KR20150092736A - 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 이루어지는 처리 장치를 사용하여, 환원 반응에 의해 산소를 방출하는 청징제를 포함하는 용융 유리를 처리하는 공정을 포함한다. 또한, 용융 유리를 처리하는 공정에서는, 처리 장치의 내벽과 용융 유리의 표면에 의해 형성되는 기상 공간에, 용융 유리로부터 방출되는 산소의 양을 조정함으로써, 백금족 금속의 휘발이 억제되도록 기상 공간의 산소 농도를 제어한다. 또한, 처리 장치의 내부에 있어서, 용융 유리의 표면으로부터 상기 기상 공간에 방출되는 기포의 방출량이 최대가 되는 기포 방출량 최대 위치와 용융 유리의 용융 유리의 흐름 방향의 온도 분포의 최고 온도 위치가 용융 유리의 흐름 방향에 있어서 이격되도록, 기포 방출량 최대 위치가 조정된다.

Description

유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판 제조 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MAKING GLASS SHEET}
본 발명은 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 유리 기판의 제조는 유리 원료로부터 용융 유리를 생성시킨 후, 청징 공정, 교반 공정 또는 균질화 공정을 거친 후, 용융 유리를 유리 기판으로 성형하는 공정을 포함한다.
상기 공정을 행하는 어느 처리 장치에 있어서나, 용융 유리에 접하는 부재에는, 그 부재에 접하는 용융 유리의 온도, 요구되는 유리 기판의 품질 등에 따라 적절한 재료를 사용할 필요가 있다. 즉, 고온의 용융 유리로부터 품위가 높은 유리 기판을 양산하기 위해서는, 유리 기판의 결함 요인이 되는 이물질 등이, 유리 기판을 제조하는 어느 유리 처리 장치로부터도 용융 유리에 혼입되지 않도록 고려할 것이 요망된다. 예를 들어, 용융 유리를 생성한 후, 성형 공정에 공급할 때까지의 사이의 용융 유리는 매우 고온 상태이기 때문에, 용융, 청징, 공급, 교반 등의 각 처리를 행하는 처리 장치는, 내열성이 높은 백금족 금속(예를 들어, 백금)을 함유하는 부재가 사용된다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
상기의 공정에는, 용융 유리가 내포하는 미소한 기포를 제거하는 청징 공정이 포함된다. 액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 등의 패널 디스플레이나 플랫 패널 디스플레이(FPD)에 사용하는 유리 기판에서는, 용융 유리에 잔존하는 기포에 의한 결함을 배제할 필요가 있다.
이로 인해, 패널 디스플레이나 FPD용 유리 기판의 제조에 있어서는 청징 공정이 행하여지고 있다. 청징은, 청징관의 본체를 가열하면서, 이 청징관 본체에 청징제를 함유하는 용융 유리를 통과시켜, 청징제의 산화환원 반응에 의해 용융 유리 중의 기포를 제거함으로써 행하여진다.
보다 구체적으로는, 환원 반응에 의해 산소를 방출하는 청징제를 사용하고, 조(粗) 용해한 용융 유리의 온도를 청징관에서 더 높임으로써 청징제의 환원에 의해 산소를 방출시키고, 용융 유리 중의 기포를 부상 탈포시킨 후, 온도를 낮춤으로써, 전부 탈포되지 못하고 남은 산소를 환원된 청징제의 산화에 사용함으로써 용융 유리에 흡수시키도록 하고 있다. 고온에서 청징 공정이 행하여지는 청징관도 또한, 내열성이 높은 백금족 금속(예를 들어, 백금)을 함유하는 부재가 사용된다.
일본 특허 공개 제2010-111533호 공보
청징 공정은 용해 공정부터 성형 공정에 이르기까지의 사이에 용융 유리의 온도가 가장 높아지는 공정이며, 청징 공정을 행하는 청징관은 용융 유리를 가열하기 위하여 극히 높은 온도로 가열된다. 그렇게 하면, 청징관에 사용되는 백금족 금속은 용융 유리 중의 청징제의 환원에 의해 발생하는 산소에 의해 산화되어, 산화물로서 휘발한다. 한편, 백금족 금속의 산화물은 청징관의 국소적으로 온도가 저하된 위치에서 환원되고, 환원된 백금족 금속이 청징관의 내벽면에 응집하여 부착된다. 내벽면에 부착된 백금족 금속의 일부가 이물질로서 용융 유리 중에 혼입되면, 유리 기판의 품질 저하를 초래할 우려가 있다. 특히, 청징 공정은 용해 공정부터 성형 공정에 이르기까지의 사이에 용융 유리의 온도가 가장 높아지는 공정이므로, 청징 공정을 주로 행하는 청징관에서는, 극히 높은 온도로 가열된다. 이로 인해, 청징관에 있어서의 백금족 금속의 휘발은 활발하여, 백금족 금속의 휘발 및 응집을 저감시킬 것이 특히 요망된다.
본 발명의 목적은, 유리 기판의 성형 전에 용융 유리를 처리하는 공정에 있어서, 유리 처리 장치에 사용되는 백금족 금속의 휘발을 저감시키고, 이에 의해, 용융 유리에 이물질이 혼입되는 것을 억제할 수 있는 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판 제조 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 유리 기판 제조 방법 및 유리 기판 제조 장치는, 이하의 형태를 포함한다.
(형태 1)
내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 이루어지는 처리 장치를 사용하여, 환원 반응에 의해 산소를 방출하는 청징제를 포함하는 용융 유리를 처리하는 공정을 포함하고,
상기 용융 유리를 처리하는 공정에서는,
상기 처리 장치의 내벽과 상기 용융 유리의 표면에 의해 형성되는 기상 공간에, 상기 용융 유리로부터 방출되는 산소의 양을 조정함으로써, 상기 백금족 금속의 휘발이 억제되도록 상기 기상 공간의 산소 농도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 유리 기판의 제조 방법.
(형태 2)
용융 유리를 처리하는 처리 장치를 사용하여 용융 유리를 처리하는 유리 기판의 제조 방법으로서,
환원 반응에 의해 산소를 방출하는 청징제를 포함하는 용융 유리를 처리할 때,
내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 이루어지는 처리 장치의 내부에, 용융 유리를 용융 유리의 표면 상부에 기상 공간이 형성되도록 공급하고,
상기 용융 유리로부터 방출되는 산소의 양을 조정함으로써, 상기 백금족 금속의 휘발이 억제되도록 상기 기상 공간의 산소 농도를 제어하는, 유리 기판의 제조 방법.
(형태 3)
상기 유리 기판은 산화주석을 0.01몰％ 내지 0.3몰％ 함유하고,
상기 용융 유리로부터 방출되는 산소의 양은 상기 산화주석의 함유량에 따라 조정되는, 형태 1 또는 2에 기재된 유리 기판의 제조 방법.
(형태 4)
상기 기상 공간으로부터 상기 처리 장치의 외부로 배출되는 산소의 양을 또한 조정함으로써 상기 산소 농도를 제어하는, 형태 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 유리 기판의 제조 방법.
(형태 5)
상기 산소 농도가 소정의 범위가 되도록, 공급량을 조절한 가스를 상기 기상 공간에 공급하는, 형태 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 유리 기판의 제조 방법.
(형태 6)
상기 처리 장치에 있어서 상기 용융 유리를, 상기 용융 유리의 상기 기상 공간과 접하는 표면을 따르는 방향으로 흘리고,
상기 산소의 방출량은 상기 용융 유리의 흐름 방향의 위치에 따라서 변화하고,
상기 용융 유리의 흐름 방향의 위치에 있어서의 상기 산소의 방출량의 분포를 조정함으로써, 상기 백금족 금속의 휘발이 억제되도록 상기 기상 공간의 상기 용융 유리의 흐름 방향에 있어서의 산소 농도의 분포를 조정하는, 형태 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 유리 기판의 제조 방법.
(형태 7)
상기 처리 장치의 온도는 상기 용융 유리의 흐름 방향의 위치에 따라서 변화하고,
상기 산소의 방출량의 분포는 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 예측되고,
상기 용융 유리의 흐름 방향에 있어서의 상기 산소의 방출량이 최대가 되는 위치가, 상기 처리 장치의 온도가 최고가 되는 위치로부터 이격되도록, 상기 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 처리 조건을 결정하는, 형태 6에 기재된 유리 기판의 제조 방법.
(형태 8)
상기 처리 장치에 있어서 상기 용융 유리를, 상기 용융 유리의 상기 기상 공간과 접하는 표면을 따르는 방향으로 흘리고,
상기 처리 장치 중 기상 공간과 접하는 내벽의 온도는 상기 용융 유리의 흐름 방향을 따라 온도 분포를 갖고, 상기 용융 유리의 처리에 있어서 용융 유리의 표면으로부터 상기 기상 공간에 방출되는 기포의 방출량이 최대가 되는 상기 용융 유리의 흐름 방향의 기포 방출량 최대 위치와 상기 용융 유리의 흐름 방향에 있어서의 상기 온도 분포의 최고 온도 위치가 상기 용융 유리의 흐름 방향에 있어서 이격되도록, 상기 기포 방출량 최대 위치가 조정되는, 형태 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 유리 기판의 제조 방법.
(형태 9)
용융 유리를 처리하는 처리 장치를 사용하여 용융 유리를 처리하는 유리 기판의 제조 방법으로서,
유리의 원료를 용해시켜 용융 유리를 생성하는 공정을 갖고,
환원 반응에 의해 산소를 방출하는 청징제를 포함하는 용융 유리를 처리하는 공정을 포함하며,
상기 용융 유리를 처리하는 공정에서는,
내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 이루어지는 처리 장치의 내부에, 용융 유리를 용융 유리의 표면 상부에 기상 공간이 형성되도록 공급하고, 또한 상기 처리 장치에 있어서 상기 용융 유리를 상기 용융 유리의 상기 기상 공간과 접하는 표면을 따르는 방향으로 흘리고,
상기 처리 장치 중 기상 공간과 접하는 내벽의 온도는 상기 용융 유리의 흐름 방향을 따라 온도 분포를 갖고,
상기 용융 유리의 처리에 있어서 상기 기상 공간과 접하는 용융 유리의 표면으로부터 상기 기상 공간에 방출되는 기포의 방출량이 최대가 되는 상기 용융 유리의 흐름 방향의 기포 방출량 최대 위치와 상기 용융 유리의 흐름 방향에 있어서의 상기 온도 분포의 최고 온도 위치가 상기 용융 유리의 흐름 방향에 있어서 이격되도록, 상기 기포 방출량 최대 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는, 유리 기판의 제조 방법.
(형태 10)
상기 처리 장치는 상기 내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 구성된, 적어도 상기 용융 유리의 탈포를 행하는 청징관을 포함하고,
상기 용융 유리를 처리하는 공정은 상기 청징관에 있어서 상기 용융 유리 탈포를 행하는 탈포 처리를 포함하는 청징 공정인, 형태 8 또는 형태 9에 기재된 유리 기판의 제조 방법.
(형태 11)
상기 기포 방출량 최대 위치는 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 예측되고,
상기 기포 방출량 최대 위치가 상기 최고 온도 위치와 상기 용융 유리의 흐름 방향에 있어서 이격되도록, 상기 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 처리 조건을 결정하는, 형태 8 내지 10 중 어느 하나에 기재된 유리 기판의 제조 방법.
(형태 12)
상기 기포 방출량 최대 위치의 조정은 상기 용융 유리의 온도 분포 및 상기 용융 유리의 유속 중 적어도 어느 하나의 조정에 의해 행하여지는, 형태 8 내지 11 중 어느 하나에 기재된 유리 기판의 제조 방법.
(형태 13)
상기 기포 방출량 최대 위치는 상기 최고 온도 위치에 대하여 상기 용융 유리의 흐름의 하류측에 위치하는, 형태 8 내지 12 중 어느 하나에 기재된 유리 기판의 제조 방법.
(형태 14)
상기 처리 장치는 상기 내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 구성된, 적어도 상기 용융 유리의 탈포를 행하는 청징관을 포함하고,
상기 청징관에는, 상기 기상 공간과 상기 처리 장치의 외측의 대기를 연통하는 배기관이 설치되고,
상기 용융 유리의 흐름 방향에 있어서의 상기 배기관의 배치 위치는, 상기 기포 방출량 최대 위치와 상기 최고 온도 위치 사이인, 형태 8 내지 13 중 어느 하나에 기재된 유리 기판의 제조 방법.
(형태 15)
상기 처리 장치는 상기 내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 구성된, 적어도 상기 용융 유리의 탈포를 행하는 청징관을 포함하고,
상기 청징관에는, 상기 기상 공간과 상기 청징관의 외측의 대기를 연통하는 배기관이 설치되고,
상기 기포 방출량 최대 위치와, 상기 용융 유리의 흐름 방향에 있어서의 상기 배기관의 배치 위치는, 상기 온도 분포의 최고 온도 위치를 기준으로 하여 상기 용융 유리의 흐름 방향의 동일한 측에 있는, 형태 8 내지 14 중 어느 하나에 기재된 유리 기판의 제조 방법.
(형태 16)
상기 처리 장치의 외주에는, 상기 처리 장치의 외측으로 연장되는 플랜지 부재가 설치되고, 상기 플랜지 부재의 상기 용융 유리의 흐름 방향의 배치 위치는, 상기 기포 방출량 최대 위치와 상기 배기관의 배치 위치 사이의 영역 이외의 영역에 있는, 형태 14 또는 15에 기재된 유리 기판의 제조 방법.
(형태 17)
상기 온도 분포의 상기 최고 온도 위치, 상기 배기관의 배치 위치, 및 상기 기포 방출량 최대 위치는, 상기 용융 유리의 흐름 방향의 상류측에서부터 상기 최고 온도 위치, 상기 배기관의 배치 위치, 및 상기 기포 방출량 최대 위치의 순서로 위치하는, 형태 14 내지 16 중 어느 하나에 기재된 유리 기판의 제조 방법.
(형태 18)
상기 처리 장치에는, 상기 기상 공간과 상기 처리 장치의 외측의 대기를 연통하는 배기관이 설치되고,
상기 기포 방출량 최대 위치와, 상기 용융 유리의 흐름 방향에 있어서의 상기 배기관의 배치 위치는, 상기 용융 유리의 흐름 방향의 동일 위치인, 형태 8 내지 13 중 어느 하나에 기재된 유리 기판의 제조 방법.
(형태 19)
용융 유리를 처리하는 처리 장치를 사용하여 용융 유리를 처리하는 유리 기판의 제조 장치로서,
내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 이루어지고, 내부에 환원 반응에 의해 산소를 방출하는 청징제를 포함하는 용융 유리가 공급됨과 동시에 상기 용융 유리의 표면 상부에 기상 공간이 형성되도록 구성된 처리 장치와,
상기 용융 유리로부터 방출되는 산소의 양을 조정함과 동시에, 상기 기상 공간으로부터 배출되는 산소의 양을 조정함으로써, 상기 기상 공간의 산소 농도가 소정의 범위가 되도록 조정하도록 구성된 제어 장치를 구비하는, 유리 기판 제조 장치.
