KR20130115118A - 유리판의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 성형체를 이용한 용융 유리의 성형 시, 성형체의 홈부를 통과하는 용융 유리의 흐름이 정류하기 어렵고, 용융 유리에 투명성 상실 및 이질 소지가 생기는 일이 없어, 고품질의 유리판을 제조하는 것이다.
유리판을 제조할 때, 성형체의 홈부가 이송관과 접속되는 접속 단부에 있어서 상기 홈부는, 상기 홈부의 깊이 방향을 향해서 단계적으로 혹은 연속적으로 홈 폭이 좁아지는 홈 폭 협소 부분을 갖는다. 상기 홈 폭 협소 부분에 있어서의 홈 폭은, 상기 성형체의 용융 유리가 흐르는 방향에 있어서 상기 이송관으로부터 이격됨에 따라서 커진다.

Description

유리판의 제조 방법{METHOD FOR MAKING GLASS SHEET}
본 발명은, 유리판을 제조하는 유리판의 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터, 유리판을 제조할 때, 오버플로우 다운드로우법을 이용해서 유리판을 성형하는 것이 행해지고 있다. 오버플로우 다운드로우법에서는, 유리 원료를 용해조에서 용융해서 용융 유리를 만들고, 이 용융 유리에 청징 처리, 균질화 처리를 실시한 후, 용융 유리는 이송관을 통해서 장척(長尺) 형상의 성형체에 공급된다.
장척 형상의 성형체에서는, 성형체의 상부에 길이 방향으로 연장되는 홈부가 형성되어 있고, 이 홈부의 일단에 용융 유리가 공급된다. 이 홈부는, 용융 유리의 공급측에서 길이 방향의 반대측으로 진행할수록 홈 깊이가 얕게 되어 있기 때문에, 용융 유리는, 성형체의 홈부로부터 넘쳐 나오고, 성형체의 양측의 측벽을 타고 아래쪽으로 유하한다. 성형체의 양측의 측벽을 타고 아래쪽으로 유하하는 용융 유리는 성형체의 하단(端)에서 합류해서 하나로 접합되어 시트 유리로 된다.
그런데, 용융 유리를 성형체에 공급하는 이송관의 유로 단면 형상은 일반적으로 원 형상이며, 성형체의 홈부의 유로 단면 형상은, 사각형 혹은 다각형 형상이다. 이송관의 유로 단면 형상을 원 형상으로 하는 것은, 이송관 내에 고온의 용융 유리를 충전해도 굴곡하는 부분이 없고, 강도를 유지할 수 있는 것이 바람직하기 때문이다. 한편, 성형체의 홈부의 유로 단면 형상을 사각형 혹은 다각형 형상으로 하는 것은, 홈부의 가공의 용이성 때문이다.
예를 들면, 하기 특허문헌 1의 도 1, 도 3에는, 유로 단면 형상이 원 형상의 이송관과, 유로 단면 형상이 사각형 형상의 홈부를 갖는 성형체가 개시되어 있다. 이 경우, 원형 형상의 이송관으로부터, 성형체의 홈부에 용융 유리가 공급될 때, 용융 유리의 유로 단면이 단차를 갖고 급격히 확대된다.
일본 특허 출원 공표 제2008-501609호 공보
이와 같이, 일반적으로, 용융 유리를 성형체에 공급하는 이송관의 유로 단면 형상은 원 형상이며, 성형체의 홈부의 유로 단면 형상은 사각형 혹은 다각형 형상이므로, 이송관으로부터, 성형체의 홈부에 용융 유리가 공급될 때, 용융 유리의 유로 단면이 단차를 갖고 급격히 확대된다. 이 때문에, 용융 유리의 유로의 급격한 확대에 의해, 성형체의 홈부 내에서 용융 유리의 흐름이 부분적으로 정류(停留)하기 쉬워질 경우가 있다. 용융 유리의 흐름의 정류는, 용융 유리의 투명성 상실(투명성 상실)로 이어지기 쉽다. 또한, 용융 유리의 흐름의 정류는 이질 소지(素地)를 발생시키기 쉽고, 맥리의 발생으로도 이어지기 쉽다. 보다 상세하게 설명하면, 용융 유리의 흐름이 정류하면, 다른 부분의 용융 유리에 비해서 성형체와 접촉 하는 시간이 길어지므로, 성형체의 표면으로부터 성형체의 성분이 용출하여, 용융 유리의 유리 조성이 부분적으로 변화하기 쉽다. 또한, 성형체의 온도의 영향을 받아, 용융 유리의 점도가 부분적으로 변화하기 쉽다. 즉, 용융 유리 중에 이질 소지가 생기기 쉬워지고, 이 결과, 최종 제품의 유리판에, 맥리가 발생하기 쉬워지고, 또 유리판의 두께가 불균일해지기 쉽다.
