TWI480249B - Glass substrate manufacturing method and stirring device - Google Patents

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TWI480249B
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Kohei Yamamoto
Hitoshi Gekko
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Description

玻璃基板之製造方法及攪拌裝置
本發明係關於玻璃基板之製造方法及攪拌裝置。
在玻璃板等玻璃製品之量產步驟中,係加熱玻璃原料而生成熔融玻璃,並將所生成之熔融玻璃成形,以製造玻璃板等玻璃製品。在熔融玻璃為不均質時,即於玻璃製品產生脈理。脈理係折射率或比重與周圍相異之筋狀區域,在透鏡等光學零件、液晶顯示器(LCD)用基板等之用途上被要求從玻璃製品嚴格地排除。特別是,代表液晶顯示器用基板之顯示器用玻璃基板中,需在大面積之表面整體將脈理抑制為極低等級。為了防止脈理產生,係進行使用攪拌裝置攪拌熔融玻璃之動作。一般而言,攪拌裝置具備圓筒形狀之處理室與攪拌器。攪拌器具有作為旋轉軸之軸部件與連接於軸部件側面之葉片。對配置有攪拌器之處理室內導入熔融玻璃,藉由葉片攪拌熔融玻璃,以使熔融玻璃均質化。
發明專利文獻1(日本特開昭63-8226號公報)中,揭示有具有作為旋轉軸之軸部件與連接於軸部件側面之葉片之攪拌器。發明專利文獻1所揭示之攪拌器之葉片,係相對攪拌器軸傾斜,藉此產生往處理室之上方向或下方向之熔融玻璃之流動,提高攪拌效果。
發明專利文獻2(日本特開昭58-88126號公報)中,亦揭示有具有作為旋轉軸之軸部件與連接於軸部件且其面傾斜於軸部件之圓周方向(旋轉方向)之葉片之攪拌器。此攪拌器,係將葉片於軸部件之長度方向設置複數段,且相鄰各段之葉片彼此逆向傾斜。在相鄰各段之葉片之間,產生藉由壓下熔融玻璃而產生之玻璃流與藉由壓上熔融玻璃而產生之玻璃流之兩個玻璃流,該等彼此衝撞。而能想見與熔融玻璃僅往一方向流動之情形相較能得到更高攪拌效果。
以往已提出了各種以攪拌熔融玻璃為目的之攪拌裝置。然而,習知之攪拌裝置,攪拌熔融玻璃之能力稱不上充分,而被要求有能將熔融玻璃更均質化之攪拌裝置。
本發明係有鑑於上述情事而完成之發明,其目的在於提供能將熔融玻璃更均質地攪拌之玻璃基板之製造方法及攪拌裝置。
本發明之玻璃基板之製造方法,具備將玻璃原料熔融而製得熔融玻璃之熔融步驟、在攪拌槽內部攪拌在熔融步驟製得之熔融玻璃之攪拌步驟、以及由在攪拌步驟攪拌後之熔融玻璃將玻璃基板成形之成形步驟。攪拌槽,具備用以將熔融玻璃從上方往下方或從下方往上方導引之處理室與用以攪拌處理室內之熔融玻璃之攪拌器。攪拌器具有沿垂直方向配置之作為旋轉軸之軸部件與於軸部件之側面沿軸部件之軸方向從最上段至最下段配置複數段之葉片。葉片具有相對軸部件之軸方向為正交之支承板與設置於支承板之主面上之輔助板。攪拌步驟中,藉由攪拌器以軸部件作為旋轉軸旋轉,輔助板使熔融玻璃產生往軸部件之半徑方向之流動,且位於配置於相鄰兩個段之葉片之支承板之間之輔助板使熔融玻璃產生相同方向之流動。
此玻璃基板之製造方法,係藉由攪拌器旋轉,使處理室內之熔融玻璃被輔助板往軸部件側攪入,或被往處理室內壁側壓出。亦即,熔融玻璃產生往軸部件之半徑方向之流動。藉此,熔融玻璃係一邊在處理室內從上方往下方或從下方往上方被導引,一邊往軸部件之半徑方向(外側方向及內側方向)移動。是以,此玻璃基板之製造方法,不需具備複雜之構成,即能將熔融玻璃更均質地攪拌。
又,本發明之玻璃基板之製造方法,具備將玻璃原料熔融而製得熔融玻璃之熔融步驟、在攪拌槽內部攪拌在熔融步驟製得之熔融玻璃之攪拌步驟、以及由在攪拌步驟攪拌後之熔融玻璃將基板成形之成形步驟。攪拌槽,具備用以將熔融玻璃從上方往下方或從下方往上方導引之處理室與用以攪拌處理室內之熔融玻璃之攪拌器。攪拌器具有沿垂直方向配置之作為旋轉軸之軸部件與於軸部件之側面沿軸部件之軸方向從最上段至最下段配置複數段之葉片。葉片具有相對軸部件之軸方向為正交之支承板與設置於支承板之主面上之輔助板。攪拌步驟中,藉由攪拌器以軸部件作為旋轉軸旋轉,設置於位於最上段之葉片之支承板上方之主面上之輔助板,係在位於最上段之葉片之支承板上方產生使熔融玻璃從處理室內壁往軸部件移動之第1流動,且產生使藉由第1流動而移動之熔融玻璃沿軸部件之側面上升之第2流動。
此玻璃基板之製造方法,係藉由攪拌器旋轉,於軸部件周圍形成熔融玻璃上升之流動,且形成熔融玻璃沿處理室內壁下降之流動。因此,熔融玻璃係從軸部件周圍被引入,而不會在處理室內下降。藉此,能抑制在作業中存在於處理室內之熔融玻璃之液面附近之泡或富含矽層被捲入熔融玻璃中而從處理室流出。又,藉由熔融玻璃之上升流及下降流,可抑制在熔融玻璃之液面附近有熔融玻璃滯留。因此,此玻璃基板之製造方法,能將熔融玻璃更均質地攪拌。
又,本發明之攪拌裝置,具備用以將熔融玻璃從上方往下方或從下方往上方導引之處理室與用以攪拌處理室內之熔融玻璃之攪拌器。攪拌器具備作為旋轉軸之軸部件與於軸部件之側面沿軸部件之軸方向從最上段至最下段配置複數段之葉片。葉片具有直接連接於軸部件之支承板與設置於支承板之主面上之輔助板。輔助板具有連接於軸部件或最接近軸部件之一端與位於一端之相反側之另一端,被設置成沿軸部件之軸方向觀看時,,隨著從一端往另一端,逐漸遠離將一端與作為軸部件之旋轉中心之中心點連結之直線。藉由攪拌器以軸部件作為旋轉軸旋轉,輔助板使熔融玻璃產生往軸部件之半徑方向之流動,且位於配置於相鄰兩個段之葉片之支承板之間之輔助板,使熔融玻璃產生相同方向之流動。
此攪拌裝置,係藉由攪拌器旋轉,使處理室內之熔融玻璃被輔助板往軸部件側攪入,或被往處理室內壁側壓出。亦即,熔融玻璃產生往軸部件之半徑方向之流動。藉此,熔融玻璃係一邊在處理室內從上方往下方或從下方往上方被導引,一邊往軸部件之半徑方向(外側方向及內側方向)移動。是以,此攪拌裝置能將熔融玻璃更均質地攪拌。
本發明之玻璃基板之製造方法及攪拌裝置能將熔融玻璃更均質地攪拌。
<第1實施形態>
(1)玻璃製造裝置之整體構成
使用圖1~圖9說明使用本發明之玻璃基板之製造方法及攪拌裝置之玻璃製造裝置之第1實施形態。圖1係顯示此玻璃製造裝置200構成一例之示意圖。玻璃製造裝置200具備溶解槽40、澄清槽41、攪拌裝置100、成形裝置42、以及分別連通此等之導管43a,43b,43c。藉由溶解槽40而生成之熔融玻璃7,通過導管43a流入澄清槽41,並藉由澄清槽41而澄清後通過導管43b往攪拌裝置100流入,被攪拌裝置100攪拌成均質後通過導管43c流入成形裝置42,並藉由降流法將玻璃帶44成形。
雖未圖示,但於溶解槽40設有加熱器等加熱手段,能將玻璃原料溶解而製得熔融玻璃7。玻璃原料只要適當調整成能製得所欲玻璃即可。例如,玻璃原料,只要調製成能製得以質量%表示、實質上由以下組成構成之玻璃即可。
SiO2  57~65%
Al2 O3  15~19%
B2 O3  8~13%
MgO 1~3%
CaO 4~7%
SrO 1~4%
BaO 0~2%
Na2 O 0~1%
K2 O 0~1%
As2 O3  0~1%
Sb2 O3  0~1%
SnO2  0~1%
Fe2 O3  0~1%
