(57)【要約】【課題】脈理がなく均質度の高いガラスを容易に製造することが可能な無アルカリガラスの製造方法を提供する。【解決手段】ガラス原料を調合し、溶融、成形する無アルカリガラスの製造方法において、シリカ原料として、平均粒径（Ｄ５０）３０〜６０μｍの原料を使用することを特徴とする。さらにシリカ原料の最大粒径（Ｄ９９）と平均粒径（Ｄ５０）の差が４０μｍ以下であることが好ましい。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス原料を調合し、溶融、成形する無アルカリガラスの製造方法において、シリカ原料として、平均粒径（Ｄ５０）３０〜６０μｍの原料を使用することを特徴とする無アルカリガラスの製造方法。
【請求項２】
シリカ原料の最大粒径（Ｄ９９）と平均粒径（Ｄ５０）の差が４０μｍ以下であることを特徴とする請求項１の無アルカリガラスの製造方法。
【請求項３】
ガラス原料中に、塩化物を添加することを特徴とする請求項１の無アルカリガラスの製造方法。
【請求項４】
塩化物の添加量が、Ｃｌ換算で０．０１〜１質量％であることを特徴とする請求項３の無アルカリガラスの製造方法。
【請求項５】
ガラス原料中に、アンチモン酸化物を添加することを特徴とする請求項１の無アルカリガラスの製造方法。
【請求項６】
アンチモン酸化物の添加量が、Ｓｂ２Ｏ３換算で０．０５〜３質量％であることを特徴とする請求項５の無アルカリガラスの製造方法。
【請求項７】
ガラス原料が、質量百分率でＳｉＯ２　　　４０〜７０％、Ａｌ２　Ｏ３　　　６〜２５％、Ｂ２　Ｏ３　　　５〜２０％、ＭｇＯ　０〜１０％、ＣａＯ　０〜１５％、ＢａＯ　　０〜３０％、ＳｒＯ　０〜１０％、ＺｎＯ　０〜１０％の組成を有するガラスとなるように調合されていることを特徴とする請求項１の無アルカリガラスの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７の方法により製造されてなることを特徴とする無アルカリガラス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無アルカリガラス、特に液晶ディスプレイ等の透明ガラス基板として使用される無アルカリガラスの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ等の透明ガラス基板として、無アルカリガラスが使用されている。この種の無アルカリガラスには、耐熱性、耐薬品性等の特性の他に、表面の平滑性が高いことが要求される。
【０００３】
平滑な表面を得るために研磨を施すという方法があるが、この場合、製造コストが高くなるといった不都合がある。そこで平滑な表面を有し、研磨を必要としないガラスを製造する努力がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
未研磨で平滑な表面を有するガラスを作製するためには、溶融時にガラスの均質度を高めておくことが重要となる。
【０００５】
ところが無アルカリガラスの場合、アルカリ成分を含有するガラスと異なり、原料の溶融段階でアルカリ融液によるシリカ原料粒子の溶解が起こらない。このため、シリカ原料の未溶解粒子やＳｉＯ２濃度の高いガラス質層が残存しやすく、均一なガラス融液となりにくい。そこでこのような異質な層を溶解するために、無アルカリガラスは非常に高温で溶融される。しかし高温溶融を行っても、異質な層を完全に溶解させることは難しい。
【０００６】
溶解しきれずに残った異質な層は脈理の原因となり、ガラス表面に存在する場合には平滑性を損なう。またディスプレイ基板に使用される場合、脈理は表示ムラとなって現れる。なおガラス融液の攪拌により、脈理を軽減することは可能であるが、過度の攪拌はリボイル泡を発生させるという問題を伴う。
【０００７】
