玻璃基板的制造装置及玻璃供给管的制作方法

文档序号:1890741阅读:230来源:国知局
玻璃基板的制造装置及玻璃供给管的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种玻璃基板的制造装置及玻璃供给管。当使用玻璃供给管将自熔解炉流出的熔融玻璃导入澄清槽时,将熔融玻璃快速且均一地升温,从而自熔融玻璃中有效地去除泡。在玻璃基板的制造时,使用将所述熔融玻璃供给至自内壁面加热熔融玻璃的管状澄清槽中的玻璃供给管。经由该玻璃供给管的至少一部分与所述熔融玻璃接触,故熔融玻璃自所述玻璃供给管受热。此时,所述玻璃供给管的所述一部分的管截面形状是具有长轴与短轴的椭圆形状、及具有长边及短边的矩形形状中将角部变圆的形状或将角部倒角的形状中的任一形状。而且,在所述玻璃供给管内,可设置与所述熔融玻璃接触的管内加热源。
【专利说明】玻璃基板的制造装置及玻璃供给管
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种制造玻璃基板的玻璃基板的制造装置及玻璃供给管。
【背景技术】
[0002]玻璃基板一般而言是将玻璃原料熔解生成熔融玻璃之后,经由将熔融玻璃成形为玻璃基板的步骤而制造。在所述步骤中,进行将熔融玻璃所内含的微小气泡去除的澄清处理。澄清处理是通过一面加热管状的澄清槽,一面使调配有澄清剂的熔融玻璃通过澄清槽,利用澄清剂的氧化还原反应将熔融玻璃中的泡去除而进行。
[0003]更具体而言,将经粗熔解的熔融玻璃的温度进而提高,在澄清槽中使澄清剂发挥功能,从而使泡浮起消泡,然后,通过降低温度,而使未完全消泡而残存的小泡溶解吸收于熔融玻璃内。即,澄清处理包含使泡浮起消泡的消泡处理、及使熔融玻璃吸收小泡的吸收处理。
[0004]已知为有效地执行这种澄清处理,而在构成上述管状澄清槽或将熔融玻璃传送至澄清槽的玻璃供给管的材料中,采用钼或钼合金(专利文献I)。钼或钼合金虽为高价,但熔点高,对熔融玻璃的抗腐蚀性也优异,故可较佳地用于管状澄清槽、进而玻璃供给管。
[0005][【背景技术】文献]
[0006][专利文献]
[0007][专利文献I]日本专利特表2006-522001号公报
[0008]近年来,因减少环境负荷的观点,作为玻璃的澄清剂,取代As2O3而使用Sn02。然而,SnO2存在与As2O3相比消泡能力较低之类的问题。
[0009]而且,在将利用上述方法制作的玻璃基板用作FPD(flat panel display,平板显示器)用玻璃基板的情况下,由于在FH)用玻璃基板的表面将形成半导体元件,所以,FH)用玻璃基板采用完全不含碱金属,或者即便含有也是以不会对半导体元件造成影响的程度含有微量碱金属的玻璃。然而,完全不含或微量含有碱金属的玻璃与钠I丐玻璃等大量含有碱金属的玻璃相比,存在高温粘性较高,制造过程中不易自熔融玻璃中去除泡之类的问题。
实用新型内容
[0010][实用新型所要解决的问题]
[0011]因此,本实用新型的目的在于提供一种玻璃基板的制造装置及玻璃供给管,可在制造玻璃基板时,自熔融玻璃有效地去除泡,从而降低残存在玻璃基板的泡,更具体而言,在使用玻璃供给管,将自熔解炉流出的熔融玻璃导入澄清槽时,将熔融玻璃快速且均一地升温,从而自熔融玻璃中有效地去除泡。
[0012][解决问题的技术手段]
[0013]本实用新型的一形态是一种制造玻璃基板的玻璃基板的制造装置。该制造装置包含:
[0014]熔解炉,将玻璃原料熔解,制成熔融玻璃;[0015]玻璃供给管,其是传送所述熔融玻璃的管,一面自该管的内壁面加热所述熔融玻璃,一面传送所述熔融玻璃;及
[0016]管状澄清槽,将自所述玻璃供给管传送的所述熔融玻璃一面自内壁面加热,一面进行消泡。
[0017]所述熔融玻璃经由与所述玻璃供给管的至少一部分接触而自所述玻璃供给管受
执,
[0018]所述玻璃供给管的所述一部分的管截面形状是具有长轴与短轴的椭圆形状、及具有长边及短边的矩形形状中将角部变圆的形状或将角部倒角的形状中的任一形状。
[0019]本实用新型的其他一形态是一种对自内壁面加热熔融玻璃的管状澄清槽供给所述熔融玻璃的玻璃供给管。
[0020]所述熔融玻璃经由与所述玻璃供给管的至少一部分接触,而自所述玻璃供给管受热,且
[0021]所述玻璃供给管的所述一部分的管截面形状是具有长轴与短轴的椭圆形状、及具有长边及短边的矩形形状中将角部变圆的形状或将角部倒角的形状中的任意形状。
[0022]此时,优选所述一部分的管截面形状为水平方向的长度长于铅直方向的扁平形状。
[0023]本实用新型的其他一形态是一种制造玻璃基板的玻璃基板的制造装置。该制造装置包含:
[0024]熔解炉,将玻璃原料熔解,制成熔融玻璃;
[0025]玻璃供给管,其是传送所述熔融玻璃的管,一面自该管的内壁面加热所述熔融玻璃,一面传送所述熔融玻璃;及
[0026]管状澄清槽,将自所述玻璃供给管传送的所述熔融玻璃一面自内壁面加热,一面进行消泡;
[0027]所述熔融玻璃经由与所述玻璃供给管的至少一部分接触,而自所述玻璃供给管受热,且
[0028]在所述玻璃供给管,不仅设置有自所述玻璃供给管的内壁面加热所述熔融玻璃的壁面加热源,而且在所述玻璃供给管的管内,设置有与所述熔融玻璃接触的管内加热源。
[0029]本实用新型的其他一形态是一种对自内壁面加热熔融玻璃的管状的澄清槽供给所述熔融玻璃的玻璃供给管。
[0030]此时,所述熔融玻璃经由与所述玻璃供给管的至少一部分接触,而自所述玻璃供给管受热。
[0031]在所述玻璃供给管,不仅设置有自所述玻璃供给管的内壁面加热所述熔融玻璃的壁面加热源,而且在所述玻璃供给管的管内,设置有与所述熔融玻璃接触的管内加热源。
[0032][实用新型的效果]
[0033]根据上述形态的玻璃基板的制造装置及玻璃供给管,在使用玻璃供给管将熔融玻璃导入澄清槽时,可将熔融玻璃快速且均一地升温。因此,可在进行所述消泡的步骤中有效地将泡去除。
【专利附图】

【附图说明】[0034]图1是本实施方式的玻璃基板的制造方法的步骤图。
[0035]图2是示意性表示本实施方式的玻璃基板的制造方法中实施熔解步骤?切断步骤的玻璃板的制造装置的图。
[0036]图3(a)是主要表示实施本实施方式的澄清步骤的装置构成的图。
[0037]图3(b)是说明实施澄清步骤的玻璃供给管的管截面形状的图。
[0038]图4是主要表示实施本实施方式的成形步骤及切断步骤的装置构成的图。
[0039]图5是对本实施方式的熔解步骤至成形步骤为止的温度历程的一例进行说明的图。
[0040]图6是表示进行本实施方式的消泡处理时熔融玻璃中所含的O2的排出量与升温速度的关系的图。
[0041]图7是表示使玻璃基板中残存的泡再现的玻璃中的孔内所含有的SO2含量的测定结果的图。