ZrO2  0~1%
此處之「實質上」係指在未滿0.1質量%之範圍內容許微量成分存在之意義。因此,具有上述組成之玻璃,在未滿0.1質量%之範圍內容許其他微量成分之混入。又,上述組成中之Fe2 O3 、As2 O3 、Sb2 O3 及SnO2 之各含有率,係將具有複數價之Fe、As、Sb或Sn之成分均作為Fe2 O3 、As2 O3 、Sb2 O3 或SnO2 而換算之值。
如上述調製之玻璃原料係投入溶解槽40。溶解槽40係使玻璃原料以依照其組成等之設定溫度溶解,而製得例如1500℃以上之熔融玻璃7。
以溶解槽40製得之熔融玻璃7,係從溶解槽40通過導管43a而流入澄清槽41。雖未圖示,但於澄清槽41與溶解槽40同樣地設置有加熱手段。在澄清槽41,藉由熔融玻璃7進一步被升溫而被澄清。具體而言,澄清槽41中,熔融玻璃7之溫度被上升至1550℃以上、進而上升至1600℃以上。熔融玻璃7藉由被升溫而被澄清。
於澄清槽41被澄清之熔融玻璃7係從澄清槽41通過導管43b而流入攪拌裝置100。熔融玻璃7在通過導管43b時被冷卻,在攪拌裝置100,以較在澄清槽41之溫度低之溫度被攪拌。作為如上所述之無鹼玻璃或微鹼玻璃之攪拌步驟之條件一例,最好係將熔融玻璃7之溫度設定在1400℃~1550℃之範圍內,且將熔融玻璃之黏度調整至2500泊~450泊之範圍內,來進行攪拌。熔融玻璃7係在攪拌裝置100被攪拌而被均質化。
被攪拌裝置100均質化之熔融玻璃7,從攪拌裝置100通過導管43c而流入成形裝置42。熔融玻璃7在通過導管43c時被冷卻,而冷卻至適於成形之溫度(例如1200℃)。於成形裝置42,藉由降流法使熔融玻璃7成形。流入成形裝置42之熔融玻璃7係從成形裝置42上部溢出而沿成形裝置42側壁往下方流動。藉此,將玻璃帶44連續成形。玻璃帶44隨著往下方而逐漸冷卻,最後被切斷為所欲大小之玻璃板。
(2)攪拌裝置之構成
圖2係顯示攪拌裝置100構成一例之側視圖。攪拌裝置100具備處理室101與收納於處理室101內之攪拌器102。處理室101為圓筒狀,與設置於上部側面之上游側導管103及設置於下部側面之下游側導管104連通。熔融玻璃7係從上游側導管103沿水平方向流入處理室101內,在處理室101內沿垂直方向從上方往下方被導引,從處理室101內沿水平方向往下游側導管104流出。
攪拌器102具備軸旋轉之圓柱狀軸部件105、連接於軸部件105側面之葉片106a,106b,106c,106d,106e。軸部件105係以其旋轉軸沿垂直方向之方式配置於處理室101內。葉片106a~106e,係沿軸部件105之軸方向(旋轉軸方向)從上方往下方依此順序等間隔配置。亦即,於攪拌器102,葉片106a~106e係沿軸部件105之軸方向設置成五段。
其次,參照圖3~圖6說明葉片106a~106e之構成。本實施形態中,葉片106a,106c,106e具有彼此相同之形狀,葉片106b,106d具有彼此相同之形狀。圖3及圖4係分別沿軸部件105之旋轉軸觀看時之葉片106a,106c,106e之立體圖及俯視圖。又,圖5及圖6係分別沿軸部件105之旋轉軸觀看時之葉片106b,106d之立體圖及俯視圖。
各葉片106a~106e,係配置成往軸部件105之徑方向外側延伸成放射狀。各葉片106a~106e,係由相對軸部件105之軸方向為正交之三片支承板108、設置於各支承板108上側之主面上之一片上側輔助板119a、以及設置於各支承板108下側之主面上之一片下側輔助板119b構成。以下,將上側輔助板119a及下側輔助板119b總稱為輔助板109。
三片支承板108,在俯視各葉片106a~106e時,係在相對軸部件105之旋轉軸為三次對稱之位置直接連接於軸部件105之側面。各支承板108係以其主面之法線沿著軸部件105之軸方向之方式連接於軸部件105。亦即,各支承板108係水平配置。各葉片106a~106e之三片支承板108如圖3~圖6所示,係在軸部件105周圍藉由連結部110彼此連接。亦即,三片支承板108構成實質上一個零件。
又,三片支承板108,配置成在將從軸部件105往處理室101內壁設為放射狀且配置於相鄰兩個段之葉片106a~106e之支承板108之各個投影於處理室101底面時,支承板108與支承板108之間隔變小。具體而言,沿軸部件105之旋轉軸相鄰之兩個葉片106a~106e之支承板108,在沿軸部件105之旋轉軸觀看時係配置成彼此不重疊。例如,圖7係表示在沿軸部件105之旋轉軸俯視攪拌器102時之葉片106a及葉片106b之位置關係。如圖7所示,葉片106a之支承板108配置成位於葉片106b之支承板108之間。亦即,葉片106a及葉片106b之六片支承板108看似配置於相對軸部件105之旋轉軸為六次對稱之位置。
輔助板109係於支承板108之主面上設置成其主面相對支承板108之主面成垂直。輔助板109設置於支承板108上方之主面上及下方之主面上。如上所述,於支承板108上側之主面上設置有上側輔助板119a,於支承板108下側之主面上設置有下側輔助板119b。此外,圖4及圖6中,下側輔助板119b係以虛線顯示。
又,輔助板109係從軸部件105往支承板108外周緣設置。此處,各輔助板109具有最接近軸部件105之側之內側端部109a與內側端部109a相反側之端部且為最接近支承板108外周緣之側之外側端部109b。各輔助板109,被設置成隨著從內側端部109a往外側端部109b而其主面逐漸遠離將軸部件105之旋轉軸所位於之中心點113與內側端部109a連結之直線111。具體而言,葉片106a,106c,106e,如圖4所示在俯視攪拌器102時,上側輔助板119a係設置成其主面從直線111繞逆時針逐漸遠離,且下側輔助板119b係設置成其主面從直線111繞順時針逐漸遠離。另一方面,葉片106b,106d,如圖6所示在俯視攪拌器102時,上側輔助板119a係設置成其主面從直線111繞順時針逐漸遠離,且下側輔助板119b係設置成其主面從直線111繞逆時針逐漸遠離。亦即,各葉片106a~106e中,上側輔助板119a及下側輔助板119b設置成彼此繞逆向延伸。又,在沿軸部件105之旋轉軸相鄰之兩個葉片106a~106e之間對向之一對輔助板109,係設置成其主面從直線111往彼此相同方向逐漸遠離。例如,葉片106a之下側輔助板119b與葉片106b之上側輔助板119a均設置為該等之主面從直線111繞順時針逐漸遠離。
又,輔助板109係設置成其主面與支承板108主面之連接部不位於支承板108端部。亦即,沿軸部件105之旋轉軸觀看葉片106a~106e時,輔助板109除了內側端部109a及外側端部109b以外均設置於從支承板108之外周緣離開之位置。
(3)攪拌裝置之動作
參照圖8說明本實施形態之攪拌裝置100之動作。圖8係表示攪拌裝置100內之熔融玻璃7之流動之圖。熔融玻璃7從上游側導管103沿水平方向流入處理室101內。攪拌器102之軸部件105之上端部與外部之馬達等連結,攪拌器102係以軸部件105作為旋轉軸在從上方觀看時繞逆時針旋轉。於處理室101內,熔融玻璃7係一邊從上方往下方和緩地被導引,一邊被攪拌器102攪拌。經攪拌之熔融玻璃7從處理室101內往下游側導管104沿水平方向流出。
