TW201040115A - Apparatus and method for reducing gaseous inclusions in a glass - Google Patents

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TW201040115A TW099103881A TW99103881A TW201040115A TW 201040115 A TW201040115 A TW 201040115A TW 099103881 A TW099103881 A TW 099103881A TW 99103881 A TW99103881 A TW 99103881A TW 201040115 A TW201040115 A TW 201040115A
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Keisha Chantelle Ann Antoine
Megan Aurora Delamielleure
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Description

201040115 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於用以減少玻璃内之氣態雜質的玻璃製造 系統及方法。在具體實施例裡，玻璃製造系統及方法特別 適用於減少在高熔融溫度或高應力點玻璃像是用以作為平 ' 型面板顯示裝置内之玻璃基板裡的氣態雜質。 【先前技術】 0 像是液晶顯示器(LCD)的平型顯示裝置是由平型玻璃 基板或薄片所製造而成。LCD玻璃的傳統玻璃製造過程通 常是以在熔融高溫爐内熔融玻璃先質_饋送材料為開始 。在此熔融階段過程中所發生的反應會釋放出氣體，此氣 體在玻璃熔物裡構成氣泡。種物也可能是由饋送材料之粒 子間捕捉到的間隙空氣所產生。無論如何，這些氣泡和種 物(在此共集地稱為氣態雜質）必須予以移除藉此生產出高 品質玻璃。-般說來，移除氣態雜質是藉由將玻璃熔物加 〇以'1澄清”所完成。為明確起見，因熔融製程而形成的氣態 雜質，無論是由於反應產物或辦:氣體，在後文中亦可稱之 為”種物(Seed)V泡體(Blister)”或”氣泡⑽ble)"。 -種常見的朗祕物騎法即為触化學 理。在^澄清處辦，會將澄清則人於玻猶融物之 内像是藉由將其置人於供應材料裡。澄制是_種多價氧 化物材料，其在高溫處會被還原（失去氧)，而在低溫處列是 會被氧化（重新合併於氧）。然後，由澄清劍所釋放之氧氣 可擴散進入麵融製程過程中所形成的種物内而造成種物 3 201040115 成長&故可藉以提高種物的漂浮性，即上升至玻璃的表 B在此處氧體即釋離於熔融物。理想上，會希望澄清劑 3炫融製賴後處，即在錄的種物皆已形成之後才釋 ^氧，藉以提尚澄清劑的有效性。為此目的，雖可在熔融容 /肖除大3^{種物，然玻璃—般說來仍會在澄清容器中進 仃領外的澄清處理，其巾通常會增加玻魏融物的溫度而 超過溶融溫度。在澄清容器内的玻璃溶融物溫度提高會降 〇低_雜_數，㈣讓麵更f於上升至_的表面 處，同時多價氧化物澄清劑會將澄清氣體(氧氣)釋放於玻 璃炼融物藉財獅成長並且有祕進行勸移除製程。 —旦玻璃軸物隨澄清之後即可和冷卻域摔，然後 再經由業界已知之各種可利用形成方法的任何—者^形 為像是玻璃片。 許多傳統的玻璃製造製程是運用砷(桃霜）以作為澄清 W坤為許多已知最局溫澄清劑的其中一種，並且當力口入 〇於縣高溫爐(縣容II)之⑽熔融玻麟庫裡時，可供 在局溫處（即如高於145〇。〇自朗·物槪出仏。這 種南溫〇2釋放有助於在炫融階段過程中，並且尤其是在玻 璃生產的澄清階段過程中去除種物，同時可獲得大致上不 含氣態雜質的玻璃產品。 自環保觀麻言，會希望提供—種餅朗，並且尤其 是通常運祕製造LCD破躺醜點及應力點麵，無須使 用坤作為澄清劑的替代性方法。含坤化合物通常具有毒性 ，並且含狀玻璃的處理作業不僅會製造出處理成本昂貴 4 201040115 的廢棄物，同時在顯示裝置的使用壽命之後也會產生與顯 不裝置本身相關聯的棄放問題。然不幸地，相對於像是砷 的常用澄清劑，許多替代性澄清劑通常在一溫度處釋放出 較少量’及/或過低量，的氧氣，並且在調節製程的過程中再 吸收過度微少的〇2,故而對其等的澄清和氧氣再吸收能力 . 造成限制。從而，在玻璃生產製程的澄清階段過程中（亦即 玻璃位於澄清容器之内），澄清劑並無法產生足夠量值的氧 0 氣以便有效地澄清位在澄清容器之内的玻璃。因此，若能 尋得-種可供以減少玻翻之氣態雜質而又無須使用有毒 澄清劑的方式則為有利。 【發明内容】 在一項特點裡，本發明提供一種用以減少玻璃内之氣 i雜貝的方法，其中方法包含下列步驟：⑷在溶融容器内 將批次材料加熱藉以麵融溫度Tm下軸録玻璃，炫融 玻璃含有多價氧化物材料;⑹在耐火性管件中將溶融玻璃 〇冷卻冷卻溫度Tc，虫匕溫度低於TV射溶融玻璃維持在耐 火性管件之_定停駐時間；歧ω在澄清容n内將經冷 卻炫融玻璃加熱至澄清溫度Tf — Tm。 在本發明之另一項特點裡提供一種玻璃製造裝置，其 巾包含:⑷職容ii，其批次材料血在溫度τ'κ .處形成，融玻璃，其愧融玻璃含有多價氧化物材料;⑹ 耐火性官件，其接收嫁融玻璃並且將溶融玻璃冷卻至冷卻 溫度TC，此溫度低於Τμ，其中熔融玻璃維持在耐火性管件之 内預疋V駐時間，藉以減少溶融玻璃内之氣態雜質的體積， 5 201040115 @ kUn物種自氣態雜質移出而進人熔融玻璃，使得至 少一部份的氣態雜質崩解至炼融玻璃之中 ;以及(C)澄清容 為，其係經搞接於耐火性管件而將經冷卻熔融玻璃加熱至 澄清溫度Tf^Tm。 在另一項特點裡，本發明提供一種用以減少玻璃内之 * 氣祕質的方法，其中方法包含下列步驟:⑷在炼融容器 内將批次材料加熱藉以在、熔融溫度tm下形成溶融玻璃，溶 〇 融玻璃含有多價氧化物材料;⑹在澄清容器中將熔融玻璃 加熱至澄清溫度ΊΆΤμ;以及(e)在耐火性管件巾將熔融玻 璃自Tf冷卻S冷卻溫度Tc<T«，其中Tc是在約150(TC至1630 C的範圍内，其中熔融玻璃維持在耐火性管件之内至少約1 小時的預定停駐時間。 