(57)【要約】  本発明は、ガラスの清澄及び均質化のための、軸（６）の周りに回転可能な装置に関し、処理する溶融ガラスの受容を意図した容器（１）、真空分室（２）及び少なくとも１つのガラス流出オリフィス（５、１９）を備え、溶融ガラスを供給容器（１）から真空分室（２）へと搬送するための搬送手段（７、８、１７、１８）をさらに備える。また本発明は本発明の装置を使用した基板の製造方法、及びそのように製造された基板にも関する。
2008500255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスの清澄及び均質化のための、軸（６）の周りに回転可能な装置であって、処理する溶融ガラスの受容を意図した容器（１）、真空分室（２）及び少なくとも１つのガラス流出オリフィス（５、１９）を備えており、該溶融ガラスをその供給容器（１）から該真空分室（２）へと搬送するための搬送手段（７、８、１７、１８）をさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
形状が前記回転軸（６）のまわりに円筒状である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記回転軸（６）が実質的に垂直である、請求項１又は２のいずれかに記載の装置。
【請求項４】
前記供給容器（１）の直径が前記真空分室（２）の直径より大きい、前記請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５】
前記溶融ガラスを前記供給容器（１）から前記真空分室（２）へと搬送するための前記搬送手段（７、８、１７、１８）が白金で作られたチューブである、前記請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項６】
前記供給容器（１）が前記真空分室（２）の高さより低い高さに位置し、前記搬送手段が、前記回転軸（６）と接する少なくとも１つの径方向チューブ（１７）と、さらに前記真空分室（２）とその下端にて接合する軸チューブ（１８）とによって形成される、前記請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項７】
前記供給容器（１）が前記真空分室（２）の上方に位置し、前記搬送手段が、前記回転軸（６）から最も離れた前記真空分室の上端のうち少なくとも１つで前記真空分室（２）と接合している少なくとも１つの径方向チューブ（７）によって形成される、請求項１〜５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項８】
前記真空分室（２）の下方に位置する下部区域又は空洞（３、４）を含み、及びその区域又は空洞の下端に前記又は各ガラス流出オリフィス（５、９）が位置し、該下部空洞（３、４）は回転する溶融ガラスで充填されることを意図している、前記請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項９】
前記回転軸（６）上又は近傍に位置するガラス流出オリフィス（１９）を含む、前記請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１０】
前記回転軸（６）からゼロではない距離に位置する少なくとも１つのガラス流出オリフィス（５）を含む、請求項１〜８のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１１】
外部シェル（１３）及び前記ガラスと接触する内部表面（１４）を含み、その間に耐熱性の絶縁材料層（１２）が挿入されている、前記請求項のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１２】
前記外部シェル（１３）が耐火スチールで作られている、前記請求項に記載の装置。
【請求項１３】
前記内部表面（１４）が白金ライニング又は白金の薄い被膜で被覆された耐火セラミックによって形成されている、請求項１１又は１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記白金ライニング（１４）が前記耐火スチールシェル（１３）及び前記ライニング（１４）の間に作られた真空によって所定の位置に機械的に保持されている、前記請求項に記載の装置。
【請求項１５】
前記白金ライニング（１４）及び前記外部シェル（１３）の間のシールが溶接によって作られている、前記請求項に記載の装置。
【請求項１６】
前記装置を加熱可能とするために、前記絶縁物（１２）の中に電気抵抗体を配置した、請求項１１〜１５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１つに記載の装置を用いてガラスを清澄及び均質化する方法であって、軸（６）の周りに回転可能な装置の容器（１）の中に溶融ガラスを供給する工程と、次に該ガラスを該装置の分室（２）へ搬送する工程とを含み、その分室中で該ガラスを減圧にさらす方法。
【請求項１８】
前記溶融ガラスの供給を前記回転軸（６）から離れて行う、前記請求項に記載の方法。
【請求項１９】
前記溶融ガラスを前記回転可能な装置の前記容器（１）内へほぼ大気圧で供給する、前記方法に係る請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２０】
前記溶融ガラスの供給を前記装置の全高より上の高さにて行う、前記方法に係る請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２１】
前記溶融ガラスの供給を、その中で前記ガラスが真空下にある前記分室（２）の高さより低い高さにて行う、請求項１７〜１９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２２】
前記装置中の前記ガラスの滞留時間が１０分未満である、前記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２３】
前記装置中の前記ガラスの滞留時間が５分未満、又はさらに１分未満である、前記請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２４】
前記装置中の前記ガラスの滞留時間が５秒より長い、前記方法に係る請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２５】
前記真空分室（２）内部の圧力が４００ミリバール未満である、前記方法に係る請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２６】
前記真空分室（２）内部の圧力が２００ミリバール未満である、前記方法に係る請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２７】
前記真空分室（２）内部の圧力が５０〜１５０ミリバールである、前記方法に係る請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２８】