於處理室101內,藉由葉片106a~106e以軸部件105作為旋轉軸旋轉,熔融玻璃7被攪拌。具體而言,各葉片106a~106e之輔助板109係將熔融玻璃7從處理室101之內壁側往軸部件105側攪入,或從軸部件105側往處理室101之內壁側壓出。本實施形態中,各葉片106a~106e中,上側輔助板119a及下側輔助板119b之任一方,係將熔融玻璃7從處理室101之內壁側往軸部件105側攪入,另一方則將熔融玻璃7從軸部件105側往處理室101之內壁側壓出。亦即,在各葉片106a~106e之支承板108之上方及支承板108之下方,軸部件105半徑方向之熔融玻璃7之流動,係彼此為逆方向。又,沿軸部件105之旋轉軸相鄰之兩個葉片 106a~106e中,位於上段之葉片之下側輔助板119b與位於上段之上側輔助板119a,該等之主面從直線111離開之方向係相同。因此,因彼此對向之一對輔助板109而產生之軸部件105半徑方向之熔融玻璃7之流動均為相同方向。
本實施形態中,如圖8所示,位於軸部件105最上段之葉片106a之上側輔助板119a係使熔融玻璃7產生從處理室101之內壁側往軸部件105側攪入之流動。因此,葉片106a之下側輔助板119b與位於下一段之葉片106b之上側輔助板119a,係使熔融玻璃7產生從軸部件105側往處理室101之內壁側壓出之流動。同樣地,葉片106b之下側輔助板119b與葉片106c之上側輔助板119a,係使熔融玻璃7產生從處理室101之內壁側往軸部件105側攪入之流動。接著,位於最下段之葉片106e之下側輔助板119b,係使熔融玻璃7產生從軸部件105側往處理室101之內壁側壓出之流動。亦即,在位於最下段之葉片106e與處理室101之底面之間之下部空間122中,熔融玻璃7係流動於圖8中所示之箭頭124之方向。
又,本實施形態中,如圖8所示,藉由攪拌器102之軸旋轉,位於最上段之葉片106a之上側輔助板119a係在葉片106a之支承板108上方產生使熔融玻璃7從處理室101之內壁側往軸部件105側移動之流動。接著,葉片106a之上側輔助板119a係使此熔融玻璃7產生沿軸部件105側面上升之流動。上升至熔融玻璃7之液面附近之熔融玻璃7係從軸部件105側往處理室101之內壁側流動,進而沿處理室101內壁下降。亦即,在位於最上段之葉片106a與熔融玻璃7之液面之間之上部空間121中,熔融玻璃7係形成以圖8所示之循環流123。藉由此循環流123,在上部空間121熔融玻璃7係被攪拌。
(4)特徵
(4-1)
本實施形態之攪拌裝置100,從上游側導管103流入處理室101內之熔融玻璃7,係藉由攪拌器102之軸旋轉,而在相鄰之兩個葉片106a~106e之間從處理室101之內壁側往軸部件105側被攪入,或從軸部件105側往處理室101之內壁側被壓出。軸部件105之半徑方向之熔融玻璃7之流動,係在處理室101內隨著從上方往下方依各段交替於相反方向。亦即,熔融玻璃7係一邊在處理室101內從上方往下方被導引,一邊往軸部件105之半徑方向交互移動而被攪拌。
是以,本實施形態之攪拌裝置100不需具備複雜之構成,即能將熔融玻璃7更均質地攪拌。藉此,能抑制脈理之產生,製得高品質之玻璃製品。
(4-2)
本實施形態之攪拌裝置100,於各葉片106a~106e之支承板108上方之主面上及下方之主面上設置有輔助板109。在攪拌器102軸旋轉時,流動於處理室101內之熔融玻璃7係被輔助板109賦予軸部件105之半徑方向之流動。具體而言,藉由支承板108附近之熔融玻璃7被輔助板109攪入或被壓出,而沿支承板108之主面移動於半徑方向。藉由於支承板108上設有輔助板109之構成,不論係對被攪入及被壓出之類任一半徑方向之移動,熔融玻璃7均係沿支承板108之主面移動於半徑方向。藉此,熔融玻璃7可被各葉片106a~106e之輔助板109充分地攪拌。
是以,本實施形態之攪拌裝置100,不需具備複雜之構成,即能將熔融玻璃7更均質地攪拌。藉此,能抑制脈理之產生,製得高品質之玻璃製品。
(4-3)
本實施形態中,位於軸部件105最上段之葉片106a之上側輔助板119a,係產生使熔融玻璃7從處理室101之內壁側往軸部件105側攪入之流動。此情形下,在位於最上段之葉片106a與熔融玻璃7之液面間之上部空間121,在軸部件105周圍形成熔融玻璃7上升之流動,且形成熔融玻璃7沿處理室101內壁下降之流動。藉此,如圖8所示,於上部空間121形成熔融玻璃7之循環流123。
假設,不是位於軸部件105最上段之葉片106a將熔融玻璃7往半徑方向攪入之構成時,例如是於支承板108上未設有輔助板109之構成時,或是攪拌器102之旋轉方向與本實施形態為相反方向而將熔融玻璃7往半徑方向壓出之構成時,位於最上段之葉片106a上方之熔融玻璃7,係藉由因支承板108所承受之離心力或藉由輔助板109對熔融玻璃7往半徑方向之壓出,而從軸部件105側往處理室101之內壁側壓出。此情形下,被壓出之熔融玻璃7係沿處理室101之內壁上升,而流入上部空間121。亦即,被往半徑方向壓出之熔融玻璃7在沿處理室101之內壁移動時,係往易流入之方向即處理室101上方,其後到達熔融玻璃7之液面。沿處理室101之內壁而到達熔融玻璃7之液面之熔融玻璃7,係沿液面從處理室101之內壁側往處理室101側,最後形成沿軸部件105往處理室101下方之流動。亦即,產生與本實施形態之循環流123相反方向之熔融玻璃7之循環流。
又,在產生熔融玻璃7之相反方向之循環流時,形成於軸部件105周圍之熔融玻璃7之下降流,在存在於熔融玻璃7表面之泡或易揮發成分揮發後之結果下,會捲入矽成分相對較多之富含矽層,且將液面附近之熔融玻璃7往處理室101下方引入。其結果,有招致所製造之玻璃基板之泡品質惡化、脈理品質惡化之虞。
因此,本實施形態中,藉由在軸部件105周圍形成熔融玻璃7之上升流,而能抑制上部空間121之熔融玻璃7沿軸部件105側面急遽下降而在未被充分攪拌之狀態下從下游側導管104流出。
又,本實施形態中,藉由在上部空間121形成熔融玻璃7之循環流123,而能抑制在熔融玻璃7之液面附近有熔融玻璃7滯留。
是以,本實施形態之攪拌裝置100能將熔融玻璃7更均質地攪拌。藉此,能抑制脈理之產生,製得高品質之玻璃製品。
(4-4)
本實施形態中,在位於最下段之葉片106e與處理室101之底面間之下部空間122,熔融玻璃7係從軸部件105側往處理室101之內壁側被壓出。亦即,葉片106e之下側輔助板119b,係使熔融玻璃7產生往軸部件105之半徑方向外側之流動(圖8之箭頭124),以促進熔融玻璃7往下游側導管104流出。另一方面,葉片106e之上側輔助板119a及位於葉片106e之上一段之葉片106d之下側輔助板119b,係使熔融玻璃7產生往軸部件105之半徑方向內側之流動,以促進熔融玻璃7往下游側導管104流出。
藉此,本實施形態中,經攪拌之熔融玻璃7由於係從下部空間122往下游側導管104流出,而能抑制熔融玻璃7滯留於處理室101內之底部。假設,熔融玻璃7滯留於處理室101內之底部,相較在處理室101內流動之熔融玻璃7其組成成分之平衡被破壞之異質材料,有時會包含於所滯留之熔融玻璃7內。於此種滯留於處理室101內底部之熔融玻璃7,包含有組成為不均質之富含鋯層等之異質材料。若包含異質材料之熔融玻璃7從下游側導管104流出,即會在以成形裝置42成形之玻璃帶44產生脈理,有產生品質上之問題之虞。又,若包含因滯留而高濃度濃縮有鋯之異質材料之熔融玻璃7,流動至後步驟之成形裝置42,則亦會成為成形裝置42之失透明產生之原因,不僅產生品質問題,亦難以穩定之作業,最壞之情況下需停止作業而進行維護。
