KR101778377B1 - 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판의 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은, 용융 유리를 균질하게 교반할 수 있는 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판의 제조 장치를 제공하는 것이다.
유리의 제조 방법은, 용융 유리를 교반하는 교반 공정을 구비한다. 교반 공정은, 공급 공정과, 제1 교반 공정과, 이송 공정과, 제2 교반 공정을 갖는다. 공급 공정은, 용융 유리를 상류측 도관으로 흘려, 제1 교반조에 용융 유리를 공급한다. 제1 교반 공정은, 제1 교반조 내에 있어서, 용융 유리를, 연직 방향을 따른 제1 방향으로 유도하면서 교반한다. 이송 공정은, 제1 교반 공정에서 교반된 용융 유리를, 제1 교반조와 제2 교반조를 접속하는 접속관으로 흘려 제2 교반조로 이송한다. 제2 교반 공정은, 제2 교반조 내에 있어서, 용융 유리를, 제1 방향의 반대 방향으로 유도하면서 교반한다. 이송 공정에서는, 용융 유리와 다른 비중을 갖는 이질 유리가 접속관으로 유입되어, 접속관에 있어서 이질 유리의 흐름의 높이 위치가 변화된다.

Description

유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판의 제조 장치{METHOD FOR MANUFACTURING GLASS SUBSTRATE AND APPARATUS FOR MANUFACTURING GLASS SUBSTRATE}

본 발명은, 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판의 제조 장치에 관한 것이다.

유리 기판 등의 유리 제품의 양산 공정에서는, 유리 원료를 가열하여 얻어진 용융 유리를 성형하여, 유리 기판 등의 유리 제품이 제조된다. 용융 유리가 균질하지 않은 경우, 유리 제품에 맥리가 발생하는 경우가 있다. 맥리는, 주위와는 굴절률이나 비중이 다른 줄무늬 형상의 영역이다. 액정 디스플레이(LCD)용 기판 등의 용도에 있어서는, 맥리는, 유리 제품으로부터 배제하는 것이 요구된다. 맥리의 발생을 방지하기 위해, 예를 들어 특허문헌 1(일본 특허 공개 제2010-100462호 공보)에 기재되어 있는 바와 같이, 원통 형상의 교반조와, 교반조 내에 설치되는 교반기를 구비하는 교반 장치를 사용하여, 용융 유리를 교반하여 균질화하는 것이 행해진다.

일본 특허 공개 제2010-100462호 공보 일본 특허 공개 제2007-204357호 공보

그러나, 교반 장치에는, 용융 유리와 함께, 용융 유리와는 다른 성분 및 비중을 갖는 이질 유리가 유입되는 경우가 있다. 그로 인해, 교반 장치를 사용하여 용융 유리를 교반해도, 이질 유리가 용융 유리와 혼합되지 않고 교반조로부터 유출됨으로써, 용융 유리가 균질화되지 않는다고 하는 문제가 발생할 우려가 있다. 불균질한 용융 유리로 제조된 유리 기판은, 맥리가 발생하고 있을 가능성이 있다. 그로 인해, 교반 장치에 있어서, 이질 유리를 제거하거나, 이질 유리를 용융 유리와 함께 교반하여 서로 혼합하거나 함으로써, 용융 유리를 균질화하는 것이 행해지고 있다.

예를 들어, 특허문헌 2(일본 특허 공개 제2007-204357호 공보)에는, 직렬로 연결된 복수의 교반 장치의 각각에 있어서 용융 유리를 차례로 교반함으로써, 용융 유리를 균질화하는 교반 장치가 개시되어 있다. 그러나, 복수의 교반 장치를 사용하였다고 해도, 이질 유리가 용융 유리와 함께 교반되지 않고 교반 장치로부터 유출됨으로써, 용융 유리가 균질하게 교반되지 않아, 성형된 유리 기판에 맥리가 발생할 우려가 있다.

본 발명의 목적은, 용융 유리를 균질하게 교반할 수 있는 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판의 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 유리 기판의 제조 방법은, 유리 원료를 용해하여 용융 유리를 얻는 용해 공정과, 용해 공정에서 얻어진 용융 유리를 교반하는 교반 공정과, 교반 공정에서 교반된 용융 유리로부터 유리 기판을 성형하는 성형 공정을 구비한다. 교반 공정은, 공급 공정과, 제1 교반 공정과, 이송 공정과, 제2 교반 공정을 갖는다. 공급 공정은, 용융 유리를 상류측 도관으로 흘려, 상류측 도관과 접속되는 제1 교반조에 용융 유리를 공급한다. 제1 교반 공정은, 제1 교반조 내에 있어서, 공급 공정에서 공급된 용융 유리를, 연직 방향을 따른 제1 방향으로 유도하면서 교반한다. 이송 공정은, 제1 교반 공정에서 교반된 용융 유리를, 제1 교반조와 제2 교반조를 접속하는 접속관으로 흘려 제2 교반조로 이송한다. 제2 교반 공정은, 제2 교반조 내에 있어서, 이송 공정에서 이송된 용융 유리를, 제1 방향의 반대 방향으로 유도하면서 교반한다. 이송 공정에서는, 용융 유리와 다른 비중을 갖는 이질 유리가 접속관으로 유입되어, 접속관에 있어서 이질 유리의 흐름의 높이 위치가 변화된다.

이 유리 기판의 제조 방법에서는, 교반 공정에 있어서, 용융 유리는, 제1 교반조 및 제2 교반조에서 교반된다. 제1 교반조에서 교반된 용융 유리는, 접속관을 통해 제2 교반조로 보내진다. 용융 유리와 함께 제1 교반조에 공급되어, 용융 유리와 다른 비중을 갖는 이질 유리는, 제1 교반조에서 교반되는 일 없이, 접속관으로 유입되는 경우가 있다. 접속관 내에서는, 이질 유리의 흐름의 높이 위치가 변화되어, 접속관 내의 표면으로부터 이격된 이질 유리가 제2 교반조에 공급된다. 이에 의해, 제2 교반조에서는, 이질 유리가 용융 유리와 함께 교반된다. 그로 인해, 이질 유리가, 용융 유리와 함께 교반되지 않고 교반 공정의 후속 공정으로 유출되는 것이 방지된다. 따라서, 이 유리 기판의 제조 방법은, 용융 유리를 균질하게 교반할 수 있고, 유리 기판의 맥리 발생을 억제하여, 고품질의 유리 기판을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 유리 기판의 제조 방법에서는, 이질 유리는, 용융 유리보다도 비중이 작고, 제1 방향은, 하방으로부터 상방을 향하는 방향인 것이 바람직하다. 이 경우, 공급 공정에서는, 이질 유리가, 상류측 도관의 상부를 흐른다. 제1 교반 공정에서는, 공급 공정에 있어서 상류측 도관의 상부를 흐른 이질 유리가, 제1 교반조의 측면을 타면서 상승한다. 이송 공정에서는, 제1 교반 공정에 있어서 제1 교반조의 측면을 타면서 상승한 이질 유리가, 접속관의 하부를 흐른 후에, 접속관 내에서 상승한다. 제2 교반 공정에서는, 이송 공정에 있어서 접속관 내에서 상승한 이질 유리가, 용융 유리와 함께 교반된다.