[0042]图8是表示利用模拟图5所示的熔融玻璃的温度历程的实验炉制作玻璃基板时的泡等级与降温速度的关系的图。
[0043]图9是表示使用图2所示的制造玻璃基板的装置制造玻璃基板时存在于玻璃基板内的泡等级与降温速度的关系的图。
[0044]图10(a)是表示本实施方式的第I澄清槽即玻璃供给管的管截面形状的变化例的图。
[0045]图10(b)是表示本实施方式的第I澄清槽即玻璃供给管的管截面形状的变化例的图。
[0046]图10(c)是说明作为本实施方式的变化例的内部加热源的图。
[0047]图10(d)是自管截面方向观察(C)所示的管内加热源的示例所得的图。
[0048][符号的说明]
[0049]200 熔解装置
[0050]201 熔解槽
[0051]202 澄清槽(第2澄清管)
[0052]202a,202b,202c 金属制凸缘
[0053]203 搅拌槽
[0054]203a 搅拌器
[0055]204 玻璃供给管(第I澄清管)
[0056]205 玻璃供给管(第3澄清管)
[0057]206 玻璃供给管
[0058]204a管内加热源
[0059]300 成形装置
[0060]310 成形体
[0061]312 供给槽
[0062]313 下方端部
[0063]320 环境隔离构件
[0064]330 冷却辊[0065]335 冷却单元
[0066]350a ?350d 运送辊
[0067]340 成形炉
[0068]350 缓冷炉
[0069]400 切断装置
【具体实施方式】
[0070]以下,对本实施方式的玻璃基板的制造方法进行说明。
[0071](玻璃基板的制造方法的整体概要)
[0072]图1是本实施方式的玻璃基板的制造方法的步骤图。
[0073]玻璃基板的制造方法主要包括熔解步骤(STl)、澄清步骤(ST2)、均化步骤(ST3)、供给步骤(ST4)、成形步骤(ST5)、缓冷步骤(ST6)、及切断步骤(ST7)。其他包含研磨步骤、抛光步骤、清洗步骤、检查步骤、及包装步骤等,且将包装步骤中经叠层的多个玻璃基板运送到交货目的地的商家。
[0074]图2是示意性表示进行熔解步骤(STl)?切断步骤(ST7)的玻璃板的制造装置的图。该装置如图2所示,主要具有熔解装置200、成形装置300、及切断装置400。熔解装置200主要具有熔解槽201、澄清槽202、搅拌槽203、及玻璃供给管204、205、206。另外,玻璃供给管204、205如下所述不仅是供熔融玻璃MG流过的金属管,并且具备澄清功能,所以实质上也是澄清槽。以下将玻璃供给管204称为第I澄清管204,澄清槽202称为第2澄清管202,玻璃供给管205称为第3澄清管205。另外,将熔解槽201以后且成形装置300为止的各槽间连接的第I澄清管204、第3澄清管205、玻璃供给管206及第2澄清管202与搅拌槽203的主体部分包含钼或钼合金管。第I澄清管204及第3澄清管205既可为圆筒形状,或者也可呈沟槽形状。
[0075]在熔解步骤(STl)中,通过使用未图示的火焰及电极的通电加热,而将添加SnO2作为澄清剂且供给至熔解槽201内的玻璃原料熔解,由此,获得熔融玻璃。具体而言,使用未图示的原料投放装置,使玻璃原料M分散地供给至熔融玻璃G的液面。玻璃原料M被因火焰而达到高温的气相加热而缓慢熔解,且在熔融玻璃MG中熔化。熔融玻璃MG因通电加热而升温。
[0076]澄清步骤(ST2)至少在第I澄清管204、第2澄清管202及第3澄清管205中实施。在澄清步骤中,使第I澄清管204内的熔融玻璃MG升温,而使包含熔融玻璃MG中所含的02、CO2或SO2等气体成分的泡吸收因作为澄清剂的SnO2的还原反应而产生的O2进行成长,并浮起到熔融玻璃MG的液面而释放。而且,在澄清步骤中,因熔融玻璃MG的温度下降造成泡中的气体成分的内压下降、及由SnO2的还原反应所得的SnO因熔融玻璃MG的温度下降而进行氧化反应,由此,熔融玻璃MG中残存的泡中的O2等气体成分在熔融玻璃MG中被再次吸收,从而泡消失。澄清剂的氧化反应及还原反应是通过调整熔融玻璃MG的温度而进行。熔融玻璃MG的温度调整是通过调整第I澄清管204、第2澄清管202、第3澄清管205的温度而进行。各澄清槽的温度调整是利用使电流流入管自身的直接通电加热、或使用配置在第I澄清管204、第2澄清管202、第3澄清管205的周围的加热器加热各槽的间接加热、进而风冷、水冷的冷却器的间接冷却、对第I澄清管204、第2澄清管202、第3澄清管205的空气喷附、或者水雾喷射等任一加热、冷却方法、或者这些方法的组合而进行。而且,在图2中,将进行澄清的槽分为第I澄清管204、第2澄清管202、第3澄清管205这3个部分,但当然也可进而进行细分化。
[0077]本实施方式的熔融玻璃MG的温度的调整是采用上述方法的一个即直接通电加热。具体而言,通过使电流在对第2澄清管202供给熔融玻璃MG的第I澄清管204中设置的未图示的金属制凸缘、与设置在第2澄清管202的未图示的金属制凸缘之间流动(图3 (a)中的箭头),进而,使电流在设置在第2澄清管202的未图示的金属制凸缘、与相对该金属凸缘设置在熔融玻璃MG下游侧的第2澄清管202的未图示的金属制凸缘之间流动(图3 (a)中的箭头),而调整熔融玻璃MG的温度。本实施方式是使各个固定的电流流入金属制凸缘间的第I个区域和金属制凸缘间的第2个区域,将第I澄清管204与第2澄清管202通电加热,而调整熔融玻璃MG的温度,但该通电加热并非限定于由2个区域的通电加热进行的温度调整,也可以进行I个区域的通电加热,或者,在3个以上的区域进行通电加热,从而进行熔融玻璃MG的温度调整。
[0078]均化步骤(ST3)是利用搅拌器203a搅拌穿过第3澄清管205所供给的搅拌槽203内的熔融玻璃MG,而进行玻璃成分的均化。搅拌槽203也可以设置2个以上。
[0079]供给步骤(ST4)是使熔融玻璃穿过玻璃供给管206供给至成形装置300。
[0080]成形装置300是实施成形步骤(ST5)及缓冷步骤(ST6)。
[0081 ] 成形步骤(ST5)是使熔融玻璃成形为板状玻璃G,制成板状玻璃G的流线。本实施方式是采用使用下述成形体310的溢流下拉法。缓冷步骤(ST6)是将成形后流动的板状玻璃G进行冷却,以避免内部产生应变。
[0082]切断步骤(ST7)是在切断装置400中,将自成形装置300供给的板状玻璃G切断成规定的长度,由此,获得玻璃板。将经切断的玻璃基板进而切断成规定的尺寸,制成目标尺寸的玻璃基板。然后,实施玻璃的端面研磨、抛光及玻璃基板清洗,进而,检查有无泡或条痕等缺陷之后,将检查合格品的玻璃基板作为最终制品进行包装。
[0083](澄清步骤)
