(57)【要約】【課題】異質素地に起因した表面凹凸がガラス基板に形成される前に、効率よく攪拌槽内の異質素地を排出することができるガラス基板の製造方法を提供する。【解決手段】ガラス基板の製造方法は、熔解炉でガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる工程と、気相空間と接する液面が形成されるように前記熔融ガラスを導入した攪拌槽において前記熔融ガラスをスターラにより攪拌する攪拌工程と、前記攪拌槽中の熔融ガラスの液面近傍に形成される前記熔融ガラスのガラス組成と異なる異質素地を所定のタイミングで前記攪拌槽の外部に排出する工程と、を含む。前記熔融ガラスの液面近傍に形成される異質素地の形成状態の時間変化の情報と、前記熔融ガラスの攪拌による前記攪拌槽中の熔融ガラスの流れと前記異質素地の流れと、前記攪拌槽の流出口からの熔融ガラス及び前記異質素地の流出を再現したシミュレーションの演算結果とを用いて、前記異質素地の排出のタイミングを定める。【選択図】  図３
2015193501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板を製造するガラス基板の製造方法であって、
熔解炉でガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる工程と、
熔融ガラスが気相空間と接する液面が形成されるように攪拌槽に前記熔融ガラスを導入して、前記熔融ガラスをスターラにより攪拌する攪拌工程と、
前記熔融ガラスを成形してガラス基板を形成する工程と、
前記攪拌槽中の熔融ガラスに形成される、前記熔融ガラスのガラス組成と異なる異質素地を所定のタイミングで前記攪拌槽の外部に排出する工程と、を含み、
前記熔融ガラスの液面近傍に形成される異質素地の形成状態の時間変化の情報と、前記熔融ガラスの攪拌による前記攪拌槽中の熔融ガラスの流れと前記異質素地の流れと前記攪拌槽の流出口からの前記熔融ガラス及び前記異質素地の流出を再現するコンピュータシミュレーションの演算結果とを用いて、前記異質素地の排出のタイミングを定める、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記異質素地の形成状態の時間変化の情報は、時間とともに前記異質素地の層としての厚さが増えていく厚さの情報を含む、請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記異質素地の前記熔融ガラスの液面近傍に形成される領域の面積は、前記攪拌槽中の熔融ガラスの液面の面積に比べて小さい、請求項２に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記コンピュータシミュレーションでは、前記異質素地の形成状態の時間変化の情報から、前記異質素地の厚さ及び形成領域を定めた前記異質素地のモデルを作成し、前記異質素地のモデル一部が前記熔融ガラスの流れに沿って前記攪拌槽のモデル中の流出口から流出することを再現する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項５】
前記異質素地のモデルが前記攪拌槽のモデル中の流出口から流出する量が、予め定めた閾値を越えた時点を前記異質素地の排出のタイミングとする、請求項４に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項６】
前記異質素地はシリカを含み、当該シリカの前記異質素地中の含有率が、前記熔融ガラスのシリカの含有率に比べて高い、請求項１〜５のいずれか１項に記載の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、ガラス基板を製造するガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板は、一般的に、ガラス原料を熔解して得られた熔融ガラスをガラス基板に成形することにより製造される。上記製造過程では、熔融ガラスが内包する小さな気泡を除去する清澄工程の他に、清澄工程後、ガラス成分の均質化を行う均質化工程が含まれる。この均質化工程によりガラスの組成ムラを低減することができる。