또한, 플랫 패널 디스플레이용 유리판에는, TFT(Thin Film Transistor) 등의 반도체 소자가, 유리판 상에 형성된다. 최근, 디스플레이 표시의 한층 더한 고정밀화를 실현하기 위해서, 종래부터 이용되어 온 α-Si·TFT 대신에, p-Si(저온 폴리실리콘)·TFT나 산화물 반도체를 유리판에 형성하는 것이 요구되고 있다. p-Si·TFT나 산화물 반도체의 형성 공정에서는, α-Si·TFT의 형성 공정보다도 고온의 열처리 공정이 존재한다. 그 때문에, p-Si(저온 폴리실리콘)TFT나 산화물 반도체가 형성되는 유리판에는, 열수축률이 작은 것이 요구되고 있다. 열수축률을 작게 하기 위해서는, 유리의 변형점을 높게 하는 것이 바람직하지만, 변형점이 높은 유리는, 액상 온도가 높아지는 경향이 있어, 액상 점도(액상 온도에 있어서의 점도)가 낮아지는 경향이 있다. 이 때문에, 시트 유리의 성형에 필요한 용융 유리의 점도(성형 점도)와, 액상 점도와의 차가 적어지고, 혹은, 성형 점도가 액상 점도 보다 커질 경우도 있어, 그 결과 유리가 투명성을 상실하기 쉬워진다. 따라서, p-Si(저온 폴리실리콘)·TFT 형성용 혹은 산화물 반도체 형성용 등의 특히 액상 점도가 낮은 유리에서 시트 유리를 제조할 경우, 성형체의 표면으로부터 성형체의 성분이 용출하여, 액상 점도의 상승(투명성 상실의 생성)의 우려가 있는 성형체의 홈부 내에서 용융 유리의 일부의 흐름이 정류하기 쉬워지는 것은 최대한 피해야 한다.
따라서, 본 발명은, 종래의 문제점을 해결하기 위해서, 성형체를 이용한 용융 유리의 성형 시, 성형체의 홈부를 통과하는 용융 유리의 흐름이 정류하기 어렵고, 용융 유리에 투명성 상실 및 이질 소지가 생기는 일이 없고, 맥리가 없고, 균일한 판 두께의 고품질 유리판을 제조할 수 있는 유리판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태는, 유리판을 제조하는 유리판의 제조 방법이다. 해당 제조 방법은,
유리 원료를 용해해서 용융 유리를 만드는 공정과,
상기 용융 유리를, 이송관을 통해서 성형체에 공급하는 공급 공정과,
상기 성형체의 홈부에 상기 용융 유리를 흘리면서 오버플로우 다운드로우법으로 상기 용융 유리를 성형하여, 시트 유리를 만드는 성형 공정을 포함한다.
상기 성형체의 상기 홈부가 상기 이송관과 접속하는 접속 단부에 있어서 상기 홈부는, 상기 홈부의 깊이 방향을 향해서 단계적으로 혹은 연속적으로 홈 폭이 좁아지는 홈 폭 협소 부분을 갖는다.
상기 홈 폭 협소 부분에 있어서의 홈 폭은, 상기 성형체의 용융 유리가 흐르는 방향에 있어서 상기 이송관으로부터 이격됨에 따라 커진다.
이와 같이, 상기 홈부는 접속 단부에 있어서 상기 홈 폭 협소 부분을 가지므로, 상기 이송관으로부터 상기 홈부에, 용융 유리가 정류하지 않고 원활하게 흐른다. 따라서, 용융 유리의 상기 홈부에 있어서의 체재 시간을 비교적 일정 범위 내로 조정하여 상기 홈부로부터 용융 유리를 넘치게 할 수 있다. 이 때문에, 유리의 투명성 상실이나 이질 소지가 생기기 어렵고, 맥리가 없고, 균일한 판 두께의 고품질 유리판을 제조할 수 있다.
또한, 상기 성형체의 상기 홈부는, 상기 홈부의 깊이 방향의 위치에 상관없이 홈 폭이 일정한 홈 폭 일정 부분을 갖고, 상기 홈 폭 협소 부분은, 상기 홈 폭 일정 부분의 상기 홈부의 홈 깊이 방향의 홈 바닥면 측에 형성되고 있는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 홈부의 홈 바닥면 근방을 흐르는 용융 유리의 흐름의 정류가 생기기 어렵다. 이 때문에, 유리의 투명성 상실이나 이질 소지가 생기기 어렵고, 맥리가 없어, 균일한 판 두께의 고품질 유리판을 제조할 수 있다.
또한, 상기 홈 폭 협소 부분은, 평면 형상의 홈 바닥면과, 상기 홈 바닥면에 대하여 경사진 경사면으로 형성되고, 상기 경사면의 영역은, 상기 용융 유리가 흐르는 방향에 있어서 상기 이송관으로부터 이격됨에 따라서 작아지는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 홈부에 있어서의 용융 유리의 유로 단면은 용융 유리가 흐르는 방향으로 진행할수록 넓어지고, 상기 홈 폭 협소 부분의 홈 폭은, 상기 홈 폭 일정 부분의 홈 폭에 서서히 근접하므로, 용융 유리는 상기 홈부를 원활하게 흘러 정류가 생기기 어렵다. 이 때문에, 유리의 투명성 상실이나 이질 소지가 생기기 어렵고, 맥리가 없고, 판 두께가 일정한 고품질의 유리판을 제조할 수 있다.
