(57)【要約】【課題】ガラス基板中に混入する異物を低減することができるガラス基板の製造方法、及び、攪拌装置を提供する。【解決手段】ガラス基板の製造方法で用いる攪拌装置は、白金族金属を含む材料で構成された攪拌容器と、前記攪拌容器の上方に設けられる容器カバーと、前記容器カバーから前記容器カバーの上方に突出する突出部を有するシャフトと、前記シャフトに取り付けられる羽根とを有し、白金族金属を含む材料で構成された攪拌機と、前記攪拌容器の外部に設置され、前記攪拌容器が内側に設置される加熱空間を形成する耐熱部材と、前記加熱空間内の前記攪拌容器の外部の場所に設置される複数の加熱部と、揮発する前記白金族金属又は前記ガラス原料を含む揮発物が凝集した異物を保持する、前記突出部に設けられた保持部材と、を有する。前記保持部材は、前記加熱空間内の前記突出部のうち、前記揮発物の凝集する温度以上になる位置に設けられる。【選択図】  図３
2016069271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス原料を熔解して生成された熔融ガラスを、攪拌装置で攪拌する攪拌工程と、前記熔融ガラスを板状に成形する成形工程とを備えるガラス基板の製造方法であって、
前記攪拌装置は、
熔融ガラスを収納する、白金族金属を含む材料で構成された攪拌容器と、
前記攪拌容器の上方に設けられる容器カバーと、
前記容器カバーから前記容器カバーの上方に突出する突出部を有する、白金族金属を含む材料で構成されたシャフトと、前記シャフトに取り付けられる、白金族金属を含む材料で構成された羽根とを有し、前記攪拌容器内の前記熔融ガラスを攪拌するための攪拌機と、
前記攪拌容器の外部に設置され、前記攪拌容器が内側に設置される加熱空間を形成する耐熱部材と、
前記加熱空間内の前記攪拌容器の外部の場所に設置される複数の加熱部と、
揮発する前記白金族金属又は前記ガラス原料を含む揮発物が凝集してできた凝集物を保持する、前記突出部に設けられた保持部材と、を有し、
前記保持部材は、前記加熱空間内の前記突出部のうち、前記揮発物の凝集する温度以上になる位置に設けられる、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記突出部の温度は、前記熔融ガラスから離れるほど低下し、
前記保持部材は、前記保持部材の温度が前記揮発物の露点より高い、前記回転シャフトの前記突出部上の位置に設けられる、請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記揮発物が、前記容器カバーと前記シャフトの間のクリアランスを通じて上方に流れるにつれて低下する揮発物の蒸気圧が、前記熔融ガラスから離れて上方に向かうにつれて低下する揮発物の飽和蒸気圧より小さくなる位置に、前記保持部材が設けられる、請求項１又は２に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記攪拌工程では、前記突出部周りの前記加熱空間の白金蒸気圧を０．３Ｐａ〜５Ｐａとし、前記突出部の温度を前記白金蒸気圧が飽和蒸気圧となる温度以上とするように、前記加熱部により前記突出部が加熱される、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】
ガラス原料を熔解して生成された熔融ガラスを、攪拌装置で攪拌する攪拌工程と、前記熔融ガラスを板状に成形する成形工程とを備えるガラス基板の製造方法であって、
前記攪拌装置は、
熔融ガラスを収納する白金族金属を含む材料で構成された攪拌容器と、
前記攪拌容器の上方に設けられる容器カバーと、
前記容器カバーから前記容器カバーの上方に突出する突出部を有する、白金族金属を含む材料で構成されたシャフトと、前記シャフトに取り付けられる、白金族金属を含む材料で構成された羽根とを有し、前記攪拌容器内の前記熔融ガラスを攪拌するための攪拌機と、
前記攪拌容器の外部に設置され、前記攪拌容器が内側に設置される加熱空間を形成する耐熱部材と、
前記加熱空間内の前記攪拌容器の外部の場所に設置される複数の加熱部と、を有し、
前記攪拌工程では、前記突出部周りの前記加熱空間の白金蒸気圧を０．３Ｐａ〜５Ｐａとし、前記突出部の温度を前記白金蒸気圧が飽和蒸気圧となる温度以上とするように、前記加熱部により前記突出部が加熱される、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項６】
前記加熱空間は、
鉛直方向における前記加熱空間の中間の高さ位置より上方の上部加熱空間と、
前記中間の高さ位置より下方の下部加熱空間と、を有し、
前記上部加熱空間に配置される前記加熱部の出力の合計は、前記下部加熱空間に配置される前記加熱部の出力の合計よりも大きい、請求項５に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項７】
前記ガラス基板の歪点は、６８０℃以上である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項８】
ガラス原料を熔解して生成された熔融ガラスを攪拌する攪拌装置であって、
熔融ガラスを収納する、白金族金属を含む材料で構成された攪拌容器と、
前記攪拌容器の上方に設けられる容器カバーと、
前記容器カバーから前記容器カバーの上方に突出する突出部を有する、白金族金属を含む材料で構成されたシャフトと、前記シャフトに取り付けられる、白金族金属を含む材料で構成された羽根とを有し、前記攪拌容器内の前記熔融ガラスを攪拌するための攪拌機と、
前記攪拌容器の外部に設置され、前記攪拌容器が内側に設置される加熱空間を形成する耐熱部材と、
前記加熱空間内の前記攪拌容器の外部の場所に設置される複数の加熱部と、
揮発する前記白金族金属又は前記ガラス原料を含む揮発物が凝集してできる凝集物を保持する、前記突出部に設けられた保持部材と、を有し、
前記保持部材は、前記加熱空間内の前記突出部のうち、前記揮発物の凝集する温度以上になる位置に設けられる、ことを特徴とする攪拌装置。
【請求項９】
ガラス原料を熔解して生成された熔融ガラスを攪拌する攪拌装置であって、
熔融ガラスを収納する、白金族金属を含む材料で構成された攪拌容器と、
前記攪拌容器の上方に設けられる容器カバーと、
前記容器カバーから前記容器カバーの上方に突出する突出部を有する、白金族金属を含む材料で構成されたシャフトと、前記シャフトに取り付けられる、白金族金属を含む材料で構成された羽根とを有し、前記攪拌容器内の前記熔融ガラスを攪拌するための攪拌機と、
前記攪拌容器の外部に設置され、前記攪拌容器が内側に設置される加熱空間を形成する耐熱部材と、
前記加熱空間内の前記攪拌容器の外部の場所に設置される複数の加熱部と、を有し、
前記加熱部は、前記突出部周りの前記加熱空間の白金蒸気圧を０．３Ｐａ〜５Ｐａとし、前記突出部の温度を前記白金蒸気圧が飽和蒸気圧となる温度以上とするように、前記突出部を加熱する、ことを特徴とする攪拌装置。
【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、及び、攪拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板は、一般的に、ガラス原料から熔融ガラスを生成させた後、熔融ガラスをガラス基板へと成形する工程を経て製造される。化学的および熱的均質性は、優れたガラス基板の成形工程において極めて重要な部分である。上述のガラス基板の製造工程において、化学的に異なった相または、粘性差により筋（脈理）が形成されることがある。ガラス基板のこのような不均質成分は、難溶性物質の溶解、熔融物の成層化、ガラス表面の揮発、および温度の相違を含む、熔融処理中の種々の通常の事象から生じる。この脈理は、色および／または屈折率の差により、目で見える状態でガラス基板の中に筋状に生成される。したがって、このようなガラスの不均質性を改善するために、熔融ガラスを攪拌することが重要である。溶解槽の下流に設けた攪拌装置に熔融ガラスを通すことにより、熔融ガラスは攪拌される。一般的に、熔融ガラスを攪拌するための攪拌装置は、熔融ガラスを収納する攪拌容器と、攪拌容器の上方に設けられ、上部を覆う蓋（容器カバー）と、攪拌容器の内部に配置される攪拌機と、備えている（特許文献１、特許文献２）。攪拌機は、モータ等で回転する回転シャフトと、回転シャフトの外周面に溶接によって取り付けられる攪拌翼（羽根）とを有している。回転シャフトは、上記蓋の一部を貫通している。攪拌装置は、熔融ガラスが攪拌容器の内部を上方から下方へ、または、下方から上方へと通過するときに、上述の回転シャフトに取り付けられた攪拌翼が熔融ガラスを攪拌混合するように構成されている。このように熔融ガラスを攪拌することにより、ガラス製品の脈理や縞等の欠陥を防止している。