[0084]图3(a)是主要表示进行澄清步骤的装置构成的图。澄清步骤包含消泡步骤与吸收步骤。在消泡步骤中,使熔融玻璃MG升温至1630°C以上,从而澄清剂的SnO2使氧释放,并使熔融玻璃MG的现有的泡B吸附该氧,从而使现有的泡B的泡径扩大。由此,利用因熔融玻璃MG的温度上升而使泡B内的气体成分的内压上升所引起的泡径的扩大、与熔融玻璃MG的温度上升所引起的熔融玻璃MG的粘性下降的协同效应,泡B的浮起速度提高,从而促进消泡。
[0085]吸收处理是与消泡处理相反地,利用通过降低熔融玻璃MG的温度而使熔融玻璃MG再次吸收熔融玻璃MG中的泡B内的氧、与通过熔融玻璃MG的温度下降而使泡B内的气体成分的内压下降的协同效应,使泡径缩小,在熔融玻璃MG中使泡B消失。
[0086]另外,消泡步骤是以2°C /分钟以上的升温速度使熔融玻璃MG的温度升温至1630°C以上。为实现该熔融玻璃的升温,承担一部分消泡步骤的玻璃供给管204的管截面形状如下所述成为扁平形状。关于此方面将在下面进行描述。另外,所谓2°C/分钟以上的升温速度是指熔融玻璃MG的温度自熔解步骤后的熔融玻璃MG的温度(例如1580°C,且1560?1620°C )达到澄清温度(例如1630?1700°C )的范围中熔融玻璃MG的平均升温速度为2°C /分钟以上。
[0087]第I澄清管204、第2澄清管202及第3澄清管205是通过对熔融玻璃MG赋予上述温度历程,而进行熔融玻璃MG的消泡与泡B的吸收的装置。因此,具备可将第I澄清管204、第2澄清管202及第3澄清管205加热、冷却至目标温度那样的温度调节功能。
[0088]第I澄清管204、第2澄清管202及第3澄清管205各自的温度调整是使用将各澄清槽其自身通电的直接通电加热,或配置在各槽周围的未图示的加热器对澄清槽的间接加热、进而风冷、水冷的冷却器的间接冷却、对各澄清槽的空气喷附、及水雾喷射等任I个方法,或这些方法的组合而进行。
[0089]这样一来,为了在消泡步骤中,以2°C/分钟以上的升温速度将熔融玻璃MG的温度升温至1630°C以上,所以,作为第I澄清槽的玻璃供给管204的管截面形状为椭圆形状,且成为水平方向的长度长于铅直方向的扁平形状。即,如图3(b)所示,以相对于玻璃供给管204的管截面形状的铅直方向的长度(最大尺寸)D1,水平方向的长度(最大尺寸)D2变长的方式,构成玻璃供给管204。通过使玻璃供给管204的管截面形状成为扁平形状,而使玻璃供给管204的作为加热源的内壁面与熔融玻璃MG接触而受热时的熔融玻璃MG的表面积变得大于在以往具有相同的管截面积的正圆的管中熔融玻璃自内壁面受热的表面积。换句话说,熔融玻璃与作为加热源的内壁面接触的面积相对于熔融玻璃MG穿过玻璃供给管204的熔融玻璃MG的量之比大于圆形状管的情况。因此,熔融玻璃MG自内壁面以较大的表面积进行受热,所以,可将熔融玻璃MG的温度快速且均一地升温。即,熔融玻璃MG因与玻璃供给管204的至少一部分接触,而自玻璃供给管204受热,且玻璃供给管204的一部分的管截面形状是以受热的熔融玻璃MG的表面积变大的方式、例如比具有正圆截面的圆管变大的方式,呈现具有长轴与短轴的椭圆形状。
[0090]另外,本实施方式是水平方向的长度D2长于铅直方向D1的扁平形状,但也可以是水平方向的长度D2短于铅直方向D1的扁平形状。然而,由于玻璃供给管204是与熔解槽201连接的管,所以,若考虑到将充分熔解的均质的熔融玻璃从溶解槽201的底部取出,则优选可将底部的熔融玻璃取出的形状。因此,优选水平方向的长度D2长于铅直方向的长度D1的扁平形状(椭圆形状)。而且,在本实施方式中,作为第I澄清槽的玻璃供给管204的管截面形状是遍及管的全长为椭圆形状,且成为扁平形状,但在玻璃供给管204的一部分,管截面形状也可以成为椭圆形状且扁平形状。
[0091]以图3(a)更详细地说明澄清。
[0092]在熔解槽201中熔解且较多地含有因玻璃原料的分解反应而生成的泡B的液状熔解玻璃MG是导入至第I澄清管204。
[0093]在第I澄清管204中,利用作为第I澄清管204的主体的钼或钼合金管的加热而将熔融玻璃MG加热至1630°C以上,从而促进澄清剂的还原反应,由此,将大量的氧释放至熔融玻璃MG。熔融玻璃MG内现有的泡B不仅因熔融玻璃MG的温度上升引起泡B内气体成分压力的上升效应下的泡径扩大,而且因澄清剂的还原反应而释放的氧扩散地进入泡B内,因该协同效应,现有的泡B的泡径扩大。此时,熔融玻璃MG以2V /分钟以上的升温速度被加热至1630°C以上的温度。
[0094]接着,将该熔融玻璃MG导入至第2澄清管202。
[0095]第2澄清管202不同于第I澄清管204,第2澄清管202内部的上部开放空间是气相的环境空间,熔融玻璃MG中的泡B可浮起到熔融玻璃MG的液面而释放至熔融玻璃MG之外。
[0096]在第2澄清管202中,利用作为第2澄清管202的主体的钼或钼合金管的加热而将熔融玻璃MG连续地维持在1630°C以上的高温,从而熔融玻璃MG中的泡B朝向第2澄清管202的上方浮起,且在熔融玻璃MG的液表面破裂,由此将熔融玻璃MG消泡。尤其,若将熔融玻璃MG加热至1630°C以上(例如达到1630?1700°C ),则SnO2加速地引起还原反应。此时,例如在制作液晶显示器等平板显示器用玻璃基板的情况下,玻璃的粘度因熔融玻璃MG的温度上升,而成为适合泡B浮起及消泡的粘度(200?800poiSe)。
[0097]此处,在第2澄清管202的上方的上部开放空间中破裂而释放的气体成分自未图示的气体释放口释放至第2澄清管202外。在第2澄清管202中,因泡B浮起及消泡而将浮起速度较快且直径较大的泡B去除后的熔融玻璃MG是导入至第3澄清管205。
[0098]在本实施方式中,例如图3(a)所示,从第2澄清管202到第3澄清管205中,可通过控制分别流入至在构成主体的钼或钼合金管的长度方向上延伸的2个不同的区域中的电流,而进行熔融玻璃MG的升温。而且,可通过控制分别流入至在构成澄清管的主体的钼或钼合金管的长度方向上延伸的3个以上的不同区域中的电流,而进行熔融玻璃MG的升温。
[0099]以此方式,使熔融玻璃MG的升温通过控制分别流入至澄清管的不同的至少2个区域中的电流而进行,在有效地进行消泡处理的方面较佳。
[0100]在第3澄清管205中,通过作为第3澄清管205的主体的钼或钼合金管的冷却(通过抑制加热程度)而将熔融玻璃MG冷却。由于利用该冷却而使熔融玻璃MG的温度下降,所以,未进行泡B的浮起及消泡,残存的较小泡B内的气体成分的压力下降,泡径缓慢变小。进而,若熔融玻璃MG的温度达到1600°C以下,则在消泡处理中,因SnO2的还原反应所得的SnO的一部分吸收氧而即将变回Sn02。因此,泡B内作为气体成分的氧在熔融玻璃MG中被再次吸收,泡B愈发变小,从而在熔融玻璃MG中被吸收而最终消失。此时,熔融玻璃MG在1600°C到1500°C的温度范围内以平均2V /分钟以上的速度被冷却。