【０００３】
このような均質化工程では、熔融ガラスの高温に耐える攪拌槽中に熔融ガラスを貯留して、熔融ガラスを、スターラを用いて攪拌することにより均質化する技術が一般的に知られている（例えば、特許文献１の図４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０４６４１５号公報
【０００５】
しかし、スターラを用いた熔融ガラスの攪拌を行なっても、十分な熔融ガラスの均質化ができず、成形工程で成形されたシートガラスに異質素地（成形工程で求められる所定の粘度に制御されたガラス本流の溶融ガラスと異なる粘度のガラス、例えば、溶融ガラス中でシリカ含有濃度が部分的に高くなったシリカリッチの異質素地）が入り込み、この異質素地がガラス基板の表面において、表面凹凸を形成する場合がある。したがって、従来、異質素地に起因した表面凹凸が生じ板厚にムラが生じた段階で攪拌槽の熔融ガラスの液面近傍に位置する異質素地を攪拌槽から排出する処理を行なっている。
しかし、一旦、異質素地層を原因とする板厚のムラがガラス基板に生じると、攪拌槽内の異質素地を排出した処理を行なっても、異質素地に起因した表面凹凸がガラス基板に継続的に形成され板厚にムラが継続的に発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、異質素地に起因した表面凹凸がガラス基板に形成される前に、効率よく攪拌槽内の異質素地を排出することができる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】
本願発明者は、攪拌槽中の熔融ガラスについて検討を重ねた結果、攪拌槽内の熔融ガラスの液面近傍に形成される異質素地がある程度増加したとき、スターラの攪拌によってその一部が攪拌槽の流出口から流出してガラスシートをつくる成形装置に流れ込むことを知見した。このため、熔融ガラスの液面近傍に位置する異質素地の量が多くなり、つまり異質素地が層となって厚さが厚くなり、また液面上の領域が広がることによって、異質素地の一部がスターラによる熔融ガラスの流れに巻き込まれて攪拌槽から流出する時点（タイミング）を、定めることが重要である。
【０００８】
本発明のガラス基板の製造方法の一態様は、ガラス基板を製造するガラス基板の製造方法である。当該製造方法は、
熔解炉でガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる工程と、
熔融ガラスが気相空間と接する液面が形成されるように攪拌槽に前記熔融ガラスを導入して、前記熔融ガラスをスターラにより攪拌する攪拌工程と、
前記熔融ガラスを成形してガラス基板を形成する工程と、
前記攪拌槽中の熔融ガラスに形成される、前記熔融ガラスのガラス組成と異なる異質素地を所定のタイミングで前記攪拌槽の外部に排出する工程と、を含み、
前記熔融ガラスの液面近傍に形成される異質素地の形成状態の時間変化の情報と、前記熔融ガラスの攪拌による前記攪拌槽中の熔融ガラスの流れと前記異質素地の流れと前記攪拌槽の流出口からの前記熔融ガラス及び前記異質素地の流出を再現するコンピュータシミュレーションの演算結果とを用いて、前記異質素地の排出のタイミングを定める。
【０００９】
このとき、前記異質素地の形成状態の時間変化の情報は、時間とともに前記異質素地の層としての厚さが増えていく厚さの情報を含むことが好ましい。
【００１０】
前記異質素地の前記熔融ガラスの液面近傍に形成される領域の面積は、前記攪拌槽中の熔融ガラスの液面の面積に比べて小さいことが好ましい。
【００１１】
