WO2011083736A1 - 溶融ガラスの減圧脱泡装置、それを用いた溶融ガラス製造方法、およびガラス物品の製造方法 - Google Patents

溶融ガラスの減圧脱泡装置、それを用いた溶融ガラス製造方法、およびガラス物品の製造方法 Download PDF

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WO2011083736A1
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molten glass
tank
vacuum
glass
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健太郎 布川
仁 五十嵐
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旭硝子株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/225—Refining
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/225—Refining
    • C03B5/2252—Refining under reduced pressure, e.g. with vacuum refiners
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/24—Automatically regulating the melting process
    • C03B5/245—Regulating the melt or batch level, depth or thickness

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum degassing apparatus for molten glass that removes bubbles from continuously supplied molten glass, a method for clarifying molten glass using the apparatus, and the like.
  • a clarification step is provided to remove bubbles generated in the molten glass before the molten glass in which the raw material is melted in the melting furnace is molded by the molding apparatus.
  • molten glass is introduced into the reduced-pressure atmosphere, and bubbles in the molten glass flow that flows continuously under this reduced-pressure atmosphere are greatly grown to float up the bubbles contained in the molten glass.
  • a vacuum degassing method is known in which bubbles are removed by breaking bubbles, and then the molten glass is discharged from the reduced pressure atmosphere (see Patent Document 1).
  • the effect of the vacuum degassing method is the distance that the bubbles move to the glass surface in addition to the bubble rising speed, that is, the ground level of the molten glass (the distance from the bottom surface of the vacuum degassing tank to the ground surface of the molten glass). Is influenced by. Therefore, in the vacuum degassing method for molten glass, it is important to keep the ground level of the molten glass in the vacuum degassing tank constant. Moreover, if the liquid level of the molten glass fluctuates in the vacuum degassing tank, there is a possibility that foreign substances present on the wall surface of the vacuum degassing tank are mixed in the molten glass. In order to prevent such foreign matter from being mixed, it is important to keep the ground level of the molten glass in the vacuum degassing tank constant.
  • Patent Document 2 discloses an electrical means for measuring the ground level of the molten glass in the vacuum degassing tank during the vacuum degassing method, but it is particularly high quality like display substrate glass. When glass is required, the use of electrical means is not preferred because it may chemically affect the molten glass in the vacuum degassing vessel.
  • JP 2006-306662 A Japanese Patent Laid-Open No. 3-69516
  • an object of the present invention is to provide a vacuum degassing apparatus having means for simply measuring the ground level of molten glass in a vacuum degassing tank.
  • the present invention provides a vacuum housing that is sucked under reduced pressure, a vacuum deaeration tank that is provided in the vacuum housing and performs vacuum degassing of molten glass, and communicates with the vacuum degassing tank.
  • a vacuum degassing apparatus for molten glass having a deriving means for deriving, A hollow structure part connecting the tank opening provided in the ceiling part of the vacuum degassing tank and the housing opening provided in the ceiling part of the vacuum housing; and a transparent window provided in the housing opening. Having at least one window configured;
  • a ground level measurement for measuring the ground level of molten glass in the vacuum degassing tank comprising a vertical member made of a plate-like body or a columnar body and a horizontal member provided on the vertical member.
  • a means is inserted into the vacuum degassing tank from the hollow structure portion, and a vacuum degassing apparatus for molten glass is provided.
  • the present invention also provides a vacuum degassing method for molten glass using the vacuum degassing apparatus described above, and an element for molten glass in a vacuum degassing tank using the above-mentioned vacuum degassing apparatus and by the ground level measuring means.
  • a vacuum degassing method for molten glass wherein the molten glass is vacuum degassed while measuring the ground level.
  • the present invention uses the vacuum degassing apparatus described above to perform degassing of the molten glass introduced from the introducing means into the vacuum degassing tank in the vacuum degassing tank, and the molten glass is extracted as the deriving means.
  • a method for defoaming molten glass in a vacuum defoaming tank wherein the molten glass is defoamed in a vacuum defoaming tank.
  • a method for degassing a molten glass by degassing the molten glass while measuring the level.
  • this invention provides the manufacturing method of the molten glass using the above-mentioned vacuum degassing method. Furthermore, this invention provides the manufacturing method of the molten glass containing the reduced pressure defoaming process by the above-mentioned reduced pressure defoaming method, and the raw material melting process as a previous process of the said reduced pressure defoaming process. Furthermore, a glass article comprising: a vacuum degassing step by the vacuum degassing method described above; a raw material melting step as a pre-step of the vacuum defoaming step; and a forming step as a post-step of the vacuum defoaming step. A manufacturing method is provided.
  • the ground level of the molten glass in the vacuum degassing tank can be measured during the vacuum degassing method for molten glass. And based on the measurement result of the obtained ground level, the ground level of the molten glass in a vacuum degassing tank can be kept constant.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the vacuum degassing apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the ground level measuring means 40a shown in FIG.
  • FIG. 3 is a view of the ground level measuring means 40a shown in FIG. 2 as viewed from above.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the vacuum degassing apparatus of the present invention.
  • a cylindrical vacuum vacuum degassing tank 12 is housed and disposed in the vacuum housing 11 such that its long axis is oriented in the horizontal direction.
  • a rising pipe 13 oriented in the vertical direction is attached to the lower surface on the upstream side of the vacuum degassing tank 12, and a lowering pipe 14 is attached to the lower surface on the downstream side.
  • the upstream side and the downstream side of the vacuum degassing tank 12 mean the upstream side and the downstream side in the flow direction of the molten glass G flowing in the vacuum degassing tank 12.
  • a part of the ascending pipe 13 and the descending pipe 14 is located in the decompression housing 11.
  • the ascending pipe 13 communicates with the vacuum degassing tank 12 and is an introducing means for introducing the molten glass G from the melting tank 100 into the vacuum degassing tank 12. For this reason, the lower end portion of the rising pipe 13 is inserted into the opening end of the upstream pit 120 and immersed in the molten glass G in the upstream pit 120.
  • the downcomer 14 communicates with the vacuum degassing tank 12 and is a lead-out means for lowering the molten glass G after the vacuum degassing from the vacuum degassing tank 12 and leading it to a processing tank (not shown) in a subsequent process. is there.
  • the lower end portion of the downcomer pipe 14 is inserted into the opening end of the downstream pit 140 and is immersed in the molten glass G in the downstream pit 140.
  • a heat insulating material 18 such as a heat insulating brick is provided around the decompression defoaming tank 12, the ascending pipe 13 and the descending pipe 14 to insulate them.
  • suction for holding the inside of the vacuum housing 11 in a vacuum state by vacuum suction to the ceiling portion of the vacuum housing 11 by a vacuum pump (not shown) or the like.
  • An opening 21 is provided.
  • a suction opening 31 for holding the inside of the vacuum degassing tank 12 in a vacuum state is also provided on the ceiling of the vacuum degassing tank 12.
