特許 6585983 ガラス基板の製造方法およびガラス基板の製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6585983

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】ガラス基板の製造方法およびガラス基板の製造装置

(51)【国際特許分類】

   C03B 5/182 20060101AFI20190919BHJP

   C03B 5/225 20060101ALI20190919BHJP

【ＦＩ】

   C03B5/182

   C03B5/225

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-193537(P2015-193537)

(22)【出願日】2015年9月30日

(65)【公開番号】特開2017-65973(P2017-65973A)

(43)【公開日】2017年4月6日

【審査請求日】2018年9月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】598055910

【氏名又は名称】ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000165

【氏名又は名称】グローバル・アイピー東京特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 諒

【審査官】 和瀬田 芳正

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／１３２４７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−１２８５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５５８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／１５１０３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−０６０１３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｂ ５／１８２

Ｃ０３Ｂ ５／２２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス基板の製造方法であって、
略水平方向に配置される清澄管に、熔融ガラスを加熱しながら上流側から下流側へと流し、前記熔融ガラス中の気泡を、前記熔融ガラスの界面と前記清澄管の内壁とによって囲まれる気相空間に向けて放出させる清澄工程を含み、
前記清澄管には、前記清澄管の内壁の最下部および最上部と間隔を空けて前記清澄管の長さ方向と垂直な板部材が設けられ、
前記清澄工程では、前記熔融ガラスの界面の高さが前記板部材の上端部よりも高くなり、さらに、前記清澄管の長さ方向における前記板部材の位置で、前記板部材よりも上方を流れる熔融ガラスの流量を前記板部材よりも上方の流路断面積で除した流速と、前記板部材よりも下方を流れる熔融ガラスの流量を前記板部材よりも下方の流路断面積で除した流速とが等しくなるように、前記清澄管を流れる前記熔融ガラスの流量および流速を制御する、ガラス基板の製造方法。

【請求項2】

ガラス基板の製造方法であって、
略水平方向に配置される清澄管に、熔融ガラスを加熱しながら上流側から下流側へと流し、前記熔融ガラス中の気泡を、前記熔融ガラスの界面と前記清澄管の内壁とによって囲まれる気相空間に向けて放出させる清澄工程を含み、
前記清澄管には、前記清澄管の長さ方向と垂直な複数の板部材からなる板部材群が設けられ、
前記板部材群は、
前記清澄管の内壁の最下部および最上部と間隔を空けた第１の高さに設けられる複数の第１板部材が前記清澄管の長さ方向に間隔を空けて配置されてなる第１板部材群と、
前記第１の高さよりも高くかつ前記清澄管の内壁の最上部と間隔を空けた第２の高さに設けられる複数の第２板部材が、前記清澄管の長さ方向に前記第１板部材と間隔を空けて交互に配置されてなる第２板部材群と、
前記第１の高さよりも低い第３の高さに前記清澄管の内壁の最下部と間隔を空けずに設けられる複数の第３板部材が、前記清澄管の長さ方向に前記第１板部材と間隔を空けて交互に配置されてなる第３板部材群と、
からなり、
前記清澄工程では、前記熔融ガラスの界面の高さが前記複数の板部材の上端部の最も高い位置よりも高くなるように前記熔融ガラスの流量および流速を制御する、ガラス基板の製造方法。

【請求項3】

前記清澄管の長さ方向における少なくとも１つの第１板部材の位置において、前記第１板部材よりも上方を流れる熔融ガラスの流量を前記第１板部材よりも上方の流路断面積で除した流速と、前記第１板部材よりも下方を流れる熔融ガラスの流量を前記第１板部材よりも下方の流路断面積で除した流速とが等しくなるように、前記清澄管を流れる前記熔融ガラスの流量および流速を制御する、請求項２に記載のガラス基板の製造方法。