【０００３】
攪拌容器内には、熔融ガラスや、攪拌槽内に存在している任意の成分から、揮発物が生成され得る。最も揮発性が高くかつ不利な酸化物のいくつかは、Ｐｔ、Ｂ、およびＳｎから形成されるものである。熔融ガラス内で、凝集（凝結）し得る酸化物の主な発生源として、ＰｔＯ２については高温の白金表面、そしてＢ２Ｏ３、およびＳｎＯ２については熔融ガラスの自由表面が挙げられる。熔融ガラスの自由表面とは、攪拌容器内の雰囲気に露出している熔融ガラス表面を意味する。熔融ガラスの自由表面上の雰囲気は、前述のまたは他の揮発性材料のいずれかまたは全てを含んでいる可能性があるが、この雰囲気は攪拌容器外部の雰囲気よりも高温であるため、熔融ガラスの自由表面上の雰囲気には、例えば撹拌機の回転シャフトと攪拌容器の上部を覆う蓋との間の環状の空間など、任意の開口を通って、揮発物は上方に流れていく。回転シャフトは、熔融ガラスの自由表面との距離が離れるにつれ概して冷たくなるため、回転シャフトおよび／または蓋（カバー）の温度がその酸化物の露点よりも低い場合、攪拌槽の雰囲気に含まれる揮発物が回転シャフトの表面上に凝集することがある。凝集は、撹拌機の表面の他、撹拌機の環状領域を含む、他の比較的低温の表面にも生じる可能性がある。生じた凝集物が十分な大きさに達すると、この凝集物が壊れて攪拌槽内のガラスに落下し、成形後のガラス製品内に含有物またはブリスタ欠陥を生じさせることがある。特許文献１には、攪拌槽の蓋と熔融ガラスの表面との間の気相空間が存在し、落下する異物を受ける鍔部（保持部材）が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１００４６２号公報
【特許文献２】特開２０１４−９１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、攪拌槽に流入する熔融ガラスの温度が高くなっている。攪拌槽内の熔融ガラスの温度が高くなると、攪拌槽の蓋と熔融ガラス表面との間に存在する気相空間における揮発物の濃度（蒸気圧）が高くなり、回転シャフト等に凝集し、落下する揮発物を保持する保持部材の底面に揮発物が凝集していた。保持部材の底面に凝集した凝集物の一部が落下して熔融ガラスに異物として混入するとガラス基板の品質の低下を招くおそれがあった。特に、高精細ディスプレイ用のガラス基板では、異物混入に関する品質の要求が厳しい。
【０００６】
そこで本発明は、ガラス基板中に混入する異物を低減することができるガラス基板の製造方法、及び、攪拌装置を提供することを目的とする。また、保持部材表面に揮発物が凝集することを抑制し、異物が撹拌装置内の熔融ガラスに混入するのを防止できるガラス基板の製造方法、及び、攪拌装置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】
本発明は、以下の形態を含む。
【０００８】
［形態１］
ガラス原料を熔解して生成された熔融ガラスを、攪拌装置で攪拌する攪拌工程と、前記熔融ガラスを板状に成形する成形工程とを備えるガラス基板の製造方法であって、
前記攪拌装置は、
熔融ガラスを収納する、白金族金属を含む材料で構成された攪拌容器と、
前記攪拌容器の上方に設けられる容器カバーと、
前記容器カバーから前記容器カバーの上方に突出する突出部を有する、白金族金属を含む材料で構成されたシャフトと、前記シャフトに取り付けられる、白金族金属を含む材料で構成された羽根とを有し、前記攪拌容器内の前記熔融ガラスを攪拌するための攪拌機と、
前記攪拌容器の外部に設置され、前記攪拌容器が内側に設置される加熱空間を形成する耐熱部材と、
前記加熱空間内の前記攪拌容器の外部の場所に設置される複数の加熱部と、
揮発する前記白金族金属又は前記ガラス原料を含む揮発物が凝集してできた凝集物を保持する、前記突出部に設けられた保持部材と、を有し、
前記保持部材は、前記加熱空間内の前記突出部のうち、前記揮発物の凝集する温度以上になる位置に設けられる、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
【０００９】
［形態２］
前記突出部の温度は、前記熔融ガラスから離れるほど低下し、
前記保持部材は、前記保持部材の温度が前記揮発物の露点より高い、前記回転シャフトの前記突出部上の位置に設けられる、形態１に記載のガラス基板の製造方法。
【００１０】
［形態３］
前記揮発物が、前記容器カバーと前記シャフトの間のクリアランスを通じて上方に流れるにつれて低下する揮発物の蒸気圧が、前記熔融ガラスから離れて上方に向かうにつれて低下する揮発物の飽和蒸気圧より小さくなる位置に、前記保持部材が設けられる、形態１又は２に記載のガラス基板の製造方法。
【００１１】
［形態４］
前記攪拌工程では、前記突出部周りの前記加熱空間の白金蒸気圧を０．３Ｐａ〜５Ｐａとし、前記突出部の温度を前記白金蒸気圧が飽和蒸気圧となる温度以上とするように、前記加熱部により前記突出部が加熱される、形態１〜３のいずれか１つに記載のガラス基板の製造方法。
【００１２】
［形態５］
ガラス原料を熔解して生成された熔融ガラスを、攪拌装置で攪拌する攪拌工程と、前記熔融ガラスを板状に成形する成形工程とを備えるガラス基板の製造方法であって、
前記攪拌装置は、
熔融ガラスを収納する白金族金属を含む材料で構成された攪拌容器と、
前記攪拌容器の上方に設けられる容器カバーと、
前記容器カバーから前記容器カバーの上方に突出する突出部を有する、白金族金属を含む材料で構成されたシャフトと、前記シャフトに取り付けられる、白金族金属を含む材料で構成された羽根とを有し、前記攪拌容器内の前記熔融ガラスを攪拌するための攪拌機と、
前記攪拌容器の外部に設置され、前記攪拌容器が内側に設置される加熱空間を形成する耐熱部材と、
前記加熱空間内の前記攪拌容器の外部の場所に設置される複数の加熱部と、を有し、
前記攪拌工程では、前記突出部周りの前記加熱空間の白金蒸気圧を０．３Ｐａ〜５Ｐａとし、前記突出部の温度を前記白金蒸気圧が飽和蒸気圧となる温度以上とするように、前記加熱部により前記突出部が加熱される、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
【００１３】
［形態６］
前記加熱空間は、
鉛直方向における前記加熱空間の中間の高さ位置より上方の上部加熱空間と、
前記中間の高さ位置より下方の下部加熱空間と、を有し、
前記上部加熱空間に配置される前記加熱部の出力の合計は、前記下部加熱空間に配置される前記加熱部の出力の合計よりも大きい、形態５に記載のガラス基板の製造方法。
【００１４】
［形態７］
前記ガラス基板の歪点は、６８０℃以上である、形態１〜６のいずれか１つに記載のガラス基板の製造方法。
【００１５】
［形態８］
ガラス原料を熔解して生成された熔融ガラスを攪拌する攪拌装置であって、
熔融ガラスを収納する、白金族金属を含む材料で構成された攪拌容器と、
前記攪拌容器の上方に設けられる容器カバーと、
前記容器カバーから前記容器カバーの上方に突出する突出部を有する、白金族金属を含む材料で構成されたシャフトと、前記シャフトに取り付けられる、白金族金属を含む材料で構成された羽根とを有し、前記攪拌容器内の前記熔融ガラスを攪拌するための攪拌機と、
前記攪拌容器の外部に設置され、前記攪拌容器が内側に設置される加熱空間を形成する耐熱部材と、
前記加熱空間内の前記攪拌容器の外部の場所に設置される複数の加熱部と、
揮発する前記白金族金属又は前記ガラス原料を含む揮発物が凝集してできる凝集物を保持する、前記突出部に設けられた保持部材と、を有し、