이 유리 기판의 제조 방법에서는, 제1 교반조에서는, 용융 유리는 하방으로부터 상방으로 유도되면서 교반된다. 제2 교반조에서는, 용융 유리는 상방으로부터 하방으로 유도되면서 교반된다. 용융 유리보다도 비중이 작은 이질 유리는, 접속관으로 유입되면, 접속관의 하부를 흐른다. 그 후, 이질 유리는, 접속관 내에서 상승하여 제2 교반조에 공급되고, 제2 교반조 내에 있어서 용융 유리와 함께 교반된다. 따라서, 이 유리 기판의 제조 방법은, 용융 유리를 균질하게 교반할 수 있고, 유리 기판의 맥리 발생을 억제하여, 고품질의 유리 기판을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 유리 기판의 제조 방법에서는, 이질 유리는, 용융 유리보다도 비중이 크고, 제1 방향은, 상방으로부터 하방을 향하는 방향인 것이 바람직하다. 이 경우, 공급 공정에서는, 이질 유리가, 상류측 도관의 하부를 흐른다. 제1 교반 공정에서는, 공급 공정에 있어서 상류측 도관의 하부를 흐른 이질 유리가, 제1 교반조의 측면을 타면서 하강한다. 이송 공정에서는, 제1 교반 공정에 있어서 제1 교반조의 측면을 타면서 하강한 이질 유리가, 접속관의 상부를 흐른 후에, 접속관 내에서 하강한다. 제2 교반 공정에서는, 이송 공정에 있어서 접속관 내에서 하강한 이질 유리가, 용융 유리와 함께 교반된다.

이 유리 기판의 제조 방법에서는, 제1 교반조에서는, 용융 유리는 상방으로부터 하방으로 유도되면서 교반된다. 제2 교반조에서는, 용융 유리는 하방으로부터 상방으로 유도되면서 교반된다. 용융 유리보다도 비중이 큰 이질 유리는, 접속관으로 유입되면, 접속관의 상부를 흐른다. 그 후, 이질 유리는, 접속관 내에서 하강하여 제2 교반조에 공급되고, 제2 교반조 내에서 용융 유리와 함께 교반된다. 따라서, 이 유리 기판의 제조 방법은, 용융 유리를 균질하게 교반할 수 있고, 유리 기판의 맥리 발생을 억제하여, 고품질의 유리 기판을 제조할 수 있다.

본 발명에 관한 유리 기판의 제조 장치는, 용융 유리를 교반하는 교반 장치와, 교반 장치에 의해 교반된 용융 유리로부터 유리 기판을 성형하는 성형 장치를 구비한다. 교반 장치는, 제1 교반조와, 제2 교반조와, 제1 교반기와, 제2 교반기와, 상류측 도관과, 접속관과, 하류측 도관을 구비한다. 제1 교반기는, 제1 교반조 내에 설치되고, 제1 교반조 내의 용융 유리를, 연직 방향을 따른 제1 방향으로 유도하면서 교반한다. 제2 교반기는, 제2 교반조 내에 설치되고, 제2 교반조 내의 용융 유리를, 제1 방향의 반대 방향으로 유도하면서 교반한다. 상류측 도관은, 제1 교반조의 측부와 접속되어, 제1 교반조에 용융 유리를 공급한다. 접속관은, 제1 교반조의 측부와 제2 교반조의 측부를 접속하여, 제1 교반조로부터 제2 교반조로 용융 유리를 이송한다. 하류측 도관은, 제2 교반조의 측부와 접속되어, 제2 교반조 내로부터 용융 유리를 유출시킨다. 접속관은, 접속관 내에 설치되는 유로 변경 부재를 갖고, 또한 용융 유리와 다른 비중을 갖는 이질 유리가 유입된다. 유로 변경 부재는, 접속관으로 유입된 이질 유리의 흐름의 높이 위치를 변화시킨다.

또한, 본 발명에 관한 유리 기판의 제조 장치에서는, 유로 변경 부재는, 접속관 내의 흐름을 비틂으로써, 이질 유리의 흐름의 높이 위치를 변화시킨다.

또한, 본 발명에 관한 유리 기판의 제조 장치에서는, 이질 유리는, 용융 유리보다도 비중이 작고, 제1 방향은, 하방으로부터 상방을 향하는 방향인 것이 바람직하다. 이 경우, 상류측 도관은, 제1 교반조의 하방측부와 접속된다. 접속관은, 제1 교반조의 상방측부와 제2 교반조의 상방측부를 접속한다. 하류측 도관은, 제2 교반조의 하방측부와 접속된다. 유로 변경 부재는, 접속관의 하부를 흐르는 이질 유리를 상승시킨다.

또한, 본 발명에 관한 유리 기판의 제조 장치에서는, 이질 유리는, 용융 유리보다도 비중이 크고, 제1 방향은, 상방으로부터 하방을 향하는 방향인 것이 바람직하다. 이 경우, 상류측 도관은, 제1 교반조의 상방측부와 접속된다. 접속관은, 제1 교반조의 하방측부와 제2 교반조의 하방측부를 접속한다. 하류측 도관은, 제2 교반조의 상방측부와 접속된다. 유로 변경 부재는, 접속관의 상부를 흐르는 이질 유리를 하강시킨다.

본 발명에 관한 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판의 제조 장치는, 용융 유리를 균질하게 교반할 수 있다.

도 1은 실시 형태에 관한 유리 기판의 제조 방법의 흐름도.
도 2는 용해 공정으로부터 절단 공정까지를 행하는 장치의 모식도.
도 3은 교반 장치의 측면도.
도 4는 제1 교반기의 사시도.
도 5는 제2 교반기의 사시도.
도 6은 접속관 내에 설치되어 있는 유로 변경 부재의 확대도.
도 7은 교반 장치에 있어서의 용융 유리의 흐름을 도시하는 도면.
도 8은 교반 장치에 있어서의 이질 유리의 흐름을 도시하는 도면.
도 9는 참고예로서의, 종래의 교반 장치에 있어서의 이질 유리의 흐름을 도시하는 도면.
도 10은 변형예 A에 있어서의, 교반 장치에 있어서의 용융 유리의 흐름을 도시하는 도면.
도 11은 변형예 A에 있어서의, 교반 장치에 있어서의 이질 유리의 흐름을 도시하는 도면.
도 12는 이질 유리가, 상류측 도관, 접속관 및 하류측 도관을 차례로 흐르는 모습을 도시하는 도면.
도 13은 접속관의 상류측에 있어서 용융 유리가 교반되는 위치를 도시하는 도면.

본 발명의 실시 형태로서의 유리 기판의 제조 방법에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태의 유리 기판의 제조 방법에서는, 오버플로우 다운드로우법에 의해 유리 기판이 제조된다.

(1) 유리 기판의 제조 공정의 개요

먼저, 유리 기판의 제조 공정에 대해 설명한다. 유리 기판은, 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 및 유기 EL 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)용 유리 기판, 터치 패널용 유리 기판, 태양 전지 패널용 유리 기판 및 보호용 유리 기판 등으로서 사용된다. 유리 기판은, 예를 들어 0.3㎜ 미만의 두께를 갖고, 또한 세로 680㎜∼2200㎜ 및 가로 880㎜∼2500㎜의 치수를 갖는다.

유리 기판의 일례로서, 이하의 (a)∼(j)의 조성을 갖는 유리 기판을 들 수 있다.

(a) SiO₂: 50질량％∼70질량％,

(b) Al₂O₃: 10질량％∼25질량％,

(c) B₂O₃: 1질량％∼18질량％,

(d) MgO: 0질량％∼10질량％,

(e) CaO: 0질량％∼20질량％,

(f) SrO: 0질량％∼20질량％,

(g) BaO: 0질량％∼10질량％,

(h) RO: 5질량％∼20질량％(R은, Mg, Ca, Sr 및 Ba로부터 선택되는 적어도 1종임),

(i) R'₂O: 0질량％∼2.0질량％(R'은, Li, Na 및 K로부터 선택되는 적어도 1종임),

(j) SnO₂, Fe₂O₃ 및 CeO₂로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 산화물.

또한, 상기한 조성을 갖는 유리는, 0.1질량％ 미만의 범위에서, 그 밖의 미량 성분의 존재가 허용된다.

도 1은, 유리 기판의 제조 공정을 나타내는 흐름도의 일례이다. 유리 기판의 제조 공정은, 주로, 용해 공정(스텝 S1)과, 청징 공정(스텝 S2)과, 교반 공정(스텝 S3)과, 성형 공정(스텝 S4)과, 서랭 공정(스텝 S5)과, 절단 공정(스텝 S6)과, 연삭 공정(스텝 S7)과, 연마 공정(스텝 S8)으로 이루어진다.