  • the vacuum degassing tank 12 since the vacuum degassing tank 12, the rising pipe 13 and the descending pipe 14 are conduits for the molten glass G, they are manufactured using a material having excellent heat resistance and corrosion resistance to the molten glass.
  • the vacuum degassing tank 12 is a hollow tube made of platinum, a platinum alloy (platinum-gold alloy, platinum-rhodium alloy, etc.), or a dense refractory.
  • the decompression housing 11 that accommodates the decompression defoaming tank 12 and accommodates part of the ascending pipe 13 and the descending pipe 14 is made of metal, for example, stainless steel.
  • the vacuum degassing apparatus 10 shown in FIG. 1 is a window for confirming the state of the molten glass G in the vacuum degassing tank 12, specifically, the ground level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 12
  • a window portion is provided for confirming the state of bubble breakage on the bare ground.
  • a hollow tube structure which connects tank openings 30a and 30b provided in the ceiling of the vacuum degassing tank 12 and housing openings 20a and 20b provided in the ceiling of the vacuum housing 11 ( Hollow structural portions) 15a, 15b and transparent windows 16a, 16b provided in the housing openings 20a, 20b are provided with window portions 17a, 17b.
  • the vacuum degassing apparatus of the present invention only needs to have a hollow structure that connects the tank opening and the housing opening, and does not have a tube structure like the vacuum degassing apparatus 10 shown in FIG. It may be a hollow structure.
  • a hollow tube structure also means a hollow structure that does not have such a tube structure.
  • a hollow structure part is also hereafter called a hollow structure part.
  • the window portion 17a including the hollow structure portion 15a and the transparent window 16a is positioned above the riser tube 13, and the window portion 17b including the hollow structure portion 15b and the transparent window 16b.
  • the position where the window is provided and the number of windows provided are not limited thereto. Therefore, for example, it may have only one of the windows 17a and 17b, or in addition to the windows 17a and 17b, a third window may be shown, for example, the suction opening 21 in FIG. You may have in the position.
  • the communication portion with the downcomer pipe 14 is particularly important in confirming the state of the molten glass G in the vacuum degassing tank 12 such as the level of the ground surface in the vacuum degassing tank 12 and the state of bubble breakage on the ground surface. It is. Therefore, it is preferable to provide a window part above at least one of the ascending pipe 13 and the descending pipe 14, and as shown in FIG. 1, the window parts 17 a and 17 b are provided above both the ascending pipe 13 and the descending pipe 14. It is preferable to provide it.
  • the hollow structure portions 15a and 15b are required to have excellent heat resistance, platinum, a platinum alloy, or a dense refractory is preferable.
  • the cross-sectional shapes of the hollow structural portions 15a and 15b are not particularly inconvenient in confirming the state of the molten glass G in the vacuum degassing tank 12, and are not particularly limited as long as the strength of the vacuum housing 11 and the vacuum degassing tank 12 is not reduced.
  • As the cross-sectional shape various shapes such as a circle, an ellipse, and a rectangle can be selected.
  • the dimensions of the hollow structure portions 15a and 15b are not particularly inconvenient in confirming the state of the molten glass G in the vacuum degassing tank 12, and are particularly limited unless the strength of the vacuum housing 11 and the vacuum degassing tank 12 is reduced. Not.
  • the equivalent circular diameter of the cross-sectional shape of the hollow structure portion is the cross-sectional dimension, it can be, for example, 30 to 400 mm, more preferably 40 to 350 mm, and still more preferably 50 to 300 mm.
  • the transparent windows 16a and 16b provided on the housing openings 20a and 20b side preferably have heat resistance, pressure resistance, acid resistance, and the like.
  • Examples of the material satisfying these include quartz glass, sapphire glass, and transparent crystallized glass.
  • the ground surface level measuring means 40a and 40b are inserted into the vacuum degassing tank 12 from the hollow structures 15a and 15b.
  • 2 and 3 are enlarged views of the ground level measuring means 40a.
  • 2 is a side view of the ground level measuring means 40a
  • FIG. 3 is a view of the ground level measuring means 40a as viewed from above in FIG.
  • the ground level measuring means 40b has the same shape.
  • the ground level measuring means 40a shown in FIGS. 2 and 3 includes a vertical member 41a made of a plate-like body and a horizontal member 43a provided on the vertical member 41a.
  • the names of the vertical member and the horizontal member represent the directions of these members in a state in which the ground level measuring means 40 a is inserted into the vacuum degassing tank 12. That is, in a state where the ground level measuring means 40a is inserted into the vacuum degassing tank 12, the vertical direction of the vertical member 41a is directed to the vertical direction, and the horizontal direction of the horizontal member 43a is directed to the horizontal direction. It will be in the state.
  • five horizontal members 43a are provided along the longitudinal direction (length direction) of the vertical member 41a so as to be equally spaced from each other or at predetermined intervals. It has been. These five horizontal members 43a are arranged by shifting the position in the width direction of the vertical member 41a, so that when viewed from one end side of the vertical member 41a, the five horizontal members 43a are arranged as shown in FIG. All are visible.
  • FIG. 2 shows an example in which five horizontal members 43a are provided at equal intervals in the longitudinal direction of the vertical member 41a, that is, in the vertical direction, a plurality of horizontal members are arranged at a predetermined interval. It may be provided.
  • the vertical member 41a and the horizontal member 43a are required to be excellent in heat resistance and corrosion resistance against molten glass, and, as will be described later, the thickness thereof is preferably small. It is preferable to be manufactured.
  • the vertical members 41a and 41b form the main body of the ground level measuring means 40a and 40b, and flanges 42a and 42b are provided at the upper ends thereof.
  • the flanges 42a and 42b are sandwiched between the ends of the hollow structure portions 15a and 15b on the housing opening 20a and 20b side and the transparent windows 16a and 16b, so that the vertical members 41a and 41b are provided.
  • the horizontal members 43a and 43b the one provided at the lowermost position (hereinafter referred to as “the horizontal member provided at the lowermost position” in the present specification) has a predetermined depth within the vacuum degassing tank 12. Fixed in the inserted state.
  • the horizontal members 43 a and 43 b provided at the lowermost position need to be immersed in the molten glass G in the vacuum degassing tank 12.
  • the distance L (mm) from the upper end of the vertical members 41a and 41b to the horizontal members 43a and 43b provided at the lowermost position needs to satisfy the following formula. ⁇ L> L 1 + L 2
  • L 1 (mm) is the length of the hollow structure portions 15a and 15b
  • L 2 (mm) is the distance from the ceiling portion of the vacuum degassing tank 12 to the ground surface of the molten glass G.
  • L (mm) needs to satisfy the following formula. ⁇ L ⁇ L 1 + L 3
  • L 3 (mm) is the height of the vacuum degassing tank 12, that is, the distance from the ceiling portion to the bottom surface of the vacuum degassing tank 12.
  • the height H of the ground surface of the molten glass G in the vacuum degassing tank 12 is usually about 1 ⁇ 2 of the height L 3 (mm) of the vacuum degassing tank 12. It has been adjusted.
