玻璃条的制造方法

专利名称：玻璃条的制造方法
技术领域：
本发明涉及将厚壁板状的板玻璃加热延伸以制作薄壁棒状的玻璃条 的玻璃条制造方法。
背景技术：
目前，在半导体元件的基板、场效应型平面面板显示器中使用的垫片、 以及在磁盘基板等中使用的板玻璃最重要的是具有良好的平坦度以及表 面粗糙度。但是，当前在作为板玻璃的制法而一般采用的浮法或成型法中， 在制造厚度薄的板玻璃时，制作出的板玻璃的平坦度差，因此，为了提高 到适用于上述用途的平坦度，就必须要将板玻璃的表面磨削或研磨相当的 量。因此，存在磨削后的板玻璃其表面粗糙度极差的问题。
为解决该问题，通常对磨削后的板玻璃进行两次抛光，表面粗糙度在
进行-一次抛光后为0.5nm左右，在进行两次抛光后为O.lnm左右。另外， 由于下一代的产品要求精度更高，故预计需要在此基础上再进行三次抛 光。因此，当仅通过磨削、研磨完成平坦度高的板玻璃吋，花费磨削、研 磨的时间和劳力，从而制造成本升高。
因此，提出了如下方法利用具有规定厚度且表面粗糙度良好的母材 板玻璃，加热使其软化，对软化状态的板玻璃通过延伸来制作所希望的厚 度的薄板玻璃(例如，参照专利文献l)。
专利文献1:日本专利文献特开平11一199255号公报。

发明内容
但是，在使用专利文献1中记载的制造方法，加热使通过浮法制造的 板玻璃软化并使其延伸来制造玻璃条时，玻璃条挠曲成凸状，因此，存在 平坦度显著恶化的问题。
本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供一种即使在加热延 伸通过浮法制造的板玻璃的情况下，也能够制造出平坦度优良的薄壁棒状 的玻璃条的玻璃条制造方法。
为了解决上述课题并达到目的，本发明提供一种玻璃条的制造方法， 其特征在于，包括将利用浮法制造的板玻璃表面的还原性异质层的至少 一部分去除的还原性异质层去除工序；将去除了所述还原性异质层的至少 一部分的所述板玻璃在加热炉内加热使之软化、并通过延伸成所希望的厚 度而成形玻璃条的加热延伸工序。
另外，本发明的玻璃条的制造方法在上述发明的基础上，其特征在于， 在所述还原性异质层去除工序中，将所述还原性异质层的厚度去除70%以 上。
再有，本发明的玻璃条的制造方法在上述发明的基础上，其特征在于， 在所述还原性异质层去除工序中，将所述板玻璃浸渍于以氟酸为主成分的 腐蚀液内以去除所述还原性异质层的至少一部分。
根据本发明，通过将利用浮法制造的板玻璃表面的还原性异质层的至 少一部分去除，使板玻璃的两表面之间没有组成的差异，因此，在板玻璃 加热延伸的过程中在两表面之间不会产生应力差，故即使在对通过浮法制 造的板玻璃进行加热延伸的情况下，也能够抑制玻璃条的挠曲，实现可制 造平坦度优良的玻璃条的效果。


图1是示出本发明实施方式的玻璃条的制造方法的制造工序的流程
图2是用于说明使用腐蚀液的还原性异质层去除工序的说明图； 图3是用于说明挠曲量的说明图4是示出利用SIMS分析法测定浮法平板玻璃的表面附近的Sn浓度 的结果的图表；
图5是实施例的还原性异质层的去除条件和还原性异质层的去除厚 度、还原性异质层去除率、及实施例和比较例的表面粗糙度、挠曲量的结 果示意图6是示出实施例1 15中的还原性异质层去除率和玻璃条的挠曲量 的关系的图表。
图中l一母材板玻璃；2 —还原性异质层；3 —腐蚀液槽；4一腐蚀液; 5 —底面；6 —顶面；7 —挠曲量；8—中心线；9一分开单位长度的两点间；
io—玻璃条。
具体实施例方式
以下参照附图，对本发明涉及的玻璃条的制造方法的实施方式进行详 细说明。该实施方式不限定该发明。 (实施方式)
图1是示出本发明实施方式的玻璃条的制造方法的制造工序的流程 图。图1中，首先准备利用浮法制造的板状玻璃(浮法平板玻璃)(步骤
S101)。即，向浮动线路内填充融熔的金属锡，使融熔玻璃在其表面漂浮，
