JP6847620B2 - Glass substrate manufacturing method and glass substrate manufacturing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス基板の製造方法、およびガラス基板製造装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a glass substrate and a glass substrate manufacturing apparatus.
ガラス基板は、一般的に、ガラス原料から熔融ガラスを生成させた後、熔融ガラスをガラス基板へと成形する工程を経て製造される。上記の工程中には、熔融ガラスが内包する微小な気泡を除去する工程(以下、清澄ともいう)が含まれる。清澄は、清澄槽の本体(清澄管)を加熱しながら、この清澄管に清澄剤を配合させた熔融ガラスを通過させ、清澄剤の酸化還元反応により熔融ガラス中の泡が取り除かれることで行われる。より具体的には、粗熔解した熔融ガラスの温度をさらに上げて清澄剤を機能させ泡を浮上脱泡させた後、温度を下げることにより、脱泡しきれずに残った比較的小さな泡は熔融ガラスに吸収させるようにしている。すなわち、清澄は、泡を浮上脱泡させる脱泡処理および小泡を熔融ガラスへ吸収させる吸収処理を含む。 A glass substrate is generally manufactured through a process of producing molten glass from a glass raw material and then molding the molten glass into a glass substrate. The above-mentioned step includes a step of removing minute bubbles contained in the molten glass (hereinafter, also referred to as clarification). The clarification is performed by heating the main body (clarification tube) of the clarification tank, passing the molten glass containing the clarifying agent through the clarifying tube, and removing bubbles in the molten glass by the redox reaction of the clarifying agent. It is said. More specifically, the temperature of the coarsely melted molten glass is further raised to allow the clarifying agent to function to float and defoam the bubbles, and then the temperature is lowered to melt the relatively small bubbles remaining that cannot be completely defoamed. I try to make it absorb into the glass. That is, the clarification includes a defoaming treatment for floating and defoaming bubbles and an absorption treatment for absorbing small bubbles into the molten glass.
成形前の高温の熔融ガラスに接する部材の内壁は、その部材に接する熔融ガラスの温度、要求されるガラス基板の品質等に応じ、適切な材料により構成する必要がある。たとえば、上述の清澄管を構成する材料には、通常、白金、白金合金等の白金族金属が用いられている(特許文献1)。白金族金属は、融点が高く、熔融ガラスに対する耐食性にも優れている。 The inner wall of the member in contact with the high-temperature molten glass before molding needs to be made of an appropriate material according to the temperature of the molten glass in contact with the member, the required quality of the glass substrate, and the like. For example, a platinum group metal such as platinum or a platinum alloy is usually used as the material constituting the above-mentioned clarification tube (Patent Document 1). Platinum group metals have a high melting point and are also excellent in corrosion resistance to molten glass.
白金族金属が内壁面に用いられた清澄管を熔融ガラスが通過するとき、加熱された内壁面のうち気相空間に接する部分において白金族金属が酸化され、揮発する場合がある。一方、白金族金属の酸化物は、局所的に温度が低下した清澄管の位置で還元され、内壁面に付着する場合がある。内壁面に付着した白金族金属は落下して熔融ガラス中に混入し、ガラス基板内に異物として残存するおそれがある。このような異物を含んだガラス基板は、欠陥品として扱われるおそれがある。
このような白金族金属の揮発を抑制するために、清澄管内に不活性ガスを流して酸素濃度を下げることが知られている。しかし、不活性ガスを流すことで、清澄後の熔融ガラスにおいて気泡が発生する場合があることがわかった。このような気泡は、ガラス基板に残存して、光学欠陥として扱われる場合があり、ガラス基板の歩留まりを低下させるおそれがある。
When the molten glass passes through the clarification tube in which the platinum group metal is used for the inner wall surface, the platinum group metal may be oxidized and volatilized in the portion of the heated inner wall surface in contact with the vapor phase space. On the other hand, the oxide of the platinum group metal may be reduced at the position of the clarification tube whose temperature has dropped locally and may adhere to the inner wall surface. The platinum group metal adhering to the inner wall surface may fall and be mixed in the molten glass and remain as a foreign substance in the glass substrate. A glass substrate containing such a foreign substance may be treated as a defective product.
In order to suppress the volatilization of such platinum group metals, it is known that an inert gas is allowed to flow in the clarification tube to reduce the oxygen concentration. However, it was found that bubbles may be generated in the molten glass after clarification by flowing an inert gas. Such bubbles may remain on the glass substrate and be treated as optical defects, which may reduce the yield of the glass substrate.
本発明は、清澄管内での白金族金族の凝集を抑制しつつ、清澄後の熔融ガラス内での気泡の発生を抑制することを目的とする。 An object of the present invention is to suppress the generation of bubbles in the molten glass after clarification while suppressing the aggregation of platinum group metals in the clarification tube.
本発明は、下記(1)〜(5)を提供する。
(1)清澄管を用いて熔融ガラスの清澄を行う清澄工程を備え、
前記清澄工程では、前記熔融ガラスの液面の上方に気相空間が形成されるように前記熔融ガラスを前記清澄管内に流しながら、前記熔融ガラスに含まれる清澄剤を用いて前記清澄を行い、
前記清澄管は、白金族金属を含む材料で構成され、前記気相空間と接する壁部に、前記気相空間内の気体を排出する通気孔と、前記熔融ガラスに対して不活性なガスを前記気相空間内に導く導入孔と、を有し、前記通気孔および前記導入孔は、前記熔融ガラスの流れ方向に互いに離間して配置され、
前記清澄管は、前記熔融ガラスの流れ方向に沿って、前記熔融ガラスの脱泡を促進するよう前記熔融ガラスを加熱する第1の加熱領域と、前記脱泡後に残存する泡の前記熔融ガラスへの吸収を促進するよう前記熔融ガラスを加熱する第2の加熱領域と、を有し、
前記導入孔は、前記第2の加熱領域に配置され、
前記清澄工程では、前記導入孔に隣接する前記清澄管の外側の外部空間に前記不活性なガスを滞留させ、前記通気孔から前記気体を排出させることで、前記外部空間内の前記不活性なガスを前記気相空間内に引き込み、前記熔融ガラスの流れ方向に沿って流すことを特徴とするガラス基板の製造方法。
The present invention provides the following (1) to ( 5 ).
(1) Provided with a clarification process for clarifying molten glass using a clarification tube.
In the clarification step, the clarification is performed using the clarifying agent contained in the molten glass while flowing the molten glass into the clarification tube so that a gas phase space is formed above the liquid surface of the molten glass.
The clarification tube is made of a material containing a platinum group metal, and a vent hole for discharging a gas in the gas phase space and a gas inert to the molten glass are provided in a wall portion in contact with the gas phase space. It has an introduction hole leading into the gas phase space, and the ventilation hole and the introduction hole are arranged apart from each other in the flow direction of the molten glass.
The clarification tube is provided along the flow direction of the molten glass to a first heating region for heating the molten glass so as to promote defoaming of the molten glass, and to the molten glass of bubbles remaining after the defoaming. Has a second heating region, which heats the molten glass to promote absorption of
The introduction hole is arranged in the second heating region.
In the clarification step, the inert gas is retained in the external space outside the clarification pipe adjacent to the introduction hole, and the gas is discharged from the ventilation hole, whereby the inert gas in the external space is discharged. A method for manufacturing a glass substrate, which comprises drawing a gas into the gas phase space and flowing the gas along the flow direction of the molten glass.
(2)前記外部空間は、前記清澄管の外側から前記導入孔を囲むよう配置された耐火性材料からなる部材、および、前記清澄管によって画定される空間である、前記(1)に記載のガラス基板の製造方法。 (2) the external space, members made of a refractory material positioned so as to surround the introduction hole from the outside of the finer tube, and a space defined by the finer tube, according to (1) Manufacturing method of glass substrate.
(3)前記不活性なガスはアルゴンガスである、前記(1)又は前記(2)に記載のガラス基板の製造方法。 ( 3 ) The method for producing a glass substrate according to (1) or (2) above , wherein the inert gas is argon gas.
(4)さらに、前記清澄管の前記流れ方向の下流側に接続された移送管を用いて、前記清澄管から流出した熔融ガラスを移送する移送工程を備え、
前記清澄工程における前記熔融ガラスの最高温度と、前記移送工程における前記熔融ガラスの最低温度との差が200℃以上である、前記(1)から前記(3)のいずれか1つに記載のガラス基板の製造方法。
( 4 ) Further, a transfer step of transferring the molten glass flowing out of the clarification pipe by using a transfer pipe connected to the downstream side of the clarification pipe in the flow direction is provided.