本発明の目的は、脈理がなく均質度の高いガラスを容易に製造することが可能な無アルカリガラスの製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
シリカ原料を溶解させ易くするには、粒径の小さい原料を使用すればよいと考えられる。しかし微細な原料を使用すると、原料の凝集や飛散を招く。そこで本発明者等は種々の検討を行った結果、シリカ原料の粒度を適切な範囲に調整することにより、上記目的が達成できることを見いだし本発明として提案するものである。
【０００９】
即ち、本発明の無アルカリガラスの製造方法は、ガラス原料を調合し、溶融、成形する無アルカリガラスの製造方法において、シリカ原料として、平均粒径（Ｄ５０）３０〜６０μｍの原料を使用することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に従って無アルカリガラスを製造するには、まず所望のガラス組成となるようにガラス原料を調合する。なお液晶ディスプレイ等の透明ガラス基板を製造する場合、所望の特性を得るために、例えば質量百分率でＳｉＯ２　　　４０〜７０％、Ａｌ２　Ｏ３　　　６〜２５％、Ｂ２　Ｏ３　　　５〜２０％、ＭｇＯ　０〜１０％、ＣａＯ　０〜１５％、ＢａＯ　　０〜３０％、ＳｒＯ　０〜１０％、ＺｎＯ　０〜１０％の組成を有するガラスとなるようにガラス原料調合物を調製すればよい。
また、質量百分率でＳｉＯ２　　　５５〜７０％、Ａｌ２　Ｏ３　　　１０〜２０％、Ｂ２　Ｏ３　　　９〜１５％、ＭｇＯ　０〜５％、ＣａＯ　５〜１５％、ＢａＯ　　０〜１０％、ＳｒＯ　０〜１０％、ＺｎＯ　０〜１％の組成を有するガラスとなるようにガラス原料調合物を調製すれば、さらに優れた特性を得ることができる。
【００１１】
ガラス原料を調合する際に、シリカ原料（珪砂等）として、３０〜６０μｍ、好ましくは４０〜６０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有するものを使用することが重要である。平均粒径（Ｄ５０）が６０μｍより大きいシリカ原料を使用すると、原料が溶解しにくくなって、未溶解粒子やＳｉＯ２濃度の高いガラス層がガラス中に残存してしまう。また３０μｍより小さいシリカ原料を使用すると、原料の凝集による未溶解が起こり同様の問題を生じ易い。また高温溶融による原料の飛散、いわゆるキャリーオーバーが生じてガラスが不均一になるという問題もある。
【００１２】
さらにシリカ原料としては、粒度分布幅が小さいことが好ましく、具体的には最大粒径（Ｄ９９）と平均粒径（Ｄ５０）の差が４０μｍ以下であることが望ましい。シリカ原料の最大粒径（Ｄ９９）と平均粒径（Ｄ５０）の差が４０μｍ以下であれば、原料粒子の表面積がより均一になるため、均一に溶解する。
【００１３】
またシリカ原料の溶解を促進する目的で、塩化物を添加することが好ましい。
塩化物は、１２００℃以上の温度域で分解、揮発して清澄ガスを発生し、その攪拌効果により異質層の形成を抑制する。また、塩化物は、その分解時にシリカを取り込んで溶解させる効果がある。塩化物の添加量は、Ｃｌ換算で０．０１〜１質量％であることが好ましい。塩化物の添加量が０．０１％以上であれば、上記効果を得ることができる。また１％以下であれば過度の揮発によるガラスの変質を起こすおそれがない。塩化物としては、ＢａＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＳｒＣｌ２等を使用すればよい。
【００１４】
また、清澄剤としてアンチモン酸化物を使用することが可能である。つまり無アルカリガラスの溶融は非常に高温で行われるため、高温で清澄ガスを発生させることが可能な砒素酸化物が広く用いられている。しかし本発明では、適切な粒度のシリカ原料や塩化物の使用により、原料の溶解を比較的低温で行える。このため、後の清澄工程も低温化が可能となり、砒素酸化物よりも清澄ガスの放出温度が低いアンチモン酸化物を用いても、十分な清澄効果を得ることができる。アンチモン酸化物を添加する場合、その添加量は０．０５〜３質量％、特に０．１〜２質量％が適切である。なお溶融温度の低温化は、砒素酸化物の不使用による環境問題の改善だけでなく、燃料費の低減、ＣＯ２排出量の削減にも有効である。