前記真空分室（２）を通過後の前記ガラスがその自重の効果によってほぼ大気圧に戻り、その後成形工程に向かって前記回転可能な装置から流出する、前記方法に係る請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２９】
成形手段の供給装置を通過せずに直接成形する前に、前記ガラスを成形温度に相当する均一な温度に徐々に加熱する、前記方法に係る請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３０】
回転速度が１５０〜５００回転毎分である、前記方法に係る請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３１】
回転速度が１６０〜１８０回転毎分である、前記方法に係る請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３２】
前記ガラスのさらされる平均温度が１２５０〜１６５０℃、好ましくは１３００〜１５００℃である、前記方法に係る請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３３】
ガラス溶融工程、請求項１７〜３２のいずれか１つに記載の清澄及び均質化工程、次いで成形工程を含む、ガラス製造方法。
【請求項３４】
清澄温度から５０℃を上回らない温度にて前記ガラスを溶融する、前記請求項に記載の方法。
【請求項３５】
少なくとも１つの投げ込みバーナーを含む炉を使用する方法によって前記ガラスを溶融する、請求項３３又は３４のいずれかに記載の方法。
【請求項３６】
前記ガラスを溶融スズ浴上にフロートする成形工程を経る、請求項３３〜３５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３７】
溶融したフロートガラスの静止している点がないフロート設置部を使用する成形工程をその後前記ガラスが経る方法であって、中で前記溶融ガラスが移動する受容区域を構成するように前記溶融スズが該設置部に注入されている、請求項３３〜３６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３８】
ガラス供給装置を含まない、請求項３３〜３７のいずれか１つに記載の製造方法。
【請求項３９】
撹拌装置又はスターラーを使用しない、請求項３３〜３８のいずれか１つに記載の製造方法。
【請求項４０】
前記ガラスが硫酸塩、ヒ素、アンチモン、塩素又はスズのような清澄剤を含まない、前記方法に係る請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項４１】
前記ガラスの組成物が以下質量パーセントで表される含量で次の酸化物を含む、前記方法に係る請求項のいずれか１つに記載の方法。
ＳｉＯ2     ５８〜７６％
Ｂ2Ｏ3      ３〜１８％
Ａｌ2Ｏ3    ４〜２２％
ＭｇＯ      ０〜８％
ＣａＯ      １〜１２％
ＳｒＯ      ０〜５％
ＢａＯ      ０〜３％
【請求項４２】
ディスプレイシステム用、特にプラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）もしくは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）用、又はフィルターもしくは拡散板用のガラス基板の製造方法であって、前記方法に係る請求項のいずれか１つに記載の清澄及び均質化工程を含む方法。
【請求項４３】
屈折率の標準偏差が５×１０-5未満であることを特徴とする、ガラス基板。
【請求項４４】
マイクロラフネスが２０ｎｍ未満であることを特徴とする、フロート法によって得られるガラス基板。
【請求項４５】
マイクロラフネスが４ｎｍ未満である、前記請求項に記載のガラス基板。
【請求項４６】
研磨工程を経ない、請求項４４又は４５のいずれかに記載のガラス基板。
【請求項４７】
組成物が以下質量パーセントで表される含量で次の酸化物を含む、請求項４３〜４６のいずれか１つに記載のガラス基板。
ＳｉＯ2     ５８〜７６％
Ｂ2Ｏ3      ３〜１８％
Ａｌ2Ｏ3    ４〜２２％
ＭｇＯ      ０〜８％
ＣａＯ      １〜１２％
ＳｒＯ      ０〜５％
ＢａＯ      ０〜３％
【請求項４８】
硫酸塩、ヒ素、アンチモン、塩素又はスズのような清澄剤を含まないことを特徴とする、請求項４３〜４７のいずれか１つに記載のガラス基板。
【請求項４９】
ディスプレイシステム用、特にプラズマディスプレイもしくは液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）用の、あるいはフィルターもしくは拡散板用の基板としての請求項４３〜４８のいずれか１つに記載の基板の使用。
【請求項５０】
請求項４３〜４８のいずれか１つに記載の基板を含む、プラズマ、液晶（ＬＣＤ）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）型のディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラス、特に板ガラスの製造方法に関し、及びそのような方法を実施するための装置に関する。
【０００２】
本発明はより正確には溶融ガラスを清澄及び均質化する新規方法に関し、特に減圧下における回転式の清澄方法に関する。また本発明の主題はそのような方法により製造可能な新規ガラス基板である。
【背景技術】
【０００３】
ガラスの品質はガラス製造業者、特に板ガラス製造業者の主要な関心事である。この品質は、気体及び固体包含物（難溶性物質、及び未溶又は貧溶のバッチ原料）が存在しないこと、完全に化学的に均質であること、並びに完全な表面仕上であること（非平坦性及び粗さ、特に以下に定義するようなマイクロラフネスが低いこと）によって表すことができ、とりわけ自動車産業の用途で要求され、及びエレクトロニクス分野でのガラス用途ではなおさらに要求される。後者の用途において、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用ガラス基板は特に粗さに関する非常に厳しい仕様に合致しなければならない。この分野では、低ガラス品質、特に低均質性、気体及び／又は固体包含物の存在、並びに過度に高い粗さは、ディスプレイの正確な動作に有害である。完全なガラス製造方法において、溶融、清澄、均質化及び成形工程はそれぞれ、互いに組み合わされてそれらの役割を果たし、従ってより良い品質を可能とする組み合わせを選択することが最も重要であることが判っている。そのためディスプレイ用、特にＬＣＤ用基板の製造業者は、特定の清澄方法や、下方に引き伸ばすことによる「フュージョンドロー」法と呼ばれるような能力の低い特殊な成形方法を用いることによって、又は「フロート」成形法によって製造されたガラスのマイクロラフネスを低減することを意図した、長く高価な研磨工程を追加することによって、十分な品質を得るよう努めてきた。また均質性の増大は製造速度を減少させることによっても得られる。しかしながらこれら手段の全て又はいくつかを組み合わせる現行方法は、品質の観点から依然として不十分、あるいは高収率及び低製造コストと品質とで折り合いをつけることが不可能である。
【０００４】
