特許 7319412 ガラス基板製造装置、およびガラス基板の製造方法

(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】

(24)【登録日】2023-07-24

(45)【発行日】2023-08-01

(54)【発明の名称】ガラス基板製造装置、およびガラス基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 5/42 20060101AFI20230725BHJP

   C03B 5/225 20060101ALI20230725BHJP

【ＦＩ】

C03B5/42

C03B5/225

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022035501

(22)【出願日】2022-03-08

(65)【公開番号】P2022153290

(43)【公開日】2022-10-12

【審査請求日】2022-03-15

(31)【優先権主張番号】P 2021055363

(32)【優先日】2021-03-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】598055910

【氏名又は名称】ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】508271425

【氏名又は名称】安瀚視特股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ Ｔａｉｗａｎ Ｉｎｃ．

【住所又は居所原語表記】ＮＯ．８，Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ＩＩＩ Ｒｏａｄ，Ａｎｎａｎ，Ｔａｉｎａｎ，７０９ Ｔａｉｗａｎ，Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110000165

【氏名又は名称】弁理士法人グローバル・アイピー東京

(72)【発明者】

【氏名】市川 学

(72)【発明者】

【氏名】新 彰夫

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 駿介

(72)【発明者】

【氏名】菅原 司人

【審査官】須藤 英輝

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０４５０９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／０４９９４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－０１０６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０３１０５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１１６４０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０３Ｂ ５／１６－５／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

白金族金属を含む材料からなる管部材であって、周状の壁部を有し、前記壁部の内側において熔融ガラスを処理する管部材と、
前記壁部を囲むよう配置され、前記壁部を支持する耐火物支持体と、
前記壁部と前記耐火物支持体との間の隙間に、前記壁部及び前記耐火物支持体に接するように形成された耐火性保護層と、を備え、
前記壁部は、周上の一部の領域に位置する第１の壁部領域と、前記第１の壁部領域より下方に位置する第２の壁部領域と、を有し、
前記第２の壁部領域と前記支持体との間の第２の隙間Ｓ２の大きさは、前記第１の壁部領域と前記支持体との間の第１の隙間Ｓ１の大きさの１．１倍以上である、ことを特徴とするガラス基板製造装置。

【請求項2】

前記第２の隙間Ｓ２の大きさは、前記第１の隙間Ｓ１の大きさの１０倍以下である、請求項１に記載のガラス基板製造装置。

【請求項3】

前記壁部の外周面は、前記管部材の軸方向と直交する断面において円形状であり、
前記外周面と対向する前記支持体の内周面のうち、前記壁部領域と対向する前記支持体の内周領域はそれぞれ、前記断面において円弧形状であり、
前記第２の壁部領域と対向する前記支持体の第２の内周領域は、前記断面において、前記第１の壁部領域と対向する前記支持体の第１の内周領域より大きな曲率半径を有している、請求項１または２に記載のガラス基板製造装置。

【請求項4】

前記第１の壁部領域及び前記第２の壁部領域は、前記管部材の軸方向と直交する断面において、前記管部材の中心軸を境とした上側及び下側の領域である、請求項１から３のいずれか１項に記載のガラス基板製造装置。

【請求項5】

ガラス基板の製造方法であって、
白金族金属を含む材料からなり、周状の壁部を有する管部材に熔融ガラスを流しながら処理する処理工程と、
前記処理工程の前に行う準備工程と、を備え、
前記準備工程は、
前記壁部を囲むよう耐火物支持体を配置する配置工程と、前記壁部と前記耐火物支持体との間の隙間に、前記壁部及び前記耐火物支持体に接するように不定形耐火物を充填する充填工程と、を含む施工工程と、
前記施工工程の後、前記管部材を昇温する昇温工程と、を含み、
前記壁部は、周上の一部の領域に位置する第１の壁部領域と、前記第１の壁部領域より下方に位置する第２の壁部領域と、を有し、
前記第２の壁部領域と前記支持体との間の第２の隙間Ｓ２の大きさは、前記第１の壁部領域と前記支持体との間の第１の隙間Ｓ１の大きさの１．１倍以上である、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、周状の壁部を有し、熔融ガラスを処理する管部材を備えるガラス基板製造装置、およびガラス基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のディスプレイに用いられるガラス基板は、ガラス原料を熔解してつくった熔融ガラスに、移送、清澄、均質化等の処理を行った後、板状に成形する工程を経て製造される。