前記保持部材は、前記加熱空間内の前記突出部のうち、前記揮発物の凝集する温度以上になる位置に設けられる、ことを特徴とする攪拌装置。
【００１６】
［形態９］
ガラス原料を熔解して生成された熔融ガラスを攪拌する攪拌装置であって、
熔融ガラスを収納する、白金族金属を含む材料で構成された攪拌容器と、
前記攪拌容器の上方に設けられる容器カバーと、
前記容器カバーから前記容器カバーの上方に突出する突出部を有する、白金族金属を含む材料で構成されたシャフトと、前記シャフトに取り付けられる、白金族金属を含む材料で構成された羽根とを有し、前記攪拌容器内の前記熔融ガラスを攪拌するための攪拌機と、
前記攪拌容器の外部に設置され、前記攪拌容器が内側に設置される加熱空間を形成する耐熱部材と、
前記加熱空間内の前記攪拌容器の外部の場所に設置される複数の加熱部と、を有し、
前記加熱部は、前記突出部周りの前記加熱空間の白金蒸気圧を０．３Ｐａ〜５Ｐａとし、前記突出部の温度を前記白金蒸気圧が飽和蒸気圧となる温度以上とするように、前記突出部を加熱する、ことを特徴とする攪拌装置。
【発明の効果】
【００１７】
上述の形態によれば、保持部材表面に揮発物が凝集することを抑制し、異物が撹拌装置内の熔融ガラスに混入するのを防止できる。さらに、ガラス基板中に混入する異物を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のガラス基板の製造方法のフローの一例を示す図である。
【図２】本発明における熔解工程乃至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】実施形態１における攪拌装置の一例を示す縦断面図である。
【図４】熔融ガラスの表面から保持部材までの距離とその保持部材の温度との関係を示す図である。
【図５】熔融ガラスの表面から保持部材までの距離と揮発した白金の飽和蒸気圧及び蒸気圧との関係を示した図である。
【図６】熔融ガラスの表面から保持部材までの距離と白金の飽和蒸気圧から白金の蒸気圧を引いた蒸気圧差との関係を示した図である。
【図７】実施形態２の攪拌装置の一例を示す側面図である。
【図８】図７に示す攪拌装置の攪拌容器および攪拌機のみの上面図である。
【図９】実施形態２における攪拌装置で攪拌される熔融ガラスの流れを説明する図である。
【図１０】実施例において使用された発熱体を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（ガラス基板の製造方法の全体概要）
図１は、本発明の実施形態であるガラス基板の製造方法のフローを示す図である。
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、冷却工程（ＳＴ６）と、切断工程（ＳＴ７）と、を主に有する。また、ガラス基板の製造方法は、研削工程、研磨工程、洗浄工程、検査工程、梱包工程等の他の工程を有する。梱包工程で積層された複数のガラス板は、納入先の業者（顧客）に搬送される。
【００２０】
図２は、熔解工程（ＳＴ１）〜切断工程（ＳＴ７）を行う装置を模式的に示す図である。当該装置は、図２に示すように、熔解装置１００と、成形装置２００と、切断装置３００とを主に有する。熔解装置１００は、熔解槽１０１と、清澄槽１０２と、攪拌槽（攪拌容器）１０３と、第１配管１０４と、第２配管１０５と、第３配管１０６とを有する。熔解槽１０１と清澄槽１０２とは第１配管１０４によって接続され、清澄槽１０２と攪拌槽１０３とは第２配管１０５によって接続され、攪拌槽１０３と成形装置２００とは、第３配管１０６によって接続されている。上記攪拌槽１０３を含む攪拌装置については後述する。
【００２１】
熔解工程（ＳＴ１）では、熔解槽１０１内に供給されたガラス原料を、図示されない火焔及び電気ヒータで加熱して熔解することで、例えば１５２０℃〜１６２０℃の熔融ガラスＭＧを得る。清澄工程（ＳＴ２）は、清澄槽１０２において行われ、熔解槽１０１から第１配管１０４を通って供給された清澄槽１０２内の熔融ガラスＭＧを、加熱することにより、熔融ガラスＭＧ中に含まれる酸素やＳＯ２の気泡が、清澄剤の酸化還元反応により放出されたＯ２に吸収されて成長し熔融ガラス表面に浮上して放出される、あるいは、気泡中のガス成分が熔融ガラスＭＧ中に吸収されて、気泡が消滅する。清澄槽１０２内の熔融ガラスＭＧの温度は、好ましくは１６００℃〜１８００℃、より好ましくは１６３０℃〜１７５０℃、さらに好ましくは１６５０℃〜１７５０℃である。
【００２２】
均質化工程（ＳＴ３）では、清澄槽１０２から第２配管１０５を通って供給された攪拌槽１０３内の熔融ガラスＭＧを、攪拌機１０７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ＭＧは第２配管１０５を通過する際に冷却されるので、攪拌槽１０３では、清澄槽１０２の熔融ガラスＭＧよりも低い温度の熔融ガラスＭＧが攪拌される。攪拌槽１０３では、熔融ガラスＭＧの温度を、例えば１４００℃〜１５５０℃の範囲内に設定し、かつ、熔融ガラスＧの粘度を例えば２５００ｄＰａ・ｓ〜４５０ｄＰａ・ｓの範囲内に調整して、熔融ガラスＭＧの攪拌が行われることが好ましい。熔融ガラスＭＧは、攪拌槽１０３において攪拌されることで均質化される。
【００２３】
なお、図２に示す攪拌槽１０３は、攪拌槽１０３の上部から供給された熔融ガラスＭＧを攪拌機１０７で攪拌しながら下降させ、下降した熔融ガラスＭＧを第３配管１０６から流出するが、後述するように、攪拌槽１０３の下部から供給された熔融ガラスＭＧを攪拌機１０７で攪拌しながら上昇させ、上昇した熔融ガラスＭＧを第３配管１０６から流出する形態であってもよい。
【００２４】
供給工程（ＳＴ４）では、熔融ガラスＭＧが、攪拌槽１０３から第３配管１０６を通って成形装置２００に供給される。熔融ガラスＭＧは第３配管１０６を通過する際に、成形装置２００での成形に適した温度、例えば、１２００℃まで冷却される。
【００２５】
成形装置２００では、成形工程（ＳＴ５）及び冷却工程（ＳＴ６）が行われる。
成形工程（ＳＴ５）では、熔融ガラスＭＧをシートガラスＳＧに成形し、シートガラスＳＧの流れを作る。例えば成形体２１０を用いたオーバーフローダウンドロー法を用いる。この場合、シートガラスＳＧの流れ方向は、鉛直下方となる。冷却工程（ＳＴ６）では、成形されて流れるシートガラスＳＧが所望の厚さになり、冷却に起因する反り及び歪が生じないように冷却される。
具体的には、成形装置２００の上部から溢れた熔融ガラスＭＧが、成形装置２００の成形体の側壁に沿って下方へと流れることで、成形体の下端からシートガラスＳＧが連続的に成形される。シートガラスリボンＳＧは下方へ向かうに従って徐冷される。ガラス基板の歪点は、６８０℃以上であることが好ましく、７００℃以上であることがより好ましい。
【００２６】
切断工程（ＳＴ７）では、切断装置３００において、成形装置２００から供給されたシートガラスＳＧが所定の長さに切断されることで、板状のガラス基板を得る。
この後、ガラス基板の端面の研削・研磨が行われた後、ガラス基板の洗浄が行われ、さらに、気泡や脈理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基板が最終製品として梱包される。
【００２７】
下記実施形態１、２や変形例において製造されるガラス基板は、例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板、有機ＥＬディスプレイ用ガラス基板、カバーガラスに好適に用いられる。また、このガラス基板は、その他、携帯端末機器などのディスプレイや筐体用のカバーガラス、タッチパネル板、太陽電池のガラス基板やカバーガラスとしても用いることができる。特に、ポリシリコンＴＦＴ（Thin Film Transistor）を用いた液晶ディスプレイ用ガラス基板に好適である。
また、ガラス基板の厚さは、例えば０．０５ｍｍ〜１．５ｍｍである。好ましくは０．０５〜１．２ｍｍ、より好ましくは０．３〜１．０ｍｍ、さらにより好ましくは０．３〜０．８ｍｍ、特に好ましくは０．３〜０．５ｍｍである。