ガラス製造の様々な工程において、とりわけ板ガラスの分野、より詳細にはエレクトロニクス分野に応用することを意図している場合、清澄工程は基本的な工程である。この操作は「ブリスタ」、泡、又は「種」と呼ばれる様々な大きさの気体包含物を可能な限り多く除去することにあり、最終製品におけるそれらの存在は制限的に制御されることが多く、禁止される場合もある。このように清澄に関する品質要求は、自動車用途（特に完璧な視界を確保しなければならないフロントガラス用）ではそれ自体が非常に厳しく、エレクトロニクス分野における板ガラス、特に液晶（ＬＣＤ）のような平面ディスプレイ用基板用途についてはさらに厳しく、それらの中に気体包含物が存在すると電気的動作が妨害され、及び／又は画像を構成するいくつかのピクセルが変形する可能性がある。
【０００５】
これら気体包含物の由来は様々である。それらは主に粉末材料の粒子間に捕捉された空気、及びガラス溶融工程中に起こるある種の化学反応に起因する気体放出に由来する。そのため（例えば炭酸ナトリウム、石灰石及びドロマイトのような）炭酸塩含有バッチ材料は気体状の二酸化炭素を大量に放出する。また気体包含物は、ある条件下である種の気体が溶解する反応に起因し、あるいは溶融ガラスと炉内に存在するある種の物質（耐火セラミックス及び／又は金属）との化学的又は電気化学的反応に起因する場合もある。気体包含物は溶融ガラスの塊内部に捕捉され、それら包含物は直径の２乗に比例した速度でその塊から脱出できる。それゆえ小さい泡（しばしば「種」と呼ばれる）は非常に低い速度でしか脱出できない。泡の上昇速度は、ガラスの粘度及び炉床に向かって泡を取り込みうる対流移動によりさらに低下する場合がある。
【０００６】
現存する様々な清澄処理は全て、炉の雰囲気に向かう泡の経路を短くするために、ガラス中の泡の移動速度を増加するように試みる、及び／又はガラスの高さを低下させる共通の特徴を有している。
【０００７】
普通は化学的清澄操作が行われる。すなわちバッチ材料の中に注入された化合物が激しい気体の発生を生じさせ、そうして生成した大きい泡が小さい泡と合体し、それらをより素早く表面へと運び去る。しかしながら一般に使用される化合物は、毒性があり、及び／又は環境に有害な気体を放出しがちであり、及び／又は成形処理と適合が不可能である。同じことが（ＮＯx型の汚染気体源となる）硝酸塩と組み合わせて使用されることの多い酸化ヒ素及び酸化アンチモン、（ＨＣｌを放出する）塩化ナトリウム、又は（硫黄酸化物を放出する）硫酸ナトリウムについてもいえる。
【０００８】
そのためより汚染の少ない物理的清澄法が提案されている。いくつかの場合、溶融ガラスの粘度を下げてガラス浴中で泡をより上昇しやすくするために、清澄操作はガラスを高温に加熱して行われる。しかしながらこの方法は非常に高温であったり、及び／又はエネルギー消費の非常に大幅な増加を伴ったりするため、大半のガラスについて行うことができない。減圧工程を含む方法もまた記載されている。部分的減圧は泡の大きさを増大させる一方で、溶存気体の溶液からの放出を促進することが可能であって、泡の体積を増大する効果に寄与する激しい発泡が生じる場合がある。そのため国際出願ＷＯ９９／３５０９９は減圧下で清澄する２種類の方法を提示している。１つは静的法、もう一方は動的法であってより詳細にはガラスを回転させるものである。ガラスを回転させることにより遠心分離清澄処理が実施でき、この処理において回転軸に垂直方向の圧力勾配は泡をより素早く除去することを可能にする。そのような遠心分離清澄処理で真空を適用しないものも、特許文献ＦＲ２１３２０２８に開示されている。
【０００９】
減圧下の遠心分離清澄は特に効果的な方法であるが、上述の文献ＷＯ９９／３５０９９に開示されているようにその実施は困難であることが分かっている。特に装置をシールして、高温及び／又はガラスの腐蝕作用に耐えなければならないロータリーシールの設計はかなり複雑である。文献ＷＯ９９／３５０９９の図３に記載された装置の使用は、部分的減圧下でガラスを回転させることを可能にし、その後回転装置の下部内壁に対して押しつけられたままガラスは大気圧に戻される。この薄膜配置は清澄操作を改善するものと評価されるが、ガラスの良好な均質性を得るのに役立たない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上述の欠点を軽減する改良された装置、及びこの装置を使用する方法を提案することであり、清澄及び均質性の両方の観点から優れたガラスを製造可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の主題は、ガラスの清澄及び均質化のための、軸の周りで回転可能な装置であって、処理する溶融ガラスの受容を意図した容器、真空分室、及び少なくとも１つのガラス流出オリフィス、さらに溶融ガラスを供給容器から真空分室へと搬送するための搬送手段を備える。
【００１２】
この装置は回転可能であって互いに固定された一連の異なる要素を含む。すなわち処理する溶融ガラスの受容を意図した容器、真空分室、及び少なくとも１つのガラス流出オリフィスである。
【発明の効果】
【００１３】
このように定義した本発明を実施した場合、本発明には、溶融ガラス供給操作、及び装置の異なる分室の部分的減圧下にその溶融ガラスを置く操作を行うことによって、清澄性能に影響を与えないロータリーシールの設計を簡略化するといった利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の装置を構成する要素の形状は、好ましくは装置の回転軸の周りに円筒状であって、それは軸についてほぼ垂直であることが有利である。
【００１５】
好ましくは供給容器の直径は真空分室の直径より大きい。供給容器は好ましくはスピナーボール（spinner bowl）状である。第１の実施態様では、供給容器は真空分室の高さより低い高さに位置している。第２の実施態様では、操作の簡略化を理由として供給容器はその分室の上方に位置していることが好ましい。
【００１６】
本発明の装置は溶融ガラスを供給容器から真空分室へと搬送する手段も含む。供給容器が真空分室の高さより低い高さに位置している実施態様では、この手段は、装置の回転軸と接する少なくとも１つの径方向チューブ、及び真空分室とその下端にて接合する軸チューブにより形成されているのが有利である。供給容器が真空分室の上方に位置している実施態様では、搬送手段は少なくとも１つの径方向チューブにより形成され、そのチューブは回転軸から最も離れた真空分室の上端の少なくとも１つで真空分室と接合しているのが好ましい。使用される様々なチューブは、有利には白金、すなわち純粋な白金又は合金化された白金のいずれか一方で作られ、特にその機械的強度を改善するためにロジウムと合金化された白金で作られる。
【００１７】
本発明の装置は好ましくは下部区域又は空洞を含み、好ましくは円筒状で真空分室の真下に位置し、その区域又は空洞の下端にその又は各ガラス流出オリフィスが位置する。この下部空洞は回転している溶融ガラスで充填されることを意図している。
【００１８】
その又は各ガラス流出又は出口オリフィスは、好ましくは装置の下端で回転軸上又は近傍のいずれか一方にあり、あるいはその軸からゼロではない距離にある。
【００１９】