【0003】

熔融ガラスを処理するために、管部材が用いられている。管部材は、軸方向に延びる周状の壁部を有しており、壁部の内側に熔融ガラスを流しながら処理する。このような管部材として、例えば、熔融ガラスの清澄を行う清澄管がある。清澄管は、熔融ガラスを高温にして清澄を行うために、白金族金属を含む耐熱性の高い金属材料から構成されている。清澄管の周りには、清澄管の周状の壁部を囲むように、耐火レンガが配置されており、清澄管を支持する。清澄管と耐火レンガとの間の隙間には、操業中の清澄管の変形を抑え、管の壁面からの白金族金属成分の揮発を抑えるために、アルミナセメント等のキャスタブル耐火物により形成された保護層が設けられている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－８４２５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

清澄管をしっかりと支持し、清澄管の変形を抑制する観点からは、清澄管と支持体の間の隙間を小さくし、保護層の厚さを薄くすることが好ましい。しかし、隙間が小さいと、施工時に、清澄管と耐火レンガとの間にキャスタブル耐火物を充填し難く、保護層に気泡等の空隙が残りやすいという問題がある。保護層に含まれる空隙が多いと、操業中に、清澄管の変形や白金族金属成分の揮発を抑制する効果が十分に得られない。また、保護層中の空隙の量は、充填作業の要領や、作業者の技量によってばらつきが生じやすい。清澄管と耐火レンガとの隙間が小さいと、そのようなばらつきは顕著に発生する。このように、清澄管を支持することと、空隙の少ない保護層を形成することの両立は困難であった。

【0006】

そこで、本発明は、耐火物支持体によって管部材を支持しつつ、管部材と支持体との間に空隙の少ない保護層を形成することが可能なガラス基板製造装置、およびガラス基板の製造方法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】

【0007】

本発明の一態様は、ガラス基板製造装置である。
ガラス基板製造装置は、
白金族金属を含む材料からなる管部材であって、周状の壁部を有し、前記壁部の内側において熔融ガラスを処理する管部材と、
前記壁部を囲むよう配置され、前記壁部を支持する耐火物支持体と、
前記壁部と前記耐火物支持体との間の隙間に、前記壁部及び前記耐火物支持体に接するように形成された耐火性保護層と、を備え、
前記壁部は、周上の一部の領域に位置する第１の壁部領域と、前記第１の壁部領域より下方に位置する第２の壁部領域と、を有し、
前記第２の壁部領域と前記支持体との間の第２の隙間Ｓ２の大きさは、前記第１の壁部領域と前記支持体との間の第１の隙間Ｓ１の大きさの１．１倍以上である、ことを特徴とする。

【0008】

前記第２の隙間Ｓ２の大きさは、前記第１の隙間Ｓ１の大きさの１０倍以下である、ことが好ましい。

【0009】

前記壁部の外周面は、前記管部材の軸方向と直交する断面において円形状であり、
前記外周面と対向する前記支持体の内周面のうち、前記壁部領域と対向する前記支持体の内周領域はそれぞれ、前記断面において円弧形状であり、
前記第２の壁部領域と対向する前記支持体の第２の内周領域は、前記断面において、前記第１の壁部領域と対向する前記支持体の第１の内周領域より大きな曲率半径を有している、ことが好ましい。

【0010】

前記第１の壁部領域及び前記第２の壁部領域は、前記管部材の軸方向と直交する断面において、前記管部材の中心軸を境とした上側及び下側の領域である、ことが好ましい。

【0011】

本発明の別の一態様は、ガラス基板の製造方法である。
ガラス基板の製造方法は、
白金族金属を含む材料からなり、周状の壁部を有する管部材に熔融ガラスを流しながら処理する処理工程と、
前記処理工程の前に行う準備工程と、を備え、
前記準備工程は、
前記壁部を囲むよう耐火物支持体を配置する配置工程と、前記壁部と前記耐火物支持体との間の隙間に、前記壁部及び前記耐火物支持体に接するように不定形耐火物を充填する充填工程と、を含む施工工程と、
前記施工工程の後、前記管部材を昇温する昇温工程と、を含み、
前記壁部は、周上の一部の領域に位置する第１の壁部領域と、前記第１の壁部領域より下方に位置する第２の壁部領域と、を有し、
前記第２の壁部領域と前記支持体との間の第２の隙間Ｓ２の大きさは、前記第１の壁部領域と前記支持体との間の第１の隙間Ｓ１の大きさの１．１倍以上である、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

