same shape as the upper
(2) 특징 (2) Features
본 실시 형태의 교반기를 구비하는 교반 장치는, 교반 날개(206a∼206e)의 상측 보조판(219a) 및 하측 보조판의 단부가 만곡되어 있다. 이에 의해, 교반기의 축회전에 의해 용융 글래스 G가 교반되면, 용융 글래스 G는, 상측 보조판(219a) 및 하측 보조판의 만곡부를 따라서 원활하게 흐를 수 있다. 그 때문에, 교반기가 용융 글래스 G를 교반하고 있는 동안, 상측 보조판(219a) 및 하측 보조판의 단부의 근방에 있어서, 주위의 공간의 압력보다도 낮은 압력을 갖는 공간인 부압 영역의 발생이 억제된다. 부압 영역에서는, 용융 글래스 G의 압력이 주위보다 낮아, 용융 글래스 G에 용존하고 있는 기체의 용존 가능량이 저하되므로, 기포가 발생하기 쉽다. 또한, 보조판에 의해 교반조의 반경 방향으로 용융 글래스 G를 압출하는 흐름이 발생하지 않는 경우에는, 상측 보조판(219a)이 상기의 만곡부를 갖는 구성이면, 하측 보조판은 상기의 만곡부를 갖는 구성이 아니어도 된다.In the stirring apparatus provided with the stirrer of the present embodiment, the upper
본 실시 형태에서는, 교반 날개(206a∼206e)의 보조판의 단부를 만곡 형상으로 함으로써, 용융 글래스 G의 교반 중에 있어서의 부압 영역의 발생이 억제된다. 그 때문에, 이와 같은 교반기를 갖는 교반 장치는, 부압 영역의 발생에 기인하는 기포의 발생을 우려하지 않고, 교반기의 회전 속도를 보다 증가시킬 수 있으므로, 용융 글래스 G를 보다 균질하게 교반할 수 있다. 이에 의해, 글래스 리본(44)의 맥리의 발생이 억제되어, 고품질의 글래스 제품을 얻을 수 있다.In the present embodiment, the end portions of the auxiliary plates of the stirring
또한, 본 실시 형태의 교반 장치는, 제1 실시 형태의 교반 장치(100)의 상술한 특징을 갖고, 또한, 제1 실시 형태의 교반 장치(100)의 상술한 변형예를 적절하게 채용할 수 있다.The stirring device of the present embodiment has the above-described characteristics of the stirring
<실시예> <Examples>
본 발명에 따른 글래스 제조 장치를 이용하여, 글래스 기판을 제조하였다. 글래스 기판의 글래스 조성은, SiO2 : 60질량%, B2O3 : 10질량%, Al2O3 : 19.5질량%, CaO : 5.3질량%, SrO : 5질량%, SnO2 : 0.2질량%이었다. 처음에, 용해조에 있어서, 상기의 조성을 갖도록 글래스 원료를 용융하여 용융 글래스를 얻었다. 다음으로, 용해조에서 얻어진 용융 글래스를 청징조에 있어서 1650℃에서 승온시켜 청징을 행하였다.A glass substrate was produced using the glass manufacturing apparatus according to the present invention. The glass substrate had a glass composition of 60 mass% SiO 2 , 10 mass% B 2 O 3 , 19.5 mass% Al 2 O 3 , 5.3 mass% CaO, 5 mass% SrO, 0.2 mass% SnO 2 , . Initially, in the melting tank, the glass raw material was melted so as to have the above composition to obtain a molten glass. Next, the molten glass obtained in the melting tank was subjected to refining by raising the temperature at 1650 DEG C in the blue oven.