前記コンピュータシミュレーションでは、前記異質素地の形成状態の時間変化の情報から、前記異質素地の厚さ及び形成領域を定めた前記異質素地のモデルを作成し、前記異質素地のモデル一部が前記熔融ガラスの流れに沿って前記攪拌槽のモデル中の流出口から流出することを再現することが好ましい。
【００１２】
前記異質素地のモデルが前記攪拌槽のモデル中の流出口から流出する量が、予め定めた閾値を越えた時点を前記異質素地の排出のタイミングとすることが好ましい。
【００１３】
前記異質素地はシリカを含み、当該シリカの前記異質素地中の含有率が、前記熔融ガラスのシリカの含有率に比べて高いことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
上述の態様のガラス基板の製造方法によれば、異質素地に起因した表面凹凸がガラス基板に形成される前に、効率よく攪拌槽内の異質素地を排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のガラス基板の製造方法の工程の一例を示す図である。
【図２】本実施形態であるガラス基板の製造方法における熔解工程〜切断工程を行う装置の一例を模式的に示す図である。
【図３】本実施形態における攪拌槽を説明する図である。
【図４】攪拌槽中の異質素地の形成を説明する図である。
【図５】本実施形態において、熔融ガラス及び異質素地の攪拌を再現したシミュレーションの演算結果の一例を示す図である。
【図６】本実施形態において、熔融ガラス及び異質素地の攪拌を再現したシミュレーションの演算結果の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本実施形態のガラス基板の製造方法について説明する。図１は、本発明のガラス基板の製造方法の工程の一例を示す図である。
【００１７】
ガラス基板の製造方法は、熔解工程（ＳＴ１）と、清澄工程（ＳＴ２）と、均質化工程（ＳＴ３）と、供給工程（ＳＴ４）と、成形工程（ＳＴ５）と、徐冷工程（ＳＴ６）と、切断工程（ＳＴ７）と、を主に有する。この他に、切断研削工程、洗浄工程、検査工程、梱包工程等を有し、梱包工程で積層された複数のガラス基板は、納入先の業者に搬送される。
【００１８】
熔解工程（ＳＴ１）は熔解槽で行われる。熔解工程では、熔解槽に蓄えられた熔融ガラスの液面にガラス原料を投入することにより熔融ガラスを作る。さらに、熔解槽の底部に設けられた流出口から後工程に向けて熔融ガラスを流す。
【００１９】
熔解工程（ＳＴ１）は熔解炉で行われる。熔解炉では、ガラス原料を、熔解炉に蓄えられた熔融ガラスの液面に投入し、加熱することにより熔融ガラスを作る。さらに、熔解炉の内側側壁の１つの底部に設けられた流出口から下流工程に向けて熔融ガラスを流す。
熔解炉の熔融ガラスの加熱は、熔融ガラス自身に電気が流れて自ら発熱して加熱する方法に加えて、バーナーによる火焔を補助的に与えてガラス原料を熔解することもできる。この場合、熔融ガラスに電気を流すために、熔融ガラスと接触するように溶解炉に電極が設けられる。この電極として例えば酸化錫が用いられる。なお、ガラス原料には清澄剤が添加される。清澄剤として、ＳｎＯ2，Ａｓ2Ｏ3，Ｓｂ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3等、高温で還元反応により酸素を放出するタイプの金属酸化物が知られているが、特に制限されない。しかし、環境負荷低減の点から、清澄剤としてＡｓ2Ｏ3の使用は望ましくない。清澄剤として、例えばＳｎＯ2が好適に用いられる。
【００２０】
清澄工程（ＳＴ２）は、少なくとも清澄槽において行われる。清澄工程では、最初に、清澄槽内の熔融ガラスを昇温することで、溶融ガラス中に含まれる清澄剤に還元反応を起こさせ、Ｏ2を発生させる。このＯ2が、ガラス原料の分解反応やガラス原料中の不純物、溶解時の雰囲気の巻き込み等により、熔融ガラス中に含まれる、ＣＯ2、ＳＯ2あるいはＮ2等を含んだ気泡に吸収されることで、熔融ガラス中の気泡の泡径が拡大し、気泡の浮上速度が高まる。この気泡の浮上速度の向上により熔融ガラスの液面に気泡を浮上させて脱泡が促進される。すなわち、熔融ガラスの液面まで浮上した気泡は、液面で破泡し、気泡に含まれていたガスが清澄槽内の気相空間に放出される。