【００１５】
また、上記以外にも、ＳｎＯ２等の清澄剤を添加することも可能である。ＳｎＯ２を添加する場合、その添加量は０．０２〜２質量％であることが好ましい。
【００１６】
次にガラス原料調合物を溶融し、成形する。ディスプレイ用途の場合、オーバーフローダウンドロー法、スロットダウンドロー法、フロート法、ロールアウト法等の方法を用いて薄板状に成形する。
【００１７】
このようにして、均質度の高い無アルカリガラスを得ることが可能になる。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例に基づいて、本発明を説明する。
（実施例１）
表１、２は、種々の粒度を有するシリカ原料を用いて作製したガラス試料（試料ａ−１〜ｇ−１）を示している。実験には、質量百分率でＳｉＯ２　６０％、Ａｌ２　Ｏ３　１５％、Ｂ２　Ｏ３　１０％、ＣａＯ　５．５％、ＳｒＯ　６％、ＢａＯ　　２％、ＺｎＯ　０．５％からなる基本組成を有し、さらに清澄剤としてＳｂ２Ｏ３を１％添加したガラスを使用し、シリカ原料の粒度とガラスの均質度の関係を評価した。
【００１９】
【表１】
2004067408.tif 000002
【００２０】
【表２】
2004067408.tif 000003
【００２１】
各試料は次のようにして調製した。まず上記組成となるようにガラス原料を調合し、均質に混合してガラス原料調合物とした。なお塩化物は、ＢａＣｌ２を使用した。次いで、白金製の円錐形坩堝に充填して電気炉に入れ、１５００℃で１時間溶融した。その後に電気炉から取り出し、ガラスが固化したのを見計らってから、坩堝からガラス塊を取り外し、徐冷した。続いてガラス塊の表面層を採取し、ＳｉＯ２濃度を分析した。結果を各表に示す。なお表面層のＳｉＯ２濃度は、一般に理論組成より高い値を示すが、理論組成に近いほどガラスの均質度が高く好ましいと言える。
【００２２】
表１、２から明らかなように、平均粒径が３０〜６０μｍの範囲にあるシリカ原料を用いて作製したガラス試料は、ＳｉＯ２濃度が６３．２％以下であった。
中でも最大粒径と平均粒度の差が４０μｍ以下である試料は、ＳｉＯ２濃度が６２．８％以下であり、均質度の高いガラスが得られていることが分かる。
【００２３】
（実施例２）
実施例１と同一の基本組成を有し、さらに清澄剤としてＳｂ２Ｏ３を１質量％及び塩化物をＣｌ換算で０．５質量％添加したガラス（試料ａ−２〜ｇ−２）を用い、実施例と同様にしてシリカ原料の粒度とガラスの均質度の関係を評価した。
結果を表３、４に示す。
【００２４】
【表３】
2004067408.tif 000004
【００２５】
【表４】
2004067408.tif 000005
【００２６】
表３、４から、平均粒径が３０〜６０μｍの範囲にあるシリカ原料を用いて作製したガラス試料は、ＳｉＯ２濃度が６２．４％以下であり、中でも最大粒径平均粒度の差が４０μｍ以下である試料は、ＳｉＯ２濃度が６１．９％以下であり、均質度の高いガラスが得られていることが分かる。また塩化物を併用することにより、ＳｉＯ２濃度がより一層理論組成に近づくために好ましいことが理解できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の方法によれば、シリカ原料の溶解性を改善することができるために均質度の高い無アルカリガラスを製造することができる。
【００２８】
またこのようにして得られた本発明の無アルカリガラスは、表面平滑性が高く、研磨工程が不要である。また表示ムラの原因となる脈理が殆どないため、液晶ディスプレイ等の透明ガラス基板として好適である。