The glass according to any one of (1) to (3 ) above, wherein the difference between the maximum temperature of the molten glass in the clarification step and the minimum temperature of the molten glass in the transfer step is 200 ° C. or more. Substrate manufacturing method.
(5)白金族金属を含む材料で構成され、熔融ガラスの液面の上方に気相空間が形成されるように前記熔融ガラスを流しながら、前記熔融ガラスに含まれる清澄剤を用いて清澄を行う清澄管であって、前記気相空間と接する壁部に、前記気相空間内の気体を排出する通気孔と、前記熔融ガラスに対して不活性なガスを前記気相空間内に導く導入孔と、を有し、前記通気孔および前記導入孔は、前記熔融ガラスの流れ方向に互いに離間して配置された清澄管と、
前記清澄管の外側から前記導入孔を囲むよう配置された、耐火性材料からなる囲みと、
前記囲み内に前記不活性なガスを供給する不活性ガス供給装置と、
前記通気孔から前記気体を吸引して排出させる吸引装置と、
前記通気孔から前記気体を排出させることで、前記囲み内の前記不活性なガスを前記気相空間内に引き込み、前記熔融ガラスの流れ方向に沿って流すように前記吸引装置を制御する制御装置と、を備え、
前記清澄管は、前記熔融ガラスの流れ方向に沿って、前記熔融ガラスの脱泡を促進するよう前記熔融ガラスを加熱する第1の加熱領域と、前記脱泡後に残存する泡の前記熔融ガラスへの吸収を促進するよう前記熔融ガラスを加熱する第2の加熱領域と、を有し、
前記導入孔は、前記第2の加熱領域に配置される、ことを特徴とするガラス基板製造装置。
(5) is made of a material containing a platinum group metal, while the flow of the molten glass as the gas phase space is formed above the liquid surface of the molten glass, using a clearing agent contained in the molten glass refining a finer tube for performing, before the wall portion in contact with Kiki phase space, the vent hole for discharging gas in the gas phase space, a gas inert to the molten glass in the gas phase space A clarification tube having an introduction hole for guiding, and the ventilation hole and the introduction hole arranged apart from each other in the flow direction of the molten glass,
An enclosure made of a refractory material arranged so as to surround the introduction hole from the outside of the clarification pipe,
An inert gas supply device that supplies the inert gas into the enclosure,
A suction device that sucks and discharges the gas from the ventilation holes,
A control device that controls the suction device so that the inert gas in the enclosure is drawn into the gas phase space by discharging the gas from the ventilation holes and flows along the flow direction of the molten glass. And with
The clarification tube is provided along the flow direction of the molten glass to a first heating region for heating the molten glass so as to promote defoaming of the molten glass, and to the molten glass of bubbles remaining after the defoaming. Has a second heating region, which heats the molten glass to promote absorption of
A glass substrate manufacturing apparatus, wherein the introduction hole is arranged in the second heating region.
本発明によれば、清澄管内での白金族金族の凝集を抑制しつつ、清澄後の熔融ガラス内での気泡の発生を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the generation of bubbles in the molten glass after clarification while suppressing the aggregation of platinum group metals in the clarification tube.
以下、本実施形態のガラス基板の製造方法およびガラス基板製造装置について説明する。
(ガラス基板の製造方法の全体概要)
図1は、本実施形態のガラス基板の製造方法の工程の一例を示す図である。ガラス基板の製造方法は、熔解工程(ST1)、清澄工程(ST2)、均質化工程(ST3)、供給工程(ST4)、成形工程(ST5)、徐冷工程(ST6)、および、切断工程(ST7)を主に有する。この他に、研削工程、研磨工程、洗浄工程、検査工程、梱包工程等を有してもよい。製造されたガラス基板は、必要に応じて梱包工程で積層され、納入先の業者に搬送される。
Hereinafter, the glass substrate manufacturing method and the glass substrate manufacturing apparatus of the present embodiment will be described.
(Overview of manufacturing method of glass substrate)
FIG. 1 is a diagram showing an example of a process of the method for manufacturing a glass substrate of the present embodiment. The glass substrate manufacturing method includes a melting step (ST1), a clarification step (ST2), a homogenization step (ST3), a supply step (ST4), a molding step (ST5), a slow cooling step (ST6), and a cutting step (ST6). Mainly has ST7). In addition to this, it may have a grinding process, a polishing process, a cleaning process, an inspection process, a packing process, and the like. The manufactured glass substrates are laminated in the packing process as needed and transported to the supplier.
熔解工程(ST1)では、ガラス原料を加熱することにより熔融ガラスを作る。
清澄工程(ST2)では、熔融ガラスを昇温することにより、熔融ガラス中に含まれる酸素、CO2あるいはSO2を含んだ泡を発生させる。この泡が、熔融ガラス中に含まれる清澄剤(酸化スズ等)の還元反応により生じた酸素を吸収して成長し、熔融ガラスの液面に浮上して放出される。その後、清澄工程では、熔融ガラスの温度を降温することにより、清澄剤の還元反応により生成した還元物質の酸化反応を促進させる。これにより、熔融ガラスに残存する泡中の酸素等のガス成分が熔融ガラス中に再吸収されて、泡が消滅する。
In the melting step (ST1), molten glass is produced by heating a glass raw material.
In the clarification step (ST2), the temperature of the molten glass is raised to generate bubbles containing oxygen, CO 2 or SO 2 contained in the molten glass. These bubbles absorb oxygen generated by the reduction reaction of the fining agent (tin oxide or the like) contained in the molten glass, grow, and float on the liquid surface of the molten glass and are released. After that, in the clarification step, the temperature of the molten glass is lowered to promote the oxidation reaction of the reducing substance produced by the reduction reaction of the clarifying agent. As a result, gas components such as oxygen in the bubbles remaining in the molten glass are reabsorbed in the molten glass, and the bubbles disappear.
均質化工程(ST3)では、スターラを用いて熔融ガラスを撹拌することにより、ガラス成分の均質化を行う。これにより、脈理等の原因であるガラスの組成ムラを低減することができる。均質化工程は、後述する撹拌槽において行われる。
供給工程(ST4)では、均質化された熔融ガラスが成形装置に供給される。
In the homogenization step (ST3), the glass component is homogenized by stirring the molten glass with a stirrer. This makes it possible to reduce the uneven composition of the glass, which is a cause of veins and the like. The homogenization step is performed in a stirring tank described later.
In the feeding step (ST4), the homogenized molten glass is fed to the molding apparatus.
成形工程(ST5)及び徐冷工程(ST6)は、成形装置で行われる。
成形工程(ST5)では、熔融ガラスを所定の厚さの帯状ガラスであるシートガラスに成形し、シートガラスの流れを作る。成形には、フロート法やフュージョン法(オーバーフローダウンドロー法)等が用いられるが、フュージョン法では製造ライン上の徐冷装置を長くすることが困難であることから、オフラインにおける熱処理(後述)を含むガラス基板の製造方法には、フュージョン法が適している。
徐冷工程(ST6)では、成形されて流れるシートガラスが所望の厚さになり、内部歪が生じないように、さらに、反りが生じないように冷却される。
切断工程(ST7)では、徐冷後のシートガラスを所定の長さに切断することで、板状のガラス基板を得る。シートガラスを、所定の長さの素板に切断することを採板ともいう。採板により得られたガラス基板はさらに、所定のサイズに切断され、目標サイズのガラス基板が作られる。
The molding step (ST5) and the slow cooling step (ST6) are performed by a molding apparatus.
In the molding step (ST5), the molten glass is molded into a sheet glass which is a strip of glass having a predetermined thickness to create a flow of the sheet glass. Float method, fusion method (overflow down draw method), etc. are used for molding, but since it is difficult to lengthen the slow cooling device on the production line by the fusion method, offline heat treatment (described later) is included. The fusion method is suitable as a method for manufacturing a glass substrate.
In the slow cooling step (ST6), the molded and flowing sheet glass has a desired thickness and is cooled so as not to cause internal strain and further to prevent warpage.