【請求項4】

ガラス基板の製造装置であって、
略水平方向に配置され、熔融ガラスを加熱しながら上流側から下流側へと流す清澄管であって、前記熔融ガラス中の気泡を、前記熔融ガラスの界面と前記清澄管の内壁とによって囲まれる気相空間に向けて放出させる清澄工程が行われる前記清澄管を含み、
前記清澄管には、前記清澄管の内壁の最下部および最上部と間隔を空けて前記清澄管の長さ方向と垂直な板部材が設けられ、
前記熔融ガラスの界面の高さが前記板部材の上端部よりも高くなり、さらに、前記清澄管の長さ方向における前記板部材の位置で、前記板部材よりも上方を流れる熔融ガラスの流量を前記板部材よりも上方の流路断面積で除した流速と、前記板部材よりも下方を流れる熔融ガラスの流量を前記板部材よりも下方の流路断面積で除した流速とが等しくなるように、前記清澄管を流れる前記熔融ガラスの流量および流速が制御される、ガラス基板の製造装置。

【請求項5】

ガラス基板の製造装置であって、
略水平方向に配置され、熔融ガラスを加熱しながら上流側から下流側へと流す清澄管であって、前記熔融ガラス中の気泡を、前記熔融ガラスの界面と前記清澄管の内壁とによって囲まれる気相空間に向けて放出させる清澄工程が行われる前記清澄管を含み、
前記清澄管には、前記清澄管の長さ方向と垂直な複数の板部材からなる板部材群が設けられ、
前記板部材群は、
前記清澄管の内壁の最下部および最上部と間隔を空けた第１の高さに設けられる複数の第１板部材が前記清澄管の長さ方向に間隔を空けて配置されてなる第１板部材群と、
前記第１の高さよりも高くかつ前記清澄管の内壁の最上部と間隔を空けた第２の高さに設けられる複数の第２板部材が、前記清澄管の長さ方向に前記第１板部材と間隔を空けて交互に配置されてなる第２板部材群と、
前記第１の高さよりも低い第３の高さに前記清澄管の内壁の最下部と間隔を空けずに設けられる複数の第３板部材が、前記清澄管の長さ方向に前記第１板部材と間隔を空けて交互に配置されてなる第３板部材群と、
からなり、
前記熔融ガラスの界面の高さが前記複数の板部材の上端部の最も高い位置よりも高くなるように前記熔融ガラスの流量および流速が制御される、ガラス基板の製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラス基板の製造方法およびガラス基板の製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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、清澄管の本体を加熱しながら、この清澄管本体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処理（以下、脱泡処理または脱泡工程ともいう）および小泡を熔融ガラスへ吸収させる処理（以下、吸収処理または吸収工程ともいう）を含む。

【0003】

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、上述の清澄管本体を構成する材料は、通常、白金族金属の単体又は合金が用いられていることが知られている（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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−１１１５３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

清澄工程においては、白金族金属の単体又は合金からなる清澄管に通電することによって清澄管が加熱されることで清澄管を通過する熔融ガラスが加熱される（通電加熱）。このとき、清澄管の中心付近を通過する熔融ガラスの温度は、清澄管の内壁の近傍の熔融ガラスの温度よりも低くなる。また、清澄管を通過する熔融ガラスの速度は、壁面抵抗があるために、管路の中心付近のほうが清澄管の内壁の近傍よりも速くなる。このため、清澄管の中心付近を通過する熔融ガラスが充分に加熱されないまま清澄管を通過してしまい、清澄が不充分となってしまうおそれがある。

【0006】

一方、清澄管の中心付近の熔融ガラスの温度を上げるために、清澄管の加熱量を増やすと、清澄管を構成する白金族金属の単体又は合金の酸化による揮発が促進される。揮発した金族酸化物が清澄管の局所的に温度が低下した位置で還元されると、還元された白金族金属が清澄管の内壁面に付着する。内壁面に付着した白金族金属は脱泡工程中の熔融ガラス中に落下して混入し、ガラス基板に異物として混入するおそれがある。