さらに、ガラス基板の幅方向の長さは、例えば５００ｍｍ〜３５００ｍｍであり、１０００ｍｍ〜３５００ｍｍであることが好ましく、２０００ｍｍ〜３５００ｍｍであることがより好ましい。一方、ガラス基板の縦方向の長さも、例えば５００ｍｍ〜３５００ｍｍであり、１０００ｍｍ〜３５００ｍｍであることが好ましく、２０００ｍｍ〜３５００ｍｍであることがより好ましい。
【００２８】
（ガラス基板の組成）
ガラス基板に用いるガラスは、例えば、ボロシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、ソーダライムガラス、アルカリシリケートガラス、アルカリアルミノシリケートガラス、アルカリアルミノゲルマネイトガラスなどを適用することができる。なお、本発明に適用できるガラスは上記に限定されるものではない。
【００２９】
ガラス基板のガラス組成は例えば以下のものを挙げることができる。以下示す組成の含有率表示は、質量％である。
ＳｉＯ２  ５０〜７０％、
Ａｌ２Ｏ３  ０〜２５％、
Ｂ２Ｏ３  ０〜１５％、
ＭｇＯ  ０〜１０％、
ＣａＯ  ０〜２０％、
ＳｒＯ  ０〜２０％、
ＢａＯ  ０〜１５％、
ＲＯ  ５〜３０％（ただし、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａの合量)、
を含有する無アルカリガラスであることが、好ましい。
【００３０】
なお、上記のガラス組成例では無アルカリガラスとしたが、ガラス基板はアルカリ金属を微量含んだアルカリ微量含有ガラスであってもよい。アルカリ金属を含有させる場合、Ｒ'２Ｏの合計が０．１０％以上０．５％以下、好ましくは０．２０％以上０．５％以下 (ただし、Ｒ'はＬｉ、Ｎａ及びＫから選ばれる少なくとも１種であり、ガラス基板Ｇが含有するものである)含むことが好ましい。勿論、Ｒ’２Ｏの合計が０．１０％未満であってもよい。また、ガラスの熔解を容易にするために、比抵抗を低下させるという観点から、ガラス中の酸化鉄の含有量が０．０１〜０．２％（好ましくは０．０１〜０．０８％）であることがさらに好ましい。また、清澄剤として添加される酸化錫（ＳｎＯ２）の含有量が０．０１〜１％（好ましくは０．０１〜０．５％）であることがさらに好ましい。
【００３１】
また、ガラスの組成の一例として、無アルカリガラスおよび微アルカリガラスは、ＳｉＯ2  ５７質量％〜７０質量％、
Ａｌ2Ｏ3  １５質量％〜２５質量％、
Ｂ2Ｏ3  ０質量％〜１３質量％、
ＭｇＯ  ０質量％〜１５質量％、
ＣａＯ  ０質量％〜２０質量％、
ＳｒＯ  ０質量％〜２０質量％、
ＢａＯ  ０質量％〜１０質量％、
Ｎａ2Ｏ  ０質量％〜１質量％、
Ｋ2Ｏ  ０質量％〜１質量％、
Ａｓ2Ｏ3  ０質量％〜１質量％、
Ｓｂ2Ｏ3  ０質量％〜１質量％、
ＳｎＯ2  ０質量％〜１質量％、
Ｆｅ2Ｏ3  ０質量％〜１質量％、
ＺｒＯ2  ０質量％〜１質量％からなる。
ここで、上記の組成を有するガラスに関して、Ｆｅ2Ｏ3、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3およびＳｎＯ2の各含有率は、複数の価数を有するＦｅ、Ａｓ、ＳｂまたはＳｎの成分を、それぞれＦｅ2Ｏ3、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3またはＳｎＯ2として換算した値である。
【００３２】
以下説明する実施形態１，２は、ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得る熔融工程（上述の熔解工程）と、該熔融工程で得られた前記熔融ガラスを攪拌装置にて攪拌する攪拌工程（上述の均質化工程）と、該攪拌工程で攪拌された前記熔融ガラスからガラス基板を成形する成形工程と、を有するガラス基板の製造方法である。
【００３３】
（実施形態１）
図３は、実施形態１の攪拌装置１２０の一例を示す縦断面図である。
図３に示す攪拌装置１２０は、攪拌槽（攪拌容器）１０３と、該攪拌槽１０３の上部を覆う蓋（容器カバー）１１０と、該攪拌槽１０３の内部に配置された攪拌機１０７とを備える。前記攪拌機１０７は、鉛直方向に配置される回転シャフト１０８と、該回転シャフト１０８の下方の側周面に取り付けられた攪拌翼（羽根）１０９とを有する。回転シャフト１０８は、蓋（容器カバー）１１０から蓋１１０の上方に突出した突出部を有する。回転シャフト１０８は、落下してくるＰｔ、Ｓｎ等の凝集物を保持するための保持部材１１７を突出部に有する。前述したように、前記攪拌槽１０３には、第２配管１０５及び第３配管１０６が接続されており、清澄槽１０２から第２配管１０５を通って攪拌槽１０３内に供給された熔融ガラスＭＧは、攪拌機１０７を用いて攪拌することにより、ガラス成分の均質化が行われ、均質化された熔融ガラスＭＧは、攪拌槽１０３から第３配管１０６を通って成形装置２００に供給される。
なお、前述の図２では、上記攪拌槽１０３と攪拌機１０７のみが図示されているが、詳細な構成は図３に示すとおりである。
【００３４】
攪拌槽１０３及び該撹拌槽１０３の上部を覆う蓋１１０の周囲は第１の耐火材料１１１で覆われている。そして、該第１の耐火材料１１１の外側の雰囲気（加熱空間１１２）を加熱する発熱体からなる加熱部（図示してない）を有している。つまり、実施形態１では、攪拌槽１０３を加熱する方法として間接加熱法を採用している。加熱手段が加熱する加熱空間１１２は、さらに第２の耐火材料（耐熱部材）１１３で覆われている。上記第１の耐火材料１１１および第２の耐火材料１１３は、耐火レンガ、耐火断熱レンガ、あるいはファイバー系断熱材等の耐火物である。
【００３５】
上記第１の耐火材料１１１および第２の耐火材料１１３は、耐火レンガ、耐火断熱レンガ、あるいはファイバー系断熱材等の耐火物であり、耐熱部材である。また耐火煉瓦１１３の天井面に、断熱性のある煉瓦を設置することにより加熱空間１１２の上部の温度は上昇し、回転シャフト１０８、保持部材１１７の部分の温度も上がるため、熔融ガラスからのＰｔＯ２、ＳｎＯ２揮発物が温度差の縮小により、ＰｔＯ２、ＳｎＯ２揮発物が、回転シャフト１０８、保持部材１１７の表面で凝集することを抑制する。ここで、揮発物は、ガラス原料や攪拌槽内に存在している成分から形成されるものであり、例えば、ＰｔＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２が挙げられる。
【００３６】
また、前記回転シャフト１０８の上方は、前記蓋１１０及びその上の第１の耐火材料１１１を貫通し、さらに前記第２の耐火材料１１３を貫通し、回転手段（図示していない）に接続されている。回転シャフト１０８は撹拌槽１０３に内装され、回転シャフト１０８を回転自在に支持する、撹拌槽１０３上部の蓋１１０及び第１の耐火材料１１１近傍に設けられる支持部材（図示していない）によって支持されている。回転手段が支持部材を回転させることにより、支持部材に支持された回転シャフト１０８が回転する。なお、前記回転シャフト１０８と、蓋１１０およびその上の第１の耐火材料１１１との間には、第１の間隙（クリアランス）１１５が設けられており、また、回転シャフト１０８と第２の耐火材料１１３との間には、第２の間隙（クリアランス）１１６が設けられている。
【００３７】
そして、前記回転シャフト１０８が貫通する第１の耐火材料１１１より上方に位置する回転シャフト１０８の、蓋１１０及び第１の耐火材料１１１から突出した突出部に、前記回転シャフト１０８と蓋１１０及び第１の耐火材料１１１との間に存在する第１の間隙１１５をほぼ覆う大きさを有する保持部材１１７を設けている。このため、保持部材１１７は、第２の耐火材料１１３の天井等から落下した揮発物の凝集物等が第１の間隙１１５を通過して熔融ガラスＭＧ中に混入することを防止する遮蔽部材である。
実施形態１においては、第１の耐火材料１１１より上方の加熱空間１１２に位置する回転シャフト１０８の突出部に保持部材１１７を設けている。
なお、上記の攪拌装置１２０を構成する攪拌槽１０３、撹拌機１０７（回転シャフト１０８、攪拌翼１０９）の材料は、白金または白金合金等の白金族金属が用いられるが、上記保持部材１１７についても、同様の白金族金属を用いるのが好適である。
【００３８】
