[发明专利]熔融玻璃制造装置、熔融玻璃制造方法及使用该制造装置和制造方法的平板玻璃的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及熔融玻璃制造装置、熔融玻璃制造方法及使用该制造装置和制造方法的平板玻璃的制造方法。更具体而言，本发明涉及用于生产均质性高的高质量的无碱玻璃的熔融玻璃制造装置、熔融玻璃制造方法及使用该制造装置和制造方法的平板玻璃的制造方法。

背景技术

平板显示器(FPD)用玻璃基板的制造中使用实质上不含碱金属离子的无碱玻璃，对于提高玻璃基板的绝缘性是优选的。另外，从热膨胀系数小的方面考虑，无碱玻璃对于FPD用玻璃基板的制造也是优选的。

FPD用玻璃基板的制造中，要求制造进一步高质量化即均质性高的高质量玻璃基板。因此，为了在将玻璃原料熔化而得到熔融玻璃的熔化槽(熔炉)中提高熔融玻璃的均质性进行了各种研究。

在专利文献1记载的熔炉中，利用横槛将熔炉分成上游区域和下游区域，在各个区域中形成熔融玻璃的循环流(上游侧循环流、下游侧循环流)，由此进行原料的熔化和熔融玻璃的均质化。更具体而言，在上游区域中形成上游侧循环流，由此进行玻璃原料的熔化，在下游区域中形成下游侧循环流，由此进行熔融玻璃的均质化。在专利文献1记载的熔炉中，为了控制上游侧循环流和下游侧循环流，在横槛的上游侧设置有鼓泡器。

专利文献2记载的熔炉(熔化槽)不具有与专利文献1记载的熔炉中的横槛相当的结构，但记载了如下内容：使用至少一列鼓泡器和至少两个彼此相向的燃烧器对玻璃进行熔融、澄清。

但是，专利文献1、2记载的熔炉不一定适合生产高质量无碱玻璃。

玻璃的熔化温度的指标使用T_η、即玻璃粘度η达到10²[dPa·s]时的温度，无碱玻璃的T_η为1500～1760℃，与通常的钠钙玻璃等含碱玻璃相比，T_η高出100℃以上，难以均质化。因此，在专利文献1、2记载的钠钙玻璃等的通常的大量生产用等的设计的熔炉中不能充分均质化，不一定适合制造对均质性的要求特别严格的玻璃制品(FPD用玻璃基板等)。

另外，如上所述，无碱玻璃的T_η高于钠钙玻璃等含碱玻璃的T_η，因此，熔炉内的熔融玻璃的温度也必然升高。熔融玻璃的温度高时，熔融玻璃对炉内结构物的侵蚀作用也相应地增强。因此，在无碱玻璃的情况下，如果熔炉的底部存在专利文献1记载的熔炉的横槛或专利文献2记载的熔炉的澄清台那样的、对熔融玻璃流带来影响的高差结构，则熔融玻璃对高差结构的侵蚀和由此产生的杂质成为问题。

另外，在无碱玻璃的情况下，熔炉内的熔融玻璃的温度必然升高，因此，如果采用专利文献1那样下游区域较长的结构或专利文献2那样大型的熔炉，则使用燃烧器进行加热的范围增宽，因此从能效方面考虑是不利的。另外，熔融玻璃所致的侵蚀及由此产生的杂质、熔融玻璃的流速变化也成为问题。

为了解决上述的问题，本申请人提出了专利文献3记载的熔融玻璃制造装置。在专利文献3记载的熔融玻璃制造装置中，将设置在用于熔化玻璃原料的熔化槽10的底面附近的鼓泡器(第一、第二鼓泡器13、14)和对熔化槽10的上部空间进行加热的燃烧器15设定为特定的配置，由此在没有在熔融玻璃流路的底部设置专利文献1、2记载的那样对熔融玻璃流带来影响的高差结构的情况下促进熔化槽10内熔融玻璃的循环流(上游侧循环流100、下游侧循环流101)的形成，并且，以使上游侧循环流100的流速与下游侧循环流101的流速形成规定关系的方式进行控制，由此能够生产均质性高的高质量无碱玻璃(文中的标号均如专利文献3所记载)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-124323号公报

专利文献2：日本特开平7-144923号公报

专利文献3：国际公开第2011/036939号

发明内容

发明所要解决的问题

如上所述，通过使用专利文献3记载的玻璃制造装置，能够生产均质性高的高质量无碱玻璃。

但是，即使在使用专利文献3记载的玻璃制造装置的情况下，也会在开始熔化槽的运转时或改变熔化槽的运转条件时，基于后述的理由，熔融玻璃的均质化需要长时间。

开始熔化槽的运转时，为了提高熔化操作的效率，在使用燃烧器对熔化槽的上部空间进行加热的同时，将碎玻璃投入到熔化槽内，通过使该碎玻璃熔化来确保熔化槽内熔融玻璃的深度。例如，通过碎玻璃的熔融确保熔融玻璃的深度，直至达到熔化槽内的熔融玻璃的目标深度的约50％以上为止。