形成浮法平板玻璃。该浮法是能够稳定且低成本地大量生产大面积的板玻 璃的方法。该浮法平板玻璃在制造工序中，由于板玻璃的下表面(底面) 与融熔锡接触，故在底面，金属成分作为离子侵入表面层，形成含金属离 子的还原性异质层。已知含有该锡等金属的还原性异质层的厚度根据玻璃
组成而不同，为几个um 100um左右。
其次，将该浮法平板玻璃切断成所希望的大小，进行切下母材板玻璃 的原材料加工(步骤S102)。母材板玻璃的形状例如为板宽328mm、厚 5mm、 长1.5m。
其次，进行将母材板玻璃清洗、干燥的清洗 干燥工序，将在原材料 加工等中付着于表面的异物等去除(步骤S103)。
其次，将母材板玻璃表面的还原性异质层的至少一部分去除(步骤 S104)。通过去除该还原性异质层的至少一部分，可使板玻璃的两个表面、 即板玻璃的上表面(顶面)和底面之间没有组成的差异。
步骤S104中所示的还原性异质层的去除工序也可以例如通过用压縮 空气对母材板玻璃的表面吹付玻璃珠来进行研磨的喷沙法、或使用研磨垫 和研磨剂进行研磨的常规的研磨法等实现，但优选将母材板玻璃浸渍于以 氟酸为主成分的腐蚀液中，去除还原性异质层的至少一部分。在该以氟酸 为主成分的腐蚀中，板玻璃的表面粗糙度不会恶化，而且可用简单的设备 不限制板玻璃的面积地进行还原性异质层的去除。该情况下，也可以使用 氟酸、氟酸和硫酸的混合液、氟酸和氟化铵以及硫酸的混合液等作为腐蚀液。
其次，进行将母材板玻璃清洗、干燥的清洗 干燥工序，将在还原性
异质层去除工序等中付着于表面的异物等去除(步骤S105)。
然后，进行如下加热延伸工序，即，将去除了还原性异质层的至少一 部分的母材板玻璃在加热炉内加热使其软化，并延伸成所希望的厚度以成 形玻璃条(步骤S106)。在步骤S104中，用于去除了还原性异质层的至 少一部分，故在母材板玻璃的两表面之间没有组成的差异，且在板玻璃的 加热延伸过程中在两表面之间不会产生应力差，因此，即使在将浮法平板 玻璃加热延伸的情况下，也能够抑制玻璃条的挠曲，从而能够制造平坦度 优良的玻璃条。加热延伸工序例如可由专利文献1中公开的方法进行。
这样，得到平坦度优良的玻璃条，但由于其用于半导体元件的基板、 平面面板显示器用垫片、以及磁盘基板等，故将该玻璃条加工成所需形状 的玻璃基板等(步骤S107)。使用本发明的制造方法制造的平坦度高的玻 璃条抑制挠曲，可适用于上述用途中使用的要求高平坦度的玻璃基板等。
下面，详细说明本发明的玻璃条的制造方法的实施例。该实施例不限 定该发明。
(实施例1 21、比较例)
作为本发明的实施例，准备由硼硅玻璃构成的浮法平板玻璃(、乂3、乂 卜公司制亍乂,:y夕7 7口一卜(注册商标))，根据图1的制造工序进 行原材料加工、清洗 干燥、还原性异质层去除、清洗 干燥各工序，制 作板宽328mm、厚5mm、长约1.5m的母材板玻璃，将其进行加热延伸， 制作宽25mm、厚0.38mm的玻璃条。需要说明的是，这里使用的还原性 异质层的去除方法如下。
(通过腐蚀去除还原性异质层)
向腐蚀液槽内填充腐蚀液，将母材板玻璃在该腐蚀液中浸渍规定时 间。腐蚀液使用氟酸和硫酸的混合液、氟酸和氟化氨和硫酸的混合液。 (通过喷沙法去除还原性异质层) 用压縮空气对母材板玻璃表面吹付玻璃珠，对板玻璃整个表面进行研
磨。
(通过机械研磨去除还原性异质层)
用双面研磨机(研磨部件软质仿麂皮垫(只，工一 K/《_y K)、研
磨剂胶态硅石)对母材板玻璃的整个面进行研磨。另外，由于面积大的
母材板玻璃受设备的限制而难以研磨，故使用板宽328mm、厚5mm、长 400mm的母材板玻璃。这是长度比上述母材板玻璃短的板玻璃。