도 2는 용해 공정(S1)으로부터 성형 공정(S4)까지를 행하는 유리 기판 제조 장치(200)의 모식도이다. 유리 기판 제조 장치(200)는, 용해조(40)와, 청징조(41)와, 교반 장치(100)와, 성형 장치(42)를 구비하고 있다. 용해조(40)와 청징조(41)는, 제1 도관(43a)에 의해 접속되어 있다. 청징조(41)와 교반 장치(100)는, 제2 도관(43b)에 의해 접속되어 있다. 교반 장치(100)와 성형 장치(42)는, 제3 도관(43c)에 의해 접속되어 있다.

용해 공정(S1)에서는, 용해조(40)에 있어서, 버너 등의 가열 수단에 의해 유리 원료가 용해되어, 1500℃∼1600℃의 고온의 용융 유리(90)가 생성된다. 유리 원료는, 원하는 조성의 용융 유리를 실질적으로 얻을 수 있도록 조제된다. 여기서, 「실질적으로」라 함은, 0.1질량％ 미만의 범위에서, 그 밖의 미량 성분의 존재가 허용되는 것을 의미한다. 용해조(40)에서 생성된 용융 유리(90)는, 제1 도관(43a)을 통과하여 청징조(41)로 유입된다.

청징 공정(S2)에서는, 청징조(41)에 있어서, 용해 공정(S1)에서 생성된 용융 유리(90)를 더 승온시킴으로써, 용융 유리(90)의 청징이 행해진다. 청징조(41)에 있어서, 용융 유리(90)의 온도는, 1600℃∼1750℃, 바람직하게는 1650℃∼1700℃로 상승된다. 청징조(41)에서는, 용융 유리(90)에 포함되는 O₂, CO₂ 및 SO₂의 미소한 기포가, 유리 원료에 포함되는 SnO₂ 등의 청징제의 환원에 의해 발생한 O₂를 흡수하여 성장하고, 용융 유리(90)의 액면으로 부상하여 소멸된다. 청징조(41)에서 청징된 용융 유리(90)는, 제2 도관(43b)을 통과하여 교반 장치(100)로 유입된다. 용융 유리(90)는, 제2 도관(43b)을 통과할 때에 냉각된다.

교반 공정(S3)에서는, 교반 장치(100)에 있어서, 청징 공정(S2)에서 청징된 용융 유리(90)가 교반되어, 화학적 및 열적으로 균질화된다. 교반 장치(100)에 있어서, 용융 유리(90)의 온도는, 1400℃∼1550℃의 범위로 조정된다. 또한, 교반 장치(100)에서는, 용융 유리(90)와는 다른 성분 및 비중을 갖는 이질 유리가, 용융 유리(90)와 함께 교반된다. 이에 의해, 이질 유리와 용융 유리(90)가 혼합되어, 용융 유리(90)가 균질화된다. 교반 공정(S3)의 상세는, 후술한다. 교반 장치(100)에서 균질화된 용융 유리(90)는 제3 도관(43c)을 통과하여 성형 장치(42)로 유입된다.

성형 공정(S4)에서는, 성형 장치(42)에 있어서, 오버플로우 다운드로우법에 의해, 교반 공정(S3)에서 교반된 용융 유리(90)로부터 유리 리본(91)이 연속적으로 성형된다. 또한, 용융 유리(90)는, 성형 공정(S4)으로 유입되기 전에, 오버플로우 다운드로우법에 의한 성형에 적합한 온도, 예를 들어 1200℃까지 냉각된다.

서랭 공정(S5)에서는, 성형 공정(S4)에서 연속적으로 생성된 유리 리본(91)이, 변형 및 휨이 발생하지 않도록 온도 제어되면서, 실온까지 서랭된다.

절단 공정(S6)에서는, 서랭 공정(S5)에서 실온까지 서랭된 유리 리본(91)이 소정의 길이마다 절단된다. 절단 공정(S6)에서는 또한 소정의 길이마다 절단된 유리 리본(91)이 소정의 치수로 절단되어, 유리 기판(92)이 얻어진다.

연삭 공정(S7)에서는, 절단 공정(S6)에서 얻어진 유리 기판(92)의 단부면이 연삭되어, 유리 기판(92)이 모따기된다. 절단 공정(S6)에서 절단된 유리 기판(92)의 단부면과 주표면 사이의 코너부에는, 매우 뾰족한 에지가 형성되어 있다. 연삭 공정(S7)에서는, 유리 기판(92)의 코너부를, 다이아몬드 휠 등을 사용하여 연삭함으로써 코너부에 형성된 에지가 제거된다.

연마 공정(S8)에서는, 연삭 공정(S7)에서 모따기된 유리 기판(92)의 단부면이 연마된다. 연삭 공정(S7)에서 모따기된 유리 기판(92)의 단부면에는, 마이크로 크랙이나 수평 크랙이라고 불리는 미소한 크랙을 포함하는 층이 형성되어 있다. 이 층은, 가공 변질층 또는 취약 파괴층이라고 불린다. 가공 변질층이 형성되면, 유리 기판(92)의 단부면의 파괴 강도가 저하된다. 연마 공정(S8)은, 가공 변질층을 제거하여 유리 기판(92)의 단부면의 파괴 강도를 향상시키기 위해 행해진다.

연마 공정(S8) 후에, 유리 기판(92)의 세정 공정 및 검사 공정이 행해진다. 최종적으로, 유리 기판(92)은 포장되어, FPD 제조업자 등에게 출하된다. FPD 제조업자는, 유리 기판(92)의 표면에 TFT 등의 반도체 소자를 형성하여, FPD를 제조한다.

(2) 교반 장치의 구성

교반 공정(S3)에서 사용되는 교반 장치(100)에 대해 설명한다. 도 3은 교반 장치(100)의 측면도이다. 교반 장치(100)는 주로, 제1 교반 장치(100a)와, 제2 교반 장치(100b)로 구성되어 있다. 제1 교반 장치(100a)는, 주로, 제1 교반조(101a)와, 제1 교반조(101a) 내에 설치되는 제1 교반기(102a)로 구성되어 있다. 제2 교반 장치(100b)는 주로, 제2 교반조(101b)와, 제2 교반조(101b) 내에 설치되는 제2 교반기(102b)로 구성되어 있다. 도 4는 제1 교반기(102a)의 사시도이고, 도 5는 제2 교반기(102b)의 사시도이다.

제1 교반조(101a) 및 제2 교반조(101b)는 모두, 동일한 크기를 갖는 원통 형상의 내열 용기이다. 제1 교반조(101a)는, 상류측 도관(103) 및 접속관(107)과 연결되어 있다. 상류측 도관(103)은, 제1 교반조(101a)의 하부 측면에 장착되어 있다. 접속관(107)은, 제1 교반조(101a)의 상부 측면에 장착되어 있다. 제2 교반조(101b)는, 접속관(107) 및 하류측 도관(104)과 연결되어 있다. 접속관(107)은 제2 교반조(101b)의 상부 측면에 장착되어 있다. 하류측 도관(104)은 제2 교반조(101b)의 하부 측면에 장착되어 있다. 도 2에 있어서, 제2 도관(43b)은 상류측 도관(103)에 상당하고, 제3 도관(43c)은 하류측 도관(104)에 상당한다. 상류측 도관(103)(제2 도관(43b))은 청징조(41)로부터 교반 장치(100)를 향해 하방으로 경사져 있는 부분을 갖는다. 하류측 도관(104)(제3 도관(43c))은 교반 장치(100)로부터 성형 장치(42)를 향해 하방으로 경사져 있는 부분을 갖는다.