その後、溶融ガラスの温度を下げていき、清澄剤に酸化反応を起こさせ、溶融ガラス中のＯ2を再吸収させる。このＯ2の再吸収により、脱泡しきれなかった溶融ガラス中の小泡は、泡内のＯ2が脱泡とガラス温度の低下とが相まって、小泡内のガス圧が低下し、縮小消滅する。なお、清澄管は、熔融ガラスから気相空間に放出されたガスを大気に放出するために、大気に連通した通気管を備える。
【００２１】
均質化工程（ＳＴ３）では、清澄管から延びるガラス供給管を通って供給された攪拌槽内の熔融ガラスを、スターラを用いて攪拌することにより、ガラス成分の均質化を行う。具体的には、熔融ガラスが気相空間と接する液面が形成されるように攪拌槽に熔融ガラスが導入され、導入された熔融ガラスがスターラにより攪拌される。これにより、脈理等の原因であり、また、ガラス基板の表面のムラの原因となるガラスの組成ムラを低減することができる。均質化工程については、後述する。
供給工程（ＳＴ４）では、攪拌槽から延びる配管を通して熔融ガラスが成形装置に供給される。
【００２２】
成形装置では、成形工程（ＳＴ５）及び徐冷工程（ＳＴ６）が行われる。
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、切断装置において、成形装置から供給されたシートガラスを所定の長さに切断することで、板状のガラス板を得る。切断されたガラス板はさらに、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。この後、ガラス基板の端面の研削、研磨が行われ、ガラス基板の洗浄が行われ、さらに、気泡等の異常欠陥の有無が検査された後、検査合格品のガラス板が最終製品として梱包される。
【００２３】
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一例を模式的に示す図である。当該装置は、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、熔解炉１０１と、清澄管１０２と、攪拌槽１０３と、ガラス供給管１０４，１０５，１０６と、を有する。
【００２４】
図２に示す熔解装置１０１では、ガラス原料の投入がバケット１０１ｄを用いて行われるが、原料投入方法に制約は無く、スクリューフィーダー方式や、プッシャープレート方式の投入機を用いてもよい。
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ＭＧの清澄が行われる。さらに、攪拌槽１０３では、スターラ１０３ａによって熔融ガラスＭＧが攪拌されて均質化される。成形装置２００では、成形体２１０を用いたオーバーフローダウンドロー法により、熔融ガラスＭＧからシートガラスＳＧが成形される。
なお、図２に示す熔解炉１０１から成形装置２００にいたる熔融ガラスＭＧの流路、具体的には、ガラス供給管１０４、清澄管１０２、ガラス供給管１０５、攪拌槽１０３、およびガラス供給管１０６の熔融ガラスＭＧの流路を形成する流路内表面は、少なくてもその一部が、白金あるいは白金合金で構成されている。
【００２５】
（攪拌槽）
図３は、攪拌槽１０３を説明する図である。攪拌槽１０３の周囲には、攪拌槽１０３を囲む耐熱レンガ等の耐火物部材が設けられているが、この耐火物部材の図示は省略されている。
【００２６】
攪拌槽１０３は、スターラ１０３ａ、管本体部１０３ｂ、及び排出管１０３ｃを主に有する。
管本体部１０３ｂの壁面の上部には、熔融ガラスの導入口が設けられ、この導入口に、ガラス供給管１０５が接続されている。管本体部１０３ｂの壁面の底部近傍には、熔融ガラスの流出口が設けられ、この流出口にガラス供給管１０６が接続されている。
攪拌槽１０３には、図３に示すように、熔融ガラスが気相空間と接する液面が形成されるように熔融ガラスが導入されて、熔融ガラスがスターラ１０３ａにより攪拌される。