  • the widths of the vertical members 41a and 41b are not particularly limited as long as they are dimensions that can be inserted into the hollow structure portions 15a and 15b. However, it is preferable that the width of the vertical members 41a and 41b made of a plate-like body is larger because the number of horizontal members 43a and 43b provided on the vertical members 41a and 41b can be increased.
  • the short direction (width direction) of the vertical members 41a and 41b is set so that the flow of the molten glass G in the vacuum degassing tank 12 is not obstructed by the installation of the ground level measuring means 40a and 40b. It is preferable to install the ground level measuring means 40a, 40b so as to coincide with the flow direction of the molten glass G in the vacuum degassing tank 12.
  • the ground level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 12 is measured by observing the horizontal members 43a and 43b from the transparent windows 16a and 16b of the windows 17a and 17b. . That is, in the vacuum degassing apparatus 10 shown in FIG. 1, among the five horizontal members 43a and 43b, the three horizontal members 43a and 43b positioned above are positioned above the bare ground, so the transparent window 16a. , 16b. On the other hand, since the two horizontal members 43a and 43b located below are immersed in the molten glass G, they cannot be observed from the transparent windows 16a and 16b.
  • the vacuum degassing apparatus equipped with the ground level measuring means of the present invention which can measure the ground level of the molten glass by visual observation or optical equipment, is excellent.
  • the ground level of the molten glass G can be measured based on the distance from the bottom surface of the vacuum degassing tank 12 to these two horizontal members.
  • the horizontal member even if there is only one horizontal member provided on the vertical member, it is possible to measure the ground level of the molten glass G. That is, when the horizontal member can be observed from the transparent window, the horizontal member is positioned above the ground surface. On the other hand, when the horizontal member cannot be observed from the transparent window, the horizontal member is positioned below the bare ground. From here, the level of the ground level with respect to the distance from the bottom surface of the vacuum degassing tank to the horizontal member can be determined. However, in order to measure the ground level more accurately, it is preferable to provide two or more horizontal members 43a at intervals along the longitudinal direction of the vertical member 41a as shown in FIG.
  • the number of horizontal members 43a provided on the vertical member 41a is not particularly limited, and may be appropriately selected as necessary.
  • the number of horizontal members 43 a provided in the vertical member 41 a is increased by providing horizontal members 43 a in a staggered pattern (staggered layout) on both surfaces of the vertical member 41 a.
  • the interval between the horizontal members in the longitudinal direction of the vertical member (hereinafter, referred to as “horizontal member pitch (p)”) is not particularly limited, and the required ground surface. It can be appropriately selected according to the level measurement accuracy.
  • the pitch may be 5 mm pitch, 10 mm pitch, 25 mm pitch, 50 mm pitch, or the like.
  • the pitch (p) of the horizontal member may be changed depending on the position where the ground level measuring means is installed.
  • a ground level measuring means 40a inserted into a window portion 17a provided above the rising pipe 13
  • a ground level measuring means 40b inserted into a window portion 17b provided above the down pipe 14
  • the pitch (p) of the horizontal members 43a and 43b may be changed. Since it is more important for the downcomer 14 side, which is the outlet side of the molten glass G, to control the ground level to a constant level than the uplift pipe 13 side, which is the inlet of the molten glass G, The pitch (p) of the horizontal members 43b in the level measuring means 40b may be 25 mm, and the pitch of the horizontal members 43a in the ground level measuring means 40a may be 50 mm.
  • the dimensions of the horizontal members 43a and 43b are not particularly limited as long as they can be observed from the transparent windows 16a and 16b, and can be, for example, 10 to 20 mm square.
  • the thickness of the horizontal members 43a and 43b is preferably as small as possible as long as mechanical strength is obtained, because there is no possibility of hindering the flow of the molten glass G in the vacuum degassing tank 12.
  • the horizontal members 43a and 43b are made of platinum or a platinum alloy, the mechanical strength is sufficient if the thickness is about 0.8 to 1 mm.
  • planar shape of the horizontal member provided on the vertical member is not limited to this, and may be an appropriate shape other than a square such as a semicircular shape or a triangular shape.
  • horizontal members having different planar shapes may be provided on one vertical member. It is preferable to provide horizontal members having different planar shapes on one vertical member because the horizontal members provided on the vertical member can be easily distinguished from each other.
  • the vertical member in the present invention is not limited to this, and may be a rod-like shape, a cylindrical shape, a partial rod shape, or a partial cylindrical columnar shape. There may be.
  • the two or more horizontal members may be spirally provided along the outer periphery of the columnar body.
  • the vertical member is a columnar body, as long as the mechanical strength is obtained, the smaller the diameter of the vertical member does not hinder the flow of the molten glass in the vacuum degassing tank, and the horizontal member provided on the vertical member is more Since it can enlarge, it is preferable.
  • the columnar body constituting the vertical member is made of platinum or a platinum alloy, the mechanical strength is sufficient if the diameter is about 3 to 10 mm.
  • the vertical member is fixed by the flange in a state where the vertical member is inserted to a predetermined depth inside the vacuum degassing tank, but the vertical member may be fixed by means other than the flange.
  • the fixing means other than the flange include a method of fixing a vertical member by welding to the inner surface of the hollow structure portion.
  • the dimension of each component of the vacuum degassing apparatus 10 other than the above can be appropriately selected as necessary.
  • the dimensions of the vacuum degassing tank 12 are the same as the vacuum degassing apparatus used or the shape of the vacuum degassing tank 12 regardless of whether the vacuum degassing tank 12 is made of platinum, a platinum alloy, or a dense refractory. It can be selected as appropriate according to the conditions.
  • an example of the dimensions is as follows. ⁇ Length in the horizontal direction: 1-20m, ⁇ Inner diameter: 0.2-3m -Cross-sectional shape: circular.
  • the wall thickness is preferably 4 mm or less, more preferably 0.5 to 1.2 mm.
  • the reduced-pressure defoaming tank is not limited to a cylinder having a circular cross section, and may have a substantially cylindrical shape having an elliptical or semicircular cross section, or a cylinder having a rectangular cross section.
  • the riser pipe 13 and the downfall pipe 14 are made of platinum, a platinum alloy, or a dense refractory, they can be appropriately selected according to the vacuum degassing apparatus to be used.
  • examples of the dimensions of the ascending pipe 13 and the descending pipe 14 are as follows. Inner diameter: 0.05 to 0.8 m, more preferably 0.1 to 0.6 m, -Length: 0.2 to 6 m, more preferably 0.4 to 4 m.
  • the wall thickness is preferably 0.4 to 5 mm, more preferably 0.6 to 4 mm.
  • the vacuum degassing method for molten glass using the vacuum degassing apparatus of the present invention can be carried out under the same conditions as the conventional vacuum degassing method for molten glass.
  • the vacuum degassing tank 12 is preferably heated so that the inside thereof is in a temperature range of 1100 ° C. to 1600 ° C., particularly 1150 ° C. to 1500 ° C.