上述の攪拌装置１２０を用いる攪拌工程において、前記清澄槽１０２から第２配管１０５を通って攪拌槽１０３内に供給された熔融ガラスＭＧは、前記攪拌槽１０３の内部を上方から下方へ導かれながら、前記撹拌機１０７によって攪拌され、ガラス成分が均質化された熔融ガラスＭＧは、攪拌槽１０３から第３配管１０６を通って成形装置２００に供給される。なお、上記攪拌装置１２０に熔融ガラスＭＧを通過させて攪拌する際に、熔融ガラスＭＧの表面の位置が多少は上下するため、攪拌槽１０３の上部を覆う蓋１１０と熔融ガラスＭＧの表面との間に一定広さの気相空間１１４を有するように攪拌槽１０３と配管１０５との位置関係が調節される。また、実施形態１では、攪拌槽１０３内に供給された熔融ガラスＭＧは、攪拌槽１０３の内部を上方から下方へ導かれるように構成されているが、これに限らず、攪拌槽１０３の内部を下方から上方へ導かれるように構成されてもよい。
【００３９】
このような攪拌工程において、上記のとおり、熔融ガラスＭＧを通過させて攪拌する際に、熔融ガラスＭＧの表面レベルが上下するため、攪拌槽１０３の蓋１１０と熔融ガラスＭＧの表面との間に一定広さの気相空間１１４を設けている。この気相空間１１４には酸素が含まれており、また、攪拌槽１０３は高温で加熱されるため、気相空間１１４に接する白金族金属（攪拌槽１０３および攪拌機１０７の材料）が揮発する。気相空間１１４において揮発した白金族金属の揮発物（以降、白金揮発物という）、あるいは熔融ガラスから揮発したＢ２Ｏ３およびＳｎＯ２等の揮発物（以降、錫等の揮発物という）を含む気体は、攪拌機１０７の回転シャフト１０８と攪拌槽１０３の蓋１１０との間に存在する間隙１１５を通って上方に流れる。
【００４０】
実施形態１では、攪拌槽１０３及び該撹拌槽１０３の蓋１１０の周囲を覆う第１の耐火材料１１１の外側の雰囲気（加熱空間１１２）を加熱する間接加熱法を採用しているため、気相空間１１４内の回転シャフト１０８、第２の耐火材料１１３の内壁と、撹拌槽１０３内の雰囲気との雰囲気温度差は生じる。それゆえ、回転シャフト１０８、第２の耐火材料１１３の内壁等に揮発物が凝集し付着する。回転シャフト１０８、第２の耐火材料１１３の内壁等に凝集し付着した揮発物の凝集物が落下して、第１の間隙１１５を通じて熔融ガラスＭＧに入り込むのを防ぐために、第１の間隙１１５をほぼ覆う大きさを有する保持部材１１７を設けている。
【００４１】
第１の間隙１１５を通って上方の加熱空間１１２内に流入した白金揮発物あるいは錫等の揮発物を含む気体は、さらに回転シャフト１０８と第２の耐火材料１１３との間に存在する間隙１１６を通って上方に流れていく。上述のように、加熱空間１１２を加熱しているため、この加熱空間１１２内において雰囲気温度の低下は小さいが、白金揮発物、錫等の揮発物を含む気体が、上記間隙１１６を通って上方に流れていく過程において、雰囲気温度が下がり、例えばその温度が低下する位置における回転シャフト１０８に設けられる保持部材１１７の温度がその揮発物の露点よりも低い場合、雰囲気に含まれる白金、錫等の揮発物が、保持部材１１７の表面上に凝集し付着する。白金の蒸気圧が飽和蒸気圧を超える温度になると析出する。このようにして保持部材１１７の表面上に凝集し付着した白金、錫等の揮発物の凝集物の一部が、凝集物から離脱して熔融ガラスＭＧ内に落下することがある。
【００４２】
回転シャフト１０８の下端は、図３に示すように、熔融ガラスＭＧ中にあるため、熔融ガラスＭＧにより回転シャフト１０８が加熱されている（温められている）。熔融ガラスＭＧの温度は、耐火材料１１１、気相空間１１４等の温度と比べて高温であるため、回転シャフト１０８の温度は、熔融ガラスＭＧと接する下端において最も高く、熔融ガラスＭＧから離れて上端に向かうにつれて低下していく。保持部材１１７は、回転シャフト１０８の突出部に取り付けられており、回転シャフト１０８の下方から熱が伝わって温められる。このため、保持部材１１７の温度Ｔは、熔融ガラスＭＧの表面から保持部材１１７までの距離Ｌに応じて変化する。なお、保持部材１１７の温度Ｔは、熔融ガラスＭＧの表面からの距離Ｌだけでなく、気相空間１１４の温度、加熱空間１１２の温度に依存する。気相空間１１４の温度及び加熱空間１１２の温度も、熔融ガラスＭＧの表面から離れるほど低下するため、ここでは説明を容易にするため、保持部材１１７の温度Ｔは、熔融ガラスＭＧの表面からの距離Ｌに依存するものとして説明する。図４は、熔融ガラスＭＧの表面から保持部材１１７までの距離Ｌとその保持部材１１７の温度Ｔとの関係を示す図である。回転シャフト１０８の突出部の温度は、熔融ガラスＭＧから離れるほど低下する。このため、図４に示すように、保持部材１１７の温度Ｔは、保持部材１１７の位置が熔融ガラスＭＧの表面から離れるほど、つまり、距離Ｌが大きいほど低下する。保持部材１１７の温度Ｔが下がる場合、保持部材１１７周辺の加熱空間１１２の温度も下がっているため、揮発物の飽和蒸気圧が低下する。すると、保持部材１１７の表面（おもに底面）に揮発物が凝集し、保持部材１１７の表面に揮発物の凝集物が付着し、この凝集物の一部が落下して熔融ガラスＭＧに入り込むおそれがある。このため、熔融ガラスＭＧの表面から保持部材１１７までの距離Ｌを短くして、保持部材１１７の温度Ｔが低下しないようにすることにより、保持部材１１７の表面で白金等が凝集することを抑制し、保持部材１１７の表面に異物が付着することを防ぐことができる。
また、回転シャフト１０８の突出部の温度は、攪拌槽１０３に収容される熔融ガラスから離れるほど低下する。このとき保持部材１１７は、保持部材１１７の温度が揮発物の露点より高い、回転シャフト１０８上の位置に設けられることが好ましい。
【００４３】
一方、白金揮発物の質量モル濃度は、熔融ガラスＭＧの表面から離れるほど低くなる。これは、気相空間１１４において白金揮発物、錫等の揮発物を含む気体は、攪拌機１０７の回転シャフト１０８と攪拌槽１０３の蓋１１０との間に存在する間隙１１５を通って上方に流れていくことにより拡散されるためである。質量モル濃度は、ラウールの法則により、蒸気圧の降下に比例するため、揮発物の蒸気圧は、熔融ガラスＭＧの表面に近いほど高く、熔融ガラスＭＧの表面から離れるほど低くなる。近年、攪拌槽１０３に流入する熔融ガラスＭＧの温度が高くなっているため、白金揮発物あるいは錫等の揮発物の質量モル濃度及び蒸気圧は高くなっている。このため、回転シャフト１０８に設けられた保持部材１１７の位置が熔融ガラスＭＧの表面に近いほど、白金揮発物あるいは錫等の揮発物が、保持部材１１７の表面で凝集しやすくなる。従って、熔融ガラスＭＧの表面から離れた位置に保持部材１１７を設けることにより、保持部材１１７の表面で揮発物が凝集することを抑制し、保持部材１１７の表面に揮発物の凝集物が付着することを防ぐことができる。
【００４４】
上述したように、保持部材１１７を設ける位置は、白金揮発物あるいは錫等の揮発物（以降、単に揮発物ということがある）の飽和蒸気圧と揮発物の蒸気圧との関係で定める必要がある。図５は、熔融ガラスＭＧの表面から保持部材１１７までの距離Ｌと揮発物の飽和蒸気圧及び蒸気圧との関係を示した図である。揮発物の飽和蒸気圧は、気相空間１１４、加熱空間１１２の温度によって変化するが、気相空間１１４、加熱空間１１２の温度は、熔融ガラスＭＧの表面から離れるほど低くなるため、熔融ガラスＭＧの表面から保持部材１１７までの距離Ｌが長いほど低くなる。このため、同図の実線に示すように、距離Ｌが大きく長くなるにつれて揮発物の飽和蒸気圧は小さくなっていく。また、揮発物の蒸気圧は、上述したように、熔融ガラスＭＧの表面から離れるほど小さくなるため、同図の破線に示すように、距離Ｌが長いほど揮発物の蒸気圧は小さくなっていく。ここで、揮発物の蒸気圧が、揮発物の飽和蒸気圧より小さい場合、保持部材１１７の表面で揮発物が凝集することを抑制することができる。このため、揮発物の蒸気圧が揮発物の飽和蒸気圧より小さい位置に、保持部材１１７を設ける。揮発物とは、白金族金属の揮発物あるいは錫等の揮発物をいう。また、保持部材１１７は、揮発物の凝集する温度以上になる、回転シャフト１０８の突出部上の位置に設けられる。図５に示すように、揮発物の蒸気圧が揮発物の飽和蒸気圧より小さくなる距離は、距離Ｌ１から距離Ｌ２であるため、熔融ガラスＭＧの表面から距離Ｌ１から距離Ｌ２の範囲に保持部材１１７を設けることにより、保持部材１１７の表面で揮発物が凝集することを抑制することができる。すなわち、白金揮発物あるいは錫等の揮発物が、容器カバー１１０と回転シャフト１０８の間の第１の間隙（クリアランス）１１５を通じて上方に流れるにつれて低下する上記揮発物の蒸気圧が、熔融ガラスＭＧから離れて上方に向かうにつれて低下する揮発物の飽和蒸気圧より小さくなる位置に、保持部材１１７が設けられることが好ましい。例えば、保持部材１１７の温度Ｔが１３１０℃〜１４０５℃となる回転シャフト１０８の突出部上の位置、加熱空間１１２、気相空間１１４の温度が１３１０℃〜１４０５℃となる回転シャフト１０８上の位置、又は、回転シャフト１０８の突出部の温度が１３１０℃〜１４０５℃となる回転シャフト１０８の突出部上の位置に、保持部材１１７は設けられる。この場合、保持部材１１７の温度Ｔが１３１０℃となる位置は距離Ｌ２であり、保持部材１１７の温度Ｔが１４０５℃となる位置は距離Ｌ１である。この温度範囲内となる距離Ｌ１〜Ｌ２となる位置に保持部材１１７を設けることにより、保持部材１１７の表面で揮発物が凝集することを抑制できる。
