(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロート板ガラスの製造方法であって、
前記フロート板ガラスは、該フロート板ガラスの第１主面のＳｉＯ２濃度と、前記第１主面と反対側の第２主面のＳｉＯ２濃度が、前記フロート板ガラスの厚さ方向における中央のＳｉＯ２濃度よりも高い構成を有し、
前記製造方法は、ＳｉＯ２を含む溶融ガラスを溶融窯からフロートバスに供給するための供給路において、前記溶融ガラスに、空気に面する表面側からその反対の裏面側への下降流を生じさせることを特徴とするフロート板ガラスの製造方法。
【請求項２】
螺旋状のスクリュー部を有するスターラーを回転させることで、前記溶融ガラスに前記下降流を生じさせることを特徴とする請求項１に記載のフロート板ガラスの製造方法。
【請求項３】
前記スターラーは、前記供給路の幅方向に沿って複数並設され、
前記各スターラーの回転方向が隣り合うもの同士で互いに反対となるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のフロート板ガラスの製造方法。
【請求項４】
前記スターラーの前記スクリュー部の全体が前記溶融ガラスに浸漬されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のフロート板ガラスの製造方法。
【請求項５】
前記スターラーの前記スクリュー部は、その一部が前記溶融ガラスに浸漬されるとともに、それ以外の部位が前記溶融ガラスの表面から突出していることを特徴とする請求項２又は３に記載のフロート板ガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロート板ガラスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池に使用される板ガラス（カバーガラスや薄膜ガラス基板等）には、低コストで大量生産に適したフロート板ガラス（フロート法により製造される板ガラス）が採用されている。例えば特許文献１に示すように、フロート法は、溶融スズ等の溶融金属が貯留されるフロートバスと呼ばれる設備を用い、溶融ガラスをそのフロートバスの溶融金属上に流し込み、浮遊させた状態で下流側に流動させつつ延伸と成形とを行って帯板状の板ガラス（ガラスリボン）を形成する手法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０１７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
太陽電池は屋外に長時間曝されることから、フロート板ガラスの表面にアルカリ溶出によるヤケと呼ばれる白濁が発生する問題があり、そのヤケによって太陽電池の特性が損なわれるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ガラス表面でのアルカリ溶出による白濁の発生を抑えることができるフロート板ガラスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するフロート板ガラスは、フロート法で製造されるフロート板ガラスであって、該フロート板ガラスの第１主面のＳｉＯ２濃度と、前記第１主面と反対側の第２主面のＳｉＯ２濃度が、前記フロート板ガラスの厚さ方向における中央のＳｉＯ２濃度よりも高い。
【０００７】
この構成によれば、フロート板ガラスの表面のＳｉＯ２濃度を高くする（表面シリカリッチ構造とする）ことで、例えば屋外に長時間曝したときのガラス表面におけるアルカリ溶出による白濁の発生を抑えることができる。更に、本構成では、フロート板ガラスの両面をシリカリッチとするため、フロート板ガラスの両面において白濁の発生を抑えることができ、その結果、太陽電池の特性が損なわれることをより効果的に抑制することができる。
【０００８】
上記フロート板ガラスにおいて、前記フロート板ガラスの厚さ方向における中央のＳｉＯ２濃度を１００．０質量％として、前記第１主面及び前記第２主面のそれぞれのＳｉＯ２濃度が１０１．０質量％以上であることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、フロート板ガラスの両面での白濁の発生をより好適に抑制することができる。
