CN102471115A

CN102471115A - 玻璃制造装置以及玻璃制造方法

Info

Publication number: CN102471115A
Application number: CN2010800335607A
Authority: CN
Inventors: 有贺靖人
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2012-05-23
Also published as: TW201109284A; JPWO2011010624A1; KR20120038974A; WO2011010624A1

Abstract

本发明提供一种玻璃制造装置以及玻璃制造方法，能够实现玻璃的质量的提高以及生产率的提高。本发明的玻璃制造装置在上游侧搅拌坩埚(22)底部所形成的开口部(23)设置排放管(40)，排放管(40)由排出管(42)和喷嘴(44)构成。排出管(42)具有电加热装置(46)，喷嘴(44)装卸自如地设置于排出管(42)的下部。在排出积存于上游侧搅拌坩埚(22)底部的、主要含有较多氧化锆的熔融玻璃时，通过电加热装置(46)将排出管(42)加热到规定的温度，使排出管(42)内的熔融玻璃(G)保持对排出良好的粘度，在此状态下，从喷嘴(44)的排出口(45)向外部排出。另外，在更换喷嘴(44)时，仅将喷嘴(44)从排出管(42)卸下而更换为新的喷嘴(44)。

Description

玻璃制造装置以及玻璃制造方法

技术领域

本发明涉及制造FPD(Flat Panel Display：平板显示器)用玻璃基板的玻璃制造装置以及玻璃制造方法，特别涉及制造作为无碱玻璃制的液晶显示器用玻璃基板的玻璃制造装置以及玻璃制造方法。

背景技术

作为制造FPD用玻璃基板的制造方法已知浮法的制造方法。浮法的玻璃制造装置由熔解槽、减压脱泡装置、熔融金属液槽(float bath)、退火炉以及切裁装置构成。在熔解槽中被熔融的熔融玻璃供给至减压脱泡装置，在此被进行减压脱泡处理之后，经由输送管流入到熔融金属液槽中。熔融金属液槽中装满了熔融锡，流入到熔融金属液槽中的熔融玻璃在熔融锡液上流动延伸而成为规定厚度，并被平坦化。

另一方面，在专利文献1中公开的玻璃制造装置由熔解槽、搅拌坩埚、管式加料机、成形用坩埚等构成。另外，在搅拌坩埚中，配置有用于搅拌搅拌坩埚内的熔融玻璃的搅拌器，并且在搅拌坩埚的底部设置有用于排出积存在搅拌坩埚底部的异质熔融玻璃的排放管。根据该玻璃制造装置，在熔解槽中将玻璃原料熔融而成为熔融玻璃，使该熔融玻璃从熔解槽流入到搅拌坩埚。然后，通过在搅拌坩埚内用搅拌器搅拌熔融玻璃而提高熔融玻璃的均匀性，之后，一边调节温度，一边使熔融玻璃经由管式加料机流入到成形用坩埚。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2007-161566号公报

发明内容

发明要解决的问题

虽然在搅拌坩埚的底部积存异质熔融玻璃，但该异质熔融玻璃为含有较多氧化锆的熔融玻璃，氧化锆是因高温熔融玻璃而从熔解槽的耐火物制砖中熔解出的物质。耐火物制砖的温度越高，从耐火物制砖中熔解出的氧化锆越容易溶解到熔融玻璃中。因此，由于与碱性玻璃的熔融玻璃相比无碱玻璃的熔融玻璃为高温，因此无碱玻璃的熔融玻璃的、氧化锆的含有量较高。在熔解槽中的碱性玻璃的熔融玻璃的温度为约1200～1400℃，相同地在熔解槽中的无碱玻璃的熔融玻璃的温度为约1500～1650℃。

为了制造高质量的玻璃基板，需要从搅拌坩埚排出主要含有较多氧化锆的熔融玻璃，在此情况下，将白金或白金合金制的排放管电加热至熔融玻璃的温度附近，即通过加热排放管来控制排放管内的熔融玻璃的粘度，将主要含有较多氧化锆的熔融玻璃经由排放管从搅拌坩埚排出到外部。