在此，对通过腐蚀进行的还原性异质层的去除进行说明。图2是用于 说明实施例1 19中的使用腐蚀液的还原性异质层去除工序的说明图。向 腐蚀液槽3内填充氟酸和硫酸的混合液、氟酸和氟化氨和硫酸的混合液等 腐蚀液4，将母材板玻璃l浸渍其中，去除还原性异质层2的一部分或将 其全部去除。去除的还原性异质层的厚度可通过控制氟酸浓度等腐蚀液的 组成、腐蚀时间、腐蚀液的液温等条件来调节。在本实施例中，实施例l 15中腐蚀液为氟酸和硫酸的混合液，腐蚀时间为0.2 40分钟，液温为25 °C。在实施例16 19中腐蚀液为氟酸和氟化氨和硫酸的混合液，腐饳时 间为10 100分钟，液温为25。C。
另一方面，作为比较例，准备与实施例同种类的浮法平板玻璃，进行 原材料加工、清洗'干燥各工序，制作板宽328mm、厚5mm、长约1.5m 的母材板玻璃，将其加热延伸，制作宽25mm、厚0.38mm的玻璃条。
此吋，用AFM (原子间力显微镜)分别测量实施例8、 12 21中的去 除还原性异质层后的母材板玻璃的表面粗糙度、比较例中的清洗*干燥后 的母材板玻璃的表面粗糙度。另外，对实施例、比较例均评价了加热延伸 后的玻璃条的挠曲。
在此，作为显示玻璃条挠曲的指标，使用挠曲量。图3是用于说明挠 曲量的说明图，是表示将加热延伸后的玻璃条加工成所希望的形状的玻璃 基板的截面图。玻璃条10在底面5形成有还原性异质层2。该情况下的挠 曲量7是指在将玻璃条10切取为必要面积的基板后将其整体置于水平面 上时，基板面状的以单位长度分开的任意两点之间9的玻璃条的厚度方向 的中心线8的在垂直方向上的最高点和最低点的差。
在此，用表面性状测定机($ 、乂卜3公司制CS5000)测定并评价挠曲 量。此时，两点间距离为20mm。该挠曲量根据用途其要求值不同，但例
如在用于磁盘用玻璃基板时要求为2 P m以下，更优选在1u m以下。 (比较结果)
图4是表示利用SIMS (二次离子质量分离光谱)分析法测定了实施 例及比较例中使用的浮法平板玻璃的底面的表面附近的Sn (锡)浓度的结 果的图表，横轴表示距表面的深度，纵轴表示相对的Sn浓度。在上述使 用的浮法平板玻璃中，表面附近的Sn浓度最高，距表面越深，Sn浓度越 小，在距表面深度2nm的位置饱和，成为本底值，因此，推测还原性异 质层的厚度为2um。
图5是实施例的还原性异质层的去除方法、去除的母材板玻璃的厚度、 还原性异质层的去除率、及实施例和比较例的表面粗糙度、挠曲量的结果 示意图。需要说明的是，所谓还原性异质层的去除率是指用百分率表示去 除后的还原性异质层的厚度与还原性异质层被去除前的厚度之比。对于实 施例13 15、 17 19，通过腐蚀来去除还原性异质层的实际厚度以上的厚 度。将实施例1 21和比较例进行比较可知，通过去除还原性异质层，加 热延伸后的玻璃条的挠曲量变得非常小。
图6是示出实施例1 15中的还原性异质层的去除率和玻璃条的挠曲 量的关系的图表。从该图表可知，随着还原性异质层的去除率的增大，挠 曲量减小，在还原性异质层的去除率达到50%时，挠曲量的减少大致稳定， 在达到70%时进一步改善，挠曲量进一步改善，为lum以下。
这样，玻璃条的挠曲量与还原性异质层的去除率有关。因此，只要将 还原性异质层去除能够得到所希望的挠曲量的厚度即可，但如果将还原性 异质层的厚度去除优选的50%以上、更优选70%以上，就能够有效地抑 制玻璃条的挠曲，从而得到平坦度优良的玻璃条。
另外，在利用喷沙法去除还原性异质层的实施例20中，可知得到了 抑制挠曲并提高平坦度这样的本发明的效果，但去除还原性异质层后的表 面粗糙度高达160nm左右。另一方面，在利用机械研磨法去除还原性异质 层的实施例21中，由于在将表面粗糙度维持良好的同时将还原性异质层 去除，故不仅制造成本非常高，而且可研磨的母材板玻璃的面积也受设备 限制，从而有时不能使用所希望尺寸的母材板玻璃。
另一方面，将实施例1 19和实施例20、 21进行比较可知，在使用 通过以氟酸为主成分的腐蚀液进行腐蚀的化学研磨法的情况下，与使用喷 沙法的情况相比，母材板玻璃的表面粗糙度优良，且可用图2所示那样的