다음으로, 청징 후의 용융 글래스를, 분산형 강화 백금으로 형성된 교반기를 구비한 교반 장치를 이용하여 교반하였다. 교반기는, 회전축과, 회전축에 끼워 맞춰져 회전축의 외주면에 고정되는 교반 날개를 갖고 있었다. 교반기의 회전수는 12.5rpm이었다. 다음으로, 교반 장치에서 교반된 용융 글래스를 성형 장치에 공급하고, 오버플로우 다운로드법에 의해 글래스 리본을 형성하였다.Next, the molten glass after the refining was stirred using an agitator equipped with a stirrer formed of dispersed reinforced platinum. The stirrer had a rotating shaft and a stirring blade fitted to the rotating shaft and fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft. The number of revolutions of the stirrer was 12.5 rpm. Next, the molten glass stirred in the stirring apparatus was supplied to a molding apparatus, and a glass ribbon was formed by an overflow downloading method.
다음으로, 글래스 리본을 절단하여, 두께가 0.7㎜, 크기가 2200㎜×2500㎜의 FPD용 글래스 기판을 제조하였다. 그 결과, 본 발명에 따른 글래스 제조 장치를 이용하여 글래스 기판의 제조를 2년간 계속해도, FPD용 글래스 기판의 제조를 양호하게 행할 수 있고, 또한, 교반 장치의 변형 및 파손에 의한 제조 이상이 인지되지 않았다.Next, the glass ribbon was cut to produce a glass substrate for FPD having a thickness of 0.7 mm and a size of 2200 mm x 2500 mm. As a result, even if the production of the glass substrate is continued for two years by using the glass manufacturing apparatus according to the present invention, the glass substrate for FPD can be produced well, and further, the manufacturing abnormality due to the deformation and breakage of the stirring apparatus It was not.
또한, 본 발명에 따른 글래스 제조 장치를 이용하여, SiO2 : 61.5질량%, B2O3 : 9질량%, Al2O3 : 19질량%, CaO : 10질량%, 알칼리 금속 산화물 : 0.3질량%, Fe2O3 : 0.05질량%, SnO2 : 0.15질량%의 조성을 갖는 글래스 기판을 제조하였다. 이 경우에 있어서도, FPD용 글래스 기판의 제조를 양호하게 행할 수 있고, 또한, 교반 장치의 변형 및 파손에 의한 제조 이상이 인지되지 않았다.Further, by using the apparatus for producing glass according to the present invention, it is possible to produce a glass composition which contains 61.5 mass% of SiO 2 , 9 mass% of B 2 O 3 , 19 mass% of Al 2 O 3 , 10 mass% of CaO, 0.3 mass of alkali metal oxide %, Fe 2 O 3 : 0.05% by mass, and SnO 2 : 0.15% by mass. Even in this case, the production of the glass substrate for FPD can be performed well, and the manufacturing abnormality due to the deformation and breakage of the stirring apparatus was not recognized.
40 : 용해조(용융부)
42 : 성형 장치(성형부)
100 : 교반 장치(교반부)
101 : 교반조
102 : 교반기
105 : 회전축
105a : 끼워 맞춤 구멍
106a∼106e : 교반 날개
108 : 지지판
109 : 보조판
126 : 쐐기(끼워 맞춤 돌기)
200 : 글래스 제조 장치(글래스 기판의 제조 장치)
G : 용융 글래스
L : 회전축의 중심선 40: Melting bath (melted part)
42: Molding device (molded part)
100: Stirring apparatus (stirring section)
101: stirring tank
102: stirrer
105:
105a: Fitting hole
106a to 106e: stirring wing
108: Support plate
109:
126: Wedge (fitting projection)
200: Glass manufacturing apparatus (glass substrate production apparatus)
G: molten glass
L: Center line of the rotating shaft
Claims (12)
상기 교반 공정에 있어서, 상기 용융 글래스는, 교반조의 내부를 상방으로부터 하방으로, 또는, 하방으로부터 상방으로 유도되면서, 상기 교반조의 내부에 배치되는 교반기에 의해 교반되고,
상기 교반기는, 연직 방향을 따라서 배치되는 회전축과, 상기 회전축에 끼워 맞춰짐으로써 상기 회전축의 외주면에 고정되고, 상기 회전축을 따라서 최상단으로부터 최하단까지 복수단 배치되는 교반 날개를 갖고, 또한, 적어도 상기 교반 날개가 상기 회전축에 끼워 맞춰지는 부분 및 그 근방이 강화 백금으로 형성되고,
상기 회전축은, 내부가 공동(空洞)이며, 또한, 그 외주면에 형성되고, 상기 교반 날개의 일부가 끼워 맞춰지는 끼워 맞춤 구멍을 갖고,
상기 교반 날개는, 상기 회전축의 상기 끼워 맞춤 구멍에 끼워 맞춰지는 끼워 맞춤 돌기를 갖고, 또한, 상기 끼워 맞춤 돌기가 상기 회전축의 상기 끼워 맞춤 구멍에 삽입됨으로써, 상기 회전축의 외주면에 고정되는,
