TW201429886A - 用於製造薄膜電晶體玻璃之裝料及其製造方法 - Google Patents

用於製造薄膜電晶體玻璃之裝料及其製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種裝料及其製造方法，其中該裝料包含具有預選百分比之至少三個相異礦物質原材料，該裝料可藉由加熱至至少1,200℃之一溫度轉變為鋁矽酸鹽玻璃產品且為一群結構穩定之個別珠，其中該等珠之各者係藉由一部分燒結處理而製造為非易碎之該至少三個相異礦物質原材料之一複合物，該珠群之各珠含有該至少三個相異礦物質原材料之研磨粒子與分級粒子之一均質混合物，其中該等粒子具有小於30微米之一受控最大粒徑且依該等預選百分比混合於該等珠之各者中。

Description

用於製造薄膜電晶體玻璃之裝料及其製造方法
本發明係關於製造鋁矽酸鹽玻璃(諸如薄膜電晶體(TFT)/液晶顯示器(LCD)玻璃，一「特殊玻璃」)，且更特定言之，本發明係關於一種用於製造此特殊玻璃之新穎裝料。本申請案主張2013年1月17日申請之臨時專利申請案第61/753,643號(RVS-36467供吾人參考)之優先權，該案以引用的方式併入本文中。
歸因於所需完成玻璃化學品之特性(諸如高黏度及高熔化溫度)，用於包含薄膜電晶體(TFT)電視面板及觸控螢幕器件(智慧型手機、平板電腦等等)之各種顯示器件中之含低鹼高氧化鋁之玻璃在熔化及精煉之製造期間需要高能量輸入。傳統玻璃配料方法涉及：使個別組分在引入至熔爐之前乾燥混合。存在與此配料相關聯之一些問題及限制，如以引用的方式併入本文中之Carty 7,937,969及Carty 7,260,960中所描述。熔爐內之配料分離導致低效率且不完全之熔化。
歸因於較低鹼含量及較高氧化鋁含量，由技術顯示玻璃產品所需之化學組合物放大習知玻璃配料方法之問題。因此，關鍵在於：在不改變所指定之化學組合物之情況下改良熔爐中之熔化處理及精煉處理。達成更高效率之一可能性為變更玻璃配料之形式，使得反應性之程度被增加，諸如增加材料之比表面積。然而，歸因於熔爐內引起之損耗及問題，配料之粒子分級相當受限且太精細之分級引起諸多問題 且傾向於在熔化期間變為氣載。原材料之較精細粒子分級亦引起將更多夾帶空氣引入至熔爐中以導致從熔化玻璃移除氣泡之額外精煉。
[概述]
本發明之一目的為藉由增強反應性且改良供給至熔爐中之配料之形式而增加玻璃配料原材料(尤其針對低鹼高氧化鋁玻璃)之熔化效率。本發明藉由將配料之組分碾磨至用於更大比表面積及反應性之一更精細粒子分級而達成更高熱效率。根據完成玻璃化學規格之需要，按比例摻合此等精細配料組分。摻合精細配料被一起磨成漿，較好地混合為一均質懸浮物，且進行噴霧乾燥。此處理產生由各種精細粒子之一結塊組成之小型乾燥珠。接著，在一窯中燒結此等噴霧乾燥珠以達成結構完整性，使得珠不會因正常處置及混合(如一玻璃製程所遭遇)而破碎。本發明之一態樣為原材料之新穎分級，使得原材料粒子具有小於30微米(「精細」粒子)且較佳地小於20微米(此為「超細」粉末或粒子之一常見定義)之一最大粒徑D99。較佳最大粒徑係3微米至20微米之D99。
此等燒結珠係不含助熔劑之玻璃配料混合物之粒狀均質粒子，其等歸因於珠之粒狀分級及高度圓形(無角)形狀而具有一低比表面積。此改良形式之玻璃配料原材料以若干方式促進熔爐中之更大熱效率：
1.較低表面積使引入至熔爐中之夾帶空氣最小化且因此降低所需之精煉量(歸因於熔化玻璃中之殘存氣體)。在熔爐中以更少時間達成可接受玻璃品質意味著需要更少能量。
2.噴霧乾燥珠由比習知分級之玻璃原材料更具熱反應性之個別精細粒子組成以改良初始熔化效能且減少能量輸入。
3.更耐火配料組分(二氧化矽、氧化鋁)與更不耐火碳酸鹽組分 (石灰石、白雲石)之密切接觸改良矽石及礬土之熔化效能以及使熔爐中之非所要分離之可能性最小化以導致完成玻璃之不完全熔化及缺陷。
較佳地，配料珠在引入至熔爐之前與助熔劑(諸如硼酸)摻合且以一自由流動之無塵方式處置。或者，作為一替代例，可將助熔劑引入至珠中。
[本發明之敘述]
本發明係關於製造高品質玻璃產品(諸如薄膜電晶體(TFT)玻璃)之一改良方案。此改良方案涉及：在不改變或不影響生產此類型之高品質玻璃中所涉及之資本設備之情況下改變熔化處理中所使用之裝料之結構。
根據本發明，配製一種新裝料。此新裝料包含具有或不具有用於使該裝料熔化所需之助熔劑之至少三個相異原材料，諸如矽石、礬土、白雲石、石灰石等等。此等原材料依預選百分比包含於該新裝料中。裝料藉由加熱至大體上高於1,500℃之一溫度而轉變為鋁矽酸鹽玻璃產品。本發明係關於一種結構穩定之個別珠群(術語「珠」並不定義一技術形狀，而是定義具有一大體上平滑表面之一大體上呈圓形之主體)。該等珠之各者係製造玻璃所需之原材料之一複合物。該等珠藉由一部分燒結處理而製造為非易碎。本發明之各珠包含組成該裝料之該三個或三個以上相異礦物質原材料之研磨粒子與分級粒子之一均質混合物。該等粒子具有一受控最大粒徑且依製造最終玻璃所需之預選百分比混合於該等珠之各者中。因此，本發明涉及：由該等所需礦物質原材料質形成個別珠，該等礦物質原材料用於製造採用將該等粒子分級為一精細或超細粒徑之獨特概念之本發明之特殊玻璃。該等粒子具有一受控最大粒徑。在形成該等珠之後，該等珠經部分燒結使得其等變穩定或經穩定化以在製造玻璃產品之設施中進行運輸及處 置。因此，本發明之裝料僅僅將既有原材料重新封裝為一可控結構，該結構已發現優點，一些優點上文已解釋且一些優點將下文加以解釋。本發明係關於形成此新裝料以製造形成為用於電視及其他薄螢幕器件中之顯示薄板類型之高品質玻璃。
本發明之一主要態樣為提供一種用於製造鋁矽酸鹽玻璃(諸如TFT玻璃)之裝料。廣泛而言，使在最終玻璃產品中具有預選百分比之玻璃熔體之礦物質原材料形成為一漿液且使此漿液形成為藉由部分燒結而穩定化之一群個別珠。此裝料已導致製造玻璃中之諸多優點。
在製造本發明之後，本發明之一進一步態樣經發展以滿足異常狀況，其中一特定客戶期望使用具有本發明之全部諸多優點之本發明之新穎珠概念，且亦希望添加一獨特之不同或甚至秘密礦物質原材料以在熔化設施中產生最終「裝料」。修改本發明之廣泛定義以適應此異常商業需求。在此修改方案中，新穎之結構穩定珠併入最終熔體之裝料之礦物質原材料之「至少三者」。此等「至少三個」礦物質原材料之重量百分比取決於最終熔體之裝料中之此等原材料之預選百分比，如由特定鋁矽酸鹽玻璃產品之規格所指定。