上記課題を解決するフロート板ガラスの製造方法は、ＳｉＯ２を含む溶融ガラスを溶融窯からフロートバスに供給するための供給路において、前記溶融ガラスに、空気に面する表面側からその反対の裏面側への下降流を生じさせる。
【００１０】
この製造方法によれば、溶融ガラスの空気に面する表面側では、揮発性成分の揮発が生じてＳｉＯ２濃度が高くなる。そして、溶融窯からフロートバスに溶融ガラスを供給するための供給路において該溶融ガラスに裏面側への下降流を生じさせることで、表面側のＳｉＯ２濃度が高い層を揮発性成分の揮発が生じない裏面側に流すことができ、その結果、溶融ガラスの裏面においてもＳｉＯ２濃度を高くすることができる。
【００１１】
上記フロート板ガラスの製造方法において、螺旋状のスクリュー部を有するスターラーを回転させることで、前記溶融ガラスに前記下降流を生じさせることが好ましい。
この製造方法によれば、溶融ガラスにおける裏面側への下降流を好適に生じさせることが可能となる。
【００１２】
上記フロート板ガラスの製造方法において、前記スターラーは、前記供給路の幅方向に沿って複数並設され、前記各スターラーの回転方向が隣り合うもの同士で互いに反対となるように構成されていることが好ましい。
【００１３】
この製造方法によれば、隣り合うスターラー同士で回転方向を反対とすることで、スターラーの回転によって生じる供給路の幅方向への流れが一方向のみとなることが防止される。
【００１４】
上記フロート板ガラスの製造方法において、前記スターラーの前記スクリュー部の全体が前記溶融ガラスに浸漬されていることが好ましい。
この製造方法によれば、スターラーのスクリュー部の全体が溶融ガラスに浸漬されるため、スクリュー部が外気を巻き込んで溶融ガラス内に気泡が生じることを抑制することができる。
【００１５】
上記フロート板ガラスの製造方法において、前記スターラーの前記スクリュー部は、その一部が前記溶融ガラスに浸漬されるとともに、それ以外の部位が前記溶融ガラスの表面から突出していることが好ましい。
【００１６】
この製造方法によれば、スクリュー部の一端部が溶融ガラスの表面から突出されるため、溶融ガラスの表面の直近においても十分な下降流を発生させることができ、その結果、溶融ガラスの表面側のＳｉＯ２濃度が高い層を裏面側に流しやすくすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のフロート板ガラスの製造方法によれば、ガラス表面でのアルカリ溶出による白濁の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態の板ガラス製造装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】同形態の板ガラス製造装置におけるフィーダー部の模式平面図である。
【図３】実施形態のフロート板ガラスを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、フロート板ガラスの製造方法、及びフロート板ガラスの一実施形態について説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態のフロート板ガラスを製造する板ガラス製造装置１０は、フロート法による板ガラスの製造手法を用いた設備であり、上流側の溶融窯１１から順に、清澄室１２、フィーダー部１３（供給路）及びフロートバス１４（成形室）を備えている。溶融窯１１にて溶融された溶融ガラスＧ１は清澄室１２に流入し、該清澄室１２内で溶融ガラスＧ１中の気泡が除去された後、フィーダー部１３に流入する。なお、溶融窯１１にて溶融された溶融ガラスＧ１には、所定の質量％の二酸化珪素（ＳｉＯ２）が含まれている。
【００２１】
清澄室１２内の溶融ガラスＧ１は、フィーダー部１３を通じてフロートバス１４へと供給される。フロートバス１４は、耐熱浴槽に溶融金属として溶融スズＭが貯留されてなり、その溶融スズＭが適正温度範囲内となるように温度管理がなされている。またフロートバス１４の上部空間には、溶融スズＭの酸化防止用のガス（還元性雰囲気）が導入されている。このようなフロートバス１４では、上流側のフィーダー部１３から溶融ガラスＧ１が溶融スズＭの液面上に流し込まれ、その液面上に浮遊させた状態で下流側に流動させつつ延伸と成形とが行われて、帯板状の板ガラスＧ２（ガラスリボン）の形成が行われる。