相对于温度的粘度特性说明为如下：碱性玻璃的粘度具有随着温度上升而缓慢下降的特点，而无碱玻璃的粘度具有在规定的小幅温度范围内急剧下降的特点。因此，在熔融的无碱玻璃中，难以仅通过排放管的温度来对自排放管的排出流量进行微调节。另外，如图4所示，与搅拌坩埚1的底部连接的现有的排放管2的形状为直管(参照专利文献1的图1：排放管口4)的形状。因此，将排放管的温度设定为能够维持熔融玻璃的温度，并且在排放管的出口一体形成喷嘴(orifice)，通过该喷嘴缩小排出量来调节排出量。

但是，若在排放管上设置喷嘴，则存在以下的问题，即，因排放管内的高温熔融玻璃而导致喷嘴劣化或破损，喷嘴的排出口的口径变大，因此无法微调节熔融玻璃的排出量，所制造的玻璃板的质量下降。即，这是因为在供给至浮法成形装置的熔融玻璃中包含主要含有较多氧化锆的熔融玻璃即异质熔融玻璃，另外，若熔融玻璃的排出量无用地变大，则质量良好的熔融玻璃也被排出，因此玻璃板的生产率下降。为了解决此问题，需要更换整个排放管，在更换排放管时停止玻璃板的生产，因此存在玻璃板的生产率下降的缺点。

另外，即使在希望更换成不同口径的喷嘴而将排出量进行最优化的情况下，也需要更换整个排放管，因此在此情况下也存在玻璃板的生产率下降的缺点。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种玻璃制造装置以及玻璃制造方法，能够实现玻璃的质量的提高以及生产率的提高。

用于解决问题的手段

为了达到上述目的，本发明提供一种玻璃制造装置，在暂时容纳熔融玻璃的容器的底部或输送熔融玻璃的输送管的底部设置有用于排出熔融玻璃的排放管，其特征在于，上述排放管由排出管和喷嘴构成，其中，该排出管与上述容器的底部或上述输送管的底部连接，并且具有加热单元，该喷嘴装卸自如地设置在该排出管的下部。

根据本发明，将作为排放管的直管部的排出管、和设置于其下部的喷嘴设为分离结构，将喷嘴相对于排出管装卸自如地安装。在通过排放管排出异质熔融玻璃时，通过电加热装置等加热单元将排出管加热至规定温度，使排出管内的熔融玻璃保持为对排出良好的粘度，在此状态下，从喷嘴的排出口排出。另外，在因喷嘴劣化或破损而更换喷嘴的情况、以及更换为不同口径的喷嘴而将喷嘴进行最优化的情况下，仅将喷嘴从排出管卸下而更换为新的喷嘴。由此，喷嘴的更换作业变得容易，并且在短时间内完成，因此能够对所制造的玻璃质量不产生影响、并且不停止玻璃制造装置地进行更换作业，因此玻璃的生产率提高。

另外，本发明优选，容纳于上述容器中的熔融玻璃或由上述输送管输送的熔融玻璃的温度为1350～1450℃，从上述排放管排出的熔融玻璃的温度为1200～1400℃，在将该熔融玻璃的粘度设为η[dPa·s]时，logη＝2时的上述熔融玻璃的温度超过1460℃且为1750℃以下。根据本发明，能够稳定地排出异质熔融玻璃。

另外，本发明的上述排出管优选为白金或白金合金制，厚度为0.3～2mm，长度为200～800mm，内径为20～80mm，由上述加热单元加热到1050～1350℃，上述喷嘴优选为白金或白金合金制，排出口的口径为3～70mm。根据本发明，能够稳定地排出异质熔融玻璃。

另外，本发明优选还在上述喷嘴上设置有加热单元。根据本发明，通过由加热单元将喷嘴加热到与排出管的温度相同程度，能够稳定地仅排出异质熔融玻璃。

另外，本发明的上述排出管优选装卸自如地与上述容器的底部或上述输送管的底部连接。根据本发明，在排出管破损时，能够容易更换新的排出管。

为了达到上述目的，本发明提供一种玻璃制造方法，其特征在于，使用本发明的玻璃制造装置来制造玻璃。由此，根据本发明的玻璃制造方法，能够实现所制造的玻璃的质量的提高以及生产率的提高。