使用本發明之此修改定義，當該修改定義之「至少三個」礦物質原材料實際上為「裝料」之「全部」若干礦物質原材料時，產生如第一定義之一「最終」裝料珠。因此，藉由此修改定義，當一客戶不期望在製造場所添加礦物質原材料且珠係「裝料」時，採用本發明之主要態樣。因此，此修改定義僅促進一特定客戶需求，同時仍定義本發明之新穎珠。本發明之又一態樣係關於助熔劑，諸如硼酸。新穎珠(遵循為「裝料」之珠之主要定義或可略微小於最終裝料之一珠之修改定義)可在不影響由具有精細或超細原材料粉末之結構穩定珠實現之諸多優點之情況下併入助熔劑。
總言之，「裝料」係用於製造「特殊」玻璃之熔化處理中之全部 「礦物質」原材料。通常，在熔化設施中將所需助熔劑添加至裝料。除「裝料」之外，亦可由一客戶將其他材料添加至裝料以修改玻璃或其熔化參數。
根據本發明之一態樣，裝料中之原材料之最大粒徑經控制以小於20微米且較佳地在3微米至20微米之D99範圍內。藉由使用形成構成本發明之珠之此等超細粒子，熔化或熔解處理之相互作用增強且有效率，使得珠之穩定化被促進。根據本發明之另一態樣，包括本發明之裝料之各種珠之有效直徑大體上小於500微米且較佳地在50微米至200微米之範圍內。根據本發明之進一步態樣，珠之有效直徑具有一受控最大值，且具有或沒有一受控最小值。
本發明之其他態樣涉及：將用於形成本發明之穩定珠之礦物質原材料之各者研磨為精細粉末。實際上，該等粉末之粒子具有本質上相同之最大粒徑。如上文所定義，此最大粒徑小於30微米且較佳地小於20微米。其實，若使用D99粒徑，則其較佳地在3微米至20微米之範圍內。構成新穎珠之裝料具有大於10%礬土且較佳地在10%礬土至25%礬土之範圍內之一含量。此外，珠具有圓度大於0.8之一表面平滑度。
對根據本發明所形成之珠執行之一部分燒結處理引起珠內之原材料形成為20%至60%範圍內之非晶質含量。使用顯著低於用於製造玻璃之溫度且在短時間(諸如5分鐘至25分鐘)內實際上在900℃至1,200℃範圍內之一燒結溫度。
即使本發明之主要態樣係關於新穎裝料本身或新穎部分裝料，但本發明之另一態樣係關於製造用於產生一玻璃產品(如上文所定義)之此裝料之方法。根據此方法，提供用於形成該玻璃產品之原材料且將其研磨為粒子。此等研磨粒子或粉末經個別分級或一起作為一粉末混合物，使得原材料之各者具有小於30微米且較佳地小於20微米之一 受控D99最大粒徑。較佳地，該受控最大粒徑係在3微米至20微米之範圍內。將原材料粉末摻合為一預選百分比以製造所要最終玻璃產品。就此而言，依取決於製造最終產品所需之百分比之一預定百分比混合經細分之分級原材料粒子或粉末。較佳地，由經調整以形成具有所要有效直徑之珠之一標準噴霧乾燥器使摻合粒子形成為一群個別珠。因此，各珠含有具有預選百分比之原材料；然而，迄今所描述之此等珠尚未構成本發明。此等珠結構不穩定且無法被有效地運輸及處置。本發明之一態樣係關於原材料之新穎分級，使得原材料粒子具有小於30微米(「精細」粒子)且較佳地小於20微米之一最大粒徑D99或具有3微米至20微米範圍內(其係「超細」粉末或粒子之一常見定義)之D99粒徑。不穩定珠將為本發明之對立面。使珠穩定化之進一步操作完成本發明。小粒子珠之穩定化涉及：在非常短時間內於一低溫處所執行之一部分燒結處理。因此，珠在隨後之堆積、處置、運輸及混合中結構穩定。珠穩定化係本發明之一關鍵態樣且容許本發明之珠用作為用於隨後熔化為所要玻璃產品之裝料。因此，本發明涉及：控制各種細分原材料之粒徑；及使由此等經處理之原材料形成之珠穩定化。組合此兩個操作係新穎的且構成本發明之態樣。
如上文所定義，用於形成新穎裝料之方法包括：製造一群穩定珠，該等珠之各者具有最終玻璃之原材料調配物且具有用於分佈及隨後熔解及熔化且在熔化處理中不夾帶氣泡及其他不利概念之精細或超細粒徑。
此方法涉及：部分燒結大體上由一噴霧乾燥器形成且具有有效直徑(其較佳地在50微米至200微米之大體範圍內，但小於500微米)之珠。珠具有20%至60%範圍內之一非晶質含量。本發明之摻合處理涉及製造由非常精細之粒子形成之粉末之一漿液，而珠形成程序涉及(諸如)由一噴霧乾燥器執行之一乾燥處理。
在10分鐘至20分鐘之較佳範圍內及5分鐘至25分鐘之一實際範圍內之時間內於900℃至1,200℃之大體範圍內之一溫度處完成部分燒結。此容許個別穩定珠中之一非晶相構成20%至60%之燒結珠群。燒結使珠穩定化為可被運輸、被處理、被處置及形成為具有10%至25%之一礬土含量之特殊玻璃(諸如TFT玻璃)之個別主體。
在較佳實踐中，將全部礦物質原材料摻合為「穩定珠群」或「裝料」之穩定珠。通常在熔化設施中添加助熔劑(諸如硼酸)。在一替代處理中，已將助熔劑添加至穩定珠。在另一修改方案中，並非將全部原材料化合為穩定珠。將礦物質原材料之至少三者處理為穩定珠且客戶在熔化處理期間添加最終礦物質原材料及/或其他組分(諸如助熔劑)。本發明之此等變動仍使用形成具有若干礦物質原材料之較佳超細粒子接著較佳地藉由部分燒結而使珠穩定化之新穎概念。
作為本發明之一元素，「珠群」之穩定複合珠中之粉末具有一最大粒徑限制。有時將此最大粒徑稱作「受控」，此僅意味著其有意被實現；然而，即使在一些實施例中粉末「受控」於一分級處理，但該術語並不意味著粉末被獨立分級。
本發明之方法在摻合及形成珠或原材料依預選百分比混合於一漿液中且接著濕磨為一漿液以同時減少全部所含原材料之粒子之粒徑之前研磨及分級珠之原材料組分。當使用最大粒徑時，其大體上係指D99粒徑；然而，一些來源將粉末之「最大粒徑」定義為D99.9或甚至D100。
本發明之此敘述定義用於製造裝料之新穎珠之一般技術，使得裝料具有若干優點，諸如更少能量成本及更快更平穩之熔化轉變、更少氣泡及更低處置時間及成本。
[目的及優點]
本發明之主要目的為改良用於製造高鋁玻璃(諸如用於顯示器件 之薄膜電晶體)之既有處理。該改良方案涉及：在不改變資本設備或不修改製造最終產品所需之設備之情況下重新封裝用作為熔化處理之一裝料之原材料。本發明之新裝料概念容許諸多優點，諸如更低熱能需求、更快熔化及更少夾帶有害物質(諸如氣泡)。隨後，即使製造新穎裝料在某種程度上會更昂貴，但就總成本而言熔化處理實質上更便宜。