スターラ１０３ａは、図３に示すように、管本体部１０３ｂ内を流れる熔融ガラスを攪拌することにより、ガラス成分の均質化を行う。これにより、ガラス基板の表面のムラの原因、あるいは脈理等の原因であるガラスの組成ムラを低減する。スターラ１０３ａは、図示されない回転駆動源に接続された駆動軸に接続されて回転する。スターラ１０３ａで攪拌される熔融ガラスの粘度は例えば８００〜２０００ｐｏｉｓｅであり、スターラ１０３ａは、例えば回転数６〜１６回／分で回転する。
【００２７】
管本体部１０３ｂは、白金あるいは白金合金で形成された部材で構成される。ここで白金合金は、白金の他に、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、あるいは金を含んでもよく、例えば白金中に１０質量％のロジウムを含む合金を挙げることができる。また、管本体部１０３ｂは、強化白金あるいは強化白金合金の材料のみで構成されていてもよい。強化白金あるいは強化白金合金は、白金もしくは白金合金中に、酸化ジルコニウムの微粒子を均一に分散させて作られたものである。
【００２８】
排出管１０３ｃは、熔融ガラスの液面近傍（上層）に形成される層状の異質素地を管本体部１０３ｂの排出口を通して排出する。排出管１０３ｃに、通常、異質素地及び熔融ガラスが排出されないように堰き止め部材が排出管１０３ｃに挿入されて閉じられている。異質素地の排出が必要なときだけ、すなわち、所定のタイミングで排出管１０３ｃに設けられた堰き止め部材を取り外して、排出管１０３ｃを開く。
【００２９】
このように所定のタイミングで排出管１０３ｃを開くのは、異質素地の層が攪拌槽１０３の熔融ガラスの液面近傍で増加し、これ以上増加すると熔融ガラスのスターラ１０３ａによる攪拌によって異質素地の一部が流出口から成形装置２００に向かって流れるおそれがあるからである。異質素地は、気相空間と接する熔融ガラスの液面から熔融ガラスの金属成分等が揮発してシリカの組成比率が上昇したものである。このため、攪拌槽１０３に導入された熔融ガラスの一部がスターラ１０３ａの攪拌にもかかわらず一部が停留して異質素地を形成する場合がある。したがって、本実施形態では、攪拌槽１０３内に熔融ガラスを導入して均質化を開始する時点からの経過時間をカウントし、これ以上異質素地が増えた場合、流出口から異質素地が流れ出す直前のタイミングを判断する。
【００３０】
本実施形態は、このようなタイミングを以下の方法により定める。すなわち、熔融ガラスの液面近傍（上層）に形成される異質素地の形成状態の時間変化の情報と、熔融ガラスの攪拌による攪拌槽中の熔融ガラスの流れ及び異質素地の流れと攪拌槽の流出口からの熔融ガラス異質素地の流出を再現したシミュレーションの演算結果とを用いて、異質素地の排出のタイミングを定める。
図４は、層状の異質素地の形成を説明する図である。図４に示す例では、異質素地１１４は、図３に示すスターラ１０３ａの回転によって生じる熔融ガラスの流れにのらず停留し易い部分（液面近傍の一部）に形成される。異質素地１１４は、上述したように気相空間と接する熔融ガラスの液面から熔融ガラスの金属成分等が揮発してシリカの組成比率が上昇したものであり、異質素地１１４は、シリカ以外の金属成分等が少ないため熔融ガラスに比べて比重が小さい。このため、異質素地１１４は、熔融ガラスの液面近傍（上層）に形成される。しかも、熔融ガラスの液面近傍（上層）の部分は、熔融ガラスのスターラ１０３ａの攪拌にもかかわらず、停留し易い。このため、図４に示すように、異質素地１１４は、スターラ１０３の回転軸周りの熔融ガラスの液面近傍に浮くように層状に形成される。このような異質素地１１４の形成状態を、オフライン試験で調べることができる。例えば、熔融ガラスの液面から金属成分等（例えば、酸化錫成分やホウ素成分）が揮発して異質素地１１４が増加する情報は、熔融ガラスの液面からの揮発によって形成される異質素地の厚さを以下のステップ１〜３を経て求めることができる。これ以外の方法で異質素地の厚さの経過時間の情報を求めてもよい。