本発明の装置の好ましい実施態様は、操作の簡略化を理由として、供給容器が真空分室の上方に位置する装置からなり、ガラス流出オリフィスは回転軸上又は近傍に位置している。
【００２０】
本発明の装置の構成材料は、高温及び高圧に耐えることが可能なように選択される。装置の外部シェルは耐火スチールで作られることが有利である。ガラスと接触する内部表面は、好ましくは白金ライニング、又は白金の薄い被膜で被覆された耐火セラミックスにより形成される。耐熱性の絶縁材料層はスチールシェル及び白金被覆内部ライニングの間に挿入される。耐火スチールシェル及びそのライニングの間に作られる真空により、白金ライニングは好ましくは機械的に所定の位置に保持される。次に当業者に周知の方法により、そのライニングと、異なる膨張の問題を解決することを意図して白金層及び中間酸化物層であらかじめ被覆したスチール外部シェルとの間を溶接することによってシールを作製する。「白金」とは純粋な白金及び例えばロジウムと合金化した白金の両方を意味するものとここでは理解すべきである。
【００２１】
装置を加熱可能にするために電気抵抗体を絶縁物の中に配置することが有利である。加熱の必要性については、装置の立ち上げ時において、又は粘ちょう過ぎるガラスを加熱するためにその必要性を感じさせる場合がある。
【００２２】
本発明の目的はまた、本発明の装置を使用するガラスの清澄及び均質化方法である。この方法は、軸の周りに回転可能な装置の容器の中に溶融ガラスを供給する工程と、次にそのガラスをその装置の分室へ搬送する工程とを含み、その分室中でそのガラスを減圧にさらす。
【００２３】
溶融ガラスの供給は好ましくは装置の回転軸から離れて行われる。従って、回転、供給及び真空機能は物理的に切り離されている。
【００２４】
溶融ガラスは好ましくはほぼ大気圧で回転可能な装置の容器の中に供給される。その容器が属する装置とその容器は一体となって回転するため、ガラスの清澄処理に関与しかつガラスを改善するのに適当なほぼ大気圧下で、溶融ガラスは第１の遠心分離清澄を受ける。
【００２５】
第１の実施態様では、溶融ガラスの供給を装置の全高より上方の高さで行い、次いで溶融ガラスは重さで搬送されて真空分室へ吸い込まれる。この実施態様は装置が真空分室の上方に位置した供給容器を備えている場合に対応する。
【００２６】
別の実施態様では、ガラスが真空下にある場合、溶融ガラスの供給を装置の全高より低い高さ、例えば装置の高さのほぼ中間で、あるいは分室の高さよりも下の高さで行うことが有利な場合もある。この場合ガラスは減圧した分室内への吸引だけで搬送される。そのような実施態様の利点は、適切な場合には、現存する溶融炉の構成にこの装置を適合できることである。例えば大変高くなるように本発明の方法を実施する装置の寸法をとらなければならない場合、そのような供給形態は、ガラス溶融炉を過度に持ち上げなくてもよく、あるいはその装置を埋めなくてもよいことを意味する。
【００２７】
溶融ガラスを真空分室へ搬送する工程は重さ及び／又は吸引により行われ、好ましくは例えば純粋な白金又は合金化された白金、例えばその機械特性を改善するためにロジウムで合金化された白金のような溶融ガラスに対して不活性な耐熱性金属で作られた、１つ又は複数のチューブを介して行われる。
【００２８】
吸引によってのみ搬送が行われる場合、ガラスは好ましくは１つ又は複数の水平な径方向チューブを介して装置の回転軸に向かって搬送され、次に真空分室へ到達させるために、その回転軸上に位置する軸チューブによって吸い上げられる。装置の寸法及び処理の操作パラメータは溶融ガラスが実際に吸い上げられるように調節される。これは、軸チューブに向かって搬送されている最中に、ガラスは吸引力と反対方向の遠心力を受けるからである。溶融ガラスが実際にその真空分室内へ搬送されることを遠心力が妨げないように、装置の回転速度と真空分室及びガラス供給容器間の圧力差とを適合させる。
【００２９】
真空分室内に注入された溶融ガラスは減圧及び回転の組み合わせ作用を受ける。回転にはほぼ放物面形状の自由ガラス面を作り出す効果がある。
【００３０】
この組み合わせ作用によって清澄の有効性を非常に増大させることが可能となり、有効性は２つの方法、同じ生産量（生産量は単位時間当たり処理されるガラスの量）における気体包含物数の減少という観点、あるいは残存する気体包含物数が同じ場合における生産量の増大という観点のいずれかで表現できる。
【００３１】
遠心分離清澄及び真空を組み合わせると、有効性を増大する次の効果を得ることが可能となる。すなわち、最初に真空によって存在する泡の大きさが増大するため（気体体積は理想気体則によれば圧力に反比例する）、泡の移動速度が増大する。次に真空によって、ガラス中に事前に溶解していた気体が物理的に溶液から放出されるため、大量かつ突然の気体の発生が生じる。特に、この清澄工程を経てきたガラスの水及び硫酸塩含量はゼロ又はほとんどゼロになるため、残りのガラス製造処理全体で、白金のような物質と接触して溶液から放出されることによる不都合な再発泡が防止されることが観察されている。これら新しく作られた泡は、その後膨張した泡と合体して新しい泡を作り、その泡が大きいために溶融ガラス中の移動度がより増大する。「動的合体」効果と名付けることのできる効果による泡の合体は、特に回転により加速することが観察されている。これらの泡は回転を受けるため、ガラスの外側に向かって引っ張られるようにガラスの自由（放物線状）表面に向かって軸方向に移動する。本方法のこの工程の実施は全ての「小さい」泡、すなわち直径が約０．５〜１ｍｍ未満の泡を除去可能にしたことが観察されている。回転によって生じたせん断力はさらにフォーム（foam）が生成することを防ぐ。これは、真空工程中の気体発生が、占有しうる体積が大きいために処理の適切な操作に有害となる可能性が分かっている、フォームの生成に結果的につながるからである。本発明の方法の範囲内で、このフォーム除去が特に評価されることは明らかである。最後に、ガラス中に溶解している気体を溶液から放出させる効果のため、ガラスに真空を与えるとガラスの均質性の水準を大幅に向上できる。このようにガラスの塊内部に気体の泡を発生させると、実際には非常に効果的な微視的撹拌が作り出される。
【００３２】
真空分室にガラスが滞留する時間は短く、数秒のオーダーであって、特に３０秒未満、さらには１５秒未満である。清澄装置中にガラスが滞留する総時間は数分のオーダーであり、一般に１０分未満、さらには５分未満であって、特に１分未満、さらには３０秒未満である。十分な清澄品質を確実にするためこの滞留時間は好ましくは５秒より長い。このように非常に短時間であっても、得られる清澄品質は従来の化学的清澄法又は静的減圧清澄法によって得られる品質と同等かあるいはそれより優れている。同じ清澄品質の場合、清澄装置中にガラスが滞留する総時間は従来の化学的又は静的減圧清澄法におけるガラスの滞留時間より短い。従ってそのような方法には、高い生産量と小型の装置を両立できるという利点がある。滞留時間を短くすることから派生する第２の利点は、特に真空分室において、例えば酸化ホウ素又はアルカリ金属酸化物のような揮発性化合物の飛散が少ないことであり、そのためガラスの化学組成、結果的にはガラスの特性がより良好に制御されることである。また滞留時間を短くすると非常に均一となって、言い換えると滞留時間の分布が狭くなってガラスに優れた化学的均質性をもたらす。