本發明之又一目的為提供一種用於製造高品質玻璃之新穎裝料，該裝料呈(諸如)由一噴霧乾燥器製造之分離主體。該等主體係獨特的，此係因為其等具有各礦物質原材料之粒子之受控最大粒徑。此外，使該等主體形成為定義為穩定珠之穩定結構，使得其等在加熱處理中之運輸及處置期間保持其等之形狀，同時在將裝料轉換為一最終玻璃產品之最終熔化處理期間顯著影響轉變階段之時間及能量需求。
本發明之一進一步態樣係關於TFT技術之一修改方案，使得資本設備不被修改，但裝料經修改以減少總加熱成本、混合程序成本及熔化時間。藉由使用本發明，裝料熔化更快且夾帶更少氣泡，諸如由疏鬆原材料或不具有結構完整性之原材料將氣泡拖曳至處理中。本發明之又一目的為控制構成本發明之基本態樣之新穎珠之有效直徑。有效直徑由噴霧乾燥器調整且可藉由執行穩定珠之一頂切或一底切而進一步分級。
本發明之又一目的為提供一種用於製造一玻璃(諸如TFT玻璃)之新穎裝料，此擴展可用於包含替代原材料(諸如三水合鋁(ATH))之原材料之類型。
本發明之一進一步目的為提供構成一群穩定珠之新穎裝料，該等珠各由具有受控最大粒徑之細分原材料粉末形成，該等珠經部分燒結以將矽石本質上改變為一部分非晶狀態且容許助熔劑(諸如呈硼酸形式之硼)與珠反應，使得更好地促進裝料之熔化。本發明之又一目 的為藉由將原材料研磨至受控最大粒徑使得在原材料中形成粒子之回收率更高而製造新穎穩定珠。
由非常小或精細之粒子(如本發明中所使用)增強熔化處理中之轉變及熔解。然而，因為精細粒子易於藉由內部電流而氣載，所以已避免將此等精細粒子引入至熔體中。小粒子單獨反應，且有時損害爐襯且在熔化期間引起諸多其他問題。因為本發明之新穎珠穩定化特徵，所以實現藉由使用精細或較佳地超細粒子而獲得之優點。可藉由使珠穩定化而將精細且較佳地超細粒子引入至熔體中，不會有疏鬆之非常小粒子之已知問題。初始加熱作為單元之個別珠以引起粒子間熔解，同時使粒子保持彼此密切接觸。阻止該等粒子作為個別精細粒子自由無限制移動。因此，本發明極大地改良既有玻璃熔化處理。
熟悉此項技術者將在閱讀結合附圖之本發明之【實施方式】之後明白本發明之此等及其他目的、態樣、特徵及優點，下一章節中描述該等圖式。
10‧‧‧粒子
12‧‧‧粒子
14‧‧‧粒子
16‧‧‧粒子
20‧‧‧非晶相
100‧‧‧標準加熱程序或處理/熔化處理
110‧‧‧裝料
120‧‧‧方塊
130‧‧‧方塊
140‧‧‧方塊
150‧‧‧全部熔體
160‧‧‧方塊
170‧‧‧操作
200‧‧‧程序
210‧‧‧原材料
212‧‧‧步驟
220‧‧‧原材料
222‧‧‧步驟
230‧‧‧原材料
232‧‧‧步驟
240‧‧‧漿液器件
250‧‧‧方塊
260‧‧‧形成操作
270‧‧‧方塊
280‧‧‧方塊
290‧‧‧方塊
300‧‧‧方法
310‧‧‧矽石
320‧‧‧氧化鋁
330‧‧‧石灰石
340‧‧‧白雲石
410‧‧‧處理步驟
410a‧‧‧碾磨處理
410b‧‧‧分類器
410c‧‧‧線路
412‧‧‧處理步驟
414‧‧‧步驟
416‧‧‧步驟
420‧‧‧處理步驟/摻合步驟
422‧‧‧預選百分比
424‧‧‧預選百分比
426‧‧‧預選百分比
428‧‧‧預選百分比
500‧‧‧方塊
510‧‧‧方塊
512‧‧‧水源
520‧‧‧方塊
530‧‧‧方塊
540‧‧‧部分燒結操作
542‧‧‧線路
550‧‧‧方塊
560‧‧‧方塊
570‧‧‧低鹼高氧化鋁玻璃
580‧‧‧薄膜電晶體-液晶顯示器(TFT-LCD)螢幕
600‧‧‧方法
610‧‧‧方塊/頂切
612‧‧‧方塊
614‧‧‧方塊
620‧‧‧底切
622‧‧‧方塊
624‧‧‧方塊
700‧‧‧曲線
1000‧‧‧方法
1010‧‧‧摻合處理/操作
1020‧‧‧助熔劑
1030‧‧‧輸入漿液/貯槽
1032‧‧‧水
1040‧‧‧磁性鐵分離或移除處理
1050‧‧‧操作
1060‧‧‧貯槽
1070‧‧‧第二磁性鐵移除機構
1080‧‧‧器件
1090‧‧‧貯槽
1092‧‧‧噴霧乾燥器
1094‧‧‧窯
A‧‧‧原材料
B‧‧‧原材料/珠
C‧‧‧原材料
D‧‧‧原材料
H‧‧‧熱輸入
P‧‧‧產品/粒子
本發明可在某些部件及部件之配置中採取實體形式，將詳細描述且在構成本發明之一部分之附圖中繪示本發明之一較佳實施例，且其中：圖1係由形成為具有一受控最大粒徑之精細或超細粒子之混合原材料形成之一珠之一橫截面立體視圖；圖2係圖1中所展示之珠在其已經部分燒結以在珠中產生一非晶相之後之一放大橫截面圖；圖3係兩個個別珠在其等於該等珠之熔化期間經初始加熱以生產一玻璃產品時之一示意圖；圖4係利用本發明之新穎裝料之一共同玻璃加熱處理之一方塊圖； 圖5係繪示生產本發明之新穎裝料之一方法的一方塊圖；圖6係用於製造一特定類型之玻璃之新穎裝料之一方法之一實施例之一方塊圖；圖7係展示本發明之一進一步修改方案的一方塊圖，其中構成本發明之新穎珠之有效直徑經進一步修改以增強本發明之堆積因數；圖8係由圖7中所揭示之方法修改之本發明之新穎裝料之有效直徑之一曲線圖；及圖9係用於製造本發明之新穎裝料之一改良方法之一方塊圖。
現參考圖式，其中展示僅為了繪示本發明之較佳實施例之目的且並非為了對其等進行限制之目的。珠B由複數個經分級之小粒子10、12、14及16形成，該等小粒子已依製造一特定或「特殊」玻璃所需之所要百分比混合於一漿液中且接著藉由一般使用一噴霧乾燥器之一形成處理而形成為珠。該噴霧乾燥器之出口調整至珠B之所要有效直徑，該直徑係在50微米至200微米之大體範圍內且可高達約500微米。諸多珠B由一給定漿液形成，該漿液具有所要百分比之礦物質原材料粒子及經分級以具有一非常小之最大粒徑之粒子。接著，個別珠B經部分燒結以產生圖2中示意性所繪示之非晶相20。非晶相使經部分燒結之珠B中之各種超細粒子保持在一起，該等超細粒子繪示為粒子P。該等粒子大體上為二氧化矽粒子，但其他粒子可藉由非晶相而保持在一起。如後文將描述，非晶相大體上在珠B之20%至60%之範圍內。在使圖1中之珠B穩定化且因此其為非易碎之後，在原材料供應商及熔化設施兩者處運輸及處置珠B。在裝載至熔化爐中之後，將熱引入至構成原材料及裝料之珠B之珠群中以進行加熱處理。在一替代例中，珠僅形成大多數實際裝料。
在初始加熱中，藉由採用新穎穩定珠B，加熱首先加熱含固定密 切接觸之超細粒子之珠。在加熱且至少部分熔化穩定珠之後，熱產生原材料從全部珠至一最終玻璃產品之間之相關係。圖3中示意性繪示在熔化之前初始加熱珠且接著使整群裝料熔化之處理。其中首先由珠吸收熱輸入H以開始熔化及熔解。接著，熱使整體群體熔化。