[0101]在图3(a)所示的例中,进行澄清步骤的澄清管被分为第I澄清管204、第2澄清管202、及第3澄清管205这3个部分,但澄清槽当然可进而进行细分化。将澄清槽细分化后,可更加细致地进行熔融玻璃MG的温度调整。尤其,将澄清槽细分化在变更熔融玻璃MG的种类或熔解量时利于容易进行温度调整。
[0102]而且,在上述说明中为进行简化,而以在第I澄清管204中将熔融玻璃MG升温至1630°C为止,在第2澄清管202中进行熔融玻璃MG的泡B的浮起及消泡,在第3澄清管205中利用熔融玻璃MG的降温而使熔融玻璃MG进行泡B吸收的方式,将每一澄清槽划分功能地进行说明,但每一澄清槽也可以完全不划分功能。既可构成为第2澄清管202的长度方向中途为止的部分使熔融玻璃MG升温,也可以将第2澄清管202的长度方向的中途到第3澄清管205之间,构成为使熔融玻璃MG开始降温的部分。
[0103]在本实施方式中,可通过测定第I澄清管204、第2澄清管202、第3澄清管205的表面温度、即熔融玻璃MG未流经的澄清槽的外侧的表面温度,控制温度,而管理熔融玻璃MG的升温速度、降温速度。可通过电脑模拟,且利用供给至澄清管的熔融玻璃MG的流速与温度的条件,预先计算出第I澄清管204、第2澄清管202及第3澄清管205的表面温度、与在第I澄清管204、第2澄清管202及第3澄清管205中流动的熔融玻璃MG的平均温度(在澄清槽内具有温度分布的熔融玻璃MG的温度的平均值)的关系。因此,可根据澄清管的外侧的经测定的表面温度,利用上述关系,算出升温速度及降温速度,而管理升温速度及降温速度。另外,熔融玻璃MG的流速可根据各装置的容积、流入至成形装置300中的每一单位时间的熔融玻璃MR的量而计算出。而且,熔融玻璃MG的温度可根据玻璃的粘性与导热系数而计算出。
[0104]以此方式,在消泡处理之后,使熔融玻璃MG的温度在1600°C到1500°C的温度范围内以例如2°C /分钟以上的降温速度进行降温的目的在于如下所述,减少作为最终制品的玻璃基板内残存的每一单位质量的泡数。此处所谓泡是指具有与预先设定的泡的体积、例如直径20 μ m的泡的体积同等以上的体积的泡。
[0105]另外,虽然上述降温速度越快则越可减少玻璃基板内残存的泡数,但该减少效果是伴随上述降温速度上升而不断变小。优选上述降温速度为3°C/分钟以上。另外,上述降温速度的上限并未特别设置,但在工业化制造玻璃基板的情况下,根据以下原因而以500C /分钟为上限。
[0106]S卩,若熔融玻璃MG的降温速度过快,则熔融玻璃MG的泡B内的氧被熔融玻璃MG再次吸收的现象受到阻碍,最终,存在熔融玻璃MG中的泡B其自身并不减少的可能性。而且,玻璃的导热系数即便在高温下也较小为20?50W/(m.K)左右,因此,进而熔融玻璃MG急遽冷却只要未采取特别的手段,则仅能自第3澄清管205的外侧进行冷却,故在使上述降温速度加快的情况下,导致仅将第3澄清管205的外表面附近的熔融玻璃MG冷却,而第3澄清管205的中心部的熔融玻璃MG依然维持高温。即,导致在第3澄清管205内,熔融玻璃MG的外表面部分与中心部之间温度差变大。在该情况下,将产生自外表面部分的熔融玻璃MG的中析出结晶之类的问题。而且,在第3澄清管205内,若在熔融玻璃MG的外表面部分与中心部之间,在熔融玻璃MG的温度差变大的状态下搅拌熔融玻璃MG,则温度差较大的玻璃相互混合,故不仅产生泡B,而且变得容易在玻璃的组成方面阻碍均质性。而且,为加快熔融玻璃MG的降温速度,而必须增加来自第3澄清管205的散热,所以,必须使支撑第3澄清管205的钼或钼合金管的主体的挡砖(backup brick)等支撑构件的厚度变薄。然而,设备的强度将相应于支撑构件的厚度变薄而下降。因此,在工业化制作玻璃基板的情况下,随意加快熔融玻璃MG的降温速度只会引起上述之类的问题,从而难言合适。
[0107]根据以上情况,优选熔融玻璃MG在1600°C到1500°C为止的降温速度的上限为50°C /分钟,更优选35°C /分钟。即,在本实施方式中,优选上述降温速度为2°C /分钟?500C /分钟,更优选3°C /分钟?35°C /分钟。
[0108](成形步骤)
[0109]图4是主要表示进行成形步骤及切断步骤的装置构成的图。成形装置300包含成形炉340与缓冷炉350。
[0110]成形炉340及缓冷炉350是由包含耐火砖等耐火材料的未图示的炉壁包围而构成。成形炉340是相对于缓冷炉350设置在铅直上方。在由成形炉340及缓冷炉350的炉壁包围的炉内部空间,设置有成形体310、环境隔离构件320、冷却辊330、冷却单元335、及运送辊350a?350d。
[0111]成形体310是将自熔解装置200穿过图2所示的玻璃供给管206不断流动的熔融玻璃MG成形为板状玻璃G。供给至成形体310时的熔融玻璃达到对于粘度η (poise)成为log η = 4.3?5.7的温度。该熔融玻璃MG的温度虽因玻璃种类而不同,但若为例如液晶显示器用玻璃,则该熔融玻璃MG的温度为1200?1300°C。由此,在成形装置300内,制成铅垂下方的板状玻璃G的流线。成形体310是包含耐火砖等的细长结构体,且如图4所示,截面呈楔形状。在成形体310的上部,设置有成为引导熔融玻璃的流路的供给槽312。供给槽312在设于成形装置300的供给口,与第3澄清管205连接,且不断穿过第3澄清管205流动的熔融玻璃MG顺着供给槽312流动。供给槽312的深度越往熔融玻璃的流线的下游变得越浅,且熔融玻璃MG自供给槽312朝向铅直下方溢出。
[0112]自供给槽312溢出的熔融玻璃顺着成形体310的两侧侧壁的垂直壁面及倾斜壁面流下。在侧壁上流动的熔融玻璃在图4所示的成形体310的下方端部313合流,成形为I个板状玻璃G。
[0113]在成形体310的下方端部313的下方附近,设置有环境隔离构件320。环境隔离构件320是一对板状的隔热构件,且以夹着板状玻璃G的两侧的方式,设置在板状玻璃G的厚度方向的两侧。环境隔离构件320以不与板状玻璃G接触的程度隔开间隙。环境隔离构件320通过将成形炉340的内部空间隔离,而阻断环境隔离构件320的上方的炉内部空间与下方的炉内部空间之间的热移动。
[0114]在环境隔离构件320的下方设有冷却辊330。冷却辊330是与板状玻璃G的宽度方向的两端附近的板状玻璃G表面接触,将板状玻璃G朝向下方牵拉,将板状玻璃G拉伸为预期的厚度,并且将板状玻璃G的两端部冷却。
[0115]在成形炉340的下方,以规定的间隔设有运送辊350a?350d,且这些运送辊350a?350d沿着向下方向牵引板状玻璃G。在图示的方式中设有4对运送辊,但也可以设置5对以上。成形炉340的下方的空间成为缓冷炉350的炉内部空间。运送辊350a?350d各自具有辊对,且以夹着板状玻璃G的两侧的方式,设置在板状玻璃G的宽度方向的两侧端部。
[0116](玻璃组成)