在本發明之另一項特點裡提供一種玻璃製造裝置，其 中包含：（a)熔融容器，其熔融批次材料並且在熔融溫度κ 處形成炼融玻璃，其中，熔融玻璃含有多價氧化物材料丨⑹ 〇 第一耐火性管件，其係經耦接於熔融容器而熔融玻璃經此 通過；（C)澄清容器，其係經耦接於第一管件而將經冷卻熔 融玻璃加熱至澄清溫度^^1;以及(d)第二耐火性管件， 其係經耦接於澄清容器，接收熔融玻璃並且將熔融玻璃冷 卻至冷卻溫度TKT»，其中Tc是在約1500。(：至163(rc的範圍 * 内’並且經冷卻熔融玻璃維持在第二耐火性管件之内至少 、”勺1小時的預疋停駐時間，藉以減少熔融玻璃内之氣態雜質 的體積，同時令氣體物種自氣態雜質移出而進入溶融玻璃， 使得至少一部份的氣態雜質崩解至熔融玻璃之中。 201040115 【實施方式】 下列詳細說明只作為列舉用途以及並不作為限制用途 ’所揭示制詳纟_節之細性實施例提供完全瞭解本發 明。不過，料熟知此技财贼胁本㈣簡示内容 、其瞭解本發明可實施於其他實施例而並不會脫離在此所揭 .示之細節。除此，已知的裝置，方法以及材料之說明加以省 略以避免模糊本發明之說明。最終，儘可能地相同的參考 數子表示相同的级件。 纟-般玻璃製造處理過程中，原始供應材料在高溫爐 (炼融器，溶融容器）中加熱以形成黏滯性質量，或玻璃溶融 物。高溫爐通常由耐火磚製造出，耐火磚她燒焦寶石，石夕 線石’錯石或其他耐火材料所構成。供應祕可藉由整批 處理加入炼融器，其中形成玻璃成份混合在一起以及以獨 立負載加人鱗融器内，或供應材料加以混合以及連續性 地=入至炫㈣。供應原料可包含碎玻璃。供應原料可經 ❹^溫爐結構巾開孔或稱加人魏㈣内，在整批處理 情況中經由使用推移棒，或在連續性地供料熔融器情況中 使用螺旋錄置加人。供應材料之種類及數量構成玻璃之 '批處理過㈣常使用於少量玻如及制於高溫 容量約為高達數頓，財大輯業化連、雜供料高溫爐 可容納超過1500頓玻璃，以及每天運送數百猶璃。 供應捕可在賴H帽由顧應原料上方—個或多 。固燃t器之燃料-氧氣火焰，藉由電流通過按裝於内部溶融 L板中雜之㈣流，或兩者進行域。高於壁板亦由 7 201040115 耐火碑所構成之頂部結構覆蓋熔融器以及在燃燒加熱高溫 爐中提供_燃燒之空間。在—些處理過程巾，供應原料 首先藉由燃料-氧氣火焰加以，供應材料開始熔融以及供應 原料之電阻開始降低。電細後通職紐料/熔融物混 合物以完成加熱處理過程。 在加熱處理過程中，供應材料之反應作用釋出多種氣 融物_成雜f，通f稱域泡或小氣泡。
t乳泡形成伽砂氣被她於供麟卿關之界面性 工，中’以及由耐火碑本身份解至溶融軸。構成小氣泡 =氣體包含〇2, C02, C0,⑷及N0任何-種或其混合物。其他 乳體亦可形成以及構成小氣泡。水份通常桃融處理過程 之副產物。 、、在熔融最初階段過程中，玻璃熔融物在熔融器内形成 泡珠塊。轉小氣泡被移除，其可運賴過朗形成操作 之其餘部份，最終變域結為最終賴產物以及在產物中 產^可看到之缺陷。在熔融物蘭處之絲可_溶融器 内汁板或橋狀物撇取騎祕·融物而避免。在溶融物 内大的小㈣上昇至綠物表面其巾包含於小氣泡内氣 體因而蛾融玻璃釋出。在關物中熱梯度產生之對流有 助於使炫㈣物均勻化。不過玻璃熔融物在炼融器中停留 間不夠難以去除較小的小氣泡。 ' 生* ;、、確大小去除，玻璃製造商通常彳細化學澄 /找理過程，其中澄清劑可包含於^、氣泡材料中。澄清劑之 澄清構件在於在溶融物中產生額外氣體(通常為氧氣）。澄 8 201040115 清氣體溶解進入熔融玻璃内以及擴散進入氣泡，促使氣泡成 長以及增加氣泡之浮力。 如先前說明’砷通常為As2〇s形式已使用許多年作為澄 清劑。As"5相信藉由在高溫下將砷由+5價狀態還原為+3 狀態，在大部份熔融完成後將達成無小氣泡玻璃。還原 • 釋出氧軋進入熔融物，其擴散為小氣泡，促使小氣泡成長及 上昇通過以及離開熔融物。砷具有其他優點有助於在玻璃 0 連續性玻璃冷卻，調節或成形狀態過程中藉由再吸收過剩 氧氣而去除殘留於玻璃中小氣泡。因而砷為效果良好的澄 清劑，以少量加入可製造出玻璃實質上不含氣體雜質。 非常不幸地，砷為毒性材料。相對於最終玻璃，在形成 物體使用壽命後，具有坤玻璃之處理導致廢物處理過程為 昂貴的以及產生棄置處理之問題。因而，在特定優先實施 例中，進行澄清使得祕㈣實不含祕，即最終玻 璃具有最多0. _莫耳比_。最優先地，不含祕刻意 G地使祕玻雜清作财。錢況下，最終玻璃通常具有 最多0. 005%莫耳比As2〇3, Λ由於存在於原料中及/或使用 來熔融原料之裝置污染所導致。 録氧化物(SbOO亦可使用作為坤之替代物，但是録化 ，學特針分接近和及具有料如㈣之_，例如廢棄 •物處置。除此，與使用祕或祕作為澄清劑作比較 Sb〇3會提高密度，提高熱膨脹係數，以及降低應變點。因 而，在特定優先實施例中，進行澄清作用使得最終玻璃實質 上不含祕，即最終玻璃具有最多0. 05%莫耳比祕。最 9 201040115 優先地，不含Sb2〇3刻意地使用於玻璃澄清作用中。在情況 下，最終玻璃通常具有最多〇. 〇〇5%莫耳比Sb2〇3，其由於存 在於原料中及/或使用來熔融原料之裝置污染所導致。 錫氧化物(Sn〇2)為另外一種澄清劑，其使用於玻璃製 造中。不過，雖然錫氧化物經歷與坤相同的氧化還原，在顯 .示器玻璃形成溫度下(大約1咖。〇錫氧化物濃度非常低（ 大約0. 2%重量比）限制加入原料内含量以及因而亦限制澄 0 ^可湘氧氣數量K在最終朗巾減濃度通常小 於或等於0.15%莫耳比。假如需要情況下，能夠單獨地使用 作用或合併其他澄清技。例如，錫澄清劑能夠與鹵 化物澄清劑例如漠澄清劑共同使用。其他可能的組合包含 非2制性之騎清劑加上硫酸鹽，硫化物，氧觸，Fe2〇3以 及含有鹵化物之化合物。美國第6468933號專利說明玻璃 形成處理過程，其採用祕以及含有_化物化合物之混合 物作為系統中澄清劑，_化物為氣化物形式(例如為Baci2 〇或⑸12)’而實質上不含砷及銻。同時，這些，或其他澄清 技術本身（或為組合情況）能夠加以使用而並不使用錫澄清 劑。 我們在解決澄清問題方面在此提出一種用以減少玻璃 内之氣態雜質，而無須使用像是砷和氧化銻之有毒澄清劑 的玻璃製造系統及方法之多項示範性具體實施例 。