一群穩定珠B構成一標準加熱程序或處理100(如圖4中示意性所繪示)之一裝料。除在某種程度上減少所需之總熱能及熔化時間以顯著減少熔化處理100之成本之外，資本設備及程序不會因利用本發明而受影響。此外，容易地處置、輸送及處理包括新穎穩定珠B之一裝料，且無需關注氣載灰塵、氣體或其他環境有害物質。精細或超細粒子經熔化且不會變為氣載。將一珠群中之珠運輸至熔化設施作為裝載110且將該等珠放置至熔化裝置中。接著，裝置加熱裝料，如由方塊120所指示。如圖3中示意性所繪示，加熱處理引起具有保持在一起之超細粒子之珠之加熱。此引起在全部熔體之實際加熱之前之原材料之內部反應及熔解。此熔化程序繪示為方塊130。由方塊140指示藉由助熔效應之相互作用。如由方塊160所指示，全部熔體150形成為玻璃薄板。處理100係一標準加熱處理。唯一差異為本發明之新穎原材料珠之使用及形成珠之超細粒子之加熱處理之相互作用，如圖3中示意性所繪示及由圖4之方塊130所表示。在本發明之一些使用中，珠B不包含一特殊玻璃之熔體中所需之全部原材料。一客戶可在製造廠使用新穎穩定珠群，但亦添加其他原材料，如通常添加助熔劑。此略微修改方案展示為圖4中之操作170。
可藉由若干程序而完成生產包括含有精細或較佳地超細粒子之一群穩定珠之一新穎裝料。用於製造該裝料之一程序操作大體上繪示為待由玻璃業之原材料之供應商執行之程序200。程序200由供應商執行且涉及選擇所要礦物質原材料，繪示圖5中該等礦物質原材料之三者。選擇此等原材料210、220及230且將其等研磨為粉末。該等粉末 具有小於30微米之一受控最大粒徑。其實，較佳實施例包含小於20微米之一受控最大粒徑D99。實際上，若使用D99.9粒徑，則最大粒徑被控制至5微米至20微米之一等級範圍，或若使用D99粒徑，則最大粒徑被控制至3微米至20微米。因為吾人已發現超細粒徑實質上增強熔化程序且增加原材料之回收率，所以此分級操作在本發明中必不可少。實際上，原材料210、220、230等等之各者之最大粒徑係在3微米至20微米之範圍內且全部本質上相同。然而，只要個別原始材料之粒徑係在上文所定義之粒徑直徑內，則其等可不同。當精細或超細粒子全部具有相同受控最大粒徑時，呈粉末形式之原材料可依預選百分比混合於一漿液中，或否則經組合且接著藉由一濕式或乾式碾磨而碾磨在一起。在程序200中，使原材料經單獨分級；但此在生產具有超細粒子之一穩定珠時並非為必需。客戶判定待用於一給定熔化處理之各種原材料之百分比。各種原材料之此等百分比用於步驟212、222及232中，使得漿液器件240依取決於生產一給定玻璃產品之需求之所要或預選百分比接收原材料。在粒子已依所要百分比分配且形成為一漿液之後，使該等粒子完全混合，如由方塊250所指示。此操作係可選的。接著，使該漿液形成為珠。由一噴霧乾燥器完成此形成操作260，該噴霧乾燥器具有經調整以判定由來自方塊250之混合物形成之珠B之大體粒徑或「有效直徑」之一出口。接著，使珠變乾，如由方塊270所指示，且使該等珠部分燒結，如由方塊280所指示。在顯著低於用於形成最終玻璃之熔化溫度之一溫度處執行燒結。實際上，此燒結溫度係在900℃至1200℃之大體範圍內且在諸如10分鐘至20分鐘之短時間內執行此燒結。珠B之非晶相20使珠保持在一起，使得該等珠可容易被處置及運輸，如由方塊290所指示。具有構成新穎裝料之基本上為精細但較佳為超細之粒子之穩定珠之運輸、處置及處理係本發明之諸多重要屬性之一者。
在包含矽石、氧化鋁、石灰石及白雲石之一玻璃之一特定實例中，圖6中繪示用於生產此一玻璃之本發明之新穎裝料之方法300。將矽石310與氧化鋁320、石灰石330及白雲石340混合以產生一特定玻璃之原材料配方。碾磨及篩選或分級矽石，如由處理步驟410所指示。碾磨處理410a產生具有由分類器410b篩選或分類之一減小粒徑分佈(PSD)之一粉末。將分類器設定為在3微米至20微米之範圍內之一所要最大粒徑X1。使更大粒子透過線路410c而反向再循環至研磨處理410a。此係標準操作且產生處理之精細或超細粒子。用於控制最大粒徑之回收率遠高於其他粒子分級技術之回收率。以相同方式，藉由處理步驟412而研磨及分級氧化鋁320以產生具有小於X2之一最大粒徑之一粉末。將其他兩個原材料(石灰石及白雲石)研磨及分級至3微米至20微米之範圍內之一所要最大粒徑，如步驟414及416所指示。此等粒徑分別為X3及X4。實際上，原材料之粒徑本質上相同；然而，此並非為必要的。如相對於圖5中之程序200所討論，方法300涉及一摻合步驟420，其中原材料分別具有預選百分比422、424、426及428。此等百分比X、Y、Z及/或Z'為生產所要最終玻璃產品所需之百分比。混合來自摻合處理420之粉末，如由方塊500所指示，接著藉由從水源512添加水而在方塊510中使粉末形成為一漿液。根據標準操作，在方塊520中使該漿液噴霧乾燥以產生具有精細或超細粒子之珠B。方塊530中指示具有小於約200微米之「有效直徑」之該等珠之形成。此係一實施例；然而，在不背離於本發明之意欲精神及範疇之情況下，直徑可更大，諸如小於500微米。
在方法300之此階段中，因為珠係具有受控最大粒徑(較佳地，3微米至20微米之一最大粒徑D99)之精細或較佳地超細粒子之群體(即，珠)，所以該等珠係新穎的。此等珠之優點為具有非常精細之粒子；然而，若由設備運輸或處置此等珠，則其等將破裂。但接著將展 現已防止具有該等珠之優點之更「小」粒子成功地用於一玻璃熔化爐中之性質。無法使用小粒徑不會僅因使此等粒子形成為一群體而改變。
藉由對應於圖5中之方塊280之一部分燒結操作540使易碎珠B結構穩定化而完成本發明。此新穎步驟在珠中產生非晶相20，其中剩餘部分主要為結晶矽石及礬土粒子。本發明係操作540之輸出，操作540產生傳輸至玻璃製造設施(如由線路542所指示)之穩定珠。在最終玻璃製造設施中，無需改變資本設備，但設施僅使用來自部分燒結操作540之裝料來生產所要玻璃。在設施中，添加助熔劑，如由方塊550所指示，且接著使裝料熔化，如先前所描述。方塊560之此熔化處理產生適合於TFT-CLD螢幕580之一低鹼高氧化鋁玻璃570。