In the cutting step (ST7), a plate-shaped glass substrate is obtained by cutting the sheet glass after slow cooling to a predetermined length. Cutting the sheet glass into a base plate of a predetermined length is also called plate picking. The glass substrate obtained by the plate sampling is further cut into a predetermined size to produce a glass substrate having a target size.
なお、切断工程(ST7)において、採板により得られたガラス基板は、例えば、図示されない搬送機構により、ピンチング保持されつつ、熱処理工程を行う炉に誘導、搬送され、熱処理が行なわれてもよい。採板後あるいは熱処理後のガラス基板は、さらに切断を行う装置に搬送され、製品のサイズに切断され、ガラス基板が得られる。切断工程(ST7)によって得られたガラス基板は、例えば、以下の工程が行われる。
研削工程および研磨工程において、ガラス基板の端面の研削、研磨およびコーナカットを含む端面加工が行われる。端面加工後のガラス基板は、洗浄工程において、ガラス表面の微細な異物や汚れを取り除くために、洗浄(第1洗浄)される。第1洗浄後、例えば、ガラス基板に対して、粗面化工程及びすすぎ工程を含む表面処理が行われる。表面処理後、さらにガラス基板の洗浄(第2洗浄)を行い、洗浄されたガラス基板は、検査工程において、キズ、塵、汚れあるいは光学欠陥を含む傷が無いか、光学的検査が行われる。検査により品質の適合したガラス基板は、梱包工程において、ガラス基板を保護する紙と交互に積層された積層体としてパレットに積載されて梱包される。梱包されたガラス基板は納入先業者に出荷される。
In the cutting step (ST7), the glass substrate obtained by the plate sampling may be guided and transported to a furnace for which the heat treatment step is performed while being pinched and held by, for example, a transfer mechanism (not shown), and the heat treatment may be performed. .. The glass substrate after plate-cutting or heat treatment is further transported to a cutting device and cut to the size of a product to obtain a glass substrate. For the glass substrate obtained by the cutting step (ST7), for example, the following steps are performed.
In the grinding and polishing steps, end face processing including grinding, polishing and corner cutting of the end face of the glass substrate is performed. The glass substrate after the end face processing is cleaned (first cleaning) in order to remove fine foreign matter and dirt on the glass surface in the cleaning step. After the first cleaning, for example, the glass substrate is subjected to a surface treatment including a roughening step and a rinsing step. After the surface treatment, the glass substrate is further cleaned (second cleaning), and the cleaned glass substrate is optically inspected for scratches, dust, stains, or scratches including optical defects in the inspection step. In the packing process, the glass substrate whose quality is matched by the inspection is loaded on the pallet and packed as a laminated body alternately laminated with the paper protecting the glass substrate. The packed glass substrate is shipped to the supplier.
(ガラス基板製造装置の全体概要)
図2は、本実施形態における熔解工程(ST1)〜切断工程(ST7)を行うガラス基板製造装置の概略図である。ガラス基板製造装置は、図2に示すように、主に熔解装置100と、成形装置200と、切断装置300と、を有する。熔解装置100は、熔解槽101と、清澄管102と、撹拌槽103と、移送管104、105と、ガラス導入管106と、を有する。
図2に示す熔解槽101には、図示されないバーナー等の加熱手段が設けられている。熔解槽101には清澄剤が添加されたガラス原料が投入され、熔解工程(ST1)が行われる。熔解槽101で熔融した熔融ガラスは、移送管104を介して清澄管102に供給される。
清澄管102では、熔融ガラスMGの温度を調整して、清澄剤の酸化還元反応を利用して熔融ガラスの清澄工程(ST2)が行われる。具体的には、清澄管102内の熔融ガラスが昇温されることにより、熔融ガラス中に含まれる酸素、CO2あるいはSO2を含んだ泡が、清澄剤の還元反応により生じた酸素を吸収して成長し、熔融ガラスの液面に浮上して気相空間に放出される。その後、熔融ガラスの温度を低下させることにより、清澄剤の還元反応により生成した還元物質が酸化反応を行う。これにより、熔融ガラスに残存する泡中の酸素等のガス成分が熔融ガラス中に再吸収されて、泡が消滅する。清澄後の熔融ガラスは、移送管105を介して撹拌槽103に供給される。
撹拌槽103では、スターラ103aによって熔融ガラスが撹拌されて均質化工程(ST3)が行われる。撹拌槽103で均質化された熔融ガラスは、ガラス導入管106を介して成形装置200に供給される(供給工程ST4)。
成形装置200では、例えばオーバーフローダウンドロー法により、熔融ガラスからシートガラスSGが成形され(成形工程ST5)、徐冷される(徐冷工程ST6)。
切断装置300では、シートガラスSGから切り出された板状のガラス基板が形成される(切断工程ST7)。
(Overview of glass substrate manufacturing equipment)
FIG. 2 is a schematic view of a glass substrate manufacturing apparatus that performs the melting step (ST1) to the cutting step (ST7) in the present embodiment. As shown in FIG. 2, the glass substrate manufacturing apparatus mainly includes a melting apparatus 100, a molding apparatus 200, and a cutting apparatus 300. The melting device 100 includes a melting tank 101, a clarification pipe 102, a stirring tank 103, transfer pipes 104 and 105, and a glass introduction pipe 106.
The melting tank 101 shown in FIG. 2 is provided with a heating means such as a burner (not shown). The glass raw material to which the fining agent is added is put into the melting tank 101, and the melting step (ST1) is performed. The molten glass melted in the melting tank 101 is supplied to the clarification pipe 102 via the transfer pipe 104.
In the clarification tube 102, the temperature of the molten glass MG is adjusted, and the clarification step (ST2) of the molten glass is performed by utilizing the redox reaction of the fining agent. Specifically, when the temperature of the molten glass in the clarifying tube 102 is raised , the bubbles containing oxygen, CO 2 or SO 2 contained in the clarifying glass absorb the oxygen generated by the reduction reaction of the clarifying agent. It grows and floats on the liquid surface of the molten glass and is released into the vapor phase space. After that, by lowering the temperature of the molten glass, the reducing substance produced by the reduction reaction of the clarifying agent undergoes an oxidation reaction. As a result, gas components such as oxygen in the bubbles remaining in the molten glass are reabsorbed in the molten glass, and the bubbles disappear. The clarified molten glass is supplied to the stirring tank 103 via the transfer pipe 105.
In the stirring tank 103, the molten glass is stirred by the stirrer 103a to perform the homogenization step (ST3). The molten glass homogenized in the stirring tank 103 is supplied to the molding apparatus 200 via the glass introduction pipe 106 (supply step ST4).
In the molding apparatus 200, the sheet glass SG is molded from the molten glass (molding step ST5) and slowly cooled (slow cooling step ST6) by, for example, an overflow down draw method.
In the cutting device 300, a plate-shaped glass substrate cut out from the sheet glass SG is formed (cutting step ST7).
(清澄管の構成)
次に、図3を参照して、清澄管102の構成について説明する。図3は、清澄管102の構成を示す概略図である。
清澄管102は、白金族金属を含む材料で構成された管状の部材である。白金族金属とは、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)の6元素を指す。白金族金属を含む材料には、単一の元素からなる白金族金属または白金族金属の合金からなる材料が用いられる。例えば、白金または白金合金が用いられる。
(Composition of clear pipe)
Next, the configuration of the clarification pipe 102 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic view showing the configuration of the clarification pipe 102.
The clarification tube 102 is a tubular member made of a material containing a platinum group metal. The platinum group metal refers to the six elements of platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), osmium (Os), and iridium (Ir). As the material containing a platinum group metal, a material composed of a platinum group metal composed of a single element or an alloy of a platinum group metal is used. For example, platinum or platinum alloys are used.