또한, 상기 이송관의 단면 형상은, 원 형상이고, 상기 홈 폭 협소 부분의 상기 홈 폭은, 상기 원 형상에 대응하여, 상기 홈부의 바닥면을 향해서 단계적으로 혹은 연속적으로 홈 폭이 좁아지는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 홈부의 홈 바닥면 근방을 흐르는 용융 유리의 유로 단면의 확대의 정도는 종래에 비해서 작아지고, 용융 유리의 흐름의 정류가 생기기 어렵다. 이 때문에, 유리의 투명성 상실이나 이질 소지가 생기기 어렵고, 맥리가 없고, 판 두께가 일정한 고품질의 유리판을 제조할 수 있다.
상기 용융 유리의 변형점은 655℃ 이상이어도, 상기 유리판의 제조 방법에 적용할 수 있다.
이러한 유리는, 변형점이 높은 유리이며, 액상 온도(투명성 상실 온도)가 높아지는 경향이 있다. 이 변형점이 655℃ 이상인 유리를 이용했을 경우, 성형 공정에 있어서의 용융 유리의 적정한 점도(예를 들면, 40000 poise 이상)와, 유리의 액상 점도가 근접하므로 투명성을 상실하기 쉬워진다. 특히, 용융 유리가 성형시에 정류하면, 성형체의 표면으로부터 성형체의 성분이 용출하여, 더 투명성을 상실하기 쉬워진다. 상기 제조 방법에서는, 상기 성형체의 상기 홈부에 있어서 용융 유리의 흐름을 정류시키기 어려우므로, 유리의 투명성 상실을 억제할 수 있다.
상기 용융 유리의 변형점이 675℃ 이상의 유리이여도, 상기 유리판의 제조 방법에 적용할 수가 있어, 투명성 상실이 생기기 어렵다. 또한, 상기 용융 유리의 변형점이 680℃ 이상의 유리이여도, 상기 유리판의 제조 방법에 적용할 수 있어 투명성 상실이 생기기 어렵다. 또한, 상기 용융 유리의 변형점이 690℃ 이상의 유리이여도, 상기 유리판의 제조 방법에 적용할 수가 있어, 투명성 상실이 생기기 어렵다.
상기 용융 유리의 액상 점도를 45000 poise 이상으로 할 수도 있다. 이러한 유리는, 성형 공정에 있어서의 적정한 용융 유리의 점도에 가까우므로, 투명성을 상실하기 쉽다. 특히, 성형체에 있어서 용융 유리가 정류하면, 더 투명성을 상실하기 쉬워진다. 그러나, 상기 유리판의 제조 방법에서는, 상기 성형체의 상기 홈부에 있어서 용융 유리의 흐름을 정류시키기 어려우므로, 45000 poise이여도, 유리의 투명성 상실을 억제하여, 유리 시트를 제조할 수 있다. 상기 용융 유리의 액상 점도가 50000 poise 이상이면, 상기 유리판의 제조 방법에 적용함으로써, 보다 투명성 상실이 생기기 어려워지고, 또한, 상기 용융 유리의 액상 점도가 60000 poise 이상이면, 상기 유리판의 제조 방법에 적용함으로써, 더 투명성 상실이 생기기 어려워져, 고품질의 유리 시트를 제조할 수 있다.
또한, 상기 유리판은, 예를 들면 플랫 패널 디스플레이용 유리판이며, 예를 들면 p-Si(저온 폴리실리콘) TFT 형성용 혹은 산화물 반도체 형성용의 유리판이다.
p-Si(저온 폴리실리콘) TFT 형성용 혹은 산화물 반도체 형성용의 유리판은, 변형점이 높다. 변형점이 높으면 액상 온도는 높아지는 경향이 있고, 액상 점도(액상 온도에 있어서의 점도)가 낮아지는 경향이 있다. 이 때문에, 시트 유리의 성형에 필요한 용융 유리의 점도(성형 점도)와, 액상 점도와의 차가 적어지고, 혹은, 성형 점도가 액상 점도보다 커질 경우도 있어, 그 결과 유리가 투명성을 상실하기 쉬워진다. 특히, 성형체에서 용융 유리가 정류하면, 더 투명성을 상실하기 쉽다. 따라서, 성형체의 홈부에 있어서 정류하기 어렵게 원활하게 용융 유리를 흐르게 할 수 있는 전술한 양태의 유리판의 제조 방법을, 플랫 패널 디스플레이용 유리판, 특히, p-Si(저온 폴리실리콘) TFT 형성용 혹은 산화물 반도체 형성용의 유리판에 적용해도, 투명성의 상실은 생기기 어려워진다.