(형태 20)
용융 유리를 처리하는 처리 장치를 사용하여 용융 유리를 처리하는 유리 기판 제조 장치로서,
유리의 원료를 용해시켜 용융 유리를 생성하는 용해조와,
내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 이루어지고, 내부에 환원 반응에 의해 산소를 방출하는 청징제를 포함하는 용융 유리가 공급됨과 동시에, 상기 용융 유리를 상기 용융 유리의 상기 기상 공간과 접하는 표면을 따르는 방향으로 흘리고, 상기 용융 유리의 표면 상부에 기상 공간이 형성되고, 상기 기상 공간과 접하는 상기 내벽의 온도는 상기 용융 유리의 흐름 방향을 따라 온도 분포를 갖도록 구성된 처리 장치를 갖고,
상기 용융 유리의 처리에 있어서 용융 유리의 상기 표면으로부터 상기 기상 공간에 방출되는 기포의 방출량이 최대가 되는 상기 용융 유리의 흐름 방향의 기포 방출량 최대 위치와 상기 용융 유리의 흐름 방향에 있어서의 상기 온도 분포의 최고 온도 위치가 상기 용융 유리의 흐름 방향에 있어서 이격되도록, 상기 기포 방출량 최대 위치가 조정되는 것을 특징으로 하는, 유리 기판 제조 장치.
(형태 21)
상기 처리 장치는 상기 용융 유리의 탈포를 행하는 청징관을 포함하는, 형태 19 또는 20에 기재된 유리 기판 제조 장치.
(형태 22)
상기 처리 장치의 내부를 흐르는 용융 유리의 최고 온도는 1630℃ 내지 1750℃인, 형태 1 내지 17 중 어느 하나에 기재된 유리 기판의 제조 방법, 또는 형태 19 내지 21 중 어느 하나에 기재된 유리 기판 제조 장치.
(형태 23)
상기 유리 기판의 산화주석의 함유량은 0.01몰％ 내지 0.3몰％인, 형태 1 내지 18 및 22 중 어느 하나에 기재된 유리 기판의 제조 방법, 또는 형태 19 내지 22 중 어느 하나에 기재된 유리 기판 제조 장치.
(형태 24)
상기 기상 공간 중의 백금족 금속의 증기압은 0.1Pa 내지 15Pa인, 형태 1 내지 18, 22 및 23 중 어느 하나에 기재된 유리 기판의 제조 방법, 또는 형태 19 내지 23 중 어느 하나에 기재된 유리 기판 제조 장치.
(형태 25)
상기 백금족 금속의 휘발에 의해 생성된 산화물의 응집에 의해 생성되는 응집물(이하, 백금족 금속의 응집물)은 예를 들어, 최대 길이의 최소 길이에 대한 비인 종횡비가 100 이상인, 형태 1 내지 24 중 어느 하나에 기재된 유리 기판의 제조 방법, 또는 형태 19 내지 24 중 어느 하나에 기재된 유리 기판 제조 장치.
또한, 예를 들어, 백금족 금속의 응집물의 최대 길이는 50㎛ 내지 300㎛, 최소 길이는 0.5㎛ 내지 2㎛이다. 여기서, 백금족 금속의 응집물의 최대 길이란, 백금족 금속의 응집물을 촬영하여 얻어지는 이물질의 상(像)에 외접하는 외접 직사각형 중 최대 긴 변의 길이를 말하며, 최소 길이란, 상기 외접 직사각형의 최소 짧은 변의 길이를 말한다.
또는, 상기 백금족 금속의 휘발물의 응집에 의해 생성되는 응집물로서, 최대 길이의 최소 길이에 대한 비인 종횡비가 100 이상이며, 백금족 금속의 응집물의 최대 길이가 100㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 내지 300㎛인 것을 정할 수 있다.
(형태 26)
상기 유리 기판은 디스플레이용 유리 기판인, 형태 1 내지 25 중 어느 하나에 기재된 유리 기판의 제조 방법, 또는 형태 19 내지 25 중 어느 하나에 기재된 유리 기판 제조 장치.
또한, 상기 유리 기판은 산화물 반도체 디스플레이용 유리 기판 또는 LTPS 디스플레이용 유리 기판에 적합하다.
상술한 각 형태의 유리 기판 제조 방법 및 유리 기판 제조 장치에 의하면, 용융 유리의 처리 공정, 예를 들어 청징 공정에 있어서, 백금족 금속의 휘발을 억제함으로써, 용융 유리에 이물질이 혼입되는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 유리 기판의 제조 방법 공정을 도시하는 흐름도이다.
도 2는 유리 기판 제조 장치의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 3은 도 2의 제조 장치에 사용되는 제1 실시 형태의 청징관의 개략도이다.
도 4는 제1 실시 형태의 청징관의 길이 방향에 있어서의 연직 단면도이다.
도 5는 제1 실시 형태의 청징관의 길이 방향에 있어서의 위치와, 청징관(120)의 상단부 온도, 및 산소 방출량과의 관계를 도시하는 도면이다.
도 6은 제2 실시 형태에 따른 청징관의 외관도이다.
도 7은 제2 실시 형태에 따른 청징관의 단면과 청징관의 온도 분포를 도시하는 도면이다.
도 8은 실험예 1의 결과를 도시하는 도면이다.
본 발명에 따른 유리 기판의 제조 방법 및 유리 처리 장치의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 산소 농도 등에 의한 조정에 의해 용융 유리에 이물질이 혼입되는 것을 억제한다는 것은, 상기 조정을 행하지 않는 경우에 비하여, 용융 유리에 이물질이 혼입되는 양을 저감시키는 것으로서, 용융 유리에 이물질이 혼입되는 양을 제로로 하는 것도 포함되지만, 용융 유리에 이물질이 혼입되는 양을 제로로 하는 것에 한정하고 있는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 액면의 상부란, 액면에 대하여 연직 방향 상방에 있는 부분을 말한다.
본 명세서에 있어서, 용해조로부터 성형 장치를 향하여 흐르는 용융 유리의 상류측이란, 주목하는 위치에 대하여 용융 유리를 만드는 용해조의 측을 말한다. 또한 상기 용융 유리의 하류측이란, 주목하는 위치에 대하여 성형 장치의 측을 말한다.
본 명세서에 있어서, 처리 장치의 내부란, 내벽에 둘러싸인 공간을 말한다.
또한, 백금족 금속의 응집물에 의한 이물질이란, 예를 들어, 일방향으로 가늘고 긴 선상의 형상을 이루고, 최대 길이의 최소 길이에 대한 비인 종횡비가 100을 초과하는 것을 말한다. 예를 들어, 백금족 금속의 응집물의 최대 길이는 50㎛ 내지 300㎛, 최소 길이는 0.5㎛ 내지 2㎛이다. 여기서, 백금족 금속의 응집물의 최대 길이란, 백금족 금속의 응집물을 촬영하여 얻어지는 이물질 상에 외접하는 외접 직사각형 중 최대 긴 변의 길이를 말하며, 최소 길이란, 상기 외접 직사각형의 최소 짧은 변의 길이를 말한다.
(유리 기판의 제조 방법 전체 개요)
도 1은 본 실시 형태의 유리 기판 제조 방법 공정 일례를 도시하는 도면이다. 유리 기판의 제조 방법은 용해 공정(ST1), 청징 공정(ST2), 교반 공정(ST3), 성형 공정(ST4), 서냉 공정(ST5), 및 절단 공정(ST6)을 주로 갖는다.
용해 공정(ST1)에서는, 유리 원료를 가열함으로써 용융 유리를 만든다. 용융 유리의 가열은, 용융 유리 자체에 전기를 흘려서 발열시켜서 가열하는 통전 가열에 의해 행할 수 있다. 또한, 버너의 화염에 의한 보조적으로 가열하여 유리 원료를 용해시킬 수도 있다.
또한, 용융 유리는 청징제를 함유한다. 청징제로서, 산화주석, 아비산, 안티몬 등이 알려져 있지만, 특별히 제한되지 않는다. 그러나, 환경 부하 저감의 관점에서, 청징제로서 산화주석을 사용하는 것이 바람직하다.
청징 공정(ST2)에서는, 용융 유리가 승온됨으로써, 용융 유리 중에 포함되는 산소, CO2 또는 SO2를 포함한 기포가 발생한다. 이 기포가 청징제의 환원 반응에 의해 발생한 산소를 흡수하여 기포의 직경이 확대되고(성장함), 용융 유리의 액면, 즉 용융 유리의 자유 표면에 부상하여 기포가 파열하여 소멸하고, 즉 기포 중의 가스가 방출된다. 그 후, 청징 공정에서는, 용융 유리의 온도를 저하시킴으로써, 청징제의 환원 반응에 의해 얻어진 환원 물질이 산화 반응을 한다. 이에 의해, 용융 유리에 잔존하는 기포 중의 산소 등의 가스 성분이 용융 유리 중에 재흡수되어서, 잔존하는 기포의 직경이 축소되고, 기포가 소멸한다. 청징제에 의한 산화 반응 및 환원 반응은 용융 유리의 온도를 제어함으로써 행하여진다.
또한, 청징 공정은 용융 유리에 존재하는 기포의 직경을 감압 분위기에서 확대시켜서 탈포시키는 감압 탈포 방식을 사용할 수도 있다. 감압 탈포 방식은 청징제를 사용하지 않는 점에서 유효하다. 그러나, 감압 탈포 방식은 장치가 복잡화 및 대형화한다. 이로 인해, 청징제를 사용하고, 용융 유리 온도를 상승시키는 청징 방법을 채용하는 것이 바람직하다.
교반 공정(ST3)에서는, 교반기를 사용하여 용융 유리를 교반함으로써, 유리 성분의 균질화를 행한다. 이에 의해, 맥리 등의 원인인 유리의 조성 불균일을 저감시킬 수 있다.
성형 공정(ST4) 및 서냉 공정(ST5)은 성형 장치에서 행하여진다.
성형 공정(ST4)에서는, 용융 유리를 시트 글라스로 성형하고, 시트 글라스의 흐름을 만든다. 성형에는, 오버플로우 다운드로법이 사용된다.
서냉 공정(ST5)에서는, 성형되어서 흐르는 시트 글라스가 원하는 두께가 되고, 내부 변형이 발생하지 않도록, 또한 휨이 발생하지 않도록 냉각된다.
절단 공정(ST6)에서는, 서냉 후의 시트 글라스를 소정의 길이로 절단함으로써 판상의 유리 기판을 얻는다. 절단된 유리 기판은 또한 소정의 크기로 절단되어, 목표 크기의 유리 기판이 만들어진다.
(유리 기판 제조 장치)
도 2는 본 실시 형태에 있어서의 용해 공정(ST1) 내지 절단 공정(ST7)을 행하는 유리 기판 제조 장치의 개략도이다. 유리 기판 제조 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, 청징관(120)과, 교반조(103)와, 이송관(104, 105)과, 유리 공급관(106)을 갖는다.
도 2에 도시하는 용해조(101)에는, 도시되지 않는 버너 등의 가열 수단이 설치되어 있다. 용해조에는 청징제가 첨가된 유리 원료가 투입되어, 용해 공정(ST1)이 행하여진다. 용해조(101)에서 용융한 고온(예를 들어, 1500℃ 내지 1600℃)의 용융 유리는, 이송관(104)을 통하여 청징관(120)에 공급된다. 또한, 용해조(101)에서는, 적어도 1쌍의 전극 사이에 전류를 흘림으로써, 전극 사이의 용융 유리가 통전 가열될 수도 있고, 또한 통전 가열 외에 버너에 의한 화염을 보조적으로 부여함으로써, 유리 원료가 가열될 수도 있다.
청징관(120)에서는, 용융 유리 MG의 온도를 조정하고, 청징제의 산화환원 반응을 이용하여 용융 유리의 청징 공정(ST2)이 행하여진다.
구체적으로는, 용해조(101)에서 얻어진 용융 유리는, 용해조(101)로부터 이송관(104)을 통과하여 청징관(120)에 유입된다. 청징관(120) 및 이송관(104, 105) 및 유리 공급관(106)은 백금족 금속제의 관이다. 청징관(120)에는, 용해조(101)와 마찬가지로 가열 수단이 설치되어 있다. 또한, 적어도 이송관(104)에도 가열 수단이 설치되어 있다. 청징 공정 ST2에서는, 용융 유리를 승온함으로써 용융 유리를 청징한다. 예를 들어, 청징관(120)에 있어서의 용융 유리의 온도는, 1600℃ 내지 1720℃이다. 청징관(120)에 있어서 청징된 용융 유리는, 청징관(120)으로부터 이송관(105)을 통과하여 교반 장치(103)에 유입된다. 용융 유리는 이송관(105)을 통과할 때에 냉각된다. 이와 같이, 청징제의 환원 반응에 의해 산소가 방출되고, 이 방출되는 산소는 용융 유리 중에 포함되는 기포에 흡수된다. 산소를 흡수하여 기포 직경이 증대한 기포는 용융 유리의 표면(액면)으로 부상하고, 기포가 파열하여 소멸한다. 이어서, 용융 유리의 온도를 저하시킨다. 이에 의해, 환원된 청징제가 산화 반응을 일으켜서, 용융 유리는 용융 유리 중에 잔존하고 있는 산소를 흡수한다.
청징 후의 용융 유리는 이송관(105)을 통하여 교반조(103)에 공급된다.
교반조(103)에서는, 교반기(103a)에 의해 용융 유리가 교반되어서 교반 공정(ST3)이 행하여진다. 예를 들어, 교반 장치(103)에 있어서, 용융 유리의 온도는 1250℃ 내지 1450℃이다. 예를 들어, 교반 장치(103)에 있어서, 용융 유리의 점도는, 500푸아즈 내지 1300푸아즈이다. 교반조(103)에서 교반된 용융 유리는, 유리 공급관(106)을 통하여 성형 장치(200)에 공급된다. 용융 유리는 이송관(106)을 통과할 때에 용융 유리의 성형에 적합한 점도가 되도록 냉각된다. 예를 들어, 용융 유리는 1100 내지 1300℃까지 냉각된다. 성형 장치(200)에서는, 오버플로우 다운드로법에 의해, 용융 유리로부터 시트 글라스가 성형되고(성형 공정 ST4), 서냉된다(서냉 공정 ST5).
절단 장치(300)에서는, 시트 글라스로부터 잘라내어진 판상의 유리 기판이 형성된다(절단 공정 ST6).
청징관(120), 교반조(103), 이송관(104, 105), 및 유리 공급관(106)은 내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 이루어진다. 보다 바람직하게는, 청징관(120), 교반조(103), 이송관(104, 105), 및 유리 공급관(106)은 백금족 금속제의 관이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「백금족 금속」은, 백금족 원소를 포함하는 금속을 의미하고, 단일의 백금족 원소로 이루어지는 금속뿐만 아니라 백금족 원소의 합금을 포함하는 용어로서 사용한다. 여기서, 백금족 원소란, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir)의 6 원소를 가리킨다. 백금족 금속은 고가이지만, 융점이 높고, 용융 유리에 대한 내식성도 우수하다.