清澄管102の外周面には、フランジ状の電極121a、121b、121cが接続されている。電極121a〜121cは、図3に示す例において、清澄管102の長手方向の両端および中央位置の3箇所に配置されている。電極121a〜121cは、電源装置122に接続されている。電極121a、121b間、および、電極121b、121c間のそれぞれに電圧が印加されることにより、電極121a、121b間、電極121b、121c間のそれぞれに電流が流れて、清澄管102が通電加熱される。
この通電加熱により、電極121a、121b間では、清澄管102の最高温度が例えば、1600℃〜1750℃、より好ましくは1630℃〜1750℃となるよう加熱され、清澄管102内を流れる熔融ガラスの最高温度は、脱泡に適した温度1600℃〜1720℃、より好ましくは1620℃〜1720℃に加熱される。また、電極121b、121c間では、清澄管102の最高温度が例えば、1590℃〜1670℃、より好ましくは1620℃〜1670℃となるよう加熱され、清澄管102内を流れる熔融ガラスの最高温度は、吸収に適した温度1590℃〜1640℃、より好ましくは1610℃〜1640℃に加熱される。
Flange-shaped electrodes 121a, 121b, 121c are connected to the outer peripheral surface of the clarification pipe 102. In the example shown in FIG. 3, the electrodes 121a to 121c are arranged at three positions at both ends and the center of the clarification tube 102 in the longitudinal direction. The electrodes 121a to 121c are connected to the power supply device 122. By applying a voltage between the electrodes 121a and 121b and between the electrodes 121b and 121c, a current flows between the electrodes 121a and 121b and between the electrodes 121b and 121c, respectively, and the clarification pipe 102 is energized and heated. To.
By this energization heating, the maximum temperature of the clarification tube 102 is heated to, for example, 1600 ° C. to 1750 ° C., more preferably 1630 ° C. to 1750 ° C. between the electrodes 121a and 121b, and the molten glass flowing in the clarification tube 102. The maximum temperature is 1600 ° C. to 1720 ° C., more preferably 1620 ° C. to 1720 ° C., which is suitable for defoaming. Further, between the electrodes 121b and 121c, the maximum temperature of the clarification tube 102 is heated to, for example, 1590 ° C. to 1670 ° C., more preferably 1620 ° C. to 1670 ° C., and the maximum temperature of the molten glass flowing in the clarification tube 102 is , The temperature suitable for absorption is 1590 ° C to 1640 ° C, more preferably 1610 ° C to 1640 ° C.
電源装置122は、制御装置123によって制御される。制御装置123は、電源装置122が清澄管102に通電させる電流量を制御し、これにより清澄管102を通過する熔融ガラスの温度を制御する。制御装置123は、CPU、メモリ等を含むコンピュータである。
また、電極121a〜121cは、水または空気を用いて冷却される。このため、清澄管102には、電極121a〜121cの配置位置と対応して、局所的に温度の下がった領域が形成される。
清澄管102に設けられる電極の数は、3個に制限されず、2個であってもよく、4個以上であってもよい。
The power supply device 122 is controlled by the control device 123. The control device 123 controls the amount of current that the power supply device 122 energizes the clarification pipe 102, thereby controlling the temperature of the molten glass passing through the clarification pipe 102. The control device 123 is a computer including a CPU, a memory, and the like.
Further, the electrodes 121a to 121c are cooled by using water or air. Therefore, in the clarification tube 102, a region where the temperature is locally lowered is formed corresponding to the arrangement position of the electrodes 121a to 121c.
The number of electrodes provided on the clarification tube 102 is not limited to three, and may be two or four or more.
清澄工程(ST2)では、熔融ガラスの液面の上方に気相空間120aが形成されるように熔融ガラスを清澄管102内に流しながら清澄が行われる。清澄管102は、気相空間120aと接する壁部に、図4に示されるように、気相空間内の気体を排出する通気孔102a、および、熔融ガラスに対して不活性なガス(以降、不活性ガスという)を気相空間内に導く導入孔102bが形成されている。図4は、清澄管102の長手方向における鉛直断面図である。通気孔102aおよび導入孔102bは、熔融ガラスの流れ方向に互いに離間して配置されている。
なお、通気孔102aには、清澄管102の使用に伴って形成された孔(例えば、後述する開孔131)は含まれない。通気孔102aからの気体の排出は、清澄工程(ST2)の間、継続して行われてもよく、断続的に行われてもよい。通気孔102aから排出される気体は、酸素を含んだ気体であり、不活性ガスが含まれていてもよい。
In the clarification step (ST2), clarification is performed while flowing the molten glass into the clarification tube 102 so that the vapor phase space 120a is formed above the liquid surface of the molten glass. As shown in FIG. 4, the clarification tube 102 has a vent hole 102a for discharging the gas in the gas phase space and a gas inert to the molten glass (hereinafter, referred to as the gas) on the wall portion in contact with the gas phase space 120a. An introduction hole 102b is formed to guide the (referred to as an inert gas) into the gas phase space. FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of the clarification pipe 102 in the longitudinal direction. The ventilation holes 102a and the introduction holes 102b are arranged apart from each other in the flow direction of the molten glass.
The ventilation hole 102a does not include a hole (for example, an opening 131 described later) formed with the use of the clarification pipe 102. The discharge of the gas from the ventilation hole 102a may be continuously performed or intermittently performed during the clarification step (ST2). The gas discharged from the ventilation hole 102a is a gas containing oxygen, and may contain an inert gas.
清澄管102は、キャスタブルセメント(図示せず)で被覆され、その外側には、耐火レンガ、白金族金属からなる部材等の断熱部材(図示せず)が積み重ねられている。すなわち、清澄管102の周りには断熱部材が設けられている。断熱部材は、後述する電極121a〜121c、通気管127のそれぞれと接するように配置される。 The clarification pipe 102 is covered with castable cement (not shown), and heat insulating members (not shown) such as refractory bricks and members made of platinum group metal are stacked on the outside thereof. That is, a heat insulating member is provided around the clarification pipe 102. The heat insulating member is arranged so as to be in contact with each of the electrodes 121a to 121c and the ventilation pipe 127, which will be described later.
通気孔102aが位置する壁部の外周面には、通気管127が接続されている。通気管127は、気相空間120aと、清澄管102の外側の空間(例えば大気)とを連通する。通気管127は、図3に示す例において、壁部の頂部から鉛直上方に延びるように設けられている。通気孔102aおよび通気管127は、例えば、清澄工程(ST2)において、熔融ガラスが最高温度となる位置、あるいは、その下流側近傍に配置される。通気孔102aおよび通気管127は、図3に示す例において、電極121a,121b間の清澄管102領域(第1の加熱領域)に設けられる。
通気管127には、気相空間120a内の気体および浮遊物を吸引する吸引装置129が設けられている。吸引装置129により通気管127側を減圧(大気圧よりも例えば10Pa程度減圧)することができる。吸引装置129は制御装置123により制御される。吸引装置129による吸引圧を制御することで、気相空間120a内の酸素の濃度を低減することができる。また、吸引圧を制御することで、後述する外部空間から気相空間120aに供給される不活性ガスの量を調節することができる。
A ventilation pipe 127 is connected to the outer peripheral surface of the wall portion where the ventilation hole 102a is located. The ventilation pipe 127 communicates the gas phase space 120a with the space outside the clarification pipe 102 (for example, the atmosphere). In the example shown in FIG. 3, the ventilation pipe 127 is provided so as to extend vertically upward from the top of the wall portion. The ventilation holes 102a and the ventilation pipe 127 are arranged, for example, at a position where the molten glass reaches the maximum temperature in the clarification step (ST2), or near the downstream side thereof. The ventilation hole 102a and the ventilation pipe 127 are provided in the clarification pipe 102 region (first heating region) between the electrodes 121a and 121b in the example shown in FIG.
The ventilation pipe 127 is provided with a suction device 129 for sucking gas and suspended matter in the gas phase space 120a. The suction device 129 can reduce the pressure on the ventilation pipe 127 side (for example, about 10 Pa lower than the atmospheric pressure). The suction device 129 is controlled by the control device 123. By controlling the suction pressure by the suction device 129, the concentration of oxygen in the gas phase space 120a can be reduced. Further, by controlling the suction pressure, the amount of the inert gas supplied from the external space described later to the gas phase space 120a can be adjusted.
通気管127は、断熱部材(後述)に取り囲まれており、通気管127の上端近傍に配置された断熱部材の隙間の大きさを調整することで、通気管127の開度を調節することができる。通気孔102aからの気体の排出は、吸引装置129による吸引によって行われるほか、清澄管102の内外の気圧差によっても行われる。
通気管127には、酸素濃度計128が設けられている。酸素濃度計128は通気孔102aを通過する気体の酸素濃度を計測し、その計測信号を制御装置123に出力する。酸素濃度計128により計測された酸素濃度の信号が制御装置123に出力され、制御装置123は酸素濃度の信号に応じて、不活性ガス供給装置125を制御し、不活性ガスの供給量、供給圧力を調整する。
The ventilation pipe 127 is surrounded by a heat insulating member (described later), and the opening degree of the ventilation pipe 127 can be adjusted by adjusting the size of the gap of the heat insulating member arranged near the upper end of the ventilation pipe 127. it can. The gas is discharged from the ventilation hole 102a not only by suction by the suction device 129 but also by the pressure difference between the inside and outside of the clarification pipe 102.
