(57)【要約】【課題】大型のガラス基材を製造できるガラス基板の製造方法を提供する。【解決手段】本ガラス基板の製造方法は、内張りに黒鉛シートを敷いた成形型の下型に、加熱された母材ガラス塊を収容し、上型により押圧してガラス基板を製造するガラス基板の製造方法において、黒鉛シートの密度は０．４〜１．２ｇ／ｃｍ３であり、黒鉛シートは複数枚の矩形黒鉛シートを少なくとも一辺で１０ｍｍ以上辺幅の１／３以下の重ね代を設けて重ねて形成し、ガラス基板に対して、２０〜１００ｇ／ｃｍ２の圧力をかける。【選択図】  図２
2008247628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内張りに黒鉛シートを敷いた成形型の下型に、加熱された母材ガラス塊を収容し、上型により押圧してガラス基板を製造するガラス基板の製造方法において、前記黒鉛シートの密度は０．４〜１．６ｇ／ｃｍ３であり、前記黒鉛シートは複数枚の矩形黒鉛シートを少なくとも一辺で１０ｍｍ以上辺幅の１／３以下の重ね代を設けて重ねて形成し、前記ガラス基板に対して、２０〜１００ｇ／ｃｍ２の圧力をかけることを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記矩形黒鉛シートの縦辺及び横辺いずれにも重ね代を設けることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記矩形黒鉛シートを中央部が最も上側となるように重ねることを特徴とする請求項１または２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の製造方法に係り、特に成形型の下型に敷く黒鉛シートを改良したガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にガラス基板は、成形型の下型に加熱された母材ガラス塊を収容し、上型により押圧して製造される。
【０００３】
この成形工程において、石英ガラスから解離ガスが発生するため、この解離ガスの通気性改善用に、下型のガラス塊との接触面に密度の低い炭素繊維シートを敷いていた。
【０００４】
しかしながら、従来の炭素繊維シートを用いる製造方法では、母材ガラスの大きさにも限界があり、また、熱間での石英ガラスと炭素繊維シートの接触抵抗のために、成形時間が長くかかり、さらに、ＬＣＤ用大型マスク用など１２００ｍｍ×１４５０ｍｍのような大きさの成形は困難であった。
【０００５】
なお、下型にカーボン繊維からなるフェルト材を敷き、応力を緩和し石英バルクの変質を抑えるガラス基板の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、特許文献１の製造方法は、カーボン繊維からなるフェルト材の通気性は伸び性に劣り、フォトマスク用など小型なガラス基板には適するが大型のガラス基板の製造には適さない。
【０００７】
また、通気性を有するカーボン又は黒鉛シートを敷きかつ型内面の溝を設けるガラス基板の製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
しかし、特許文献２の製造方法は、カーボン又は黒鉛シートは伸び性に劣り、フォトマスク用など小型なガラス基板には適するが大型のガラス基板の製造には適さない。
【特許文献１】特開２００２−５３３３０号公報
【特許文献２】特開２００１−９７７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、大型のガラス基材を製造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】
【００１０】
上述した目的を達成するため、本発明に係るガラス基板の製造方法は、内張りに黒鉛シートを敷いた成形型の下型に、加熱された母材ガラス塊を収容し、上型により押圧してガラス基板を製造するガラス基板の製造方法において、前記黒鉛シートの密度は０．４〜１．６ｇ／ｃｍ３であり、前記黒鉛シートは複数枚の矩形黒鉛シートを少なくとも一辺で１０ｍｍ以上辺幅の１／３以下の重ね代を設けて重ねて形成し、前記ガラス基板に対して、２０〜１００ｇ／ｃｍ２の圧力をかけることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るガラス基板の製造方法によれば、大型のガラス基材を製造できるガラス基板の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の一実施形態に係るガラス基板の製造方法について添付図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態に係るガラス基板の製造方法に用いる成形型の概念図であり、図２は本実施形態に係るガラス基板の製造方法に用いる黒鉛シートの概念図である。