【００２２】
ここで、フィーダー部１３には、白金等の金属材料よりなるスターラー２１が設けられている。スターラー２１は、円柱状の軸部２２と、該軸部２２の一端部に形成された二重螺旋状のスクリュー部２３とを備えている。スターラー２１は、スクリュー部２３全体がフィーダー部１３を流れる溶融ガラスＧ１に浸漬されるように、フィーダー部１３に設置されている。また、スターラー２１は、その軸方向（軸部２２の軸方向）がフィーダー部１３における溶融ガラスＧ１の流れ方向に対して垂直となるように配置されている。なお、スターラー２１の下端部（溶融ガラスＧ１に浸漬される端部）は、該スターラー２１の回転を安定させるために、フィーダー部１３の底面に軸支されることが好ましい。
【００２３】
また、図２に示すように、スターラー２１は、フィーダー部１３における溶融ガラスＧ１の流れ方向Ｘと直交する幅方向に沿って複数並設されている。なお、本実施形態では、幅方向の寸法が１３５０ｍｍであるフィーダー部１３に対して、４個のスターラー２１が前記幅方向において等間隔に配置されている。
【００２４】
そして、各スターラー２１は、図示しないモータ等の駆動力に基づき、フィーダー部１３の前記幅方向に隣り合うもの同士で回転方向が互いに反対となるように回転駆動され、それぞれ回転する各スターラー２１のスクリュー部２３によって、フィーダー部１３に流れる溶融ガラスＧ１に下降流（図１参照）が発生するようになっている。つまり、各スターラー２１のスクリュー部２３は、隣り合うもの同士で螺旋方向が反対に設定されている。なお、幅方向両端の各スターラー２１は、それらの上流側の溶融ガラスＧ１を幅方向外側（近接するフィーダー部１３の内壁面側）に流すように、図２における右端のスターラー２１は時計回りに、左端のスターラー２１は反時計回りに回転方向が設定されている。これにより、溶融ガラスＧ１が、幅方向両側の各スターラー２１とフィーダー部１３の内壁面との間をスムーズに流れるようになっている。
【００２５】
次に、上記の板ガラス製造装置１０を用いたフロート板ガラスの製造方法をその作用とともに説明する。
図１に示すように、溶融窯１１で溶融された溶融ガラスＧ１は、清澄室１２を経てフィーダー部１３に流入される。このとき、フィーダー部１３を流れる溶融ガラスＧ１は、温度がおよそ１２５０℃（粘度がおよそ１０＾３．３Ｐａ・ｓ）となるように調整されている。また、フィーダー部１３を流れる溶融ガラスＧ１の厚み（深さ）は、８００〜１２０００ｍｍに調整される。
【００２６】
ここで、溶融窯１１にて溶融された溶融ガラスＧ１はＳｉＯ２を含んでおり、溶融ガラスＧ１中の揮発性成分が空気に接する表面から揮発することで、該表面から所定深さの範囲においてＳｉＯ２濃度が高い層（シリカリッチ層Ｒ１）が形成される。このシリカリッチ層Ｒ１は、溶融ガラスＧ１がフィーダー部１３のスターラー２１に達するより前の段階で形成される。なお、図１では、溶融ガラスＧ１におけるシリカリッチ層Ｒ１（及び後述のシリカリッチ層Ｒ２，Ｒ３）の厚みを誇張して示している。また、図１では、説明の便宜上、溶融ガラスＧ１中のシリカリッチ層Ｒ１〜Ｒ３とそれ以外の層（ＳｉＯ２濃度が低い低濃度層）との境界線を明示しているが、該低濃度層とシリカリッチ層Ｒ１〜Ｒ３との境界でＳｉＯ２濃度が急激に高くなるわけではなく、低濃度層から空気と面する表面側にかけて徐々にＳｉＯ２濃度が高くなり、ＳｉＯ２濃度が所定値以上の層をシリカリッチ層Ｒ１〜Ｒ３としている。
【００２７】
そして、フィーダー部１３では、各スターラー２１の回転駆動（本実施形態では回転数が２０ｒｐｍでの回転駆動）によって溶融ガラスＧ１に下降流を生じさせている。これにより、フィーダー部１３を流れる溶融ガラスＧ１の表面Ｇａ（空気に接する面）のシリカリッチ層Ｒ１は、前記下降流に乗って溶融ガラスＧ１の裏面Ｇｂ側（フィーダー部１３の底面側）に流れ、該裏面Ｇｂ側にもシリカリッチ層Ｒ２が形成される。なお、フィーダー部１３を流れる溶融ガラスＧ１の表面Ｇａ側のシリカリッチ層Ｒ１では、前記下降流によって二酸化珪素濃度が一旦は減少するものの、スターラー２１よりも下流側（フロートバス１４側）における表面Ｇａからの揮発性成分の揮発によってＳｉＯ２濃度が所定値まで戻る。これにより、スターラー２１の下流側において、溶融ガラスＧ１の表裏にそれぞれ、溶融ガラスＧ１の厚さ方向の中間部よりもＳｉＯ２濃度が高いシリカリッチ層Ｒ２，Ｒ３が形成される。