【００３３】
さらに、本発明の方法の特徴のいくつかは非常に低圧を使用可能にする。まず、真空を装置の１つの分室に限定し、装置全体に限定しない。その上、ガラス供給及び減圧工程は同時ではない。このことは、処理が連続的であるためにガラス供給が真空分室内で直接行われないことを意味する。そのため真空分室をシールするのに当業者にとって標準的なロータリースチールを使用可能であり、シールは上述の出願ＷＯ９９／３５０９９に記載された従来の方法によって得られるものよりかなり良好な品質になる。このように本発明の方法は４００ミリバールより低い、特に２００ミリバール又は１５０ミリバールより低い、さらには５０ミリバールより低い圧力を実現可能にする。真空分室内部の圧力は好ましくは５０〜１５０ミリバールの範囲内である。非常に低圧が実現可能となることは、同生産量の場合清澄品質を改善し、又は同等の清澄品質の場合生産量を増大し、さもなければ処理温度を低下させるのに役立つ。一般的には所定の倍率で真空分室内部を減圧した効果により同じ倍率で生産量が増大する。また得られた低圧は、溶融ガラスの塊中に生成する気体の泡に起因する微視的撹拌効果によって、ガラスの均質性を高い水準で達成するのにも役立ち、泡の数は低圧になるほど増加する。
【００３４】
出願ＷＯ９９／３５０９９に記載の方法の他の特徴は、実際に真空分室内の低圧を実現するのに有害である。実際のところ、ガラスが真空分室を通過した直後は回転式清澄装置内が大気圧であって、そのため異なる圧力の２つの分室が共存し、この状況が引き起こす漏えいの危険性を伴う。
【００３５】
本発明の範囲内では、溶融ガラスは、必要に応じて遠心力効果と組み合わされるその自重効果の下、ほぼ大気圧へ好ましくは戻され、その後ガラスは回転可能な装置から成形工程に向かって流出する。本方法のこの工程は、真空分室の真下に位置した下部区域又は空洞内、好ましくは円筒状空洞内で行われ、その又は各ガラス流出オリフィスはその区域又は空洞の下端に位置している。この好ましい実施態様の範囲内では、この下部空洞は回転している溶融ガラスで充填され、生じたせん断運動を介してガラスの均一性の目覚ましい増大に寄与する。本方法のこの工程はまた、好ましくは成形前にガラスについて行われる熱調整工程、すなわちその工程の最中にガラスが本発明の装置内で徐々に成形温度に相当する均一な温度へと加熱される工程に対応する。次にガラスは成形手段の供給装置を通過させずに直接成形してもよい。この実施態様の利点は、酸化ホウ素のような揮発性物質の飛散が回避され、そのためにガラスペーストの均質性及び最終ガラス基板のマイクロラフネスの向上に寄与するという事実にある。これは、成形工程前のガラスの化学組成の表面改質が製造するガラス基板のマイクロラフネスを向上させることを、発明者らが観察しているからである。
【００３６】
溶融ガラスの回転可能な装置からの流出は、好ましくは回転可能な装置の下端に位置する１又は複数の流出オリフィスを介して行われる。これは、溶融ガラスの圧力が大気圧以上の場合のみ行われる。もしそうでない場合ガラスは流出できず、逆に空気が流出オリフィスを介して回転装置内に入り込み、望ましくない気体包含物が生じる危険がある。
【００３７】
第１の実施態様では、回転可能な装置の回転軸の上又は近傍に位置した流出オリフィスを介して溶融ガラスが流出する。この場合溶融ガラスはその自重効果のみによってほぼ大気圧へと戻される。しかしながらこの実施態様には欠点がある。すなわちガラスの密度（約２．５ｇ／ｃｍ3）を理由として装置の高さはおよそ４メートルでなければならない。
【００３８】
そのため本発明者らは第２の実施態様を開発し、そこでは溶融ガラスは回転可能な装置の回転軸からゼロではない距離に位置した少なくとも１つの流出オリフィスを介して流出する。従って装置から流出するガラスは、その上方に位置するガラスの高さから生じる圧力だけではなく、回転の角速度を回転軸からのガラスの距離で乗じた積の２乗に比例する、回転から生じる圧力をも受けることになる。軸及び流出オリフィス間の距離の増加、並びに回転の角速度の増加によって装置の高さを非常に減少させることが可能であるが、装置の実際の構築はより複雑になる。その上、軸から離れて流出するガラスは、軸及び流出オリフィス間の距離を回転の角速度で乗じた積と等しい、接線方向の線速度を受ける。この速度が高すぎる場合、ガラスの噴流が成形工程へと搬送されるガラス浴とぶつかる際に、空気の巻き込みによって新しい気体包含物が生成することが観察されている。
【００３９】
本発明の方法を実施するための装置の回転速度は、好ましくは１５０〜５００回転毎分である。１５０回転毎分未満だと清澄及び均質化の有効性が不十分であることが多い。回転は、回転している装置からガラスを放出する工程に至るまで均質化する役割を果たしている。このことは、回転によりガラスの受けるせん断応力が、スターラーと呼ばれることの多い機械式撹拌装置を用いて達成しうる均質化よりもかなり効果的に、ガラスの化学的均質性を非常に向上させることが観察されているからである。さらに、まさにこのせん断応力のために清澄における有利な効果も観察される。これは、多数の小さい目に見えない泡又はガラス中へ容易に再吸収されうる泡として、依然として存在する泡の分断化によって明らかにされる。しかしながら５００回転毎分を超えると工業スケールでの実施可能性が損なわれる。溶融ガラスが回転軸から離れて位置するオリフィスを介して流れる場合に、高すぎるガラス放出の線速度における上述の理由から、回転速度はさらに好ましくは２００回転毎分未満、有利には１６０〜１８０回転毎分である。
【００４０】
本発明の清澄及び均質化方法の最中にガラスがさらされる平均温度は、特に従来法で清澄しなければならない場合に１５００℃近辺の温度がしばしば必要とされるソーダ石灰シリカガラスの場合、好ましくは１２５０〜１６５０℃、１３００〜１５００℃であり、有利には１３００〜１４００℃である。エレクトロニクス用途（特にＬＣＤディスプレイ用基板）に使用され、普通１６００℃を超える温度で清澄されるような、アルカリ金属を含まないアルミノボロケイ酸ガラスについては、本発明の方法の清澄温度は好ましくは１４００〜１５５０℃である。エネルギーの観点から厳密に言えば、一般に可能な限り低温でガラスを清澄することが好ましい。本発明の方法は実際のところ、化学的清澄法と比べて清澄温度の低下を可能にしている。従ってガラスは本発明の方法の実施中に再加熱操作を受けないことが好ましい。
【００４１】
また本発明の主題は本発明の清澄及び均質化工程を含むガラス製造方法である。この製造方法はガラス溶融工程、清澄及び均質化工程、次いで成形工程を含む。
【００４２】