글래스 기판의 제조 방법.A method for producing a glass substrate comprising a melting step of melting glass raw material to obtain a molten glass and a stirring step of stirring the molten glass obtained in the melting step,
In the stirring step, the molten glass is stirred by an agitator disposed in the stirring tank while being guided from the upper side downward or from the lower side into the stirring tank,
Wherein the agitator has a rotating shaft disposed along the vertical direction and a stirring blade which is fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft by being fitted to the rotating shaft and is arranged at a plurality of stages from the uppermost stage to the lowermost stage along the rotating shaft, The portion where the wing is fitted to the rotation shaft and the vicinity thereof are formed of reinforced platinum,
Wherein the rotary shaft has a cavity inside and is formed on an outer peripheral surface thereof and has a fitting hole into which a part of the stirring blade is fitted,
Wherein the stirring blade has a fitting protrusion that is fitted to the fitting hole of the rotating shaft and the fitting protrusion is fixed to the outer circumferential surface of the rotating shaft by being inserted into the fitting hole of the rotating shaft,
A method of manufacturing a glass substrate.
상기 교반 공정에 있어서, 상기 용융 글래스는, 교반조의 내부를 상방으로부터 하방으로, 또는, 하방으로부터 상방으로 유도되면서, 상기 교반조의 내부에 배치되는 교반기에 의해 교반되고,
상기 교반기는, 연직 방향을 따라서 배치되는 회전축과, 상기 회전축에 끼워 맞춰짐으로써 상기 회전축의 외주면에 고정되고, 상기 회전축을 따라서 최상단으로부터 최하단까지 복수단 배치되는 교반 날개를 갖고, 또한, 적어도 상기 교반 날개가 상기 회전축에 끼워 맞춰지는 부분 및 그 근방이 강화 백금으로 형성되고,
상기 회전축은, 내부가 공동이며, 또한, 그 외주면에 형성되고, 상기 회전축과 상기 교반 날개를 고정하기 위한 쐐기가 갖는 끼워 맞춤 돌기를 끼워 맞추기 위한 끼워 맞춤 구멍을 갖고,
상기 교반 날개는, 상기 쐐기를 관통시키기는 쐐기 관통 구멍을 갖고, 상기 쐐기를 상기 쐐기 관통 구멍에 관통시켜, 또한, 상기 끼워 맞춤 돌기를 상기 끼워 맞춤 구멍에 끼워 맞춤으로써, 상기 회전축의 외주면에 고정시키는,
글래스 기판의 제조 방법.A method for producing a glass substrate comprising a melting step of melting glass raw material to obtain a molten glass and a stirring step of stirring the molten glass obtained in the melting step,
In the stirring step, the molten glass is stirred by an agitator disposed in the stirring tank while being guided from the upper side downward or from the lower side into the stirring tank,
Wherein the agitator has a rotating shaft disposed along the vertical direction and a stirring blade which is fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft by being fitted to the rotating shaft and is arranged at a plurality of stages from the uppermost stage to the lowermost stage along the rotating shaft, The portion where the wing is fitted to the rotation shaft and the vicinity thereof are formed of reinforced platinum,
Wherein the rotary shaft has an internal cavity and is formed on an outer peripheral surface thereof and has a fitting hole for fitting the fitting projection of the wedge for fixing the rotary shaft and the stirring vane,
Wherein the stirring wing has a wedge through hole for allowing the wedge to pass therethrough and the wedge is passed through the wedge through hole and the fitting projection is fitted to the fitting hole so that the wedge is fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft In addition,
A method of manufacturing a glass substrate.