상기 양태의 유리판의 제조 방법에 따르면, 성형체를 이용한 용융 유리의 성형 시, 성형체의 홈부를 통과하는 용융 유리의 흐름이 정류하기 어렵고, 용융 유리에 투명성의 상실 및 이질 소지가 생기는 일이 없어, 고품질의 유리판을 제조할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태의 유리 기판의 제조 방법의 공정의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 실시 형태에 있어서의 용해 공정 내지 절단 공정을 행하는 장치의 일례를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 3의 (a)는, 본 실시 형태에 있어서의 성형체와 유리 공급관과의 접속 부분을 나타내는 분해 사시도이며, (b)는, 본 실시 형태의 유리 공급관이 홈부와 접속할 때의 접속 단부와 홈부와의 사이의 상대 위치를 나타내는 정면도이며, (c)는, 본 실시 형태의 유리 공급관이 홈부와 접속할 때의 접속 단부와 홈부와의 사이의 상대 위치를 나타내는 상면도이다.
도 4는 종래의 관 확장부가 홈부와 접속할 때의 접속 단부와 홈부와의 사이의 상대 위치를 나타내는 정면도이다.
도 5의 (a), (b)는, 변형예에 있어서의 홈부와 유리 공급관의 접속 상태를 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명의 유리판의 제조 방법에 대해서 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태의 유리 기판의 제조 방법의 공정의 일례를 도시하는 도면이다.
(유리 기판의 제조 방법의 전체 개요)
유리 기판의 제조 방법은, 용해 공정(ST1)과, 청징 공정(ST2)과, 균질화 공정(ST3)과, 공급 공정(ST4)과, 성형 공정(ST5)과, 서냉 공정(ST6)과, 절단 공정(ST7)을 주로 갖는다. 이 밖에, 연삭 공정, 연마 공정, 세정 공정, 검사 공정, 곤포 공정 등을 갖고, 곤포 공정에서 적층된 복수의 유리 기판은, 납입처의 업자에게 반송된다.
용해 공정(ST1)은 용해조에서 행해진다. 용해조에서는, 유리 원료를, 용해조에 축적된 용융 유리의 액면에 투입하고, 가열함으로써 용융 유리를 만든다. 또한, 용해조의 내측 측벽의 1개의 바닥부에 설치된 유출구로부터 하류 공정을 향해서 용융 유리를 흘린다.
용해조의 용융 유리의 가열은, 용융 유리 자신에게 전기가 흘러서 스스로 발열하여 가열하는 방법외에, 버너에 의한 화염을 보조적으로 부가하여 유리 원료를 용해할 수도 있다. 또한, 유리 원료에는 청징제가 첨가된다. 청징제로서, SnO2, As2O3, Sb2O3 등이 알려져 있지만, 특별히 제한되지 않는다. 그러나, 환경부하 저감의 관점에서, 청징제로서 SnO2(산화 주석)을 이용할 수 있다.
청징 공정(ST2)은, 적어도 청징조에 있어서 행해진다. 청징 공정에서는, 청징조 내의 용융 유리가 승온됨으로써, 용융 유리 중에 포함되는 O2, CO2 혹은 SO2를 포함한 기포가, 청징제의 환원 반응에 의해 생긴 O2를 흡수해서 성장하고, 용융 유리의 액면으로 기포는 부상하여 방출된다. 또한, 청징 공정에서는, 용융 유리의 온도를 저하시킴으로써, 청징제의 환원 반응에 의해 얻어진 환원 물질이 산화 반응을 한다. 이에 의해, 용융 유리에 잔존하는 기포 중의 O2 등의 가스 성분이 용융 유리 중에 재흡수되어, 기포이 소멸한다. 청징제에 의한 산화 반응 및 환원 반응은, 용융 유리의 온도를 제어함으로써 행해진다. 또한, 청징 공정은, 감압 분위기의 공간을 청징조에 만들고, 용융 유리에 존재하는 기포를 감압 분위기에서 성장시켜서 탈포시키는 감압 탈포 방식을 이용할 수도 있다. 이 경우, 청징제를 이용하지 않는 점에서 유효하다. 또한, 청징 공정에서는, 산화 주석을 청징제로서 이용한 청징 방법을 이용한다.
균질화 공정(ST3)에서는, 청징조로부터 연장되는 배관을 통하여 공급된 교반조 내의 용융 유리를, 스터러를 이용해서 교반함으로써, 유리 성분의 균질화를 행한다. 이에 의해, 맥리 등의 원인인 유리의 조성 얼룩을 저감할 수 있다.
공급 공정(ST4)에서는, 교반조로부터 연장되는 배관을 통하여 용융 유리가 성형 장치에 공급된다.
성형 장치에서는, 성형 공정(ST5) 및 서냉 공정(ST6)이 행해진다.
성형 공정(ST5)에서는, 용융 유리를 시트 유리로 성형하고, 시트 유리의 흐름을 만든다. 성형은, 오버플로우 다운드로우법이 이용된다.