上述の態様のガラス基板製造装置及びガラス基板の製造方法によれば、耐火物支持体によって管部材を支持する一方で、管部材と支持体との間に空隙の少ない保護層を形成することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】ガラス基板製造装置の概略構成を示す図である。

【図2】ガラス基板の製造方法の概略構成を示す図である。

【図3】清澄管、耐火物保護層、及び耐火物支持体の層構造の一例を示す断面図である。

【図4】（ａ）及び（ｂ）は施工工程を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

（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うち操業中の工程の一例を示す図である。ガラス基板の製造方法は、準備工程、熔解工程（ＳＴ１）、清澄工程（ＳＴ２）、均質化工程（ＳＴ３）、成形工程（ＳＴ４）、徐冷工程（ＳＴ５）、および、切断工程（ＳＴ６）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いてもよい。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。

【0016】

準備工程は、ガラス基板製造装置の運転（操業）前に行う工程である。操業中、熔解工程（ＳＴ１）～切断工程（ＳＴ６）の一連の工程が行われる。準備工程については後述する。
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。この熔融ガラスは、通常、ＣＯ_２、ＳＯ_２、Ｏ_２、あるいはＮ_２などを含んだ泡を包含する。
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清澄剤（酸化スズ等）の還元反応により酸素等のガスが生成される。熔融ガラス中の泡は、生成したガスを吸収して成長し、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が熔融ガラス中に再吸収されて、泡が消滅する。

【0017】

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。均質化された熔融ガラスは成形装置に供給される。

【0018】

成形工程（ＳＴ４）及び徐冷工程（ＳＴ５）は、成形装置で行われる。
成形工程（ＳＴ４）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。
徐冷工程（ＳＴ５）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（ＳＴ６）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。

【0019】

（ガラス基板製造装置の全体概要）
図２は、熔解工程（ＳＴ１）～切断工程（ＳＴ６）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を流しながら、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。清澄管１０２には、熔融ガラスの液面の上方に気相空間が形成されるよう、熔融ガラスＭＧが供給される。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ＣＯ_２、ＳＯ_２、Ｏ_２、あるいはＮ_２などを含んだ泡が、清澄剤の還元反応により生じた酸素等のガスを吸収して成長し、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、ガラス供給管１０６を介して成形装置２００に供給される。
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ＳＴ４）、徐冷される（徐冷工程ＳＴ５）。
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ＳＴ６）。

【0020】

本実施形態において、ガラス基板製造装置の上記構成要素のうち、清澄管１０２、移送管１０４，１０５、ガラス供給管１０６は、管部材に相当する。以下の説明では、代表して清澄管１０２を例に管部材を説明する。

【0021】

（清澄管、耐火物保護層、及び耐火物支持体）
図３は、清澄管１０２、耐火物保護層、及び耐火物支持体の層構造を示す、清澄管１０２の軸方向と直交する方向の断面図である。
ガラス基板製造装置は、清澄管１０２に加え、耐火物保護層１１３と、耐火物支持体１１４とを、を有している。清澄管１０２、耐火物保護層１１３、耐火物支持体１１４は、図３に示すように、順次内周側から外周側に配置された積層構造を有する。

【0022】

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の例として、白金族金属のうちの単一の金属または２種以上の金属の合金からなる材料が挙げられ、例えば、白金または白金合金が用いられる。

【0023】

清澄管１０２は、清澄管１０２の軸方向に延びる周状（筒状）の周状壁部１１２を有している。熔融ガラスは、周状壁部１１２の内側において清澄される。図３に示す例の清澄管１０２は、軸方向と直交する断面（以降、単に断面ともいう）において円形状の外周を有している。清澄管１０２の外周の断面形状は、円形状に制限されず、楕円形等の扁平な形状等であってもよい。清澄管１０２の軸方向は、清澄管１０２の長手方向と一致している。

【0024】

清澄管１０２には、周状壁部１１２から外周側に延びるよう接続された一対のフランジ（不図示）と、通気管（図１参照）とが設けられている。フランジは、図示されない電源装置と接続されており、フランジの間に電圧が印加されることで、フランジの間の周状壁部１１２の部分に電流を流し、清澄管１０２を加熱する。この通電加熱により、清澄管１０２は例えば、１６５０℃～１７００℃程度に加熱され、熔融ガラスＭＧは、脱泡に適した温度、例えば、１６００℃～１７００℃程度に加熱される。通気管は、気相空間と清澄管１０２の外部空間とを連通する管である。通気管は、熔融ガラスＭＧから気相空間に放出された酸素、ＣＯ₂、ＳＯ₂等の気体を外部空間に排出する機能を有している。