然而， 在此=說明之示範性玻璃製造系統及方法確能視需要而使 =有母澄清劑。方法廣義而言包含如下步驟：（a)在熔融容 器内將批次材料加祕以在縣溫度下形成熔融玻璃， 201040115 溶融玻璃含有多價氧化物材料（即如澄清劑）；⑹將澄清容 器内的熔融玻璃加熱至澄清溫度Tf或以及⑹在第一加 熱步驟之後或是在第二加熱步驟之後，在冷卻耐火性管件 中將絲玻璃冷卻至冷卻溫度Tc，此溫度低於Τϊ，其中炫融 玻璃維持在冷卻耐火性管件之内預定停駐時間，藉以減少 .溶融玻璃内之氣態雜質的體積，同時令氣體物種自氣態雜 貝移出而進入溶融玻璃，使得至少一部份的氣態雜質崩解 ❹至_玻狀t。方法包含兩項具體實關，其中在第一 具體實施例裡，冷卻敎性管件伽設置於㈣容器與澄 清容器之間，即如後文中參考圖卜3所討論者。方法之第二 具體實施例則是其中冷卻耐火性管件係經設置在澄清容器 的輸出處，即如後文中參考圖4_6所討論者。 參考圖1，其顯示出依據本發明實施例之範例性玻璃製 造系統100的示意圖，其使用融合處理過程以製造玻璃片122 。融合處理過程已說明於Dockerty之美國第333嶋號專 Ο利中。玻璃製造系統100包含稼融容器102(例如熔融器102 ’炫融高溫爐102)’新的冷卻而技性管件1〇4(冷卻对火性容 器104)，澄清容器1〇6,澄清器至授拌槽之連接管件1〇8，混 合容器110(例如擾拌槽110)，授拌槽至碗狀物連接管件112 •，傳送容器114(例如碗狀物！⑷，降流管件116，入口 118，以 及使用來職之形絲n 12G(例如融合管件12〇 )。通常，組件 104,106,1〇8,110,112,114,116 及 118 由銘或 芑有翻金屬例如鉑-姥’鈾_銀及其組合物製造出，但是其包 3其他耐火性金屬例如鉬，鈀，銖，鈕鈦，鎢及其合金所構 201040115 成。形成容器120通常由陶究或玻璃陶究耐火性材料所構 成。 —玻璃原料依據所需要破璃組成份特定配方以箭頭⑼ 所不供應至絲高溫爐1Q2。騎可錄模錢藉由連續 ‘性方法供應，以及可包含非限制性Si，Al，B，Mg，Ca，Zn，Sr或 • ^之氧化物。供應材料亦可由先前縣操作之碎玻璃。非 母!生夕知澄清劑，例如Sn〇2可包含於初始供應原料中，或隨 ❹後加人至縣玻璃126。可加以變化，在祕作為澄清劑之 情对，其並不需要將Sn〇2加入至供應材料内，由於熔融高 溫爐中電極材料通常由Sn〇2所構成，高溫爐包含電熱方 式加熱溶融。因而，相當數量Sn〇2經由電極逐漸碎裂力口入 至熔融物。供應材料可用傳統玻璃製造方法進行加熱。例 如，供應材料可利用位於供應材料表面上燃燒器作最初加 熱。一旦經由使用燃燒器達到適當的溫度，使得熔融物 電阻充伤地降低，電流因而藉由電極通過熔融玻璃丨26物體 〇 以在其中加熱熔融玻璃126。在任何情況下，原始供應材料 在熔融高溫爐102内加熱以及熔融以在熔融溫度1下（即如 1500 C-1650°C)形成熔融玻璃126。熔融溫度1可依據特 定的玻璃組成方式而變。對於顯示器玻璃而言，尤其是硬 ' 式玻璃（亦即具有高熔融溫度的玻璃），此溶融溫度可超過 1500 C，並且最好是高於1550°C;而對於一些玻璃來說此 溫度至少會是約1650°C。 根據本具體實施例，一旦熔融容器1〇2既已在熔融溫度 Tm下炼融原始供應材料以形成溶融玻璃126後，熔融玻璃 12 201040115 126即流入冷卻耐火性管件i〇4。冷卻耐火性管件i〇4係經 組態設定以將熔融玻璃126冷卻至冷卻溫度Tc，此溫度低於 熔融溫度Tm，並且確保熔融玻璃126維持於其内一段約10-30分鐘的預定停駐時間。在具體實施例裡，冷卻溫度1低 於熔融溫度Τϊ約l〇°C，其中熔融溫度Τ«是在約I500t到 - 1650°C的範圍内。除此Τιι能夠在下列一個範圍内：（幻約 1500°(：-1510°(：;〇))約1510它-1520。(：；（(〇約 1520。(：-1530 ^ C;(d)^ 1530〇C-1540〇C;(e)^ 1540〇C-1550〇C 1550 。(:-1560〇C;(g)約 1560t：-1570t：;(h)約 157(TC-158(TC; (i)約 1580〇C-1590°C;(j)約 159(TC-160(Tc;(j)約 160(TC -161〇C;(k)約 1610°C-1620t：;(l)約 162(TC-163(rc;(m) 約 1630°C-1640°C;以及(n)約 164{TC-165(TC。 在具體實施例裡，冷卻财火性管件l〇4具有一個或多個 冷卻鰭片128(位於熔融容器1〇2附近）以及選擇性的加熱構 件130(位於澄清谷器1〇6附近）。例如，加熱構件I%可含有 〇 電力來源132(即如電池132)，其係經連接至經纏繞於耐火 性管件104之一部份外部表面上的接線134,並且接線ι34内 的電流可加熱耐火性管件1〇4。冷卻耐火性管件1〇4可或無 須擁有對於炫融玻璃126的自由表面區域。此外，冷卻耐火 性管件1〇4可視需要令其一部份是位於熔融容器ι〇2及澄清 容器106的下方處。若冷卻耐火性管件1〇4具有一部份是位 於熔融谷器102及澄清容器1〇6的下方處，則如此可為有利， 理由是根據理想氣體定律PV=nRT，來自冷卻耐火性管件1〇4 上方處之熔融玻璃126的所另增上壓可藉由提高泡體内部 13 201040115 的壓力量值以有助於溶融玻璃126内之泡體的收縮。 藉由冷卻溶融玻璃126,冷卻耐火性管件1〇4可消除至 ;一部份的氣態雜質（種物，氣泡，泡體）而崩解進入熔融玻 璃126之内。在此無意依附於任何特定理論,據信當其内具 有氣泡的熔融玻璃126降溫時，氣泡大小會因兩項機制而收 • 縮。第一機制依據溫度，其依據理想氣體定律:PV=nRT;其 中壓力（Pa)，體積(m3)，氣體數量（莫耳數)，R=理想 0 氣體 $ 數，8· 314472m3 · Pa · Γ1 · mol—1，T=溫度(K)。 根據"理想氣體定律"，當溫度降低且所有其他因素皆 為固定時，關賴126内之各個氣泡的體積必彡貞成正比地 縮小。尤其，對於球體而言，由於冗r3,因此氣泡半徑 會按立方根而減少，即r=[4V/3;r ]1/3。 