상기 교반 공정에서, 상기 교반기에 의해 교반되는 상기 용융 글래스는, 102.5dPaㆍs의 점도에서의 온도가 1450℃ 이상의 글래스인 글래스 기판의 제조 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the molten glass agitated by the agitator in the stirring step is a glass having a viscosity of 10 2.5 dPa s at a temperature of 1450 캜 or higher.
상기 글래스 기판은, 알칼리 금속 산화물의 함유량이 0질량%∼2질량%인 글래스 기판의 제조 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the glass substrate has an alkali metal oxide content of 0 mass% to 2 mass%.
상기 글래스 기판은, 액정 디스플레이용 글래스 기판 및 유기 EL 디스플레이용 글래스 기판 중 어느 하나인 글래스 기판의 제조 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the glass substrate is any one of a glass substrate for a liquid crystal display and a glass substrate for an organic EL display.
상기 교반 날개는, 상기 회전축의 중심선에 직교하는 지지판과, 상기 지지판의 상방의 주면 상 및 하방의 주면 상에 배치되는 보조판을 갖고,
상기 교반 공정에서, 상기 회전축의 중심선의 주위를 상기 교반기가 회전함으로써, 상기 보조판은, 상기 회전축의 반경 방향으로의 흐름을 상기 용융 글래스에 발생시키고, 또한, 인접하는 2개의 단에 배치되는 상기 교반 날개의 상기 지지판의 사이에 위치하는 상기 보조판은, 동일한 방향의 흐름을 상기 용융 글래스에 발생시키는 글래스 기판의 제조 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the stirring blade has a support plate perpendicular to a center line of the rotation shaft and an assisting plate disposed on a main surface above and below the support plate,
In the stirring step, the stirrer rotates about the center line of the rotating shaft, so that the assisting plate generates a flow in the radial direction of the rotating shaft in the molten glass, and further, The auxiliary plate located between the support plates of the wings generates a flow in the same direction in the molten glass.
상기 교반 공정에 있어서, 상기 회전축의 중심선의 주위를 상기 교반기가 회전함으로써, 각각의 상기 교반 날개에서, 상기 지지판의 상방의 주면 상에 배치되는 상기 보조판 및 상기 지지판의 하방의 주면 상에 배치되는 상기 보조판 중, 한쪽의 상기 보조판은, 상기 교반조의 내벽으로부터 상기 회전축을 향하는 흐름을 상기 용융 글래스에 발생시키고, 다른 쪽의 상기 보조판은, 상기 회전축으로부터 상기 교반조의 내벽을 향하는 흐름을 상기 용융 글래스에 발생시키는 글래스 기판의 제조 방법.The method according to claim 6,
Wherein the stirring plate is rotated around the center line of the rotating shaft in each of the stirring vanes so that the stirring plate is disposed on the main plate below the support plate and on the main plate above the support plate, The auxiliary plate of one of the auxiliary plates generates a flow toward the rotating shaft from the inner wall of the stirring tank to the molten glass while the other auxiliary plate causes a flow from the rotating shaft to the inner wall of the stirring tank to occur in the molten glass Wherein the glass substrate is a glass substrate.