[0117]利用本实施方式的玻璃基板的制造方法制造的玻璃基板可较佳地用于平板显示器用玻璃基板。例如,具有不含L1、Na及K中的任一成分,或者即便含有L1、Na及K中的至少任一种成分,但L1、Na及K中所含的成分的合计量为2质量%以下的玻璃组成,在有效地发挥本实施方式的效果方面较佳。玻璃组成可较佳地例示以下所示的组成。
[0118](a) SiO2:50 ?70 质量 %,
[0119](b)B203:1 ?18 质量 %,
[0120](c) Al2O3:10 ?25 质量 %,
[0121](d)MgO:0 ?10 质量 %,
[0122](e)CaO:0 ?20 质量 %,
[0123](f) SrO:0 ?20 质量 %,
[0124](g)BaO:0 ?10 质量 %,
[0125](h) RO:5?20质量%(其中,R为选自Mg、Ca、Sr及Ba中的至少I种,且RO为MgO、CaO> SrO及BaO中所含的成分的合计),
[0126](i)R' 20:超过0.1质量%且2.0质量%以下(其中,R'为选自L1、Na及K中的至少I种,且V 20为Li20、Na2O及K2O中所含的成分的合计),
[0127](j)选自氧化鍚、氧化铁及氧化铈等中的至少I种金属氧化物合计为0.05?1.5
质量%。
[0128]另外,上述⑴及(j)的组成并非必需,但可含有⑴及(j)的组成。上述玻璃中实质上不含As2O3及PbO,而含有Sn02。另外,根据环境问题的观点而优选实质上也不含Sb2O30
[0129]而且,(i)的R' 20含量也可为O质量%。
[0130]除了上述成分以外,本实施方式的玻璃基板为调节玻璃的各种物理、熔融、澄清及成形的特性,而也可以含有各种其他氧化物。作为这样的其他氧化物的例子不限于以下,但可列举 Ti02、MnO、ZnO> Nb2O5> MoO3> Ta2O5> WO3> Y203、及 La203。
[0131]而且,在本实施方式中,SnO2是容易失透玻璃的成分,所以,为了一面提高澄清性一面不引起失透,优选其含有率为0.01?0.5质量%,更优选0.05?0.3质量%,进而优选0.1?0.3质量%。
[0132]当上述金属氧化物中包含氧化铁时,上述氧化铁优选其含量为0.01?0.1质量%,更优选0.01?0.08质量%。
[0133]而且,上述(i)的R' 20在用作液晶显示器用玻璃基板或有机EL显示器用玻璃基板的情况下,优选实质上不含有,或者以不对作为液晶显示器用玻璃基板或有机EL显示器用玻璃基板形成在玻璃表面的TFT (Thin Film Transistor (薄膜晶体管))造成影响的程度微量含有。可通过在玻璃中冒险地微量含有上述成分,而一面不对TFT造成影响地将玻璃的热膨胀一直在固定范围内,一面提高玻璃的碱性度,使原子价变动的金属容易氧化,从而发挥澄清性。而且,R' 20可降低玻璃的电阻率,提升熔解性。因此,R' 20的合计含有率为O?2.0质量%,更优选超过0.1质量%且1.0质量%以下,进而优选0.2?0.5质量%。另外,优选不含Li20、Na20,且上述成分中,也含有最难以自玻璃洗脱而对半导体元件造成影响的K20。优选K2O的含有率为O?2.0质量%,更优选0.1?1.0质量%,进而优选0.2?0.5质量%。
[0134]本实施方式的玻璃基板是熔融玻璃MG的澄清温度中的粘度高于大量含有碱的玻璃基板等,以获得较佳地用作液晶显示器或有机EL显示器等中使用的玻璃基板那样的特性,所以,在消泡处理中,泡的浮起速度容易变慢。当本实施方式的玻璃基板是构成液晶显示器或有机EL显示器等的玻璃基板时,例如,优选1630°C的温度下的熔融玻璃MG的粘度为130 ?350poise。
[0135](熔融玻璃的温度历程)
[0136]图5是对本实施方式中的熔解步骤到成形步骤为止的温度历程的一例进行说明的图。
[0137]本实施方式的玻璃基板的制造中所用的玻璃原料是以成为作为目标的化学组成的方式,称量各种原料,较好地进行混合而制成玻璃原料。此时,将SnO2作为澄清剂以规定量添加到玻璃原料中。将添加有以此方式制成SnO2的玻璃原料投放到熔解槽201中,以高温进行熔解,制成熔融玻璃MG。投放到熔解槽201中的玻璃原料在达到其成分的分解温度后进行分解,且因玻璃化反应而成为熔融玻璃MG。熔融玻璃MG是在熔解槽201中流动之期间,一面使温度缓慢上升,一面自熔解槽201的底部附近进入第I澄清管204(玻璃供给管204)。
[0138]因此,在熔解槽201中,自投放玻璃原料的时刻的温度Tl到进入第I澄清管204 (玻璃供给管204)的时刻的温度T3为止,具有熔融玻璃MG的温度平稳地上升的温度历程。另外,图5中为Tl < T2 < T3,但也可为T2 = T3或T2 > T3,至少只要Tl < T3即可。
[0139]在第I澄清管204的未图示的金属制凸缘与第2澄清管202的未图示的金属制凸缘之间,使固定的电流流动,将第I澄清管204的钼或钼合金管进行通电加热,由此,进而在第2澄清管202的未图示的金属制凸缘与第2澄清管202的未图示的另一金属制凸缘之间,使固定的电流流动,将第2澄清管202的钼或钼合金进行通电加热,由此,使进入到第I澄清管204中的熔融玻璃MG,以2°C /分钟以上的升温速度自温度T3升温到SnO2急遽地释放氧的温度T4(例如1630°C以上,进而优选1650~1700°C )为止。升温速度设为2°C /分钟以上的原因如下所述,在升温速度为2°C /分钟以上的情况下,O2气体的释放量将急遽变大。另外,温度T3与温度T4的差越大,则熔融玻璃MG中SnO2释放的O2量越多,从而促进消泡。因此,优选 温度T4比温度T3高出例如50°C左右。此时,作为第I澄清槽的玻璃供给管204具有图3(b)所示的管截面形状,所以,熔融玻璃MG与作为加热源的玻璃供给管204的内壁面接触而受热时的加热表面积大于在相同的管截面积下管截面形状呈正圆的等效管。因此,可使熔融玻璃MG的升温速度为2V /分钟以上,确实地升温至温度T4为止。
[0140]进而,将进入第2澄清管202中的熔融玻璃MG自温度T4维持为与温度T4大致相同的温度T5。另外,温度T3~温度T5中的温度调节在本实施方式中采用将各澄清槽进行通电加热的方式,但并非限定于该方式。例如,也可以采用配置在各澄清槽周围的未图示的加热器的间接加热,进行上述温度调节。
[0141]此时,通过将熔融玻璃MG加热到1630°C以上,而促进作为澄清剂的SnOJA还原反应。由此,将大量的氧释放到熔融玻璃MG中。熔融玻璃MG中现有的泡B不仅因熔融玻璃MG的温度上升引起泡B内气体成分压力的上升效应下的泡径扩大,而且因所述澄清剂的还原反应而释放的氧扩散地进入泡B内,因该协同效应而泡径扩大。
[0142]泡径扩大的泡B按照斯托克斯定律,泡B的浮起速度变快,从而促进泡B浮起、破
m
? ο