【0007】

清澄管内の熔融ガラスの温度を均一にするために、熔融ガラスを撹拌する撹拌手段を清澄管内に設けることも考えられる。しかし、清澄管内で泡が浮上する気相空間に撹拌手段があると、泡に含まれていた酸素、ＣＯ₂、ＳＯ₂等の気体が気相空間から清澄管の外部へ排出される流れを妨げるおそれがある。気相空間の気体の流れが妨げられると、還元された白金族金属が清澄管の内壁面に付着し、脱泡工程中の熔融ガラス中に落下して混入し、ガラス基板に異物として混入するおそれがある。

【0008】

本発明は、気相空間の気体の流れを妨げることなく、清澄管内の熔融ガラスを均一に撹拌することができるガラス基板の製造方法およびガラス基板の製造装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第一の態様は、ガラス基板の製造方法であって、
略水平方向に配置される清澄管に、熔融ガラスを加熱しながら上流側から下流側へと流し、前記熔融ガラス中の気泡を、前記熔融ガラスの界面と前記清澄管の内壁とによって囲まれる気相空間に向けて放出させる清澄工程を含み、
前記清澄管には、前記清澄管の内壁の最下部および最上部と間隔を空けて前記清澄管の長さ方向と垂直な板部材が設けられ、
前記清澄工程では、前記熔融ガラスの界面の高さが前記板部材の上端部よりも高くなり、さらに、前記清澄管の長さ方向における前記板部材の位置で、前記板部材よりも上方を流れる熔融ガラスの流量を前記板部材よりも上方の流路断面積で除した流速と、前記板部材よりも下方を流れる熔融ガラスの流量を前記板部材よりも下方の流路断面積で除した流速とが等しくなるように、前記清澄管を流れる前記熔融ガラスの流量および流速を制御することを特徴とする。

【0011】

本発明の第二の態様は、ガラス基板の製造方法であって、
略水平方向に配置される清澄管に、熔融ガラスを加熱しながら上流側から下流側へと流し、前記熔融ガラス中の気泡を、前記熔融ガラスの界面と前記清澄管の内壁とによって囲まれる気相空間に向けて放出させる清澄工程を含み、
前記清澄管には、前記清澄管の長さ方向と垂直な複数の板部材からなる板部材群が設けられ、
前記板部材群は、
前記清澄管の内壁の最下部および最上部と間隔を空けた第１の高さに設けられる複数の第１板部材が前記清澄管の長さ方向に間隔を空けて配置されてなる第１板部材群と、
前記第１の高さよりも高くかつ前記清澄管の内壁の最上部と間隔を空けた第２の高さに設けられる複数の第２板部材が、前記清澄管の長さ方向に前記第１板部材と間隔を空けて交互に配置されてなる第２板部材群と、
前記第１の高さよりも低い第３の高さに前記清澄管の内壁の最下部と間隔を空けずに設けられる複数の第３板部材が、前記清澄管の長さ方向に前記第１板部材と間隔を空けて交互に配置されてなる第３板部材群と、
からなり、
前記清澄工程では、前記熔融ガラスの界面の高さが前記複数の板部材の上端部の最も高い位置よりも高くなるように前記熔融ガラスの流量および流速を制御することを特徴とする。

【0012】

前記清澄管の長さ方向における少なくとも１つの第１板部材の位置において、前記第１板部材よりも上方を流れる熔融ガラスの流量を前記第１板部材よりも上方の流路断面積で除した流速と、前記第１板部材よりも下方を流れる熔融ガラスの流量を前記第１板部材よりも下方の流路断面積で除した流速とが等しくなるように、前記清澄管を流れる前記熔融ガラスの流量および流速を制御することが好ましい。

【0013】

本発明の第三の態様は、ガラス基板の製造装置であって、
略水平方向に配置され、熔融ガラスを加熱しながら上流側から下流側へと流す清澄管であって、前記熔融ガラス中の気泡を、前記熔融ガラスの界面と前記清澄管の内壁とによって囲まれる気相空間に向けて放出させる清澄工程が行われる前記清澄管を含み、
前記清澄管には、前記清澄管の内壁の最下部および最上部と間隔を空けて前記清澄管の長さ方向と垂直な板部材が設けられ、
前記熔融ガラスの界面の高さが前記板部材の上端部よりも高くなり、さらに、前記清澄管の長さ方向における前記板部材の位置で、前記板部材よりも上方を流れる熔融ガラスの流量を前記板部材よりも上方の流路断面積で除した流速と、前記板部材よりも下方を流れる熔融ガラスの流量を前記板部材よりも下方の流路断面積で除した流速とが等しくなるように、前記清澄管を流れる前記熔融ガラスの流量および流速が制御されることを特徴とする。