又,本實施形態中,可抑制熔融玻璃7從較下部空間122上方之空間往下游側導管104流出。藉此,下部空間122之熔融玻璃7由於隨時與上方之熔融玻璃7置換,因此可抑制熔融玻璃7滯留於處理室101內之底部。亦即,熔融玻璃7不會短切(Short cut)相鄰之支承板108間之空間各段,而可在各段確實地被攪拌。藉此,能抑制攪拌不充分之熔融玻璃7從攪拌裝置100流出。
又,本實施形態中,如圖8所示,於位於最上段之葉片106a之高度位置附近配置有上游側導管103。位於最上段之葉片106a之高度位置設定為從熔融玻璃7之液面分離既定距離。假設,在葉片106a之高度位置接近液面之情形,若藉由攪拌器102之旋轉使熔融玻璃7之液面振動,浮於液面之泡等即容易被引入熔融玻璃7中。另一方面,在葉片106a之高度位置遠離液面之情形,熔融玻璃7之循環流123即無法到達液面附近,液面附近之熔融玻璃7停滯,其結果,熔融玻璃7係滯留於液面附近。因此,依照攪拌器102之轉數或葉片106a~106e之尺寸適當決定葉片106a相對熔融玻璃7之液面之高度位置。
又,本實施形態中,將熔融玻璃7之流量設定為熔融玻璃7之液面位於上游側導管103頂部附近,且設定為在較上游側導管103之徑中央下方側之處設有葉片106a之支承板。更具體而言,如圖8所示,設定為在相對上游側導管103底部相同程度之高度位置設有葉片106a之支承板。藉此,位於最上段之葉片106a之上側輔助板119a係使熔融玻璃7產生往軸部件105之半徑方向流動(圖8之循環流123下邊之箭頭),以促進從上游側導管103之熔融玻璃7之流入。
是以,本實施形態之攪拌裝置100能將熔融玻璃7更均質地攪拌。藉此,能抑制脈理之產生,製得高品質之玻璃製品。
(4-5)
本實施形態中,沿軸部件105之旋轉軸相鄰之兩個葉片106a~106e之支承板108,配置為在沿軸部件105之旋轉軸觀看時彼此不重疊。例如,如圖7所示,葉片106a之支承板108配置為位於於葉片106b之兩片支承板108之間。藉此,在處理室101內之軸部件105之軸方向(垂直方向)之熔融玻璃7之流動被抑制,增加處理室101內之熔融玻璃7之滯留時間。換言之,處理室101內之熔融玻璃7上下方向之流動,由於暫時被各葉片106a~106e之支承板108擋止,因此熔融玻璃7在相鄰之葉片106a~106e間之空間暫時滯留。藉此,不會產生熔融玻璃7之短通(SHORT PASS),熔融玻璃7在相鄰之支承板108間之空間之各段,藉由各葉片106a~106e之輔助板109於軸部件105之半徑方向充分地移動。
又,本實施形態中,藉由葉片106a~106e之此種配置,可抑制上部空間121之熔融玻璃7沿軸部件105側面急遽下降而在未被充分攪拌之狀態下從下游側導管104流出。
是以,本實施形態之攪拌裝置100能將熔融玻璃7更均質地攪拌。藉此,能抑制脈理之產生,製得高品質之玻璃製品。
(4-6)
本實施形態之攪拌裝置100,各葉片106a~106e之輔助板109係設置成沿軸部件105之旋轉軸觀看攪拌器102時,除了內側端部109a及外側端部109b以外均設置於從支承板108之外周緣離開之位置。藉此,由於沿葉片106a~106e之上側輔助板119a主面往垂直方向下方流動之熔融玻璃7易衝撞支承板108上側之主面,且沿葉片106a~106e之下側輔助板119b主面往垂直方向上方流動之熔融玻璃7易衝撞支承板108下側之主面,因此可抑制在處理室101內之熔融玻璃7上下方向之移動。亦即,支承板108有在彼此相鄰之葉片106a~106e間之各段暫時擋止在處理室101內從上方往下方或從下方往上方流動之熔融玻璃7之作用。其結果,不會產生熔融玻璃7之短通,在相鄰之支承板108間之空間各段,熔融玻璃7係被各葉片106a~106e之輔助板109充分攪拌。
是以,本實施形態之攪拌裝置100能將熔融玻璃7更均質地攪拌。藉此,能抑制脈理之產生,製得高品質之玻璃製品。
(4-7)
本實施形態中,攪拌器102之各葉片106a~106e中,三片支承板108係在軸部件105周圍被連結部110彼此連接,因此構成實質上一個零件。藉此,能使葉片106a~106e之強度提升。又,由於軸部件105周圍之攪拌效果小,因此熔融玻璃7不繞軸部件105被攪拌而易在處理室101內下降。本實施形態中,能藉由各葉片106a~106e之連結部110抑制繞軸部件105之熔融玻璃7之下降流。
是以,本實施形態之攪拌裝置100能將熔融玻璃7更均質地攪拌。藉此,能抑制脈理之產生,製得高品質之玻璃製品。
(5)變形例
(5-1)變形例A
本實施形態中,雖於軸部件105設置有五段葉片106a~106e,但葉片106a~106e之段數亦可考量處理室101之大小或軸部件105之長度等來適當決定。又,沿軸部件105之軸方向相鄰之兩片葉片106a~106e彼此之間隔,亦可考量處理室101之大小等來適當決定。
(5-2)變形例B
本實施形態中,各葉片106a~106e雖具有三片支承板108,但亦可具有兩片或四片以上之支承板108。
又,本變形例中,例如各葉片106a~106e係由四片支承板108構成時,亦可與本實施形態同樣地,在沿軸部件105之軸方向觀看攪拌器102時,相鄰之各葉片106a~106e之支承板108位置彼此相異。
(5-3)變形例C
本實施形態之各葉片106a~106e之支承板108亦可於主面形成有貫通孔112。圖9係具有貫通孔112之葉片106a,106c,106e之俯視圖。本變形例中,在以軸部件105作為旋轉軸使攪拌器102旋轉時,熔融玻璃7之一部分通過貫通孔112。藉由熔融玻璃7之一部分通過貫通孔112,於熔融玻璃7產生往上方或往下方之流動。其結果,於處理室101內之熔融玻璃7除了產生藉輔助板109產生之軸部件105之半徑方向之流動外,還產生藉貫通孔112產生之軸部件105之軸方向之流動。藉此,由於於熔融玻璃7產生更複雜之流動,因此能得到高攪拌效果。又,能期待藉由貫通孔112在攪拌器102旋轉時從熔融玻璃7承受之抵抗變小,而能以更少之動力使熔融玻璃7產生目的之流動。
又,本變形例中,熔融玻璃7所含之泡能通過貫通孔112上升至處理室101內之熔融玻璃7之液面。亦即,能有效地除去熔融玻璃7所含之泡。例如,可考量在檢查及改修攪拌器102時或使用新的攪拌器102時,對處理室101內之熔融玻璃7中投入具備貫通孔112之本變形例之攪拌器102。此情形下,藉由攪拌器102之投入而被捲入之空氣之泡,不僅通過攪拌器102之葉片106a~106e與葉片106a~106e之間,即使通過設於葉片106a~106e之貫通孔112亦能浮起。因此,能縮短至穩定作業為止之時間。
又,本變形例中,如圖9所示,亦可於連接支承板108彼此之軸部件105周圍之連結部110形成貫通孔112。
(5-4)變形例D
本實施形態之攪拌裝置100,處理室101亦可具備用以排出熔融玻璃7之機構。例如,亦可於處理室101底面設有用以排出包含富含鋯層之熔融玻璃7之排出口,或亦可於處理室101之側面設有用以將包含泡或富含矽層之熔融玻璃7排出之排出口。
例如,有時有於熔融玻璃7包含相較於熔融玻璃7整體之平均組成、矽等之比率較高之異質材料之情形。其原因可考量為在熔融步驟產生之熔融玻璃7之組成不均所導致者、或因從熔融玻璃7易揮發之成分已揮發所導致者。特別是,於熔融玻璃7之液面易產生因從熔融玻璃7易揮發之成分已揮發所導致之上述異質材料。