此外，Μ炼融玻璃126的溫度下降時，許多氣體的可溶 度曰增加。這些包括在炼融玻璃126内部之氣泡裡所發現 的典型氣體，包含〇2，C〇2及S〇2,然不限於此。而當氣泡内 ❹魏體物種的玻璃炫融物可溶度增加時，氣體物種即移離 氣泡並進人縣玻璃126内以減少氣泡_氣體量值，或令 為η。若所有其他因素皆為固定，則氣泡的體積將會與n的 減少成正比地縮減。有鑑於這兩項機制，溫度降低以及氣 =，_容之收縮會使得部份的較小氣泡收縮至就以能 量而言欲維持表面並非有利的關鍵半徑。然後這些氣泡將 會崩解進人炫融玻璃126,並獲·融玻璃126内的新氧氣 (澄清氣體)，藉以補充(再合併於)澄清劑且可在後續的澄 清製程過程中使用。冷卻步驟會耗費一些時間以使得較小 14 201040115 耽泡能夠朋解’故而在冷卻耐火性管件1G4巾需約1請分 鐘的停駐時間。然而，根據溶融玻璃126的溫度（且因而黏 滯係數)以及將溶融玻璃126維持在較低冷卻溫度Tc下的時 間而定，此停駐時間可為任何能夠讓足夠氧氣擴散進入炫 融玻璃126的時間量值（即如<10分鐘或是>30分鐘）。同時， 冷卻耐火g件104可配備有選擇性的加熱構件膽宜可 Ο 〇 用:姐融玻璃126進入澄清容器廳内之前先將縣玻璃 26的溫度提高至，或接近於澄清溫度（即如l64〇〇C)。 田在:些具體實施例裡，可將溶融玻璃126維持在冷卻留 持/JEL度範圍内’其方式為II由將冷卻耐火性管件1以（或a 卻=火性容H _域設絲足夠献㈣按—項特妓 率容納所翻接收之熔融玻璃126的體積，並且調理液體交 換，率以確舰融玻璃126的各鋪散體雜夠在留持溫 又範圍内體驗到完整的雜時間。由於留持時間可能會使 得_玻璃126冷卻至低於留持溫度範圍，因此最好是能夠 =有，於低調理留持的冷卻耐火性管件1〇4(無論究係傳輸 接管或留持庫箱）進行加熱。例如，傳輸連接管通常為耐 性，屬’像是翻或銘合金(即如_)，可藉由令電流通過 、、接官以直接地進行電性加熱。同樣地，可自適當金屬形 ^留持容ϋ，並且如前述般錢地精加熱。留持容器^ =有多個分別電極（即如錫質電極)並令電流通過炫融破璃 、6本身’或者可藉由像是-個或多個瓦斯火焰的外部來源 =煆燒"留持容器。如此，在留持時間的過程中可加熱熔 融破填126,然、至此僅為將玻触融物的溫度維持在留持溫 15 201040115 度範圍内所必要者，然後加熱熔融玻璃126以備妥進行澄清 製程。 / 一旦熔融玻璃126離開冷卻耐火性管件1〇4後，即進入 澄清谷器106並進行澄清製程，在此熔融玻璃126會被再加 熱至澄清溫度Tf，而此溫度至少如熔融溫度τΜ般高，且最好 . 是高於熔融溫度TM。一般說來，澄清容器1〇6會將熔融玻璃 126加熱至一澄清溫度Tf，此溫度是位在約“洲艽至 ❹的範圍内。當熔融玻璃126位於澄清溫度TF下時，此高溫可 令澄清劑釋放出氧氣(澄清氣體）。然後，由澄清劑所釋放 的氧氣(澄清氣體)可供運用於致使氣泡成長，並且移除熔 融玻璃126内所有或至少大部份的剩餘氣泡。藉由在澄清 製程之前先利用冷卻耐火性管件以令微小氣泡崩解這 意味著可減少在澄清製程過程中接收有限澄清氣體量值之 氣泡的總數量。如此則表示各個剩餘氣泡能夠成長為較大 ，並因而比起未在冷卻耐火性管件1〇4内先進行早先地移除 Q 微小氣泡之前所能者會更快速地上升。此外，由於在冷卻 耐火性管件104内所移除者為最小氣泡，因此在將澄清氣體 加入澄清谷器106内之前，平均氣泡大小會大於若未如此進 行者。故而位在澄清容器1〇β内之熔融玻璃126里的氣泡將 會基於兩項理由而為較大。首先，最小氣泡既經移除。其 - 次，可利用的澄清氣體會在較少數量的氣泡間劃分，因此可 供剩餘氣泡成長為較大尺寸。此為優於傳統製程的顯著改 善結果。 在澄清製程之後，熔融玻璃126經由澄清至授拌室體連 16 201040115 接管108流到混合容器ιι〇(即如攪拌室體11〇)以進行均質 化。接著，熔融玻璃126經由攪拌室體至碗狀物連接管112 机，傳送容器114(即如碗狀物。傳送容器經由降 流管116及注入口 118將熔融玻璃126傳送至形成容器12〇( 即如隔離連接管12G，縣連接管m)，藉以按如溶融玻璃 • 製作過程形成玻璃片122。 在熔融玻璃製作過程裡，熔融玻璃丨邡被導流至形成容 ◎ 器120(又稱為熔融連接管，隔離連接管，形成楔狀物)，在此 炫融玻璃126溢流出形成容器120的上方邊緣。然後溶融玻 璃126沿形成容器120上的收斂形成表面朝下流動，並且個 別液流沿收斂形成表面的頂點會合以形成玻璃片丨22。故 而既已接觸到收斂形成表面的熔融玻璃126會形成玻璃片 122的内部’然玻璃片122的表面則維持原來情況。即如前 述，可在美國專利第3338696及3682_號案文中尋獲有關 熔融玻璃形成方法及裝置的進一步詳細說明。熟諳本項技 〇 藝之人士應即此瞭解’根據本發明具體實施例，運用澄清容 器106及/或澄清步驟以製作玻璃片的各種類型玻璃製造系 統亦皆能併入且使用冷卻耐火性管件。 齡考圖2,此®係-流侧，其巾說雜據本發明具 體實施例用以減少玻璃内之氣態雜質的方法2〇〇之基本步 驟。自步驟202開始，將位於炼融容器1〇2内的批次材料加 熱藉以在熔融溫度Τ«下形成熔融玻璃ΐ2β，其中熔融玻璃 126含有多價氧化物材料(澄清劑）。在—項具體實施例裡， 溶融溫度Τμ是在約1500。(：至165(rc的範圍内。在步驟2〇4 17 201040115 中’熔融玻璃126在冷卻耐火性管件1〇4内冷卻至冷卻溫度
Tc，並經留持一段預定停駐時間。在一項具體實施例裡，溶' 融玻璃126被盡可《b地快速冷卻至冷卻溫度t，此溫度低於