【００１４】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るガラス基板の製造方法は、内張りに敷設材として矩形黒鉛シート１を敷いた成形型２の下型３に、加熱された母材ガラス塊Ｇを収容し、上型４により押圧してガラス基板を製造する。
【００１５】
矩形黒鉛シート１の密度は０．４〜１．６ｇ／ｃｍ３であり、０．９〜１．４ｇ／ｃｍ３であるのがより好ましい。密度が０．４ｇ／ｃｍ３以下だとガラスと矩形黒鉛シートとの接触抵抗が大きくなり、ガラスの滑り効果は得られない。また、密度が１．６ｇ／ｃｍ３を超えるとガラスの解離ガスの通気が悪くなる。
【００１６】
矩形黒鉛シート１の厚さは例えば０．６ｍｍであり、好ましくは０．４〜１．０ｍｍである。
【００１７】
図２及び図３に示すように、矩形黒鉛シート１は複数枚の矩形黒鉛シート１ａを幅１０以上でシート幅の１／３、好ましくは２０ｍｍの重ね代１ｂ、１ｃを設けて重ねて形成する。
【００１８】
例えば、矩形黒鉛シート１ａの２７枚の敷き方は、はじめに、左列の上隅のシートｌ１を敷き、次に、このシートｌ１の下辺に上辺が上に重なるようにシートｌ２を敷き、同様にして４枚のシートを敷き、さらに、左列の下隅のシートｌ９を敷き、このシートｌ９の上辺に下辺が上に重なるようにシートｌ８を敷き、同様にして４枚のシートを敷き、最後に上下隣接するシートの上辺及び下辺に上下辺が上に重なるように中間のシートｌ５を敷く。また、左列と同様に右列も上隅のシートｒ１から４枚のシートを敷き、下隅のシートｒ９から４枚のシートを敷き、最後に中間のシートｒ５を敷く。さらに、中央列もシートｌ１の右辺及びシートｒ１の左辺にシートｃ１の左右両辺が上に重なるように敷き、同様にして４枚のシートを敷きシートｌ９の右辺及びシートｒ９の左辺にシートｃ９の左右両辺が上に重なるように敷き、同様にして４枚のシートを敷き、最後に中央部シートｃ５をその各辺が隣接する４枚のシートの各辺の上に重なるように、すなわち中央部シートｃ５が最も上側になるように敷く。
【００１９】
従って、図３に示すように、重ね代１ｂ、１ｃ部分では、１枚のシート部分の厚さ０．６ｍｍの２倍の１．２ｍｍの厚さになり、図４に示すように、重ね代１ｂ、１ｃ同士が重なる２重重ね部分１ｄは、１枚のシート部分の厚さ０．６ｍｍの４倍の２．４ｍｍの厚さになる。
【００２０】
重ね代１ｂ、１ｃ部分及び２重重ね部分１ｄの存在により、矩形黒鉛シート１に微妙な傾斜を付け、ガラスの流れを良くし、かつガラスの解離ガスを外側に逃がす働きをする。これに対して、従来の一体ものの黒鉛シートを使用すると、接触面を平らにすることができず、結果的にガスの溜りを作ってしまう。
【００２１】
また、重ね代の幅が１０ｍｍより小さいと、成形工程中に矩形黒鉛シート１ａ同士が分離して、母材ガラス塊Ｇが直接下型３の表面に接し、所定寸法通りの寸法まで延びきらない。重ね代の幅がシート幅の１／３を超えると、矩形黒鉛シート１の厚肉部分の面積が大きくなり、解離ガスの流れが妨げられ、成形体にガス溜りが生じる。
【００２２】
上型４により、ガラス基板に対して、２０〜１００ｇ／ｃｍ２の圧力、好ましくは、３０〜６０ｇ／ｃｍ２の圧力をかけることで、ガラスの解離ガスを成型体（ガラス基材）内部に浮かび上がってくるのを抑えることができる。２０ｇ／ｃｍ２以下だと、解離ガスが抜けなかった場合、成型体を突き破って泡を噴出する。１００ｇ／ｃｍ２を超える圧力をかけると、ガラスの拡がる境界面で解離ガスを巻き込み、成型体内部に泡を形成する。
【００２３】
本実施形態のガラス基板製造方法によれば、熱間成形時の母材ガラスとの接触面の抵抗を下げ、かつ一定の圧力をかけることにより、従来成型できなかった大きな寸法のガラス基板の製造が可能になる。
【実施例】
【００２４】
表１に示すように、成形時間、敷設材の材質及び形状、敷設材密度、圧力を変化させて、ガラス基材の成形結果を調べる。
【００２５】
（比較例１）内寸１５００×１５００ｍｍのカーボン製の型を組み、１５５０×１５５０×０．６ｍｍで密度０．１３ｇ／ｃｍ３の矩形黒鉛シートを敷き、φ３５０ｍｍ×７１０ｍｍ、重さ１５０ｋｇの石英ガラスインゴットを置いて、アルゴン雰囲気下で１９００℃の温度で、３０分間、３０ｇ／ｃｍ２加圧しながら加熱した。
【００２６】