【００３１】
ステップ１：重量（重量Ａとする）が既知の熔融ガラスを白金坩堝に貯留した複数のサンプルを作製する。この複数のサンプルのそれぞれを、設定された複数の経過時間、一定の温度、例えば、攪拌槽１０３中の熔融ガラスの温度に維持して熔融ガラス中の金属成分等を揮発させた後室温に冷却する。この冷却後の白金坩堝とガラスからなる塊からガラスのみをエッチング等で除去して白金坩堝を取り出し、この白金坩堝の重量を計測する。そして、上記白金坩堝とガラスからなる塊の総重量から白金坩堝の計測重量を差し引くことにより、冷却後のガラスの重量（重量Ｂとする）を求める。この冷却後の重量Ｂを上記重量Ａから差し引くことにより、揮発量（重量）を求める。このような揮発量は金属成分等が揮発する上記経過時間を種々設定しているサンプル毎に得られるので、この揮発量の情報から設定した経過時間毎の揮発量を求める。なお、金属成分等が揮発する熔融ガラスの液面の面積も白金坩堝の形状から判るので、上記経過時間毎の揮発量を上記面積で割ることにより、上記経過時間毎の単位面積当たりの揮発量（重量）を求める。なお、本明細書では、異質素地の組成は時間の経過によって変化せず、同じ組成を維持したまま異質素地の量のみが変化すると仮定する。
ステップ２：上述した攪拌槽１０３における熔融ガラスは、スターラ１０３ａの攪拌にも拘らず停留し易い（熔融ガラスの流速の遅い）部分がある。このような停留し易い部分を、後述するコンピュータシミュレーションを用いた熔融ガラスの流速の計算結果から熔融ガラスの液面上の停留領域の面積（面積Ｓとする）を定める。勿論、攪拌槽１０３内の熔融ガラスの液面全面の面積を面積Ｓと定めてもよい。すなわち、熔解槽１０３内において熔融ガラスの液面全面に異質素地が形成されるとしてもよい。
ステップ３：次に、ステップ２により設定された面積Ｓの領域で熔融ガラスから金属成分等が揮発して厚さＸの異質素地に変化した場合を考える。このとき、熔融ガラスの密度ρと異質素地の密度ρ’を用いて、熔融ガラスからの揮発量を下記の式で定めることができる。
揮発量＝ρ・（Ｓ・Ｘ）−ρ’・（Ｓ・Ｘ）＝（ρ−ρ’）・（Ｓ・Ｘ）
したがって、ステップ１で求めた経過時間毎の単位面積当たりの揮発量から得られる経過時間毎の面積Ｓの領域における揮発量を上記式の右辺と等しいとして、厚さＸを求める。この厚さＸは、面積Ｓの広さで異質素地が層として形成されるときの、経過時間毎の異質素地の厚さである。なお、異質素地の密度ρ’は、一例として、熔融ガラスが全て異質素地になるように熔融ガラスから十分な揮発をさせるオフライン試験により得られた異質素地の塊の重量と体積を求めることができる。このとき、試験前後で、異質素地の組成は一定であり、体積は変化しない、あるいは、体積の変化は無視できるほど小さいと仮定して、密度ρ’を求める。
【００３２】
このように、面積Ｓの領域で異質素地が層として形成されるときの、経過時間毎の異質素地の厚さを求めることができる。したがって、熔融ガラスの攪拌槽１０３への導入開始からの経過時間をカウントすることにより、異質素地が形成される領域（面積Ｓの領域）を一定に維持したまま、異質素地の層が厚くなる状態を推測することができる。これにより、攪拌槽１０３中の異質素地の厚さを、経過時間毎に定めることができる。したがって、本実施形態では、異質素地の形成状態の時間変化の情報は、時間とともに異質素地の層としての厚さが増えていく厚さの情報を含むことが、上記異質素地の排出のタイミングを適切に設定する上で好ましい。また、上述したように、攪拌槽１０３内の熔融ガラスの液面全面に異質素地が形成されると想定してもよいが、異質素地が形成される領域が、実際には、スターラ１０３による攪拌によって制限されていることを考慮すると、異質素地の熔融ガラスの液面近傍（上層）に形成される領域の面積は、攪拌槽１０３中の熔融ガラスの液面の面積に比べて小さいことが好ましい。
【００３３】