【００２８】
また、各スターラー２１は、上記したように、隣り合うもの同士で回転方向が反対となるように構成されている。ここで、例えば各スターラー２１が同一方向に回転する場合では、各スターラー２１の回転によってフィーダー部１３の幅方向一方への流れが生じてしまうが、本実施形態のように隣り合うスターラー２１同士で回転方向を反対とすることで、スターラー２１の回転によって生じるフィーダー部１３の幅方向への流れが一方向のみとなることが防止される。
【００２９】
スターラー２１にて生じる下降流によって表裏にシリカリッチ層Ｒ２，Ｒ３が形成された溶融ガラスＧ１は、フロートバス１４内の溶融スズＭの液面上に流し込まれて帯板状の板ガラスＧ２が形成される。この板ガラスＧ２の状態においても、表裏のシリカリッチ層Ｒ２，Ｒ３は維持される。
【００３０】
そして、フロートバス１４にて形成された板ガラスＧ２は、該フロートバス１４の下流側の工程で所定温度まで冷却がなされ、その後、更に下流側に搬送されて切断や研磨、表面処理等が行われ、出荷製品である図３に示すフロート板ガラスＧｐが製造される。
【００３１】
上記板ガラス製造装置１０にて製造されたフロート板ガラスＧｐの組成は、質量％で、ＳｉＯ２：４５〜６５％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１８％、ＬｉＯ２：０〜５％、Ｎａ２Ｏ：１〜１０％、Ｋ２Ｏ：０〜１５％、ＭｇＯ：０〜１２％、ＣａＯ：０〜１２％、ＳｒＯ：０〜１８％、ＢａＯ：０〜１２％、ＺｒＯ２：０〜１０％を含むことが好ましい。
【００３２】
そして、フロート板ガラスＧｐにおける、成形過程での溶融ガラスＧ１の表面Ｇａに対応する第１主面Ｇｐ１のＳｉＯ２濃度、成形過程での溶融ガラスＧ１の裏面Ｇｂに対応する第２主面Ｇｐ２のＳｉＯ２濃度、及びフロート板ガラスＧｐの厚さ方向における中央部ＧｐｍのＳｉＯ２濃度を蛍光Ｘ線分析によって測定した。その測定結果は、フロート板ガラスＧｐの厚さ方向における中央部ＧｐｍのＳｉＯ２濃度を１００．０質量％としたとき、第１主面Ｇｐ１のＳｉＯ２濃度が１０２．３質量％となり、第２主面Ｇｐ２のＳｉＯ２濃度が１０２．５質量％となった。つまり、上記製造方法で製造されたフロート板ガラスＧｐでは、表裏面（第１及び第２主面Ｇｐ１，Ｇｐ２）のＳｉＯ２濃度が中央部ＧｐｍのＳｉＯ２濃度よりも高い、所謂両面シリカリッチ構造が形成された。
【００３３】
なお、比較例として、成形過程においてフィーダー部１３を流れる溶融ガラスＧ１に下降流を生じさせずに製造したフロート板ガラスにおける第１及び第２主面のＳｉＯ２濃度、及び厚さ方向中央部のＳｉＯ２濃度を上記と同様の方法で測定した。その測定結果は、フロート板ガラスの厚さ方向における中央部のＳｉＯ２濃度を１００．０質量％としたとき、第１主面のＳｉＯ２濃度が１０２．４質量％となり、第２主面のＳｉＯ２濃度が１００．０質量％となった。つまり、この場合には、フロート板ガラスの片面（成形過程での溶融ガラスＧ１の表面Ｇａに対応する面）のみＳｉＯ２濃度が高い片面シリカリッチ構造となる。
【００３４】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）フロート法で製造されるフロート板ガラスＧｐであって、その第１主面Ｇｐ１のＳｉＯ２濃度と、第１主面Ｇｐ１と反対側の第２主面Ｇｐ２のＳｉＯ２濃度が、フロート板ガラスＧｐの厚さ方向における中央部ＧｐｍのＳｉＯ２濃度よりも高く設定される。これにより、例えば屋外に長時間曝したときのガラス表面におけるアルカリ溶出による白濁の発生を抑えることができる。更に、本実施形態では、フロート板ガラスＧｐの両面においてＳｉＯ２濃度を高く（つまり、両面シリカリッチと）するため、フロート板ガラスＧｐの両面（第１及び第２主面Ｇｐ１，Ｇｐ２）において前記白濁の発生を抑えることができる。その結果、フロート板ガラスＧｐをカバーガラスや薄膜ガラス基板等に使用した太陽電池の特性が損なわれることをより効果的に抑制することができる。