简单的设备实现所希望的研磨量。另外，如实施例12 15，在将氟酸和硫
酸的混合液作为腐蚀液使用时，随着腐蚀时间变长，表面粗糙度恶化，但
如实施例16 19，在将氟酸和氟化氨和硫酸的混合液作为腐蚀液使用时， 即使腐蚀时间变长，母材板玻璃表面的表面粗糙度的恶化也很少，从而这 是优选的。
另外，通过这样去除还原性异质层来抑制加热延伸后的玻璃条的挠曲 的理由如下。S卩，当浮法平板玻璃的底面有还原性异质层存在时，在顶面 和底面，其组成、软化温度及粘性等稍有不同，因此，在加热延伸的过程 中，在两表面之间有应力差产生，从而玻璃条在顶面侧出现凸状截面。但 是，通过去除还原性异质层，在板玻璃的两表面之间，组成的差异消失， 因此，在加热延伸的过程中，两表面之间不会产生应力差，因此，可抑制 玻璃条的挠曲。这是本发明者从为了解挠曲产生的原因而反复试验的结果 中发现的。
另外，本发明不限于上述实施方式。上述实施方式是简单的示例，与 本发明的权利要求范围中记载的技术思想有实质上相同的结构，且实现相 同的作用效果的发明都属于本发明的技术范围。
例如，本发明中使用的浮法平板玻璃的种类、尺寸、厚度等没有特别
限制。作为板玻璃的材质，例如可以举出硅酸铝玻璃、碱石灰玻璃、碱 硅酸铝玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、实施了风冷或水冷等处理 的物理强化玻璃、化学强化玻璃等。
另外，作为去除板玻璃的还原性异质层时使用的腐蚀液，可以在以氟 酸为主成分的水溶液中添加作为缓冲剂的氟化氨、氟化钾、氟硅酸等来适 当调节腐蚀力(腐蚀速度)，另外，为提高腐蚀(清洗)效果等，也可以 添加其它酸(氟酸、硫酸、盐酸、硝酸等)、市售的清洗剂(中性洗剂、 界面活性剂、碱性清洗剂等)等。另外，在本实施例中，是在原材料加工 后将还原性异质层去除，但还原性异质层的去除也可以在原材料加工之前 进行。
另外，通过腐蚀得到的表面粗糙度和工序的间歇(tact)时间根据玻
璃的种类而不同，因此，优选腐蚀液的氟酸浓度、腐蚀时间、液温等腐蚀 处理条件与使用的玻璃种类一致。 工业实用性
本发明的玻璃条的制造方法可用于半导体元件的基板、场效应型平面 面板显示器中使用的垫片、以及在磁盘基板等中使用的板玻璃的制造。
权利要求
1、一种玻璃条的制造方法，其特征在于，包括将利用浮法制造的板玻璃表面的还原性异质层的至少一部分去除的还原性异质层去除工序；和将去除了所述还原性异质层的至少一部分的所述板玻璃在加热炉内加热使之软化、并通过延伸成所希望的厚度而成形玻璃条的加热延伸工序。
2、 如权利要求1所述的玻璃条的制造方法，其特征在于，在所述还 原性异质层去除工序中，将所述还原性异质层的厚度去除70%以上。
3、 如权利要求1所述的玻璃条的制造方法，其特征在于，在所述还 原性异质层去除工序中，将所述板玻璃浸渍于以氟酸为主成分的腐蚀液中 以去除所述还原性异质层的至少一部分。
4、 如权利要求2所述的玻璃条的制造方法，其特征在于，在所述还 原性异质层去除工序中，将所述板玻璃浸渍于以氟酸为主成分的腐蚀液中 以去除所述还原性异质层的至少一部分。
全文摘要
本发明提供一种玻璃条的制造方法，包括将通过浮法制造的板玻璃表面的还原性异质层的至少一部分去除的还原性异质层去除工序；将去除了所述还原性异质层的至少一部分后的所述板玻璃在加热炉内加热使之软化、并延伸成所希望的厚度而成形玻璃条的加热延伸工序。由此，即使在对通过浮法制造的板玻璃进行加热延伸的情况下，也能够制造平坦度优良的薄壁棒状的玻璃条。
文档编号C03B23/037GK101189192SQ200680019909
公开日2008年5月28日 申请日期2006年10月23日 优先权日2005年10月27日
发明者熊田哲哉, 立石俊章, 铃木哲雄 申请人:古河电气工业株式会社