제1 교반조(101a), 제2 교반조(101b), 제1 교반기(102a), 제2 교반기(102b), 상류측 도관(103), 하류측 도관(104) 및 접속관(107)은, 용융 유리(90)와 접촉하므로, 용융 유리(90)가 갖는 고열에 견딜 수 있는 재료에 의해 제조된다. 예를 들어, 이들 부재는, 백금, 백금 합금, 이리듐 및 이리듐 합금에 의해 제작된다. 그러나, 이들 재료는 고가이므로, 사용량을 저감시키는 것이 바람직하다. 그로 인해, 예를 들어 제1 교반조(101a) 및 제2 교반조(101b)는, 저렴한 내열 용기의 내벽에 백금층이 형성되어 있는 구조를 가져도 된다.

제1 교반기(102a)는, 도 4에 도시되는 바와 같이, 제1 샤프트(105a)와, 제1 블레이드(106a1, 106a2, 106a3, 106a4)를 구비하고 있다. 제1 샤프트(105a)는 그 회전축이 연직 방향을 따르도록, 제1 교반조(101a) 내에 배치되어 있다. 제1 샤프트(105a)는 그 회전축이 제1 교반조(101a)의 원통 형상의 중심축과 일치하도록 배치되어 있다. 제1 블레이드(106a1∼106a4)는, 제1 샤프트(105a)에 장착되고, 제1 샤프트(105a)의 축방향을 따라, 상방으로부터 하방을 향해 이 순서로 등간격으로 배치되어 있다. 제1 샤프트(105a)의 상단부는, 모터와 연결되고, 제1 교반기(102a)는 제1 샤프트(105a)를 회전축으로 하여 회전할 수 있다.

제1 블레이드(106a1∼106a4)는, 각각, 제1 지지판(108a)과, 제1 상측 보조판(109a1)과, 제1 하측 보조판(109a2)으로 구성된다. 제1 지지판(108a)은, 제1 샤프트(105a)의 회전축과 직교하도록, 제1 샤프트(105a)에 장착되어 있다. 제1 상측 보조판(109a1)은, 제1 지지판(108a)과 직교하도록, 제1 지지판(108a)의 상측의 주면에 장착되어 있다. 제1 하측 보조판(109a2)은, 제1 지지판(108a)과 직교하도록, 제1 지지판(108a)의 하측의 주면에 장착되어 있다.

제2 교반기(102b)는, 도 5에 도시되는 바와 같이, 제2 샤프트(105b)와, 제2 블레이드(106b1, 106b2, 106b3, 106b4, 106b5)를 구비하고 있다. 제2 샤프트(105b)는 그 회전축이 연직 방향을 따르도록, 제2 교반조(101b) 내에 배치되어 있다. 제2 샤프트(105b)는, 그 회전축이 제2 교반조(101b)의 원통 형상의 중심축과 일치하도록 배치되어 있다. 제2 블레이드(106b1∼106b5)는, 제2 샤프트(105b)에 장착되고, 제2 샤프트(105b)의 축방향을 따라, 상방으로부터 하방을 향해 이 순서로 등간격으로 배치되어 있다. 제2 샤프트(105b)의 상단부는, 모터와 연결되고, 제2 교반기(102b)는 제2 샤프트(105b)를 회전축으로 하여 회전할 수 있다.

제2 블레이드(106b1∼106b5)는, 각각, 제2 지지판(108b)과, 제2 상측 보조판(109b1)과, 제2 하측 보조판(109b2)으로 구성된다. 제2 지지판(108b)은, 제2 샤프트(105b)의 회전축과 직교하도록, 제2 샤프트(105b)에 장착되어 있다. 제2 상측 보조판(109b1)은, 제2 지지판(108b)과 직교하도록, 제2 지지판(108b)의 상측의 주면에 장착되어 있다. 제2 하측 보조판(109b2)은, 제2 지지판(108b)과 직교하도록, 제2 지지판(108b)의 하측의 주면에 장착되어 있다.

접속관(107)은 수평하게 연장되도록 설치되어 있다. 접속관(107)의 내부에는, 유로 변경 부재(107a)가 설치되어 있다. 유로 변경 부재(107a)는, 용접에 의해 접속관(107)에 장착되어 있어도 되고, 기계적으로 접속관(107)에 장착되어 있어도 된다. 유로 변경 부재(107a)는 접속관(107) 내의 유체의 흐름을 비틂으로써, 흐름의 높이 위치를 변화시키기 위한 부재이다. 유체는, 용융 유리(90) 및 후술하는 이질 유리(93)이다.

도 6은, 접속관(107) 내에 설치되어 있는 유로 변경 부재(107a)의 확대도이다. 유로 변경 부재(107a)는, 도 6에 도시되는 바와 같이, 매끄러운 나선 구조를 갖고 있다. 유로 변경 부재(107a)의 매끄러운 나선 구조는, 접속관(107) 내를 흐르는 유체가 비틀리는 것에 의한 유체의 속도 저하 및 유체의 층류의 흐트러짐의 발생을 억제할 수 있다. 도 6에는, 예로서, 접속관(107) 내의 2개의 흐름인 제1 흐름(171a) 및 제2 흐름(171b)이 나타내어져 있다. 제1 흐름(171a)은, 처음에는 접속관(107)의 상부를 흘러, 유로 변경 부재(107a)에 의해 비틀려 하강하고, 최종적으로 접속관(107)의 하부를 흐른다. 제2 흐름(171b)은, 처음에는 접속관(107)의 하부를 흘러, 유로 변경 부재(107a)에 의해 비틀려 상승하고, 최종적으로 접속관(107)의 상부를 흐른다.

유로 변경 부재(107a)는, 상류 단부(172a)와 하류 단부(172b)를 포함한다. 상류 단부(172a)와 하류 단부(172b) 사이에는, 연속적이고 또한 매끄러운 나선 형상의 곡면이 형성되어 있다. 상류 단부(172a) 및 하류 단부(172b)는, 접속관(107) 내에 있어서의 유체의 흐름이 저해되지 않는 형상을 갖고 있다. 예를 들어, 상류 단부(172a) 및 하류 단부(172b)는 예각의 에지 형상을 가져도 되고, 둥그스름한 형상을 가져도 된다.

또한, 유로 변경 부재(107a)는, 상류 단부(172a) 및 하류 단부(172b) 중 한쪽에 대해, 다른 쪽을 소정의 비틀림 각도만큼 비튼 구성을 갖고 있다. 유로 변경 부재(107a)의 비틀림 각도는, 바람직하게는 90°∼270°이다. 도 6에 있어서, 유로 변경 부재(107a)의 비틀림 각도는, 180°이다. 또한, 비틀림의 방향은, 시계 방향 및 반시계 방향 중 어느 쪽이어도 된다.

(3) 교반 장치의 동작

교반 장치(100)의 동작에 대해 설명한다. 도 7은, 교반 장치(100)에 있어서의 용융 유리(90)의 흐름을 도시하는 도면이다. 용융 유리(90)의 흐름은, 백색의 화살표로 나타내어져 있다. 교반 장치(100)에 있어서, 용융 유리(90)는 제1 교반조(101a)의 내부 및 제2 교반조(101b)의 내부를 소정의 높이 위치까지 채우고 있다. 접속관(107)의 내부는, 용융 유리(90)로 채워져 있다. 그로 인해, 도 7에 도시되는 바와 같이, 제1 교반조(101a) 및 제2 교반조(101b) 내의 용융 유리(90)의 액면(90a)의 높이 위치는, 접속관(107)의 상단부의 높이 위치보다도 상방에 있다. 또한, 제1 교반조(101a) 내의 용융 유리(90)의 온도는, 제2 교반조(101b) 내의 용융 유리(90)의 온도보다도, 40℃∼70℃ 높은 것이 바람직하다.