【００３５】
（２）フロート板ガラスＧｐの厚さ方向における中央部ＧｐｍのＳｉＯ２濃度を１００．０質量％として、フロート板ガラスＧｐの第１及び第２主面Ｇｐ１，Ｇｐ２のそれぞれのＳｉＯ２濃度を１０１．０質量％以上とすることで、フロート板ガラスＧｐの両面での前記白濁の発生をより好適に抑制することができる。また、本実施形態のように、第１及び第２主面Ｇｐ１，Ｇｐ２のそれぞれのＳｉＯ２濃度を中央部ＧｐｍのＳｉＯ２濃度に対して１０２．０質量％以上とすることは、前記白濁の発生を抑える点でより好ましい。
【００３６】
（３）本実施形態のフロート板ガラスＧｐの製造方法では、ＳｉＯ２を含む溶融ガラスＧ１を溶融窯１１からフロートバス１４に供給するためのフィーダー部１３において、溶融ガラスＧ１に、空気に面する表面Ｇａ側からその反対の裏面Ｇｂ側への下降流を生じさせる工程を含む。この製造方法によれば、フィーダー部１３を流れる溶融ガラスＧ１に裏面Ｇｂ側への下降流を生じさせることで、表面Ｇａ側のシリカリッチ層Ｒ１を揮発性成分の揮発が生じない裏面Ｇｂ側に流すことができ、その結果、溶融ガラスＧ１の裏面ＧｂにおいてもＳｉＯ２濃度を高くすることができる。なお、フィーダー部１３を流れる溶融ガラスＧ１の温度をおよそ１２５０℃、粘度をおよそ１０＾３．３Ｐａ・ｓと設定することが、下降流によって表裏のシリカリッチ層Ｒ２，Ｒ３を好適に形成する点でより好ましい。
【００３７】
また、螺旋状のスクリュー部２３を有するスターラー２１を回転させることで、溶融ガラスＧ１に下降流を生じさせるため、溶融ガラスＧ１における裏面側への下降流を好適に生じさせることが可能となる。
【００３８】
（４）スターラー２１は、フィーダー部１３の幅方向に沿って複数並設され、各スターラー２１の回転方向が隣り合うもの同士で互いに反対となるように構成される。これにより、スターラー２１の回転によって生じるフィーダー部１３の幅方向への流れが一方向のみとなることが防止され、その結果、溶融ガラスＧ１の表面Ｇａ側のシリカリッチ層Ｒ１を裏面Ｇｂ側により好適に流すことができる。
【００３９】
（５）スターラー２１のスクリュー部２３の全体が溶融ガラスＧ１に浸漬されるため、スクリュー部２３が外気を巻き込んで溶融ガラスＧ１内に気泡が生じることを抑制することができる。
【００４０】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、スターラー２１のスクリュー部２３の全体が溶融ガラスＧ１に浸漬するように構成したが、これに特に限定されるものではなく、スクリュー部２３の上端部を溶融ガラスＧ１の表面Ｇａから突出（露出）させてもよい。これによれば、溶融ガラスＧ１の表面Ｇａの直近においても十分な下降流を発生させることができ、その結果、溶融ガラスＧ１の表面Ｇａ側のシリカリッチ層Ｒ１を裏面Ｇｂ側に流しやすくすることができる。
【００４１】
・上記実施形態では、スターラー２１の個数を４個としたが、これに特に限定されるものではなく、例えばフィーダー部１３の幅方向寸法等の構成に応じてスターラー２１の個数を適宜変更してもよい。
【００４２】
・上記実施形態では、フィーダー部１３を流れる溶融ガラスＧ１に下降流を生じさせる手段として、螺旋状のスクリュー部２３を備えたスターラー２１を用いたが、フィーダー部１３を流れる溶融ガラスＧ１に下降流を生じさせることができれば、スターラーの形状等の構成は適宜変更してもよく、例えばプロペラ状の羽根を備えた構成等に変更してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０…板ガラス製造装置、１１…溶融窯、１２…清澄室、１３…フィーダー部（供給路）、１４…フロートバス、２１…スターラー、２３…スクリュー部、Ｇ１…溶融ガラス、Ｇｐ…フロート板ガラス、Ｇｐ１…第１主面、Ｇｐ２…第２主面。
【図１】
0006443006.tif 000002
【図２】
0006443006.tif 000003
【図３】
0006443006.tif 000004