  • the inside of the vacuum degassing tank 12 is preferably decompressed to 38 to 460 mmHg (51 to 613 hPa) in absolute pressure, more preferably 60 to 350 mmHg (80 to 467 hPa). .
  • the flow rate of the molten glass G flowing in the vacuum degassing tank 12 is preferably 1 to 200 tons / day from the viewpoint of productivity.
  • the molten glass is degassed while measuring the ground glass level in the vacuum degassing tank by the ground level measuring means. If the height of the ground surface of the molten glass varies with respect to the preset height of the ground surface, for example, the inside of the vacuum degassing tank of the molten glass so as to return to the set height. The degree of decompression is adjusted, and the decompression defoaming condition is controlled to be constant.
  • the defoaming effect of the molten glass can be kept constant, and a glass product excellent in foam quality with extremely few bubbles can be obtained. Further, by reducing the fluctuation of the ground level, it is possible to prevent foreign matters from being mixed into the molten glass.
  • the molten glass production method using the vacuum degassing method of the present invention preferably comprises a raw material melting step and a molding step as a pre-process and a post-process of the vacuum degassing method of the present invention.
  • This raw material melting step may be, for example, a conventionally known one.
  • the raw material is melted by heating to about 1400 ° C. or higher according to the type of glass.
  • the raw material to be used is not particularly limited as long as it is compatible with the glass to be produced.
  • molding process may be a conventionally well-known thing, for example, a float shaping
  • the glass produced according to the present invention is not limited in terms of composition as long as it is produced by a heat melting method. Therefore, it may be non-alkali glass, or may be alkali glass such as soda lime silica glass represented by soda lime glass or alkali borosilicate glass.
  • the present invention is particularly suitable for the production of alkali-free glass and further alkali-free glass for liquid crystal display substrates.
  • the glass product excellent in foam quality can be obtained, it is suitable as a manufacturing method of a glass article, for example, a manufacturing method of the glass substrate for FPD, etc.
  • the surface level of the molten glass in a vacuum degassing tank can be measured during implementation of the vacuum degassing method of molten glass. And based on the measurement result of the obtained ground level, the ground level of the molten glass in a vacuum degassing tank can be kept constant. As a result, the defoaming effect of the molten glass can be enhanced, the foam quality is extremely low, the mixing of foreign matters into the molten glass can be prevented, and a high-quality glass product can be produced. .
  • the production method of the present invention is particularly useful as a production method of glass substrates for flat panel displays, optical glass, and the like that are strictly required to be free from bubble defects and foreign material defects.