本発明の方法の様々な工程を受けるガラスは事前の溶融工程から来る。「溶融」とは、熱効果によって、大まかに粉砕されたバッチ材料の混合物を液体ガラスの塊に変換するために使用する工程を意味するものと理解しなければならない。この溶融工程は清澄温度を大きく超えない温度、特に清澄温度から５０℃を上回らない温度、あるいは清澄温度にて行うことが好ましい。この溶融操作は、輻射によって、及び／又はジュール加熱を利用してガラスの塊を加熱するガラスに投げ込まれた電極を用いて、ガラスの塊を加熱するためのオーバーヘッドバーナーを備えたガラス炉を用いて行うことができる。後で詳細に説明するいくつかの理由のため、１つ又は複数の投げ込みバーナーを備えた炉を用いて行うことが好ましい。本発明の範囲内で「投げ込みバーナー」とは、変換を受ける材料のまさにその塊の内部で、バーナーが発生する「炎」又はその炎から発する燃焼ガスが展開するように配置されたバーナーを意味するものと理解される。一般にバーナーは、使用する反応器の側壁もしくは床と同一平面に、又はそれらの若干上に延在するように配置される。ガラスを溶融するための投げ込みバーナーを用いた炉の動作原理は既知であり、特に特許出願ＷＯ９９／３５０９９及びＷＯ９９／３７５９１に記載されている。すなわちその動作原理は、溶融した塊の面より下方、従ってガラス浴の内部に配置されたバーナーを用い、燃料（一般に天然ガスの類の気体、又は水素）及び酸化剤（一般に空気又は酸素）を注入することによって、溶融されるガラス化可能な材料の塊の内部に直接燃焼を起こすことにある。この種類の投げ込み燃焼により、溶融される材料の激しい対流撹拌が生じて溶融処理が速くなる。従来の方法に使用される温度と比べて、激しい対流撹拌によって非常に低い温度が使用可能となるため、そのような溶融方法は本発明の清澄処理に特に適している。本発明の方法がそれ自体低温で行われるため、回転式清澄装置内にガラスを注入する前に溶融ガラス冷却工程を必要としない。その上低温で行われる溶融工程ではガラスの塊内部に溶解している大量のガスが発生し、そうして物理的に気体が溶液から放出されるのに必要な圧力をさらに増大することが観察されている。このことは本発明の方法に関する有効性の由来の１つであると見なされている。従って低温で溶融したガラスは、気体が溶液から効果的に放出されることを確実にするために、ガラスが真空分室を通過する際にさほど低圧を必要としない利点がある。またガラスは投げ込み電極を使用する溶融方法によって有利に溶融してもよく、その方法もまた比較的低温で溶融することを可能にする。
【００４３】
本発明の方法によって清澄及び均質化される溶融ガラスは、その後供給装置を介して板ガラス、中空容器又はファイバーを成形するのに使用する成形装置に搬送してもよい。しかしながら上述したように、ガラスを成形工程へ搬送する供給装置を使用せずに、本発明の清澄及び均質化装置の流出口にて直接、成形装置に供給することが明らかに好ましい。従って本発明のガラス製造方法は供給装置を含まないことが好ましく、ガラスの均質性及び非常に低マイクロラフネスの基板の製造に有害な揮発性物質の飛散を回避する。
【００４４】
本発明の清澄及び均質化方法によって得られる非常に高い均質性は、製造方法全体で、スターラーと呼ばれることのある攪拌装置の使用を省くことを可能にする。
【００４５】
板ガラスの成形は、例えばフロート法を用いて溶融スズ上にガラスをフロートするフロート工程、当業者に周知のフーコー法又はピッツバーグ法を用いるドロー工程、キャストロールを用いるロール工程、あるいは下方への延伸を用いて「ダウンドロー」又は「フュージョンドロー」型で引き伸ばす成形工程からなっていてよい。ファイバーの成形は、溶融ガラス流を機械的に繊細化し、そのガラス流をジュール加熱によって加熱されたブッシュの基底部にあるオリフィスから流出させる方法、あるいはオリフィスを備えてせん孔が空けられた高速で回転するスピナーを利用し、次に高温気体を注入してファイバーを繊細化する工程による「内部」遠心分離法によって行ってよい。
【００４６】
フロート法を用いて成形する範囲内で、再度ガラスの表面品質を改良するためには、失透（すなわちガラスの塊からの核形成及び結晶成長）を防ぐためにガラスの速度がゼロとなる点がどこにもない、フロートした溶融ガラスに静止点のないフロート設置部を用いることが特に有利であることが判っている。特に、溶融ガラスのための移動する受容区域を構成するために、溶融金属、一般にはスズを設置部に注入する。注入しない場合に静止点となっていたであろう、ガラスにおけるフロート点に注入するのが好ましい。溶融スズの移動浴上にガラスをフロートし、その浴をフロート設置部の下流で取り除き、必要であればそれを再加熱した後に少なくとも上流に再注入することより、固体包含物の成長を引き起こす可能性のある淀んだガラスの点が存在することを防ぐ。
【００４７】
本発明の方法は非常に多様な組成のガラスを清澄及び均質化するのに適している。以下示す全ての組成は質量パーセントで表してある。
【００４８】
これらのガラス組成物はソーダ石灰シリカ型であってよい。「ソーダ石灰シリカ」はここでは幅広い意味の範囲で使用され、以下の成分（質量パーセント）を含むガラスマトリクスからなる任意のガラス組成物に関する。
ＳｉＯ2     ６４〜７５％
Ａｌ2Ｏ3    ０〜５％
Ｂ2Ｏ3      ０〜５％
ＣａＯ      ５〜１５％
ＭｇＯ      ０〜１０％
Ｎａ2Ｏ     １０〜１８％
Ｋ2Ｏ       ０〜５％
ＢａＯ      ０〜５％
【００４９】
ソーダ石灰シリカ型のこれらの標準ガラスとは別に、本発明の方法は様々な種類の特殊ガラスの製造に特に有益である。すなわち、低いＮａＯ含量及び比較的高いアルカリ土類酸化物、特にＣａＯ含量を有するガラスであって、バッチ材料のコストに関する経済的観点からは有利であるが、従来の溶融温度ではかなり腐食性であり、従来の方法では比較的溶融しにくいガラスである。これらは例えば仏国特許ＦＲ２７６５５６９に記載のガラス組成物であってよく、以下の量の酸化物（質量パーセントで表す）を含む。
ＳｉＯ2     ７２〜７４．３％
Ａｌ2Ｏ3    ０〜１．６％
Ｎａ2Ｏ     １１．１〜１３．３％
Ｋ2Ｏ       ０〜１．５％
ＣａＯ      ７．５〜１０％
ＭｇＯ      ３．５〜４．５％
Ｆｅ2Ｏ3    ０．１〜１％
【００５０】
あるいは以下の種類の組成物（質量パーセントで表す）であってもよい。
ＳｉＯ2     ６６〜７２％、特に６８〜７０％
Ａｌ2Ｏ3    ０〜２％
Ｆｅ2Ｏ3    ０〜１％
ＣａＯ      １５〜２２％
ＭｇＯ      ０〜６％、特に３〜６％
Ｎａ2Ｏ     ４〜９％、特に５〜６％
Ｋ2Ｏ       ０〜２％、特に０〜１％
ＳＯ3       痕跡量
【００５１】
また、高いシリカ含量を有するガラスであってよく、経済的観点からは有利でかつ比較的低密度である。その組成の範囲は以下であり、再び質量パーセントで表す。
ＳｉＯ2                   ７２〜８０％
ＣａＯ＋ＭｇＯ＋ＢａＯ    ０．３〜１４％
Ｎａ2Ｏ                   １１〜１７％
アルカリ金属酸化物        １１〜１８．５％
Ａｌ2Ｏ3                  ０．２〜２％
Ｂ2Ｏ3                    ０〜２％
Ｆｅ2Ｏ3                  ０〜３％
ＳＯ3                     痕跡量が可能
コーク                    ０〜６００ｐｐｍ
必要に応じてＮｉ、Ｃｒ、Ｃｏなどの酸化物のような着色酸化物
【００５２】