发明效果

如上所说明，根据本发明的玻璃制造装置以及玻璃制造方法，将排放管的排出管和喷嘴设为分离结构，因此能够更换喷嘴，能够实现所制造的玻璃的质量的提高以及生产率的提高。

附图说明

图1是表示本发明的玻璃制造装置的实施方式的概略截面图。

图2是示意性地表示上游侧搅拌坩埚和排放管的构成的结构图。

图3是示意性地表示上游侧搅拌坩埚和排放管的构成的其他结构图。

图4是示意性地表示现有搅拌坩埚和排放管的构成的结构图。

附图标记说明

G：熔融玻璃；

10：减压脱泡装置；

14：减压脱泡槽；

16：上升管；

18：下降管；

20：熔解槽；

22：上游侧搅拌坩埚；

23：开口部；

24：下游侧搅拌坩埚；

26：浮法成形装置；

27：输送管；

36：上游侧搅拌器；

38：下游侧搅拌器；

40：排放管；

42：排出管；

44：喷嘴；

45：排出口；

46：电加热装置；

48：电加热装置。

具体实施方式

下面，按照附图说明本发明涉及的玻璃制造装置以及玻璃制造方法的优选实施方式。

图1是表示本发明的玻璃制造装置的实施方式的概略截面图。该玻璃制造装置由熔融玻璃原料而容纳熔融玻璃G的熔解槽20、和对熔融玻璃G进行加压脱泡处理而将熔融玻璃G中的气泡减压吸引的减压脱泡装置10构成。

此外，实施方式的玻璃原料为适合于LCD用玻璃基板的实质上不含有碱性金属氧化物的玻璃原料，但不限定于该玻璃原料，也可以为适合于PDP用玻璃基板的含有碱性金属氧化物的玻璃原料(钠钙玻璃)。

无碱玻璃的组成(通过质量百分率表示的组成)如下：SiO₂：50.0～66.0％、Al₂O₃：10.5～22.0％、B₂O₃：0～12.0％、MgO：0～8.0％、CaO：0～14.5％、SrO：0～24.0％、BaO：0～13.5％、MgO+CaO+SrO+BaO：9.0～29.5％，但该组成也只是一例。

熔解槽20是以利用燃烧燃料气体而获得的火焰的热或者利用电热而获得的约1500℃以上高温对玻璃原料进行熔融而容纳该熔融玻璃G的槽，配置于减压脱泡装置10的前段。在熔解槽20中，熔融玻璃G的液体表面被暴露于大气压中而形成自由表面。另外，溶液槽20由含有氧化锆的耐火物制砖构成。含有上述氧化锆的耐火物制砖是由在重量％下ZrO₂为85％以上97％以下且余部为以SiO₂为主体的玻璃质的热熔融耐火物构成。

减压脱泡装置10在被减压的减压脱泡槽14中进行熔融玻璃G的减压脱泡处理。该减压脱泡装置10由减压脱泡槽14、上升管16、下降管18构成。

上升管16的下端连接在与熔解槽20连通的上游侧搅拌坩埚22上，下降管18的下端连接在经由输送管27与浮法成形装置26连通的下游侧搅拌坩埚24上。

上游侧搅拌坩埚22是暂时容纳熔融气体G的容器。该上游侧搅拌坩埚22的上游经由输送管27与熔解槽20连接，下游经由输送管27与上升管16的下游连接。另一方面，下游侧搅拌坩埚24的上游经由输送管27与下降管18的下游连接，下游经由输送管27与浮法成形装置26连接。另外，用于搅拌向减压脱泡槽14供给的熔融玻璃G的上游侧搅拌器36浸渍于熔融玻璃G中而设置于上游侧搅拌坩埚22的内部。另外，用于搅拌从减压脱泡槽14排出的熔融玻璃G的下游侧搅拌器38浸渍于熔融玻璃G而设置于下游侧搅拌坩埚24的内部。