程序200及方法300生產如圖1中所展示之一新穎珠B及如圖2中所展示之一穩定珠B。玻璃製造設施中之加熱處理涉及：珠之初始加熱，如圖3中所展示；及接著裝料之整體熔化。藉由使用構成製造所需玻璃所需之原材料摻合物之新穎穩定珠而修改加熱處理。首先在較低溫度處加熱珠以在分級粒子之間產生部分熔解以產生20%至60%非晶相。稍後，將珠引入至玻璃形成熔體本身中以製造特殊玻璃。
各種珠B之有效直徑取決於噴霧乾燥器之輸出且大體上在50微米至200微米至高達約500微米之範圍內。在較佳實施例中，有效直徑小於約200微米至約300微米。本發明之新穎穩定珠可使其等之有效直徑經修改以控制裝料之堆積因數。此額外操作以繪示為圖7中之方法600之一方式修改裝料之珠。在已使新穎珠穩定化之後，透過製造方塊610中所指示之頂切之一網篩而處理該等新穎珠。接著，收集穩定珠(如由方塊612所指示)且運送穩定珠(如方塊614所指示)。以此方式，新穎穩定珠可具有受控最大有效直徑，諸如200微米。根據替代概念，具有頂切610之珠經受一底切620以消除任何小穩定珠(諸如低於 50微米之珠)。以此方式，在方塊622中收集一所要總分佈粒徑且運送該所要總分佈粒徑(如方塊624中所指示)。圖8中之曲線700表示方塊622中所收集之穩定珠之「有效直徑」之一粒徑分佈。該等珠具有一受控最大有效直徑及一受控最小有效直徑。
總言之，本發明涉及：由一群穩定珠形成之一裝料，該等穩定珠之各者由呈各具有一受控最大粒徑D99之超細粉末之形式之最終玻璃之所要配方形成。具有略微大於20微米之超細粒徑之一最大粒徑D99之精細粒子(諸如約30微米)之使用係在本發明之範疇內。僅形成所需礦物質原材料之珠未達成由構成本發明之發現(如本文中所描述)實現之優點及目的。
[實例]
利用本發明之習知配料製備與實施之間之一典型TFT玻璃組合物來進行一比較熔化測試。表1中展示TFT完成玻璃化學組成。
表2中展示玻璃配料調配物及各個別組分之比例以及習知分級及化學組合物。
製造以習知方式製備之調配物之一組合物且藉由在將各組分碾磨為15微米之一受控最大粒徑D100(D99.9)之後將矽石、氧化鋁、白雲石及石灰石摻合在一起而製造相同調配物之一比較組合物。具有超細粒子之此更精細摻合組合物被調漿為水中之一均質懸浮物，經噴霧乾燥，且在1200℃處經部分燒結達10分鐘。將穩定部分燒結珠與適當比例之硼酸混合以完成調配，使得由相同原材料組成之兩個組合物摻合。
將兩個調配物放入至一梯度爐中以評估何時發生熔化以比較兩個不同形式之間之熱效能。此比較測試之結果展示兩個實例之相同及較低溫度處之本發明之一較高程度之熔化及反應。因此，當為製造市場製造一特殊玻璃時，其總體上更具能量效率及更具成本效率。因為低表面積之部分燒結珠係一無塵形式且消除結晶矽石吸入以及其他礦物質組分之有害灰塵吸入之風險，所以其等有益於健康及安全。組成本發明之珠之個別粒子之低表面積減少一配料至熔爐中之引入期間之空氣截留。此降低熔爐中之氣泡精煉，且藉此減少完成玻璃缺陷及能量輸入兩者。用於精煉新裝料之熔爐中之滯留時間少於用於精煉既有裝料之熔爐中之滯留時間。因此，本發明重新封裝正常配料以製造具有確保更佳均質熔化之更精粒化、更具熱效率、更安全聚結之珠之玻璃。安全處置、製造商之更少能量需求、熔爐中之分離熔化之消除、 歸因於更快熔化之潛在更高熔爐容量及減少精煉時間全部為由本文中所描述之裝料發明實現之優點。
[進一步實例]
在建立本發明之優點之後，確證：進一步實例由用於產生TFT玻璃之一裝料之新穎穩定珠配製。原材料配料經量測以具有表3中所繪示之氧化物重量百分比。
依15微米或7微米之一最大目標D99粒徑研磨及分級此原材料混合物。在由超細粒子形成珠(如圖1中所展示)之後，在930℃至1140℃之一低溫下處使該等珠經部分燒結達10分鐘或20分鐘。表4中繪示不同溫度及時間處之7微米實例及15微米實例之穩定珠之組合物。
在珠之部分燒結中，非晶質含量隨時間而增加。大多數非晶質含量由石灰石及白雲石與原材料之結晶石英組合物之相互作用引起。減小之最大粒徑亦導致較低燒結溫度處之較高非晶相含量。在高於930℃時，透輝石開始出現。在1140℃處，鈣長石開始形成以指示矽石及礬土兩者之形成。全部此等樣本在玻璃製造設施中具有更低能量成本及減少處置費用之優點。
[進一步發現之優點]
在本發明涉及重新封裝一TFT玻璃處理之裝料之後，藉由控制原材料粉末之最大粒徑且藉由使所得珠或主體穩定化而發現除能量成本、處置成本及熔化效率之外之進一步優點。含有超細粒子之珠更易對熱輸入作出反應且能夠在熔化處理期間保持更密切接近。此係一不同優點。利用超細粉末，由其他材料(如碳酸鹽)熔化更易作出反應之材料(如矽石)。歸因於更具效率形式之配料之更低總能耗，總效應係施加於更低製造成本之玻璃之更高效率之能量。因此，具有3微米至20微米且甚至至約30微米之大體範圍內之一最大粒徑D99之受控小粒徑之新穎使用在本發明之總體使用中呈現明顯優點。可藉由研磨及分 級(如圖5及圖6中所展示)或僅藉由在一所選時間內依一速度研磨(乾式研磨或較佳地濕式研磨，如圖9中所使用)而執行「控制」最大粒徑。
穩定珠中之超細粉末之使用已導致一進一步優點。客戶需要某些粒徑之原材料(諸如矽石、石灰石及白雲石)，其可在生產客戶之所要原材料粉末時導致低回收率。已發現，在處理客戶規格之原材料時，碳酸鹽之回收率可為約80%且矽石之回收率可為約55%。因此，原材料製造商損失可觀原材料且在生產製造TFT玻璃之客戶之裝料時具有更高成本。本發明之精細研磨態樣已導致明顯更高之一回收率。此導致處理原材料時之另一效率改良。
已發現，部分燒結珠之非晶質含量係判定能量與穩定性之間之成本效應平衡之一處理指示項。已發現，可藉由更多研磨及更少燒結而減少本發明之處理成本。然而，此等兩個概念為實施本發明所必需的。已發現，粒子越小，熔化期間粒子之間之熔解越明顯。因此，即使可在本發明中使用具有高達約30微米之一受控最大粒徑D99之粒子，但較佳地使用具有3微米至20微米之範圍內(該粒徑限制係較佳的)之一最大粒徑D99之超細粒子。
為實現既有TFT處理設施之一新裝料之上文所發現之優點，需要減少加熱成本，使處置方便，使熔解更佳，減少時間及更有效率地使用原材料。此全部由珠中之超細粒子及使珠穩定化以用於隨後處置、運輸等等之非晶相所致。因此，本發明並非為一新TFT技術，而是僅為利用玻璃生產者之既有設備之一改良型TFT處理。因為經密集定位且保持於穩定珠內之多個區域或原材料之間之更緊密接觸，所以超細粒子提供更佳熔解。