Tm約10 C，然後經留持於溫度處或在相對微小的溫度範圍 内（即如150(TC至1550。〇—段預定停駐時間，此時間是在 約10分鐘至30分鐘間的範圍内。在步驟2〇6處，在澄清容器 106之内將經冷卻的熔融玻璃126加熱至澄清溫度Tf^Tm。 在具體實施例裡，澄清溫度Tf是在約1630¾至1720°C之間 U的範圍内。 參考圖3A-3D，其中顯示根據本發明具體實施例為測試 圖2所示方法所進行之實驗的結果之各種相#及圖片。 在這些實驗裡，糊貴金屬容器以將含有Sn〇2(澄清劑）的 批次材料加熱至1600t(TM)保持60分鐘藉以形成溶融玻璃 126(C〇rning Eagle XG玻璃）（步驟202)。然後再將耐火性 蓋子放置在貴金屬容ϋ的開口上，因崎於縣玻璃126並 〇無自由的表面區域。此項特別設定為其中貴金屬容器係運 作如冷卻耐火性管件1Q4,並且在此期融玻璃126進行 低溫調節步驟，同時在—項具體實施例裡會被麟於151〇 C(Tc)10分鐘，而在另一項具體實施例裡溶融玻璃126會被 留持於160(TC(T(：)10分鐘（步驟204)。之後舉升耐火性蓋 子以產生溶融玻璃126的自由表面區域，故而貴金屬容器現 運作為澄清容106,並且其中兩者實驗的熔融玻璃126都 會被加熱^ 分鐘(㈣2⑹。最後，令兩者實 驗的溶融玻璃126媳冷。圖3A及3β顯示多張相片，其中說明 201040115 當分別地Tc= 1510°c及Tcf160(TC時，調節溫度對於經熄冷 玻璃300a及300b内之泡體所產生的效果。第此及邪圖為其 中說明，當分別地Tc= 1510°C及Tc=160(TC所進行時，在經 媳冷玻璃300a及300b之47mrax63mmx4mm樣本禋泡體直徑(腿 )相對於垂直位置(mm)的圖式。總結地說，當tc=151(Tc而 -非1600°C時，調節步驟可獲以顯著地減少泡體計數，即自當 Tc=1600°C時的937個泡體/cm3下降至當k51〇〇c時的6. 5 〇 個泡體/cm3。同時，相較於經留持於T(F 16〇(rc下的經熄 冷玻璃300b，經留持於Tc= 15HTC下的經熄冷玻璃300a顯 似在澄清步驟過程中能夠更有效率地澄清，並且於其頂上 處具有較為微小的泡沫層。 現參考圖4,其中顯示根據本發明另一項具體實施例之 不範性玻璃製造系統400的示意圖，系統是利用熔融製程以 製作玻璃片422。示範性玻璃製造系統4〇〇含有熔融容器 402(即如溶融器402,熔融高溫爐4〇2)，熔融容器至澄清連 Q 接官404,澄清容器406,新的冷卻耐火性管件408(冷卻耐火 性容器408)，混合容器41〇(即如攪拌室體41〇)，攪拌室體至 碗狀物連接管412,傳送容器414(即如碗狀物414),降流管 416’注入口 418,以及用於形成玻璃片422的形成容器42〇( 即如融合管件)。-般說來，組件碰鐵權，41〇, 412 ，414, 416及418雖通常是由鈾或者像是麵，錄及其等組 合的含翻金所製作，㈣可含有其他的歌性性金屬，像 疋鉬’鈀，銖，钽，鈦，鎢或其等合金。形成容器42〇通常是由 陶竟或玻璃陶变耐火性性材料所製成。在本具體實施例裡 19 201040115 ，冷卻耐火性管件408(經顯示為具有自此所延伸的選擇性 冷卻鰭片409)係經設置於澄清容器406的輸出上，其與先前 實施例者相異之處為其中新冷卻耐火性管件1〇4係經設置 於熔融谷器102與冷卻耐火性管件ι〇4之間（比較圖1及4)。 玻璃原始材料係依據特定於所欲之玻璃組成方式的配 譜而按如箭頭424所示般供應至熔融高溫爐4〇2内。原始供 應材料可為按批次模式，或者透過連續方法，所供應，同時 ❹可包含Si，Al，B，Mg，Ca，Zn，Sr或Ba的氧化物，然不限於此。 供應材料亦可為來自於先前熔融作業的碎屑玻璃。無毒性 的多價澄清劑，像是Sn〇2,可為納入在初始供應材料之内， 或者為後續地增添至熔融玻璃426。或另者，在祕的情況 下，可能並不需要將Sn〇2增添至供應材料，因為在熔融高溫 爐裡併入有電性加熱熔融物的電極材料通常會含有Sn〇2。 因此，可透過電極的逐漸分解以將足夠的Sn〇2添入至熔融 玻璃426里。可藉由各式玻璃製作方法的任何一者以對供 〇 應材料進行加熱。例如，首先可藉由位在供應材料表面上 方的燃燒爐來加熱供應材料。一旦既已經由利用燃燒爐達 到適當溫度而使得縣玻璃426的電阻性足夠地低時，之後 即可藉由電極以令電流通過熔融玻璃426的本體，以自其内 對熔，玻璃426進行加熱。在任何情況下，原始供應材料在 •溶融尚溫爐102崎加熱並且炼融，藉以在溶融溫度 即如15GGC-1650C)形成溶融玻璃426。溶融溫度Tii可依 據特定的朗組成方式而變。對於顯示器玻柄言，尤其 疋硬式玻璃（亦即具有南炫融溫度的玻璃），此炼融溫度可 20 201040115 超過1500°C，並且最好是高於1550t：;而對於一些玻璃來說 至少會是約165(TC。 根據本具體實施例，一旦原始供應材料既已於熔融溫 度I下熔融後’會在澄清容器406内將熔融玻璃426加熱至 澄清溫度Tf，此溫度通常是高於熔融溫度τΜ。對於已在約 1600°C之溫度Τ»下熔融的玻璃而言，典型的ΔΤΐίΜ(=Τ]Γ_ΤΜ) 大約是20°C-50°C。然而，ΔΊν«的數值可為依照像是玻璃組 〇 成方式等因素而定。熔融玻璃426最好是維持在澄清溫度 Tf下至少約15分鐘。當熔融玻璃426位於澄清溫度tf下時， 此高溫會在澄清步驟裡，有時稱為"再沸騰"，令澄清劑釋放 氧氣。此反應係依照還原-氧化關係而出現。例如，二氧化 錫澄清劑的還原-氧化化學式如下：
Sn〇2 <—> SnO +1/2 〇2 (2) 當熔融玻璃426的溫度上升時，化學式（1)會被驅促向 右，減少錫質且釋放氧氣進入溶融玻璃426内。而溫度下降 〇 會驅促化學式向左，造成錫質氧化。其他的多價澄清劑亦 存在有類似的關係。此還原氧化關係亦關聯於本發明的第 —項具體實施例。 在澄清步驟中’澄清劑的高溫氧氣釋放可供利用，藉以 經由溶解氣體擴散進入氣泡内來協助氣泡成長 。氣泡上浮 至炫融玻璃426於澄清容器1〇6之内的自由表面處，在此這 些氣泡破裂並自溶融玻璃426排出其氣體。 一旦既已完成炫融玻璃426的澄清處理之後，熔融玻璃 426即流入冷卻耐火性管件4〇8並被冷卻至冷卻溫度Tc，此 21 201040115 Ο Ο 洫度低於澄清溫度(TF)，故而驅促化學式（2)向左，耗用熔 融玻璃426内的氧氣並且縮減氣泡大小。最終地，氣泡可收 縮至會自發性地崩解的大小。由於本發明的本項具體實施 例（以及先前的具體實施例）是仰賴於氣泡崩解，即不同於 逐離氣體，因此熔融自由表面並非必要，然若有所需要則可 出現在冷卻耐火性管件健内。