  • Depressurization degassing apparatus 11 Depressurization housing 12: Depressurization degassing tank 13: Rising pipe 14: Downcomer pipe 15a, 15b: Hollow structure part 16a, 16b: Transparent window 17a, 17b: Window part 18: Insulation material 20a, 20b : Housing openings 21, 31: Suction openings 30a, 30b: Tank openings 40a, 40b: Ground level measuring means 41a, 41b: Vertical members 42a, 42b: Flange 43a, 43b: Horizontal members 100: Dissolution tank 120: Upstream pit 140: Downstream pit G: Molten glass

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Abstract

　減圧脱泡槽内の溶融ガラスの素地面レベルを測定する手段を有する減圧脱泡装置の提供。　板状体または棒状体からなる垂直部材と、該垂直部材に設けられた、板状体からなる水平部材と、からなる液面測定手段が減圧脱泡槽の内部に挿入された溶融ガラスの減圧脱泡装置。

Description

溶融ガラスの減圧脱泡装置、それを用いた溶融ガラス製造方法、およびガラス物品の製造方法
　本発明は、連続的に供給される溶融ガラスから気泡を除去する溶融ガラスの減圧脱泡装置、およびそれを用いた溶融ガラスの清澄方法などに関する。
　従来、成形されたガラス製品の品質を向上させるために、溶解炉で原料を溶解した溶融ガラスを成形装置で成形する前に、溶融ガラス内に発生した気泡を除去する清澄工程が設けられている。
　この清澄工程では、減圧雰囲気内に溶融ガラスを導入し、この減圧雰囲気下、連続的に流れる溶融ガラス流内の気泡を大きく成長させて溶融ガラス内に含まれる気泡を浮上させ、溶融ガラス表面で気泡を破泡させて除去し、その後、溶融ガラスを減圧雰囲気から排出する減圧脱泡方法が知られている（特許文献１参照）。
　減圧脱泡方法の効果は、気泡の浮上速度に加えて、気泡がガラス表面まで移動する距離、すなわち、溶融ガラスの素地面レベル（減圧脱泡槽の底面から溶融ガラスの素地面までの距離）によって影響される。
　したがって、溶融ガラスの減圧脱泡方法では、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの素地面レベルを一定に保つことが重要である。
　また、減圧脱泡槽内で溶融ガラスの液面が変動すると、減圧脱泡槽の壁面に存在する異物が溶融ガラス中に混入するおそれがある。このような異物の混入を防止するためにも、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの素地面レベルを一定に保つことが重要である。
　特許文献２には、減圧脱泡方法の実施中に減圧脱泡槽内の溶融ガラスの素地面レベルを測定する電気的な手段が開示されているが、特にディスプレイ基板ガラスのような高品質なガラスが求められる場合、電気的手段の使用は減圧脱泡槽内の溶融ガラスに化学的影響を及ぼすおそれがあることから好ましくない。
特開２００６－３０６６６２号公報 特開平３－６９５１６号公報
　上述した点を鑑みて、本発明は、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの素地面レベルを簡便に測定する手段を有する減圧脱泡装置を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するため、本発明は、減圧吸引される減圧ハウジングと、前記減圧ハウジング内に設けられ、溶融ガラスの減圧脱泡を行う減圧脱泡槽と、前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡前の溶融ガラスを前記減圧脱泡槽に導入する導入手段と、前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡後の溶融ガラスを前記減圧脱泡槽から導出する導出手段とを有する溶融ガラスの減圧脱泡装置であって、
　前記減圧脱泡槽の天井部に設けられた槽開口部と前記減圧ハウジングの天井部に設けられたハウジング開口部とを連絡する中空構造部と、前記ハウジング開口部に設けられる透明窓と、で構成される少なくとも１つの窓部を有しており、
　板状体または柱状体からなる垂直部材と、該垂直部材上に設けられた水平部材と、で構成され、前記減圧脱泡槽内の溶融ガラスの素地面レベルを測定するための素地面レベル測定手段が、前記中空構造部から前記減圧脱泡槽の内部に挿入されていることを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置を提供する。
　また、本発明は、上記した減圧脱泡装置を用いた溶融ガラスの減圧脱泡方法、および上記した減圧脱泡装置を用い、前記素地面レベル測定手段により減圧脱泡槽内の溶融ガラスの素地面レベルを測定しながら溶融ガラスを減圧脱泡する、溶融ガラスの減圧脱泡方法を提供する。
　また、本発明は、上記した減圧脱泡装置を用いて、前記導入手段から減圧脱泡槽に導入された溶融ガラスを減圧脱泡槽内において減圧脱泡を行い、該溶融ガラスを前記導出手段から導出する、溶融ガラスの減圧脱泡方法であって、前記溶融ガラスを減圧脱泡槽内において減圧脱泡を行うに当たり、前記素地面レベル測定手段により減圧脱泡槽内の溶融ガラスの素地面レベルを測定しながら溶融ガラスを減圧脱泡する、溶融ガラスの減圧脱泡方法を提供する。
　また、本発明は、上記した減圧脱泡方法を用いた溶融ガラスの製造方法を提供する。
　さらに、本発明は、上記した減圧脱泡方法による減圧脱泡工程と、前記減圧脱泡工程の前工程としての原料溶融工程と、を含む溶融ガラスの製造方法を提供する。
　さらにまた、上記した減圧脱泡方法による減圧脱泡工程と、前記減圧脱泡工程の前工程としての原料溶融工程と、前記減圧脱泡工程の後工程としての成形工程と、を含むガラス物品の製造方法を提供する。
　本発明の減圧脱泡装置では、溶融ガラスの減圧脱泡方法の実施中に、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの素地面レベルを測定することができる。そして、得られた素地面レベルの測定結果に基づいて、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの素地面レベルを一定に保つことができる。
図１は、本発明の減圧脱泡装置の一構成例を示す断面図である。 図２は、図１に示す素地面レベル測定手段４０ａの拡大図である。 図３は、図２に示す素地面レベル測定手段４０ａを上方からみた図である。
　以下、図面を参照して本発明を説明する。
　図１は、本発明の減圧脱泡装置の一構成例を示す断面図である。図１に示す減圧脱泡装置１０において、円筒形状をした減圧脱泡槽１２は、その長軸が水平方向に配向するように減圧ハウジング１１内に収納配置されている。減圧脱泡槽１２の上流側の下面には垂直方向に配向する上昇管１３が、下流側の下面には下降管１４が取り付けられている。なお、減圧脱泡槽１２の上流側および下流側とは、減圧脱泡槽１２中を流動する溶融ガラスＧの流動方向における上流側および下流側を意味する。上昇管１３及び下降管１４は、その一部が減圧ハウジング１１内に位置している。
　図１に示すように、上昇管１３は、減圧脱泡槽１２と連通しており、溶解槽１００からの溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１２に導入する導入手段である。このため、上昇管１３の下端部は、上流ピット１２０の開口端に挿入され、この上流ピット１２０内の溶融ガラスＧに浸漬されている。
　下降管１４は、減圧脱泡槽１２に連通しており、減圧脱泡後の溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１２から下降させて後工程の処理槽（図示せず）に導出する導出手段である。このため、下降管１４の下端部は、下流ピット１４０の開口端に挿入され、この下流ピット１４０内の溶融ガラスＧに浸漬されている。