The ventilation pipe 127 is provided with an oxygen concentration meter 128. The oxygen concentration meter 128 measures the oxygen concentration of the gas passing through the ventilation hole 102a, and outputs the measurement signal to the control device 123. The oxygen concentration signal measured by the oxygen concentration meter 128 is output to the control device 123, and the control device 123 controls the inert gas supply device 125 according to the oxygen concentration signal, and supplies and supplies the inert gas. Adjust the pressure.
導入孔102bが位置する壁部の外周面には、導入管124が接続されている。図3に示す例において、導入孔102bおよび導入管124は、電極121b,121c間の清澄管102の領域(第2の加熱領域)に設けられている。導入孔102bおよび導入管124が位置する清澄管102の外側において、上記断熱部材が、導入孔102bおよび導入管124と隙間をあけて配置されており、図4に示すように、導入孔102bおよび導入管124を囲む外部空間140が形成されている。外部空間140は、図4に示す例において、囲み141、後述する供給管142、および清澄管102の外周面によって画定されている。外部空間140と接する断熱部材の部分を、以降の説明において、囲み141という。
導入管124の上方には、不活性ガスを外部空間140内に供給する供給管142が配置されている。供給管142は、不活性ガス供給装置125と接続されている。供給管142は、例えば、セラミックス材料、あるいは、白金族金属、ステンレス等の金属材料からなる。不活性ガス供給装置125は、制御装置123により制御され、囲み141内への不活性ガスの供給量、供給圧力が調整される。
導入管124の上端には、気体の流路を塞ぐように蓋(図示せず)が配置されている。蓋には、外部空間140と、導入管124内とを連通する小さい孔(例えば径1mm以下)が複数あけられている。不活性ガス供給装置125から供給された不活性ガスは、蓋に衝突することで、気相空間120aに向かう方向の速度成分が打ち消される。
The introduction pipe 124 is connected to the outer peripheral surface of the wall portion where the introduction hole 102b is located. In the example shown in FIG. 3, the introduction hole 102b and the introduction pipe 124 are provided in the region (second heating region) of the clarification pipe 102 between the electrodes 121b and 121c. On the outside of the clarification pipe 102 where the introduction hole 102b and the introduction pipe 124 are located, the heat insulating member is arranged with a gap from the introduction hole 102b and the introduction pipe 124, and as shown in FIG. 4, the introduction hole 102b and the introduction pipe 124 are arranged. An external space 140 surrounding the introduction pipe 124 is formed. In the example shown in FIG. 4, the external space 140 is defined by the surrounding surface of the enclosure 141, the supply pipe 142 described later, and the clarification pipe 102. The portion of the heat insulating member in contact with the external space 140 is referred to as an enclosure 141 in the following description.
Above the introduction pipe 124, a supply pipe 142 for supplying the inert gas into the external space 140 is arranged. The supply pipe 142 is connected to the inert gas supply device 125. The supply pipe 142 is made of, for example, a ceramic material or a metal material such as a platinum group metal or stainless steel. The inert gas supply device 125 is controlled by the control device 123, and the supply amount and supply pressure of the inert gas into the enclosure 141 are adjusted.
A lid (not shown) is arranged at the upper end of the introduction pipe 124 so as to block the gas flow path. The lid is provided with a plurality of small holes (for example, a diameter of 1 mm or less) that communicate with the external space 140 and the inside of the introduction pipe 124. When the inert gas supplied from the inert gas supply device 125 collides with the lid, the velocity component in the direction toward the gas phase space 120a is canceled.
不活性ガス供給装置125から供給される不活性ガスは、熔融ガラスだけでなく白金族金属に対しても不活性であることが好ましい。例えば、窒素(N2)、希ガス(例えばアルゴン(Ar))、一酸化炭素(CO)等を用いることができる。アルゴンや一酸化炭素は、窒素に比して、ガラス構造中において移動しやすい。そのため、熔融ガラス中に溶け込んだ不活性ガスが気泡として生じた場合でも、熔融ガラスの移送中に再度ガラス中に取り込まれやすく、泡品質の点からはアルゴンの採用が好まれる。 The inert gas supplied from the inert gas supply device 125 is preferably inert not only to the molten glass but also to the platinum group metal. For example, nitrogen (N 2 ), a rare gas (for example, argon (Ar)), carbon monoxide (CO) and the like can be used. Argon and carbon monoxide are more mobile in the glass structure than nitrogen. Therefore, even when the inert gas dissolved in the molten glass is generated as bubbles, it is easily taken into the glass again during the transfer of the molten glass, and the adoption of argon is preferred from the viewpoint of foam quality.
(清澄工程)
次に、清澄工程(ST2)で行われる不活性ガスの供給について説明する。
清澄工程(ST2)では、気相空間120a内の酸素濃度が一定の範囲(例えば5%以下の範囲)となるよう、不活性ガスの供給を行う。具体的に、酸素濃度計128により計測された酸素濃度の信号が制御装置123に出力され、制御装置123は酸素濃度の信号に応じて、不活性ガス供給装置125および吸引装置129を制御し、不活性ガスの供給量、供給圧力、および吸引圧力を調整する。このように不活性ガスの供給を行うことで、白金族金属の揮発を抑制することができる。
(Clearing process)
Next, the supply of the inert gas performed in the clarification step (ST2) will be described.
In the clarification step (ST2), the inert gas is supplied so that the oxygen concentration in the gas phase space 120a is within a certain range (for example, a range of 5% or less). Specifically, the oxygen concentration signal measured by the oxygen concentration meter 128 is output to the control device 123, and the control device 123 controls the inert gas supply device 125 and the suction device 129 in response to the oxygen concentration signal. Adjust the supply amount, supply pressure, and suction pressure of the inert gas. By supplying the inert gas in this way, the volatilization of the platinum group metal can be suppressed.
このような不活性ガスの供給は、外部空間140に不活性ガスを滞留させ、通気孔102aから気体を排出させることで、外部空間140内の不活性ガスを気相空間120a内に引き込み、熔融ガラスの流れ方向に沿って流すことで行われる。具体的に、制御装置123は、不活性ガス供給装置125を制御して、不活性ガスを囲み141内に供給する。このとき、不活性ガスは、導入管102bの蓋に衝突し、外部空間140内に滞留する。制御装置123は、さらに、吸引装置129を制御して、囲み141内の不活性ガスを気相空間120a内に引き込み、熔融ガラスの流れ方向に沿って流すように吸引圧力を調整する。これにより、外部空間140内に滞留する不活性ガスは、気相空間120aに向かう方向の初速度を有しない状態から、気相空間120a内に層流によって導入され、熔融ガラスの流れ方向に沿って、図3において右方から左方に流れる。 In such a supply of the inert gas, the inert gas is retained in the external space 140 and the gas is discharged from the ventilation hole 102a, so that the inert gas in the external space 140 is drawn into the gas phase space 120a and melted. It is performed by flowing along the flow direction of the glass. Specifically, the control device 123 controls the inert gas supply device 125 to surround the inert gas and supply it into the 141. At this time, the inert gas collides with the lid of the introduction pipe 102b and stays in the external space 140. The control device 123 further controls the suction device 129 to draw the inert gas in the enclosure 141 into the gas phase space 120a and adjust the suction pressure so as to flow along the flow direction of the molten glass. As a result, the inert gas staying in the external space 140 is introduced into the gas phase space 120a by laminar flow from a state where it does not have an initial velocity in the direction toward the gas phase space 120a, and is along the flow direction of the molten glass. Then, in FIG. 3, it flows from the right side to the left side.