상기 교반 공정은, 제1 교반조의 내부에서, 상기 용융 글래스를 하방으로부터 상방으로 유도하면서 교반하는 제1 교반 공정과, 제2 교반조의 내부에서, 상기 제1 교반 공정에서 교반된 상기 용융 글래스를 상방으로부터 하방으로 유도하면서 교반하는 제2 교반 공정으로 이루어지고,
상기 제1 교반조는, 제1 챔버와, 상기 제1 챔버 내의 상기 용융 글래스를 교반하는 제1 교반기와, 상기 제1 챔버의 저부로부터 상기 용융 글래스를 배출 가능한 제1 배출관을 구비하고,
상기 제2 교반조는, 제2 챔버와, 상기 제2 챔버 내의 상기 용융 글래스를 교반하는 제2 교반기와, 상기 제2 챔버 내의 상기 용융 글래스의 액면으로부터 상기 용융 글래스를 배출 가능한 제2 배출관을 구비하고,
상기 제1 교반조의 상방 측부는, 상기 제2 교반조의 상방 측부와 접속관에 의해 접속되고,
상기 용융 글래스는, 상기 접속관을 통하여 상기 제1 교반조로부터 상기 제2 교반조에 이송되는 글래스 기판의 제조 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the stirring step comprises a first stirring step of stirring the molten glass while guiding the molten glass upward from below in the first stirring tank and a second stirring step of stirring the molten glass stirred in the first stirring step inside And a second agitating step of stirring the mixture while being guided downward,
Wherein the first stirring vessel comprises a first chamber, a first stirrer for stirring the molten glass in the first chamber, and a first outlet pipe through which the molten glass can be discharged from the bottom of the first chamber,
The second stirring vessel may include a second chamber, a second stirrer for stirring the molten glass in the second chamber, and a second discharge pipe through which the molten glass can be discharged from the surface of the molten glass in the second chamber ,
The upper side of the first stirring tank is connected to the upper side of the second stirring tank by a connecting pipe,
Wherein the molten glass is transferred from the first stirring tank to the second stirring tank through the connecting pipe.
상기 교반부는, 교반조와, 상기 교반조의 내부에 배치되는 교반기를 갖고,
상기 교반기는, 상기 교반조의 내부를 상방으로부터 하방으로, 또는, 하방으로부터 상방으로 유도되는 상기 용융 글래스를 교반하고,
상기 교반기는, 연직 방향을 따라서 배치되는 회전축과, 상기 회전축에 끼워 맞춰짐으로써 상기 회전축의 외주면에 고정되고, 상기 회전축을 따라서 최상단으로부터 최하단까지 복수단 배치되는 교반 날개를 갖고, 또한, 적어도 상기 교반 날개가 상기 회전축에 끼워 맞춰지는 부분 및 그 근방이 강화 백금으로 형성되며,
상기 회전축은, 내부가 공동이며, 또한, 그 외주면에 형성되고, 상기 교반 날개의 일부가 끼워 맞춰지는 끼워 맞춤 구멍을 갖고,
상기 교반 날개는, 상기 회전축의 상기 끼워 맞춤 구멍에 끼워 맞춰지는 끼워 맞춤 돌기를 갖고, 또한, 상기 끼워 맞춤 돌기가 상기 회전축의 상기 끼워 맞춤 구멍에 삽입됨으로써, 상기 회전축의 외주면에 고정되는,
글래스 기판의 제조 장치.And a stirring portion for stirring the molten glass obtained in the molten portion, wherein the molten glass is a molten glass obtained by melting a glass raw material to obtain molten glass,
Wherein the stirring portion has a stirring tank and an agitator disposed inside the stirring tank,
The stirring device stirs the molten glass guided from the upper side downward or from the lower side to the inside of the stirring tank,
Wherein the agitator has a rotating shaft disposed along the vertical direction and a stirring blade which is fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft by being fitted to the rotating shaft and is arranged at a plurality of stages from the uppermost stage to the lowermost stage along the rotating shaft, The portion where the wing is fitted to the rotating shaft and the vicinity thereof are formed of reinforced platinum,
Wherein the rotary shaft has a hollow inside and is formed on an outer peripheral surface thereof and has a fitting hole into which a part of the stirring blade is fitted,
Wherein the stirring blade has a fitting protrusion that is fitted to the fitting hole of the rotating shaft and the fitting protrusion is fixed to the outer circumferential surface of the rotating shaft by being inserted into the fitting hole of the rotating shaft,
A manufacturing apparatus for a glass substrate.