　減圧ハウジング１１内において、減圧脱泡槽１２、上昇管１３及び下降管１４の周囲には、これらを断熱被覆する断熱用レンガ等の断熱材１８が配設されている。
　図１に示す減圧脱泡装置１０において、減圧ハウジング１１の天井部には、真空ポンプ（図示せず）等によって真空吸引することにより、該減圧ハウジング１１の内部を減圧状態に保持するための吸引開口部２１が設けられている。減圧脱泡槽１２の天井部にも該減圧脱泡槽１２の内部を減圧状態に保持するための吸引開口部３１が設けられている。
　図１に示す減圧脱泡装置１０において、減圧脱泡槽１２、上昇管１３及び下降管１４は、溶融ガラスＧの導管であるため、耐熱性及び溶融ガラスに対する耐食性に優れた材料を用いて作製されている。一例を挙げると、減圧脱泡槽１２は、白金製、白金合金（白金－金合金、白金－ロジウム合金等）製、緻密質耐火物製等の中空管である。
　減圧脱泡槽１２を収容し、上昇管１３及び下降管１４の一部を収容する減圧ハウジング１１は、金属製、例えばステンレス製である。
　図１に示す減圧脱泡装置１０は、減圧脱泡槽１２内の溶融ガラスＧの状態を確認するための窓部、具体的には、減圧脱泡槽１２内の溶融ガラスＧの素地面レベルや、該素地面での破泡の状態等を確認するための窓部が設けられている。具体的には、減圧脱泡槽１２の天井部に設けられた槽開口部３０ａ，３０ｂと減圧ハウジング１１の天井部に設けられたハウジング開口部２０ａ，２０ｂとを連絡する中空管構造部（中空構造部）１５ａ，１５ｂと、ハウジング開口部２０ａ，２０ｂに設けられる透明窓１６ａ，１６ｂと、で構成される窓部１７ａ，１７ｂを有している。
　なお、本発明の減圧脱泡装置は、槽開口部とハウジング開口部とを連絡する中空構造を有していればよく、図１に示す減圧脱泡装置１０のような管構造を持たない単なる中空構造であってもよい。以下、本明細書において、中空管構造といった場合、このような管構造を持たない中空構造のことも意味する。また、本明細書において、中空管構造部を含め、以下中空構造部という。
　図１に示す減圧脱泡装置１０において、中空構造部１５ａおよび透明窓１６ａからなる窓部１７ａは、上昇管１３の上方に位置しており、中空構造部１５ｂおよび透明窓１６ｂからなる窓部１７ｂは、下降管１４の上方に位置しているが、本発明の減圧脱泡装置において、窓部を設ける位置、および、設ける窓部の数はこれに限定されない。したがって、例えば、窓部１７ａ,１７ｂのうち一方のみを有してもよいし、窓部１７ａ,１７ｂに加えて、第３の窓部を、例えば、図１で吸引開口部２１が示されている位置に有していてもよい。
　但し、減圧脱泡槽１２において、溶解槽１００からの溶融ガラスＧが導入される上昇管１３との連通部分、および、減圧脱泡後の溶融ガラスＧが後工程の処理槽へと導出される下降管１４との連通部分は、減圧脱泡槽１２内の素地面レベルや該素地面での破泡の状態といった、減圧脱泡槽１２内の溶融ガラスＧの状態を確認するうえで特に重要である。従って、上昇管１３および下降管１４のうち、少なくとも一方の上方に窓部を設けることが好ましく、図１に示すように、上昇管１３および下降管１４の両方の上方に窓部１７ａ，１７ｂを設けることが好ましい。
　中空構造部１５ａ，１５ｂは、耐熱性に優れていることが求められるため、白金製若しくは白金合金製、又は緻密質耐火物製が好ましい。
　中空構造部１５ａ，１５ｂの断面形状は、減圧脱泡槽１２内の溶融ガラスＧの状態を確認するうえで不都合がなく、減圧ハウジング１１および減圧脱泡槽１２の強度低下につながらない限り特に限定されず、その横断面形状としては、円形、楕円形、矩形等、各種形状を選択することができる。
　中空構造部１５ａ，１５ｂの各部分の寸法も減圧脱泡槽１２内の溶融ガラスＧの状態を確認するうえで不都合がなく、減圧ハウジング１１および減圧脱泡槽１２の強度低下につながらない限り特に限定されない。中空構造部の断面形状の円相当径を、該横断面の寸法とした場合、例えば、３０～４００ｍｍとすることができ、より好ましくは４０～３５０ｍｍであり、さらに好ましくは５０～３００ｍｍである。
　ハウジング開口部２０ａ，２０ｂ側に設けられる透明窓１６ａ，１６ｂは、耐熱性、耐圧性、耐酸性などを有することが望ましい。これらを満たす材料としては、例えば、石英ガラス、サファイアガラス、透明結晶化ガラスなどが挙げられる。
　図１に示す減圧脱泡装置１０において、素地面レベル測定手段４０ａ，４０ｂが中空構造部１５ａ，１５ｂから減圧脱泡槽１２の内部に挿入されている。
　図２，３は素地面レベル測定手段４０ａの拡大図である。図２は素地面レベル測定手段４０ａの側面図であり、図３は素地面レベル測定手段４０ａを図２の上方から見た図である。素地面レベル測定手段４０ａのみ拡大図を示したが、素地面レベル測定手段４０ｂも同じ形状である。
　図２，３に示す素地面レベル測定手段４０ａは、板状体からなる垂直部材４１ａと、該垂直部材４１ａに設けられた水平部材４３ａと、で構成される。ここで、垂直部材および水平部材の名称は、素地面レベル測定手段４０ａを減圧脱泡槽１２の内部に挿入した状態における、これらの部材の向きを表している。すなわち、素地面レベル測定手段４０ａを減圧脱泡槽１２の内部に挿入した状態において、垂直部材４１ａはその長手方向が垂直方向を向いた状態となり、水平部材４３ａはその長手方向が水平方向を向いた状態となる。
　図２に示す素地面レベル測定手段４０ａでは、垂直部材４１ａの長手方向（長さ方向）に沿って、互いに等間隔になるように、または所定間隔となるように、５つの水平部材４３ａが設けられている。これら５つの水平部材４３ａは、垂直部材４１ａの幅方向における位置をずらして配置することによって、図３に示すように、該垂直部材４１ａの一端側から見た際に、５つの水平部材４３ａが全て見える位置関係となっている。図２においては、垂直部材４１aの長手方向、すなわち上下方向に等間隔をおいて５つの水平部材４３ａが設けられている例を示しているが、複数個設けられる水平部材は、所定間隔をもって配設されるようにしてもよい。
　なお、垂直部材４１ａおよび水平部材４３ａは、耐熱性及び溶融ガラスに対する耐食性に優れていることが求められ、かつ、後述するように、その厚さが小さいことが好ましいことから、白金製若しくは白金合金製であるのが好ましい。
　図１に示す減圧脱泡装置１０において、垂直部材４１ａ，４１ｂは、素地面レベル測定手段４０ａ，４０ｂの本体をなし、その上端にはフランジ４２ａ，４２ｂが設けられている。中空構造部１５ａ，１５ｂのハウジング開口部２０ａ，２０ｂ側の端部と、透明窓１６ａ，１６ｂと、の間に、該フランジ４２ａ，４２ｂを挟持することによって、垂直部材４１ａ，４１ｂに設けられた水平部材４３ａ，４３ｂのうち、最も下方に設けられたもの（以下、本明細書にいて、「最も下方に設けられた水平部材」という。）が減圧脱泡槽１２の内部に所定の深さまで挿入された状態で固定される。ここで、図１に示すように、最も下方に設けられた水平部材４３ａ，４３ｂが減圧脱泡槽１２内の溶融ガラスＧに浸漬した状態となる必要がある。このため、垂直部材４１ａ，４１ｂの上端から最も下方に設けられた水平部材４３ａ，４３ｂまでの距離Ｌ（ｍｍ）が下記式を満たす必要がある。
　　　・Ｌ　＞　Ｌ1　＋　Ｌ2
　ここで、Ｌ1（ｍｍ）は中空構造部１５ａ，１５ｂの長さであり、Ｌ2（ｍｍ）は減圧脱泡槽１２の天井部から溶融ガラスＧの素地面までの距離である。
　また、上記Ｌ（ｍｍ）が下記式を満たす必要がある。
　　　・Ｌ　＜　Ｌ1　＋　Ｌ3
　ここで、Ｌ3（ｍｍ）は減圧脱泡槽１２の高さ、すなわち、減圧脱泡槽１２の天井部から底面までの距離である。
　図１に示すように、減圧脱泡槽１２内の溶融ガラスＧの素地面の高さＨは、減圧脱泡槽１２の高さＬ3（ｍｍ）の１／２程度となるように通常は調節されている。垂直部材４１に設ける水平部材４３の数にもよるが、図示した素地面レベル測定手段４０ａ，４０ｂの場合、最も下方に設けられた水平部材４３ａ，４３ｂが溶融ガラスＧの素地面の高さＨの１／２程度まで浸漬されていることが好ましい。