【0025】

耐火物支持体１１４は、清澄管１０２の周状壁部１１２の外周面との間に隙間をあけて、周状壁部１１２を周りから囲むよう配置され、周状壁部１１２を支持する構造体である。耐火物支持体１１４は、周状壁部１１２を支持するほか、清澄管１０２を保温し、さらには外部から加わる可能性がある物理的な力から清澄管１０２を保護する役割を担う。耐火物支持体１１０は、耐火レンガから構成される。耐火レンガには、例えば、アルミナ、ＡＺＳ（Alumina-Zirconia-Silica）、又はジルコニアを含む材料からなる電鋳レンガが用いられる。耐火物支持体１１４は、周状壁部１１２の外周面と対向する内周面を有している。

【0026】

周状壁部１１２の外周面と対向する耐火レンガの表面は、図３に示すように、断面において、清澄管１０２の円形状と同心円の円弧に沿った円弧形状を有している。円弧形状は、清澄管１０２の外周をなす円と同心円の円弧を持つ形状であることが好ましい。本明細書では、慣用に従って、耐火レンガにより構成された支持体を「耐火レンガ」と簡略化して記載するが、耐火レンガは、多くの場合、複数の耐火レンガ（耐火物により構成されたレンガ個体）を所定形状に積み重ねて構成され、多くの場合はその間に耐火モルタル等の耐火充填材を塗布し固定された、複数のレンガから構成された支持体である。図３に示す例の耐火レンガでは、積み重ねた複数のレンガのうち、周状壁部１１２の壁面と対向する部分に位置するレンガが、上記円弧形状を有するように形成されている。

【0027】

耐火物保護層１１３は、周状壁部１１２と耐火物支持体１１４との間の隙間に、周状壁部１１２及び耐火物支持体１１４に接するように形成された層である。耐火物保護層１１３は、周状壁部１１２と耐火物支持体１１４との間において、周状壁部１１２を確実に支持し、清澄管１０２の変形を抑制する役割を担う。また、耐火物保護層１１３は、周状壁部１１２を構成する白金族金属がＰｔＯ_２等の金属酸化物となって揮発し、周状壁部１１２が薄肉化することを抑制する役割を担う。

【0028】

一実施形態によれば、１３００～１７００℃の温度範囲における耐火物保護層１１３の熱膨脹係数の平均値は、１３００～１７００℃の温度範囲における周状壁部１１２の熱膨脹係数の平均値の好ましくは０．１～１０倍の範囲内にあり、より好ましくは０．５～５倍の範囲内にある。耐火物保護層１１３と周状壁部１１２の熱膨張係数が上記関係を満たすことにより、清澄管１０２の昇温に伴う周状壁部１１２の熱膨張量と耐火物保護層１１３の収縮量との差に起因して耐火物保護層１１３に亀裂が発生することを抑え、耐火物保護層１１３内の空隙を低減する効果が確保される。

【0029】

耐火物保護層１１３には、不定形耐火物が用いられる。不定形耐火物の種類は特に制約は設けないが、その使用条件から、最高使用温度１６００℃以上、圧縮強度２００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上で、緻密で、ガス透過性が小さいものが望ましい。例えば、アルミナセメントを配合したキャスタブル耐火物が適している。

【0030】

本実施形態では、周状壁部１１２は、周状壁部１１２の周上の一部の領域に位置する第１の壁部領域１１２ａと、第１の壁部領域１１２ａより下方に位置する第２の壁部領域１１２ｂと、を有している。そして、第２の壁部領域１１２ｂと耐火物支持体１１４との間の第２の隙間Ｓ２は、第１の壁部領域１１２ａと耐火物支持体１１４との間の第１の隙間Ｓ１より広い。本発明者の検討によれば、周状壁部に面する領域のうち下方に位置する領域では、上方に位置する領域と比べ、耐火物保護層１１３内の空隙が多くなりやすいことがわかった。そして、隙間Ｓ２を隙間Ｓ１より大きくすることにより、上記下方に位置する領域における耐火物保護層１１３内の空隙を低減できることが確認された。本実施形態では、隙間Ｓ１に形成された薄い耐火物保護層１１３を介して耐火物支持体１１４により清澄管１０２を確実に支持できるとともに、隙間Ｓ２に形成された厚い、空隙の少ない耐火物保護層１１３によって、操業中の清澄管１０２の変形や白金族金属の成分の揮発を抑制する効果が向上している。