서냉 공정(ST6)에서는, 성형되어서 흐르는 시트 유리가 원하는 두께로 되고, 내부 변형이 생기지 않도록, 또한, 휨이 생기지 않도록 냉각된다.
절단 공정(ST7)에서는, 절단 장치에 있어서, 성형 장치로부터 공급된 시트 유리를 소정의 길이에 절단함으로써, 판 형상의 유리판을 얻는다. 절단된 유리판은 다시 소정의 사이즈에 절단되어, 목표 사이즈의 유리 기판이 만들어진다. 이 후, 유리 기판의 단부면의 연삭, 연마가 행해지고, 유리 기판의 세정이 행해지고, 또한, 기포 등의 이상 결함의 유무가 검사된 후, 검사 합격품의 유리판이 최종 제품으로서 곤포된다.
도 2는, 본 실시 형태에 있어서의 용해 공정(ST1) 내지 절단 공정(ST7)을 행하는 장치의 일례를 모식적으로 도시하는 도면이다. 이 장치는, 도 2에 도시한 바와 같이, 주로 용해 장치(100)와, 성형 장치(200)와, 절단 장치(300)를 갖는다. 용해 장치(100)는, 용해조(101)와, 청징조(102)와, 교반조(103)와, 유리 공급관(104, 105, 106)을 갖는다.
도 2에 나타내는 용해 장치(101)에서는, 유리 원료의 투입이 버킷(101d)을 이용해서 행해진다. 청징조(102)에서는, 용융 유리 MG의 온도를 조정하고, 청징제의 산화 환원 반응을 이용해서 용융 유리 MG의 청징이 행해진다. 또한, 교반 조(103)에서는, 스터러(103a)에 의해 용융 유리 MG가 교반되어 균질화된다. 성형 장치(200)에서는, 성형체(210)를 이용한 오버플로우 다운드로우법에 의해, 용융 유리 MG로부터 시트 유리 SG가 성형된다.
(유리 공급관과 성형체의 접속)
도 3의 (a)는, 성형체(210)와 유리 공급관(106)과의 접속 부분을 나타내는 분해 사시도이다. 도 3의 (b)는, 유리 공급관(106)이 홈부(210a)와 접속할 때의 접속 단부와 홈부(210a)와의 사이의 상대 위치를 나타내는 정면도이며, (c)는 그 상면도이다.
성형체(210)는, 그 상부에 홈부(210a)가 형성된 일방향(도면 중 X 방향)으로 연장되는 장척 형상의 구조체이다. 홈부(210a)는, X 방향으로 진행함에 따라서 홈 깊이가 얕게 되어 있다. 이 때문에, 홈부(210a)에 공급된 용융 유리 MG는, 홈부(210a)로부터 넘쳐나와, 성형체(210)의 양측에 설치된 측벽(210b)을 연직 아래쪽으로 흐른다. 양측의 측벽(210b)을 유하하는 용융 유리 MG는, 성형체(210)의 연직 아래쪽에 설치된 하방 선단(210c)에서 합류하여, 하나로 접합되어 시트 유리 SG로 된다.
이러한 성형체(210)의 홈부(210a)에는, 용융 유리 MG가 원활히 공급되는(용융 유리 MG의 흐름이 정류하기 어렵다) 것이, 투명성 상실이나 맥리를 발생시키지 않는 점에서 바람직하다. 특히, 액상 온도가 높고, 액상 점도가 성형 공정 시의 용융 유리의 점도(성형 점도)에 근접하는, 혹은, 액상 점도가 성형 점도보다 작아지는 투명성을 상실하기 쉬운 유리에서는, 홈부(210a)에 있어서의 용융 유리 MG의 흐름이 정류하는 것을 피하지 않으면 안된다.
성형체(210)의 홈부(210a)는, 홈부(210a)의 홈 깊이 방향을 따라, 상부로부터 홈 폭 일정 부분과 홈 폭 협소 부분을 갖는다. 홈 폭 일정 부분은, 홈 깊이 방향의 위치에 상관없이 홈 폭이 일정한 부분이다. 홈 폭 협소 부분은, 홈 깊이 방향을 향해서 단계적으로 혹은 연속적으로 홈 폭이 좁아지는 부분이다. 홈 폭 협소 부분은, 용융 유리 MG의 흐름을 원활하게 하는 점에서, 홈 깊이 방향을 향해서 연속적으로 홈 폭이 좁아지는 것이 바람직하다. 홈 폭 협소 부분은, 홈 폭 일정 부분의 홈부의 홈 깊이 방향의 홈 바닥면 측에 형성되고 있다. 홈 폭 협소 부분은, 평면 형상의 홈 바닥면(210d)과, 이 홈 바닥면(210d)에 대하여 경사진 경사면(210e)으로 형성되고, 경사면(210e)의 영역은, 용융 유리 MG가 흐르는 X 방향에 있어서 유리 공급관(106)으로부터 이격됨에 따라 작아진다.