　したがって、上記Ｌ（ｍｍ）は、下記式を満たすことが好ましい。
　　　・Ｌ　＝　Ｌ1　＋　３／４Ｌ3
　垂直部材４１ａ，４１ｂの幅は、中空構造部１５ａ，１５ｂに挿入可能な寸法である限り特に限定されない。但し、板状体からなる垂直部材４１ａ，４１ｂの幅が大きいほど、該垂直部材４１ａ，４１ｂに設ける水平部材４３ａ，４３ｂの数を増やすことができるので好ましい。
　なお、素地面レベル測定手段４０ａ，４０ｂの設置により、減圧脱泡槽１２内の溶融ガラスＧの流れが阻害されるおそれがないように、垂直部材４１ａ，４１ｂの短手方向（幅方向）が減圧脱泡槽１２内の溶融ガラスＧの流れ方向と一致するように素地面レベル測定手段４０ａ，４０ｂを設置することが好ましい。
　本発明の減圧脱泡装置１０では、窓部１７a,１７ｂの透明窓１６ａ，１６ｂから水平部材４３ａ，４３ｂを観察することによって、減圧脱泡槽１２内の溶融ガラスＧの素地面レベルを測定する。すなわち、図１に示す減圧脱泡装置１０では、５つの水平部材４３ａ，４３ｂのうち、上方に位置する３つの水平部材４３ａ，４３ｂは素地面よりも上方に位置しているので、透明窓１６ａ，１６ｂから観察することができる。一方、下方に位置する２つの水平部材４３ａ，４３ｂは、溶融ガラスＧに浸漬された状態となっているので、透明窓１６ａ，１６ｂからは観察することができない。
　減圧脱泡槽１２内の溶融ガラスＧの素地面レベルを測定する手段として、音響的手段は減圧脱泡槽１２の内部が高温かつ減圧雰囲気であることから使用することができない。また、電気的手段の使用は減圧脱泡槽１２内の溶融ガラスＧに化学的影響を及ぼすおそれがあることから好ましくない。これに対し、目視や光学機器によって溶融ガラスの素地面レベルを測定することができる本発明の、素地面レベル測定手段を備えた減圧脱泡装置は優れている。
　溶融ガラスＧの素地面は、透明窓１６ａ，１６ｂから観察された水平部材４３ａ，４３ｂのうち、最も下方にあるものと、透明窓１６ａ，１６ｂから観察されなかった水平部材４３ａ，４３ｂのうち、最も上方にあるものと、の間に位置しているので、減圧脱泡槽１２の底面からこれら２つの水平部材までの距離に基づいて、溶融ガラスＧの素地面レベルを測定することができる。
　上記の考えによれば、垂直部材に設けられた水平部材が１つであっても、溶融ガラスＧの素地面レベルの測定は可能である。すなわち、透明窓から水平部材を観察できた場合、該水平部材は素地面よりも上方に位置していることになる。一方、透明窓から水平部材を観察できなかった場合、該水平部材は素地面よりも下方に位置していることになる。ここから、減圧脱泡槽の底面から水平部材までの距離に対する、素地面レベルの高低を判断することができる。
　但し、素地面レベルをより正確に測定するためには、図２に示すように、垂直部材４１ａの長手方向に沿って間隔をあけて２つ以上の水平部材４３ａを設けることが好ましい。この場合、垂直部材４１ａに設ける水平部材４３ａの数は特に限定されず、必要に応じて適宜選択すればよい。
　図３では、垂直部材４１ａの両面に水平部材４３ａを千鳥状（互い違い状）に設ける(Staggered layout）ことで、垂直部材４１ａに設ける水平部材４３ａの数を増やしている。
　垂直部材に２つ以上の水平部材を設ける場合、垂直部材の長手方向における水平部材同士の間隔（以下、「水平部材のピッチ（ｐ）」という。）は特に限定されず、要求される素地面レベルの測定精度に応じて適宜選択することができる。一例を挙げると、５ｍｍピッチ、１０ｍｍピッチ、２５ｍｍピッチ、５０ｍｍピッチ等とすることができる。
　なお、素地面レベル測定手段を設置する位置によって、水平部材のピッチ（ｐ）を変えてもよい。例えば、上昇管１３の上方に設けられた窓部１７ａに挿入される素地面レベル測定手段４０ａと、下降管１４の上方に設けられた窓部１７ｂに挿入される素地面レベル測定手段４０ｂと、では、水平部材４３ａ，４３ｂのピッチ（ｐ）を変えてもよい。溶融ガラスＧの入口である上昇管１３側よりも、該溶融ガラスＧの出口側である下降管１４側の方が、素地面レベルを一定レベルに制御することがより重要になるため、素地面レベル測定手段４０ｂにおける水平部材４３ｂのピッチ（ｐ）を２５ｍｍピッチとし、素地面レベル測定手段４０ａにおける水平部材４３ａのピッチを５０ｍｍピッチとしてもよい。
　水平部材４３ａ，４３ｂの寸法は、透明窓１６ａ，１６ｂから観察可能である限り特に限定されず、例えば、１０～２０ｍｍ角等とすることができる。
　水平部材４３ａ，４３ｂの厚みは、機械的強度が得られる限りできるだけ小さい方が、減圧脱泡槽１２内の溶融ガラスＧの流れを阻害するおそれがないので好ましい。水平部材４３ａ，４３ｂが白金製若しくは白金合金製の場合、その厚さが０．８～１ｍｍ程度であれば機械的強度が十分である。
　図３に示す水平部材４３ａは平面形状が正方形であるが、垂直部材に設ける水平部材の平面形状はこれに限定されず、半円形、三角形といった正方形以外の適宜の形状であってもよい。この場合、１つの垂直部材上に互いに平面形状が異なる水平部材を設けてもよい。１つの垂直部材に互いに平面形状が異なる水平部材を設けることは、該垂直部材に設けた水平部材同士を識別しやすくなるので好ましい。
　上記では、垂直部材が板状体の場合を例に説明したが、本発明における垂直部材はこれに限定されず、棒状、筒状、部分的な棒状、または部分的な筒状の柱状体であってもよい。
　柱状体からなる垂直部材に２つ以上の水平部材を設ける場合、該柱状体の外周に沿って、２つ以上の水平部材をらせん状に設ければよい。
　垂直部材が柱状体の場合、機械的強度が得られる限り、その径ができるだけ小さい方が、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの流れを阻害せず、かつ、該垂直部材に設ける水平部材をより大きくできるので好ましい。垂直部材を構成する柱状体が白金製若しくは白金合金製の場合、その径が３～１０ｍｍ程度であれば機械的強度が十分である。
　また、上述した態様では、フランジによって、垂直部材を減圧脱泡槽の内部に所定の深さまで挿入した状態で固定しているが、フランジ以外の手段で垂直部材を固定してもよい。フランジ以外の固定手段の具体例としては、中空構造部の内面に垂直部材を溶接して固定する方法などが挙げられる。
　上記以外の減圧脱泡装置１０の各構成要素の寸法は、必要に応じて適宜選択することができる。減圧脱泡槽１２の寸法は、減圧脱泡槽１２が白金製若しくは白金合金製、又は緻密質耐火物製であるかによらず、使用する減圧脱泡装置や、減圧脱泡槽１２の形状に応じて適宜選択することができる。図１に示すような円筒形状の減圧脱泡槽１２の場合、その寸法の一例は以下の通りである。
　　　・水平方向における長さ：１～２０ｍ、
　　　・内径：０．２～３ｍ
　　　・断面形状：円形。
　減圧脱泡槽１２が白金製若しくは白金合金製である場合、肉厚は４ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．５～１．２ｍｍである。
　減圧脱泡槽は、断面円形が円筒形状のものに限定されず、断面形状が楕円形や半円形状の略円筒形状のものや、断面が矩形の筒形状のものであってもよい。
　上昇管１３及び下降管１４は、白金製若しくは白金合金製、又は緻密質耐火物製であるかによらず、使用する減圧脱泡装置に応じて適宜選択することができる。例えば、図１に示す減圧脱泡装置１０の場合、上昇管１３及び下降管１４の寸法の一例は以下の通りである。
　　　・内径：０．０５～０．８ｍ、より好ましくは０．１～０．６ｍ、
　　　・長さ：０．２～６ｍ、より好ましくは０．４～４ｍ。
　上昇管１３及び下降管１４が白金製若しくは白金合金製である場合、肉厚は０．４～５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．６～４ｍｍである。