【００４５】
揮発物の蒸気圧が揮発物の飽和蒸気圧より小さくなる場合、つまり、揮発物の飽和蒸気圧から揮発物の蒸気圧を引いた蒸気圧差が０より大きくなる場合、保持部材１１７の表面で揮発物が凝集することを抑制することができるが、熔融ガラスＭＧの表面から上方に向かう気流によって発生する上下方向の温度分布により、揮発物の飽和蒸気圧、揮発物の蒸気圧は微妙に変化する。このため、保持部材１１７が距離Ｌ１又は距離Ｌ２近傍にある場合には、保持部材１１７の表面で揮発物が凝集する可能性がある。保持部材１１７の表面で揮発物が凝集するのを防止するためには、気流によって加熱空間１１２の上下方向の温度分布が変化した場合であっても、揮発物の蒸気圧が揮発物の飽和蒸気圧より大きくなるようにする必要がある。例えば、所定の距離にある（同一の高さ位置する）揮発物の蒸気圧の変化量が０からＰ１である場合、蒸気圧差が最大の蒸気圧変化量であるＰ１より大きくなる位置に、保持部材１１７を設けることにより保持部材１１７の表面で揮発物が凝集するのを防止できる。図６は、熔融ガラスＭＧの表面から保持部材１１７までの距離Ｌと揮発物の飽和蒸気圧から揮発物の蒸気圧を引いた蒸気圧差との関係を示している。同図に示すように、蒸気圧差がＰ１より大きくなる範囲に対応する熔融ガラスＭＧの表面から保持部材１１７までの距離Ｌは、距離Ｌ３から距離Ｌ４である。このため、距離Ｌ３から距離Ｌ４の範囲に保持部材１１７を設けることにより、保持部材１１７の表面で揮発物が凝集するのを防止できる。
【００４６】
なお、保持部材１１７の表面で揮発物が凝集するのを防止できる熔融ガラスＭＧの表面から保持部材１１７までの距離Ｌ１からＬ２、距離Ｌ３から距離Ｌ４は、熔融ガラスＭＧの温度、第１の間隙１１５の大きさ、加熱手段により加熱された加熱空間１１２の温度、気相空間１１４の温度、保持部材１１７及び回転シャフト１０８の材質等により変化するものであり、任意に変更できる。
【００４７】
実施形態１によれば、熔融ガラスを攪拌装置にて攪拌する攪拌工程において、保持部材１１７に、白金揮発物あるいは錫等の揮発物が凝集しないように、揮発物の蒸気圧が、揮発物の飽和蒸気圧より小さくなる位置に、保持部材１１７を設けている。このため、保持部材１１７の表面に揮発物が凝集するのを抑制でき、凝集した白金等の凝集物の一部が異物として熔融ガラスＭＧに入り込むのを防止することができる。
なお、保持部材１１７に白金揮発物あるいは錫等の揮発物が凝集することを抑制するように、加熱空間１１２の雰囲気を調整することが好ましい。この場合、加熱空間１１２内には、攪拌槽（攪拌容器）１０３の外部に設置される発熱体である複数の加熱部が設けられ、加熱空間１１２内の回転シャフト１０８の突出部周りの白金蒸気圧を０．３Ｐａ〜５Ｐａとし、回転シャフト１０８の突出部の温度を、白金蒸気圧が白金揮発物の飽和蒸気圧となる温度以上とする（白金揮発物の飽和蒸気圧が白金蒸気圧以上となる）ように、上記加熱部により回転シャフト１０８の突出部が加熱されることが好ましい。この点については、実施形態２で説明する。
【００４８】
（実施形態２）
図７は、実施形態２の攪拌装置１２０の一例を示す側面図である。攪拌装置１２０は、主として、攪拌容器１２１と、容器カバー１２１ａと、攪拌機１２２と、耐熱槽１３１と、複数の発熱体１３２とを備えている。攪拌容器１２１および攪拌機１２２は、白金または白金合金等の白金族金属を含む材料で構成されている。図８は、攪拌装置１２０の攪拌容器１２１および攪拌機１２２のみの上面図である。図８では、後述する遮蔽部材１２５ｂが省略されている。
【００４９】
攪拌容器１２１は、円筒形状の容器である。攪拌容器１２１は、下部側面に取り付けられる上流側導管１２３、および、上部側面に取り付けられる下流側導管１２４を有している。上流側導管１２３は、図２に示す第２配管１０５に対応し、下流側導管１２４は、図２に示す第３配管１０６に対応する。図８に示されるように、上流側導管１２３は、攪拌容器１２１を挟んで下流側導管１２４の反対側に位置している。攪拌装置１２０において、熔融ガラスＭＧは、上流側導管１２３から攪拌容器１２１内に流入し、攪拌容器１２１内において下方から上方に導かれながら攪拌機１２２によって攪拌され、攪拌容器１２１内から下流側導管１２４へ流出する。なお、攪拌容器１２１の水平方向の断面形状は、楕円であってもよい。
【００５０】
容器カバー１２１ａは、攪拌容器１２１の上方に設けられている。容器カバー１２１ａは、攪拌容器１２１の上端面と接触し、攪拌容器１２１の蓋に相当する。容器カバー１２１ａは、攪拌容器１２１の上方から落下した異物が攪拌容器１２１内の熔融ガラスＧ中に混入することを防止する。容器カバー１２１ａは、攪拌容器１２１内の熔融ガラスＭＧの温度が低下することを抑制する。
【００５１】
容器カバー１２１ａには、上部開口１２１ｂが形成されている。上部開口１２１ｂは、後述する回転シャフト１２５が貫通する孔である。攪拌容器１２１の底面には、排出口１２１ｃが形成されている。排出口１２１ｃは、鉛直方向に延びる排出管１２８が接続されている。排出管１２８は、白金または白金合金等の白金族金属を含む材料で構成されている。排出管１２８は、攪拌容器１２１内の熔融ガラスＭＧを攪拌容器１２１から排出するための管である。
【００５２】
攪拌機１２２は、攪拌容器１２１内に配置され、熔融ガラスＭＧを攪拌するために用いられる。攪拌機１２２は、回転シャフト１２５と、回転シャフト１２５に取り付けられる攪拌翼（羽根）１２６とを有する。回転シャフト１２５は、容器カバー１２１ａから容器カバー１２１ａの上方に突出する突出部を有する。攪拌機１２２は、白金族金属を含む材料で構成され、より詳しくは、強化白金で構成されている。強化白金は、白金または白金合金にジルコニア等の酸化物を分散させて、圧延した素材である。強化白金は、層状の白金粒界構造を有し、白金または白金合金と比べて、高温下におけるクリープ強度および引張強度が高い。そのため、強化白金は、高温の熔融ガラスＭＧが接触する攪拌機１２２にとって、好適な材料である。
【００５３】
攪拌機１２２は、鉛直方向に沿って配置される円柱形状の回転シャフト１２５と、回転シャフト１２５の外周面に連結される攪拌翼１２６を有している。回転シャフト１２５は、図８の矢印の方向に、その円柱形状の上面の中心と下面の中心とを連結する中心線Ｌ（図７参照）の周りを軸回転する。回転シャフト１２５は、内部が空洞である管状の部材である。攪拌翼１２６は、回転シャフト１２５よりも細い管状の部材から構成されている。攪拌翼１２６は、回転シャフト１２５を貫通する複数の支持管１２６ａと、支持管１２６ａの両端部を連結する枠管１２６ｂとから構成されている。図８に示されるように、中心線Ｌの軸線方向から攪拌装置１２０を見た場合、複数の支持管１２６ａと枠管１２６ｂとは、互いに重なっている。支持管１２６ａおよび枠管１２６ｂは、回転シャフト１２５の外周面に、溶接によって取り付けられている。なお、支持管１２６ａと枠管１２６ｂとは、一体の部材であってもよい。
【００５４】