교반 장치(100) 내에 있어서의 용융 유리(90)의 흐름에 대해 설명한다. 처음에, 청징조(41)에서 청징된 용융 유리(90)는 제1 교반 장치(100a)에 있어서, 상류측 도관(103)으로부터 제1 교반조(101a)로 유입된다. 다음으로, 용융 유리(90)는 제1 교반조(101a) 내에 있어서 연직 방향을 따라 하방으로부터 상방으로 유도되면서 교반되고, 제1 교반조(101a)로부터 접속관(107)으로 유입된다. 접속관(107) 내에 있어서, 용융 유리(90)의 흐름은, 유로 변경 부재(107a)에 의해 비틀린다. 다음으로, 용융 유리(90)는 제2 교반 장치(100b)에 있어서, 접속관(107)으로부터 제2 교반조(101b)로 유입된다. 다음으로, 용융 유리(90)는 제2 교반조(101b) 내에 있어서 연직 방향을 따라 상방으로부터 하방으로 유도되면서 교반되어, 제2 교반조(101b)로부터 하류측 도관(104)으로 유입된다. 이와 같이, 청징조(41)에서 청징된 용융 유리(90)는 제1 교반 장치(100a) 및 제2 교반 장치(100b)를 차례로 통과하여 교반되고, 성형 장치(42)로 보내진다.

(4) 특징

교반 장치(100)의 상류측 도관(103) 내에서는, 용융 유리(90)와 함께 이질 유리(93)가 흐르고 있는 경우가 있다. 이질 유리(93)는, 용융 유리(90)와는 다른 성분 및 비중을 갖는 유리이다. 예를 들어, 이질 유리(93)는 용융 유리(90)보다도 실리카의 함유량이 높고, 용융 유리(90)보다도 비중이 작은 유리이다. 또한, 예를 들어 이질 유리(93)는 용융 유리(90)보다도 지르코니아의 함유량이 높고, 용융 유리(90)보다도 비중이 큰 유리이다. 이하, 이질 유리(93)는 용융 유리(90)보다도 비중이 작은 유리인 것으로 한다.

도 8은, 교반 장치(100)에 있어서의 이질 유리(93)의 흐름을 도시하는 도면이다. 이질 유리(93)의 흐름은, 화살표로 나타내어져 있다. 처음에, 이질 유리(93)는 용융 유리(90)보다도 비중이 작으므로, 상류측 도관(103) 내의 상부를, 상류측 도관(103) 내의 정상면을 타면서 흐른다. 다음으로, 이질 유리(93)는 상류측 도관(103) 내의 정상면과 접속되는 제1 교반조(101a) 내의 측면을 타면서 상승한다. 그로 인해, 제1 교반조(101a) 내에 있어서, 이질 유리(93)의 적어도 일부는, 제1 교반기(102a)에 의해 교반되는 일 없이 상승한다. 다음으로, 이질 유리(93)는 제1 교반조(101a) 내에 있어서 접속관(107)의 하단부 근방의 높이 위치까지 상승하면, 제1 교반기(102a)에 의해 교반된 용융 유리(90)와 함께, 접속관(107) 내로 유입된다. 그로 인해, 이질 유리(93)는 접속관(107) 내의 하부로 유입된다. 이질 유리(93)의 점도는 높기 때문에, 용융 유리(90)보다도 비중이 작은 이질 유리(93)는 접속관(107) 내에 있어서 갑자기 부상하지는 않고, 접속관(107) 내의 하부를, 접속관(107) 내의 저면을 따라 흐른다.

그 후, 접속관(107) 내의 하부에 있어서의 이질 유리(93)의 흐름은, 유로 변경 부재(107a)에 의해 비틀려 상승한다. 그로 인해, 접속관(107) 내를 흐르는 이질 유리(93)는 유로 변경 부재(107a)를 통과함으로써 접속관(107) 내의 저면으로부터 이격되어, 제2 교반조(101b) 내로 유입된다. 제2 교반조(101b)에서는, 이질 유리(93)의 흐름은, 제2 교반조(101b) 내의 측면을 따라 흐르지 않고, 제2 교반기(102b)의 제2 샤프트(105b)를 향해 흐른다. 그로 인해, 제2 교반조(101b)에 있어서, 이질 유리(93)는 제2 교반기(102b)의 회전에 말려들어가, 용융 유리(90)와 함께 제2 교반기(102b)에 의해 교반되면서 하강한다. 이에 의해, 용융 유리(90)는 이질 유리(93)와 혼합되어 균질화된다. 균질화된 용융 유리(90)는, 제2 교반기(102b) 내로부터 하류측 도관(104) 내로 유입된다. 하류측 도관(104) 내로 유입된 용융 유리(90)는 성형 장치(42)로 보내진다.

따라서, 교반 장치(100)는 제1 교반조(101a)와 제2 교반조(101b)를 연결하는 접속관(107) 내에 설치된 유로 변경 부재(107a)에 의해, 접속관(107) 내에 있어서의 이질 유리(93)의 흐름을 상승시킴으로써, 이질 유리(93)가 제2 교반조(101b) 내에서 교반되지 않고 하류측 도관(104) 내로 유입되는 것을 방지하고, 제2 교반조(101b) 내에서 용융 유리(90)를 이질 유리(93)와 함께 교반하여, 균질한 용융 유리(90)를 생성할 수 있다. 또한, 이질 유리(93)가 성형 장치(42)에 공급되면, 최종적으로 제조된 유리 기판에 맥리가 발생할 가능성이 있다. 따라서, 유리 기판 제조 장치(200)는 교반 장치(100)에 의해 용융 유리(90)를 균질하게 교반함으로써, 유리 기판의 맥리 발생을 억제하여, 고품질의 유리 기판을 제조할 수 있다.

또한, 교반 장치(100)에 있어서, 용융 유리(90)보다도 비중이 큰 이질 유리는, 상류측 도관(103)의 하부를 흐른 후, 제1 교반조(101a)의 하부에 일시적으로 저류되고, 제1 교반기(102a)의 회전에 말려들어가 상방으로 유도되어, 제1 교반조(101a)에 있어서 용융 유리(90)와 함께 교반되어 서로 혼합된다. 그로 인해, 용융 유리(90)보다도 비중이 큰 이질 유리는, 제2 교반조(101b) 및 하류측 도관(104)으로 유출되지 않고, 성형 장치(42)로도 보내지지 않는다.

도 9는 참고예로서의 도면이며, 종래의 교반 장치(900)에 있어서의, 용융 유리보다도 비중이 작은 이질 유리의 흐름을 도시하는 도면이다. 도 9에는, 용융 유리보다도 비중이 작은 이질 유리의 흐름이 화살표로 나타내어져 있다. 교반 장치(900)는 본 실시 형태의 교반 장치(100)와 마찬가지의 구성을 갖고, 제1 교반조(901a) 및 제2 교반조(901b)가, 접속관(907)에 의해 연결되어 있는 구성을 갖고 있다. 제1 교반조(901a)는 상류측 도관(903)과 연결되고, 제2 교반조(901b)는, 하류측 도관(904)과 연결되어 있다. 접속관(907) 내에는, 아무것도 설치되어 있지 않다. 제1 교반조(901a) 내에는 제1 교반기(902a)가 설치되고, 제2 교반조(901b) 내에는 제2 교반기(902b)가 설치되어 있다.

교반 장치(900)에서는, 용융 유리보다도 비중이 작은 이질 유리는, 상류측 도관(903)의 상부를 흘러, 제1 교반조(901a) 내의 측면을 타면서 상승한 후, 접속관(907) 내로 유입된다. 용융 유리의 점도는 높기 때문에, 용융 유리보다도 비중이 작은 이질 유리는, 접속관(907) 내에서 부상하지 않고, 접속관(907) 내의 저면을 따라 흐른다. 그 후, 접속관(907) 내의 저면을 따라 흐른 이질 유리는, 제2 교반조(901b) 내로 유입되고, 제2 교반조(901b) 내의 측면을 타면서 하강하여, 하류측 도관(904) 내로 유입된다. 그로 인해, 교반 장치(900)에서는, 용융 유리보다도 비중이 작은 이질 유리는, 용융 유리와 함께 교반되는 일 없이, 교반 장치(900)의 후속 공정으로 유출될 가능성이 있다. 따라서, 교반 장치(900)는 용융 유리를 균질하게 교반할 수 없고, 그로 인해, 최종적으로 제조된 유리 기판에 맥리가 발생할 가능성이 있다.