【0014】

本発明の第四の態様は、ガラス基板の製造装置であって、
略水平方向に配置され、熔融ガラスを加熱しながら上流側から下流側へと流す清澄管であって、前記熔融ガラス中の気泡を、前記熔融ガラスの界面と前記清澄管の内壁とによって囲まれる気相空間に向けて放出させる清澄工程が行われる前記清澄管を含み、
前記清澄管には、前記清澄管の長さ方向と垂直な複数の板部材からなる板部材群が設けられ、
前記板部材群は、
前記清澄管の内壁の最下部および最上部と間隔を空けた第１の高さに設けられる複数の第１板部材が前記清澄管の長さ方向に間隔を空けて配置されてなる第１板部材群と、
前記第１の高さよりも高くかつ前記清澄管の内壁の最上部と間隔を空けた第２の高さに設けられる複数の第２板部材が、前記清澄管の長さ方向に前記第１板部材と間隔を空けて交互に配置されてなる第２板部材群と、
前記第１の高さよりも低い第３の高さに前記清澄管の内壁の最下部と間隔を空けずに設けられる複数の第３板部材が、前記清澄管の長さ方向に前記第１板部材と間隔を空けて交互に配置されてなる第３板部材群と、
からなり、
前記熔融ガラスの界面の高さが前記複数の板部材の上端部の最も高い位置よりも高くなるように前記熔融ガラスの流量および流速が制御されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

上述の態様のガラス板の製造方法およびガラス板の製造装置によれば、気相空間の気体の流れを妨げることなく、清澄管内の熔融ガラスを均一に撹拌することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態の製造方法のフローを示す図である。

【図2】ガラス基板の製造装置の概略図である。

【図3】図２に示す清澄管の概略図である。

【図4】清澄管の長手方向における鉛直断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明のガラス基板の製造方法およびガラス基板の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。

【0018】

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を含んだ泡が発生する。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低下させることにより、清澄剤の還元反応により得られた還元物質が酸化反応をする。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。清澄剤による酸化反応及び還元反応は、熔融ガラスの温度を制御することにより行われる。
なお、清澄工程は、熔融ガラスに存在する泡を減圧雰囲気で成長させて脱泡させる減圧脱泡方式を用いることもできる。減圧脱泡方式は、清澄剤を用いない点で有効である。しかし、減圧脱泡方式は装置が複雑化及び大型化する。このため、清澄剤を用い、熔融ガラス温度を上昇させる清澄方法を採用することが好ましい。

【0019】

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、撹拌された熔融ガラスが成形装置に供給される。

【0020】

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、オーバーフローダウンドロー法が用いられる。
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。切断さ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。

【0021】

図２は、本実施形態における熔解工程（ＳＴ１）〜切断工程（ＳＴ７）を行うガラス基板の製造装置の概略図である。ガラス基板の製造装置は、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１２０と、撹拌槽１０３と、移送管１０４、１０５と、ガラス供給管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１２０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得られた還元物質が酸化反応をする。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。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、撹拌子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、ガラス供給管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、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）。

【0022】

（清澄管の構成）
次に、図３、図４を参照して、清澄管１２０の構成について説明する。図３は、実施の形態の清澄管１２０の構成を示す概略斜視図であり、図４は清澄管１２０の長手方向における鉛直断面図である。
図３、図４に示すように、清澄管１２０の長さ方向の両端の外周面には、電極１２１ａ、１２１ｂが設けられており、清澄管１２０の気相空間１２０ａ（図４参照）と接する壁には、排気管１２７が設けられている。