在產生本實施形態之循環流123之情形,即使上述之異質材料或浮游於熔融玻璃7之液面之泡或其他異物存在於液面,液面附近之熔融玻璃7亦沿液面從軸部件105側往處理室101之內壁側流動。因此,如本變形例,藉由於此流動之延長線上設置排出口,而能排出熔融玻璃7所含之異質材料等。例如,亦可於處理室101在較最上段之葉片106a更上方之位置、較佳為在熔融玻璃7之液面或緊鄰液面下方,設有處理室101內面之一部分往半徑方向外側突出而形成之排出口。
通常,在回收熔融玻璃7中之異物時,需停止攪拌裝置100之運轉。然而,於軸部件105周圍形成循環流123、而在熔融玻璃7之液面形成從軸部件105側往處理室101之內壁側之流動時,藉由設置上述排出口,而可在不停止攪拌裝置100之運轉之情形下,將包含異質材料等之熔融玻璃7從處理室101內排出。例如,即使從上游步驟之澄清步驟,包含泡之未充分澄清之熔融玻璃7流入攪拌步驟,亦不需停止作業,而能將包含泡之熔融玻璃7從處理室101內排出,能維持攪拌裝置100之作動。
(5-5)變形例E
本實施形態中,三片支承板108,配置成在將從軸部件105往處理室101內壁設為放射狀且配置於相鄰兩個段之葉片106a~106e之支承板108之各個投影於處理室101底面時,支承板108與支承板108之間隔變小。然而,三片支承板108亦可依照主面之面積配置成支承板108與支承板108重疊之部分之面積變小。此情形下,沿軸部件105之旋轉軸相鄰之兩個葉片106a~106e之支承板108,配置成在沿軸部件105之旋轉軸觀看時彼此一部分重疊。
本變形例亦同樣地,處理室101內之熔融玻璃7上下方向之流動,由於暫時被各葉片106a~106e之支承板108擋止,因此熔融玻璃7在相鄰之葉片106a~106e間之空間暫時滯留。藉此,不會產生熔融玻璃7之短通,熔融玻璃7在相鄰之支承板108間之空間之各段,藉由各葉片106a~106e之輔助板109於軸部件105之半徑方向充分地移動。
(5-6)變形例F
本實施形態中,輔助板109之內側端部109a雖相對軸部件105為分離,但為了提升攪拌器102及葉片106a~106e之強度,亦可於軸部件105直接連接輔助板109。
(5-7)變形例G
本發明之玻璃基板之製造方法,並不限於本實施形態所述之玻璃組成,且攪拌步驟中之熔融玻璃7之溫度或黏度亦不限定於上述之值。例如,上述之玻璃組成,雖顯示了用於液晶用玻璃基板之適於無鹼玻璃或微鹼玻璃之玻璃組成,但即使係包含鹼成分之玻璃,上述攪拌步驟亦為有效。
又,攪拌步驟中之各條件亦不限定於上述之值,亦可在添加鹼成分而形成之適於強化玻璃之玻璃組成中,例如將熔融玻璃7之溫度較低地設定於1300℃~1400℃之範圍內,且將熔融玻璃7之黏度調整至上述範圍來攪拌。
<第2實施形態>
使用圖10~圖20說明使用本發明之玻璃基板之製造方法及攪拌裝置之玻璃製造裝置之第2實施形態。本實施形態之玻璃製造裝置之基本構成、動作及特徵,係與第1實施形態之玻璃製造裝置相同。
圖10係顯示此本實施形態之攪拌裝置之構成一例之側視圖,圖11係顯示本實施形態之攪拌器構成一例之立體圖。攪拌裝置100具備處理室1與收納於處理室1內之攪拌器2。處理室1為圓筒狀,與設置於上部側面及下部側面之上游側導管(導入管)3及下游側導管(導出管)4連通。熔融玻璃7係從上游側導管3流入處理室1內,從上方往下方被導引而從處理室1往下游側導管4流出。
攪拌器2具備圓柱狀且作為旋轉軸之軸部件5、連接於軸部件5側面之葉片6a,6b,6c,6d,6e。葉片6a~6e,係沿軸部件5之軸方向依序配置,為五段配置。此外,各葉片6a~6e之段數不限定於五段,亦可考量處理室1之大小或軸部件5之長度等設成適當較佳之段數。於軸部件5之軸方向相鄰之葉片6a~6e彼此之間隔,只要調整成處理室1內之熔融玻璃7可以良好效率被攪拌即可。各葉片6a~6e係配置成往軸部件5之半徑方向延伸成放射狀。於各段設置有於相對軸部件5彼此對稱之方向延伸之兩個葉片6a~6e。各段之各葉片6a~6e不限定兩個,例如亦可係一個或三個以上。
參照圖12~圖17說明各葉片之構成。圖12、圖13、圖14分別為用以顯示本實施形態之攪拌器之葉片構成一例之俯視圖、側視圖、立體圖。圖15、圖16、圖17分別為用以顯示本實施形態之攪拌器之其他葉片構成一例之俯視圖、側視圖、立體圖。葉片6a、6c、6e具有圖12~圖14所示之構成,葉片6b、6d具有圖15~圖17所示之構成。
葉片6a,6c,6e係彼此相同之形狀,葉片6b,6d係彼此相同之形狀。各葉片6a~6e具備直接連接於軸部件5之傾斜板8、設置於傾斜板8主面上之輔助板9。葉片6a,6c,6e與葉片6b,6d均具有傾斜板8及輔助板9,此等之傾斜方向或配置等彼此相異。
傾斜板8具有在攪拌器2以軸部件5作為旋轉軸旋轉時將熔融玻璃7往上方壓上或往下方壓下之態樣。不過,沿軸部件5之軸方向之方向為上下方向。圖18係顯示本實施形態之攪拌器之構成一例之側視圖。圖18係在各葉片6a~6e位於軸部件5前方之狀態下沿相對軸部件5之軸方向為垂直之方向觀看攪拌器2之圖。圖18中,各傾斜板8之主面係相對與軸部件5之軸方向垂直之面10為傾斜。在攪拌器2以軸部件5作為旋轉軸旋轉時,熔融玻璃7係沿各傾斜板8之主面流動,於熔融玻璃7產生往上方或下方之流動。傾斜板8係將熔融玻璃7往上方壓上或往下方壓下。此外,傾斜板8只要係在攪拌器2旋轉時將熔融玻璃7往上方壓上或往下方壓下之態樣即可,並不限定於上述構成,圖18中,各傾斜板8之主面為平面,主面全面雖相對與軸部件5之軸方向垂直之面10為傾斜,但亦可係例如僅各傾斜板8之一部分相對面10為傾斜之構成,各傾斜板8之主面亦可係曲面。
如圖18所示,葉片6a,6c,6e與葉片6b,6d,傾斜板8之傾斜方向相異。藉此,使熔融玻璃7產生之流動之方向彼此相異。軸部件5在從上方觀看時繞逆時針旋轉之情形下,葉片6a,6c,6e之傾斜板8係將熔融玻璃7壓下,葉片6b,6d之傾斜板8則將熔融玻璃7壓上。葉片6a~6e之各傾斜板8使產生之熔融玻璃7之流動方向,係沿軸部件5之軸方向交互相異。是以,在葉片6a~6e中彼此相鄰之各段之間,於熔融玻璃7產生上方及下方之兩方之流動。藉由產生此等兩種類之流動,熔融玻璃7之流動更為複雜。再者,在各段之間,此等兩種類之流動係衝撞,而產生更複雜之流動。藉此,能得到高攪拌效果,促進熔融玻璃7之均質化。
在以軸部件105作為旋轉軸使攪拌器2旋轉於一方向時,最好係最下段之葉片6e將熔融玻璃7壓下之態樣。藉由最下段之葉片6a使此部分之熔融玻璃7產生往下方之流動,熔融玻璃7與處理室1之底面衝撞,而促進熔融玻璃7之攪拌。此外,最下段之葉片6e與處理室1之底面之距離,只要設為藉由最下段之葉片6e產生往下方之流動之熔融玻璃7與處理室1之底面衝撞而促進攪拌之程度之距離即可。
於傾斜板8之主面形成有貫通孔12。在以軸部件5作為旋轉軸使攪拌器2旋轉時,熔融玻璃7之一部分通過貫通孔12。由於貫通孔12與傾斜板8之主面同樣地相對面10為傾斜,因此藉由熔融玻璃7之一部分通過貫通孔12,於熔融玻璃7產生往上方或往下方之流動。此往上方或往下方之流動之方向,與藉由傾斜板8將熔融玻璃7往上方壓上或往下方壓下而產生之流動方向相異。因此,藉由形成有貫通孔12,而能更增加於熔融玻璃7產生之流動方向。因此,於熔融玻璃7產生更複雜之流動,而能得到高攪拌效果。又,藉由形成有貫通孔12,由於在攪拌器2旋轉時從熔融玻璃7承受之抵抗變小,而能以更少之動力使熔融玻璃7產生目的之流動。