亦已發現，因為個別珠初始藉由熔解而轉變，所以易於由本發明呈現熔體之熔化程序。
[臨時申請案]
原臨時申請案已以引用的方式併入本文中；然而，下文中揭示該臨時申請案中之某些概念。
習知玻璃製造(未必為TFT玻璃)涉及Carty 7,937,969(以引用的方式併入本文中)之引導注解中大體所討論之混合及熔化技術及問題。圖1及圖2中揭示一習知熔化處理。Carty嘗試藉由控制該熔化處理所涉及之反應路徑而解決與習知玻璃製造技術相關聯之問題。此等技術無關於屬於本發明所考量之技術之製造一「特殊玻璃」。Carty亦不建議類似於本發明之新穎概念之任何處理且被揭示為先前技術。
穩定珠之外表面相當平滑。此「平滑度」可定義為大於0.8之一圓度。換言之，加熱至顯著低於最終玻璃之處理溫度之部分燒結珠不呈鋸齒狀，而是平滑的。如本文中使用，「非易碎」意味著：珠結構足夠穩定以承受一玻璃製程所遭遇之正常處置及混合。該等珠不夠剛硬以致無法承受「錘擊作用」。由部分燒結珠之非晶質含量產生此狀態或穩定性。術語「篩選」或「網篩」係通用的且包含產生具有一特定最大粒徑及/或粒徑範圍之粒子之任何處理或若干處理。分級不受限於風選機。分級可基於個別粉末或基於摻合粉末。此給全部原材料提供一給定粒徑。術語「特殊玻璃」為用於TFT玻璃、平板玻璃、LCD玻璃及其他技術顯示玻璃之玻璃。本發明增加及/或改良發生於熔化處理期間之反應。新穎珠係平滑的且具有比先前技術之裝料或「配料」小之表面積。本發明增加熱效率，給出更多內部反應表面積，產生更少截留空氣，且促進熔化處理期間之原材料之均質化。新穎珠之低表面積減少「配料」或「裝料」至熔爐中之引入期間之空氣截留，減少熔爐中之氣泡精煉時間，改良完成玻璃缺陷及能量效率兩者。
本發明之較佳實施例藉由漿液及噴霧乾燥而形成複合物。然而，可藉由在其他已知程序中聚結或粒化「摻合物」而形成新穎珠。 不管新穎珠如何產生，其等均為本發明之第一態樣。但產生穩定珠之方法係玻璃業中之一新穎開發方案。此外，本發明係製造TFT玻璃之一改良方案，該改良方案未涉及改變一玻璃製造設施之當前設備。
作為一廣泛主張概念，一特定玻璃之裝料或配料所需之若干礦物質原材料被研磨為精細粒子且與所要玻璃之配方成比例地一起摻合於一漿液中。此漿液形成為經部分燒結之珠，使得該等珠可保持在一起以運輸至且引入至一玻璃熔化器中。
[改良之方法1000]
在製造新穎穩定珠群之原始方法(如圖5及圖6中所描述)中，將複合珠中之各種原材料研磨且分級為小於30微米之一最大粒徑且較佳地3微米至20微米之範圍內之一D99粒徑。接著，此等經研磨且經分級之粒子被調成漿液，形成為珠，且經部分燒結。經研磨且經分級之礦物質原材料較佳地包含隨後在特殊玻璃之熔化處理中與助熔劑一起使用之全部原材料。如先前所討論，在本發明之一修改方案中，並非全部礦物質原材料用於新穎穩定珠中。在最初完成關於穩定珠之本發明之後，製造一補充發明。發明者發現且開發圖9中所展示之方法1000。在此方法發明中，提供呈粗粒形式之礦物質原材料(至少三個，但較佳為製造特殊鋁矽酸鹽玻璃所需之全部原材料)。該等礦物質原材料依原材料之所要百分比組合成「最終」熔體以製造特殊玻璃。接著，使「所提供」之原材料之此摻合混合物形成為一輸入漿液，該輸入漿液經濕式碾磨或研磨以在相同碾磨或研磨設備中使全部原材料粒子同時分級。此共同研磨處理係一濕式球碾磨，但任何其他適當且已知之研磨機構可用於將所提供之原材料粒子之粒徑減小至原始發明之所要且新穎之粒徑。此粒徑係小於30微米之一「精細」粒徑，或較佳地係一「超細」粒徑，其中最大粒徑D99係在3微米至20微米之範圍內。對全部「所提供」之原材料之輸入漿液執行之此研磨 或碾磨處理產生一碾磨漿液。較佳地，由一噴霧乾燥器使該碾磨漿液形成為珠群，該珠群接著經部分燒結以使珠穩定化。
圖9之圖式中示意性揭示方法1000之細節。當然，可對製造由一客戶用於產生鋁矽酸鹽玻璃產品之新穎穩定複合珠之此新穎方法進行某些修改。最終玻璃產品含有具有預選百分比且與一助熔劑一起熔化之若干原材料。
在本方法發明之最廣態樣中，方法1000涉及以下操作：提供若干原材料之至少三者作為粗粒子。複合珠包含用於熔化操作中之部分或全部原材料。接著，依最終熔化處理所需之預選重量百分比量出特定原材料。最終熔體之重量百分比判定輸入原材料之重量數量。接著，將所選原材料摻合為具有最終熔化處理所需之預選重量百分比之一複合混合物。接著，將待用於被製造之特定珠中之「所提供」之原材料與一液體組合以產生經摻合之所提供粗粒原材料之一「輸入」漿液。由一適當碾磨器件(諸如一濕式球磨機)碾磨該輸入漿液以將粗粒原材料減小為具有小於30微米之一最大粒徑之精細粒子，藉此產生精細粒子之一「碾磨」漿液，使得該碾磨漿液可形成為一群個別珠。各珠含有具有預選重量百分比之所需原材料。就此而言，產生最終熔化處理之所要原材料之一新穎複合珠。接著，使該珠群中之珠結構穩定化以產生如本申請案中先前所描述之一群穩定珠之發明概念。新穎珠之此處理程序定義方法1000之本發明之廣泛敘述。然而，所揭示之實際方法涉及進一步第二態樣，其包含由一噴霧乾燥器形成珠群(不管組合物如何)。
改良之方法1000併入從輸入漿液及碾磨漿液兩者磁性移除鐵粒子之操作。可對圖5及圖6之揭示方法中所產生之漿液執行此鐵移除。鐵粒子從原材料之移除降低最終熔化玻璃中之鐵含量且增加完成玻璃產品之透光率。氧化鐵減小此玻璃中之透光率位準；因此，呈氧化物 形式或其他形式之鐵粒子之移除非常有益於製造本發明之新穎珠之處理。顯然，顯示器產品之更高透光率之玻璃係相當有益的，且可實現可有助於改良電池壽命之更低光強度(顯示器)。在方法1000中，對漿液執行鐵粒子(主要為氧化物)之磁性移除。在當前鐵移除操作中，通常對碾磨之前之乾燥粒子群執行磁性分離。在碾磨之後，將粒子轉換為粒徑，稀土輥式(RER)磁性分離器不會對此等精細粉末起有效作用。方法1000中之兩個漿液之形成實現在此之前無法以一實際或有效方式用於正常且習知之TFT原始材料處理中之磁性分離之一第二位準。總言之，在生產本發明之特殊玻璃之原材料時，通常對乾燥粉末執行磁性分離，此僅在使粉末形成為精細粒徑之前容許磁性分離。圖9中所揭示之方法1000容許研磨機之前之漿液中及已完成粒子之碾磨之後之漿液中之游離鐵移除操作。以此方式，鐵移除可減少超細粒子而非僅較大粒子之鐵含量。在碾磨之後之一濕式程序中容許鐵移除程序之益處在於：即使粒子較精細或超細，但可容易地移除各種形式之氧化鐵。在碾磨之後，亦可在原材料中有更多游離鐵含量。在碾磨處理本身期間從涉及若干原材料之進料釋放磁性粒子。可藉由使用方法1000中所揭示及所採用之處理操作而移除個別粒子以及輸入漿液之處理期間所產生之任何可能污染物。總言之，本發明之另一態樣係關於：在原材料已藉由碾磨為超細粒子而被轉換之後，從原材料漿液移除鐵粒子。此在用於特殊玻璃業中之原材料之其他處理中尚不可行。可在圖5之處理200及圖6之方法300中採用對漿液化超細粒子之鐵移除操作。在將超細原材料粒子調成漿液以為形成為珠作準備之後，使用一磁性鐵移除操作來獲得本文中所解釋之優點。