상기 교반부는, 교반조와, 상기 교반조의 내부에 배치되는 교반기를 갖고,
상기 교반기는, 상기 교반조의 내부를 상방으로부터 하방으로, 또는, 하방으로부터 상방으로 유도되는 상기 용융 글래스를 교반하고,
상기 교반기는, 연직 방향을 따라서 배치되는 회전축과, 상기 회전축에 끼워 맞춰짐으로써 상기 회전축의 외주면에 고정되고, 상기 회전축을 따라서 최상단으로부터 최하단까지 복수단 배치되는 교반 날개를 갖고, 또한, 적어도 상기 교반 날개가 상기 회전축에 끼워 맞춰지는 부분 및 그 근방이 강화 백금으로 형성되며,
상기 회전축은, 내부가 공동이며, 또한, 그 외주면에 형성되고, 상기 회전축과 상기 교반 날개를 고정하기 위한 쐐기가 갖는 끼워 맞춤 돌기를 끼워 맞추기 위한 끼워 맞춤 구멍을 갖고,
상기 교반 날개는, 상기 쐐기를 관통시키기는 쐐기 관통 구멍을 갖고, 상기 쐐기를 상기 쐐기 관통 구멍에 관통시켜, 또한, 상기 끼워 맞춤 돌기를 상기 끼워 맞춤 구멍에 끼워 맞춤으로써, 상기 회전축의 외주면에 고정시키는,
글래스 기판의 제조 장치.And a stirring portion for stirring the molten glass obtained in the molten portion, wherein the molten glass is a molten glass obtained by melting a glass raw material to obtain molten glass,
Wherein the stirring portion has a stirring tank and an agitator disposed inside the stirring tank,
The stirring device stirs the molten glass guided from the upper side downward or from the lower side to the inside of the stirring tank,
Wherein the agitator has a rotating shaft disposed along the vertical direction and a stirring blade which is fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft by being fitted to the rotating shaft and is arranged at a plurality of stages from the uppermost stage to the lowermost stage along the rotating shaft, The portion where the wing is fitted to the rotating shaft and the vicinity thereof are formed of reinforced platinum,
Wherein the rotary shaft has an internal cavity and is formed on an outer peripheral surface thereof and has a fitting hole for fitting the fitting projection of the wedge for fixing the rotary shaft and the stirring vane,
Wherein the stirring wing has a wedge through hole for allowing the wedge to pass therethrough and the wedge is passed through the wedge through hole and the fitting projection is fitted to the fitting hole so that the wedge is fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft In addition,
A manufacturing apparatus for a glass substrate.