このようにして供給された不活性ガスは、図5に示すように、導入孔202aから気相空間220a内に直接、不活性ガスを噴射した場合と比べて、熔融ガラスへの溶解量が低減されることがわかった。
図5は、従来の清澄管202の長手方向の鉛直断面図である。図5に示す例では、不活性ガス供給装置(図示せず)から供給される不活性ガスは、互いに接続された供給管242および導入管224を通って、気相空間220a内に供給される。この場合、不活性ガスは、熔融ガラスの液面に動圧を作用させるように吹き付けられるため、熔融ガラスに溶解しやすい。熔融ガラスに溶解した不活性ガスは、清澄後に気泡となって現れやすく、ガラス基板に残存することで、ガラス基板の品質を低下させるおそれがある。
本実施形態では、不活性ガスを、清澄管102の外側において一旦滞留させてから、気相空間120a内に引き込むようにして気相空間120a内に供給するため、熔融ガラスの液面に対して作用する圧力は、図5に示す場合と比べ小さく、不活性ガスの熔融ガラスへの溶解量が低減される。このため、清澄後の熔融ガラスに気泡が発生することを抑えることができ、泡品質の高いガラス基板を得ることができる。
As shown in FIG. 5, the amount of the inert gas supplied in this way is reduced in the molten glass as compared with the case where the inert gas is directly injected into the gas phase space 220a from the introduction hole 202a. It turned out to be done.
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the conventional clarification pipe 202 in the longitudinal direction. In the example shown in FIG. 5, the inert gas supplied from the inert gas supply device (not shown) is supplied into the gas phase space 220a through the supply pipe 242 and the introduction pipe 224 connected to each other. .. In this case, since the inert gas is sprayed so as to act a dynamic pressure on the liquid surface of the molten glass, it is easily dissolved in the molten glass. The inert gas dissolved in the molten glass tends to appear as bubbles after clarification and remains on the glass substrate, which may deteriorate the quality of the glass substrate.
In the present embodiment, the inert gas is temporarily retained outside the clarification tube 102 and then supplied into the gas phase space 120a by being drawn into the gas phase space 120a, so that the inert gas is supplied into the gas phase space 120a with respect to the liquid surface of the molten glass. The acting pressure is smaller than that shown in FIG. 5, and the amount of the inert gas dissolved in the molten glass is reduced. Therefore, it is possible to suppress the generation of bubbles in the molten glass after clarification, and it is possible to obtain a glass substrate having high foam quality.
本実施形態では、具体的に、気相空間120aの酸素濃度を同じ濃度にするために必要な量の不活性ガスを、図5に示す例と比べて、遅い流速で気相空間120aに供給する、あるいは、図5に示す例と比べて、開度を大きくした通気管127から吸引する。図5に示す例では、吸引装置による吸引圧は、不活性ガスが気相空間に供給される供給圧より小さくなるのに対して、本実施形態では、吸引装置129による吸引圧は、不活性ガスが気相空間120a内に供給される圧力より大きくなる。 Specifically, in the present embodiment, an amount of inert gas required to make the oxygen concentration in the gas phase space 120a the same concentration is supplied to the gas phase space 120a at a slower flow rate than in the example shown in FIG. Alternatively, suction is performed from the ventilation pipe 127 having a larger opening than in the example shown in FIG. In the example shown in FIG. 5, the suction pressure by the suction device is smaller than the supply pressure of the inert gas supplied to the gas phase space, whereas in the present embodiment, the suction pressure by the suction device 129 is inactive. The pressure of the gas is greater than the pressure supplied into the gas phase space 120a.
本実施形態では、不活性ガスを、清澄管102の第2の加熱領域に設けた導入孔102bから引き込むことが好ましい。清澄管102では、第1の加熱領域において脱泡処理が行われ、第2の加熱領域において吸収処理が行われる。このため、第2の加熱領域に位置する気相空間120aの部分に存在する不活性ガスは、熔融ガラスに取り込まれやすい。本実施形態では、上述したように、不活性ガスを、清澄管102の外側で一旦滞留させてから気相空間120a内に引き込むことで、不活性ガスが熔融ガラスに熔解することを抑制することができる。 In the present embodiment, it is preferable that the inert gas is drawn in through the introduction hole 102b provided in the second heating region of the clarification pipe 102. In the clarification tube 102, the defoaming treatment is performed in the first heating region, and the absorption treatment is performed in the second heating region. Therefore, the inert gas existing in the portion of the gas phase space 120a located in the second heating region is easily taken into the molten glass. In the present embodiment, as described above, the inert gas is temporarily retained outside the clarification tube 102 and then drawn into the gas phase space 120a to prevent the inert gas from melting into the molten glass. Can be done.
本実施形態において、不活性ガスは、清澄後の熔融ガラスに気泡が発生することを抑制する観点から、アルゴンガスであることが好ましい。
また、気相空間120a内で揮発した白金族金属の凝集を抑制するため、囲み141内の不活性ガスを余熱することが好ましい。不活性ガスの余熱温度は、例えば500℃以上であることが好ましい。
In the present embodiment, the inert gas is preferably argon gas from the viewpoint of suppressing the generation of bubbles in the molten glass after clarification.
Further, in order to suppress the aggregation of the platinum group metal volatilized in the vapor phase space 120a, it is preferable to preheat the inert gas in the enclosure 141. The residual heat temperature of the inert gas is preferably 500 ° C. or higher, for example.
本実施形態は、清澄工程(ST2)における熔融ガラスの最高温度と、移送工程における熔融ガラスの最低温度との差が200℃以上である場合に好適である。移送工程は、清澄工程(ST2)の後、清澄管102から流出した熔融ガラスを移送する工程である。移送工程では、熔融ガラスは、清澄管102の流れ方向の下流側に接続された移送管105内を移送される。
脱泡処理後の熔融ガラスは、清澄管102を通過した後、移送管105内を移送され、撹拌槽103において均質化工程(ST3)が行われる。移送管105の外側には、一般的に、加熱装置が配置されており、熔融ガラスは保温されながら移送される。この過程で、熔融ガラスは降温されるが、局部的に温度が上昇する結果、吸収処理によって熔融ガラスに吸収された気泡が再び脱泡される場合がある。また、撹拌槽103において熔融ガラスがスターラ103aと接触することによっても生じうる。このような気泡は、清澄工程と移送工程との温度差が大きいほど発生しやすいことがわかった。本実施形態によれば、清澄工程と移送工程との温度差が大きい場合であっても、上述したように不活性ガスを気相空間120a内に引き込むことによって、不活性ガスの熔融ガラスへの溶解量が低減されるため、このような気泡の発生を抑制することができる。
This embodiment is suitable when the difference between the maximum temperature of the molten glass in the clarification step (ST2) and the minimum temperature of the molten glass in the transfer step is 200 ° C. or more. The transfer step is a step of transferring the molten glass flowing out of the clarification pipe 102 after the clarification step (ST2). In the transfer step, the molten glass is transferred in the transfer pipe 105 connected to the downstream side in the flow direction of the clarification pipe 102.
After the defoamed glass has passed through the clarification pipe 102, it is transferred into the transfer pipe 105, and the homogenization step (ST3) is performed in the stirring tank 103. A heating device is generally arranged on the outside of the transfer pipe 105, and the molten glass is transferred while being kept warm. In this process, the temperature of the molten glass is lowered, but as a result of the temperature rising locally, the bubbles absorbed by the molten glass by the absorption treatment may be defoamed again. It can also occur when the molten glass comes into contact with the stirrer 103a in the stirring tank 103. It was found that such bubbles are more likely to be generated as the temperature difference between the clarification step and the transfer step is larger. According to the present embodiment, even when the temperature difference between the clarification step and the transfer step is large, the inert gas is drawn into the vapor phase space 120a as described above, so that the inert gas can be transferred to the molten glass. Since the amount of dissolution is reduced, the generation of such bubbles can be suppressed.
また、本実施形態では、図5に示す例と異なって、導入管124と供給管142が離間しているが、万一、外部空間140内で異物が発生したとしても、導入管124の蓋によって遮られるため、導入管124内に落下し、熔融ガラスに混入することを防止できる。 Further, in the present embodiment, unlike the example shown in FIG. 5, the introduction pipe 124 and the supply pipe 142 are separated from each other, but even if a foreign substance is generated in the external space 140, the lid of the introduction pipe 124 is used. Therefore, it can be prevented from falling into the introduction pipe 124 and being mixed with the molten glass.