如同製造本發明之珠之先前所揭示之方法，方法1000較佳地將原材料研磨為3微米至20微米範圍內之一最大粒徑D99。待由方法1000製造之珠之「所提供」之粗粒原材料較佳為用於製造鋁矽酸鹽特 殊玻璃之最終熔化處理中之全部原材料。此外，如圖9中所揭示，即使通常由客戶在熔化處理時引入助熔劑，但其可併入至本發明之新穎珠中。因此，待給出「最終」熔化處理之原材料百分比的所要重量位準中之新穎珠可包含部分或全部最終原材料。此外，方法1000可將助熔劑(諸如硼酸)引入至所選或「所提供」之原材料之摻合物中。方法1000用於製造構成裝料或配料以製造一TFT薄板產品之珠。較佳地，使用具有預選百分比之全部原材料，或由於先前所討論之原因，此等百分比用於判定並非全部原材料之重量。
執行方法1000以製造用於一玻璃產品中之穩定珠，該玻璃產品包含原材料A、B、C及D。先前已識別此等原材料之共同實例。提供呈一粗粒狀態之該等原材料之各者，其中粒子可大至600微米。在最終熔化處理中，在最終產品中使用具有百分比1之原材料A，使用具有百分比2之原材料B，使用具有百分比3之原材料C，及使用具有百分比4之原材料D。基於最終熔體百分比而選擇具有所需重量百分比之此等粗粒原材料。操作1010摻合被製造之複合珠之全部或所選數目個原材料。較佳地，將全部原材料併入至珠中，但方法可適應偏好給最終熔化處理添加其自身特殊原材料之一客戶。在摻合處理1010中，作為一可選特徵，亦將助熔劑1020與最終珠化合物之所提供之原材料摻合。在摻合操作之後，藉由將水1032添加至所選且加權之原材料而根據標準操作在漿液槽中形成一「輸入」漿液1030。此輸入漿液具有含或不含助熔劑1020之所選粗粒原材料之一摻合物。執行一磁性鐵分離或移除處理1040以從該輸入漿液移除氧化鐵及其他磁性粒子或材料。其後，在操作1050中，由一標準器件(諸如一濕式球磨機)濕式碾磨或研磨該輸入漿液。將碾磨漿液儲存於貯槽1060中。此類似於貯槽1030且包含一電動攪拌操作，使得該漿液保持呈其完全混合且均質之形式。碾磨漿液從漿液槽1060通過一第二磁性鐵移除機構1070。因為 對由具有小於30微米且較佳地在3微米至20微米範圍內之一最大粒徑之粒子形成之碾磨漿液執行磁性分離，所以此係一新穎操作。從精細粒子移除鐵無法在用於處理待從供應商發送至客戶之原材料之其他系統中完成。
作為一可選操作，在方法1000中使碾磨漿液通過一器件1080以將非有意倖免於漿液處理之任何不規則較大粒子或主體移除至此位置。此「篩分」操作僅為用於確保無較大粒子已累積於儲存於貯槽1090中之碾磨漿液中之一程序。由噴霧乾燥器1092(該器件執行珠形成功能，如相對於圖5及圖6中之方法之關係中所描述)使來自從貯槽1090之具有受控粒徑原材料及/或助熔劑之碾磨漿液形成為一群個別珠。接著，在窯1094中使此複合珠群部分燒結以產生所要產品P。方法1000係用於製造新穎產品之一新開發方案。可對此方法進行各種修改以實踐本發明之以上敘述中所描述之本發明之廣泛態樣。
已藉由不同方法而製造本申請案之申請專利範圍中所定義之新穩定珠；然而，此等處理改進已導致方法1000之本發明。此方法具有以下廣泛態樣：摻合具有重量百分比之呈「粗粒」形式之所選原材料；製造一「輸入」漿液；將該輸入漿液研磨為一「碾磨」漿液，其中原材料具有小於30微米之一受控最大粒徑且較佳地具有3微米至20微米範圍內之一D99粒徑。接著，使該碾磨漿液形成為一群個別複合珠，該等珠經部分燒結以形成具有所描述之特性之一群結構穩定之複合珠。方法1000之其他態樣為此基本方法概念之改良方案且亦構成此特定行業中之新開發方案。
[結論]
由一新發現之裝料概念改良用於製造TFT玻璃之熔化程序，其中藉由將裝料之礦物質原材料細分為具有一受控最大粒徑之粒子且接著形成此等粒子之珠而生產一群穩定珠。加熱此等珠以產生引起該等珠 穩定化以用於隨後運輸及處置之非晶相。在以引用的方式併入至【實施方式】中之隨附申請專利範圍(如進一步所揭示)中提出本發明之範疇及界限。
雖然已將重點放於本文中所繪示及所描述之本發明之較佳實施例上，但應瞭解，可實現本發明之其他實施例。可在不背離本發明之情況下對所揭示之較佳實施例進行諸多改變。此外，上文所描述之實施例可經組合以形成本發明之其他實施例。據此，應瞭解，先前描述將僅被解譯為繪示本發明而非限制本發明。
10‧‧‧粒子
12‧‧‧粒子
14‧‧‧粒子
16‧‧‧粒子
B‧‧‧珠

Claims (53)

  1. 一種包括具有預選百分比之至少三個相異礦物質原材料之裝料，該裝料可藉由加熱至至少1,200℃之一溫度而轉變為一個鋁矽酸鹽玻璃產品且為一群結構穩定之個別珠，其中該等珠之各者為藉由一部分燒結處理而製造為非易碎之該至少三個相異礦物質原材料之一複合物，該珠群之各珠含有該至少三個相異礦物質原材料之研磨粒子與分級粒子之一均質混合物，其中該等粒子具有小於30微米之一最大粒徑且依該等預選百分比混合於該等珠之各者中。
  2. 如請求項1之裝料，其中該最大粒徑小於20微米。
  3. 如請求項1之裝料，其中該最大粒徑係D99粒徑且在3微米至20微米之範圍內。
  4. 如請求項1之裝料，其中該等珠之各者具有50微米至200微米之一有效直徑。
  5. 如請求項1之裝料，其中該等珠之各者具有小於500微米之一有效直徑。
  6. 如請求項1之裝料，其中該等珠之各者具有一有效直徑，該有效直徑具有一最大值。
  7. 如請求項4之裝料，其中該等珠之各者具有一有效直徑，該有效直徑具有一受控最小值。
  8. 如請求項1之裝料，其中該至少三個相異礦物質原材料之各者之粒子具有本質上相同之最大粒徑。