耐熱槽１３１は、攪拌容器１２１の外部空間に設置され、加熱空間１３３を形成する。加熱空間１３３は、加熱空間１３３内に攪拌容器１２１が設置される、耐熱槽１３１の内部空間である。耐熱槽１３１は、耐火断熱レンガやアルミナセメント等の耐熱部材から構成される。排出管１２８は、耐熱槽１３１の底部を鉛直方向に貫通している。図示されないが、耐熱槽１３１の下方において、排出管１２８は、耐熱部材によって覆われた状態で加熱される。加熱空間１３３は、上部加熱空間１３３ａと下部加熱空間１３３ｂとから構成される。上部加熱空間１３３ａは、鉛直方向における加熱空間１３３の中間の高さ位置より上方の空間である。下部加熱空間１３３ｂは、鉛直方向における加熱空間１３３の中間の高さ位置より下方の空間である。図７には、加熱空間１３３の中間の高さ位置が破線で示されている。
【００５５】
回転シャフト１２５は、容器カバー１２１ａとの間に環状隙間（クリアランス）１２１ｄを形成している状態で、上部開口１２１ｂを鉛直方向に沿って貫通している。回転シャフト１２５は、容器カバー１２１ａの上方に突出している突出部１２５ａを有する。突出部１２５ａは、回転シャフト１２５の一部であって、加熱空間１３３に位置している部分である。回転シャフト１２５は、突出部１２５ａの上方において耐熱槽１３１の天井面を貫通し、耐熱槽１３１の上方において図示されないモータと接続されている。モータは、回転シャフト１２５を回転させる駆動源である。
【００５６】
回転シャフト１２５の突出部１２５ａには、円柱形状の遮蔽部材１２５ｂが取り付けられている。遮蔽部材１２５ｂは、実施形態１における、図３に示される保持部材１１７と同じである。図８に示されるように、遮蔽部材１２５ｂは、鉛直方向の上から見た場合に、環状隙間（クリアランス）１２１ｄを覆う。遮蔽部材１２５ｂは、耐熱槽１３１の天井等から落下した異物が環状隙間１２１ｄを通過して熔融ガラスＭＧ中に混入することを防止するための部材である。
遮蔽部材１２５ｂの突出部１２５ａ上の設置位置も、実施形態１の保持部材１１７と同様の条件を満足するような位置である。
すなわち、突出部１２５ａの温度は、熔融ガラスＭＧから離れるほど低下し、遮蔽部材１２５ｂは、遮蔽部材１２５ｂの温度が揮発物の露点より高い、突出部１２５ａ上の位置に設けられる。また、揮発物が、容器カバー１２１と回転シャフト１２５の間の環状隙間（クリアランス）１２１ｄを通じて上方に流れるにつれて低下する揮発物の蒸気圧が、熔融ガラスＭＧから離れて上方に向かうにつれて低下する揮発物の飽和蒸気圧より小さくなる位置に、遮蔽部材１２５ｂが設けられる。
【００５７】
複数の発熱体１３２は、加熱空間１３３に設置される。発熱体１３２は、通電により発熱し、炭化ケイ素等から構成される棒状の部材である。発熱体１３２は、その長手方向が水平方向に沿うように配置されている。各発熱体１３２の出力は、個別に調整される。発熱体１３２は、攪拌容器１２１および攪拌機１２２を輻射により加熱して、攪拌容器１２１および攪拌機１２２と接触する熔融ガラスＭＧの温度の低下を抑制する。また、後述するように、発熱体１３２は、回転シャフト１２５の突出部１２５ａを選択的に加熱する。
【００５８】
実施形態２では、図７に示されるように、１２本の発熱体１３２が加熱空間１３３に設置されている。上部加熱空間１３３ａには６本の発熱体１３２が設置され、下部加熱空間１３３ｂには６本の発熱体１３２が設置されている。上流側導管１２３の上方には５本の発熱体１３２が設置され、上流側導管１２３の下方には１本の発熱体１３２が設置されている。下流側導管１２４の上方には１本の発熱体１３２が設置され、下流側導管１２４の下方には５本の発熱体１３２が設置されている。上流側導管１２３の上方に設置される５本の発熱体１３２は、それぞれ、異なる高さ位置に設置されている。下流側導管１２４の下方に設置される５本の発熱体１３２は、それぞれ、異なる高さ位置に設置されている。
【００５９】
図９は、攪拌装置１２０で攪拌される熔融ガラスＭＧの流れを説明する図である。図９に示される矢印は、熔融ガラスＭＧの流れの向きを表す。攪拌容器１２１の内部には、上流側導管１２３から熔融ガラスＭＧが流入する。攪拌装置１２０を上面視した場合において、攪拌機１２２は、回転シャフト１２５の中心線Ｌの周りを回転する。攪拌器１２２の回転方向は、上流側導管１２３および下流側導管１２４の位置関係等から決定され、時計回りまたは反時計回りのいずれであってもよい。実施形態２では、攪拌機１２２は、反時計回りに回転する。攪拌容器１２１の内部において、熔融ガラスＭＧは、下方から上方に向かって徐々に導かれながら、攪拌機１２２によって攪拌される。攪拌された熔融ガラスＭＧは、攪拌容器１２１の内部から下流側導管１２４に流出する。
【００６０】
また、攪拌装置１２０による熔融ガラスＭＧの攪拌工程を長時間行うと、熔融ガラスＭＧとは異なるガラス成分を有するガラス異物が、攪拌容器１２１の底部に徐々に蓄積される。ガラス異物は、熔融ガラスＭＧに含まれるガラス成分のうち、主として、他の成分と比べて比重が大きい成分から構成される熔融ガラスである。ガラス異物は、ガラス製造装置１００により製造されるガラス基板の脈理の原因となるため、排出管１２８を介して攪拌容器１２１の外部に排出される。
なお、攪拌装置１２０によって攪拌される熔融ガラスＭＧの温度は、１０２．５ｄＰａ・ｓの粘度を有する場合において、１４５０℃〜１７５０℃である場合に好適であり、１５００℃〜１７５０℃である場合により好適であり、１５３０℃〜１７５０℃である場合にさらに好適である。
【００６１】
次に、加熱空間１３３に設置されている発熱体１３２による、回転シャフト１２５の突出部１２５ａの選択的な加熱について説明する。実施形態２では、突出部１２５ａ周りの加熱空間１３３の白金蒸気圧を０．３Ｐａ〜５Ｐａとし、突出部１２５ａの温度を白金蒸気圧が飽和蒸気圧となる温度以上とするように、発熱体１３２により突出部１２５ａが選択的に加熱される。ここで、突出部１２５ａ周りの加熱空間１３３とは、環状隙間１２１ｄの上方の空間である。
【００６２】
また、発熱体１３２により突出部１２５ａが上記のように選択的に加熱されるように、少なくとも一部の発熱体１３２の高さ位置および出力は、攪拌装置１２０の使用前に決定されている。例えば、突出部１２５ａ近傍に設置されている発熱体１３２の高さ位置および出力が、発熱体１３２からの輻射熱によって突出部１２５ａが効率的に加熱されるように、予め調整されている。ここで、突出部１２５ａ近傍に設置されている発熱体１３２とは、例えば、上部加熱空間１３３ａに配置される６本の発熱体１３２である。また、他の例として、上部加熱空間１３３ａに配置される６本の発熱体１３２の出力の合計が、下部加熱空間１３３ｂに配置される６本の発熱体１３２の出力の合計よりも大きくなるように、発熱体１３２の出力が調整されてもよい。
【００６３】
実施形態２のガラス基板の製造方法では、攪拌容器１２１の外部の加熱空間１４３内に設置される加熱部１３２によって、回転シャフト１２５の突出部１２５ａが、白金蒸気圧が飽和蒸気圧となる温度以上に選択的に加熱される。回転シャフト１２５の突出部１２５ａは、加熱空間１３３に存在し、攪拌容器１２１内の高温の熔融ガラスＭＧと接触しない。そのため、突出部１２５ａは、回転シャフト１２５の他の部分と比較して放熱により温度が低下しやすい部分である。
【００６４】
実施形態２では、回転シャフト１２５の突出部１２５ａを加熱部１３２によって選択的に加熱することで、熔融ガラスＭＧから揮発した錫等の揮発物、および、攪拌容器１２１や攪拌器１２２から揮発した白金揮発物が、突出部１２５ａ近傍の加熱空間１３３で凝集して、突出部１２５ａの表面や遮蔽部材１２５ｂに付着することを抑制できる。種種の揮発物のうち、白金揮発物は、ある蒸気圧の値を示すときの温度が最も高い成分である。言い換えると、ある温度における種々の揮発成分の飽和蒸気圧を比較した場合に、白金揮発物は、最も小さい飽和蒸気圧を示す揮発成分である。そのため、白金揮発物が凝集して析出しないように、白金蒸気圧が白金揮発物の飽和蒸気圧となる温度以上に突出部１２５ａを加熱することで、突出部１２５ａ周りの加熱空間１３３において、揮発物の凝集が抑制される。これにより、凝集して突出部１２５ａ及び遮蔽部材１２５ｂに付着した揮発物が突出部１２５ａ及び遮蔽部材１２５ｂから剥がれ落ちて、環状隙間１２１ｄを通過して、攪拌容器１２１内の熔融ガラスＭＧ中に落下することが防止されるので、揮発物に由来する異物が熔融ガラスＭＧに混入することが防止される。