輔助板9於傾斜板8之主面上設置成其主面相對傾斜板8之主面為垂直。如圖12及圖15所示,輔助板9係於一個傾斜板8之上方主面及下方主面分別設置有各兩片。圖12及圖15中,設置於下方主面之輔助板9係以虛線顯示。輔助板9具有最接近軸部件5之端部9a與端部9a之相反側端部即端部9b,具有從端部9a延伸至端部9b之形狀。輔助板9具有沿軸部件5之軸方向觀看時隨著從最接近軸部件5之端部9a往其相反側之端部9b、輔助板9之主面從將端部9a與軸部件5之旋轉中心之中心點13連結之直線11逐漸遠離之形狀。由於輔助板9為此種形狀,因此在以軸部件5作為旋轉軸使攪拌器2旋轉時,熔融玻璃7沿各輔助板9之主面流動,於熔融玻璃7產生往軸部件5之半徑方向之流動。亦即,於熔融玻璃7產生從軸部件5側往處理室1之內壁側之流動或從處理室1之內壁側往軸部件5側之流動。輔助板9具有將熔融玻璃7從處理室1之內壁側往軸部件5側攪入,或從軸部件5側往處理室1之內壁側壓出之態樣。各輔助板9具有此等兩個態樣之其中一個。在傾斜板8之上方主面及下方主面分別設置之輔助板9最好具有彼此相異之態樣。
亦即,最好係在以軸部件5作為旋轉軸使攪拌器2旋轉於一方向時,各傾斜板8中設置於上方主面上之輔助板9及設置於下方主面上之輔助板9中,一方之輔助板9具有將熔融玻璃7從處理室1之內壁側往軸部件5側攪入之態樣,另一方之輔助板9具有將熔融玻璃7從軸部件5側往處理室1之內壁側壓出之態樣。
在以軸部件5作為旋轉軸使攪拌器2在從上觀看時於繞逆時針方向旋轉之情形,設置於葉片6a、6c、6e之傾斜板8之上方主面之輔助板9具有將熔融玻璃7攪入之態樣,設置於其背面之下方主面之輔助板9具有將熔融玻璃7壓出之態樣。在以軸部件5作為旋轉軸使攪拌器2在從上觀看時於繞逆時針方向旋轉之情形,設置於葉片6b、6d之傾斜板8之上方主面之輔助板9具有將熔融玻璃7壓出之態樣,設置於其背面之下方主面之輔助板9具有將熔融玻璃7攪入之態樣。如上述,由於在傾斜板8之上方主面及下方主面,輔助板9之態樣相異,因此能得到更高攪拌效果。
又,雖有隨著處理室1之上游側往下游側,攪拌效率降低之傾向,而為了抑制此情事亦可使位於處理室1之下游側之輔助板9高度(上下方向之長度)較位於處理室1之上游側之輔助板9高(長)。能藉由增高輔助板9之高度使攪拌效率變高,抑制下游側之攪拌效率。
於軸部件5之軸方向彼此相鄰之葉片中,設置於下方葉片之傾斜板8之上方主面及下方主面之輔助板9之高度,只要與設置於位於該葉片上方之葉片之傾斜板8之上方主面及下方主面之輔助板9之高度相同或更高即可。又,設置於最上段之葉片6a之上方主面及下方主面之輔助板9之高度,與設置於最下段之葉片6e之上方主面及下方主面之輔助板9之高度之比例最好係1:1.3。
例如,只要使設置於位於上方之葉片6a、6b、6c之各傾斜板8之輔助板9之高度彼此相等,使設置於位於該等下方之葉片6d、6e之各傾斜板8之輔助板9之高度彼此相等,使葉片6d、6e之輔助板9高度為葉片6a、6b、6c之輔助板9高度之1.3倍即可。
本實施形態中,雖以處理室1上方為上游,以下方為下游,但在以處理室1下方為上游,以上方為下游時,於彼此相鄰之葉片,設置於上方葉片之傾斜板之上方主面及下方主面之輔助板之高度,只要與設置於位於該葉片下方之葉片之傾斜板之上方主面及下方主面之輔助板之高度相同或更高即可。
此外,只要能將熔融玻璃7均質地攪拌,輔助板9之數目、態樣不限定於上述實施形態。例如,亦可僅於傾斜板8之一方主面配置輔助板9。又,亦可使傾斜板8兩主面之輔助板9之態樣為相同。
設置於各傾斜板8上之兩片輔助板(第1輔助板及第2輔助板)9,均為隨著從端部9a往端部9b彼此逐漸遠離之形狀。於此等兩片輔助板9間之傾斜板8形成有貫通孔12。在以軸部件5作為旋轉軸使攪拌器2旋轉時,只要係此等兩片輔助板9將熔融玻璃7從處理室1之內壁側往軸部件5側攪入之態樣,被導至兩片輔助板9之間之熔融玻璃7,係被導至間隔逐漸變窄之兩片輔助板9,一部分通過貫通孔12往傾斜板8之背面流動,其餘部分則沿傾斜板8之主面往上方或下方流動。此種已通過貫通孔12之熔融玻璃7與除此之外之熔融玻璃7,由於不僅流動方向且流動速度亦相異,因此於熔融玻璃7產生更複雜之流動。再者,通過貫通孔12往傾斜板8之背面流動之熔融玻璃7,係被設置於傾斜板8背面之輔助板9從軸部件5側往處理室1之內壁側壓出。亦即,熔融玻璃7在通過貫通孔12往傾斜板8背面流動後,即會被改變流向而成為與至目前為止相異之方向。藉此,能得到高攪拌效果。
同樣地,即使係熔融玻璃7從軸部件5側往處理室1之內壁側將熔融玻璃7壓出之態樣即被導至兩片輔助板9間之情形,熔融玻璃7一部分通過貫通孔12往傾斜板8之背面流動,其餘部分則沿傾斜板8之主面往上方或下方流動,而產生具有相異方向及相異速度之流動。再者,通過貫通孔12往傾斜板8之背面流動之熔融玻璃7,係被設置於傾斜板8背面之輔助板9改變流向而成為與至目前為止相異之方向。
輔助板9之主面最好係曲面。在葉片6a~6e以軸部件5為中心旋轉運動時,藉由輔助板9之主面為曲面,能減小葉片6a~6e從熔融玻璃7所承受之抵抗,而能以更少之動力使熔融玻璃7產生目的之流動。此外,輔助板9只要能使熔融玻璃7產生軸部件5之半徑方向之流動即可,輔助板9之主面亦可為平面或其他形狀。
又,在假設使形成於最下段之葉片6e之傾斜板8與處理室1之底面間之區域沿與軸部件5之軸方向成垂直之方向往下游側導管4移動時,最好係將最下段之葉片6e與下游側導管4配置成此區域之至少一部分通過下游側導管4與處理室1之邊界且為形成於處理室1側面之開口部分。接著,在以軸部件105作為旋轉軸使攪拌器2旋轉於一方向時,最好係具有設置於最下段之葉片6e之下方主面之輔助板9將熔融玻璃7壓出之態樣。
由於最下段之葉片6e與下游側導管4係上述配置,因此設置於最下段之葉片6e之下方主面之輔助板9使熔融玻璃7產生之流動,易對往下游側導管4流出之熔融玻璃7之流動帶來影響。在以軸部件5作為旋轉軸使攪拌器2旋轉時,藉由具有設置於最下段之葉片6e之下方主面之輔助板9將熔融玻璃7壓出之態樣,而能將熔融玻璃7從軸部件5側往處理室1內壁側導引而使熔融玻璃7從處理室1往下游側導管4順利地流出。藉此,在處理室1下部之熔融玻璃7之流動係順利且被均質地攪拌。
上述實施形態之攪拌裝置100,雖上游側導管103設置於處理室1上方,下游側導管4設置於處理室1下方,而從處理室1上方往下方導引熔融玻璃7,但亦可使用從處理室1下方往上方導引熔融玻璃7之構成之攪拌裝置。只要於處理室上部側面設置下游側導管(導出管),於處理室下部側面設置上游側導管(導入管),且處理室與上游側導管及下游側導管分別連通即可。除此以外之構成,只要與上述實施形態之攪拌裝置100相同即可。
上述之輔助板9雖係與軸部件5分離之構成,但亦可作成輔助板9之一端與軸部件5連接之構成。藉此,能使輔助板9之強度提升。再者,亦能使傾斜板8之強度提升。圖19係用以顯示本實施形態之攪拌器之再一其他葉片構成一例之俯視圖。圖19所示之葉片36,具有連接於軸部件5側面之傾斜板38與設置於傾斜板38主面上之輔助板39。於傾斜板38主面形成有貫通孔32。此葉片36中,設置於軸部件5側之輔助板39之端部39a連接於軸部件5。如上述,藉由連接輔助板39與軸部件5,由於能使輔助板39及傾斜板38之強度提升,因此能將輔助板39及傾斜板38作成更薄,能使攪拌裝置100之成本降低。