  9. 如請求項1之裝料，其中該等珠具有一表面平滑度，該平滑度具有大於.8之一圓度。
  10. 如請求項1之裝料，其中該等燒結珠之非晶質含量係在20%至 60%之範圍內。
  11. 一種使用如請求項1之裝料之方法，其中該玻璃產品係薄膜電晶體(TFT)玻璃。
  12. 一種製造一群穩定珠之方法，該等珠包含依預選百分比用於一裝料中之至少三個礦物質原材料，該裝料用於一熔化處理中以製造一個鋁矽酸鹽玻璃產品，該方法包括：(a)產生含有呈粉末形式且具有該等預選百分比之該至少三個原材料之一漿液，其中該等原材料各具有小於30微米之一最大粒徑D99；(b)使該漿液形成為一群個別珠，其中各珠含有具有該預選百分比之該至少三個原材料且該至少三個原材料之粒子具有該最大粒徑；及(c)藉由一部分燒結處理而使該珠群之各珠穩定化，使得各珠結構穩定以隨後處置為一群穩定珠。
  13. 如請求項12之方法，其包含：在產生該漿液之前執行將該等原材料分級為該最大粒徑之程序。
  14. 如請求項12之方法，其中該最大粒徑D99係在3微米至20微米之範圍內。
  15. 如請求項12之方法，其中該珠群之該穩定珠各具有小於500微米之一有效直徑。
  16. 如請求項15之方法，其中該等穩定珠各包含該裝料之全部該等礦物質材料。
  17. 如請求項12之方法，其中該等珠具有20%至60%範圍內之一非晶質含量。
  18. 如請求項12之方法，其包含：在該形成操作之前從該漿液磁性移除鐵。
  19. 一種待熔化為由具有預選百分比之若干相異礦物質原材料組成之一個鋁矽酸鹽玻璃產品之結構穩定複合珠群，該若干礦物質原材料構成用於該玻璃之裝料，該等穩定珠之各者含有該等相異礦物質原材料之至少三者之研磨粒子之一均質混合物，且其中該至少三個相異礦物質原材料之該等粒子具有小於30微米之一最大粒徑，且該等穩定珠之各者中之該至少三個相異礦物質原材料之百分比係該至少三個相異礦物質原材料之該等預選百分比。
  20. 如請求項19之穩定珠群，其中藉由在該等珠之各者中產生一非晶相之一部分燒結處理而使該等珠穩定化。
  21. 如請求項20之穩定珠群，其中該最大粒徑係D99粒徑且在3微米至20微米之範圍內。
  22. 如請求項19之穩定珠群，其中該最大粒徑係該D99粒徑且在3微米至20微米之範圍內。
  23. 如請求項19之穩定珠群，其中該至少三個原材料係全部該若干礦物質原材料。
  24. 如請求項23之穩定珠群，其中該等穩定珠之各者含有用於製造該鋁矽酸鹽玻璃產品之一助熔劑。
  25. 如請求項20之穩定珠群，其中該等穩定珠之各者含有用於製造該鋁矽酸鹽玻璃產品之一助熔劑。
  26. 如請求項19之穩定珠群，其中該等穩定珠之各者含有用於製造該鋁矽酸鹽玻璃產品之一助熔劑。
  27. 如請求項23之穩定珠群，其中該等穩定珠具有10%至25%範圍內之一礬土含量。
  28. 如請求項20之穩定珠群，其中該等部分穩定珠具有20%至60%範圍內之一非晶質含量。
  29. 如請求項23之穩定珠群，其中該等穩定珠之各者具有小於500微米之一有效直徑。
  30. 如請求項19之穩定珠群，其中該等穩定珠之各者具有小於500微米之一有效直徑。
  31. 如請求項23之穩定珠群，其中該等穩定珠之各者具有一有效直徑，該有效直徑具有一受控最大值。
  32. 如請求項23之穩定珠群，其中該等穩定珠之各者具有一有效直徑，該有效直徑具有一受控最小直徑。
  33. 如請求項19之穩定珠群，其中該等穩定珠之各者具有一有效直徑，該有效直徑具有一受控最大值。
  34. 如請求項19之穩定珠群，其中該等穩定珠之各者具有一有效直徑，該有效直徑具有一受控最小直徑。
  35. 如請求項23之穩定珠群，其中該等原材料之各者之該最大粒徑本質上相同。
  36. 如請求項20之穩定珠群，其中該等原材料之各者之該最大粒徑本質上相同。
  37. 如請求項19之穩定珠群，其中該等原材料之各者之該最大粒徑本質上相同。
  38. 一種使用如請求項23之穩定珠群之方法，其用於製造TFT玻璃。
  39. 一種使用如請求項20之穩定珠群之方法，其用於製造TFT玻璃。
  40. 一種使用如請求項19之穩定珠群之方法，其用於製造TFT玻璃。
  41. 一種製造用於產生一玻璃產品之新穎穩定複合珠之方法，該玻璃產品含有待與一助熔劑一起熔化以生產該玻璃產品之具有預選重量百分比之若干礦物質原材料，該方法包括：(a)提供呈粉末形式之該若干礦物質原材料之至少三者；(b)依該等預選百分比摻合該等所提供之原材料； (c)製造該等摻合原材料之一輸入漿液；(d)碾磨該輸入漿液以將該等摻合原材料之粒徑減小為具有小於30微米之一最大粒徑之粒子，藉此產生具有該等減小粒徑粒子之該等所提供之原材料之一碾磨漿液；(e)使該碾磨漿液形成為一群個別珠，其中各珠含有具有該等碾磨減小粒徑粒子之該等所提供之原材料；及(f)使該珠群中之該等珠結構穩定化。
  42. 如請求項41之方法，其中該穩定化操作為：使該等珠部分燒結以在各珠中產生一非晶相。
  43. 如請求項41之方法，其中由一噴霧乾燥器執行該形成操作。
  44. 如請求項41之方法，其包含：從該輸入漿液磁性移除鐵粒子。
  45. 如請求項41之方法，其包含：在該珠群形成操作之前從該碾磨漿液磁性移除鐵粒子。
  46. 如請求項41之方法，其中該最大粒徑係3微米至20微米範圍內之一D99粒徑。
  47. 如請求項42之方法，其中該所提供之礦物質原材料包含用於製造該玻璃產品之該裝料之全部該等原材料。
  48. 如請求項41之方法，其中該所提供之礦物質原材料包含用於製造該玻璃產品之該裝料之全部該等原材料。
  49. 如請求項48之方法，其包含：將一助熔劑添加至該輸入漿液中，使得該珠群之該等個別珠包含一助熔劑。
  50. 如請求項41之方法，其包含：將一助熔劑添加至該輸入漿液中，使得該珠群之該等個別珠包含一助熔劑。
  51. 如請求項48之方法，其中該玻璃產品係一個鋁矽酸鹽玻璃產品。
  52. 如請求項41之方法，其中該玻璃產品係一個鋁矽酸鹽玻璃產 品。
  53. 如請求項41之方法，其中該等所提供之原材料具有一粗粒徑。
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