한편, 성형체(210)의 홈부(210a)와 접속되는 유리 공급관(106)은 이송관이며, 일정한 유로 단면을 갖는 유리 공급관 본체(106a)와, 유리 공급관 본체(106a)의 단부에 설치된 판 형상의 단부(106b)를 포함한다. 유리 공급관 본체(106a)의 유로 단면은 원 형상을 이루고 있다. 또한, 유리 공급관 본체(106a)의 유로 단면 형상인 원의 직경은, 홈부(210a)의 홈 폭 일정 부분의 홈 폭에 비해 작다.
이와 같이 홈부(210a)는, 홈부(210a)가 유리 공급관(106)과 접속하는 접속 단부에 있어서, 홈 깊이 방향을 향해서 단계적으로 혹은 연속적으로 홈 폭이 좁아지는 홈 폭 협소 부분을 갖는다. 이 홈 폭 협소 부분에 있어서의 홈 폭(홈 깊이 방향의 같은 위치에 있어서의 홈 폭)은, 성형체(210)의 용융 유리 MG가 흐르는 X 방향에 있어서 유리 공급관(106)으로부터 이격됨에 따라서 커지고, 홈 폭 일정 부분의 홈 폭과 같아진다. 따라서, 홈 폭 협소 부분에 있어서의 홈 폭은, 유리 공급관(106)에 근접할수록, 작아지고, 유리 공급관(106)과의 접속 위치에 있어서 유리 공급관(106)으로부터 홈부(210a)에 흐르는 용융 유리 MG의 유로 단면이 급격하게 확대되지 않게 되어 있다.
도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 유리 공급관 본체(106a)의 원 형상의 단면 형상 중 홈 바닥면(20d) 근방의 형상에 대응해서 홈 폭 협소 부분이 형성되어 있으므로, 유리 공급관(106)으로부터 홈부(210a)의 홈 바닥면 근방을 흐르는 용융 유리 MG의 유로 단면이 확대되는 정도는 억제된다. 또한, 홈부(210a)의 홈 바닥면 근방을 흐르는 용융 유리 MG는, 홈 폭 협소 부분의 단면 형상에 따라서 X 방향으로 진행함에 따라서 서서히 홈 폭을 넓혀, 최종적으로 홈 폭 일정 부분의 홈 폭으로 된다. 즉, 유리 공급관(106)으로부터 홈부(210a)에 흐르는 용융 유리 MG는, 서서히 유로 단면을 넓히므로, 용융 유리 MG의 정류도 생기기 어렵다.
도 4는, 상기 홈 폭 협소 부분을 갖지 않는 종래의 사각형 형상의 단면 형상을 갖는 홈부(210a')와 원 형상의 단면 형상을 갖는 유리 공급관(106')과의 관계를 나타내는 도면이다. 도 4에 나타내는 예에서는, 도 3의 (b)에 도시하는 실시 형태와 비교하여, 영역 Y에 있어서 흐르는 용융 유리 MG의 유로 단면이 확대되는 정도는 크다. 이 때문에, 유리 공급관(106')으로부터 홈부(210a')의 영역 Y근방을 흐르는 용융 유리 MG의 흐름은 정류하기 쉽다.
(변형예)
도 5의 (a), (b)는, 상기 실시 형태와 다른 홈부의 형상을 갖는 변형예를 도시하는 도면이다. 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 홈부(210a)가 유리 공급관(106)과 접속하는 접속단부에 있어서의 단면에 있어서, 홈부(210a)는, 홈부(210a)의 도면 중의 상방에 형성되는 홈 폭 일정 부분과, 아래쪽에 형성되는 홈 폭 협소 부분을 갖는다. 홈 폭 협소 부분의 단면 형상은, 반원호 형상이고, 원 형상의 단면 형상을 갖는 유리 공급관 본체(106a)에 대응해서 곡면(210f)에 의해 형성되어 있다. 또한, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 홈부(210a)의 곡면(210f)의 영역은, 유리 공급관(106)((유리 공급관 본체(106a))으로부터 멀어질수록(X 방향으로 진행할수록), 곡면(210f)의 영역은 서서히 좁게 되어 있다. 즉, 홈 폭 협소 부분에 있어서의 홈 폭은, 성형체(210)의 용융 유리 MG가 흐르는 방향에 있어서 유리 공급관(106)으로부터 이격됨에 따라서 크게 되어 있다.
본 변형예에서는, 전술한 실시 형태와 마찬가지로, 홈 폭 협소 부분은, 홈 폭 일정 부분의 홈부(210a)의 홈 깊이 방향의 홈 바닥면 측에 형성되어 있으므로, 특히 홈부(210a)의 곡면(210f) 근방을 흐르는 용융 유리 MG의 흐름의 정류가 생기기 어렵다. 이 때문에, 본 변형예는, 유리의 투명성 상실이나 이질 소지가 생기기 어렵고, 맥리가 없어, 균일한 판 두께의 고품질의 유리판을 제조할 수 있다.