(유리 기판의 적용예)
유리 기판의 표면에 있는 백금족 금속의 응집물은, 유리 기판을 사용한 패널 제조 공정에 있어서 유리 기판의 표면으로부터 이탈하면, 이탈한 표면의 부분이 오목부가 되어, 유리 기판 상에 형성되는 박막이 균일하게 형성되지 않고, 화면의 표시 결함을 야기한다는 문제가 있다. 또한, 유리 기판 중에 백금족 금속의 응집물이 존재하면, 서냉 공정에 있어서, 유리와 백금족 금속의 열팽창률차에 의해 변형이 발생하기 때문에, 화면의 표시 결함을 야기한다는 문제가 있다. 그로 인해, 본 실시 형태는, 화면의 표시 결함에 대한 요구가 엄격한 디스플레이용 유리 기판의 제조에 적합하다. 특히, 본 실시 형태는, 화면의 표시 결함에 대한 요구가 더욱 엄격한, IGZO(인듐, 갈륨, 아연, 산소) 등의 산화물 반도체를 사용한 산화물 반도체 디스플레이용 유리 기판 및 LTPS(저온도 폴리실리콘) 반도체를 사용한 LTPS 디스플레이용 유리 기판 등의 고정밀 디스플레이용 유리 기판에 적합하다.
이상으로부터, 본 실시 형태의 유리 기판 제조 방법에 의해 제조되는 유리 기판은, 알칼리 금속 산화물의 함유량이 매우 적을 것이 요구되는 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등의 패널 디스플레이용의 유리 기판이나 플랫 패널 디스플레이(FPD)용의 유리 기판에 적합하다. 또한, 산화물 반도체 디스플레이용 유리 기판 또는 LTPS 디스플레이용 유리 기판에도 적합하다. 또한, 디스플레이를 보호하는 커버 유리, 자기 디스크용 유리, 태양 전지용 유리 기판으로서도 적합하다. 패널 디스플레이나 플랫 패널 디스플레이용의 유리 기판으로서는, 무알칼리 유리, 또는, 알칼리 미량 함유 유리가 사용된다. 패널 디스플레이나 플랫 패널 디스플레이용의 유리 기판은, 고온 시에 있어서의 점성이 높다. 예를 들어, 102. 5푸아즈의 점성을 갖는 용융 유리의 온도는 1500℃ 이상이다.
또한, 디스플레이용 유리 기판으로서는, 유리 기판 중의 백금족 금속의 응집물수는 1000개/㎥ 이하인 것이 바람직하고, 100개/㎥ 이하인 것이 보다 바람직하고, 50개/㎥ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 유리 기판 중의 기포수는 1000개/㎥ 이하인 것이 바람직하고, 200개/㎥ 이하인 것이 보다 바람직하고, 50개/㎥ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이와 같이, 유리 기판 중의 백금 금속 응집물수 및 기포수를 저감시킴으로써, 디스플레이의 표시 불량수를 저감시킬 수 있고, 수율을 향상시킬 수 있다.
(유리 조성)
용해조(101)에서는, 도시되지 않는 가열 수단에 의해 유리 원료가 용해되어, 용융 유리가 생성된다. 유리 원료는 원하는 조성의 유리를 실질적으로 얻을 수 있게 제조된다. 유리의 조성의 일례로서, 패널 디스플레이나 플랫 패널 디스플레이용의 유리 기판으로서 적합한 무알칼리 유리는, SiO2: 50질량％ 내지 70질량％, Al2O3: 10질량％ 내지 25질량％, B2O3: 0질량％ 내지 15질량％, MgO: 0질량％ 내지 10질량％, CaO: 0질량％ 내지 20질량％, SrO: 0질량％ 내지 20질량％, BaO: 0질량％ 내지 10질량％를 함유한다. 여기서, MgO, CaO, SrO 및 BaO의 합계의 함유량은 5질량％ 내지 30질량％이다.
또는, 산화물 반도체 디스플레이용 유리 기판 및 LTPS 디스플레이용 유리 기판에 적합한 유리 기판은, SiO2: 55질량％ 내지 70질량％, Al2O3: 15질량％ 내지 25질량％, B2O3: 0질량％ 내지 10질량％, MgO: 0질량％ 내지 10질량％, CaO: 0질량％ 내지 20질량％, SrO: 0질량％ 내지 20질량％, BaO: 0질량％ 내지 10질량％를 함유한다. 여기서, MgO, CaO, SrO 및 BaO의 합계의 함유량은 5질량％ 내지 30질량％이다. 이때, 상기 유리 기판은 SiO2를 60질량％ 내지 70질량％, BaO를 3질량％ 내지 10질량％를 함유하는 것이 보다 바람직하다.
패널 디스플레이나 플랫 패널 디스플레이용의 유리 기판으로서, 무알칼리 유리의 이외에, 알칼리 금속을 미량 포함하는 알칼리 미량 함유 유리를 사용할 수도 있다. 유리 기판의 유리가, 산화주석을 포함하는 무알칼리 유리, 또는 산화주석을 포함하는 알칼리 미량 함유 유리라면, 후술하는 본 실시 형태의 유리 처리 장치의 내벽에 사용하는 백금족 금속의 휘발에 의해 발생하는 백금족 금속의 응집물의 이물질이 용융 유리에 혼입되는 것을 억제하는 효과는 현저해진다. 무알칼리 유리 또는 알칼리 미량 함유 유리는, 알칼리 유리와 비교하여 유리 점도가 높다. 용해 공정에서 용융 온도를 높게 함으로써 많은 산화주석이 용해 공정에서 환원되는 점에서, 청징 효과를 얻기 위하여 청징 공정에서의 용융 유리 온도를 높게 하여, 산화주석의 환원을 촉진하고, 또한 용융 유리 점도를 저하시킬 필요가 있다. 또한, 산화주석은 종래 청징제로서 사용되고 있었던 아비산이나 안티몬과 비교하여 환원 반응을 촉진하는 온도가 높기 때문에, 용융 유리의 온도를 높게 하여 청징을 촉진시키기 때문에, 청징관(120)의 내벽의 온도를 높게 할 필요가 있다. 즉, 산화주석을 포함하는 무알칼리 유리 기판, 또는 산화주석을 포함하는 알칼리 미량 함유 유리의 유리 기판을 제조하는 경우에는, 청징 공정에서의 용융 유리 온도를 높게 할 필요가 있으므로, 백금족 금속의 휘발이 발생하기 쉽다.
또한, 무알칼리 유리 기판이란, 알칼리 금속 산화물(Li2O, K2O 및 Na2O)을 실질적으로 함유하지 않는 유리이다. 또한, 알칼리 미량 함유 유리란, 알칼리 금속 산화물의 함유량(Li2O, K2O 및 Na2O의 합량)이 0 초과 0.8몰％ 이하인 유리이다. 알칼리 미량 함유 유리는, 성분으로서, 예를 들어 0.1질량％ 내지 0.5질량％의 알칼리 금속 산화물을 포함하고, 바람직하게는 0.2질량％ 내지 0.5질량％의 알칼리 금속 산화물을 포함한다. 여기서, 알칼리 금속 산화물은 Li2O, Na2O 및 K2O로부터 선택되는 적어도 1종이다. 알칼리 금속 산화물의 함유량의 합계는 0.1질량％ 미만일 수도 있다. 유리 기판에 있어서의 알칼리 금속 산화물의 함유량이 0 내지 0.8몰％이어도, 후술하는 바와 같은 방법에 의해, 용융 유리 중에 백금족 금속의 응집물이 이물질로서 혼입되는 것을 억제할 수 있다.
본 실시 형태에 의해 제조되는 유리 기판은, 상기 성분 외에, SnO2 0.01질량％ 내지 1질량％(바람직하게는, 0.01질량％ 내지 0.5질량％), Fe2O3 0질량％ 내지 0.2질량％(바람직하게는, 0.01질량％ 내지 0.08질량％)를 더 함유할 수도 있다. 본 실시 형태에 의해 제조되는 유리 기판은, 환경 부하를 고려하여, As2O3, Sb2O3 및 PbO를 함유하지 않는, 또는 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에서 제조되는 유리 기판으로서, 또한 이하의 유리 조성의 유리 기판도 예시된다. 따라서, 이하의 유리 조성을 유리 기판이 갖도록 유리 원료는 조합된다.
예를 들어, 몰％ 표시로, SiO2 55 내지 75몰％, Al2O3 5 내지 20몰％, B2O3 0 내지 15몰％, RO 5 내지 20몰％(RO는 MgO, CaO, SrO 및 BaO의 합량), R'2O 0 내지 0.4몰％(R'은 Li2O, K2O 및 Na2O의 합량), SnO2 0.01 내지 0.4몰％ 함유한다. 이때, SiO2, Al2O3, B2O3, 및 RO(R은 Mg, Ca, Sr 및 Ba 중 상기 유리 기판에 함유되는 전체 원소) 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 몰비((2×SiO2)+Al2O3)/((2×B2O3)+RO)는 4.0 이상일 수도 있다. 몰비((2×SiO2)+Al2O3)/((2×B2O3)+RO)는 4.0 이상인 유리는, 고온 점성이 높은 유리의 일례이다. 고온 점성이 높은 유리는, 일반적으로 청징 공정에서의 용융 유리 온도를 높게 할 필요가 있으므로, 백금족 금속의 휘발이 발생하기 쉽다. 즉, 이러한 조성을 갖는 유리 기판을 제조하는 경우에는, 후술하는 본 실시 형태의 효과, 즉 용융 유리 중에 백금족 금속의 응집물이 이물질로서 혼입되는 것을 억제한다고 하는 효과는 현저해진다. 또한, 고온 점성이란, 용융 유리가 고온이 될 때의 유리 점성을 나타내고, 여기에서 말하는 고온이란, 예를 들어, 1300℃ 이상을 나타낸다.
본 실시 형태에서 사용하는 용융 유리는, 점도가 102. 5푸아즈일 때의 온도는 1500 내지 1700℃인 유리 조성일 수도 있다. 이러한 유리는 고온 점성이 높은 유리이며, 고온 점성이 높은 유리는, 일반적으로 청징 공정에서의 용융 유리 온도를 높게 할 필요가 있으므로, 백금족 금속의 휘발이 발생하기 쉽다. 즉, 고온 점성이 높은 유리 조성이어도, 후술하는 본 실시 형태의 효과, 즉 용융 유리 중에 백금족 금속의 응집물이 이물질로서 혼입되는 것을 억제하는 효과는 현저해진다.
본 실시 형태에서 사용하는 용융 유리의 변형점은 650℃ 이상일 수도 있고, 660℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 690℃ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 730℃ 이상이 특히 바람직하다. 또한, 변형점이 높은 유리는, 점도가 102. 5푸아즈에서의 용융 유리의 온도가 높아지는 경향이 있다. 즉, 변형점이 높은 유리 기판을 제조하는 경우일수록, 후술하는 본 실시 형태의 효과, 즉 용융 유리 중에 백금족 금속의 응집물이 이물질로서 혼입되는 것을 억제하는 효과는 현저해진다. 또한, 변형점이 높은 유리일수록, 고정밀 디스플레이에 사용되기 때문에, 백금족 금속의 응집물이 이물질로서 혼입되는 문제에 대한 요구가 엄격하다. 그로 인해, 고변형점의 유리 기판일수록, 백금족 금속의 응집물이 이물질 혼입을 억제할 수 있는 본 실시 형태가 적합해진다.
또한, 산화주석을 포함하고, 점도가 102. 5푸아즈일 때의 용융 유리의 온도가 1500℃ 이상이 되는 유리가 되도록 유리 원료를 용해한 경우, 보다 본 실시 형태의 상기 효과는 현저해지고, 점도가 102. 5푸아즈일 때의 용융 유리의 온도는, 예를 들어 1500℃ 내지 1700℃이며, 1550℃ 내지 1650℃일 수도 있다.
용융 유리에 포함되는 청징제, 예를 들어 산화주석의 함유량이 변화하면, 용융 유리로부터 기상 공간에 방출되는 산소의 방출량도 변화한다. 백금족 금속의 휘발을 억제하는 점으로부터, 기상 공간에 있어서의 산소 농도는, 산화주석의 함유량에 따라 제어(조정)되는 것이 바람직하다. 따라서 백금 또는 백금 합금 등의 휘발을 억제하는 점으로부터, 산화주석의 함유량은 제한되어, 0.01 내지 0.3몰％, 바람직하게는 0.03 내지 0.2몰인 것이 바람직하다. 산화주석의 함유량이 많으면 산화주석에 2차 결정이 용융 유리 중에서 발생하는 문제가 발생하므로 바람직하지 않다. 또한, 산화주석의 함유량이 너무 많으면, 용융 유리로부터 기상 공간에 방출되는 산소가 증가하여, 기상 공간의 산소 농도가 너무 상승해버려, 처리 장치로부터의 백금족 금속의 휘발량이 증가하게 된다는 문제가 발생한다. 산화주석의 함유량이 너무 적으면 용융 유리의 기포 탈포가 충분하지 않다.
(제1 실시 형태의 청징관의 구성)
이어서, 도 3, 도 4를 참조하여, 제1 실시 형태에 따른 청징관(120)의 구성에 대하여 설명한다. 도 3은 제1 실시 형태의 청징관(120)의 구성을 도시하는 개략도이며, 도 4는 청징관(120)의 길이 방향에 있어서의 연직 단면도이다.
도 3, 도 4에 도시한 바와 같이, 청징관(120)의 길이 방향의 양단 외주면에는 전극(121a, 121b)이 설치되어 있고, 청징관(120)의 기상 공간과 접하는 벽에는 배기관(127)이 설치되어 있다. 즉, 본 실시 형태의 청징 공정은, 환원 반응에 의해 산소를 방출하는 청징제를 포함하는 용융 유리를 처리하는 공정으로서, 이 청징 공정에서는, 내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 이루어지는 처리 장치의 내부에 있어서, 용융 유리의 표면 상부에 기상 공간이 형성되도록 용융 유리가 공급된다. 그리고, 청징관(120)에서는, 용융 유리가 청징관(120)의 길이 방향으로 흐른다.
또한, 청징관(120)의 외부에는, 도시되지 않는 단열재(예를 들어, 내화 벽돌, 내화 단열 벽돌 등)가 설치되어 있을 수도 있다.
청징관(120)은 전극(121a, 121b) 및 배기관(127)은 상기의 백금족 금속으로 구성되어 있다.
또한, 본 실시예에서는, 청징관(120)이 백금족 금속으로 구성되어 있는 경우를 구체예로서 설명하지만, 청징관(120)의 일부가 내화물이나 다른 금속 등으로 구성되어 있을 수도 있다.
전극(121a, 121b)은 전원 장치(122)에 접속되어 있다. 전극(121a, 121b)의 사이에 전압이 인가됨으로써, 전극(121a, 121b)의 사이의 청징관(120)에 전류가 흘러서, 청징관(120)이 통전 가열된다. 이 통전 가열에 의해, 청징관(120)의 본체의 최고 온도가 예를 들어, 1600℃ 내지 1750℃, 보다 바람직하게는 1630℃ 내지 1750℃가 되도록 가열되고, 이송관(104)으로부터 공급된 용융 유리의 최고 온도는, 탈포에 적합한 온도, 예를 들어 1600℃ 내지 1720℃, 보다 바람직하게는 1620℃ 내지 1720℃로 가열된다.