[0143]即便第2澄清管202中,熔融玻璃MG也连续地维持在1630°C以上的高温,所以,熔融玻璃MG中的泡B浮起到熔融玻璃MG的液表面,且在液表面破裂,由此,进行熔融玻璃MG消泡。
[0144]消泡处理是在图5中,熔融玻璃MG的温度自温度T3上升至温度T4,然后,在维持着和温度T4大致相同的温度T5的期间实施。图5中T4与T5大致相同,但也可以为T4< T5,或者可以为T4 > T5。
[0145]另外,熔融玻璃MG的温度达到温度T4是以第I澄清管204为例进行说明,但也可以在第2澄清管202内进行。
[0146]其次,自第2澄清管202进入第3澄清管205后的熔融玻璃MG为吸收残存的泡B,而自温度T5,经由温度T6 (例如1600°C ),冷却到温度T7 (适合搅拌步骤的温度,且虽因玻璃硝种类与搅拌装置的类型而不同,但例如为1500°C。)为止。
[0147]因熔融玻璃MG的温度下降,而不产生泡B浮起及消泡,熔融玻璃MG中残存的小泡中的气体成分的压力也下降,泡径逐步地变小。若进而熔融玻璃MG的温度达到1600°C以下,则SnO(因SnO2还原所得的SnO)的一部分吸收氧而即将变回Sn02。因此,熔融玻璃MG中残存的泡B内的氧在熔融玻璃MG中被再次吸收,小泡变得更小。该小泡被熔融玻璃MG吸收,最终小泡消失。
[0148]因该SnO的氧化反应而吸收泡B内作为气体成分的O2的处理是吸收处理,且在自温度T5经由温度T6下降到温度T7为止的期间实施。图5中,温度T5?T6的降温速度快于温度T6?T7的降温速度,但温度T5?T6的降温速度也可以慢于或等于温度T6?T7的降温速度。至少在该吸收处理之期间,优选使熔融玻璃MG的温度在1600°C到1500°C的温度范围内以2°C /分钟以上的降温速度进行降温。然而,在使熔融玻璃MG处于更高温状态时的降温速度变大,早期地抑制下述SO2扩散,从而减少吸附在泡B内的SO2的方面,优选温度T5?T6的降温速度快于温度T6?T7的降温速度。即,在吸收处理中,优选熔融玻璃MG处于1500°C以下的温度范围内的降温速度慢于1600°C到1500°C的温度范围内的降温速度。
[0149]而且,可通过使温度T6?T7的降温速度慢于温度T5?T6的降温速度,而一面减少吸附在泡B内的SO2, —面缩小流入到搅拌槽203中的熔融玻璃MG的第3澄清管205 (玻璃供给管205)内的外侧表面部分与中心部之间的温度差。
[0150]另外,考虑到玻璃基板的生产率提升与设备成本削减方面,而优选在吸收处理中,熔融玻璃MG处于1500°C以下的温度范围的降温速度快于1600°C到1500°C的温度范围的降温速度。另外,在进行这种熔融玻璃MG的温度控制的情况下,优选设置对供给至成形步骤的熔融玻璃MG的量进行调整的流量调整装置。
[0151]而且,在一面减少泡B内所吸附的SO2,一面利用玻璃供给管206内的熔融玻璃MG的温度管理调整供给到成形步骤的熔融玻璃MG的量的方面,优选在吸收处理中,熔融玻璃MG处于1500°C以下的温度范围中的降温速度慢于1600°C到1500°C的温度范围中的降温速度。由此,不必将玻璃供给管206加工成特殊的形状,或不必在玻璃供给管206以外设置流量调整装置,便可容易地调整流入成形步骤中的熔融玻璃MG的量。而且,可缩小流入成形步骤中的熔融玻璃MG的玻璃供给管206内的外侧表面部分与中心部之间的温度差。
[0152]在上述吸收处理之后,或吸收处理的中途,熔融玻璃MG进入搅拌槽203。搅拌槽203减小熔融玻璃MG中的组成不均,将熔融玻璃MG均化。另外,在搅拌槽203中,上述吸收处理可持续实施。此后,将熔融玻璃MG降温至适合成形步骤中的成形的温度T8、例如1200 ?1300°C为止。
[0153]如上所述,在澄清步骤与成形步骤之间,包括将熔融玻璃MG的成分均质地搅拌的搅拌步骤。熔解步骤是以比熔融玻璃MG的熔解开始时的温度Tl高的温度T3,将熔融玻璃MG供给到澄清步骤。澄清步骤是以比温度T7低的温度将熔融玻璃MG供给到搅拌步骤。搅拌步骤是以相对于粘度H (poise)为log η = 4.3?5.7的温度,将熔融玻璃MG供给到成形步骤。成形步骤是在熔融玻璃MG的温度为例如1200?1300°C的状态下,将熔融玻璃MG成形为板状玻璃。另外,优选玻璃基板的液相粘度为log η = 4以上,且优选玻璃基板的液相温度为1050°C?1270°C。可通过设为这种液相粘度及液相温度,而适用溢流下拉法作为成形方法。
[0154]图6是在实验炉中进行的测定结果,且是表示进行消泡处理时熔融玻璃中所含的O2的排出量与升温速度的关系的图。升温速度是1550°C到1640°C的温度范围中的平均速度。用于该测定的玻璃基板具有与碱金属含量较少的液晶用显示器用玻璃基板相同的玻璃组成,且使用SnO2作为澄清剂。具体而言,使用具有以下所示的玻璃组成的液晶用显示器用玻璃基板,而获得图6所示的测定结果。
[0155]Si02: 60 质量 %
[0156]Al2O3:19.5 质量 %
[0157]8203:10 质量%
[0158]CaO:5.3 质量 %
[0159]SrO: 5 质量 %
[0160]5]102:0.2质量%
[0161]根据图6可知,为提闻O2的排出量,而使熔融玻璃MG的升温速度为2°C /分钟以上即可。另外,在图6的测定结果中,CO2通过将其他玻璃基板重叠在形成有空洞的玻璃基板上,而将空洞内的气体(CO2)密封,且在该状态下将各玻璃基板加热熔合,由此,在熔融玻璃MG内作为泡而存在。为实现这种升温速度,本实施方式将作为第I澄清管204的玻璃供给管204的管截面形状设为扁平形状。作为第I澄清管204的玻璃供给管204与具有相同的管截面积的圆管(等效圆管)相比,以较大的加热表面积对熔融玻璃赋予热,所以,可使熔融玻璃的温度快速且均一地升温。
[0162]本实施方式中,升温速度并无实质性上限,但例如10°C/分钟以下即可。玻璃因导热系数较小,故为使升温速度上升,而必须增加热传递面积。为增加热传递面积,而列举将作为金属管的第I澄清管204或第2澄清管202等的内径形成为较小,进而将第I澄清管204或第2澄清管202等在长度方向上形成为较长。而且,为增加热传递面积,而列举将第I澄清管204或第2澄清管202等的温度提高到比熔融玻璃MG的温度明显高的温度为止。然而,若将第I澄清管204或第2澄清管202等的内径形成为较小,迸而将第I澄清管204或第2澄清管202等在长度方向上形成为较长,则导致玻璃基板制造装置大型化,故而欠佳。而且,若将第I澄清管204或第2澄清管202等的温度提高到比熔融玻璃MG的温度明显高的温度为止,则存在因高温而导致玻璃基板制造装置破损的可能性。因此,优选升温速度的实质性上限为10°C /分钟以下。根据以上情况,优选升温速度为2°C /分钟?10°C /分钟,更优选3°C /分钟?8V /分钟,进而优选3°C?6.50C /分钟。在该范围中,可有效地进行消泡处理,从而将玻璃基板中残存的泡有效地减少。