圖5係一其中顯示模型化資 料的圖式，此圖表示，在初始地承受於等同溫度16〇〇它後， 當具有特定直徑之單-氣泡承受於各種不同溫度時發生崩 解所耗用的時間。此資料表示，當溫度下降時，具有較大初 始直位之氣泡出現崩解的時間會縮短。然而，相較於刪 C及140(TC而言’可在15耽下達到最大益處，亦即對於這 些模擬結果的最快速崩解時間。事實上，這些模擬結果顯 示，= 包雖在自溶融溫度降低至i侧。c的過程中崩解，然程 式非吊緩) 又基本上，這些模擬結果顯示，在初始高溫步驟 之後《又有g冷卻步驟雖可提供優點，然當溫度下降通過 某一門健時即如低於·。〇，優點即並非顯著。因此，較 佳的冷卻溫度Tc為位在自約15〇(rc至約·c的預定 溫度範_，更觀是在⑸此至·㈣。應瞭解告 ==度Te趨近於澄清溫度TpBf，效用性也會因溫度過低谭 在縣破璃426觸抵預定留持溫度範圍之後，炼融 426即維持麵定留持溫親_—段 是至少約45分鐘，且更佳地為至少约6G分鐘，的時間t 6〇分鐘的留持時間亦為可能，然必須針對所增加的處理時逾 22 201040115 間善加權衡。將熔融玻璃426留持於冷卻溫度1可讓多價 澄清劑能夠再吸收溶融玻璃426内所含的氧氣，藉以令大部 份即便並非全部於澄清步驟後仍然留存在熔融玻璃4沈之 内的氣泡崩解。而藉由氣泡表面張力可進一步促成氣泡崩 • 解，特別對於微小氣泡（即如具有約0. 005mm至約〇. 3咖間之 .直徑的氣泡）尤甚。 在其他具體實施例裡，當熔融玻璃426被維持在前述約 150(TC至約l63{rc之預定留持溫度範圍内的大致穩定溫度 處時可獲得最佳結果。換言之，位在選定溫度處並且可在 正負方向上僅改變數度，亦即Τΐω1<1±2^。即如在此所說 明中所使用者，TUd是代表留持溫度範圍之内的大致固定 溫度，而Tc則是用以標註留持溫度範圍。換言之，1。1(1為 Tc的子集合。即如前文所述，當1^1。1<1時，在留持週期過 程中的可容允溫度變異性會顯著地縮減。 一旦炼融玻璃426既已體驗到低溫留持Tc時炼融破璃 〇 426就會被導流至混合容器410(即如攪拌室體41〇)以進行 均質化。接著，熔融玻璃426經由攪拌室體至碗狀物連接管 412流到傳送容器414(即如碗狀物414)。傳送容器414經由 降流管416及注入口 418將熔融玻璃426傳送至形成容器42〇 ' (即如隔離連接管42〇,熔融連接管420)，藉以按如熔融玻璃 製作過程形成玻璃片422。應瞭解，當相較於冷卻耐火性管 件408時，組件410, 412, 414, 418及420並非熱性地帶。=即 ，在熔融玻璃426通過冷卻耐火性管件408之後，就以處理、、w 度而言，於熔融玻璃426的行流方向上會有穩定的退降藉以 23 201040115 避免任何熱性再沸騰或是新的氣泡產生。 在溶融玻璃製作過程裡，溶融玻璃426被導流至形成容 器420(又稱為熔融連接管，隔離連接管，形成楔狀物)，在此 溶融玻璃426溢流出形成容器420的上方邊緣。然後熔融玻 璃426沿开>成容器420上的收斂形成表面朝下流動，並且個 • 別液流沿收斂形成表面的頂點會合以形成玻璃片422。故 而既已接觸到收斂形成表面的熔融玻璃426會形成玻璃片 0 422的内部，然玻璃片422的表面則仍維持原來情況。即如 鈿述’可在美國專利第3, 338, 696及3, 682, 609號案文中尋 獲有關熔融玻璃形成方法及裝置的進一步詳細說明。熟諸 本項技藝之人士應即此瞭解，根據本發明具體實施例，運用 澄清容器406及/或澄清步驟以製作玻璃片的各種類型玻璃 製造系統亦皆能併入且使用新的冷卻耐火性管件408。 現參考圖6,此圖係一流程圖，其中說明根據本發明另 一項具體實施例用以減少玻璃内之氣態雜質的方法6〇〇之 Q 基本步驟。自步驟602開始，將位於熔融容器402内的批次 材料加熱藉以在溶融溫度Tm下形成溶融玻璃426,其中炼融 玻璃426含有多價氧化物材料(澄清劑）。在一項實施例裡， 溶融溫度Tm是在約1500°C與1650°C之間的範圍内。在步驟 604中，熔融玻璃426接著在澄清容器406内被加熱至澄清溫 度τν^Τί!。在一項具體實施例裡，澄清溫度Tf是在約163〇 °(：與n2(TC之間的範圍内。然後，在步驟606處，炼融玻璃 426在冷卻耐火性管件408内被從澄清溫度Tp冷卻至冷卻溫 度Tc’其中溶融玻璃426維持在冷卻耐火性管件log里一广 24 201040115 預定停駐時間。在-項具體實施例裡，冷卻溫度是在約 150(TC與1630t之間的範圍内，或經選定為與來自溶融破 璃426和來自現存氣泡之氧氣被澄清劑所吸收之速率為最 大值的溫度處相重合。在一項具體實施例裡，熔融玻璃· ,2駐於冷卻耐火性管件備内-段至少約H、時的預定停駐 0獨。應注意到，即如對於留持溫度般，停駐雜時間係至 少部份地基於消除更多氣泡與延展處理_之_取捨結 0 果而選疋。既已發現卜!、時的名目留持時間代表可接受的 妥協情況，财可依如獅崎作娜錄㈣留持時間。 1在-些具體實施例裡，可將熔融玻璃426轉在冷卻留 持酿度la® β，其对祕由將冷卻敎性管件權（或a 2火性容器備)鴻設定献夠地大以猶—項特定^ 里谷納所預期接收之溶融玻璃426的體積，並且調理液體交 換$率’以確保溶融玻璃426的各讎散體積能夠在留持溫 f軌圍峨驗取整的留持時間。由於料時間可能會使 〇贿^玻璃426冷卻至低於留持溫度範圍，因此最好是能夠 ΐ有助於低調理留持的冷卻耐火性管件408(無論究係傳輸 、接營或留持庫箱）進行加熱。例如，傳輸連接管通常為耐 、、性，屬，像是始或翻合金(即如雜)，可藉由令電流通過 2管以直接地進行電性加熱。同樣地，留持容器可為由 W金屬卿成，並如前述般麵加熱，留持容器可含有多 :二別電極（即如錫質電極)並令電流通過溶融玻璃很本 >”:者可藉由像疋—個或多個瓦斯火媳的外部來源以"瑕 、：留持容器。如此，在留持時間的過程中可加熱炼融玻璃 25 201040115 426’然至此僅為將玻璃熔融物的溫度維持在留持溫度範圍 内並且低於澄清溫度（亦即Tf)所必要者。 例如，雖為敘述之目的而既已採用熔融向下抽拉技術， 然本發明可適用於廣泛範圍的玻璃製作方法（即如浮動玻 •璃製程）。