또한, 본 실시 형태의 교반 장치(100)는 제1 교반조(101a) 내의 측면과 제1 교반기(102a) 사이의 간극을 과잉으로 작게 하는 일 없이, 제1 교반조(101a) 내의 측면을 타면서 상승하는 이질 유리(93)를 교반할 수 있다. 이에 의해, 제1 교반조(101a) 내의 백금제의 측면에 높은 응력이 발생하거나, 백금제의 제1 교반기(102a)의 표면이나 제1 교반조(101a) 내의 백금제의 측면이 침식되거나 하여, 용융 유리에 백금이 혼입되는 것이 억제된다.

도 12는, 이질 유리(93)가, 상류측 도관(103), 접속관(107) 및 하류측 도관(104)을 차례로 흐르는 모습을 도시하는 도면이다. 도 12의 (a)는, 이질 유리(93)가 상류측 도관(103)을 흐르는 모습을 도시한다. 도 12의 (b)는, 이질 유리(93)가 접속관(107)을 흐르는 모습을 도시한다. 도 12의 (c)는 이질 유리(93)가 하류측 도관(104)을 흐르는 모습을 도시한다. 도 12의 (a)∼(c)에 있어서, 용융 유리(90)는, 지면의 전방측으로부터 안쪽을 향해 흐른다.

실리카(SiO₂)를 많이 포함하는 이질 유리(93)는, 다른 양질의 용융 유리(90)와 비교하여, 비중이 작다. 그로 인해, 도 12의 (a)에 도시되는 바와 같이, 제1 교반 장치(100a)보다 상류측에 위치하는 상류측 도관(103)에서는, 이질 유리(93)는, 상류측 도관(103)의 상면측(상부)을 흐른다. 제1 샤프트(105a)가 상류측 도관(103)측으로 치우쳐 배치되어 있는 경우, 또는 제1 블레이드(106a1∼106a4)의 사이즈가 서로 다른 경우에 있어서, 이질 유리(93)가 제1 교반조(101a)에 유입되면, 제1 블레이드(106a1∼106a4)의 수평 방향 선단과 제1 교반조(101a)의 측면과의 거리가 국소적으로 짧아지는 영역에 있어서, 이질 유리(93)가 높은 전단 응력으로 교반된다. 제1 블레이드(106a1∼106a4)에 의해 교반된 이질 유리(93)는, 제1 교반조(101a)의 측면을 타면서 상승하고, 제1 블레이드(106a1∼106a4)에 압출되도록 하여 접속관(107)에 유입된다. 이때, 용융 유리(90)의 점성이 높기 때문에, 도 12의 (b)에 도시되는 바와 같이, 접속관(107) 내에 있어서 이질 유리(93)는 접속관(107)의 상면측으로 부상하지 않고, 제1 블레이드(106a1∼106a4)에 압출된 기세로, 접속관(107)의 하면측(하부)을 흐른다.

또한, 제1 교반 장치(100a)에 있어서, 이질 유리(93)는, 제1 교반조(101a)의 측면으로부터 제1 샤프트(105a)를 향해 흐른다. 제1 샤프트(105a)를 향해 흐른 이질 유리(93)는, 제1 블레이드(106a1∼106a4)에 의해 끊임없이 계속 교반된다. 그로 인해, 도 12의 (c)에 도시되는 바와 같이, 용융 유리(90)에 포함되는 이질 유리(93)의 양은, 상류측 도관(103), 접속관(107) 및 하류측 도관(104)을 용융 유리(90)가 차례로 흐르는 과정에서 감소한다.

도 13은, 접속관(107)의 상류측에 있어서 용융 유리(90)가 교반되는 위치를 도시하는 도면이다. 접속관(107)의 상류측에 위치하는 제1 교반 장치(100a)의 제1 샤프트(105a)가 시계 방향으로 회전하고 있는 경우에는, 도 13의 화살표 A1 부근, 즉, 접속관(107)의 저부 중심에 대해, 제1 샤프트(105a)의 회전 방향의 반대측(도 13에 있어서 좌측)으로 치우친 영역이, 제1 샤프트(105a)에 의해 교반된다. 이것은, 이 영역이, 접속관(107)에 있어서, 제1 블레이드(106a1∼106a4)에 의해 이질 유리(93)가 최초에 압출되는 영역이며, 전단 응력이 감쇠되어 있지 않은 영역이기 때문이다. 또한, 접속관(107)에 있어서, 화살표 A1 부근을 흐르는 이질 유리(93)는, 유로 변경 부재(107a)에 의해 교반된다. 제1 샤프트(105a)의 위치가 제1 교반 장치(100a)의 중심 위치로부터 벗어나 있는, 즉, 제1 샤프트(105a)가 편심되어 있는 경우, 또한 제1 블레이드(106a1∼106a4)의 사이즈가 서로 다른 경우, 접속관(107)을 흐르는 이질 유리(93)의 위치는, 도 13의 화살표 A1 부근과는 다른 경우가 있다. 그러나, 유로 변경 부재(107a)는, 접속관(107) 내의 유체 흐름을 비틂으로써, 이질 유리(93)의 흐름의 높이 위치를 변화시킬 수 있다. 그로 인해, 접속관(107) 내에 있어서, 이질 유리(93)는, 그 위치에 관계없이 교반된다. 따라서, 유로 변경 부재(107a)를 구비하는 교반 장치(100)는, 용융 유리(90)를 균질하게 교반할 수 있다.

(5) 변형예

(5-1) 변형예 A

실시 형태에서는, 용융 유리(90)는, 처음에, 제1 교반조(101a) 내에 있어서 연직 방향을 따라 하방으로부터 상방으로 유도되면서 교반되고, 다음으로 제2 교반조(101b) 내에 있어서 연직 방향을 따라 상방으로부터 하방으로 유도되면서 교반된다. 그러나, 도 10에 도시되는 바와 같이, 용융 유리(90)는, 처음에, 제1 교반조(301a) 내에 있어서 연직 방향을 따라 상방으로부터 하방으로 유도되면서 교반되고, 다음으로 제2 교반조(301b) 내에서 연직 방향을 따라서 하방으로부터 상방으로 유도되면서 교반되어도 된다. 도 10은, 본 변형예에 관한 교반 장치(300)에 있어서의 용융 유리(90)의 흐름을 도시하는 도면이다. 용융 유리(90)의 흐름은, 백색 화살표로 나타내어져 있다.

교반 장치(300)는 주로, 제1 교반 장치(300a)와, 제2 교반 장치(300b)로 구성되어 있다. 제1 교반 장치(300a)는 주로, 제1 교반조(301a)와, 제1 교반조(301a) 내에 설치되는 제1 교반기(302a)로 구성되어 있다. 제2 교반 장치(300b)는 주로, 제2 교반조(301b)와, 제2 교반조(301b) 내에 설치되는 제2 교반기(302b)로 구성되어 있다. 제1 교반기(302a)는 제1 샤프트(305a)를 회전축으로 하여 회전하고, 제2 교반기(302b)는 제2 샤프트(305b)를 회전축으로 하여 회전한다.