또한, 통전 가열에 의해 용융 유리의 온도를 제어함으로써, 용융 유리의 점도를 조절하고, 이에 의해 청징관(120)을 통과하는 용융 유리의 유속을 조절할 수 있다.
또한, 전극(121a, 121b)에는, 도시하지 않은 온도 계측 장치(열전대 등)가 설치되어 있을 수도 있다. 온도 계측 장치는 전극(121a, 121b)의 온도를 계측하고, 계측한 결과를 제어 장치(123)에 출력한다.
제어 장치(123)는 전원 장치(122)가 청징관(120)에 통전시키는 전류량을 제어하고, 이에 의해 청징관(120)을 통과하는 용융 유리의 온도 및 유속을 제어한다. 제어 장치(123)는 CPU, 메모리 등을 포함하는 컴퓨터이다.
도 3, 도 4에 도시한 바와 같이, 전극(121a)에는, 청징관(120) 내의 기상 공간과 접하는 용융 유리의 표면(액면)의 상방의 기상 공간(120a)에 퍼지 가스를 공급하기 위한 퍼지 가스 공급관(124a)이 설치되어 있을 수도 있다. 마찬가지로, 전극(121b)에는, 청징관(120) 내의 기상 공간과 접하는 용융 유리의 표면(액면)의 상방의 기상 공간(120a)에 퍼지 가스를 공급하기 위한 퍼지 가스 공급관(124b)이 설치되어 있을 수도 있다.
본 실시 형태에 있어서, 퍼지 가스 공급관(124a)은 퍼지 가스 공급 장치(125a)와 접속되고, 퍼지 가스 공급 장치(125a)로부터 퍼지 가스 공급관(124a)을 통하여 청징관(120) 내의 기상 공간(120a)에, 용융 유리의 상류측으로부터 퍼지 가스가 공급된다. 마찬가지로, 퍼지 가스 공급관(124b)은 퍼지 가스 공급 장치(125b)과 접속되고, 퍼지 가스 공급 장치(125b)로부터 퍼지 가스 공급관(124b)을 통하여 청징관(120) 내의 기상 공간(120a)에, 용융 유리의 하류측으로부터 퍼지 가스가 공급된다. 여기서, 상류측 및 하류측이란, 용융 유리가 흐르는 방향의 기상 공간(120a)의 중앙 위치에 대하여 상류측 및 하류측을 의미한다.
퍼지 가스 공급관(124a, 124b)의 내경을 조절함으로써, 퍼지 가스 공급관(124a, 124b)으로부터 공급되는 퍼지 가스의 양을 조절할 수 있다.
퍼지 가스로서, 백금에 있어서 불활성의 기체, 백금족 금속과의 반응성이 산소보다도 낮은 기체를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 질소(N2), 희가스(예를 들어 아르곤(Ar)) 등을 사용할 수 있다. 또한, 도 4에서는 퍼지 가스로서 질소를 예로 들어서 기재하고 있다.
퍼지 가스 공급 장치(125a, 125b)는 제어 장치(123)에 의해 제어되어, 퍼지 가스의 공급량, 공급 압력이 조정된다.
청징관(120)의 기상 공간과 접하는 벽에는 배기관(127)이 설치되어 있다. 배기관(127)은 기상 공간(120a)의 상부에 설치되어 있다. 배기관(127)은 청징관(120)에 있어서의 용융 유리의 흐름 방향 상류측 단부와 하류측 단부의 사이의 위치에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 배기관(127)은 청징관(120)의 본체 외벽면으로부터 외측을 향하여 굴뚝 형상으로 돌출하는 형상일 수도 있다. 배기관(127)은 기상 공간(120a)(도 4 참조)과, 청징관(120)의 외부 공간을 연통하고 있다.
배기관(127)에는 산소 농도계(128)가 설치되어 있다. 산소 농도계(128)는 배기관(127)을 통과하는 기체의 양 및 산소 농도를 계측하고, 그 계측 신호를 제어 장치(123)에 출력한다. 산소 농도계(128)는 특별히 제한되지 않고, 공지된 산소 농도계가 사용된다.
본 실시 형태에 있어서는, 예를 들어 청징제의 함유량, 용융 유리의 온도, 용융 유리의 점도, 유리 원료의 종류, 용융 유리의 온도 이력의 하나 또는 그 조합을 조정함으로써, 용융 유리로부터 방출되는 산소량이 제어되고 있다. 방출되는 산소량의 제어는, 이하 설명하는 바와 같은 청징제의 함유량, 용융 유리의 온도 및 점도, 유리 원료의 종류, 및 용융 유리의 온도 이력, 중 적어도 하나의 조정에 의해 행하여진다.
(청징제의 함유량)
예를 들어, 청징제의 함유량이 증가하면, 청징관(120)에 있어서 기상 공간(120a)에 방출되는 산소량이 증가한다. 한편, 청징제의 함유량을 저감시키면 용융 유리로부터 방출되는 산소량을 저감시킬 수 있다.
또한, 청징제의 양이 너무 적으면 용융 유리에 잔존하는 기포를 충분히 저감시킬 수 없게 된다. 그로 인해, 청징제의 함유량은 예를 들어 산화주석이라면 0.01몰％ 내지 0.3몰％, 바람직하게는 0.03몰％ 내지 0.2몰％, 또는 0.01 내지 0.5질량％인 것이 바람직하다. 즉, 본 실시 형태에서는, 유리 기판의 산화주석의 함유량을 0.01몰％ 내지 0.3몰％의 범위에서 조정하고, 기상 공간의 산소 농도를 조정함으로써, 청징제에 의한 기포 저감과 백금족 금속의 휘발 억제를 양립한다.
(용융 유리의 온도 및 점도)
용융 유리의 온도는, 청징관(120)의 온도에 의해 조정할 수 있다. 용융 유리의 온도를 상승시키면, 청징제의 환원 반응에 의해 용융 유리로부터 방출되는 산소의 양이 증가한다. 용융 유리의 온도가 낮으면 산소의 발생량이 적어, 청징 효과를 충분히 얻을 수 없다. 또한, 용융 유리의 온도가 낮으면 용융 유리 점도가 커져서, 기포의 부상 속도가 느려진다. 이로 인해, 용융 유리 중의 기포를 기상 공간(120a)이 방출시키지 않게 되어, 청징을 충분히 행할 수 없게 된다.
한편, 용융 유리의 온도를 높이기 위하여 청징관(120)의 온도를 높이면, 백금족 금속의 휘발 문제가 발생한다. 따라서, 백금족 금속의 휘발을 억제하면서 기포의 발생을 유지하기 위해서, 청징관(120)의 온도는, 예를 들어 1600 내지 1750℃가 되도록 제어된다. 이에 의해, 청징관(120) 내의 용융 유리의 최고 온도는, 1630℃ 내지 1750℃, 바람직하게는 1650℃ 내지 1750℃가 된다. 이때, 용융 유리의 최소 점도는 200 내지 800푸아즈가 된다. 즉, 본 실시 형태에서는, 청징 공정에서의 청징관의 최고 온도를 1600℃ 내지 1750℃의 범위에서 조정하고, 기상 공간의 산소 농도를 조정함으로써, 청징제에 의한 기포 저감과 백금족 금속의 휘발 억제를 양립할 수 있다.
(유리 원료의 종류)
유리 원료에 포함되는 산화물의 양에 의해 용융 유리 중에 함유되는 산소량이 변화한다. 이로 인해, 유리 원료의 종류 및 양을 조정함으로써, 구체적으로는 유리 원료에 포함되는 산화물의 양을 조정함으로써, 청징관(120) 내의 기상 공간(120a)에 방출되는 산소량을 조정할 수 있다.
(용융 유리의 온도 이력)
청징 공정보다도 전의 공정(용해 공정)에서도 청징제의 환원 반응이 발생하고, 용융 유리로부터 산소가 방출되는 경우가 있기 때문에, 청징 공정보다도 전의 공정(용해 공정)에서 용융 유리로부터 방출되는 산소량에 의해 청징관(120) 내의 기상 공간(120a)에 방출되는 산소량이 변화한다. 이로 인해, 용해조(101)에 있어서의 용해 온도 등에 의해 청징관(120) 내의 기상 공간(120a)에 방출되는 산소량을 조정할 수 있다. 구체적으로는, 용해 공정에서의 온도가 낮을수록, 용해 공정에서의 청징제의 환원 반응이 감소하여, 용해 공정에서의 용융 유리로부터의 산소 방출량이 감소하므로, 청징관(120) 내의 기상 공간(120a)에 방출되는 산소량이 증가한다. 그러나, 용해 공정에서의 용융 온도가 너무 낮으면 유리 원료를 충분히 용해 시킬 수 없다는 문제가 발생하고, 용해 공정에서의 용융 유리 온도가 너무 높으면 청징제의 환원 반응이 너무 증가하여, 결과적으로 청징 공정에서의 청징 효과가 충분히 얻어지지 않는다는 문제가 발생한다. 그로 인해, 예를 들어, 용해 공정에서의 용융 유리 온도의 최고 온도를 1500℃ 내지 1610℃의 범위에서 조정하고, 청징관(120) 내의 기상 공간의 산소 농도를 조정함으로써, 유리 원료의 충분한 용해와 청징관(120)의 벽을 구성하는 백금족 금속의 휘발 억제를 양립할 수 있다.
또한, 용해 공정의 후의 용융 유리의 승온 속도에 따라서도 청징제의 환원 반응량이 변화한다. 구체적으로는, 용해 공정 후의 용융 유리의 승온 속도가 빠를수록 청징제의 환원 반응은 촉진된다. 그러나, 승온 속도가 너무 빠르면 이송관(104)이나 청징관(120)의 온도가 너무 높아져, 이송관(104)이나 청징관(120)의 용손이나 이송관(104)이나 청징관(120)의 백금족 금속의 휘발이 증가한다는 문제가 발생하고, 승온 너무 속도가 느리면 청징 공정에서의 청징 효과가 충분히 얻어지지 않는다는 문제가 발생한다. 그로 인해, 예를 들어, 이송관(104)에 있어서 용융 유리 온도를 1630℃ 이상으로 승온시킬 경우, 이송관에 있어서의 용융 유리의 승온 속도를, 3℃/분 내지 20℃/분의 범위에서 조정하고, 의 승온 속도로 상기 용융 유리의 온도를 1630℃ 이상으로 승온시키는 청징관(120) 내의 기상 공간의 산소 농도를 조정함으로써, 청징제에 의한 기포 저감과 백금족 금속의 휘발 억제를 양립할 수 있다. 보다 바람직하게는, 3℃/분 내지 10℃/분의 승온 속도로 용융 유리의 온도를 1630℃ 이상으로 승온시킨다는 범위에서 승온 속도 및 용융 유리 온도를 조정하는 것이 바람직하다.
백금족 금속의 휘발을 억제하기 위해서, 기상 공간(120a)의 산소 농도는 0 내지 10％가 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 기상 공간(120a)의 산소 농도를 0％로 하면, 백금족 금속의 휘발이 억제되므로, 백금족 금속의 휘발을 억제하는 점으로부터는, 산소 농도를 0％로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 기상 공간(120a)의 산소 농도를 항상 0％로 하기 위해서는, 청징제의 함유량을 매우 저감시키는 것이나, 비용이 든다는 문제가 있기 때문에, 청징 또는 저비용과 백금족 금속의 휘발의 억제를 실현하기 위해서는, 기상 공간(120a)의 산소 농도는 0.01％ 이상으로 되도록 조절하는 것이 바람직하다. 또한, 기상 공간(120a)의 산소 농도는 10％ 이하가 되도록 조절하는 것이 바람직하다. 백금족 금속의 휘발 억제와 기포수 저감을 양립하기 위해서는, 산소 농도는 0.1％ 이상 3.0％ 이하의 범위가 되도록 조절하는 것이 바람직하고, 0.1％ 이상 1.0％ 이하의 범위가 되도록 조정하는 것이 보다 바람직하고, 0.3％ 이상 0.7％ 이하의 범위가 되도록 조정하는 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 기상 공간의 산소 농도가 너무 작아지면, 용융 유리와 기상 공간의 산소 농도차가 커짐으로써 용융 유리로부터 기상 공간(120a)에 방출되는 산소가 증가하고, 용융 유리가 너무 환원됨으로써, 결과적으로 성형 후의 유리 기판에 황 산화물이나 질소 등의 기포가 잔존할 우려가 있다. 한편, 산소 농도가 너무 크면, 백금족 금속의 휘발이 촉진되어, 휘발한 백금족 금속의 석출량이 증대할 우려가 있다. 또한, 기상 공간의 산소 농도가 너무 크면, 용융 유리와 기상 공간의 산소 농도차가 너무 작아져, 용융 유리로부터 기상 공간(120a)에 산소가 방출되기 어려워지기 때문에, 결과적으로 유리 기판에 산소 등의 기포가 잔존하는 양이 증가한다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 용융 유리의 온도 분포나, 용융 유리의 유속, 청징제의 함유량을 조정함으로써, 청징관(120)의 길이 방향의 위치에 있어서의 용융 유리로부터 방출되는 산소량의 분포, 기상 공간과 접하는 용융 유리의 액면(액면)으로부터 기상 공간에 방출되는 산소의 방출량이 최대가 되는 용융 유리의 흐름 방향의 위치(산소 방출량 최대 위치)를 조정할 수도 있다. 이에 의해, 기상 공간(120a)에 있어서의 산소 농도의 분포를 제어할 수 있다.
산소 방출량 최대 위치는, 본 실시 형태에 있어서는, 용융 유리의 온도가 최고가 되는 용융 유리의 흐름 방향에 있어서의 위치(최고 온도 위치)로부터, 용융 유리의 흐름 방향에 있어서 이격되도록 조정되어 있다.
또한, 백금족 금속의 휘발은, 온도가 높을수록 촉진된다. 이로 인해, 최고 온도 위치는, 백금족 금속이 가장 활발히 휘발하기 쉬운 온도 조건이 되어 있다. 또한, 산소의 함유량이 많은 분위기일수록 백금족 금속의 휘발은 활발해진다.
따라서, 산소 방출량 최대 위치와 최고 온도 위치가, 용융 유리의 흐름 방향에 있어서 이격되도록 산소 방출량 최대 위치를 조정함으로써, 산소 방출량 최대 위치에 있어서 기상 공간과 접하는 용융 유리의 표면(액면)으로부터 방출된 기포 중의 산소가 최고 온도 위치에 흐르는 경우는 적어진다. 이로 인해, 청징관(120)의 벽으로부터 백금족 금속이 활발히 휘발하는 최고 온도 위치에, 용융 유리의 탈포에 의해 방출된 산소가 유입되어, 백금족 금속의 휘발을 촉진하는 경우에 비하여, 최고 온도 위치에 있어서의 백금족 금속의 휘발은 저감된다. 이로 인해, 백금족 금속의 휘발물이 청징관(120)의 벽에 응집하여 응집물을 만들고, 이 응집물의 일부가 미립자로서 이탈하여 용융 유리에 이물질이 혼입되는 것을 억제할 수 있다. 이하 이 점을 설명한다.