【0023】

清澄管１２０の本体、電極１２１ａ、１２１ｂおよび排気管１２７は、白金族金属から構成されている。なお、本明細書において、「白金族金属」は、白金族元素からなる金属を意味し、単一の白金族元素からなる金属のみならず白金族元素の合金を含む用語として使用する。ここで、白金族元素とは、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。白金族金属は高価ではあるが、融点が高く、熔融ガラスに対する耐食性にも優れている。
なお、本実施例では、清澄管１２０が白金族金属から構成されている場合を具体例として説明するが、清澄管１２０の一部が、耐火物や他の金属などから構成されていてもよい。

【0024】

電極１２１ａ、１２１ｂは、電源装置１２２に接続されている。電極１２１ａ、１２１ｂの間に電圧が印加されることにより、電極１２１ａ、１２１ｂの間の清澄管１２０に電流が流れて、清澄管１２０が通電加熱される。この通電加熱により、清澄管１２０の本体の最高温度が例えば、１６００℃〜１７５０℃、より好ましくは１６３０℃〜１７５０℃となるように加熱され、移送管１０４から供給された熔融ガラスの最高温度は、脱泡に適した温度、例えば、１６００℃〜１７２０℃、より好ましくは１６２０℃〜１７２０℃に加熱される。
また、通電加熱によって熔融ガラスの温度を制御することで、熔融ガラスの粘度を調節し、これにより清澄管１２０を通過する熔融ガラスの流速を調節することができる。

【0025】

また、電極１２１ａ、１２１ｂには、図示しない温度計測装置（熱電対等）が設けられていてもよい。温度計測装置は電極１２１ａ、１２１ｂの温度を計測し、計測した結果を、制御装置１２３に出力する。
制御装置１２３は電源装置１２２が清澄管１２０に通電させる電流量を制御し、これにより清澄管１２０を通過する熔融ガラスの温度および流速を制御する。制御装置１２３は、ＣＰＵ、メモリ等を含むコンピュータである。

【0026】

清澄管１２０の気相空間と接する壁には、排気管１２７が設けられている。排気管１２７は気相空間１２０ａの上部に設けられている。排気管１２７は、清澄管１２０における熔融ガラスの流れ方向の上流側端部と下流側端部の間の位置に設けられていることが好ましい。排気管１２７は、清澄管１２０の本体外壁面から外側に向かって煙突状に突出する形状であってもよい。排気管１２７は、気相空間１２０ａ（図４参照）と、清澄管１２０の外部空間とを連通している。排気管１２７から気相空間１２０ａ内の気体を排出することで、清澄管１２０内の熔融ガラスから放出される酸素を排出することができる。これにより、白金族金属が酸化されて揮発することを抑制し、揮発した白金族金属が還元されることによる白金族金属の析出量を低減することができる。

【0027】

本実施形態では、図４に示すように、清澄管１２０が略水平方向に延在するように配置されている。清澄管１２０の内部には、複数の板部材１２４、１２５、１２６からなる板部材群が設けられている。板部材群は、複数の第１板部材１２４からなる第１板部材群、複数の第２板部材１２５からなる第２板部材群、複数の第３板部材１２６からなる第３板部材群を含む。第１板部材１２４、第２板部材１２５、第３板部材１２６は、清澄管１２０の本体と同様に、白金族金属から構成されている。

【0028】

複数の第１板部材１２４は、清澄管１２０の内壁の最下部および最上部と間隔を空けた第１の高さに設けられている。複数の第１板部材１２４は、清澄管１２０の長さ方向に間隔を空けて配置される。第１板部材１２４は、清澄管１２０の中心付近を清澄管１２０の長さ方向に流れる熔融ガラスの流れを妨げ、第１板部材１２４よりも上側と第１板部材１２４よりも下側に分岐させる。