(ガラス基板)
本実施形態において製造されるガラス基板の大きさは、特に制限されないが、例えば縦寸法及び横寸法のそれぞれが、500mm〜3500mm、1500mm〜3500mm、1800〜3500mm、2000mm〜3500mmであり、2000mm〜3500mmであることが好ましい。
ガラス基板の厚さは、例えば、0.1〜1.1mmであり、より好ましくは0.75mm以下の極めて薄い矩形形状の板であり、例えば、0.55mm以下、さらには0.45mm以下の厚さがより好ましい。ガラス基板の厚さの下限値は、0.15mmが好ましく、0.25mmがより好ましい。
(Glass substrate)
The size of the glass substrate produced in the present embodiment is not particularly limited, but for example, the vertical dimension and the horizontal dimension are 500 mm to 3500 mm, 1500 mm to 3500 mm, 1800 to 3500 mm, 2000 mm to 3500 mm, and 2000 mm to 3500 mm, respectively. Is preferable.
The thickness of the glass substrate is, for example, 0.1 to 1.1 mm, more preferably 0.75 mm or less, and an extremely thin rectangular plate, for example, 0.55 mm or less, further 0.45 mm or less. The thickness is more preferable. The lower limit of the thickness of the glass substrate is preferably 0.15 mm, more preferably 0.25 mm.
<ガラス組成>
このようなガラス基板として、以下のガラス組成のガラス基板が例示される。つまり、以下のガラス組成のガラス基板が製造されるように、熔融ガラスの原料が調合される。
SiO2 55〜80モル%、
Al2O3 8〜20モル%、
B2O3 0〜12モル%、
RO 0〜17モル%(ROはMgO、CaO、SrO及びBaOの合量)。
<Glass composition>
Examples of such a glass substrate include a glass substrate having the following glass composition. That is, the raw materials for the molten glass are prepared so that a glass substrate having the following glass composition is produced.
SiO 2 55-80 mol%,
Al 2 O 3 8-20 mol%,
B 2 O 3 0 to 12 mol%,
RO 0 to 17 mol% (RO is the total amount of MgO, CaO, SrO and BaO).
SiO2は60〜75モル%、さらには、63〜72モル%であることが、熱収縮率を小さくするという観点から好ましい。
ROのうち、MgOが0〜10モル%、CaOが0〜15モル%、SrOが0〜10%、BaOが0〜10%であることが好ましい。
SiO 2 is preferably 60 to 75 mol%, more preferably 63 to 72 mol% from the viewpoint of reducing the heat shrinkage rate.
Of the RO, MgO is preferably 0 to 10 mol%, CaO is 0 to 15 mol%, SrO is 0 to 10%, and BaO is 0 to 10%.
また、SiO2、Al2O3、B2O3、及びROを少なくとも含み、モル比((2×SiO2)+Al2O3)/((2×B2O3)+RO)は4.5以上であるガラスであってもよい。また、MgO、CaO、SrO、及びBaOの少なくともいずれか含み、モル比(BaO+SrO)/ROは0.1以上であることが好ましい。 Further, it contains at least SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , and RO, and the molar ratio ((2 × SiO 2 ) + Al 2 O 3 ) / ((2 × B 2 O 3 ) + RO) is 4. It may be glass having 5 or more. Further, it is preferable that at least one of MgO, CaO, SrO, and BaO is contained, and the molar ratio (BaO + SrO) / RO is 0.1 or more.
また、モル%表示のB2O3の含有率の2倍とモル%表示のROの含有率の合計は、30モル%以下、好ましくは10〜30モル%であることが好ましい。
また、上記ガラス組成のガラス基板におけるアルカリ金属酸化物の含有率は、0モル%以上0.4モル%以下であってもよい。
また、ガラス中で価数変動する金属の酸化物(酸化スズ、酸化鉄)を合計で0.05〜1.5モル%含み、As2O3、Sb2O3及びPbOを実質的に含まないということは必須ではなく任意である。
Further, the total of twice the content of B 2 O 3 in mol% and the content of RO in mol% is preferably 30 mol% or less, preferably 10 to 30 mol%.
Further, the content of the alkali metal oxide in the glass substrate having the above glass composition may be 0 mol% or more and 0.4 mol% or less.
In addition, it contains a total of 0.05 to 1.5 mol% of metal oxides (tin oxide, iron oxide) whose valence fluctuates in glass, and substantially contains As 2 O 3 , Sb 2 O 3, and PbO. Not being required is not mandatory but optional.
また、本実施形態によって製造されるガラス基板には、無アルカリのボロアルミノシリケートガラスあるいはアルカリ微量含有ガラスが用いられることが好ましい。
本実施形態によって製造されるガラス基板は、例えば以下の組成を含む無アルカリガラスからなることが好ましい。
本実施形態によって製造されるガラス基板のガラス組成として、例えば、次が挙げられる(質量%表示)。
SiO2:50〜70%(好ましくは、57〜64%)、Al2O3:5〜25%(好ましくは、12〜18%)、B2O3:0〜15%(好ましくは、6〜13%)を含み、さらに、次に示す組成を任意に含んでもよい。任意で含む成分として、MgO:0〜10%(好ましくは、0.5〜4%)、CaO:0〜20%(好ましくは、3〜7%)、SrO:0〜20%(好ましくは、0.5〜8%、より好ましくは3〜7%)、BaO:0〜10%(好ましくは、0〜3%、より好ましくは0〜1%)、ZrO2:0〜10%(好ましくは、0〜4%,より好ましくは0〜1%)が挙げられる。さらに、R’2O:0.10%を超え2.0%以下(ただし、R’はLi、NaおよびKから選ばれる少なくとも1種である)を含むことがより好ましい。
Further, it is preferable that non-alkali boroaluminosilicate glass or glass containing a trace amount of alkali is used for the glass substrate produced by the present embodiment.
The glass substrate produced by this embodiment is preferably made of non-alkali glass containing, for example, the following composition.
Examples of the glass composition of the glass substrate produced by the present embodiment include the following (indicated by mass%).
SiO 2 : 50 to 70% (preferably 57 to 64%), Al 2 O 3 : 5 to 25% (preferably 12 to 18%), B 2 O 3 : 0 to 15% (preferably 6). ~ 13%) may be included, and the composition shown below may be optionally included. As optionally contained components, MgO: 0 to 10% (preferably 0.5 to 4%), CaO: 0 to 20% (preferably 3 to 7%), SrO: 0 to 20% (preferably, preferably). 0.5-8%, more preferably 3-7%), BaO: 0-10% (preferably 0-3%, more preferably 0-1%), ZrO 2 : 0-10% (preferably) , 0-4%, more preferably 0-1%). Additionally, R '2 O: 2.0% greater than the 0.10% or less (, R' is Li, at least one selected from Na and K) more preferably contains a.
或いは、SiO2:50〜70%(好ましくは、55〜65%)、B2O3:0〜10%(好ましくは、0〜5%、1.3〜5%)、Al2O3:10〜25%(好ましくは、16〜22%)、MgO:0〜10%(好ましくは、0.5〜4%)、CaO:0〜20%(好ましくは、2〜10%、2〜6%)、SrO:0〜20%(好ましくは、0〜4%、0.4〜3%)、BaO:0〜15%(好ましくは、4〜11%)、RO:5〜20%(好ましくは、8〜20%、14〜19%),を含有することが好ましい(ただし、RはMg、Ca、SrおよびBaから選ばれる少なくとも1種である)。さらに、R’2Oが0.10%を超え2.0%以下(ただし、R’はLi、NaおよびKから選ばれる少なくとも1種である)を含むことがより好ましい。 Alternatively, SiO 2 : 50 to 70% (preferably 55 to 65%), B 2 O 3 : 0 to 10% (preferably 0 to 5%, 1.3 to 5%), Al 2 O 3 : 10-25% (preferably 16-22%), MgO: 0-10% (preferably 0.5-4%), CaO: 0-20% (preferably 2-10%, 2-6) %), SrO: 0 to 20% (preferably 0 to 4%, 0.4 to 3%), BaO: 0 to 15% (preferably 4 to 11%), RO: 5 to 20% (preferably). Is preferably contained (8 to 20%, 14 to 19%), where R is at least one selected from Mg, Ca, Sr and Ba). Additionally, R '2 O is 2.0% or less than 0.10% (however, R' is Li, at least one selected from Na and K) more preferably contains a.
<ヤング率>
本実施形態によって製造されるガラス基板のヤング率として、例えば、72GPa以上が好ましく、75GPa以上がより好ましく、77GPa以上がより更に好ましい。
<Young's modulus>
As the Young's modulus of the glass substrate produced by the present embodiment, for example, 72 GPa or more is preferable, 75 GPa or more is more preferable, and 77 GPa or more is further preferable.
