TWI272257B - Glass smelting furnace and manufacturing method of glass - Google Patents

Description

1272257 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一話 陷、提升玻璃產品之均ί::”減少玻璃中的氣泡缺 炫爐之玻璃製造方& 社的玻璃炫爐以及利用此種玻璃 【先前技術】 使_ = ί ^ Ϊ +、經過長年所致力的重要課題，係在於 之玻璃的生產，並視實二物與乳泡，以實現極度均質 為了達成此㈣，到現：：要而提供相對應的玻璃產品。 問題。為了除去這胃無法完全去除氣泡之 澄清劑，藉由澄清劑=化用在原料組成中添加 氣泡膨脹、上升，而從：:=應，使具有較小内徑之 請參照第n/H玻”除去W的方法。 ,^ ^ , 一知進行連續生產之玻璃熔爐大多是 璃^中進行5脫使去玻融的'㈣槽10、以從溶融後的炫融玻 =Λ Λ ；V為Λ的之澄清槽30所構成。在此種連 等之玻璃原料Β預弈仏百先將各種玻璃原料粉末、碎玻璃片 &R & Μ /、 句勻混和，並將此玻璃原料β從由耐i 物κ所構成之熔爐的v 融槽10中。接著，才卜 中的投入口11連續的投入熔 ^ ^ ^ ^ 在炝融槽1 0内利用加熱器3 1、電極1 2高 ί 1 ^遠接穴、主Γ原料B產生玻璃化反應。然後，在炫融 劑之氧化還原反;:二由添加於玻璃原糾中的澄清 〜斤生成的氧氟泡使玻璃化反應時所產生 1272257 、發明說明（2) 的碳酸氣體等具有微小内徑的氣泡膨脹，並浮出 G的表面而使熔融玻璃G澄清。之後，炫融二出二T置璃 在進料器50中之攪拌器51均質化，在成形部成形為設定形 狀後，逐漸冷卻而形成玻璃產品。 在不進行連續生產之情況下，亦即利用石《、氧化銘 等之坩鍋及以其他耐火物質所製造的坩鍋或如第12圖所示 由含有白金等耐熱性金屬所構成之容器（瓶）作為批式生產 爐來進打生產。在此情況下，在一個槽内藉由經過熔融、 澄清等製程而進行熔融玻璃的均質化。具體而言，將玻璃 原料投入以耐火物R保護設置於其内部的耐熱性容器7〇 { 中’然後f用發熱體41間接的加熱耐熱性容器7 〇中的玻璃 原料。接著’纟同一個槽中’對經過玻璃化反應所生成之 溶融玻璃G進行澄清等—連串的製程。然後，利用授摔器 二均質化後：、使炫融玻璃㈣置於溶融槽底 "IL出，成形為设定形狀後，逐漸冷卻而形成 玻瑪產品。 〜 < A ^ ^丄為了達成使此熔融玻璃中所產生之造成缺陷的 5 r上、f二的澄清之目的，如下述專利文獻1所記載，採 氣ΐ槽内設置之氣泡喷嘴將空氣、氧氣、氬氣 泡的方、务、、融玻璃中形成氣泡，以除去具有微小内徑的氣 产5辦/ 1此外，稱為減壓脫泡，藉由企圖使玻璃熔融環 ^，之壓力具有較大氣壓為低的壓力，而使熔融玻璃中 中軋/脫/包而均質化的技術，已揭露在下述專利文獻2

1272257 五、發明說明（3) 在下述專利文獻3中揭露為了防止再沸氣泡，在進行 玻璃=片之再溶融時，使用氦氣作為環境氣體，但是此文 獻並/又有具體的揭露有關於玻璃中有效的氦氣含有量。而 且’ f y述的專利文獻4揭露將氦氣起泡而用於乾燥氣體 中’但疋其並沒有記載氣泡裝置的具體結構，且並未記載 含有之氦氣量，而無法適用於能夠大量生產之玻璃 製Xe I f中。此外’在下述專利文獻5中亦揭露採用氦氣 /包，但疋其並未具體的揭露有關於使氦氣起泡之裝置，且 也未忑載玻璃中含有之氦氣量，而無法適用於大量生產玻 璃。 - [專利文獻1 ]曰本登錄實用新型第2 5 8 3 7 9 〇號公報 [專利文獻2]日本專利特開2〇〇〇 —239〇23號公報 [專利文獻3]日本專利特開平〇 6 —329422號公報 [專利文獻4]日本專利特開平〇 7 —1 72862號公報 L專利文獻5]美國專利第3, 622，296號公報 就藉由澄清劑之使用從熔融玻璃中促使氣泡脫泡的熔 爐，言，已揭露對第U圖及第12圖所示之熔爐進行各種的 =11由於受到用途與生產量、甚至玻璃材f、原料等各 之限制，因此就很難說可以成為能夠效率良 貝：：融玻璃之熔爐。而且，對於在玻璃原料中添加澄| =方法，其的確是可以簡單且容易的採用，然而卻必須 =的考量澄清劑之種類、*、添加的玻璃材質、 法㈣種因素，即使有最佳的選擇，此方法也會具有ς易 受到破璃流量、溶融溫度、炫融環境氣體等影響的缺點。