【0029】

複数の第２板部材１２５は、第１板部材１２４の高さ（第１の高さ）よりも高くかつ清澄管１２０の内壁の最上部と間隔を空けた第２の高さに設けられている。複数の第２板部材１２５は、清澄管１２０の長さ方向に、複数の第１板部材１２４と間隔を空けて交互に配置される。第２板部材１２５は、清澄管１２０内の熔融ガラスの界面付近を清澄管１２０の長さ方向に流れる熔融ガラスの流れを妨げ、熔融ガラスの流れを第２板部材１２５よりも下側（清澄管の中心付近）に向かわせる。

【0030】

複数の第３板部材１２６は、第１板部材１２４の高さ（第１の高さ）よりも低い第３の高さに、清澄管１２０の内壁の最下部と間隔を空けずに設けられている。複数の第３板部材１２６は、清澄管１２０の長さ方向に、複数の第１板部材１２４と間隔を空けて交互に配置される。第３板部材１２６は、清澄管１２０内の熔融ガラスの最下部を清澄管１２０の長さ方向に流れる熔融ガラスの流れを妨げ、熔融ガラスの流れを第３板部材１２６よりも上側（清澄管の中心付近）に向かわせる。

【0031】

このように、第１板部材１２４、第２板部材１２５、第３板部材１２６が設けられることで、清澄管１２０内の熔融ガラスが清澄管１２０の長さ方向に流れるのみでなく、熔融ガラスが上下方向にも移動するように変更されるため、清澄管１２０内で熔融ガラスが均一に撹拌され、熔融ガラスの温度を均一にすることができる。

【0032】

なお、図４に示すように、第２板部材１２５と第３板部材１２６とは、清澄管１２０の長さ方向の同じ位置にあってもよい。すなわち、第２板部材１２５の下方に第３板部材１２６を設けてもよい。

【0033】

ここで、第１板部材１２４の位置において、第１板部材１２４の上側を流れる熔融ガラスの流量を前記第１板部材の上側の流路断面積で除した流速とが、第１板部材１２４の下側を流れる熔融ガラスの流量を第１板部材１２４の下側の流路断面積で除した流速とが等しくなるように、清澄管１２０を流れる熔融ガラスの流量および流速を制御することが好ましい。第１板部材１２４の上側を流れる熔融ガラスの流速と第１板部材１２４の下側を流れる熔融ガラスの流速とを等しくすることで、清澄管１２０内で熔融ガラスを均一に撹拌することができる。

【0034】

第１板部材１２４の上側を流れる熔融ガラスの流速と第１板部材１２４の下側を流れる熔融ガラスの流速は、清澄管１２０による加熱量により調整することができる。
例えば、清澄管１２０の加熱量を増加させることで、清澄管１２０の内壁に近い、第１板部材１２４の下側を流れる熔融ガラスの温度を上昇させ、粘性を低下させることで、第１板部材１２４の下側を流れる熔融ガラスの流速を上げることができる。一方、清澄管１２０の加熱量を減少させることで、清澄管１２０の内壁に近い、第１板部材１２４の下側を流れる熔融ガラスの温度を低下させ、粘性を上昇させることで、第１板部材１２４の下側を流れる熔融ガラスの流速を下げることができる。
なお、第１板部材１２４の上側を流れる熔融ガラスは、清澄管１２０の内壁から遠いため、清澄管１２０の加熱量の変化による温度の変化量は、第１板部材１２４の下側を流れる熔融ガラスよりも小さい。

【0035】

本実施形態においては、清澄管１２０内の熔融ガラスＭＧの界面の高さが、第１板部材１２４、第２板部材１２５、第３板部材１２６の上端部の最も高い位置よりも高くなるように、熔融ガラスの流量および流速を制御する。すなわち、第１板部材１２４、第２板部材１２５、第３板部材１２６のいずれもが熔融ガラス内にあり、気相空間１２０ａに第１板部材１２４、第２板部材１２５、第３板部材１２６がないように、清澄管１２０内の熔融ガラスＭＧの界面の高さを調整する。