藉由攪拌裝置100攪拌之熔融玻璃7之溫度為1400~1600℃程度,為高溫。因此,如上游側導管3、下游側導管4、處理室1及攪拌器2般接觸熔融玻璃7之構件,最好係藉由能耐此種高溫之材料製作。例如,此等構件只要藉由白金、白金合金、銥、銥合金等製作即可。然而,由於白金、白金合金、銥、銥合金為高價,因此最好係減少使用量。傾斜板38或輔助板39最好係在不會對熔融玻璃7之攪拌產生障礙程度之強度之範圍內儘可能作得較薄。又,傾斜板38及輔助板39越薄與熔融玻璃7之抵抗則越小,因此能以更少之動力使熔融玻璃7產生目的之流動。亦可在處理室1、上游側導管3及下游側導管4中,僅於與熔融玻璃7接觸之部分形成白金等,藉此減少白金等高價材料之使用量。亦即,亦可作成僅於此等之內壁形成白金等之多層構造。
參照圖20說明本實施形態之攪拌裝置100之動作。圖20係用以說明本實施形態之攪拌裝置之熔融玻璃之流動之圖。熔融玻璃7係從上游側導管3流入處理室1內。雖未圖示,但攪拌器2之軸部件5上端部與馬達等連結,攪拌器2係以軸部件5作為旋轉軸,在從上方觀看時繞逆時針旋轉。在處理室1內被攪拌器2攪拌後之熔融玻璃7從處理室1往下游側導管4流出。藉由在處理室1內攪拌器2旋轉,葉片6a~6e以軸部件5作為旋轉軸旋轉,熔融玻璃7被攪拌。
藉由葉片6a~6e旋轉,熔融玻璃7被各傾斜板38壓上或壓下。藉此,於熔融玻璃7產生往上方或往下方之流動。又,藉由葉片6a~6e旋轉,熔融玻璃7之一部分通過貫通孔12。藉此,於熔融玻璃7產生與藉由傾斜板8產生之流動相異之方向且往下方或下方之流動。進而,藉由葉片6a~6e旋轉,熔融玻璃7被各輔助板9從處理室1之內壁側往軸部件5側攪入或從軸部件5側往處理室1之內壁側壓出。藉此,於熔融玻璃7產生軸部件5之半徑方向之流動。如上述,由於於熔融玻璃7產生上述複數之流動,因此能得到充分攪拌效果,且能更均質之攪拌。
葉片6a及葉片6b、葉片6b及葉片6c、葉片6c及葉片6d、葉片6d及葉片6e各自之組合,如上所述傾斜板8之態樣相異,而使熔融玻璃7產生彼此往上方或下方之相異方向之流動。因此,在葉片6a及葉片6b之間、葉片6b及葉片6c之間、葉片6c及葉片6d之間、葉片6d及葉片6e之間,產生往上方之流動及往下方之流動,而存在此等流動彼此衝撞之部分。在此種部分產生複雜之流動,對熔融玻璃7之攪拌效果較高。由於於熔融玻璃7產生複雜之流動,且存在流動彼此衝撞之部分,因此攪拌裝置100能將熔融玻璃7更均質地攪拌。
此外,上述實施形態中,雖存在複數個會產生往上方之流動及往下方之流動之兩種類流動之部分,但產生兩種類流動之部分只要至少有一處即可。因此,於軸部件5彼此相鄰之段之組合中傾斜板8之態樣彼此相異之組只要至少有一組即可。
攪拌裝置100中,上游側導管3及下游側導管4由於分別設置於處理室1之上部側面及下部側面,因此在處理室1之上部及下部,熔融玻璃7之流動方向會變化。在此等熔融玻璃7之流動方向變化之部分,熔融玻璃7易滯留。特別是,在位於最上段之葉片6a上方及位於最下段之葉片6e下方,難以產生熔融玻璃7之流動,可想見處理室1內之上部空間21及下部空間22之熔融玻璃7與其他部分相較係難以被充分攪拌。
在攪拌器2以軸部件5作為旋轉軸從上方觀看時為繞逆時針旋轉之情形,葉片6a之傾斜板8具有將熔融玻璃7往下方壓下之態樣。又,在攪拌器2以軸部件5作為旋轉軸從上方觀看時為繞逆時針旋轉之情形,設置於葉片6a之傾斜板8上方主面之輔助板9,具有將熔融玻璃7從處理室1之內壁側往軸部件5側攪入之態樣。在攪拌器2已旋轉之情形,藉由此等傾斜板8及輔助板9於熔融玻璃7產生流動,藉由合成該等之流動,於上部空間21中,在軸部件5週邊產生熔融玻璃7往上方之流動、在處理室1之內壁週邊產生熔融玻璃7往下方之流動(循環流)。此循環流之流動藉由流動之方向23顯示。藉由產生循環流,在上部空間21中熔融玻璃7係被攪拌,不易滯留。
再者,在攪拌器2以軸部件5作為旋轉軸從上方觀看時為繞逆時針旋轉之情形,葉片6e之傾斜板8具有將熔融玻璃7往下方壓下之態樣。藉由葉片6e於處理室1之下部空間22之熔融玻璃7產生往下方之流動,熔融玻璃7藉由衝撞於處理室1底面而被攪拌。又,於葉片6e之傾斜板8下方主面,以往下方延伸之方式設置有輔助板9。由於藉由此輔助板9,下部空間22之熔融玻璃7被充分攪拌,熔融玻璃7從軸部件5側往處理室1之內壁側被壓出,因此於熔融玻璃7產生如由流動之方向24所示般往下游側導管4之流動。藉此,下部空間22之熔融玻璃7被充分攪拌,且被導往下游側導管4,不易滯留。
如上所述,於攪拌裝置100之處理室1內之熔融玻璃7產生複雜之流動。流入處理室1內之熔融玻璃7之量及從處理室1流出之熔融玻璃7之量,雖在每一單位時間為一定量,但於處理室1內之熔融玻璃7產生複雜之流動,流動速度則依處理室1內之位置而異。
如上所述,根據本實施形態之攪拌裝置100,能將熔融玻璃7更均質地攪拌。藉此,能抑制脈理之產生,製得高品質之玻璃製品。
本發明者們,係製作本實施形態之攪拌裝置之模型,進行了與攪拌裝置之實際作動具有物理上相似條件之攪拌實驗。此時,作為取代熔融玻璃之高黏性材料係使用透明者,從流入處理室之高黏性材料上游側連續滴下紅色液體。藉由滴下紅色液體,於高黏性材料沿其流動雖可看到紅色線條,但藉由攪拌,此紅色線條即消滅,使高黏性材料逐漸著色成紅色。本發明者群使用具有相異形狀之複數個攪拌器進行實驗,針對各攪拌器之攪拌狀態作觀測。
使用如上述圖11所示攪拌器之構成之攪拌器(實施例1)觀測如圖10所示攪拌裝置之攪拌狀態。其結果,在實驗開始後,雖在處理室1上游(上方)側可看到如捲纏於軸部件之紅色線條,但隨著越往下游(下方)前進或隨著時間越經過,處理室內整體之高黏性材料逐漸被著色成紅色,紅色線條逐漸減少。流出至下游側導管之高黏性材料中亦無顏色不均,整體被著色成紅色之高黏性材料往下游側導管流出。因此,可謂已進行了充分攪拌。只要係此種攪拌裝置,可謂可抑制脈理之產生,進行均質之攪拌。
又,使用除了於傾斜板未形成有貫通孔以外,具有與上述實施例1之攪拌器相同構成之攪拌器(實施例2),與上述同樣地觀測攪拌狀態。再者,除了設置於傾斜板上方主面及下方主面之輔助板均係將高黏性材料攪入之態樣以外,使用具有與上述實施例1之攪拌器相同構成之攪拌器(實施例3),與上述同樣地觀測攪拌狀態。其結果,實施例2及實施例3之任一攪拌器,均與實施例1之攪拌器同樣地,雖在處理室1上游側可看到如捲纏於軸部件之紅色線條,但隨著越往下游前進或隨著時間越經過,處理室內整體之高黏性材料逐漸被著色成紅色,紅色線條逐漸減少。流出至下游側導管之高黏性材料中亦無顏色不均,整體被著色成紅色之高黏性材料往下游側導管流出。實施例2之攪拌器及實施例3之攪拌器與實施例1之攪拌器相較,至處理室內整體之高黏性材料被著色成紅色為止所花費之時間略為較長。只要係具備此種攪拌器之攪拌裝置,可謂可抑制脈理之產生,進行均質之攪拌。
又,作為比較例,係使用所有傾斜板具有將高黏性材料往下方壓下之態樣之攪拌器,與上述同樣地觀測攪拌狀態。比較例之攪拌器亦於傾斜板之兩主面設置有輔助板。其結果,比較例之攪拌器亦於處理室內之高黏性材料產生有顏色不均之狀態,高黏性材料整體未被著色。又,流出至下游側導管之高黏性材料中,可看到上側較紅而下側為透明之兩層構造,至流出至下游側導管之高黏性材料整體被著色為止花費很多時間。
1,101...處理室
2,102...攪拌器
3,103...上游側導管
4,104...下游側導管
5,105...軸部件
7...熔融玻璃