도 5는, 청징관(120)의 길이 방향에 있어서의 위치(용융 유리의 흐름 방향의 위치)과, 청징관(120)의 상단부 온도, 및 산소 방출량과의 관계를 도시하는 도면이다. 도 5에 있어서, 횡축은 용융 유리의 흐름 방향의 위치, 즉 청징관(120)의 길이 방향 위치를 나타내고, 좌측의 종축은 청징관(120)의 온도를 나타내고, 우측의 종축은 산소 방출량을 나타낸다.
도 5의 실선 곡선은 길이 방향에 있어서의 위치와 청징관(120)의 온도의 관계를 도시하고 있다. 본 실시 형태의 청징관(120)에서는, 전극(121a, 121b)이 플랜지 형상이며, 높은 방열 기능을 가지므로, 청징관(120)의 양쪽 단부 근방의 온도는, 국소적으로 저온이 되기 쉽다. 또한, 배기관(127)도, 청징관(120)으로부터 돌출되어 있으므로, 청징관(120)의 배기관(127) 근방의 온도도 국소적으로 저온이 되기 쉽다. 이로 인해, 청징관(120)의 벽의 온도는, 용융 유리의 흐름 방향의 위치에 따라서 변화한다.
예를 들어, 청징관(120)의 양쪽 단부 근방(즉, 전극(121a, 121b)의 근방) 및 배기관(127)의 근방은, 용융 유리의 흐름 방향의 위치에 있어서 저온의 영역이 된다. 한편, 배기관(127)과 전극(121a, 121b) 사이의 중간 부분은, 용융 유리의 흐름 방향의 위치에 있어서 고온의 영역이 된다. 이러한 청징관(120)의 온도 분포에 있어서의 최저 온도는, 전극(121a, 121b)에 의한 청징관(120)의 통전 가열에 의해, 예를 들어 1500℃ 이상의 고온이 된다.
도 5는, 청징관(120)의 온도 분포의 일례를 도시한다. 이 온도 분포에서는, 온도가 최고 온도 Tmax℃가 되는 길이 방향에 있어서의 위치(최고 온도 위치)를 P로 나타내고 있다.
여기서, 최고 온도 위치는, 위치 P에 한정되지 않고, 위치 P 주위의 허용 범위를 갖는다. 최고 온도 위치의 허용 범위는, 바람직하게는 (Tmax-20)℃ 내지 Tmax℃의 범위 내의 온도 영역이며, 더욱 바람직하게는 (Tmax-10)℃ 내지 Tmax℃의 범위 내의 온도 영역이며, 특히 바람직하게는 (Tmax-5)℃ 내지 Tmax℃의 범위 내의 온도 영역이다. 이후, 허용 범위를 갖는 최고 온도 위치를 최고 온도 위치 범위 R이라고 한다. 도 5에서는 최고 온도 위치 범위 R을 (Tmax-20)℃ 내지 Tmax℃의 범위 내의 온도 영역으로 나타내고 있다.
한편, 도 5의 일점쇄선 곡선은 길이 방향에 있어서의 위치와 산소 방출량의 관계를 나타내고 있다. 용융 유리가 청징관(120) 내에서 가열되면, 용융 유리 내의 청징제의 환원 반응에 의해 산소가 용융 유리 중에 방출된다. 이 산소의 방출은 급격하게 발생한다. 방출된 산소는, 용융 유리 중의 기포에 흡수되어서 기포의 직경이 확대되거나(기포가 성장함), 또는, 용융 유리 중의 기포가 되어서 용융 유리 중의 기존의 기포를 흡수하여 기포의 직경이 확대되고(기포가 성장함), 용융 유리의 점성을 극복하여 기상 공간과 접하는 용융 유리의 표면(액면)을 향하여 부상을 개시한다. 이때 용융 유리의 표면(액면)으로부터 방출되는 산소의 방출량이 최대가 되는 청징관(120)의 길이 방향의 위치(산소 방출량 최대 위치) A는, 상기 최고 온도 위치 범위 R과, 청징관(120)의 길이 방향(용융 유리의 흐름 방향)에 있어서 이격되도록 조정되어 있다. 구체적으로는, 산소 방출량 최대 위치 A가, 최고 온도 위치 범위 R에 대하여 용융 유리의 흐름의 하류측에 위치하도록 조정되어 있는 것이 바람직하다.
일반적으로, 산소를 방출하는 청징제의 환원 반응은 용융 유리의 온도가 높아질수록 활발해지고, 용융 유리의 온도가 높은 영역일수록, 용융 유리의 점도가 작아질수록, 용융 유리의 부상 속도는 빨라진다. 또한, 용융 유리와 접하는 내벽의 온도가 높은 영역일수록 용융 유리의 온도는 높아지고, 따라서 용융 유리로부터의 기포의 방출은 활발해진다. 이로 인해, 일반적으로는, 산소 방출량 최대 위치 A와, 최고 온도 위치 범위 R은 대략 일치하고 있다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 산소 방출량 최대 위치 A가 최고 온도 위치 범위 R에 대하여 이격되도록 산소 방출량 최대 위치 A는 조정되어 있다.
또한, 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 산소 방출량 및 산소 방출량의 분포를 구할 수 있다. 예를 들어, 미리 실험 등에 의해, 산소 방출량의 상한 및 하한, 및 산소 방출량의 분포를 정한다. 산소 방출량이 증대함으로써 기상 공간의 산소 농도가 상승하여 백금족 금속의 휘발이 촉진되는 것을 억제하기 위하여 산소 방출량의 상한은 설정되고, 산소 방출량이 줄어듦으로써 용융 유리 중의 기포의 직경이 증대하지 않아 기포의 부상 속도가 증대하지 않아, 탈포 효과가 낮은 경우가 발생하지 않도록 산소 방출량의 하한이 설정된다. 또한, 효율이 좋은 탈포와 백금족 금속의 휘발을 억제하기에 적합한 산소 방출량의 분포에 있어서도, 상기의 상한과 하한의 사이에 정한다. 이러한 산소 방출량이 상기 상한과 하한의 사이에 위치하는 목표 산소 방출량 및 목표 산소 방출량의 분포가 실현되도록, 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 청징 조건을 추출할 수 있다. 청징 조건에는, 예를 들어, 청징제의 함유량, 용융 유리의 온도, 용융 유리의 점도, 유리 원료의 종류 및 용융 유리의 온도 이력 중 1개 또는 이들의 조합이 포함된다.
컴퓨터 시뮬레이션에서는, 예를 들어 청징관(120)과, 그 주위에 설치되는 도시되지 않은 단열재와, 청징관(120)의 통전 가열을 모델화하여 열전도 시뮬레이션을 행함과 동시에, 이 시뮬레이션 결과인 용융 유리의 온도 및 온도 분포의 계산 결과를 사용하여, 미리 정해져 있는 용융 유리의 온도와 청징제의 산소의 방출량의 대응 관계를 사용하여 청징제의 산소의 방출량 및 방출량의 분포를 정함으로써 용융 유리 중의 환원 반응을 시뮬레이션하고, 또한 용융 유리 중에 미리 정한 기포가 산소를 흡수하여 기포의 직경이 확대되는 것과 직경이 확대된 기포의 부상을 시뮬레이션함으로써, 산소 방출량 및 그 분포를 예측할 수 있다.
또한, 청징관(120)과, 그 주위에 설치되는 도시되지 않은 단열재와, 청징관(120)의 통전 가열을 모델화하여 열전도 시뮬레이션을 행함과 동시에, 이 시뮬레이션 결과인 용융 유리의 온도 계산값을 사용하여, 미리 정해져 있는 용융 유리의 온도와 청징제의 산소의 방출량의 대응 관계를 사용하여 청징제의 산소의 방출량을 정해 소정의 크기의 기포를 발생시킴으로써, 용융 유리 중의 산화환원 반응을 시뮬레이션하고, 또한 용융 유리 중에 미리 정한 기포가 산소를 흡수하여 기포의 직경이 확대되는 것과 직경이 확대된 기포의 부상을 시뮬레이션함으로써, 산소 방출량 최대 위치 A를 예측할 수 있다. 이 경우, 산소의 전체 방출량도 예측할 수 있다. 이러한 시뮬레이션은, 공지된 시뮬레이션 프로그램 등을 사용하여 컴퓨터 상에서 실행할 수 있다. 그리고, 산소 방출량 최대 위치 A가 최고 온도 위치 범위 R과 용융 유리의 흐름 방향에 있어서 이격되도록, 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 청징 조건을 결정할 수 있다.
여기서, 산소 방출량 최대 위치 A는, 청징관(120) 내를 흐르는 용융 유리의 온도 분포, 용융 유리의 유속, 청징제의 함유량 및 종류 중 적어도 어느 하나의 조정에 의해 행할 수 있다. 용융 유리의 온도 분포는, 청징제로부터 방출되는 산소의 양 및 산소의 방출 개시 위치, 나아가 용융 유리 중의 기포의 부상 속도에 영향을 준다. 용융 유리의 온도 분포는, 예를 들어 가열 전극(121b)의 통전 가열에 있어서의 청징관(120)의 가열량에 의해, 또는 청징관(120)의 둘레 상의 전류 분포의 조정에 의해 조정할 수 있다. 또한, 용융 유리의 온도 분포는, 예를 들어 청징관(120)의 외주로부터 외측을 향하는 방열량의 조정에 의해 조정할 수 있다. 방열량의 조정은, 청징관(120)의 외주를 둘러싸는 단열재의 단열 특성(열전도율 등)이나 열저항(=(단열재의 두께)/열전도율)을 조정함으로써 행하여진다. 이러한 조정 파라미터를 변경하고, 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 산소 방출량 최대 위치 A를 조정할 수 있다.
용융 유리의 유속은, 용융 유리 중에 있어서의 산소의 방출 개시 위치로부터 용융 유리의 표면(액면)에 있어서의 산소의 방출 위치까지의 거리에 영향을 준다. 용융 유리의 유속의 조정은, 예를 들어 청징관(120)의 용융 유리의 유출구 근방에 있어서의 용융 유리의 온도(점도) 또는, 성형 장치(200) 등의 후속 공정에 위치하는 장치에 의한 용융 유리의 인출량에 의해 조정할 수 있다. 이러한 조정 파라미터를 변경하고, 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 산소 방출량 최대 위치 A를 조정할 수 있다.
실제로 유리 기판을 제조할 때, 컴퓨터 시뮬레이션으로 조정한 산소 방출량 최대 위치 A가 원하는 위치가 될 때의 상기 조정 파라미터의 각 값(청징 조건)을 사용한다.
본 실시 형태에서는, 청징관(120)에, 기상 공간(120a)과 청징관(120)의 외측의 대기를 연통하는 배기관(127)이 설치되어 있다. 용융 유리의 흐름 방향에 있어서의 배기관(127)의 배치 위치는, 산소 방출량 최대 위치 A와 최고 온도 위치 범위 R 사이인 것이 바람직하다. 이렇게 배기관(127)의 배치 위치를 정함으로써, 기상 공간과 접하는 용융 유리의 표면(액면)으로부터 산소를 포함한 기포가 다량으로 방출되는 산소 방출량 최대 위치 A에서는, 표면으로부터 방출된 기포 중의 산소가, 기류에 의해 최고 온도 위치 범위 R로 흐르기 전에, 산소의 대부분은 배기관(127)으로부터 청징관(120a)의 외측으로 방출된다. 이로 인해, 산소 방출량 최대 위치 A에서 방출된 기포 중의 산소가 최고 온도 위치 범위 R로 흐를 가능성은 낮아, 최고 온도 위치 범위 R에 있어서의 백금족 금속의 휘발을 저감시킬 수 있다.
산소 방출량 최대 위치 A 및 배기관(127)은 모두 최고 온도 위치 범위 R(최고 온도 위치 P를 포함함)에 대하여 동일한 측에 있는 것이 바람직하다. 즉, 산소 방출량 최대 위치 A 및 배기관(127)은 모두 용융 유리의 흐름 방향에 있어서 최고 온도 위치 범위 R보다도 상류측에 있거나, 모두 최고 온도 위치 범위 R보다도 하류측에 있는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 산소 방출량 최대 위치 A에서 방출된 기포 중의 산소가 최고 온도 위치 범위 R로 흐를 가능성은 낮아, 최고 온도 위치 범위 R에 있어서의 백금족 금속의 휘발을 저감시킬 수 있다.
예를 들어, 용융 유리의 상류측에서부터 최고 온도 위치 범위 R, 산소 방출량 최대 위치 A, 및 배기관(127)의 순서로 배치할 수도 있다. 이 경우, 산소 방출량 최대 위치 A에서 방출된 산소는, 배기관(127)의 방향으로 흐르므로, 산소 방출량 최대 위치 A에서 방출된 산소는 용융 유리의 최고 온도 위치 범위 R 근방의 기상 공간(120a)의 온도가 높은 분위기로 흐르기 어렵다.
특히, 용융 유리의 상류측에서부터 최고 온도 위치 범위 R, 배기관(127)의 배치 위치, 산소 방출량 최대 위치 A의 순서로 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 산소 방출량 최대 위치 A와, 배기관(127)의 배치 위치는, 용융 유리의 흐름 방향에 있어서 동일한 위치로 할 수도 있다. 산소 방출량 최대 위치 A와 배기관(127)의 배치 위치를, 용융 유리의 흐름 방향에 있어서 동일한 위치로 함으로써, 산소 방출량 최대 위치 A에서 용융 유리의 표면(액면)으로부터 방출된 산소를 상방에 위치하는 배기관(127)을 경유하여 청징관(120)의 외측으로 방출할 수 있다. 이 경우, 산소 방출량 최대 위치 A에서 용융 유리의 표면으로부터 방출된 산소는, 기상 공간(120a) 내에 확산하지 않고, 또한, 기상 공간(120a) 내를 흐를 일 없이 배기관(127)을 향한다. 이로 인해, 산소 방출량 최대 위치 A에서 용융 유리의 표면(액면)으로부터 방출된 산소는, 백금족 금속의 휘발에 사용되는 경우는 거의 없게 된다. 또한, 산소 방출량 최대 위치 A와 배기관(127)의 배치 위치를 용융 유리의 흐름 방향에 있어서 동일한 위치로 한다란, 용융 유리의 흐름 방향에 있어서, 배기관(127)의 중심 위치를 중심으로 하는 배기관(127)의 관 직경의 치수의 범위 내의 영역에 산소 방출량 최대 위치 A가 있는 것을 말한다. 또한, 산소 방출량 최대 위치 A에 대하여 산소 방출량 최대 위치 A의 허용 범위가 정해져 있을 경우, 이 허용 범위가 상기 관 직경의 치수의 범위 내의 영역과 일부가 겹쳐 있으면 된다.