（比較例２）内寸１５００×１５００ｍｍのカーボン製の型を組み、１５５０×１５５０×０．６ｍｍで密度０．２ｇ／ｃｍ３の矩形黒鉛シートを敷き、φ３５０ｍｍ×７１０ｍｍ、重さ約１５０ｋｇの石英ガラスインゴットを置いて、アルゴン雰囲気下で１９００℃の温度で２００分加熱した。
【００２７】
（比較例３）内寸１５００×１５００ｍｍのカーボン製の型を組み、密度１．０ｇ／ｃｍ３で５３０×１８０×０．６ｍｍの矩形黒鉛シート２７枚を各辺の重ね代５ｍｍで、図２に示すように中央部シートｃ５をその各辺が隣接する４枚のシートの各辺の上に重なるように敷き、φ３５０ｍｍ×７１０ｍｍ、重さ約１５０ｋｇの石英ガラスインゴットを置いて、アルゴン雰囲気下で１９００℃の温度で、３０分間１０ｇ／ｃｍ２の加圧をしながら加熱し成形した。
【００２８】
（実施例１）内寸１５００×１５００ｍｍのカーボン製の型を組み、密度１．０ｇ／ｃｍ３で５３０×１８０×０．６ｍｍの矩形黒鉛シート２７枚を各辺の重ね代１０ｍｍで、図２に示すように中央部シートｃ５をその各辺が隣接する４枚のシートの各辺の上に重なるように敷き、φ３５０ｍｍ×７１０ｍｍ、重さ約１５０ｋｇの石英ガラスインゴットを置いて、アルゴン雰囲気下で１９００℃の温度で、３０分間２０ｇ／ｃｍ２の加圧をしながら加熱し成形した。
【００２９】
（実施例２）矩形黒鉛シートのサイズを５４０×１９０×０．６ｍｍに、矩形黒鉛シートの各辺の重ね代を２０ｍｍに、加圧を５０ｇ／ｃｍ２に変える以外は実施例１と同様にした。
【００３０】
（実施例３）矩形黒鉛シートのサイズを５６０×２２５×０．６ｍｍに、矩形黒鉛シートの密度を１．４ｇ／ｃｍ３に、各辺の重ね代を６０ｍｍに、加圧を１００ｇ／ｃｍ２に変える以外は実施例１と同様にした。
【００３１】
（比較例４）矩形黒鉛シートのサイズを５８０×２４０×０．６ｍｍに、矩形黒鉛シートの密度を１．８ｇ／ｃｍ３に、矩形黒鉛シートの各辺の重ね代を７５ｍｍに、加圧を１２０ｇ／ｃｍ２にと本発明の範囲外に変える以外は実施例１と同様にした。
【００３２】
（実施例４）内寸１５００×１５００ｍｍのカーボン製の型を組み、密度１．０ｇ／ｃｍ２で１５８０×１８０×０．６ｍｍの矩形黒鉛シート９枚を各辺の重ね代２０ｍｍで、図２の左列と同様の敷き方により敷き、φ３５０ｍｍ×７１０ｍｍ、重さ約１５０ｋｇの石英ガラスインゴットを置いて、アルゴン雰囲気下で１９００℃の温度で、３０分間５０ｇ／ｃｍ２の加圧をしながら加熱し成形した。
【表１】
2008247628.tif 000003
【００３３】
表１からわかるように、加圧をしつつも１枚の炭素繊維シートを用いた比較例１は所定寸法通りの寸法まで延びきらず、１枚の矩形黒鉛シートを用い、無加圧成形した比較例２は成型体底部にガス溜りが発生し、かつ所定寸法通りの寸法まで延びきらず、敷設材に矩形黒鉛シートを３列２７枚並べて用い、重ね代及び圧力が本発明の下限を外れる比較例３は、約１４８０×１４８０×３０ｍｍの成形体が得られたが、成形面表面にほぼ格子状のバリが生じ、一部破損が確認された（×）。
【００３４】
敷設材として矩形黒鉛シートを３列２７枚並べて用い、矩形黒鉛シートの密度、重ね代及び加圧力がいずれも本発明の範囲内の実施例１−３は、ガス溜りがなく、所定寸法通り（約１４８０×１４８０×３０ｍｍ）の成形体が得られた（○）。
【００３５】
敷設材として矩形黒鉛シートを３列２７枚並べて用い、重ね代及び加圧力が本発明の上限を外れる比較例４は、成形体底部にガス溜りが発生した（×）。
【００３６】
敷設材として実施例１−３に比べて横幅が広い矩形黒鉛シートを１列９枚並べて用い、矩形黒鉛シートの密度、重ね代及び加圧力がいずれも本発明の範囲内の実施例４は、ガス溜りがなく、所定寸法通り（約１４８０×１４８０×３０ｍｍ）の成形体が得られた（○）。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係るガラス基板製造方法に用いる成形型の概念図。
【図２】本発明の一実施形態に係るガラス基板製造方法に用いる成形型の概念図。
【図３】図２のＡ部を拡大して示す側面図。
【図４】図２のＢ部を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
【００３８】
１  矩形黒鉛シート
２  成形型
３  下型
４  上型
１ａ  矩形黒鉛シート
１ｂ、１ｃ  重ね代
１ｄ  ２重重ね部分
【図１】
2008247628.tif 000004
【図２】
2008247628.tif 000005
【図３】
2008247628.tif 000006
【図４】
2008247628.tif 000007