제1 교반조(301a)는 상류측 도관(303) 및 접속관(307)과 연결되어 있다. 상류측 도관(303)은 제1 교반조(301a)의 상부 측면에 장착되어 있다. 접속관(307)은 제1 교반조(301a)의 하부 측면에 장착되어 있다. 제2 교반조(301b)는, 접속관(307) 및 하류측 도관(304)과 연결되어 있다. 접속관(307)은 제2 교반조(301b)의 하부 측면에 장착되어 있다. 하류측 도관(304)은 제2 교반조(301b)의 상부 측면에 장착되어 있다. 접속관(307)의 내부에는, 유로 변경 부재(307a)가 설치되어 있다. 유로 변경 부재(307a)는 실시 형태의 유로 변경 부재(107a)와 동일한 부재이다.

교반 장치(300) 내에 있어서의 용융 유리(90)의 흐름에 대해 설명한다. 처음에, 청징조(41)에서 청징된 용융 유리(90)는 제1 교반 장치(300a)에 있어서, 상류측 도관(303)으로부터 제1 교반조(301a)로 유입된다. 다음으로, 용융 유리(90)는 제1 교반조(301a) 내에 있어서 연직 방향을 따라 상방으로부터 하방으로 유도되면서 교반되고, 제1 교반조(301a)로부터 접속관(307)으로 유입된다. 다음으로, 접속관(307) 내에 있어서, 용융 유리(90)의 흐름은, 유로 변경 부재(307a)에 의해 비틀린다. 다음으로, 용융 유리(90)는 제2 교반 장치(300b)에 있어서, 접속관(307)으로부터 제2 교반조(301b)로 유입된다. 다음으로, 용융 유리(90)는 제2 교반조(301b) 내에 있어서 연직 방향을 따라 하방으로부터 상방으로 유도되면서 교반되고, 제2 교반조(301b)로부터 하류측 도관(304)으로 유입된다.

도 11은 교반 장치(300)에 있어서의, 용융 유리(90)보다도 비중이 큰 이질 유리(93)의 흐름을 도시하는 도면이다. 이질 유리(93)의 흐름은, 화살표로 나타내어져 있다. 처음에, 이질 유리(93)는 용융 유리(90)보다도 비중이 크므로, 상류측 도관(303) 내의 하부를, 상류측 도관(303) 내의 저면을 타면서 흐른다. 다음으로, 이질 유리(93)는 상류측 도관(303) 내의 저면과 접속되는 제1 교반조(301a) 내의 측면을 타면서 하강한다. 그로 인해, 제1 교반조(301a) 내에 있어서, 이질 유리(93)는 제1 교반기(302a)에 의해 교반되는 일 없이 하강한다. 다음으로, 이질 유리(93)는 제1 교반조(301a) 내에 있어서 접속관(307)의 상단부 근방의 높이 위치까지 하강하면, 제1 교반기(302a)에 의해 교반된 용융 유리(90)와 함께, 접속관(307) 내로 유입된다. 그로 인해, 이질 유리(93)는 접속관(307) 내의 상부로 유입된다. 이질 유리(93)의 점도는 높기 때문에, 용융 유리(90)보다도 비중이 큰 이질 유리(93)는 접속관(307) 내에 있어서 갑자기 가라앉지는 않고, 접속관(307) 내의 상부를, 접속관(307) 내의 정상면을 따라 흐른다.

그 후, 접속관(307) 내의 상부에 있어서의 이질 유리(93)의 흐름은, 유로 변경 부재(307a)에 의해 비틀려 하강한다. 그로 인해, 접속관(307) 내를 흐르는 이질 유리(93)는, 유로 변경 부재(307a)를 통과함으로써 접속관(307) 내의 정상면으로부터 이격되어, 제2 교반조(301b) 내로 유입된다. 제2 교반조(301b)에서는, 이질 유리(93)의 흐름은, 제2 교반조(301b) 내의 측면을 따라 흐르지 않고, 제2 교반기(302b)의 제2 샤프트(305b)를 향해 흐른다. 그로 인해, 제2 교반조(301b)에 있어서, 이질 유리(93)는 제2 교반기(102b)의 회전에 말려들어가, 용융 유리(90)와 함께 제2 교반기(302b)에 의해 교반되면서 상승한다. 이에 의해, 용융 유리(90)는 이질 유리(93)와 혼합되어 균질화된다. 균질화된 용융 유리(90)는 제2 교반기(302b) 내로부터 하류측 도관(304) 내로 유입된다. 하류측 도관(304) 내로 유입된 용융 유리(90)는 성형 장치(42)로 보내진다.

따라서, 교반 장치(300)는, 제1 교반조(301a)와 제2 교반조(301b)를 연결하는 접속관(307) 내에 설치된 유로 변경 부재(307a)에 의해, 접속관(307) 내에 있어서의 이질 유리(93)의 흐름을 하강시킴으로써, 이질 유리(93)가 제2 교반조(301b) 내에서 교반되지 않고 하류측 도관(304) 내로 유입되는 것을 방지하고, 제2 교반조(301b) 내에서 용융 유리(90)를 이질 유리(93)와 함께 교반하여, 균질한 용융 유리(90)를 생성할 수 있다. 또한, 이질 유리(93)가 성형 장치(42)에 공급되면, 최종적으로 제조된 유리 기판에 맥리가 발생할 가능성이 있다. 따라서, 유리 기판 제조 장치(200)는 교반 장치(300)에 의해 용융 유리(90)를 균질하게 교반함으로써, 유리 기판의 맥리 발생을 억제하여, 고품질의 유리 기판을 제조할 수 있다.

또한, 교반 장치(300)에 있어서, 용융 유리(90)보다도 비중이 작은 이질 유리는, 상류측 도관(303)의 상부를 흐른 후, 제1 교반기(302a)의 최상단의 제1 블레이드의 상방으로부터 공급되고, 제1 교반기(302a)에 의해 교반되면서 하방으로 유도되고, 제1 교반조(301a)에 있어서 용융 유리(90)와 함께 교반되어 서로 혼합된다. 그로 인해, 용융 유리(90)보다도 비중이 작은 이질 유리는, 제2 교반조(301b) 및 하류측 도관(304)으로 유출되지 않고, 성형 장치(42)로도 보내지지 않는다.

(5-2) 변형예 B

실시 형태에서는, 유로 변경 부재(107a)는 도 6에 도시되는 바와 같이, 매끄러운 나선 구조를 갖고 있다. 그러나, 유로 변경 부재(107a)는 접속관(107) 내를 흐르는 유체의 압력의 증가를 최소한으로 억제하는 것과 같은 구조를 갖고 있으면, 다른 형상을 갖고 있어도 된다.

(5-3) 변형예 C

실시 형태에서는, 용융 유리(90)는 무알칼리 유리 또는 미알칼리 유리이며, 교반 장치(100)에 있어서, 용융 유리(90)는 1400℃∼1550℃의 온도 범위에서 교반된다. 그러나, 용융 유리(90)는 교반 장치(100)에서 교반되는 용융 유리(90)보다도 다량의 알칼리 성분이 첨가된 용융 유리여도 된다. 이 경우, 교반 장치(100)에 있어서, 용융 유리는, 1300℃∼1400℃의 온도 범위에서 교반된다.

(5-4) 변형예 D

실시 형태에서는, 제1 블레이드(106a1∼106a4)는, 2매의 제1 지지판(108a)이 제1 샤프트(105a)의 축방향에 대해 직교하도록 설치되어 있다. 그러나, 제1 지지판(108a)은 제1 샤프트(105a)의 축방향에 직교하는 평면에 대해 경사진 상태에서, 제1 샤프트(105a)에 장착되어도 된다. 또한, 본 변형예는, 제2 교반기(102b)의 제2 블레이드(106b1∼106b5)에 대해서도, 적용 가능하다.

(5-5) 변형예 E

실시 형태에서는, 제1 샤프트(105a)는, 그 회전축이 제1 교반조(101a)의 원통 형상의 중심축과 일치하도록 배치되어 있다. 그러나, 제1 샤프트(105a)는 그 회전축이 제1 교반조(101a)의 원통 형상의 중심축으로부터 이격되도록 배치되어도 된다.