본 실시 형태에서는, 청징관(120)의 외주에는, 청징관(120)의 외측으로 연장되는 플랜지 형상의 부재(예를 들어 전극(121a, 121b) 등)가 설치된다. 플랜지 형상의 부재는, 용융 유리의 흐름 방향에 있어서, 산소 방출량 최대 위치 A와 배기관(127)의 위치 사이의 영역 이외의 영역에 있는 것이 바람직하다. 즉, 플랜지 형상의 부재는, 산소 방출량 최대 위치 A 및 배기관(127)의 위치보다도 용융 유리의 상류측, 또는 산소 방출량 최대 위치 A 및 배기관(127)의 위치보다도 용융 유리의 하류측에 있는 것이 바람직하다. 플랜지 형상의 부재로부터 외부로의 방열량이 크기 때문에, 청징관(120)의 플랜지 형상의 부재가 설치되는 부분의 근방은 국소적으로 온도가 낮아진다. 이 경우, 기상 공간(120a) 내의 백금족 금속의 휘발물이 플랜지 형상의 부재 근방을 통과함으로써 냉각되어서 환원되고, 환원된 백금족 금속이 청징관(120)의 내벽면에 응집하는 경우가 있다. 이로 인해, 산소 방출량 최대 위치 A와 배기관(127)의 배치 위치 사이의 영역에는 플랜지 형상의 부재가 배치되어 있지 않은 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 기상 공간(120a)의 상부에 설치된 배기관(127)으로부터 배출되는 산소의 양이 조정되어 있다.
배기관(127)으로부터 배출되는 산소의 양은, 배기관(127)으로부터 배출되는 기체의 산소 농도를 산소 농도계(128)에 의해 계측함과 동시에, 배기관(127)으로부터 배출되는 기체의 전량을 계측함으로써 산출할 수 있다. 산소 농도계(128)에 의해 계측되는 산소 농도에 따라서 배기관(127)으로부터 배출되는 기체의 전량을 조절함으로써, 배출되는 산소의 양을 조정할 수 있다.
예를 들어, 배기관(127)에 기상 공간(120a) 내의 기체를 흡인하는 흡인 장치를 설치하고, 흡인 장치의 출력을 조정함으로써 배기관(127)으로부터 배출되는 기체의 전량을 조정할 수 있다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 기상 공간(120a)에 퍼지 가스를 공급하는 경우, 흡인 장치를 제어함으로써, 기상 공간(120a)에 공급되는 퍼지 가스의 양을 조절할 수도 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 용융 유리로부터 방출되는 산소의 양을 조정함과 동시에, 기상 공간(120a)의 상부에 설치된 배기관(127)으로부터 배출되는 산소의 양을 조정함으로써, 기상 공간(120a)의 산소 농도가 소정의 범위가 되도록 조정되어 있다. 이에 의해, 백금족 금속이 산화되어서 휘발하는 것을 억제하여, 휘발한 백금족 금속이 환원되는 것에 의한 백금족 금속의 석출량을 저감시킬 수 있다. 청징제로서 산화주석을 사용하는 경우, As2O3, Sb2O3을 사용하는 경우와 비교하여, 산화주석이 청징 효과를 발휘하는 온도 영역은 높아, 백금족 금속의 휘발이 현저해지기 때문에, 본 실시 형태의 효과는 특히 유효하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 청징관(120) 내의 기상 공간(120a)에 퍼지 가스 공급관(124a) 및 퍼지 가스 공급관(124b)으로부터 퍼지 가스를 공급함으로써, 청징관(120) 내의 용융 유리로부터 방출되는 산소를 배출하여, 기상 공간(120a)의 산소 농도를 저하시킬 수 있다. 이때, 산소 농도계(128)에 의해 계측되는 산소 농도에 따라서 퍼지 가스의 공급량을 조절함으로써, 기상 공간(120a)의 산소 농도가 소정의 범위가 되도록 조절할 수 있다. 이에 의해, 백금족 금속이 산화되어서 휘발하는 것을 억제하여, 휘발한 백금족 금속이 환원되는 것에 의한 백금족 금속의 석출량을 저감시킬 수 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 배기관(127)으로부터 배출되는 기체의 양을 계측함과 동시에, 산소 농도를 산소 농도계(128)에 의해 계측하고, 배기관(127)으로부터 배출되는 산소량(=배기관(127)으로부터 배출되는 기체의 전량×산소 농도)이 소정의 범위가 되도록 퍼지 가스의 공급량이 조절된다. 즉, 산소 농도계(128)에 의해 계측된 배기관(127)으로부터의 전체 배기량 및 배기 중의 산소 농도의 신호가 제어 장치(123)에 출력되고, 제어 장치(123)는 산소 농도계(128)로부터의 신호에 따라서 퍼지 가스 공급 장치(125a, 125b)를 제어하여, 퍼지 가스의 공급량, 공급 압력을 조정한다.
청징관(120) 내의 용융 유리로부터 방출되는 산소의 양은, 본 실시 형태에서는, 용융 유리의 상류측의 쪽이 하류측보다도 많아지도록 조정되어 있기 때문에, 용융 유리의 상류측으로부터 공급되는 퍼지 가스를, 용융 유리의 하류측으로부터 공급되는 퍼지 가스보다도 많게 하는 것이 바람직하다. 즉, 퍼지 가스 공급관(124a)으로부터 공급되는 퍼지 가스의 양을, 퍼지 가스 공급관(124b)으로부터 공급되는 퍼지 가스의 양보다도 많게 하는 것이 바람직하다. 퍼지 가스 공급관(124a)으로부터 공급되는 퍼지 가스의 양을 퍼지 가스 공급관(124b)으로부터 공급되는 퍼지 가스의 양보다도 많게 함으로써 용융 유리로부터 방출되는 산소를 보다 효율적으로 퍼지 가스로 희석하여 배출할 수 있다.
또한, 배기관(127)에, 기상 공간(120a) 내의 기체를 흡인하는 흡인 장치를 설치할 수도 있다. 흡인 장치에 의해 배기관(127)측을 감압(예를 들어 기상 공간(120a) 내의 압력보다도 10Pa 정도 감압)함으로써, 기상 공간(120a) 내의 산소 및 퍼지 가스를 효율적으로 배출할 수 있다. 또한, 흡인 장치를 제어함으로써 기상 공간(120a)에 공급되는 퍼지 가스의 양을 조절할 수도 있다.
(제2 실시 형태의 청징관의 구성)
이어서, 제2 실시 형태의 청징관(120)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 청징 장치는, 청징관(120) 이외에, 배기관(통기관)(127), 전극(121a, 121b), 및 청징관(120)의 외주를 둘러싸는 도시되지 않은 내화물 보호층 및 내화물 벽돌을 포함한다. 도 6은 청징관(120)을 주로 도시하는 외관도이다. 도 7은 청징관(120)의 내부를 도시하는 단면도와 청징관의 온도 분포의 일례를 도시하는 도면이다.
청징관(120)에는, 배기관(통기관)(127), 및 한 쌍의 전극(121a, 121b)이 설치되어 있다. 청징관(120)의 내부에서는, 환원 반응에 의해 산소를 방출하는 청징제를 포함하는 용융 유리의 청징 공정이 행하여진다. 이 청징 공정에서는, 내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 이루어지는 청징관(120)의 내부에, 용융 유리를 용융 유리의 표면 상부에 기상 공간이 형성되도록 공급하고, 또한, 청징관(120)에 있어서 용융 유리를, 용융 유리의 기상 공간과 접하는 표면을 따르는 방향, 구체적으로는 청징관(120)의 길이 방향으로 흘린다. 기상 공간은, 용융 유리의 흐름 방향을 따라서 형성되어 있다. 기상 공간을 둘러싸는 내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 기상 공간을 둘러싸는 벽 전체가 백금족 금속을 포함하는 재료로 구성되어 있다.
배기관(통기관)(127)은 용융 유리가 흐르는 방향의 도중이며, 기상 공간과 접하는 내벽에 설치되고, 기상 공간과 청징관(120)의 외측의 대기를 연통시킨다. 배기관(통기관)(127)은 청징관(120)과 마찬가지로, 백금족 금속으로 성형되는 것이 바람직하다. 배기관(통기관)(127)은 방열 기능에 의해, 배기관(통기관)(127)의 온도가 저하되기 쉬우므로, 배기관(통기관)(127)을 가열하기 위한 가열 기구를 설치할 수도 있다.
한 쌍의 전극(121a, 121b)은 청징관(120)의 양단에 설치된 플랜지 형상의 전극판이다. 전극(121a, 121b)은 도시되지 않는 전원으로부터 공급되는 전류를 청징관(120)에 흘리고, 이 전류에 의해, 청징관(120)은 통전 가열된다. 청징제로서 산화주석을 사용하는 경우, 예를 들어 청징관(120)은 최고 온도가 1600℃ 내지 1750℃, 보다 바람직하게는 1630℃ 내지 1750℃가 되도록 가열되고, 용융 유리는 최고 온도가 산화주석의 환원 반응이 일어나는 온도, 예를 들어 1600℃ 내지 1720℃, 보다 바람직하게는 1620℃ 내지 1720℃로 가열된다. 청징관(120)을 흐르는 전류를 제어함으로써, 청징관(120)의 내부를 흐르는 용융 유리의 온도를 제어할 수 있다. 이와 같이, 청징관(120)의 내부를 통과하는 용융 유리가 가열되어서 청징된다. 전극(121a, 121b)은 청징관(120)에 한 쌍 설치되지만, 전극의 수는 특별히 제한되지 않는다. 전극(121a, 121b)에 의한 통전 가열에 의해, 청징관(120)의 기상 공간과 접하는 내벽의 온도는, 예를 들어 1500 내지 1750℃의 범위에 있다.
청징관(120)의 내부에서는, 용융 유리에 첨가되어 있는 청징제, 예를 들어 산화주석의 산화환원 반응에 의해, 용융 유리에 포함되는 CO2 또는 SO2를 포함하는 기포가 제거된다. 구체적으로는, 처음에, 용융 유리의 온도를 높여서, 청징제를 환원시킴으로써, 산소의 기포를 용융 유리 중에 발생시킨다. 용융 유리 중에 포함되는 CO2, N2, SO2 등의 기체 성분을 포함하는 기포는, 청징제의 환원 반응에 의해 발생한 산소를 흡수한다. 산소를 흡수하여 기포의 직경이 확대된(성장함) 기포는, 기상 공간과 접하는 용융 유리의 표면(액면)에 부상하여 기포를 방출하여, 즉 기포가 파열하여 소멸한다. 소멸한 기포에 포함되어 있었던 가스는 기상 공간에 방출되고, 배기관(127)을 경유하여 청징관(120)의 외부로 배출된다. 이어서, 용융 유리의 온도를 낮춰서, 환원된 청징제를 산화시킨다. 이에 의해, 용융 유리 중에 잔류하고 있는 기포의 산소가 용융 유리에 녹아들어가 흡수된다(흡수 처리). 이에 의해, 잔존하는 기포는 작아져, 소멸한다. 이와 같이, 청징제의 산화환원 반응에 의해 용융 유리에 포함되는 기포가 제거된다.
도시되어 있지 않으나, 청징관(120)의 외벽면에는 내화물 보호층이 설치된다. 내화물 보호층의 외측에는, 내화물 벽돌이 더 설치된다. 내화물 벽돌은 베이스(도시하지 않음)에 적재되어 있다.
이러한 청징관(120)에 있어서, 청징관(120) 중 기상 공간과 접하는 벽의 온도는, 용융 유리의 흐름 방향을 따라 온도 분포를 갖는다. 그리고, 용융 유리의 탈포를 행할 때, 기상 공간과 접하는 용융 유리의 표면(액면)으로부터 기상 공간에 방출되는 기포의 방출량이 최대가 되는 용융 유리의 흐름 방향의 기포 방출량 최대 위치와 용융 유리의 흐름 방향에 있어서의 온도 분포의 최고 온도 위치가, 용융 유리의 흐름 방향에 있어서 이격되도록 상기 기포 방출량 최대 위치가 조정되어 있다.
또한, 백금족 금속은, 내벽의 온도가 높을수록 휘발은 촉진된다. 이로 인해, 최고 온도 위치는, 백금족 금속이 가장 활발히 휘발하기 쉬운 온도 조건이 되어 있다. 또한, 산소의 함유량이 많은 분위기일수록 백금족 금속의 휘발은 활발해진다.
따라서, 상기 기포 방출량 최대 위치와 상기 최고 온도 위치가 용융 유리의 흐름 방향에 있어서 이격되도록 기포 방출량 최대 위치를 조정함으로써, 기포 방출량 최대 위치에 있어서 용융 유리의 표면(액면)으로부터 방출된 기포 중의 산소가 최고 온도 위치에 흐르는 경우는 적어진다. 이로 인해, 청징관(120)의 벽으로부터 백금족 금속이 활발히 휘발하는 최고 온도 위치에 용융 유리의 탈포에 의해 방출된 산소가 유입되어, 백금족 금속의 휘발을 촉진하는 경우에 비하여, 최고 온도 위치에 있어서의 백금족 금속의 휘발은 저감된다. 이로 인해, 백금족 금속의 휘발물이 청징관(120)의 벽에 응집하여 응집물을 만들고, 이 응집물의 일부가 미립자로서 이탈하여 용융 유리에 이물질이 혼입되는 것을 억제할 수 있다. 이하 이 점을 설명한다.
도 7은, 청징관(120)의 단면과, 청징관(120)의 벽의 온도 분포의 위치 관계를 도시하는 도면이다. 도 7의 상단은, 청징관(120)의 단면도이다. 도 7의 하단은, 청징관(120)의 기상 공간과 접하는 내벽의 온도 분포를 도시하는 그래프이다. 청징관(120)의 기상 공간과 접하는 내벽의 온도 분포를 도시하는 그래프에 있어서, 횡축은 용융 유리의 흐름 방향의 위치, 즉 청징관(120)의 길이 방향 위치를 나타내고, 종축은 청징관(120)의 기상 공간과 접하는 내벽의 온도를 나타낸다.
본 실시 형태의 청징관(120)에서는, 플랜지 형상을 갖는 전극(플랜지 부재)(121a, 121b)은 높은 방열 기능을 가지므로, 청징관(120)의 양쪽 단부 근방의 벽은, 그 내벽의 용융 유리의 흐름 방향(X 방향: 청징관(120)의 길이 방향)을 따른 주변의 내벽(기상 공간과 접하는 청징관(120)의 내벽)의 부분에 비하여 저온이 되기 쉽다. 또한, 배기관(127)도 청징관(120)으로부터 돌출되어 있으므로, 배기관(127) 근방의 기상 공간과 접하는 청징관(120)의 내벽도, 그 내벽의 X 방향을 따른 주변의 내벽(기상 공간과 접하는 청징관(120)의 내벽)의 부분에 비하여 저온이 되기 쉽다. 이로 인해, 기상 공간과 접하는 청징관(120)의 내벽의 온도는, X 방향을 따라서 온도 분포를 갖는다. 청징관(120)의 양쪽 단부 근방, 즉 한 쌍의 전극(121a, 121b)의 단부 근방의 내벽 및 배기관(127)의 근방의 벽은, X 방향에 있어서 온도가 낮은 저온 영역이 되고, 배기관(127)과 전극(121a, 121b) 사이의 중간 부분은, X 방향에 있어서 온도가 높은 고온 영역이 된다. 이러한 내벽의 온도 분포에 있어서의 온도는 가장 낮은 온도에서도, 전극(121a, 121b)에 의한 청징관(120)의 통전 가열에 의해 고온, 예를 들어 1500℃ 이상의 온도가 된다. 이로 인해, 기상 공간에는, 청징관(120)을 구성하는 백금족 금속이 휘발하여 백금족 금속의 휘발물이 존재한다. 도 7은 온도 분포의 일례를 도시한다. 이 온도 분포에서는, 온도가 최고 온도 Tmax℃가 되는 X 방향에 있어서의 위치를 P로 나타내고 있다.