72257 五、發明說明（4) ，外’由，在澄清料對於環境問題 $的添加也會變的較固難。 田欠因此要大 *與其而:方嘴=授掉及授掉刚掉大多 可將此種方法用做為了幫用的^仍然是不安的。寧 達併使用以提高效果的補助 此外，J:;;以實現之高效果以内。 真空技術以< it #饺玻璃藉由應用減壓技術及 炫融2璃中；：：：=中：泡之方法而言，由於在從 揮發而損失，也；造包：】二:炼f玻璃的-部份也容易_ 而造成設備劣化二；其：之境問題及因揮發物 璃，而需要大型的裝置，AU 了處理大量的熔融玻 真空的環境下，而存在著戶^了田^的維持其一方在減壓、 養之問題。 子在者所明舄要非常仔細連續的維護保 【發明内容】 玻璃：ϊ ΐ i ί狀況’本發明的目的就是在提供-種採用 所:]用之最普通的熔融之玻璃的製造方法，而 :璃；：方2$的生產無氣泡之熔融玻璃的玻璃熔爐以麵 #甘ί卷月提出一種玻璃熔爐，其係為藉由加熱玻璃原料 使二熔融形成熔融玻璃之玻璃熔爐，此玻璃熔爐具備有用 以又入玻璃原料之投入口、用以取出熔融玻璃之取出V 口、 用以儲存保留玻璃原料及熔融玻璃一段設定時間之溶融 第10頁 1272257 五、發明說明（5) 槽、用以加 加熱裝置、 並在炫融玻 度以上的氦 在上述 出熔融玻璃 熱源可以單 波等方法。 妨礙玻璃化 強度，具有 模，只要是 料所構築之 而且， 連續的，也 稀有氣體導 入口之剖面 稀有氣 狀態擴散至 起，並在經 目結構體中 是以陷入狀 設置成實際 而且， 裝置就可以 熱被投入至炫：融槽内之玻璃原料及熔融玻璃之 用以從稀有氣體導入口供給氦氣及/或氖氣， ，中擴散•混合，使熔融玻璃溶解具有設定濃 氣及/或氖氣的稀有氣體溶解裝置。 結構中’用以投入玻璃原料之投入口及用以取 之取出口可以共用，也可以設置有多數個。加 獨使用或組合使用電、各種燃料之燃燒、電磁 而且，對於控制加熱之加熱設備而言，不具有 反應之反應性，且在高溫下也不會影響其結構 可以同時加熱配合目的之體積的玻璃原料之· 配合所謂以玻瑪材質之㈣為目的而以構成材 裝置即可，在使用上並沒有特別的限定。 在熔融玻璃中，氦氣及/或氖氣的供給可以是 可以是斷續的。此外，供給氦氣及/或氖氣之 报壯▲力古姓，也叮乂疋夕個’稀有氣體導 幵ν狀也 >又有特別的限制。 體溶解裝置係為用於使氦氣及/或氖 熔融狀態之玻璃中，而均質的分散混厶在、一 由構成玻璃之元素所形成結合強度比： ’使虱軋及/或氖氣不是以與網、· 態存在而溶解μ置。稀有氣㈣解^可而以 上間接的或直接的與熔融槽連接在一 χ 叮 稀有氣體溶解裝置只要是能夠實現° ’對於其尺寸及型態並沒有特 處機能之 〜限制，例如可