(5-6) 변형예 F

실시 형태에서는, 제2 교반기(102b)는 제1 교반기(102a)와 동일한 사이즈를 갖지만, 제1 교반기(102a)와 다른 사이즈를 가져도 된다. 예를 들어, 제2 교반기(102b)는 제1 교반기(102a)보다도 작은 사이즈를 가져도 된다.

42 : 성형 장치
90 : 용융 유리
93 : 이질 유리
100 : 교반 장치
101a : 제1 교반조
101b : 제2 교반조
102a : 제1 교반기
102b : 제2 교반기
103 : 상류측 도관
104 : 하류측 도관
107 : 접속관
107a : 유로 변경 부재
200 : 유리 기판 제조 장치

Claims (7)

1. 유리 원료를 용해하여 용융(熔融) 유리를 얻는 용해 공정과, 상기 용해 공정에서 얻어진 상기 용융 유리를 청징하는 청징 공정과, 상기 청징 공정에서 청징된 상기 용융 유리를 교반하는 교반 공정과, 상기 교반 공정에서 교반된 상기 용융 유리로부터 유리 기판을 성형하는 성형 공정을 구비하는 유리 기판의 제조 방법으로서,
   상기 교반 공정은,
   상기 용융 유리를 상류측 도관으로 흘려, 상기 상류측 도관과 접속되는 제1 교반조에 상기 용융 유리를 공급하는 공급 공정과,
   상기 제1 교반조 내에 있어서, 상기 공급 공정에서 공급된 상기 용융 유리를, 연직 방향을 따른 제1 방향으로 유도하면서 교반하는 제1 교반 공정과,
   상기 제1 교반 공정에서 교반된 상기 용융 유리를, 상기 제1 교반조와 제2 교반조를 접속하는 접속관으로 흘려 상기 제2 교반조로 이송하는 이송 공정과,
   상기 제2 교반조 내에 있어서, 상기 이송 공정에서 이송된 상기 용융 유리를, 상기 제1 방향의 반대 방향으로 유도하면서 교반하는 제2 교반 공정
   을 갖고,
   상기 청징 공정에서는, 상기 유리 원료에 포함되는 청징제의 환원에 의해, 상기 용융 유리에 포함되는 기포를 상기 용융 유리의 액면으로 부상시켜 소멸시키고,
   상기 이송 공정에서는, 상기 용융 유리와 다른 비중을 갖는 이질 유리가 상기 접속관으로 유입되어, 상기 접속관에 있어서 상기 이질 유리의 흐름의 높이 위치가 변화되는 유리 기판의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 이질 유리는, 상기 용융 유리보다도 비중이 작고,
   상기 제1 방향은, 하방으로부터 상방을 향하는 방향이고,
   상기 공급 공정에서는, 상기 이질 유리가, 상기 상류측 도관의 상부를 흐르고,
   상기 제1 교반 공정에서는, 상기 공급 공정에 있어서 상기 상류측 도관의 상부를 흐른 상기 이질 유리가, 상기 제1 교반조의 측면을 타면서 상승하고,
   상기 이송 공정에서는, 상기 제1 교반 공정에 있어서 상기 제1 교반조의 측면을 타면서 상승한 상기 이질 유리가, 상기 접속관의 하부를 흐른 후에, 상기 접속관 내에서 상승하고,
   상기 제2 교반 공정에서는, 상기 이송 공정에 있어서 상기 접속관 내에서 상승한 상기 이질 유리가, 상기 용융 유리와 함께 교반되는 유리 기판의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 이질 유리는, 상기 용융 유리보다도 비중이 크고,
   상기 제1 방향은, 상방으로부터 하방을 향하는 방향이고,
   상기 공급 공정에서는, 상기 이질 유리가, 상기 상류측 도관의 하부를 흐르고,
   상기 제1 교반 공정에서는, 상기 공급 공정에 있어서 상기 상류측 도관의 하부를 흐른 상기 이질 유리가, 상기 제1 교반조의 측면을 타면서 하강하고,
   상기 이송 공정에서는, 상기 제1 교반 공정에 있어서 상기 제1 교반조의 측면을 타면서 하강한 상기 이질 유리가, 상기 접속관의 상부를 흐른 후에, 상기 접속관 내에서 하강하고,
   상기 제2 교반 공정에서는, 상기 이송 공정에 있어서 상기 접속관 내에서 하강한 상기 이질 유리가, 상기 용융 유리와 함께 교반되는 유리 기판의 제조 방법.
4. 유리 원료를 용해하여 용융 유리를 얻는 용해 장치와, 상기 용해 장치에 의해 얻어진 상기 용융 유리를 청징하는 청징 장치와, 상기 청징 장치에 의해 청징된 상기 용융 유리를 교반하는 교반 장치와, 상기 교반 장치에 의해 교반된 상기 용융 유리로부터 유리 기판을 성형하는 성형 장치를 구비하는 유리 기판의 제조 장치로서,
   상기 청징 장치는, 상기 유리 원료에 포함되는 청징제의 환원에 의해, 상기 용융 유리에 포함되는 기포를 상기 용융 유리의 액면으로 부상시켜 소멸시키고,
   상기 교반 장치는,
   제1 교반조와,
   제2 교반조와,
   상기 제1 교반조 내에 설치되고, 상기 제1 교반조 내의 상기 용융 유리를, 연직 방향을 따른 제1 방향으로 유도하면서 교반하기 위한 제1 교반기와,
   상기 제2 교반조 내에 설치되고, 상기 제2 교반조 내의 상기 용융 유리를, 상기 제1 방향의 반대 방향으로 유도하면서 교반하기 위한 제2 교반기와,
   상기 제1 교반조의 측부와 접속되어, 상기 제1 교반조에 상기 용융 유리를 공급하기 위한 상류측 도관과,
   상기 제1 교반조의 측부와 상기 제2 교반조의 측부를 접속하여, 상기 제1 교반조로부터 상기 제2 교반조로 상기 용융 유리를 이송하기 위한 접속관과,
   상기 제2 교반조의 측부와 접속되어, 상기 제2 교반조 내로부터 상기 용융 유리를 유출시키기 위한 하류측 도관
   을 구비하고,
   상기 접속관은, 상기 접속관 내에 설치되는 유로 변경 부재를 갖고, 또한 상기 용융 유리와 다른 비중을 갖는 이질 유리가 유입되고,
   상기 유로 변경 부재는, 상기 접속관으로 유입된 상기 이질 유리의 흐름의 높이 위치를 변화시키는 유리 기판의 제조 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 유로 변경 부재는, 상기 접속관 내의 흐름을 비틂으로써, 상기 이질 유리의 흐름의 높이 위치를 변화시키는 유리 기판의 제조 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 이질 유리는, 상기 용융 유리보다도 비중이 작고,
   상기 제1 방향은, 하방으로부터 상방을 향하는 방향이고,
   상기 상류측 도관은, 상기 제1 교반조의 하방측부와 접속되고,
   상기 접속관은, 상기 제1 교반조의 상방측부와 상기 제2 교반조의 상방측부를 접속하고,
   상기 하류측 도관은, 상기 제2 교반조의 하방측부와 접속되고,
   상기 유로 변경 부재는, 상기 접속관의 하부를 흐르는 상기 이질 유리를 상승시키는 유리 기판의 제조 장치.
7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 이질 유리는, 상기 용융 유리보다도 비중이 크고,
   상기 제1 방향은, 상방으로부터 하방을 향하는 방향이고,
   상기 상류측 도관은, 상기 제1 교반조의 상방측부와 접속되고,
   상기 접속관은, 상기 제1 교반조의 하방측부와 상기 제2 교반조의 하방측부를 접속하고,
   상기 하류측 도관은, 상기 제2 교반조의 상방측부와 접속되고,
   상기 유로 변경 부재는, 상기 접속관의 상부를 흐르는 상기 이질 유리를 하강시키는 유리 기판의 제조 장치.

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