若将搅拌坩埚的上部空间设为氮气气氛，则白金制的搅拌坩埚内部不被氧化挥发，能够抑制由此产生的玻璃缺陷，因此优选。

上游侧搅拌器36以及下游侧搅拌器38具备转动自如的轴、以及螺旋状地卷绕于该轴上的叶片。

通过如上所述地构成的玻璃制造装置，通过以下的方法制造无碱玻璃。

首先，将实质上不含有碱性金属氧化物的玻璃原料连续投入到熔解槽20中，以1500～1650℃加热而进行熔解，作为熔融玻璃G。

接着，将熔融玻璃G通过上游侧搅拌坩埚22进行搅拌，通过减压脱泡槽14进行减压脱泡，通过下游侧搅拌坩埚24进行搅拌。

接着，在成形工序中，通过浮法等玻璃板成形方法成形为规定板厚，退火之后被切裁而制造成所期望大小的无碱玻璃。

在实施方式的玻璃装置中，在形成于上游侧搅拌坩埚22的底部的开口部23上设置有排放管40。该排放管40由排出管42和喷嘴44构成。

图2是示意性地表示上游侧搅拌坩埚22和排放管40的构成的结构图。根据该图，构成排放管40的排出管42具有电加热装置46，另外，喷嘴44装卸自如地设置在排出管42的下部。即，实施方式的排放管40中排出管42和喷嘴44为分离结构，喷嘴44相对于排出管42装卸自如地安装。

在通过排放管40排出积存在上游侧搅拌坩埚22底部的主要含有较多氧化锆的熔融玻璃的情况下，通过电加热装置46将排出管42加热到规定温度，使排出管42内的熔融玻璃G保持对排出良好的粘度，在此状态下从喷嘴44的排出口45沿箭头方向向外部排出。另外，在因喷嘴44劣化或破损而更换喷嘴44的情况以及更换为排出口45的口径不同的喷嘴44而最优化喷嘴44的情况下，仅将喷嘴44从排出管42卸下而更换为新的喷嘴44。

由此，喷嘴44的更换作业变得容易，并且短时间内完成，因此对所制造的玻璃板的质量不产生影响，并且，不停止玻璃制造装置就能够进行更换作业，因此，玻璃板的生产率提高。

对排出管42安装喷嘴44的结构可以例示为如下结构：在各连接部上形成凸缘42A、44A，在排出管42的凸缘42A上用耐火物(未图示)按压安装喷嘴44的凸缘44A。根据该安装结构，能够对排出管42简单地装卸喷嘴44。此外，即使在更换喷嘴44时停止玻璃制造装置的情况下，由于喷嘴44的更换作业容易，可在极短的停止时间内完成，因此不会降低玻璃板的生产率。

另外，在实施方式的玻璃制造装置中优选，容纳于上游侧搅拌坩埚22中的熔融玻璃G或者由输送管27输送的熔融玻璃G的温度为1350～1450℃，从排放管40排出的熔融玻璃G的温度为1200～1400℃。另外，在将熔融玻璃G的粘度设为η[dPa·s]时，logη＝2时的熔融玻璃G的温度优选超过1460℃且为1750℃以下。由此，能够将主要含有较多氧化锆的熔融玻璃G从排放管40的喷嘴44稳定地排出。

另外，实施方式的排出管42优选为白金或白金合金制，厚度为0.3～2mm，长度为200～800mm，内径为20～80mm，通过电加热装置46加热至1050～1350℃。另一方面，喷嘴44优选为白金或白金合金制且排出口45的口径为3～70mm。由此，能够仅将主要含有较多氧化锆的熔融玻璃G从排放管40的喷嘴44稳定地排出。此外，在排出管42中，也可以通过以下方法来构成，即，对耐火物制砖等耐火物形成与排出管42大致相同直径的贯通孔，对该贯通孔的内周面喷镀白金或白金合金而涂敷。

另外，如图3所示，也可以对喷嘴44设置电加热装置48(加热单元)。通过电加热装置48将喷嘴44加热到与排出管42的温度相同程度，来能够消除喷嘴44和熔融玻璃G的温度差，因此能够防止因该温度差而产生的喷嘴44的早期劣化、破损。

另外，喷嘴44的加热单元不限定于电加热装置48，也可以通过燃烧器(burner)加热。

再有，如图3所示，也可以将排出管42装卸自如地与上游侧搅拌坩埚22的底部连接。由此，在排出管42破损的情况下，能够容易更换新的排出管42。对上游侧搅拌坩埚22安装排出管42的结构可以例示如下的结构，即，在排出管42的连接部形成凸缘42B，将排出管42的凸缘42B用耐火物(未图示)按压而安装到与上游侧搅拌坩埚22的开口部23对应的底部。根据此安装结构，能够对上游侧搅拌坩埚22的底部简单地装卸排出管42。