또한, 홈부(210a)의 곡면(210f)의 영역은, 유리 공급관(106)((유리 공급관 본체(106a))으로부터 멀어질수록(X 방향으로 진행할수록), 곡면(210f)의 영역은 좁게 되어 있다. 이 때문에, 홈부(210a)를 흐르는 용융 유리 MG의 유로 단면은 서서히 넓어져서 홈 폭 일정 부분의 유로 단면으로 되므로, 용융 유리 MG의 흐름의 정류가 생기기 어렵다. 이 때문에, 본 실시 형태는, 유리의 투명성 상실이나 이질 소지가 생기기 어렵고, 맥리가 없어, 균일한 판 두께의 고품질의 유리판을 제조할 수 있다.
(유리판의 특성, 적용)
본 실시 형태의 유리판을 플랫 패널 디스레이용 유리판에 이용할 경우, 이하의 유리 조성을 갖도록 유리 원료를 혼합하는 것이 예시된다.
SiO2:50∼70질량%、
Al2O3:0∼25질량%
B2O3:1∼15질량%
MgO:0∼10질량%
CaO:0∼20질량%
SrO:0∼20질량%
BaO:0∼10질량%
RO:5∼30질량%(단, R은 Mg, Ca, Sr 및 Ba의 합량)
를 함유하는 무알칼리 유리.
또한, 본 실시 형태에서는 무알칼리 유리로 설명을 했지만, 유리 기판은 알칼리 금속을 미량 포함한 알칼리 미량 함유 유리이어도 된다. 알칼리 금속을 함유시킬 경우, R'2O의 합계가 0.10질량% 이상 0.5질량% 이하, 바람직하게는 0.20질량% 이상 0.5질량% 이하(단, R'는 Li, Na 및 K로부터 선택되는 적어도 1종이고, 유리 기판이 함유하는 것) 포함하는 것이 바람직하다. 물론, R'2O의 합계가 0.10질량% 보다 낮아도 된다.
또한, 본 발명의 유리 기판의 제조 방법을 적용할 경우에는, 유리 조성물이, 상기 각 성분 외에, SnO2:0.01∼1질량%(바람직하게는 0.01 내지 0.5질량%)、 Fe2O3:0∼0.2질량%(바람직하게는 0.01∼0.08질량%)를 함유하고, 환경 부하를 고려하여, As2O3, Sb2O3 및 PbO를 실질적으로 함유하지 않도록 유리 원료를 조제해도 된다.
또한, 최근 플랫 패널 디스플레이의 화면 표시의 한층 더한 고정밀화를 실현하기 위해서, α-Si(아몰퍼스 실리콘)·TFT가 아닌, p-Si(저온 폴리실리콘)·TFT나 산화물 반도체를 이용한 디스플레이가 요구되고 있다. 여기서, p-Si(저온 폴리실리콘) TFT나 산화물 반도체의 형성 공정에서는, α-Si·TFT의 형성 공정보다도 고온의 열처리 공정이 존재한다. 이 때문에, p-Si·TFT나 산화물 반도체가 형성되는 유리판에는, 열수축률이 작은 것이 요구되고 있다. 열수축률을 작게하기 위해서는, 변형점을 높게 하는 것이 바람직하지만, 변형점이 높은 유리는, 전술한 바와 같이 액상 온도가 높고, 액상 점도가 낮아지는 경향이 있다. 즉, 상기 액상 점도는, 성형 공정에 있어서의 용융 유리의 적정한 점도에 근접한다. 이 때문에, 투명성 상실을 억제하기 위해서는, 성형체(210)의 홈부(210a)에 있어서 용융 유리 MG의 흐름을 정류시키지 않는 것이 더욱 강하게 요구된다. 본 실시 형태 및 변형예에서는, 용융 유리 MG의 흐름이 정류하기 어렵다. 따라서, 본 발명의 유리판의 제조 방법은, 예를 들면 변형점이 655℃ 이상의 유리를 이용한 유리판에도 적용할 수 있다. 특히, p-Si·TFT나 산화물 반도체에 적합한 변형점이 655℃ 이상, 변형점이 680℃ 이상, 나아가서는, 변형점이 690℃ 이상의 유리를 이용한 유리판에도, 본 발명의 유리판의 제조 방법은 적용할 수 있고, 투명성 상실은 생기기 어렵다.
또한, 액상 점도가 45000 poise 이상의 유리, 나아가서, 액상 점도가 50000 poise 이상의 유리, 특히, 액상 점도가 60000 poise 이상의 유리를 이용한 유리판에도 본 발명의 유리판의 제조법을 적용할 수 있고, 투명성의 상실은 생기기 어렵다.
변형점이 655℃ 이상 혹은 액상 점도가 45000 poise 이상의 유리를 유리판에 이용할 경우, 유리 조성으로서는, 예를 들면, 유리판이 질량% 표시로, 이하의 성분을 포함하는 것이 예시된다.