本発明の方法のもたらす揮発性物質の飛散が少ないことを考えると、本発明はホウ素含有ガラスに特に適している。粘ちょうなガラスを（より低温で）清澄及び均質化可能とするために、特に強化ファイバーとして、又は耐火グレージング用、あるいはエレクトロニクス産業で使用する基板用の用途を目的とした、アルカリ金属酸化物の含量がゼロ又はほとんどゼロのガラスにも適している。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用基板として使用されるガラスの範囲内で、特に適当な組成物は次の元素を含む。
ＳｉＯ2     ５８〜７６％
Ｂ2Ｏ3      ３〜１８％、特に５〜１６％
Ａｌ2Ｏ3    ４〜２２％
ＭｇＯ      ０〜８％
ＣａＯ      １〜１２％
ＳｒＯ      ０〜５％
ＢａＯ      ０〜３％
【００５３】
より詳細には以下の通りである。
ＳｉＯ2     ５８〜７０％
Ｂ2Ｏ3      ３〜１５％
Ａｌ2Ｏ3    １２〜２２％、特に１０〜２０％
ＭｇＯ      ０〜８％、特に０〜２％
ＣａＯ      ２〜１２％、特に４〜１２％
ＳｒＯ      ０〜３％
ＢａＯ      ＜０．５％
【００５４】
これらの組成物の膨張係数は３５×１０-7℃-1未満であり、歪点は６５０℃を超える。Corning Inc.の販売するガラスであるＥａｇｌｅ  ２０００（登録商標）がこの種類のガラスの一例である。
【００５５】
好ましいガラスは次の組成物範囲によって形成される。
ＳｉＯ2           ６０〜７０％
Ｂ2Ｏ3            ６〜１３％、特に１１〜１３％
Ａｌ2Ｏ3          １３〜１６％、特に１４％近く
ＭｇＯ            ０〜２％、特に０近く
ＣａＯ            ７〜１２％、特に７〜９％
ＳｒＯ＋ＢａＯ    ０〜１％、特に０近く
【００５６】
ホウ素含有ガラス、低膨張係数を有するガラス、及び耐火グレージングとしての用途に有用なガラスの中で、次の組成のガラスが本発明の方法を用いて清澄及び均質化するのに特に適している。
ＳｉＯ2     ７８〜８６％
Ｂ2Ｏ3      ８〜１５％
Ａｌ2Ｏ3    ０．９〜５％
ＭｇＯ      ０〜２％
ＣａＯ      ０〜１．５％
Ｎａ2Ｏ     ０〜３％
Ｋ2Ｏ       ０〜７％
【００５７】
この種類の組成物の一例はCorning Inc.の販売するガラスであるＰｙｒｅｘ（登録商標）である。
【００５８】
特にホブ（hob）として使用するのに適した、膨張係数が０に近いガラス−セラミックスを製造するために、制御された結晶化処理を行うことが可能なガラス組成物中に見られる他の揮発性種はリチウム及び亜鉛である。これらの組成物のいくつかは以下の酸化物を含んでおり、以下の含量は質量パーセントで表す。
ＳｉＯ2     ６２〜７０％
Ａｌ2Ｏ3    １７〜２５％
Ｌｉ2Ｏ     ２〜４％
ＭｇＯ      ０〜２％
ＺｎＯ      ０〜２％
ＴｉＯ2     ２〜６％
ＺｒＯ2     ０〜３％
【００５９】
上述の特殊ガラスのほとんどは、通例ヒ素もしくはアンチモン（ガラス−セラミックス用ガラス、及びＬＣＤディスプレイ基板用ガラスの場合）、又は塩素、あるいは硫酸塩を用いて化学的に清澄される。本発明の清澄方法を使用することにより、優れた清澄品質を得ながらも、環境に有害なそのような化合物を使用せずに済ませることが可能である。そのため本発明の方法によれば、有利には硫酸塩、ヒ素、アンチモン、塩素又はスズのような清澄剤を含まないガラスを得ることが可能であり、及び有利にはそのように製造されたガラス基板は硫酸塩、ヒ素、アンチモン、塩素又はスズのような清澄剤を含まない。
【００６０】
「プラズマ」ディスプレイと呼ばれるものの基板として使用されるガラスの範囲内で、特に適した組成物（質量パーセントで表す）は以下の通りである。
ＳｉＯ2     ４０〜７５％
Ａｌ2Ｏ3    ０〜１２％
Ｎａ2Ｏ     ０〜９％
Ｋ2Ｏ       ３．５〜１０％
ＭｇＯ      ０〜１０％
ＣａＯ      ２〜１１％
ＳｒＯ      ０〜１１％
ＢａＯ      ０〜１７％
ＺｒＯ2     ２〜８％
【００６１】
本発明の方法は、その実施を通じて及び既に上述した理由により、特に高度の均質性及び清澄度を有するガラスを得るのに非常に適していることが判っている。
【００６２】
従って本発明の主題は、本発明の方法によって得ることができるガラス基板でもあって、この基板はその均質性で特徴付けられる。
【００６３】
ガラスの均質性の程度は、Christiansen-Shelyubskii法によって測定される、屈折率の標準偏差として表すことができる。この方法は、論文"Application of the Christiansen-Shelyubskii method to determine homogeneity and refractive index of industrial glasses", T. Tenzler and G.H. Frischat, Glastech. Ber. Glass Sci. Technol. 68 (1995) No. 12, pp. 381-388に記載されている。本発明の範囲内で作られたものへの適用に際しこの光学的方法は、密度差に起因する、従って化学的不均質性に帰属しない屈折率の不均一性を回避するために、非常に注意深くアニールしたガラスサンプルを使用し、調べるものの粒径画分は３１５〜３５５ミクロンの範囲にわたる。こうして規定した測定条件を用いて、本発明の方法を使用すると屈折率の標準偏差が非常に小さい、特に５×１０-5あるいは２×１０-5未満のガラスを得ることが可能である。最終の基板や、成形工程前の清澄及び均質化工程から得られた中間ガラスもまた、そのような低い値を有することができる。
【００６４】
発明者らはまた、本発明の方法によれば、特にＬＣＤディスプレイを製造可能な組成物、及び上述したような組成物を用いて、フロート法による次の成形工程を経るガラスがＬＣＤディスプレイ用基板として使用するのに適したマイクロラフネス、特に２０ｎｍ未満又は１５ｎｍもしくは１０ｎｍ未満、あるいはさらに４ｎｍ未満のマイクロラフネスを有するような均一性が達成可能であることを発見している。
【００６５】
マイクロラフネスは、ピーク−谷の最大高さを直径１２ｍｍのサンプルについて測定することによって定義される。また測定を直径２５ｍｍのサンプルについて行ってもよく、特徴的な起伏の波長は１〜２５ｍｍである。この測定は光学干渉測定法又は機械的触針を用いた測定法によって行うことができ、これらの方法は当業者に周知である。この量に及ぼす１次効果を有する因子は、ガラスの均質性及び成形方法であることが発見されている。そのためそのようなマイクロラフネスを有するガラスは、現在「ダウンドロー」法のみによって製造されている。既知の溶融及び均質化技術を用いた場合、フロート法はそのような特性を有するガラスを今のところ製造不可能であることが判っている。
【００６６】
従って本発明の主題は、フロート法によって製造されるガラス基板でもあって、そのためスズ富化表面層を基板面の１つに有し、マイクロラフネスが２０ｎｍ未満、又は１５ｎｍもしくは１０ｎｍ未満、さらには４ｎｍ未満であって、好ましくは研磨せずに得られるものである。本発明の方法がもたらす清澄及び均質性の品質を理由として、本発明の方法は厚さが１ミリメートル未満、あるいはさらに０．５ミリメートル未満の薄いガラス又はガラスフィルムにも良く適している。