<歪点>
本実施形態によって製造されるガラス基板の歪率として、例えば、650℃以上が好ましく、680℃以上がより好ましく、700℃以上、720℃以上が更により好ましい。
<Distortion point>
As the distortion rate of the glass substrate produced by the present embodiment, for example, 650 ° C. or higher is preferable, 680 ° C. or higher is more preferable, and 700 ° C. or higher and 720 ° C. or higher are even more preferable.
<熱収縮率>
本実施形態によって製造されるガラス基板の熱収縮率は、例えば、50ppm以下であり、好ましくは40ppm以下、より好ましくは30ppm以下、更により好ましくは20ppm以下である。熱収縮率を低減する前のガラス基板の熱収縮率の範囲としては、10ppm〜40ppmが好ましい。
<Heat shrinkage rate>
The heat shrinkage of the glass substrate produced by the present embodiment is, for example, 50 ppm or less, preferably 40 ppm or less, more preferably 30 ppm or less, and even more preferably 20 ppm or less. The range of the heat shrinkage of the glass substrate before reducing the heat shrinkage is preferably 10 ppm to 40 ppm.
本実施形態で製造されるガラス基板は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板、カーブドパネルディスプレイ用ガラス基板を含むディスプレイ用ガラス基板として好適であり、例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板あるいは、有機ELディスプレイ用のガラス基板として好適である。さらに、本実施形態で製造されるガラス基板は、高精細ディスプレイに用いられる、IGZO(インジウム、ガリウム、亜鉛、酸素)等の酸化物半導体を使用した酸化物半導体ディスプレイ用ガラス基板、及びLTPS(低温度ポリシリコン)半導体を使用したLTPSディスプレイ用ガラス基板に好適である。
また、本実施形態で製造されるガラス基板は、カバーガラス、磁気ディスク用ガラス、太陽電池用ガラス基板などにも適用することが可能である。
The glass substrate manufactured in this embodiment is suitable as a glass substrate for a flat panel display and a glass substrate for a display including a glass substrate for a curved panel display. For example, a glass substrate for a liquid crystal display or a glass for an organic EL display. Suitable as a substrate. Further, the glass substrate manufactured in this embodiment includes a glass substrate for an oxide semiconductor display using an oxide semiconductor such as IGZO (indium, gallium, zinc, oxygen) used for a high-definition display, and LTPS (low). It is suitable for a glass substrate for LTPS display using a (temperature polysilicon) semiconductor.
Further, the glass substrate manufactured in this embodiment can be applied to a cover glass, a glass for a magnetic disk, a glass substrate for a solar cell, and the like.
以上、本発明のガラス基板の製造方法およびガラス基板製造装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。 Although the glass substrate manufacturing method and the glass substrate manufacturing apparatus of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various improvements and changes are made without departing from the gist of the present invention. Of course, it may be.
100 熔解装置
101 熔解槽
102 清澄管
102a 通気孔
102b 導入孔
103 撹拌槽
103a スターラ
104、105 移送管
106 ガラス導入管
120a 気相空間
121a〜121c 電極
123 制御装置
124 導入管
125 不活性ガス供給装置
127 通気管
200 成形装置
300 切断装置
MG 熔融ガラス
SG シートガラス
100 Melting device 101 Melting tank 102 Clarifying pipe 102a Ventilation hole 102b Introduction hole 103 Stirring tank 103a Stirrer 104, 105 Transfer pipe 106 Glass introduction pipe 120a Gas phase space 121a to 121c Electrode 123 Control device 124 Introduction pipe 125 Inactive gas supply device 127 Ventilation tube 200 Molding device 300 Cutting device MG Melted glass SG Sheet glass
Claims (3)
前記清澄工程では、前記熔融ガラスの液面の上方に気相空間が形成されるように前記熔融ガラスを前記清澄管内に流しながら、前記熔融ガラスに含まれる清澄剤を用いて前記清澄を行い、
前記清澄管は、白金族金属を含む材料で構成され、前記気相空間と接する壁部に、前記気相空間内の気体を排出する通気孔と、前記熔融ガラスに対して不活性なガスを前記気相空間内に導く導入孔と、を有し、前記通気孔および前記導入孔は、前記熔融ガラスの流れ方向に互いに離間して配置され、
前記清澄管は、前記熔融ガラスの流れ方向に沿って、前記熔融ガラスの脱泡を促進するよう前記熔融ガラスを加熱する第1の加熱領域と、前記脱泡後に残存する泡の前記熔融ガラスへの吸収を促進するよう前記熔融ガラスを加熱する第2の加熱領域と、を有し、
前記導入孔は、前記第2の加熱領域に配置され、
前記清澄工程では、前記導入孔に隣接する前記清澄管の外側の外部空間に前記不活性なガスを滞留させ、前記通気孔から前記気体を排出させることで、前記外部空間内の前記不活性なガスを前記気相空間内に引き込み、前記熔融ガラスの流れ方向に沿って流すことを特徴とするガラス基板の製造方法。 Equipped with a clarification process for clarifying molten glass using a clarification tube
In the clarification step, the clarification is performed using the clarifying agent contained in the molten glass while flowing the molten glass into the clarification tube so that a gas phase space is formed above the liquid surface of the molten glass.
The clarification tube is made of a material containing a platinum group metal, and a vent hole for discharging a gas in the gas phase space and a gas inert to the molten glass are provided in a wall portion in contact with the gas phase space. It has an introduction hole leading into the gas phase space, and the ventilation hole and the introduction hole are arranged apart from each other in the flow direction of the molten glass.
The clarification tube is provided along the flow direction of the molten glass to a first heating region for heating the molten glass so as to promote defoaming of the molten glass, and to the molten glass of bubbles remaining after the defoaming. Has a second heating region, which heats the molten glass to promote absorption of
The introduction hole is arranged in the second heating region.
In the clarification step, the inert gas is retained in the external space outside the clarification pipe adjacent to the introduction hole, and the gas is discharged from the ventilation hole, whereby the inert gas in the external space is discharged. A method for manufacturing a glass substrate, which comprises drawing a gas into the gas phase space and flowing the gas along the flow direction of the molten glass.
前記清澄管の外側から前記導入孔を囲むよう配置された、耐火性材料からなる囲みと、
前記囲み内に前記不活性なガスを供給する不活性ガス供給装置と、
前記通気孔から前記気体を吸引して排出させる吸引装置と、
前記通気孔から前記気体を排出させることで、前記囲み内の前記不活性なガスを前記気相空間内に引き込み、前記熔融ガラスの流れ方向に沿って流すように前記吸引装置を制御する制御装置と、を備え、
前記清澄管は、前記熔融ガラスの流れ方向に沿って、前記熔融ガラスの脱泡を促進するよう前記熔融ガラスを加熱する第1の加熱領域と、前記脱泡後に残存する泡の前記熔融ガラスへの吸収を促進するよう前記熔融ガラスを加熱する第2の加熱領域と、を有し、
前記導入孔は、前記第2の加熱領域に配置される、ことを特徴とするガラス基板製造装置。 Is formed of a material containing a platinum group metal, the with the flow of the molten glass so that the gas phase space is formed above the liquid surface of the molten glass, fining is performed with a fining agent contained in the molten glass refining a tube, the wall portion in contact with the front Kiki phase space, the vent hole for discharging gas in the gas phase space, introduction hole leading to a gas inert to the molten glass in the gas phase space And, the ventilation hole and the introduction hole are arranged apart from each other in the flow direction of the molten glass.
An enclosure made of a refractory material arranged so as to surround the introduction hole from the outside of the clarification pipe,
An inert gas supply device that supplies the inert gas into the enclosure,
A suction device that sucks and discharges the gas from the ventilation holes,
A control device that controls the suction device so that the inert gas in the enclosure is drawn into the gas phase space by discharging the gas from the ventilation holes and flows along the flow direction of the molten glass. And with
The clarification tube is provided along the flow direction of the molten glass to a first heating region for heating the molten glass so as to promote defoaming of the molten glass, and to the molten glass of bubbles remaining after the defoaming. Has a second heating region, which heats the molten glass to promote absorption of
A glass substrate manufacturing apparatus, wherein the introduction hole is arranged in the second heating region.
Priority Applications (3)
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