同樣地，在此所說明之示範性方法2〇〇及6〇〇並不 受限於製造液晶顯示器玻璃，或是必然地受限於高炫融溫 度玻璃。相似情況為，玻璃製造系統可實作冷卻财火性管 ◎ 件104是位於熔融容器與澄清容器之間，而另一冷卻耐火性 管件408則是位於澄清容器與混合容器之間。與此同時，前 述不同溫度地帶内的溫度及範圍皆屬示範性質，並且可依 照最終玻璃的所欲組成方式，以及批次或供應材料的玻璃 組成物而改變。 範例項目以及實施例包含： C1:一種用以減少玻璃内之氣態雜質的方法，該方法包含下 列步驟： 〇 在熔融谷器内將批次材料加熱藉以在炼融溫度τΜ下形成 熔融玻璃，熔融玻璃含有多價氧化物材料； 在耐火性管件中將熔融玻璃冷卻至冷卻溫度Tc，此溫度 低於Tli，其中熔融玻璃維持在耐火性管件之内預定停駐時 ' 間；以及 - 在澄清容器内將經冷卻熔融玻璃加熱至澄清溫度TFgTlJ。 C2:C1之方法，其中Tc約為小於Τκ HTC。 C3:C1或C2之方法，其中Τ«在約1500。(：及165(TC間之範圍内 ，以及TV在163(TC及172(TC間之範圍内。 26 201040115 C^C1-C4之任何一項之方法，其中炫融玻璃維持在耐火性 官=之内預定停駐時間，該停駐時間在1{)分鐘及加分鐘間 之威園内。 管件並不具有熔 C5:C1-C4之任何一項之方法，其中耐火性 融玻璃之自由表面。 C6:C1-C5之任何一項之方法其中冷卻步驟包含控制耐火 性管件之溫度。
C7.C1 C6之任何—項之方法其中耐火性管件包含至少一 個冷部鰭#由其中突以及耐火性管件具有加熱構件連接在 其中。 C8:a-C7之任何一項之方法，其中冷卻步驟更進一步包含: 減少熔融玻璃内之氣態雜質的體積；以及 、使氣體物種自氣態雜質移出而進入溶融玻璃，其中由於 減少步驟及移出步驟而導致至少一部份的氣態雜質崩解。 Cj^ci-C8之任何一項之方法其中第二加熱步驟包含由多 〇 價氧化物材料釋出澄清氣體至熔融玻璃，其中釋出之澄清 氣體使熔融玻璃中殘餘的氣態雜質尺寸增加，因而較大部 伤殘餘的氣態雜質由熔融玻璃去除大於至少部份氣態雜 貝崩解於熔融玻璃過程中並未進行冷卻步驟情況。 ' C10: 一種玻璃製造裝置，該裝置包含： 熔融容器，其熔融批次材料並且在熔融溫度Tm下形成熔 融玻璃，其中熔融玻璃含有多價氧化物材料； 耐火性管件，其耦合至熔融容器以及接收熔融玻璃並且 將炫融玻璃冷卻至冷卻溫度Te，此溫度低於tm，其中熔融玻 27 201040115 璃維持在耐火性管件之内預定停駐時間，藉以減少熔融玻 璃内之氣態雜質的體積，同時令氣體物種自氣態雜質移出 而進入熔融玻璃，使得至少一部份的氣態雜質崩解至熔融 玻璃之中；以及 ' 澄清谷裔，其係經耦接於耐火性管件而將經冷卻熔融玻 . 璃加熱至澄清溫度Ίν^Τ«。 C11:C10之裝置，其中Tc約為小於Tm 10°c。 C12:C1G或C11之裝置，其中Τκ在約·。€及165()t間之範 圍内，以及TV在1630°c及172(TC間之範圍内。 C13:ClG-a2之任何—項之裝置其巾騎玻璃轉在耐火 性管件之内預定停駐時間，該停駐時間在1〇分鐘及3〇分鐘 間之範圍内。 C14:C1G-G13之任何—項之裝置，其巾耐火蹄件並不具有 炼融玻璃之自由表面。 ~
C15:C10-C14之任何一項之裝置，其中财火性管件包含至少 -個冷卻鳍片由其中突以及耐火性管件具有加熱構件連接 ===礙其恤性管件峨融 的方法，該方法包含 C17:-種用以減少玻翻之氣態 下列步驟： 在縣容器内將批次材料加熱藉以在缝溫度L下形成 炫融玻璃，溶融朗含有讀氧化物材料. 在澄清容器帽炫融玻璃加熱至澄清溫度T咖;以及 28 201040115 在耐火性管件中將熔融玻璃自Tf冷卻至冷卻溫度ΤκΤμ， 其中Tc是在約i5〇〇t：至1630DC的範圍内，其中熔融玻璃維 持在耐火性管件之内至少約1小時的預定停駐時間。 C18X17之方法，其中熔融玻璃在耐火性管件之内預定停駐 時間過程中Tc實質上並未變化。 C19:C17或C18之方法，其中冷卻步驟更進一步包含： 減少熔融玻璃内之氣態雜質的體積；以及 ◎ 使氣體物種自氣態雜質移出而進入熔融玻璃，其中由於 減少步驟及移出步驟而導致至少一部份的氣態雜質崩解。 C20:—種玻璃製造裝置，該裝置包含： 熔融容器，其熔融批次材料並且在熔融溫度^下形成熔 融玻璃，其中熔融玻璃含有多價氧化物材料； 第耐火性管件，其係經搞接於溶融容器而炼融玻璃經 此通過； 澄清谷器，其係經耦接於第一管件而將經冷卻熔融玻璃 Q 加熱至澄清溫度TFgTM;以及 第二耐火性管件，其係經耦接於澄清容器，接收熔融玻璃 並且將熔融玻璃冷卻至冷卻溫度ΤΚΤ«,其中Tc是在約1500 C至1630 C的範圍内，並且經冷卻溶融玻璃維持在第二耐 ' 火性管件之内至少約1小時的預定停駐時間，藉以減少熔融 玻璃内之氣態雜質的體積，以及促使氣體物種自氣態雜質 移出而進入熔融玻璃，使得至少一部份的氣態雜質崩解至 炫融玻璃之中。 C21 :C20之裝置，其中炫融玻璃在财火性管件之内預定停駐 29 201040115 時間過程中Tc實質上並未變化。 雖然本發明在此已對特定實施例作說明，人們暸解這 些實施例只作為說明本發明原理以及應用。因而人們瞭解 列舉性實施例能夠作許多變化以及能夠設計出其他排列而 ， 並不會脫離下列申請專利範圍界定出本發明精神及原理。 ' 應該只受限於下列申請專利範圍。例如，雖然融合向下抽 拉技術已使用作為列舉目的，本發明亦適用於廣泛範圍之 〇 玻鄕造^法(例如浮式賴處S酿）。職地，在此所 揭示範讎方法200及_並不受限於製造液晶顯示玻璃， 或必需適用於高溶融溫度玻璃。同樣地，玻璃製造系統可’ 實施冷卻耐火性管件104位於溶融容器以及澄清容器之間 以及另-冷卻耐火性管件備位於澄清容如及混合容器 之間。除此’先前所說明不同溫度區域中溫度及範圍為範 例性以及絲終_所需要之喊份以及批讀料或供庶 材料之玻璃成份而加以變化。 八… ◎ 【附圖簡單說明】 當併同於隨附圖式時，可藉由參考下列詳細說明以更 完整地瞭解本發明。 圖1為根據本發明具體實施例之示範性玻璃製造系統 的侧視圖。 圖2為流糊，射_根據本發明具體實關用 少玻璃内之氣態雜質的方法之基本步驟。 圖3A-3D說明根據本發明具體實施例為測試圖2所示方 法所進行之實驗·果之各種邮及曲線。 30