여기서, 온도 분포의 최고 온도 위치는 위치 P에 한정되지 않고, 위치 P 주위의 허용 범위를 갖는다. 최고 온도 위치의 허용 범위는, 바람직하게는 (Tmax-20)℃ 내지 Tmax℃의 범위 내의 온도 영역이며, 더욱 바람직하게는 (Tmax-10)℃ 내지 Tmax℃의 범위 내의 온도 영역이며, 특히 바람직하게는 (Tmax-5)℃ 내지 Tmax℃의 범위 내의 온도 영역이다. 이후, 허용 범위를 갖는 최고 온도 위치를 최고 온도 위치 R이라고 한다.
한편, 용융 유리는, 청징관(120) 내에서 가열되어, 청징제가 환원 반응을 하여, 용융 유리 중으로의 산소의 방출을 개시한다. 이 산소의 방출은 급격하게 발생한다. 방출된 산소는, 용융 유리 중의 기포에 흡수되어서 기포의 직경을 확대시키거나(성장시키거나), 또는, 용융 유리 중의 기포가 되어서 용융 유리 중의 기존의 기포를 흡수하여 기포의 직경을 확대시켜(성장시켜), 용융 유리의 점성을 극복하여 기상 공간과 접하는 용융 유리의 표면(액면)을 향하여 부상을 개시한다. 이때 용융 유리의 표면(액면)으로부터 방출되는 기포의 방출량이 최대가 되는 청징관(120)의 길이 방향의 기포 방출량 최대 위치 A는, 상기 최고 온도 위치 R과, X 방향에 있어서 이격되어 있다. 구체적으로는, 최고 온도 위치 R에 대하여 용융 유리의 흐름의 하류측에 위치하고 있는 것이 바람직하다.
이렇게 기포 방출량 최대 위치 A가 최고 온도 위치 R에 대하여 이격되도록, 기포 방출량 최대 위치 A는 조정되어 있다.
기포 방출량 최대 위치 A는 실험에 의해 구할 수 있지만, 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 예측하여 구할 수도 있다. 컴퓨터 시뮬레이션의 경우, 청징관(120)과, 그 주위에 설치되는 도시되지 않은 내화물 보호층 및 내화물 벽돌과, 청징관(120)의 통전 가열에 의해 만들어지는 가열원을 모델화하여 열전도 시뮬레이션을 행함과 동시에, 이 시뮬레이션 결과인 용융 유리의 온도 계산값을 사용하여, 미리 정해져 있는 용융 유리의 온도와 청징제의 산소의 방출량의 대응 관계를 사용하여 청징제의 산소의 방출량을 정하여 소정의 크기의 기포를 발생시킴으로써, 용융 유리 중의 산화환원 반응을 시뮬레이션하고, 또한 용융 유리 중에 미리 정한 기포가 산소를 흡수하여 기포의 직경이 확대되는 것과 직경이 확대된 기포의 부상을 시뮬레이션함으로써, 기포 방출량 최대 위치 A를 예측할 수 있다. 이 경우, 기포의 방출량도 예측할 수 있다. 이러한 시뮬레이션은, 공지된 시뮬레이션 프로그램 등을 사용하여 컴퓨터 상에서 실행할 수 있다. 그리고, 기포 방출량 최대 위치 A가 최고 온도 위치 R과 X 방향에 있어서 이격되도록, 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 청징 조건을 결정할 수 있다.
여기서, 기포 방출량 최대 위치 A는, 청징관(120) 내를 흐르는 용융 유리의 온도 분포, 및 용융 유리의 유속 중 적어도 어느 하나의 조정에 의해 행하여지는 것이 바람직하다. 용융 유리의 온도 분포는, 청징제로부터 방출되는 산소의 양 및 산소의 방출 개시 위치, 나아가 용융 유리 중의 기포의 부상 속도에 영향을 준다. 용융 유리의 온도 분포는, 예를 들어 가열 전극(121b)의 통전 가열에 있어서의 청징관(120)의 가열량에 의해, 또는 청징관(120)의 주상의 전류 분포의 조정에 의해 조정할 수 있다. 또한, 용융 유리의 온도 분포는, 예를 들어 청징관(120)의 외주로부터 외측을 향하는 방열량의 조정에 의해 조정할 수 있다. 방열량의 조정은, 청징관(120)의 외주를 둘러싸는 내화물 보호층 또는 내화물 벽돌의 단열 특성(열전도율 등)이나 열저항(=(내화물 보호층이나 내화물 벽돌의 두께)/열전도율)을 조정함으로써 행하여진다. 이러한 조정 파라미터를 변경하고, 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 기포 방출량 최대 위치 A를 조정할 수 있다.
용융 유리의 유속은, 용융 유리 중에 있어서의 산소의 방출 개시 위치로부터 기상 공간과 접하는 용융 유리의 표면(액면)에 있어서의 산소의 방출 위치까지의 거리에 영향을 준다. 용융 유리의 유속 조정은, 예를 들어 청징관(120)의 용융 유리의 유출구 근방에 있어서의 용융 유리의 온도(점도), 또는 성형 장치(200) 등의 후속 공정에 위치하는 장치에 의한 용융 유리의 인출량에 의해 조정할 수 있다. 이러한 조정 파라미터를 변경하고, 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 기포 방출량 최대 위치 A를 조정할 수 있다.
실제로 유리 기판을 제조할 때, 컴퓨터 시뮬레이션으로 조정한 기포 방출량 최대 위치 A가 원하는 위치가 될 때의 상기 조정 파라미터의 각 값(청징 조건)을 사용한다.
본 실시 형태에서는, 청징관(120)에, 기상 공간과 청징관(120)의 외측의 대기를 연통하는 배기관(127)이 설치되는데, 이때, X 방향에 있어서의 배기관(127)의 배치 위치는, 기포 방출량 최대 위치 A와 최고 온도 위치 R 사이인 것이 바람직하다. 이렇게 배기관(127)의 배치 위치를 정함으로써, 산소를 포함한 기포가 다량으로 용융 유리의 기상 공간과 접하는 표면으로부터 방출되는 기포 방출량 최대 위치 A에서는, 표면으로부터 방출된 기포 중의 산소가, 기류에 의해 기포 방출량 최대 위치 A에 흐르기 전에, 산소의 대부분은 배기관(127)으로부터 청징관(120a)의 외측으로 방출된다. 이로 인해, 기포 방출량 최대 위치 A에서 방출된 기포 중의 산소가 최고 온도 위치 R로 흐를 가능성은 낮아, 최고 온도 위치 R에 있어서의 백금족 금속의 휘발을 저감시킬 수 있다.
기포 방출량 최대 위치 A와, X 방향에 있어서의 배기관(127)의 배치 위치는, 청징관(120)의 벽의 온도 분포의 최고 온도 위치 R을 기준으로 하여 X 방향의 동일한 측에 있는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서도, 기포 방출량 최대 위치 A에서 방출된 기포 중의 산소가 최고 온도 위치 R로 흐를 가능성은 낮아, 최고 온도 위치 R에 있어서의 백금족 금속의 휘발을 저감시킬 수 있다.
최고 온도 위치 R, 배기관(127)의 배치 위치, 및 기포 방출량 최대 위치 A는, X 방향의 상류측에서부터 최고 온도 위치 R, 배기관(127)의 배치 위치, 및 기포 방출량 최대 위치 A의 순서로 위치하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에서는, 청징관(120)의 외주에는, 청징관(120)의 외측으로 연장되는 전극(121a, 121b)을 포함하는 플랜지 형상의 부재(플랜지 부재)가 설치되지만, 플랜지 형상의 부재 X 방향의 배치 위치는, 기포 방출량 최대 위치 A와 배기관(127)의 배치 위치 사이의 영역 이외의 상기 길이 방향의 영역에 있는 것이 바람직하다. 플랜지 형상의 부재는, 그 형상에 기인하여 배기관(127)의 외측으로의 방열량이 크기 때문에, 플랜지 형상의 부재가 설치되는 청징관(120)의 내벽 근방에서는 국부적으로 온도가 낮아지기 쉽다. 이 경우, 기상 공간 내의 백금족 금속의 휘발물이 상기 플랜지 형상의 부재가 설치되어 있는 내벽 근방을 통과함으로써, 휘발물이 식혀져서 청징관(120)의 내벽에서 응집하는 경우가 있다. 이로 인해, 플랜지 형상의 부재의 배치 위치는, 기포 방출량 최대 위치 A와 배기관(127)의 배치 위치 사이의 영역 이외의 영역에 있는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에서는, 최고 온도 위치 R, 배기관(127)의 배치 위치, 및 기포 방출량 최대 위치 A는, X 방향의 상류측에서부터 최고 온도 위치 R, 배기관(127)의 배치 위치, 및 기포 방출량 최대 위치 A의 순서로 위치하는데, 기포 방출량 최대 위치 A와 배기관(127)의 배치 위치는, 최고 온도 위치 R을 기준으로 하여 X 방향(청징관(120)의 길이 방향)의 동일한 측에 있는 한에 있어서, 최고 온도 위치 R, 배기관(127)의 배치 위치, 및 기포 방출량 최대 위치 A는 제한되지 않는다. 예를 들어, 용융 유리가 흐르는 X 방향의 상류측에서부터 최고 온도 위치 R, 기포 방출량 최대 위치 A, 및 배기관(127)의 배치 위치의 순서로 위치할 수도 있다. 이 경우, 기포 방출량 최대 위치 A에서 방출된 산소는, 배기관(127)의 방향으로 흐르므로, 기포 방출량 최대 위치 A에서 방출된 산소는, 용융 유리의 최고 온도 위치 R 근방의 기상 공간의 온도가 높은 분위기에 흐르기 어렵다.
또한, 기포 방출량 최대 위치 A와, 배기관(127)의 배치 위치는, X 방향의 동일 위치로 할 수도 있다. 기포 방출량 최대 위치 A와 배기관(127)의 배치 위치를, X 방향의 동일 위치로 함으로써, 기포 방출량 최대 위치 A에서 용융 유리의 표면(액면)으로부터 방출된 산소를 상방에 위치하는 배기관(127)을 경유하여 청징관(120)의 외측으로 방출하므로, 산소는 기상 공간 내에 확산하지 않고, 또한 기상 공간 내를 흐르는 일 없이, 배기관(127)을 향한다. 이로 인해, 기포 방출량 최대 위치 A에서 용융 유리의 표면(액면)으로부터 방출된 산소는, 백금족 금속의 휘발에 사용되는 경우는 거의 없게 된다. 또한, 기포 방출량 최대 위치 A와 배기관(127)의 배치 위치를 X 방향의 동일 위치로 한다란, X 방향에 있어서의, 배기관(127)의 관의 중심 위치에 대하여 배기관(127)의 관 직경의 치수의 범위 내의 영역(X 방향을 따른 영역)에 기포 방출량 최대 위치 A가 있는 것을 말한다. 또한, 기포 방출량 최대 위치 A에 대하여 기포 방출량 최대 위치 A의 허용 범위가 정해져 있을 경우, 이 허용 범위가 상기 관 직경의 치수의 범위 내의 영역과 일부가 겹쳐 있으면 된다.
청징관(120)의 기상 공간과 접하는 청징관(120)의 내벽의 온도가 1500℃ 이상이어도, 본 실시 형태에서는, 백금족 금속 휘발을 저감시키고, 백금족 금속 휘발물의 응집을 억제하므로, 본 실시 형태의 효과는 현저해진다.
또한, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태 중의 어느 것에 있어서도, 기상 공간에 있어서의 백금족 금속의 증기압은, 백금족 금속의 휘발을 억제하기 위하여 조정되는 것이 바람직하다. 백금족 금속의 휘발 및 응집을 억제하는 점으로부터, 기상 공간에 있어서의 백금족 금속의 증기압은 0.1Pa 내지 15Pa인 것이 바람직하고, 3Pa 내지 10Pa인 것이 바람직하다.
또한, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 환원 반응에 의해 산소를 방출하는 청징제를 포함하는 용융 유리를 처리하는 장치로서, 청징관(120)을 사용하여 설명했지만, 반드시 청징관(120)에 한정되는 것은 아니다. 기상 공간을 갖고, 환원 반응에 의해 산소를 방출하는 청징제를 포함하는 용융 유리를 처리하는 부분이라면, 청징관에 한정되지 않는다.
(실험예 1)
제1 실시 형태의 효과를 확인하기 위해서, 청징제로서 산화주석을 사용하고, 도 3에 도시하는 제1 실시 형태의 청징관(120)을 사용하여, 용융 유리의 청징을 1시간 행함과 동시에, 상기 실시 형태의 조정을 행하였다. 이 청징 후, 2270mm×2000mm이며, 두께가 0.5mm인 시트 글라스로 성형하여, 100장의 유리 기판을 제작하였다.
이때, 실시예 1 내지 8에서는, 용융 유리로부터의 산소 방출량, 퍼지 가스(N2)의 공급량 및 배기관(127)의 흡인량을 조정하여, 기상 공간(120a)의 산소 농도를 0.1％ 내지 3％의 범위로 조정하였다. 실시예 1의 산소 농도는 0％, 실시예 2의 산소 농도는 0.1％, 실시예 3의 산소 농도는 0.3％, 실시예 4의 산소 농도는 0.5％, 실시예 5의 산소 농도는 0.7％, 실시예 6의 산소 농도는 1％, 실시예 7의 산소 농도는 2％, 실시예 8의 산소 농도는 3％가 되도록 조정하였다.
종래예로서, 기상 공간(120a)의 산소 농도의 조정을 행하지 않았다. 이때, 산소 농도는 21％였다. 유리 기판의 백금 응집물은 육안에 의해 검사하고, 100장당의 백금 응집물수로 평가하였다. 백금 응집물은 종횡비가 100 이상이며, 최대 길이가 100㎛ 이상인 것을 검사 대상의 백금 이물질로 하였다.