교반조와,
상기 교반조의 내부에 배치되는 교반기를 구비하고,
상기 교반기는, 상기 교반조의 내부를 상방으로부터 하방으로, 또는, 하방으로부터 상방으로 유도되는 상기 용융 글래스를 교반하고,
상기 교반기는, 연직 방향을 따라서 배치되는 회전축과, 상기 회전축에 끼워 맞춰짐으로써 상기 회전축의 외주면에 고정되고, 상기 회전축을 따라서 최상단으로부터 최하단까지 복수단 배치되는 교반 날개를 갖고, 또한, 적어도 상기 교반 날개가 상기 회전축에 끼워 맞춰지는 부분 및 그 근방이 강화 백금으로 형성되며,
상기 회전축은, 내부가 공동이며, 또한, 그 외주면에 형성되고, 상기 교반 날개의 일부가 끼워 맞춰지는 끼워 맞춤 구멍을 갖고,
상기 교반 날개는, 상기 회전축의 상기 끼워 맞춤 구멍에 끼워 맞춰지는 끼워 맞춤 돌기를 갖고, 또한, 상기 끼워 맞춤 돌기가 상기 회전축의 상기 끼워 맞춤 구멍에 삽입됨으로써, 상기 회전축의 외주면에 고정되는,
교반 장치.As a stirring apparatus for stirring the molten glass,
A stirring tank,
And a stirrer disposed inside the stirring tank,
The stirring device stirs the molten glass guided from the upper side downward or from the lower side to the inside of the stirring tank,
Wherein the agitator has a rotating shaft disposed along the vertical direction and a stirring blade which is fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft by being fitted to the rotating shaft and is arranged at a plurality of stages from the uppermost stage to the lowermost stage along the rotating shaft, The portion where the wing is fitted to the rotating shaft and the vicinity thereof are formed of reinforced platinum,
Wherein the rotary shaft has a hollow inside and is formed on an outer peripheral surface thereof and has a fitting hole into which a part of the stirring blade is fitted,
Wherein the stirring blade has a fitting protrusion that is fitted to the fitting hole of the rotating shaft and the fitting protrusion is fixed to the outer circumferential surface of the rotating shaft by being inserted into the fitting hole of the rotating shaft,
Stirring device.
교반조와,
상기 교반조의 내부에 배치되는 교반기를 구비하고,
상기 교반기는, 상기 교반조의 내부를 상방으로부터 하방으로, 또는, 하방으로부터 상방으로 유도되는 상기 용융 글래스를 교반하고,
상기 교반기는, 연직 방향을 따라서 배치되는 회전축과, 상기 회전축에 끼워 맞춰짐으로써 상기 회전축의 외주면에 고정되고, 상기 회전축을 따라서 최상단으로부터 최하단까지 복수단 배치되는 교반 날개를 갖고, 또한, 적어도 상기 교반 날개가 상기 회전축에 끼워 맞춰지는 부분 및 그 근방이 강화 백금으로 형성되며,
상기 회전축은, 내부가 공동이며, 또한, 그 외주면에 형성되고, 상기 회전축과 상기 교반 날개를 고정하기 위한 쐐기가 갖는 끼워 맞춤 돌기를 끼워 맞추기 위한 끼워 맞춤 구멍을 갖고,
상기 교반 날개는, 상기 쐐기를 관통시키기는 쐐기 관통 구멍을 갖고, 상기 쐐기를 상기 쐐기 관통 구멍에 관통시켜, 또한, 상기 끼워 맞춤 돌기를 상기 끼워 맞춤 구멍에 끼워 맞춤으로써, 상기 회전축의 외주면에 고정시키는,
교반 장치.As a stirring apparatus for stirring the molten glass,
A stirring tank,
And a stirrer disposed inside the stirring tank,
The stirring device stirs the molten glass guided from the upper side downward or from the lower side to the inside of the stirring tank,
Wherein the agitator has a rotating shaft disposed along the vertical direction and a stirring blade which is fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft by being fitted to the rotating shaft and is arranged at a plurality of stages from the uppermost stage to the lowermost stage along the rotating shaft, The portion where the wing is fitted to the rotating shaft and the vicinity thereof are formed of reinforced platinum,
Wherein the rotary shaft has an internal cavity and is formed on an outer peripheral surface thereof and has a fitting hole for fitting the fitting projection of the wedge for fixing the rotary shaft and the stirring vane,
Wherein the stirring wing has a wedge through hole for allowing the wedge to pass therethrough and the wedge is passed through the wedge through hole and the fitting projection is fitted to the fitting hole so that the wedge is fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft In addition,
Stirring device.
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