201040115 圖4為根據本發明另一項具體實施例之示範性破璃製 造系統賴蝴； 圖5係顯示出表示具有特定直徑之單-氣泡在當承受 於各種不同溫料贿所需時卿所算得請之曲線。 圖6為流糊，其中說龍據本發明另—項具體實施例 用以減少玻翻之賴雜f的方法之基本步驟。 【主要元件符號說明】 玻璃製造系統1〇〇;熔融容器1〇2;耐火性管件1〇4; 澄清容器106;連接管件108;混合容n 11〇;連接管件ιΐ2 ;傳送容器（碗狀物）114;降流管116;入口 118;玻璃片 122;形成容if 12〇;玻翻122;箭頭124;縣玻璃126; 冷卻韓片128;加熱構件13〇;電力來源132;接線134; 玻璃製造系統400;熔融容器402;連接管404;澄清容器 406;耐火性管件408;混合容器410;連接管412;傳送容 器414;降流管416;注入口 418;形成容器420;玻璃片 422;減少玻璃内氣態雜質的方法2〇〇;加熱批次材料以在 T*·下·/成溶融玻璃202;將溶融玻璃冷卻至Τ〇以及維持預 定停駐時間204;加熱經冷卻熔融玻璃至tf 206;減少玻 璃内氣態雜質的方法200;加熱批次材料以在心下形成溶 融玻璃602;將熔融玻璃加熱至TF 604;冷卻熔融玻璃至1 以及維持預定停駐時間606。 31

Claims (1)

  1. 201040115 七、申請專利範圍 1. 一種用以減少玻璃内氣態雜質的方法該方法包含下列 步驟： 在熔融容器内將批次材料加熱藉以在熔融溫度Tlj下形成 熔融玻璃，熔融玻璃包含多價氧化物材料； 在耐火性管件内將熔融玻璃冷卻至冷卻溫度Te，此溫度 低於Tn，其中熔融玻璃維持在耐火性管件之内預定停駐時 間；以及 0 在澄清容器内將經冷卻熔融玻璃加熱至澄清溫度。 2. 依據申晴專利範圍第1項之方法，其中tc小於約1 〇°c。 3. 依據申請專利範圍第1項之方法，其中Τη在約150(TC及 1650°C間之範圍内以及1在i63(TC及172(rc間之範圍内。 4. 依據申凊專利範圍第1項之方法，其中炫融玻璃維持在耐 火性管件之内預定停駐時間在10分鐘以及30分鐘間之範圍 内。 〇 5.依據申請專利範圍第1項之方法，其中耐火性管件内熔融 玻璃並不具有自由表面。 6. 依據申請專利範圍第1項之方法，其中冷卻步驟包含控制 耐火性管件之溫度。 7. 依據申請專利範圍第1項之方法，其中耐火性管件包含至 少一個冷卻鰭片由其中突以及耐火性管件具有加熱構件連 接在其中。 8. 依據申請專利範圍第1項之方法，其中冷卻步驟更進一步 包含： 32 201040115 =融玻璃内之氣態雜質的體積;以及 減少步驟及移出步驟而導=進入炫融玻璃，其中由於 由多價氧化物材料釋出、、==法，其中第二加熱步驟包含 澄清氣體使二==玻璃，其中釋出之 女却yv、 戈餘的軋態雜質尺寸增加，因而較 Ο Ο 雜;餘的氣態雜質由熔融玻璃去除大於至少部份氣態 =質明解雌融賴触+絲進行冷卻轉之情況。 —種玻璃製造裝置，該裝置包含： s炫融各為，其溶融批次材料並且在炫融溫度Tm下形成熔 融破璃，其中溶融玻璃含有多價氧化物材料； 耐火性官件，其麵合至溶融容器以及接收熔融玻璃並且 將炫融玻齡卻至料卩溫度Te，此溫度低於TM，其巾溶融玻 璃維持在耐火性管件之内預定停駐時間藉以減少溶融玻璃 内之氣fe雜質的體積，同時令氣體物種自氣態雜質移出而 進入熔融玻璃，使得至少一部份的氣態雜質崩解至熔融玻 璃之中；以及 澄清容器，其係經耦接於耐火性管件以及將經冷卻溶融 玻璃加熱至澄清溫度TV2T··。 11.依據申請專利範圍第10項之裝置，其中Tc為小於Tm約10 12. 依據申請專利範圍第10項之裝置，其中Τίί在約1500°C及 1650°C間之範圍内，以及TV在163(TC及1720°C間之範圍内。 13. 依據申請專利範圍第10項之裝置，其中熔融玻璃維持在 33 201040115 10分鐘及30分鐘間之範圍 内 14.依 耐火I·生官件之喃定停駐時間在 具有熔融讀置，其切纽管件並不 15.依據中請專利範圍第 管件具有加熱構件 至少-個冷魏片由其中突敎性管件包含 連接在其中。
    16.依據申請專利範圍第1〇項之裝置， 熔融容器以及澄清容器下方。 ， 其中耐火性管件位於 的方法，該方法包含下 17· 一種用以減少玻璃内之氣態雜質 列步驟： ' 在溶融谷㈣祕次材料加熱藉以在縣溫度％下形成 熔融玻璃，熔融玻璃含有多價氧化物材料；
    在澄清谷益中將熔融玻璃加熱至澄清溫度以及 在耐火性管件中將溶融玻璃自tf冷卻至冷卻溫度tc〈tm， 其中TC是在約15(TC至·。C的範_，其愤融玻璃維 持在耐火性管件之内至少約1小時的預定停駐時間。 18.依據申請專利範圍第17項之方法，其中熔融玻璃在耐火 性管件之内預定停駐時間過程中Tc實質上並未變化。 19.依據申請專利範圍第17項之方法，其中冷卻步驟更進一 步包含： 減少熔融玻璃内之氣態雜質的體積；以及 使氣體物種自氣態雜質移出而進入溶融玻璃，其中由於 減少步驟及移出步驟而導致至少一部份的氣態雜質崩解。 34 201040115 20. —種玻璃製造裝置，該裝置包含： 谷器，其熔融批次材料並且在炫融溫度A下形成熔 融玻璃，其中溶融玻璃含有多價氧化物材料； 第耐火性官件，其係經轉接於炫融容器而縣玻璃經 • 此通過； 澄清⑽，其係_接於第―管件㈣經冷卻熔融玻璃 加熱至澄清溫度Tf^Tm;以及 〇、第—耐火性官件，其係經_於澄清容器，接收溶融玻璃 並且將熔融玻璃冷卻至冷卻溫度TKTM,其中Tc是在約1500 C至1630 C的範圍内，並且經冷卻熔融玻璃維持在第二耐 火性管件之内至少約丨小時的預定停駐時間，藉以減少炼融 破璃内之氣祕質賴積，以及促使氣體物種自氣態雜質 移出而進入熔融玻璃，使得至少一部份的氣態雜質崩解至 ‘熔融玻璃之中。 21. 依據申睛專利範圍第2〇項之裝置，其中炼融玻璃在而才火 〇 性管件之内預定停駐時間過程中Tc實質上並未變化。 35
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