　本発明の減圧脱泡装置を用いた溶融ガラスの減圧脱泡方法は、従来の溶融ガラスの減圧脱泡方法と同様の条件で実施することができる。例えば、減圧脱泡の実施時、減圧脱泡槽１２は、その内部が１１００℃～１６００℃、特に１１５０℃～１５００℃の温度範囲になるように加熱されていることが好ましい。また、減圧脱泡槽１２内部は、絶対圧で３８～４６０ｍｍＨｇ（５１～６１３ｈＰａ）に減圧されていることが好ましく、より好ましくは、６０～３５０ｍｍＨｇ（８０～４６７ｈＰａ）に減圧されていることが好ましい。また、減圧脱泡槽１２中を流動する溶融ガラスＧの流量が１～２００トン／日であることが生産性の点から好ましい。
　本発明により溶融ガラスの減圧脱泡方法を実施するに当たっては、前記素地面レベル測定手段により減圧脱泡槽内の溶融ガラスの素地面レベルを測定しながら溶融ガラスを減圧脱泡する。測定された溶融ガラスの素地面の高さに応じて、予め設定された素地面の高さに対し変動した場合には、例えば設定された高さに戻るように溶融ガラスの減圧脱泡槽内の減圧度を調整し、減圧脱泡条件を一定に保つように制御する。この制御により、溶融ガラスの脱泡効果を一定に保つことができ、泡が極めて少ない泡品質に優れたガラス製品をえることができる。また、素地面レベルの変動を少なくすることにより、溶融ガラスへの異物の混入を防止することができる。
　本発明の減圧脱泡方法を用いた溶融ガラス製造方法は、本発明の減圧脱泡方法の前工程及び後工程として原料溶融工程及び成形工程を具備することが好ましい。この原料溶融工程は、例えば従来公知のものでよく、例えばガラスの種類に応じて約１４００℃以上に加熱することによって原料を溶融する工程である。用いる原材料も製造するガラスに適合させる原材料であれば特に限定されず、例えば硅砂、ホウ酸、石灰石等の従来公知のものを最終ガラス製品の組成に合わせて調合した原材料を用いることができ、所望の清澄剤を含んでもよい。また、この成形工程は、例えば従来公知のものでよく、例えばフロート成形工程、ロールアウト成形工程、フュージョン成形工程等が挙げられる。
　本発明によって製造されるガラスは、加熱溶融法により製造されるガラスである限り、組成的には制約されない。したがって、無アルカリガラスであってもよいし、ソーダライムガラスに代表されるソーダライムシリカ系ガラスやアルカリホウケイ酸ガラスのようなアルカリガラスであってもよい。本発明は、特に無アルカリガラス、さらには液晶ディスプレイ基板用無アルカリガラスの製造に適している。
　なお、本発明によれば、泡品質にきわめて優れたガラス製品を得ることができるため、ガラス物品の製造方法、たとえばＦＰＤ用のガラス基板等の製造方法として好適である。
　本発明によれば、溶融ガラスの減圧脱泡方法の実施中に、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの素地面レベルを測定することができる。そして、得られた素地面レベルの測定結果に基づいて、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの素地面レベルを一定に保つことができる。その結果、溶融ガラスの脱泡効果を高めることができ、泡が極めて少ない泡品質に優れ、かつ溶融ガラスへの異物の混入を防止することができ、高品質のガラス製品を製造することができる。本発明の製造方法は、特に泡欠点、異物欠点がないことが厳しく要求されるフラット・パネル・ディスプレイ用のガラス基板や光学用ガラス等の製造方法として有用である。
　なお、２０１０年１月８日に出願された日本特許出願２０１０－００２６０７号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
　１０：減圧脱泡装置
　１１：減圧ハウジング
　１２：減圧脱泡槽
　１３：上昇管
　１４：下降管
　１５ａ，１５ｂ：中空構造部
　１６ａ，１６ｂ：透明窓
　１７ａ，１７ｂ：窓部
　１８：断熱材
　２０ａ，２０ｂ：ハウジング開口部
　２１，３１：吸引開口部
　３０ａ，３０ｂ：槽開口部
　４０ａ，４０ｂ：素地面レベル測定手段
　４１ａ，４１ｂ：垂直部材
　４２ａ，４２ｂ：フランジ
　４３ａ，４３ｂ：水平部材
　１００：溶解槽
　１２０：上流ピット
　１４０：下流ピット
　Ｇ：溶融ガラス

Claims (10)

  1. 　減圧吸引される減圧ハウジングと、前記減圧ハウジング内に設けられ、溶融ガラスの減圧脱泡を行う減圧脱泡槽と、前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡前の溶融ガラスを前記減圧脱泡槽に導入する導入手段と、前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡後の溶融ガラスを前記減圧脱泡槽から導出する導出手段とを有する溶融ガラスの減圧脱泡装置であって、
    　前記減圧脱泡槽の天井部に設けられた槽開口部と前記減圧ハウジングの天井部に設けられたハウジング開口部とを連絡する中空構造部と、前記ハウジング開口部に設けられる透明窓と、で構成される少なくとも１つの窓部を有しており、
    　板状体または柱状体からなる垂直部材と、該垂直部材上に設けられた水平部材と、で構成され、前記減圧脱泡槽内の溶融ガラスの素地面レベルを測定するための素地面レベル測定手段が、前記中空構造部から前記減圧脱泡槽の内部に挿入されていることを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置。
  2. 　前記窓部が、前記導入手段、および、前記導出手段のうち、少なくとも一方の上方に位置している、請求項１に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
  3. 　前記垂直部材には、該垂直部材の一端側から見た際に、全ての水平部材が見える位置関係となるように、該垂直部材の長手方向に沿って間隔を開けて２以上の水平部材が設けられている、請求項１または２に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
  4. 　前記素地面レベル測定手段を構成する前記垂直部材および前記水平部材が、白金または白金合金製である、請求項１～３のいずれか一項に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
  5. 　請求項１～４のいずれか一項に記載の減圧脱泡装置を用いた、溶融ガラスの減圧脱泡方法。
  6. 　請求項１～４のいずれか一項に記載の減圧脱泡装置を用い、前記素地面レベル測定手段により減圧脱泡槽内の溶融ガラスの素地面レベルを測定しながら溶融ガラスを減圧脱泡する、溶融ガラスの減圧脱泡方法。
  7. 　請求項１～４のいずれか一項に記載の減圧脱泡装置を用いて、前記導入手段から減圧脱泡槽に導入された溶融ガラスを減圧脱泡槽内において減圧脱泡を行い、該溶融ガラスを前記導出手段から導出する、溶融ガラスの減圧脱泡方法であって、前記溶融ガラスを減圧脱泡槽内において減圧脱泡を行うに当たり、前記素地面レベル測定手段により減圧脱泡槽内の溶融ガラスの素地面レベルを測定しながら溶融ガラスを減圧脱泡する、溶融ガラスの減圧脱泡方法。
  8. 　請求項５～７のいずれか一項に記載の減圧脱泡方法を用いた、溶融ガラスの製造方法。
  9. 　請求項５～７のいずれか一項に記載の減圧脱泡方法による減圧脱泡工程と、前記減圧脱泡工程の前工程としての原料溶融工程とを含む、溶融ガラスの製造方法。
  10. 　請求項５～７のいずれか一項に記載の減圧脱泡方法による減圧脱泡工程と、前記減圧脱泡工程の前工程としての原料溶融工程と、前記減圧脱泡工程の後工程としての成形工程とを含む、ガラス物品の製造方法。
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