12755pif.ptd 1272257 五、發明說明（6) 以對應玻璃之製造量而配置單一個或配置合併多個而使用 之。 此外，「溶解具有設定濃度以上的氦氣及/或氖 氣」，具體而言，其是指使熔融玻璃中氦氣及/或氖氣之 濃度為0.0001微升/克（Al/gXOt：、1大氣壓以 上、較佳為0· 001微升/克（// l/g)(0 °C、1大氣壓（atm))以 上更佳為微升/克（C、1大氣壓（atm))以 上’而使熔融玻璃中含有氦氣及/或氖氣。 而且，本發明之玻璃熔爐，除了上述構件之外，稀有 氣體溶解裝置之至少一部分也可以浸潰在熔融玻璃中。二 f此’稀有氣體溶解裝置之至少一部分浸潰在熔融玻 璃中疋指使稀有氣體溶解裝置之一部份或全部浸潰在熔融 玻㈣中之狀態下而使用之。 衫=且，本發明之玻璃熔爐，除了上述構件之外，稀有 氣體溶解裝置可以設置在熔融玻璃之内部、上方、τ方或 側方之任一位置上。 立藉由使稀有氣體溶解裝置對應熔融玻璃而設置在其之 ^上方/下方或側方之任一位置上，而能夠確實的使 氦軋及/或氖氣擴散•混合於熔融玻璃中。於是，對於此 稀有氣體溶解裝置㈣置位置也可以是同時存在多個設! =之狀卜例來說，稀有氣體溶解裝置設置有兩個， =:置裝態可以是一個設置在側方，另一個設置在下方。 ί Ϊ/ 一個稀有氣體溶解I置之配置狀態可以是從下，方延 伸至側方。

12755pif.ptd 第12頁 五、發明說明⑺ 以具有至少t發明之玻螭熔爐中，稀有氣體溶解事 所〜；：；：加熱裝置、減厂堅裝置、離心力 在 之其中之-個以上。 生义置 有其他機能/熱裝置、減壓裝置及離心力產生裝置可A '見此機能之裝J置的-部份，也可以是與其他裝置一起； 叙合使^鍬二、歧置可對應炫融玻璃之種類及用诠 W 考便用燃繞碳化氫、氧' \ 裡頌及用途而單獨或 奇、利用電之φ l 乳軋、虱軋等之可燃性燃料 電流之"#道電阻放熱體及直接通電之電朽二 ^ 呶之誘導加 黃乙4之電極、利用高頻率 置。而且，璃炫融用的加熱裝置不同之力:痛 下 乍為減壓裝置，只要&約、、# /^、 個裝 、且具有耐熱性之裝置 此堊至一大氣壓以 、=礙。此外，作為離心^此用何種方式都不會 熔融破璃以賦予產生 生衣置只要能夠藉由高速t i 限制。 離心力之褒置即可，而沒有；I:: 而且，本發日月> 士 加熱裝置是由具有一個的除了上述構件之外，上⑽ 在此’構成加執麥晋 、耐熱性容器所構成。 :溫時容易產生化^應必須不會因破璃 性。 見象且具有充分的耐熱 而且，此耐熱性容器較佳a 性，不但可以保持高溫狀能=在熔融環境下具有低反應 度。亦即’具體而纟，耐：3融玻璃’還具有充分的強 …14各器之材質可以使用白金 1272257 五、發明說明（8) 金屬材料及陶曼等具有耐高溫特性之 併使用多種材料。 丁十田然有可以合 氣體之玻璃溶爐，除了上述構件之外，稀有 度、5。度〜13〇度、100度〜180度之 及/或氖氣之氣體流。 似方向產生乱亂 在此，「氦氣及/或氖氣之氣體流- ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ s τ # ^ ^ ^ ^ t "Λ , Λ 表不在擴散至熔融玻璃為止可以判斷狀二 : ί應仗熔融槽流向成形區域之熔融 _ ί=:ί::趙狀態使氦氣及/或氖二其:兩 與混合。m目比’可以實現較高之高速擴散 用，角之ί圍内’判斷具有特別有效果的作 、/瓜動之向量角設定為1 〇 〇度〜 :以有效的適用於她融液之黏度大，且而 難以盘裹裔β / γ 精田吳也等而 的含；量少，或二Λ作用而組成的玻璃材質、成分中鹼 盥此相對；《，1β =貝上無鹼的玻璃組成物之熔融玻璃。 能夠適= = ΞΪ與ίί產；解變的較為穩定，為了促進擴散與混合的 此mti:須嚴格的設定溫度、壓力等其他條件。 可以1 ΐ机動之向量角設定為〇度〜80度之情況+， 、用於璃材質非常容易與氦氣及/或氖氣擴散•混