[0163]而且,如上所述,消泡处理后所进行的泡的吸收处理是将熔融玻璃MG在1600°C到1500°C的温度范围中,以2°C /分钟以上的降温速度进行降温。此吸收处理是根据以下说明的原因实施。
[0164]在温度T3到温度T4中将熔融玻璃MG升温从而达到温度T5的期间,将熔融玻璃MG升温到SnO2将氧释放而被还原的温度即1600?1630°C以上,所以,在熔融玻璃MG内的泡中,不仅促进SnO2所释放的氧的吸附,而且达到高温而促进溶解在熔融玻璃MG内的02、C02、S02的扩散,从而也将溶解在熔融玻璃MG内的02、C02、S02吸附到上述泡B内。另外,气体成分对熔融玻璃MG中的熔解度因玻璃成分而变化,但在SO2的情况下,碱金属成分含量较多的玻璃的相对熔解度较高,而不含碱金属成分或即便含有也为少量的本实施方式这样的液晶显示器用玻璃基板中使用的玻璃基板则可熔解到熔融玻璃MG中的熔解度较低。用于液晶显示器用玻璃基板的玻璃基板原本作为玻璃原料,人为地不添加S (硫磺)成分,但作为原料中的杂质,或在熔解槽201中所用的燃烧气体(大然气,城镇燃气,丙烷气体等)中,作为杂质、而微量地含有。因此,作为这些杂质所含的S成分被氧化而成为SO2,且扩散地进入熔融玻璃MG中所含的泡B内。SO2因难以被再次吸收而残留在泡B中。该现象和以往使用As2O3作为澄清剂时相比,表现得尤为显著。
[0165]在将SnO2用作澄清剂的玻璃组成的情况下,熔融玻璃MG在高温下的保持时间越长,则越促进熔融玻璃MG内SO2对现有的泡B内的扩散。可认为其原因在于,达到高温后,SO2在熔融玻璃MG中的扩散速度变快,从而容易进入泡B内。
[0166]此后,从温度T5到温度T7进行熔融玻璃MG降温时,因SnO2还原所得的SnO因氧化反应而吸收O2进行氧化。因此,存在于熔融玻璃MG内所残存的泡B中的O2被SnO吸收。然而,依然维持熔融玻璃MG中的SO2或CO2对现有的泡B内的扩散。因此,在温度T5到温度T7的期间中泡B内的气体成分中,SO2, CO2的浓度高于温度T3到温度T5的期间中。尤其,本实施方式所用的熔融玻璃MG是碱金属含量较少的组成,因此,SO2在熔融玻璃MG中的熔解度较小。因此,一且SO2作为气体吸附在泡B中,则该SO2在吸收处理中将难以被吸收到熔融玻璃MG内。
[0167]以上,在温度T5到温度T7的期间,泡B内的O2因SnO的氧化反应而被SnO吸收,但依然维持S02、CO2对现有的泡B内的扩散,可通过使该期间为短期间,而减少S02、CO2对现有的泡B内的扩散,从而抑制泡B的成长。因此,在温度T5到温度T7的吸收处理的期间中,由于熔融玻璃MG在1600°C到1500°C的温度范围中以2°C /分钟以上的降温速度进行降温,因此,如下所述可抑制玻璃基板中的泡数。
[0168]图7是表示再现玻璃中的泡B的孔内所含的SO2的含量的测定结果的图,且表示SO2的含量对于玻璃的温度条件与温度维持时间的依赖性。图7中的黑圆圈的大小表示泡B的大小,且表不SO2的含量。
[0169]玻璃基板具有与碱金属的含量较少的上述液晶用显不器用玻璃基板相同的玻璃组成,且含有SnO2作为澄清剂。具体而言,使用具有与获得图6的测定结果时所制作的玻璃基板相同的玻璃组成的液晶显示器用玻璃基板。
[0170]在将该玻璃组成的熔融玻璃成形为板状的玻璃基板上人工地开设孔,且在开设有孔的玻璃基板的两侧,在氧环境下夹着同种玻璃组成的玻璃基板,由此,将填充有O2的孔作为泡而再现。将具有该孔的玻璃基板,多种地改变1200°c以上的温度与温度维持时间而实施热处理,利用气体分析,测定孔内的SO2的含量。由于将玻璃基板加热到1200°C以上,所以,玻璃基板成为熔融状态,从而可再现熔融玻璃内残存的泡B。
[0171]根据图7可知,在大致1500°C以上的温度下,在填充有O2的孔中含有S02。尤其可知,越成为高温,进而温度维持时间越长,则SO2的含量越增加。此情况意味着达到熔融状态的玻璃内所溶解的SO2的扩散因高温而受到促进,从而吸附在孔中。
[0172]因此,优选将熔融玻璃MG在消泡处理后的吸收处理中,快速地降温至小于1500°C,本实施方式中,优选将熔融玻璃MG在1600°C到1500°C的温度范围中以2°C /分钟以上的降温速度进行降温。
[0173]图8是表示呈现在模拟图5所示的熔融玻璃MG的温度历程的实验炉中制作玻璃基板时产生的泡等级与降温速度的关系的测定结果的图。降温速度是1600°C到1500°C的温度范围中的平均速度。所制作的玻璃基板具有与碱金属含量较少的液晶用显示器用玻璃基板相同的玻璃组成,且将SnO2用作澄清剂。具体而言,使用具有与获得图6的测定结果时所制作的玻璃基板相同的玻璃组成的液晶显示器用玻璃基板。
[0174]可知如果降温速度小于2V /分钟,则泡等级急遽上升。另外,所谓泡等级是表示以降温速度设为10°c /分钟时每一单位玻璃质量的泡数为基准,泡数以何种程度恶化。例如泡等级3表示相对于降温速度设为10°C /分钟时的泡数为3倍的泡数。
[0175]根据图8,为降低泡等级,而优选将降温速度设为2V /分钟以上。
[0176]图9是表示呈现使用制造图2所示的玻璃基板的装置,制作玻璃基板时的玻璃基板内所存在的泡等级与降温速度的关系的测定结果的图。此时,熔融玻璃MG的温度历程取图5所示的历程。降温速度是1600°C到1500°C的温度范围中的平均速度。所制作的玻璃基板具有与碱金属含量较少的液晶用显示器用玻璃基板相同的玻璃组成,且使用SnO2作为澄清剂。具体而言,使用具有与获得图6的测定结果时所制作的玻璃基板相同的玻璃组成的液晶显示器用玻璃基板。所谓泡等级是表示将降温速度设为8°C /分钟时每一单位质量的泡数作为基准、泡数以何种程度恶化。例如泡等级5表示相对于降温速度设为8°C /分钟时的泡数为5倍的泡数。
[0177]根据图9可知,如果降温速度小于2V /分钟,则泡等级将急遽上升。因此,可知若使熔融玻璃MG在1600°C到1500°C的温度范围中,以2V /分钟以上的降温速度进行降温,则泡等级将降低。根据图9可知,例如降温速度为3°C /分钟?8°C /分钟时,在可降低泡等级的方面更为有效。
[0178]如上所述,由于可减少熔融玻璃中的SO2泡数,所以,可也可以减少成为因搅拌步骤中的搅拌叶片旋转而产生的空穴的核的泡,最终,可减少玻璃基板中的泡数。该效果在作为玻璃组成BaO或SrO的含量较少的玻璃基板的制造方法中,尤为显著。
[0179]更详细而言,大多将作为玻璃组成所含有的Mg0、Ca0、Sr0、Ba0作为碳酸盐添加至原料中,且其分解温度是MgO最低,Ca0、Sr0、Ba0依次变高。即,分解温度越高,则开始释放CO2的温度越高。由上述情况可知,若在消泡处理之后,熔融玻璃MG进行降温,则分解温度越高则越在高温中开始吸收C02。例如,BaO是在1300°C附近开始吸收C02。