6a~6e,36...葉片
106a~106e...葉片
8,38...傾斜板(支承板)
108...支承板
9,39,109...輔助板
119a...上側輔助板
119b...下側輔助板
9a,9B,39a...端部
109a...內側端部
109b...外側端部
10...面
110...連結部
11,111...直線
12,32,112...貫通孔
13,113...中心點
21,121...上部空間
22,122...下部空間
23,24,123,124‧‧‧熔融玻璃之流動
40‧‧‧溶解槽
41‧‧‧澄清槽
42‧‧‧成形裝置
43a,43B,43c‧‧‧導管
44‧‧‧玻璃帶
100‧‧‧攪拌裝置
200‧‧‧玻璃製造裝置
圖1係顯示第1實施形態之玻璃製造裝置構成一例之示意圖。
圖2係顯示第1實施形態之攪拌裝置構成一例之側視圖。
圖3係第1實施形態之攪拌器之葉片之立體圖。
圖4係第1實施形態之攪拌器之葉片之俯視圖。
圖5係第1實施形態之攪拌器之葉片之立體圖。
圖6係第1實施形態之攪拌器之葉片之俯視圖。
圖7係表示第1實施形態之攪拌器之兩片葉片之位置關係之圖。
圖8係表示第1實施形態之攪拌裝置之熔融玻璃之流動之圖。
圖9係第1實施形態之變形例C之攪拌器之葉片之俯視圖。
圖10係顯示第2實施形態之攪拌裝置構成一例之側視圖。
圖11係顯示第2實施形態之攪拌器構成一例之立體圖。
圖12係用以顯示第2實施形態之攪拌器之葉片構成一例之俯視圖。
圖13係用以顯示第2實施形態之攪拌器之葉片構成一例之側視圖。
圖14係用以顯示第2實施形態之攪拌器之葉片構成一例之立體圖。
圖15係用以顯示第2實施形態之攪拌器之其他葉片構成一例之俯視圖。
圖16係用以顯示第2實施形態之攪拌器之其他葉片構成一例之側視圖。
圖17係用以顯示第2實施形態之攪拌器之其他葉片構成一例之立體圖。
圖18係顯示第2實施形態之攪拌器構成一例之側視圖。
圖19係用以顯示第2實施形態之攪拌器之再一其他葉片構成一例之俯視圖。
圖20係用以說明第2實施形態之攪拌裝置之熔融玻璃之流動之圖。
7...熔融玻璃
40...溶解槽
41...澄清槽
42...成形裝置
43a,43B,43c...導管
44...玻璃帶
100...攪拌裝置
200...玻璃製造裝置

Claims (8)

  1. 一種玻璃基板之製造方法,具備將玻璃原料熔融而製得熔融玻璃之熔融步驟、在攪拌槽內部攪拌在前述熔融步驟製得之前述熔融玻璃之攪拌步驟、以及由在前述攪拌步驟攪拌後之前述熔融玻璃將玻璃基板成形之成形步驟,其特徵在於:前述攪拌槽,具備用以將前述熔融玻璃從上方往下方或從下方往上方導引之處理室與用以攪拌前述處理室內之前述熔融玻璃之攪拌器;前述攪拌器具有沿垂直方向配置之作為旋轉軸之軸部件與於前述軸部件之側面沿前述軸部件之軸方向從最上段至最下段配置複數段之葉片;前述葉片具有相對前述軸部件之軸方向為正交之支承板與設置於前述支承板之主面上之輔助板;前述攪拌步驟中,藉由前述攪拌器以前述軸部件作為旋轉軸旋轉,前述輔助板以使前述熔融玻璃產生往前述軸部件之半徑方向之流動之方式,將前述熔融玻璃從前述處理室之內壁側往前述軸部件側攪入或將前述熔融玻璃從前述軸部件側往前述處理室之內壁側壓出,且位於配置於相鄰兩個段之前述葉片之前述支承板間之前述輔助板使前述熔融玻璃產生相同方向之流動。
  2. 如申請專利範圍第1項之玻璃基板之製造方法,其中,前述葉片具有配置於前述支承板上方之主面上及下方之主面上之前述輔助板; 前述攪拌步驟中,藉由前述攪拌器以前述軸部件作為旋轉軸旋轉,而於各前述葉片,設置於前述支承板上方之主面上之前述輔助板及設置於前述支承板下方之主面上之前述輔助板中之一方前述輔助板,使前述熔融玻璃產生從前述處理室內壁往前述軸部件之流動,另一方前述輔助板則使前述熔融玻璃產生從前述軸部件往前述處理室內壁之流動。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之玻璃基板之製造方法,其中,前述支承板,配置成在將從前述軸部件往前述處理室內壁設為放射狀且配置於相鄰兩個段之前述葉片之前述支承板之各個投影於前述處理室底面時,前述支承板與前述支承板之間隔變小或前述支承板與前述支承板重疊之部分之面積變小。
  4. 如申請專利範圍第3項之玻璃基板之製造方法,其中,前述支承板係放射狀地設有複數片;複數片前述支承板在前述軸部件之周圍分別被連結。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之玻璃基板之製造方法,其中,前述攪拌步驟中,藉由前述攪拌器以前述軸部件作為旋轉軸旋轉,設置於位於最上段之前述葉片之前述支承板上方之主面上之前述輔助板,係在位於最上段之前述葉片之前述支承板上方產生使前述熔融玻璃從前述處理室內壁往前述軸部件移動之第1流動,且產生使藉由前述第1流動而移動之前述熔融玻璃沿前述軸部件之側面上升之第2流動。
  6. 一種玻璃基板之製造方法,具備將玻璃原料熔融而製得熔融玻璃之熔融步驟、在攪拌槽內部攪拌在前述熔融步驟製得之前述熔融玻璃之攪拌步驟、以及由在前述攪拌步驟攪拌後之前述熔融玻璃將基板成形之成形步驟,其特徵在於:前述攪拌槽,具備用以將前述熔融玻璃從上方往下方或從下方往上方導引之處理室與用以攪拌前述處理室內之前述熔融玻璃之攪拌器;前述攪拌器具有沿垂直方向配置之作為旋轉軸之軸部件與於前述軸部件之側面沿前述軸部件之軸方向從最上段至最下段配置複數段之葉片;前述葉片具有相對前述軸部件之軸方向為正交之支承板與設置於前述支承板之主面上之輔助板;前述攪拌步驟中,藉由前述攪拌器以前述軸部件作為旋轉軸旋轉,設置於位於最上段之前述葉片之前述支承板上方之主面上之前述輔助板,係將前述熔融玻璃從前述處理室之內壁側往前述軸部件側攪入或將前述熔融玻璃從前述軸部件側往前述處理室之內壁側壓出,以在位於最上段之前述葉片之前述支承板上方產生使前述熔融玻璃從前述處理室內壁往前述軸部件移動之第1流動,且產生使藉由前述第1流動而移動之前述熔融玻璃沿前述軸部件之側面上升之第2流動。
  7. 如申請專利範圍第6項之玻璃基板之製造方法,其中,前述處理室係在較位於最上段之前述葉片更上方之位 置,於側面具有排出口;前述排出口,係在前述熔融玻璃之液面附近之高度位置從前述處理室內排出前述熔融玻璃。
  8. 一種攪拌裝置,具備用以將前述熔融玻璃從上方往下方或從下方往上方導引之處理室與用以攪拌前述處理室內之前述熔融玻璃之攪拌器,其特徵在於:前述攪拌器具備作為旋轉軸之軸部件與於前述軸部件之側面沿前述軸部件之軸方向從最上段至最下段配置複數段之葉片;前述葉片具有直接連接於前述軸部件之支承板與設置於前述支承板之主面上之輔助板;前述輔助板具有連接於前述軸部件或最接近前述軸部件之一端與位於前述一端之相反側之另一端,被設置成沿前述軸部件之軸方向觀看時,隨著從前述一端往前述另一端,逐漸遠離將前述一端與作為前述軸部件之旋轉中心之中心點連結之直線;藉由前述攪拌器以前述軸部件作為旋轉軸旋轉,前述輔助板以使前述熔融玻璃產生往前述軸部件之半徑方向之流動之方式,將前述熔融玻璃從前述處理室之內壁側往前述軸部件側攪入或將前述熔融玻璃從前述軸部件側往前述處理室之內壁側壓出,且位於配置於相鄰兩個段之前述葉片之前述支承板之間之前述輔助板使前述熔融玻璃產生相同方向之流動。
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