【0036】

熔融ガラスＭＧの界面の高さを変更するには、移送管１０４、１０５を流れる熔融ガラスの流量を変更すればよい。例えば、移送管１０４から清澄管１２０へ流入する熔融ガラスの流量を、移送管１０５により清澄管１２０から流出する熔融ガラスの流量よりも大きくすることで、清澄管１２０内の熔融ガラスＭＧの界面の高さを上げることができる。一方、移送管１０４から清澄管１２０へ流入する熔融ガラスの流量を、移送管１０５により清澄管１２０から流出する熔融ガラスの流量よりも小さくすることで、清澄管１２０内の熔融ガラスＭＧの界面の高さを下げることができる。

【0037】

移送管１０４、１０５における熔融ガラスの流量を制御するには、移送管１０４、１０５を流れる熔融ガラスの温度を変化させ、熔融ガラスの粘性を調整すればよい。例えば、熔融ガラスの温度を上昇させ、熔融ガラスの粘性を下げることで、熔融ガラスの流量および流速を上昇させることができる。一方、熔融ガラスの温度を下降させ、熔融ガラスの粘性を上げることで、熔融ガラスの流量および流速を低下させることができる。

【0038】

このように、清澄管１２０内における熔融ガラスＭＧの界面の高さを調整することで、気相空間１２０ａ内に第１板部材１２４、第２板部材１２５、第３板部材１２６が露出することを防ぐことができる。このため、第１板部材１２４、第２板部材１２５、第３板部材１２６は、気相空間１２０ａに放出された酸素、ＣＯ₂、ＳＯ₂等の気体が排気管１２７に向かう流れを妨げることがない。

【0039】

また、第１板部材１２４、第２板部材１２５、第３板部材１２６が気相空間１２０ａ内に放出された酸素、ＣＯ₂、ＳＯ₂等の気体に接触することを防ぐことで、第１板部材１２４、第２板部材１２５、第３板部材１２６を構成する白金族金属が酸化されることで揮発されることを防ぐことができる。

【0040】

以上、本発明のガラス基板の製造方法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。

【0041】

本実施形態のガラス基板の製造方法によって製造されるガラス基板には、歪点や徐冷点が高く良好な寸法安定性を有する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。

【0042】

本実施形態が適用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。
ＳｉＯ_２：５６−６５質量％
Ａｌ_２Ｏ_３：１５−１９質量％
Ｂ_２Ｏ_３：８−１３質量％
ＭｇＯ：１−３質量％
ＣａＯ：４−７質量％
ＳｒＯ：１−４質量％
ＢａＯ：０−２質量％
Ｎａ_２Ｏ：０−１質量％
Ｋ_２Ｏ：０−１質量％
Ａｓ_２Ｏ_３：０−１質量％
Ｓｂ_２Ｏ_３：０−１質量％
ＳｎＯ_２：０−１質量％
Ｆｅ_２Ｏ_３：０−１質量％
ＺｒＯ_２：０−１質量％

【0043】

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を含むディスプレイ用ガラス基板に好適である。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、アルカリ金属酸化物の含有量が極めて少ないことが求められる液晶ディスプレイ用ガラス基板に好適である。また、有機ＥＬディスプレイ用ガラス基板にも好適である。言い換えると、本実施形態のガラス基板の製造方法は、ディスプレイ用ガラス基板の製造に好適であり、特に、液晶ディスプレイ用ガラス基板の製造に好適である。その他、携帯端末機器などのディスプレイや筐体用のカバーガラス、タッチパネル板、太陽電池のガラス基板やカバーガラスとしても用いることができる。特に、ポリシリコンＴＦＴを用いた液晶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。

【符号の説明】

【0044】

１００ 熔解装置
１０１ 熔解槽
１０２ 清澄管
１０３ 撹拌槽
１０３ａ 撹拌子
１０４、１０５ 移送管
１０６ ガラス供給管
１２０ 清澄管
１２０ａ 気相空間
１２１ａ、１２１ｂ 電極
１２２ 電源装置
１２３ 制御装置
１２４ 第１板部材
１２５ 第２板部材
１２６ 第３板部材
１２７ 排気管
２００ 成形装置
３００ 切断装置
ＭＧ 熔融ガラス
ＳＧ シートガラス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】