[0180]然而,在作为玻璃组成在相对高的温度区域中开始吸收CO2的BaO或SrO的含量较少的玻璃基板的制造中,CO2的吸收是从熔融玻璃MG的温度下降后,即熔融玻璃MG的粘度变高后开始。此处,CO2是如果熔融玻璃MG的粘度低,则在熔融玻璃MG中快速扩散。因此,在自熔融玻璃MG的粘度变高后(温度变低后)开始进行CO2吸收的玻璃基板的制造方法中,CO2容易作为泡残存在熔融玻璃MG中。
[0181]如本实施方式所述,若减少在熔融玻璃中作为泡的气体成分而存在的SO2,则如上所述,即便容易残存CO2的玻璃基板的制造,也可以抑制产生成为空穴的核的泡,结果而言,也可以减少作为最终制品的玻璃基板中的泡数。根据以上情况,本实施方式适合BaO的含量为O?1.0质量%的玻璃基板的制造,且进而适合实质上不含BaO的玻璃基板的制造方法。而且,本实施方式适合SrO的含量为O?3.0质量%的玻璃基板的制造,进而适合实质上不含SrO的玻璃基板的制造方法。
[0182](变化例)
[0183]图10(a)、图10 (b)是表示作为本实施方式的第I澄清槽的玻璃供给管204的管截面形状的变化例的图。管截面形状既可以是以受热的熔融玻璃的表面积变大的方式,例如比具有正圆截面的圆管变大的方式,如图10(a)所示在水平方向上细长的大致矩形形状,也可以是如图10(b)所示将水平方向细长的大致矩形形状的角部直线状倒角所得的截面形状。具体而言,管截面形状可以是将具有长边及短边的矩形形状中角部变圆的形状(图10(a))或经倒角的形状(图10(b))。即便这些管截面形状,与玻璃供给管204的成为加热源的内壁面接触而受热的熔融玻璃MG的表面积也大于自具有与玻璃供给管204相同的管截面积的以往的正圆的管的内壁面受热的熔融玻璃的表面积。因此,熔融玻璃MG以较大的表面积进行受热,所以,可将熔融玻璃MG的温度快速且均一地升温。即,将具有与作为第I澄清槽的玻璃供给管204的管截面积一致的截面积且截面形状为正圆的圆管作为基准。此时,与具有图10(a)、图10(b)所示的管截面形状的第I澄清槽即玻璃供给管204的内壁面接触后熔融玻璃MG进行受热的表面积大于在截面形状为正圆的圆管内流动着熔融玻璃MG且自圆管的内壁面受热的熔融玻璃MG的表面积。这样一来,图10 (a)、图10 (b)所不的熔融玻璃MG以较大的表面积自玻璃供给管204的作为加热源的内壁面进行受热,所以,可将熔融玻璃MG的温度快速且均一地升温。因此,在进行消泡的澄清槽中可有效地将泡去除。
[0184]图10(c)是说明作为本实施方式的变化例的管内加热源的图。如图10(c)所示,在玻璃供给管204,除了自玻璃供给管204的内壁面加热熔融玻璃MG的壁面加热源以外,也能以进行受热的熔融玻璃的表面积变大的方式,在玻璃供给管204的管内,设置与熔融玻璃MG接触的管内加热源204a。图10(d)是自管截面方向观察图10(c)所示的管内加热源204a所得的图。玻璃供给管204的管截面形状为正圆。由于设置这种管内加热源204a,故即便玻璃供给管204的管截面形状为正圆,熔融玻璃MG在该玻璃供给管204流动时熔融玻璃MG与加热源接触而受热的熔融玻璃MG的表面积也变大。S卩,由于将图10(c)、图10(d)所示的管内加热源204a设置在玻璃供给管204内,故熔融玻璃MG与加热源接触而受热的熔融玻璃MG的表面积变得大于熔融玻璃MG在该圆管内流动时熔融玻璃MG与圆管的内壁面接触而自内壁面受热的熔融玻璃的表面积。因此,熔融玻璃MG以较大的表面积进行受热,所以,可将熔融玻璃MG的温度快速且均一地升温。因此,在进行消泡的澄清槽中,可有效地将泡去除。毫无疑问,玻璃供给管204的管截面形状并非必须为正圆,也可以具有图3(b)、图10 (a)、图10(b)所示那样的管截面形状。
[0185]另外,本案创作者是通过模拟而确认具有上述效果。
[0186]以上,对本实用新型的玻璃基板的制造方法进行了详细说明,但本实用新型并非限定于上述实施方式,毫无疑问,在不脱离本实用新型的精神的范围内,可实施各种改良或变更。
【权利要求】
1.一种玻璃基板的制造装置,供制造玻璃基板,其特征在于包含: 熔解炉,将玻璃原料熔解,制成熔融玻璃; 玻璃供给管,其是传送所述熔融玻璃的管,一面自该管的内壁面加热所述熔融玻璃,一面传送所述熔融玻璃;及 管状澄清槽,将自所述玻璃供给管传送的所述熔融玻璃一面自内壁面加热,一面进行消泡; 所述熔融玻璃经由与所述玻璃供给管的至少一部分接触而自所述玻璃供给管受热, 所述玻璃供给管的所述一部分的管截面形状是具有长轴与短轴的椭圆形状,及具有长边及短边的矩形形状中将角部变圆的形状或将角部倒角的形状中的任一形状。
2.根据权利要求1所述的玻璃基板的制造装置,其特征在于:所述一部分的管截面形状是水平方向的长度长于铅直方向的扁平形状。
3.一种玻璃基板的制造装置,供制造玻璃基板,其特征在于包含: 熔解炉,将玻璃原料熔解,制成熔融玻璃; 玻璃供给管,其是传送所述熔融玻璃的管,一面自该管的内壁面加热所述熔融玻璃,一面传送所述熔融玻璃 '及 管状澄清槽,将自所述玻璃供给管传送的所述熔融玻璃一面自内壁面加热,一面进行消泡; 所述熔融玻璃经由与所述玻璃供给管的至少一部分接触,而自所述玻璃供给管受热,且在所述玻璃供给管,不仅设置有自所述玻璃供给管的内壁面加热所述熔融玻璃的壁面加热源,而且在所述玻璃供给管的管内,设置有与所述熔融玻璃接触的管内加热源。
4.一种玻璃供给管,对自内壁面加热熔融玻璃的管状澄清槽供给所述熔融玻璃,其特征在于: 所述熔融玻璃经由与所述玻璃供给管的至少一部分接触,而自所述玻璃供给管受热,且所述玻璃供给管的所述一部分的管截面形状是具有长轴与短轴的椭圆形状、及具有长边及短边的矩形形状中将角部变圆的形状或将角部倒角的形状中的任一形状。
5.根据权利要求4所述的玻璃供给管,其特征在于:所述一部分的管截面形状是水平方向的长度长于铅直方向的扁平形状。
6.—种玻璃供给管,对自内壁面加热熔融玻璃的管状澄清槽供给所述熔融玻璃,且 所述熔融玻璃经由与所述玻璃供给管的至少一部分接触,而自所述玻璃供给管受热,且不仅设置有自所述玻璃供给管的内壁面加热所述熔融玻璃的壁面加热源,而且在所述玻璃供给管的管内,设置有与所述熔融玻璃接触的管内加热源。
【文档编号】C03B7/06GK203498246SQ201320530155
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2012年9月28日
【发明者】君嶋哲郎, 村上次伸 申请人:安瀚视特控股株式会社
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