【0031】

なお、操業のために管部材を昇温すると、管部材は熱膨張して外径が大きくなる一方で、耐火物保護層１１３となる不定形耐火物は収縮して厚みが薄くなる。本明細書において、隙間Ｓ１，Ｓ２の大きさの関係は、少なくとも、操業のために管部材を昇温する前の時点、例えば管部材が２５℃である時点における関係を意味するが、隙間Ｓ１，Ｓ２の間の上述した大小関係は昇温によって変化しない。

【0032】

第２の隙間Ｓ２の大きさは、第１の隙間Ｓ１の大きさの１０倍以下であることが好ましい。第２の隙間Ｓ２の大きさが第１の隙間Ｓ１の大きさの１０倍を超えると、第２の隙間Ｓ２における耐火物保護層１１３の厚みが第１の隙間Ｓ１における耐火物保護層１１３の厚みに対して大きすぎ、清澄管１０２の昇温に伴って収縮したときに両者の間で亀裂が発生し、周状壁部１１２を保護し、白金族金属の成分の揮発を抑制する効果が損なわれる場合がある。また、昇温に伴う、清澄管１０２の拡径するような膨張を抑制することができず、清澄管１０２が変形し、清澄管１０２の強度が低下する、あるいは清澄管１０２が破損する場合がある。一方、第２の隙間Ｓ２の大きさは、第１の隙間Ｓ１の大きさの１．１倍以上であることが好ましい。第２の隙間Ｓ２の大きさが第１の隙間Ｓ１の大きさの１．１倍未満であると、耐火物保護層１１３内の空隙を少なくする効果が低減する。好ましくは、第２の隙間Ｓ２の大きさは、第１の隙間Ｓ１の大きさの１．５～５倍であり、より好ましくは１．８～２．４倍である。

【0033】

清澄管１０２の管径（周状壁部１１２の断面における直径）が、例えば２００～４００ｍｍである場合、第１の隙間Ｓ１は、例えば、３～１０ｍｍであり、第２の隙間Ｓ２は、例えば、６～２０ｍｍである。このような寸法例を満たす場合に、耐火物保護層１１３内の空隙を低減できる上記効果が大きくなることが確認されている。

【0034】

第２の壁部領域１１２ｂと対向する耐火物支持体１１４の第２の内周領域１１４ｂは、断面において、図３に示す例のように、第１の壁部領域１１２ａと対向する耐火物支持体１１４の第１の内周領域１１４ａの曲率半径Ｒ１より大きな曲率半径Ｒ２を有していることが好ましい。曲率半径Ｒ１，Ｒ２に関して上記関係を満たすことにより、隙間Ｓ１，Ｓ２の上述した関係を得やすくなる。好ましくは、Ｒ２は、Ｒ１の１０１～１３０％の大きさである。

【0035】

図３に示す例のように、第１の壁部領域１１２ａ及び第２の壁部領域１１２ｂは、断面において、清澄管１０２の中心軸を境とした上側及び下側の領域であることが好ましい。清澄管１０２の中心軸は、周状壁部１１２の外周円の中心を通る線である。壁部領域１１２ａ，１１２ｂをこのように画定することで、耐火物支持体１１４として、施工が容易な形態のものを採用できる。図３に示す例において、耐火物支持体１１４は、清澄管１０２の中心軸を境とした上側に配置される上部支持体１１４Ａと、下側に配置される下部支持体１１４Ｂと、を備える。上部支持体１１４Ａ及び下部支持体１１４Ｂはそれぞれ、積み重ねた複数のレンガからなり、周状壁部１１２と対向する表面が円弧形状となるよう作製されている。

【0036】

（準備工程）
次に、ガラス基板の製造方法の準備工程を説明する。
準備工程は、施工工程と、昇温工程と、を有する。

【0037】

図４は、施工工程を説明する図である。図４（ａ）は、隙間Ｓ２への不定形耐火物の充填を説明する図であり、図４（ｂ）は、隙間Ｓ１に充填される不定形耐火物を示す図である。