図４に示す例は、熔融ガラスを導入して熔融ガラスの攪拌を開始した時点からの経過時間をカウントしたときのある経過時間における異質素地の形成状態を示している。このような異質素地の形成状態（異質素地の厚さと異質素地の領域）を、上述した方法により複数の経過時間ごとにオフライン試験から入手しておく。
【００３４】
このような異質素地の形成状態の時間変化の情報と、熔融ガラスの攪拌による攪拌槽１０３中の熔融ガラスの流れと異質素地の流れと攪拌槽１０３の流出口からの熔融ガラス及び異質素地の流出を再現するコンピュータシミュレーションの演算結果とを用いて、異質素地の排出のタイミングを設定する。
具体的には、熔融ガラスを攪拌槽１０３に導入開始した時点からの複数の経過時間毎に、この経過時間によって形成される異質素地を定める（異質素地の層としての厚さと領域）。この定めた異質素地と熔融ガラスを再現した粒子モデルを、スターラ１０３ａを模擬したスターラモデルを用いて攪拌して、攪拌槽のモデルの流出口から異質素地の粒子モデルが流出するか否かを演算する。コンピュータシミュレーションの方法は、特に制限されないが、公知の非定常数値流体解析により行なうことが、精度の高いシミュレーションを行う上で好ましい。このとき、攪拌槽１０３内の、回転軸周りに回転するスターラ１０３の羽根の部分と接触する熔融ガラスの回転領域の部分と、回転するスターラ１０３の羽根の部分と接触しない熔融ガラスの非回転領域の部分との境界には公知のスライディングメッシュが用いられることが好ましい。
【００３５】
コンピュータシミュレーションによる熔融ガラス及び異質素地の流れは、熔融ガラスの密度及び粘度、異質素地の密度及び粘度、スターラ１０３ａの形状、スターラ１０３ａの回転方向によって異なるので、これらのパラメータは、攪拌槽１０３に用いる形態に合わせて設定されることが好ましい。これにより、異質素地周りの熔融ガラスの流れ方向（上昇流あるいは下降流）とその流れの速度が変化し、異質素地の流出口からの排出の時期が早まり、あるいは遅くなる。
【００３６】
なお、コンピュータシミュレーションでは、異質素地の形成状態の時間変化の情報から、熔融ガラスの上層に位置する異質素地の厚さ及び異質素地の形成される領域（面としての広がり）を定めた異質素地のモデル（粒子モデル）を作成し、異質素地のモデル（粒子モデル）の一部が熔融ガラスの流れに沿って攪拌槽１０３のモデル中の流出口から流出することを再現することが好ましい。このとき、ある一定の時間のシミュレーションを行って、異質素地のモデルが攪拌槽１０３のモデル中の流出口から流出する量が、予め定めた閾値（閾値が０の場合も含む）を越えた時点を異質素地の排出のタイミングとすることが好ましい。
【００３７】
図５は、熔融ガラス及び異質素地の攪拌（流動）を再現したシミュレーションの開始前の状態を示し、図６は、経過時間６０秒後のシミュレーションの演算結果の一例を示す図である。図示されるシミュレーションモデルは、ガラス供給管１０５，１０６を模擬したガラス供給管モデル１０５’，１０６’と、排出管１０３ｃを模擬した排出管モデル１０３ｃ’と、スターラ１０３ａを模擬したスターラモデル１０３ａ’と、異質素地を模擬した粒子モデル１１０と、熔融ガラスを模擬した粒子モデル１１２と、を含む。図５，６に示す例では、異質素地の粒子モデル１１０を液面全面に設けている。
図６に示す例では、異質素地の粒子モデル１１０が流出口から流出する状態は示されていないが、異質素地の粒子モデル１１０の一部が攪拌される熔融ガラスの流れに巻き込まれて移動している状態が見られる。したがって、図５に示す異質素地のモデルの厚さを厚くすることにより、流出口から異質素地のモデルの一部が流出する状態が見られるといえる。
このようにして、経過時間毎に厚さを定めた異質素地を用いて、この異質素地の一部が熔融ガラスの流れに巻き込まれて、ある経過時間では、異質素地の一部が流出口から流出することを再現したシミュレーション結果を得ることができる。
したがって、このシミュレーション結果を用いて、異質素地の排出管１０３ｃを通して排出のタイミングを正確に定めることができる。