【００６７】
従って本発明の方法は、プラズマディスプレイに加え、詳細には液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）もしくは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイのようなディスプレイシステム用ガラス基板の製造方法、又は光学フィルターもしくは拡散板用ガラス基板の製造方法に完全に統合することが可能である。
【００６８】
本発明は、図１及び２に図示する非制限的な実施態様の、以下の詳細な記載を読むことによってより明確に理解される。
【００６９】
図１は供給容器が真空分室の上方に位置している実施態様における、本発明の装置の縦断面図を示す。
【００７０】
高さが約２．５０メートルの装置全体は点線で示した垂直軸６の周りに回転可能であり、その軸に関して装置は実質的に円筒形状を有する。装置は耐火スチールから作られる外部シェル１３及び白金で作られる内部ライニング１４からなり、その内径は１５０ｍｍ（直径５０〜３００ｍｍの範囲が本発明の装置に特に適している）である。この装置の使用及びこの装置の構成特徴部をこのように記載できる。
【００７１】
２つの投げ込みバーナーを備えた炉内でガラスが溶解しているストップから来た、ソーダ石灰シリカ型の未清澄の溶融ガラスは、ほぼ大気圧及び温度１４００℃にて回転軸６から離れて供給され、その供給容器１は耐火スチール強化材料１０によって装置本体に接続されている。角速度１７０回転毎分で回転したときに、ガラスの自由表面が回転放物面の比率の形状１５を取る。次に白金で作られた水平径方向チューブ７、その後垂直チューブ８を介してガラスが真空分室２へ搬送される。チューブ７及び８の直径は約５０ｍｍである。真空分室２内部の圧力は約１２０ミリバールである。ガラスの自由表面は回転放物面の一部の形状１６を取る。回転及び真空の組み合わせの影響下、上述の「動的合体」効果を利用して、溶融ガラスは温度約１３５０℃で清澄され、その後真空分室２の底部全体に配置された白金板９の中に設けられた２つの開口部を介して、円筒状空洞３へと搬送される。回転するガラスの塊が円筒状空洞３及び４を充填し、後者の空洞の直径の方が大きい。回転により導入されたせん断力がガラスの均質性をさらに改善するのに役立つ。直径３０ｍｍの２つの流出オリフィス５は回転軸６から４０ｍｍに配置されている。溶融ガラスの塊から、及び回転から生じる圧力の影響下、ガラスは大気圧かつ温度１２００℃にて装置から流出する。その後フロート法を用いる成形工程へとガラスを搬送する供給装置と接続する。しかしながらガラスが供給装置を通過することなく、本発明の装置を離れた時点で直接ガラスが成形されることが好ましい。
【００７２】
総生産量は約１００トン／日であり、均質性及び清澄の両方の観点でガラス品質は優れている。特に直径５０ミクロンより大きい泡は面積１ｍ2の板上で観察されない。装置内のガラスの滞留時間は約２分であり、滞留時間の分布は非常に狭い。真空分室内の滞留時間は数秒のオーダーであり、従ってアルカリ金属の損失はわずかである。その上溶融ガラスと溶融ガラスを汚染しがちな耐火セラミックスとの間で接触がないことが、ガラスの高い均質度に寄与している。
【００７３】
図２は供給容器が真空分室の高さより低い高さに位置している実施態様における、本発明の装置の縦断面図を示す。
【００７４】
この装置の特徴部は、図１に記載した装置の特徴部とは次の違いがある。
−供給容器１は真空分室２の下方に位置する。
−ガラスは、白金で作られた水平径方向チューブ１７、次いで白金板９を支持する垂直軸チューブを介して、真空分室２へと吸引のみによって搬送される。そのためこの実施態様で板９は真空分室２の底部によって支持されていない。
−ガラスは回転軸６上に位置する単一のオリフィス１９を介して装置から流出する。大気圧への復帰はガラスの質量のみに起因して起こるため、装置の全高は約４メートルでなければならない。装置全体の約中央の高さに容器１が位置することは、装置の高さが高いためにその装置を埋める又は過度に溶融炉を持ち上げる必要がないことを意味する。
【００７５】
この装置は次のようにＬＣＤディスプレイ用基板の製造方法を実施するのに供される。
【００７６】
（特に３５×１０-7℃-1未満の低膨張係数、及び特に約６５０℃を超える高い歪点である特性をガラスに付与するために、ＬＣＤディスプレイ用基板が製造可能な）アルカリ金属を含まないアルミノボロケイ酸型の組成を有するガラスを、オーバーヘッドバーナーを備えた炉内で溶融する。その組成は、以下質量によって限定した範囲内で次の成分により規定される一群の組成物から選択される。
ＳｉＯ2     ５８〜７０％
Ｂ2Ｏ3      ３〜１５％
Ａｌ2Ｏ3    １２〜２２％
ＭｇＯ      ０〜８％
ＣａＯ      ２〜１２％
ＳｒＯ      ０〜３％
ＢａＯ      ０〜３％
【００７７】
溶融ガラスの塊は記載した清澄及び均質化装置に供給され、次にガラスは供給装置を事前に通過することなくフロート法を介して直接成形工程を経る。こうして成形したガラスシートの厚さは０．５ｍｍで、マイクロラフネスは３ｎｍであり、ＬＣＤ型のディスプレイ用基板として使用するのに適したものとなる。
【００７８】
また好ましい装置は図１及び２の実施態様を組み合わせて説明することもできる。この場合、回転軸６上に位置する単一のオリフィス１９、及び真空分室２の上方に位置する供給容器１が存在する。
【００７９】
最後に、例示的に説明した２つの実施態様の範囲内で、装置が自動制御される点で装置の動作が特記されるべきことを強調しておく。装置の寸法、特に搬送チューブ（７、８、１７、１８）の直径や、回転速度、及び真空度により課された狭い生産量の範囲内で装置は動作する。これは、装置内部のガラス面が低下すると生産圧が低下し、そのため生産量が低下してガラス面を再び上昇させる傾向があることが理由である。反対にガラス面の上昇には、生産圧を上昇させてガラス面を前の値へと再び釣り合せることとなる、生産量を増大させる効果がある。
【００８０】
装置は真空分室２の圧力が低下するにつれ回転速度が増加するプログラム制御下で立ち上げられる。こうして圧力を低下させつつも装置内のガラス面を徐々に上昇させることが可能となる。
【００８１】
本発明を単に例示的に上述した。当然のことながら、当業者は特許請求の範囲に定義した特許の範囲から逸脱することなく、本発明の様々な代替形態を作り出すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】供給容器が真空分室の上方に位置している実施態様における、本発明の装置の縦断面図を示す。
【図２】供給容器が真空分室の高さより低い高さに位置している実施態様における、本発明の装置の縦断面図を示す。
【図１】
2008500255.tif 000003
【図２】
2008500255.tif 000004
【国際調査報告】
2008500255.tif 000005
2008500255.tif 000006
2008500255.tif 000007
2008500255.tif 000008
2008500255.tif 000009
2008500255.tif 000010