【0038】

施工工程は、配置工程と、充填工程と、を含む。
配置工程では、周状壁部１１２を囲むよう耐火物支持体１１４となる耐火レンガを配置する。
充填工程では、周状壁部１１２と耐火レンガとの間の隙間に、周状壁部１１２及び耐火物支持体１１４に接するように不定形耐火物を充填する。
配置工程と充填工程は、並行して行われる。

【0039】

配置工程では、具体的に、図４（ａ）に示すように、下部支持体１１４Ｂの内周領域１１４ｂに対し隙間Ｓ２をあけて周状壁部１１２が位置するよう清澄管１０２が配置される。隙間Ｓ２は、清澄管１０２を保持することにより確保することができる。清澄管１０２の保持は、例えば、周状壁部１１２の軸方向の複数個所に取り付けた治具を用いて行うことができる。また、このような方法に制限されず、清澄管１０２の保持には、セメントなど、その他の手段を用いてもよい。

【0040】

次に、充填工程では、図４（ａ）に示すように、周状壁部１１２と内周壁部１１４ｂとの間の隙間Ｓ２を埋めるように、不定形耐火物１１３´が充填される。不定形耐火物１１３´は、例えば、スコップ等を用いて所定量ずつ隙間Ｓ２に流し込まれ、流し込まれた不定形耐火物１１３´内、あるいは、不定形耐火物１１３´の間に存在する気泡を取り除くために、針金等の部材を用いて隙間Ｓ２内で掻き混ぜることが好ましい。不定形耐火物１１３´には、隙間Ｓ２に、空隙の少ない耐火物保護層１１３を形成しやすくなる点で、２５℃における粘度が３００ｄＰａ・ｓ以下、好ましくは２５０ｄＰａ・ｓ以下、より好ましくは３０～２５０ｄＰａ・ｓ、さらに好ましくは５０～２５０ｄＰａ・ｓ、さらにより好ましくは５０～２００ｄＰａ・ｓのものが用いられる。

【0041】

不定形耐火物１１３´は、耐火性酸化物の粉末及び水を含む。耐火性酸化物の例として、アルミナセメントが挙げられる。不定形耐火物１１３´の耐火性酸化物の粉末ｃと水ｗの質量比ｗ／ｃ（％）は、好ましくは３０％以下、より好ましくは１０～３０％、さらに好ましくは１６～２４％、特に好ましくは１８～２２％である。

【0042】

次いで、充填工程では、図４（ｂ）に示すように、周状壁部１１２の第１の壁部領域１１２ａの表面を被覆するように、不定形耐火物１１３´を塗布し、さらに、配置工程において、上部支持体１１４Ａの内周壁面１１４ａが第１の壁部領域１１２ａから隙間Ｓ１をあけて配置されるように、上部支持体１１４Ａを配置する。隙間Ｓ１は、例えば、周状壁部１１２の軸方向の複数個所に取り付けた治具により確保することができる。治具は、不定形耐火物１１３´の硬化後、昇温工程の前に、清澄管１０２から取り外される。なお、隙間Ｓ１の確保は、治具を用いた上記方法に制限されず、より粘性の高い不定形耐火物を用いて保持するなど、その他の手段を用いて行ってもよい。

【0043】

昇温工程では、施工工程の後、周状壁部１１２に電流を流して加熱し、清澄管１０２を、脱泡のための上記温度範囲まで昇温する。

【0044】

本実施形態のガラス基板の製造方法によれば、隙間Ｓ２は隙間Ｓ１より広いため、施工工程において、不定形耐火物１１３´を隙間Ｓ２内に流し込みやすく、その結果、空隙の少ない耐火物保護層３を得やすい。そのため、清澄管１０２を昇温した後、操業中、上述したように、耐火物支持体１１４によって清澄管１０２を確実に支持できる。一方で、清澄管１０２と耐火物支持体１１４との間に空隙の少ない耐火物保護層１１３を形成することができる。

【0045】

以上、本発明のガラス基板製造装置及び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。

【符号の説明】

【0046】

１００ 熔解装置
１０１ 熔解槽
１０２ 清澄管
１０２ａ 壁部
１０３ 撹拌槽
１０３ａ スターラ
１０４、１０５ 移送管
１０６ ガラス供給管
１１２ 壁部
１１２ａ 第１の壁部領域
１１２ｂ 第２の壁部領域
１１３ 耐火物保護層
１１３´ 不定形耐火物
１１４ 耐火物支持体
１１４ａ 第１の内周壁面
１１４ｂ 第２の内周壁面
１１４Ａ 上部支持体
１１４Ｂ 下部支持体
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】