【００３８】
なお、上記異質素地はシリカを含み、このシリカの異質素地中の含有率が、熔融ガラスのシリカの含有率に比べて高いものが挙げられる。このような異質素地は、攪拌槽１０３から一旦流出して成形装置２００の成形体２１０とガラス供給管１０６との接続部分の隙間に入り込むと、この異質素地から長期間にわたって熔融ガラスに異質素地の一部が微少量ずつ流出される。すなわち、この異質素地は、目標とする所定の粘度（例えば、５，０００から５０，０００poiseの範囲内で、かつ液相粘度以下。）に制御された熔融ガラスと異なる粘度のガラスを、熔融ガラスに微小量ずつ長期間にわたって供給する原因となり、この結果、成形されたシートガラスの表面に、液晶ディスプレイや有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに用いるガラス基板として許容できない表面凹凸、例えば、長さ１０ｍｍ当たりに０．０４μｍ以上の表面凹凸を形成する。この点で攪拌槽１０３から異質素地を流出させないように、上述したタイミング毎に、攪拌槽１０３の上層に位置する異質素地を外部に排出することが好ましい。
上述したタイミングよりも前に攪拌槽１０３内の熔融ガラスの上層に位置する異質素地を排出させても構わないが、排出には少なくとも数時間を要するため、必要以上に排出を行なうのは、生産効率が低下して好ましくない。
【００３９】
（ガラス組成）
本実施形態で製造されるガラス基板は、例えば、以下のガラス組成を有する。
ＳｉＯ2    ５８質量％〜７０質量％、
Ａｌ2Ｏ3    １４質量％〜２０質量％、
Ｂ2Ｏ3      １質量％〜１２質量％、
ＭｇＯ      ０質量％〜５質量％、
ＣａＯ      ０質量％〜１２質量％、
ＳｒＯ      ０質量％〜１２質量％、
ＢａＯ：    ０質量％〜７質量％、を含有する。
ここで、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計の含有量は、７質量％〜１６質量％である。
また、アルカリ金属を微量含むアルカリ微量含有ガラスを用いてもよい。アルカリ微量含有ガラスは、成分として、０．１質量％〜０．５質量％のＲ’2Ｏを含み、好ましくは、０．２質量％〜０．５質量％のＲ’ 2Ｏを含む。ここで、Ｒ’は、Ｌｉ、ＮａおよびＫから選択される少なくとも１種であり、ガラス基板に含有するすべてのアルカリ金属成分である。なお、Ｒ’ 2Ｏの含有量の合計は、０．１質量％未満であってもよい。
また、本発明によって製造されるガラス基板は、上記成分に加えて、ＳｎＯ2：０．０１質量％〜１質量％（好ましくは、０．０１質量％〜０．５質量％）、Ｆｅ2Ｏ3：０質量％〜０．２質量％（好ましくは、０．０１質量％〜０．０８質量％）をさらに含有してもよく、環境負荷を考慮して、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3およびＰｂＯを実質的に含有しなくてもよい。
【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や実施例に限定されず、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】
【００４１】
１００  熔解装置
１０１  熔解炉
１０１ａ  流出口
１０２  清澄管
１０３  攪拌槽
１０３ａ  スターラ
１０３ａ’  スターラモデル
１０３ｂ  管本体部
１０３ｃ  排出管
１０３ｃ’  排出管モデル
１０４，１０５，１０６  ガラス供給管
１０５’，１０６’  ガラス供給管モデル
１１０，１１２  粒子モデル
１１４  異質素地
２００  成形装置
２１０  成形体
３００  切断装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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