此外，由排放管40排出的异质熔融玻璃G的排出量为每日约1～30吨。

此外，之后，排出的异质熔融玻璃G作为废玻璃(cullet)而确认组成、水分量，并能够回收利用为适合用途的玻璃。

在实施方式中，说明了在上游侧搅拌坩埚22设置实施方式的排放管40的例子，但排放管40的安装位置不限定于上游侧搅拌坩埚22，也可以为下游侧搅拌坩埚24，另外，在为自熔解槽20到浮法成形装置26的路径上设置的、输送熔融玻璃G的输送管27的情况下，也可以在该输送管(例如，从熔解槽20向上游侧搅拌坩埚22输送熔融玻璃G的输送管27以及/或者从下游侧搅拌坩埚24向浮法成形装置26输送熔融玻璃G的输送管27)的底部设置排放管40。

再有，若在熔解槽20和输送管27的接合部附近的熔解槽底部设置漏斗结构等而设置排放管40(未图示)，则更加有效。

此外，优选在熔解槽20和输送管27的接合部中的耐火物砖上设置白金或白金合金制的保护层(未图示)。

再有，优选在熔解槽20的侧壁设置用于在维修熔解槽等时引出熔融玻璃的引出口(未图示)。

从耐腐蚀性来讲，在这些熔解槽20、溶解槽底部的排放管周围、上述引出口周围的耐火物砖优选由85％～97重量％为ZrO₂、余部以SiO₂为主体的玻璃质耐火物砖构成。

另外，熔融玻璃G不限定于无碱玻璃，即使是碱性玻璃也可以适用实施方式的排放管40。即，对制造碱性玻璃制的PDP用玻璃基板的制造装置、碱性玻璃制的LCD用玻璃基板的制造装置，也可以使用实施方式的排放管40。

再有，玻璃板的制造方法不限定于浮法，也可以适用于其他制造方法，例如，再拽引法(Redraw)、流孔下引法(Slot Down Draw)、溢流下拉法(Overflow Down Draw)等。

参照特定的实施方式详细说明了本发明，对于本领域的技术人员而言在不脱离本发明的精神和范围的情况下能够追加各种变更、修改是显而易见的。

本发明基于2009年7月24日申请的日本专利申请2009-173509，其内容作为参考而援引于此。

产业利用性

根据本发明的玻璃制造装置以及玻璃制造方法，将排放管的排出管和喷嘴设为分离结构，因此能够更换喷嘴，能够实现所制造的玻璃的质量的提高以及生产率的提高。

Claims

1.一种玻璃制造装置，在暂时容纳熔融玻璃的容器的底部或输送熔融玻璃的输送管的底部设置有用于排出熔融玻璃的排放管，其特征在于，

上述排放管由排出管和喷嘴构成，其中，该排出管与上述容器的底部或上述输送管的底部连接，并且具有加热单元，该喷嘴装卸自如地设置在该排出管的下部。

2.根据权利要求1所述的玻璃制造装置，其特征在于，

容纳于上述容器中的熔融玻璃或由上述输送管输送的熔融玻璃的温度为1350～1450℃，从上述排放管排出的熔融玻璃的温度为1200～1400℃，在将上述熔融玻璃的粘度设为η[dPa·s]时，logη＝2时的该熔融玻璃的温度超过1460℃且为1750℃以下。

3.根据权利要求1或2所述的玻璃制造装置，其特征在于，

上述排出管为白金或白金合金制，厚度为0.3～2mm，长度为200～800mm，内径为20～80mm，由上述加热单元加热到1050～1350℃，

上述喷嘴为白金或白金合金制，排出口的口径为3～70mm。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的玻璃制造装置，其特征在于，还在上述喷嘴上设置有加热单元。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的玻璃制造装置，其特征在于，上述排出管装卸自如地与上述容器的底部或上述输送管的底部连接。

6.一种玻璃制造方法，其特征在于，使用权利要求1至5中的任一项所述的玻璃制造装置来制造玻璃。