SiO2:52∼78질량%、
Al2O3:3∼25질량%、
B2O3:3∼15질량%、
RO:(단, R은 Mg, Ca, Sr 및 Ba로부터 선택되는, 유리판이 함유하는 모든 성분이며, 적어도 한 종류임)
3∼20질량%、
를 포함하고, 질량비(SiO2+Al2O3)/B2O3은 7∼20의 범위에 있는 무알칼리 유리 또는 알칼리 미량 함유 유리인 것이 바람직하다.
또한, 변형점을 보다 상승시키기 위해서, 질량비(SiO2+Al2O3)/RO는 7.5 이상인 것이 바람직하다. 변형점을 더 상승시키기 위해서, β-OH 값을 0.1∼0.3mm-1로 하는 것이 바람직하다. 또한, 높은 변형점을 실현하면서 액상 점도의 저하를 방지하기 위해서 CaO/RO는 0.65 이상으로 하는 것이 바람직하다. 환경 부하를 고려하여, As2O3, Sb2O3 및 PbO를 실질적으로 함유하지 않도록 유리 원료를 조제해도 된다.
또한, 전술한 성분 외에 본 실시 형태의 유리판에 이용하는 유리는, 유리의 다양한 물리적, 용융, 청징, 및, 성형의 특성을 조절하기 위해서, 다양한 다른 산화물을 함유해도 지장이 없다. 그러한 다른 산화물의 예로서는, 이하에 한정되지 않지만, SnO2, TiO2, MnO, ZnO, Nb2O5, MoO3, Ta2O5, WO3, Y2O3, 및, La2O3을 들 수 있다. 여기서, 액정 디스플레이나 유기 EL 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이용 유리판은, 기포에 대한 요구가 특히 엄격하므로, 상기 산화물 중에서는 청징 효과가 큰 SnO2를 적어도 함유하는 것이 바람직하다.
상기 RO의 공급원에는, 질산염이나 탄산염을 이용할 수 있다. 또한, 용융 유리의 산화성을 높이기 위해서는, RO의 공급원으로서 질산염을 공정에 알맞은 비율로 이용하는 것이 보다 바람직하다.
이상, 본 발명의 유리판의 제조 방법에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 각종 개량이나 변경을 해도 되는 것은 물론이다.
100 : 용해 장치
101 : 용해조
101d : 버킷
102 : 청징조
103 : 교반조
103a : 스터러
104, 105, 106, 106' : 유리 공급관
106a : 유리 공급관 본체
106b : 관 확장부
200 : 성형 장치
210 : 성형체
210a, 210a' : 홈부
210b : 측벽
210c : 하방선단
210d : 홈 바닥면
210e : 경사면
210f : 곡면
300 : 절단 장치

Claims (7)

  1. 유리판의 제조 방법으로서,
    유리 원료를 용해해서 용융 유리를 만드는 공정과,
    상기 용융 유리를, 이송관을 통하여 성형체에 공급하는 공급 공정과,
    상기 성형체의 홈부에 상기 용융 유리를 흘리면서 오버플로우 다운드로우법으로 상기 용융 유리를 성형하여, 시트 유리를 만드는 성형 공정,
    을 포함하고,
    상기 성형체의 상기 홈부가 상기 이송관과 접속되는 접속 단부에 있어서 상기 홈부는, 상기 홈부의 깊이 방향을 향해서 단계적으로 혹은 연속적으로 홈 폭이 좁아지는 홈 폭 협소 부분을 갖고,
    상기 홈 폭 협소 부분에 있어서의 홈 폭은, 상기 성형체의 용융 유리가 흐르는 방향에 있어서 상기 이송관으로부터 이격됨에 따라 커지는
    것을 특징으로 하는 유리판의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 성형체의 상기 홈부는, 상기 홈부의 깊이 방향의 위치에 상관없이 홈 폭이 일정한 홈 폭 일정 부분을 갖고, 상기 홈 폭 협소 부분은, 상기 홈 폭 일정 부분의 상기 홈부의 홈 깊이 방향의 홈 바닥면측에 형성되어 있는 유리판의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 홈 폭 협소 부분은, 평면 형상의 홈 바닥면과, 상기 홈 바닥면에 대하여 경사진 경사면으로 형성되고, 상기 경사면의 영역은, 상기 용융 유리가 흐르는 방향에 있어서 상기 이송관으로부터 이격됨에 따라서 작아지는 유리판의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이송관의 단면 형상은, 원 형상이고,
    상기 홈 폭 협소 부분의 상기 홈 폭은, 상기 원 형상에 대응하여, 상기 홈부의 바닥면을 향해서 단계적으로 혹은 연속적으로 홈 폭이 좁아지는 유리판의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용융 유리의 변형점은 655℃ 이상인 유리판의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용융 유리의 액상 점도가 45000 poise 이상인 유리판의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리판은, 플랫 패널 디스플레이용 유리판인 유리판의 제조 방법.
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