상기 검사의 결과, 실시예 1 내지 8의 순서로, 백금 응집물수는 0.10개/㎥, 1.2개/㎥, 3.9개/㎥, 7.4개/㎥, 12개/㎥, 19개/㎥, 57개/㎥, 113개/㎥였다. 이 결과는, 종래예의 이물질량 4306개/㎥에 비하여 적다. 이것으로부터, 실시예 1 내지 8에서는, 종래예 대비 이물질량을 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1 내지 8의, 유리 기판에 결함으로서 잔존하는 기포의 수는, 실시예 1 내지 8의 순서로, 34개/㎥, 28개/㎥, 19개/㎥, 13개/㎥, 11개/㎥, 15개/㎥, 88개/㎥, 255개/㎥였다. 이 결과는, 종래예의 이물질량 19201개/㎥에 비하여 적다. 또한, 유리 기판의 유리 조성은 SiO2 66.6몰％, Al2O3 10.6몰％, B2O3 11.0몰％, MgO, CaO, SrO 및 BaO의 합량 11.4몰％, SnO2 0.15몰％, Fe2O3 0.05％, 알칼리 금속 산화물의 합량 0.2몰％이며, 변형점은 660℃, 점도가 102. 5푸아즈일 때의 용융 유리의 온도는 1570℃였다.
도 8은, 실험예 1의 실시예 1 내지 8의 결과를 도시하는 도면이다. 도 8에서는, 다른 실시예의 결과에 대해서도 플롯하고 있다.
(실험예 2)
제2 실시 형태의 효과를 확인하기 위해서, 청징제로서 산화주석을 사용하고, 도 6에 도시하는 제2 실시 형태의 청징관(120)을 사용하여, 용융 유리의 청징을 1시간 행함과 동시에, 상기 실시 형태의 조정을 행하였다. 구체적으로는, 용융 유리의 온도 분포를 조정하여, 기포 방출량 최대 위치 A를 바꾸었다. 이 청징 후, 2270mm×2000mm이며, 두께가 0.5mm인 시트 글라스로 성형하여, 100장의 유리 기판을 제작하였다. 이때, 실시예 9에서는, 기포 방출량 최대 위치 A와 온도 분포의 최고 온도 위치가 용융 유리의 흐름 방향에 있어서 이격되도록 용융 유리의 온도를 조정하였다. 배기관(127)의 위치는, 용융 유리의 흐름 방향의 기포 방출량 최대 위치 A와 온도 분포의 최고 온도 위치 사이로 하였다.
종래예로서, 기포 방출량 최대 위치 A와 온도 분포의 최고 온도 위치의 조정을 행하지 않았다. 이 경우, 기포 방출량 최대 위치 A와 온도 분포의 최고 온도 위치는 대략 일치하고 있었다.
유리 기판의 백금 응집물은 육안에 의해 검사하고, 100장당의 백금 응집물수로 평가하였다.
백금 응집물은 종횡비가 100 이상이며, 최대 길이가 100㎛ 이상인 백금 이물질을 검사 대상의 이물질로 하였다.
상기 검사의 결과, 기포 방출량 최대 위치 A와 온도 분포의 최고 온도 위치가 일치하는 종래예와 비교하여, 실시예 9에서는, 유리 기판에 혼입된 백금에 기인하는 백금 응집물수가 1/3 이하였다. 실시예 9, 유리 기판에 결함으로서 잔존하는 기포의 수는 300개/㎥ 이하였다. 이에 의해, 실시예 9에서는, 종래예 대비 백금 응집물수를 저감시키는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 유리 기판의 유리 조성은, SiO2 66.6몰％, Al2O3 10.6몰％, B2O3 11.0몰％, MgO, CaO, SrO 및 BaO의 합량 11.4몰％, SnO2 0.15몰％, Fe2O3 0.05％, 알칼리 금속 산화물의 합량 0.2몰％이며, 변형점은 660℃, 점도가 102. 5푸아즈일 때의 용융 유리의 온도는 1570℃였다.
(실험예 3)
실험예 1에 대하여 유리 기판의 유리 조성을, SiO2 70몰％, Al2O3 12.9몰％, B2O3 2.5몰％, MgO 3.5몰％, CaO 6몰％, SrO 1.5몰％, BaO 3.5몰％, SnO2 0.1몰％로 변경한 이외에 실시예 1과 동일한 방법으로 유리 기판을 제작하였다. 이때, 유리 기판의 변형점은 745℃였다.
그 결과, 실험예 1과 마찬가지로, 종래예 대비로 백금 응집물 개수를 저감 시킬 수 있는 것을 알았다.
(실험예 4)
실험예 2에 대하여 유리 기판의 유리 조성을, SiO2 70몰％, Al2O3 12.9몰％, B2O3 2.5몰％, MgO 3.5몰％, CaO 6몰％, SrO 1.5몰％, BaO 3.5몰％, SnO2 0.1몰％로 변경한 이외에 실시예 2와 동일한 방법으로 유리 기판을 제작하였다. 이때, 유리 기판의 변형점은 745℃였다.
그 결과, 실험예 2와 마찬가지로, 종래예 대비로 백금 응집물 개수를 저감 할 수 있는 것을 알았다.
이상, 본 발명의 유리 기판 제조 방법 및 유리 기판 제조 장치에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 주지를 벗어나지 않는 범위에서, 다양한 개량이나 변경을 해도 되는 것은 물론이다. 상기의 설명에서는 처리 장치로서 청징관을 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이에 한정하지 않고, 용해조, 교반조나 성형 장치, 이송관, 공급관에 본 발명을 적용할 수도 있다.
100: 용해 장치
101: 용해조
103: 교반조
104, 105: 이송관
106: 유리 공급관
120: 청징조
121a, 121b: 전극
122: 전원 장치
123: 제어 장치
124a, 124b: 퍼지 가스 공급관
125a, 125b: 퍼지 가스 공급 장치
127: 배기관
128: 산소 농도계
200: 성형 장치
300: 절단 장치
A: 산소 방출량 최대 위치
P: 최고 온도 위치
R: 최고 온도 위치 범위

Claims (19)

  1. 내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 이루어지는 처리 장치를 사용하여, 환원 반응에 의해 산소를 방출하는 청징제를 포함하는 용융 유리를 처리하는 공정을 포함하고,
    상기 용융 유리를 처리하는 공정에서는,
    상기 처리 장치의 내벽과 상기 용융 유리의 표면에 의해 형성되는 기상 공간에, 상기 용융 유리로부터 방출되는 산소의 양을 조정함으로써, 상기 백금족 금속의 휘발이 억제되도록 상기 기상 공간의 산소 농도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 유리 기판의 제조 방법.
  2. 용융 유리를 처리하는 처리 장치를 사용하여 용융 유리를 처리하는 유리 기판의 제조 방법으로서,
    환원 반응에 의해 산소를 방출하는 청징제를 포함하는 용융 유리를 처리할 때,
    내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 이루어지는 처리 장치의 내부에, 용융 유리를 용융 유리의 표면 상부에 기상 공간이 형성되도록 공급하고,
    상기 용융 유리로부터 방출되는 산소의 양을 조정함으로써, 상기 백금족 금속의 휘발이 억제되도록 상기 기상 공간의 산소 농도를 제어하는, 유리 기판의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유리 기판은 산화주석을 0.01몰％ 내지 0.3몰％ 함유하고,
    상기 용융 유리로부터 방출되는 산소의 양은 상기 산화주석의 함유량에 따라 조정되는, 유리 기판의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기상 공간으로부터 상기 처리 장치의 외부로 배출되는 산소의 양을 또한 조정함으로써 상기 산소 농도를 제어하는, 유리 기판의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산소 농도가 소정의 범위가 되도록, 공급량을 조절한 가스를 상기 기상 공간에 공급하는, 유리 기판의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 장치에서 상기 용융 유리를 상기 용융 유리의 상기 기상 공간과 접하는 표면을 따르는 방향으로 흘리고,
    상기 산소의 방출량은 상기 용융 유리의 흐름 방향의 위치에 따라서 변화하고,
    상기 용융 유리의 흐름 방향의 위치에서의 상기 산소의 방출량의 분포를 조정함으로써, 상기 백금족 금속의 휘발이 억제되도록 상기 기상 공간의 상기 용융 유리의 흐름 방향에서의 산소 농도의 분포를 조정하는, 유리 기판의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 처리 장치의 온도는 상기 용융 유리의 흐름 방향의 위치에 따라서 변화하고,
    상기 산소의 방출량의 분포는 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 예측되고,
    상기 용융 유리의 흐름 방향에서의 상기 산소의 방출량이 최대가 되는 위치가, 상기 처리 장치의 온도가 최고가 되는 위치로부터 이격되도록, 상기 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 처리 조건을 결정하는, 유리 기판의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 장치에서 상기 용융 유리를 상기 용융 유리의 상기 기상 공간과 접하는 표면을 따르는 방향으로 흘리고,
    상기 처리 장치 중 기상 공간과 접하는 내벽의 온도는 상기 용융 유리의 흐름 방향을 따라 온도 분포를 갖고, 상기 용융 유리의 처리에서 용융 유리의 표면으로부터 상기 기상 공간에 방출되는 기포의 방출량이 최대가 되는 상기 용융 유리의 흐름 방향의 기포 방출량 최대 위치와 상기 용융 유리의 흐름 방향에서의 상기 온도 분포의 최고 온도 위치가 상기 용융 유리의 흐름 방향에서 이격되도록 상기 기포 방출량 최대 위치가 조정되는, 유리 기판의 제조 방법.
  9. 용융 유리를 처리하는 처리 장치를 사용하여 용융 유리를 처리하는 유리 기판의 제조 방법으로서,
    유리의 원료를 용해시켜 용융 유리를 생성하는 공정을 갖고,
    환원 반응에 의해 산소를 방출하는 청징제를 포함하는 용융 유리를 처리하는 공정을 포함하며,
    상기 용융 유리를 처리하는 공정에서는,
    내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 이루어지는 처리 장치의 내부에, 용융 유리를 용융 유리의 표면 상부에 기상 공간이 형성되도록 공급하고, 또한 상기 처리 장치에서 상기 용융 유리를 상기 용융 유리의 상기 기상 공간과 접하는 표면을 따르는 방향으로 흘리고,
    상기 처리 장치 중 기상 공간과 접하는 내벽의 온도는 상기 용융 유리의 흐름 방향을 따라 온도 분포를 갖고, 상기 용융 유리의 처리에서 상기 기상 공간과 접하는 용융 유리의 표면으로부터 상기 기상 공간에 방출되는 기포의 방출량이 최대가 되는 상기 용융 유리의 흐름 방향의 기포 방출량 최대 위치와 상기 용융 유리의 흐름 방향에서의 상기 온도 분포의 최고 온도 위치가 상기 용융 유리의 흐름 방향에서 이격되도록 상기 기포 방출량 최대 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는, 유리 기판의 제조 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 처리 장치는 상기 내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 구성된, 적어도 상기 용융 유리의 탈포를 행하는 청징관을 포함하고,
    상기 용융 유리를 처리하는 공정은 상기 청징관에서 상기 용융 유리의 탈포를 행하는 탈포 처리를 포함하는 청징 공정인, 유리 기판의 제조 방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기포 방출량 최대 위치는 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 예측되고,
    상기 기포 방출량 최대 위치가 상기 최고 온도 위치와 상기 용융 유리의 흐름 방향에서 이격되도록 상기 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 처리 조건을 결정하는, 유리 기판의 제조 방법.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기포 방출량 최대 위치의 조정은 상기 용융 유리의 온도 분포 및 상기 용융 유리의 유속 중 적어도 어느 하나의 조정에 의해 행하여지는, 유리 기판의 제조 방법.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기포 방출량 최대 위치는 상기 최고 온도 위치에 대하여 상기 용융 유리의 흐름의 하류측에 위치하는, 유리 기판의 제조 방법.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 장치는 상기 내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 구성된, 적어도 상기 용융 유리의 탈포를 행하는 청징관을 포함하고,
    상기 청징관에는, 상기 기상 공간과 상기 처리 장치의 외측의 대기를 연통하는 배기관이 설치되고,
    상기 용융 유리의 흐름 방향에서의 상기 배기관의 배치 위치는, 상기 기포 방출량 최대 위치와 상기 최고 온도 위치 사이인, 유리 기판의 제조 방법.
  15. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 장치는 상기 내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 구성된, 적어도 상기 용융 유리의 탈포를 행하는 청징관을 포함하고,
    상기 청징관에는, 상기 기상 공간과 상기 청징관의 외측의 대기를 연통하는 배기관이 설치되고,
    상기 기포 방출량 최대 위치와, 상기 용융 유리의 흐름 방향에서의 상기 배기관의 배치 위치는, 상기 온도 분포의 최고 온도 위치를 기준으로 하여 상기 용융 유리의 흐름 방향의 동일한 측에 있는, 유리 기판의 제조 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 처리 장치의 외주에는, 상기 처리 장치의 외측으로 연장되는 플랜지 부재가 설치되고, 상기 플랜지 부재의 상기 용융 유리의 흐름 방향의 배치 위치는, 상기 기포 방출량 최대 위치와 상기 배기관의 배치 위치 사이의 영역 이외의 영역에 있는, 유리 기판의 제조 방법.
  17. 용융 유리를 처리하는 처리 장치를 사용하여 용융 유리를 처리하는 유리 기판 제조 장치로서,
    내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 이루어지고, 내부에 환원 반응에 의해 산소를 방출하는 청징제를 포함하는 용융 유리가 공급됨과 동시에 상기 용융 유리의 표면 상부에 기상 공간이 형성되도록 구성된 처리 장치와,
    상기 용융 유리로부터 방출되는 산소의 양을 조정함과 동시에, 상기 기상 공간으로부터 배출되는 산소의 양을 조정함으로써, 상기 기상 공간의 산소 농도가 소정의 범위가 되도록 조정하도록 구성된 제어 장치를 구비하는, 유리 기판 제조 장치.
  18. 용융 유리를 처리하는 처리 장치를 사용하여 용융 유리를 처리하는 유리 기판 제조 장치로서,
    유리의 원료를 용해시켜 용융 유리를 생성하는 용해조와,
    내벽의 적어도 일부가 백금족 금속을 포함하는 재료로 이루어지고, 내부에 환원 반응에 의해 산소를 방출하는 청징제를 포함하는 용융 유리가 공급됨과 동시에, 상기 용융 유리를 상기 용융 유리의 상기 기상 공간과 접하는 표면을 따르는 방향으로 흘리고, 상기 용융 유리의 표면 상부에 기상 공간이 형성되고, 상기 기상 공간과 접하는 상기 내벽의 온도는 상기 용융 유리의 흐름 방향을 따라 온도 분포를 갖도록 구성된 처리 장치를 갖고,
    상기 용융 유리의 처리에서 용융 유리의 상기 표면으로부터 상기 기상 공간에 방출되는 기포의 방출량이 최대가 되는 상기 용융 유리의 흐름 방향의 기포 방출량 최대 위치와 상기 용융 유리의 흐름 방향에서의 상기 온도 분포의 최고 온도 위치가 상기 용융 유리의 흐름 방향에서 이격되도록 상기 기포 방출량 최대 위치가 조정되는 것을 특징으로 하는, 유리 기판 제조 장치.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 처리 장치는 상기 용융 유리의 탈포를 행하는 청징관을 포함하는, 유리 기판 제조 장치.
KR1020157001898A 2013-12-26 2014-12-26 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판 제조 장치 KR101730743B1 (ko)

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