【００６５】
したがって、実施形態２に係るガラス基板の製造方法は、攪拌装置１２０の回転シャフト１２５の突出部１２５ａ周りで凝集する揮発物の量を低減し、熔融ガラスＭＧに異物が混入することを抑制して、成形されたガラス基板中に残存する異物を低減することができる。異物が混入された熔融ガラスＭＧから製造されたガラス基板は、脈理が発生する可能性が高い。そのため、攪拌容器１２１内の熔融ガラスＭＧに異物が混入することを抑制することで、攪拌装置１２０において熔融ガラスＭＧを均質に攪拌することができる。これにより、脈理の発生が抑制され、高品質のガラス製品を得ることができる。
また、実施形態２では、ガラス基板の歪点は、６８０℃以上であり、好ましくは７００℃以上である。ガラス基板の歪点が高いほど、熔融ガラスＭＧの揮発成分の揮発量が増加する傾向にあるので、熔融ガラスＭＧに異物が混入することが抑制される効果が顕著となる。
【００６６】
変形例Ａ：
実施形態２では、回転シャフト１２５の突出部１２５ａには、円柱形状の遮蔽部材１２５ｂが取り付けられているが、突出部１２５ａには、遮蔽部材１２５ｂが取り付けられていなくてもよい。この場合においても、突出部１２５ａを加熱部１３２によって選択的に加熱することで、突出部１２５ａ近傍で凝集する揮発物の量を低減して、成形されたガラス基板中に残存する異物を低減することができる。
【００６７】
変形例Ｂ：
実施形態２では、突出部１２５ａが発熱体１３２により選択的に加熱されるように、発熱体１３２の高さ位置および出力が、攪拌装置１２０の使用前に決定されている。ここで、発熱体１３２の高さ位置および出力は、コンピュータシミュレーションによって決定されてもよい。例えば、熱流体解析シミュレーションにより、突出部１２５ａ周りの加熱空間１３３の温度が算出され、発熱体１３２の高さ位置および出力が決定されてもよい。
【００６８】
変形例Ｃ：
実施形態２では、攪拌容器１２１の内部において、熔融ガラスＭＧは、下方から上方に向かって徐々に導かれながら、攪拌機１２２によって攪拌される。しかし、熔融ガラスＭＧは、実施形態１のように、上方から下方に向かって徐々に導かれながら、攪拌機１２２によって攪拌されてもよい。
【００６９】
変形例Ｄ：
実施形態１及び実施形態２では、攪拌装置１２０は、清澄槽１０２と成形装置２００との間に設置され、清澄槽１０２で清澄された熔融ガラスＭＧを攪拌する。しかし、施形態１及び実施形態２の攪拌装置１２０は、熔解槽１０１と清澄槽１０２との間に設置されてもよい。この場合、攪拌装置１２０は、熔解槽１０１で生成された熔融ガラスＭＧを攪拌して、均質化された熔融ガラスＭＧを清澄槽１０２に供給する。なお、２つの攪拌装置１２０が、熔解槽１０１と清澄槽１０２との間、および、清澄槽１０２と成形装置２００との間に設置されてもよい。
【００７０】
（実施例）
実施形態２における攪拌装置１２０と同じ構成を有するモデルを用いて、攪拌装置１２０内部の温度分布を算出するための熱流体解析シミュレーションを実行した。図７に示されるように、攪拌機１２２の攪拌翼１２６の主表面が、攪拌容器１２１内の熔融ガラスＭＧの流れ方向と平行になった瞬間における熔融ガラスＭＧの流速分布を、熔融ガラスＭＧの流れが層流であるという条件の下で算出した。次に、解析時に設定した各種パラメータについて説明する。実施形態２と同じ構成要素には、同じ参照符号が用いられている。
（ａ）熔融ガラスＭＧの流入温度：１４６０℃、
（ｂ）熔融ガラスＭＧの流入量：１８（ｔ／ｄａｙ）、
（ｃ）耐熱槽１３１および攪拌装置１２０の放射率：０．９、
（ｄ）耐熱槽１３１の対流熱伝達の熱伝達係数：１０Ｗ／ｍ２Ｋ、
（ｅ）発熱体１３２の出力：２．０ｋＷ〜８．０ｋＷ
以上のパラメータの下、次の７種類のモデルについて、攪拌装置１２０内部の温度分布を算出した。
【００７１】
（モデル１）図７に示される１２本全ての発熱体１３２を使用した。発熱体１３２の出力は、２ｋＷに設定した。
（モデル２）モデル１の構成において、上流側導管１３３の上方に設置される５本の発熱体１３２の高さ位置を、モデル１の場合よりも６０ｍｍ上方に設定した。
（モデル３）モデル２の構成において、１２本の発熱体１３２のうち、６本の発熱体１３２を使用した。使用した６本の発熱体１３２は、上流側導管１３３の上方に設置される５本の発熱体１３２のうち、最も下方に位置する発熱体１３２を除いた４本の発熱体１３２と、下流側導管１３４の上方に設置される１本の発熱体１３２と、下流側導管１２４の下方に設置される５本の発熱体１３２のうち、最も上方に位置する発熱体１３２である。図１０には、使用した６本の発熱体１３２が、ハッチングされて示されている。発熱体１３２の出力は、２ｋＷに設定した。
（モデル４）１２本の発熱体１３２のうち、６本の発熱体１３２を使用した。使用した６本の発熱体１３２は、モデル３と同じであるが、発熱体１３２の位置は、モデル１と同じである。発熱体１３２の出力は、２ｋＷに設定した。
（モデル５）モデル４の構成において、発熱体１３２の出力は、４ｋＷに設定した。
（モデル６）モデル４の構成において、発熱体１３２の出力は、６ｋＷに設定した。
（モデル７）モデル４の構成において、発熱体１３２の出力は、８ｋＷに設定した。
【００７２】
発熱体１３２によって突出部１２５ａが選択的に加熱される効果を確認するために、突出部１２５ａの遮蔽部材１２５ｂより２０ｍｍ上方の地点の第１温度、および、突出部１２５ａの遮蔽部材１２５ｂより２０ｍｍ下方の地点の第２温度の解析結果について比較検討した。次に、その検討結果について説明する。
【００７３】
モデル３では、モデル１と比較して、第１温度および第２温度がより高い値を示した。すなわち、加熱空間１３３において上方に設置される発熱体１３２（図１０では、ハッチングされた６本の発熱体１３２）を発熱させることにより、突出部１２５ａを選択的に加熱できることが確認された。
また、モデル４〜７に関して、発熱体１３２の出力が高いほど、第１温度および第２温度がより高い値を示した。発熱体１３２の出力に対する、第１温度および第２温度の変化率は、１３．５℃／ｋＷ〜１５．９℃／ｋＷであった。すなわち、発熱体１３２の出力を上げることにより、突出部１２５ａを選択的に加熱できることが確認された。
【００７４】
以上、本発明のガラス基板の製造方法および攪拌装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、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】
【００７５】
１００  熔解装置
１０１  熔解槽
１０２  清澄槽
１０３  攪拌槽
１０４  第１配管
１０５  第２配管
１０６  第３配管
１０７  攪拌機
１０８,１２５  回転シャフト
１０９,１２６  攪拌翼
１１０  蓋
１１１  第１の耐火材料
１１２，１３３  加熱空間
１１３  第２の耐火材料
１１４  気相空間
１１５，１１６  間隙
１１７  保持部材
１２０  攪拌装置
１２１  攪拌容器
１２１ａ  容器カバー
１２１ｂ  上部開口
１２１ｃ  排出口
１２１ｄ  環状隙間
１２２  攪拌機
１２３  上流側導管
１２４  下流側導管
１２５  回転シャフト
１２５ａ  突出部
１２５ｂ  遮蔽部材
１２６ａ  支持管
１２６ｂ  枠管
１２８  排出管
１３１  耐熱部材
１３２  発熱体（加熱部）
１３３  加熱空間
１３３ａ  上部加熱空間
１３３ｂ  下部加熱空間
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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【図７】
2016069271.tif 000009
【図８】
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【図９】
2016069271.tif 000011
【図１０】
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