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五、發明說明（9) 合之組成。但是， 以擴散且具有高黏 化裝置合併使用， 合於熔融坡璃中之 即使對於無鹼玻璃 度之組成的玻璃材 就成為能夠使氦氣 情況。 等氦氣及/或氖氣難 貝’藉由與其他均質 及/或氖氣擴散•混 =之玻璃熔爐，除了上述構件之外，稀有氣體溶 解衷置疋由耐熱性金屬及/或陶瓷所構成。 稀有氣體溶解裝置，可以在高溫環境下使用，從對應 需要在熔融玻璃中以浸潰狀態而使用的情況下，較佳是& 用具有相對應之耐熱性及耐蝕性的耐熱性金屬及陶究。 此稀有氣體溶解裝置，為確實且高速的達成其能力，讀 較佳是具備有下述之機能。亦即，較佳是具備有^ ^氦氣 及/或氖氣導入熔融玻璃中之前將上述氣體加熱之機能、 精密的調整導入氣體之流量的機能、在導入之氣體於溶融 玻璃中形成氣泡形狀時調整各個氣泡之容積的機能、以及 根據其他之物理量例如爐内熔融玻璃之溫度、耐火物溫 度、爐内氣壓、溶存氣體量、玻璃流量等之設定值、實際 值彼此之間的關係為調整上述各種機能之機能。 在此，對於將氦氣及/或氖氣導入熔融玻璃中之前將 上述氣體加熱之機能，係為藉由使上述氣體處於加熱狀| 態，而為了使其高速擴散•混合、溶解於熔融玻璃中的重 要機能。具體而言，利用為了進行間接加熱之發熱體、利 用氣體之加熱、力放射體之加熱等，其中最容一的方法是 在回收排放氣體時，藉由與此排放氣體進行熱交換/不但 可進行排放氣體的有效利用，對於能源的收支亦可以進行

12755pif.ptd 第15頁 1272257 五、發明說明（10) 有效率的應用。而且， 機能，係為根據精密的 應因操縱熔爐條件所造 導入之氣體於炼融玻璃 谷積的機能’也可以配 外也可以採用在熔融玻 氣體流量斷續化之治具 形狀，而可以設法使氣 外，對於根據其他之物 火物溫度、爐内氣壓、 值、實際值彼此之間的 係為藉由架構隨時監視 持較佳的控制狀態使爐 此種監視系統的結果， 腦等進行自動化控制， 維持安定的製造條件。 對於精密的調整導入氣體之流量的 流量測定來進行微調整，而能夠對 成之玻ί离狀態特性的偏差。對於在 中形成氣泡形狀時調整各個氣泡之 合氣體流量之調整來達成，除此之 螭與氣體最初接觸之位置上設置使 。而且’藉由調節氣體出口之尺寸 泡内控控制在相當小的内徑。此 理量例如爐内熔融玻璃之溫度、耐 溶存氣體量、玻璃流量等之設定 關係為調整上述各種機能之機能， 上述物理量之系統，而能夠持續維 内之熔融玻璃處於澄清狀態。根據 對於可施行適當處理之系統利用電 即能夠以必要最小限度之勞力持續 而且’在此所使用之耐熱金屬或陶瓷除了具有耐熱性 以外’其與在高溫下之熔融玻璃也缺乏反應性，而且其與 其他合併使用之構造材料也必須具有低反應性。亦即， 於耐熱金屬或陶瓷也會暴露在來自長時間熔融玻璃之反f 氣體、揮發氣體中，因此也必需考慮其與氣相的反應、侵 蝕性，而選擇適當之材料。 本發明之玻璃熔爐，除了上述構件之外，設置有’從經 乱氣及/或氖氣擴散•混合後之溶融玻璃中將含有氦氣及/

12755pif.ptd 第16頁 1272257 五、發明說明（11) j氖氣之氣體脫氣的稀有氣體脫氣裝置， 體脫 裝置=設置在炫融玻璃之内部、上方、下方或側方之任 一位置上。 方有氣體脫氣裝置設置在熔融玻璃之内部、上 璃中經擴散·混合後之氦^/’二能夠有效果的使炼融玻 « , Η ^ ^ -虱虱及/或氖氣從熔融玻璃中脫 脫氣裝置;寺別達成良好的澄清。此稀有氣體 氣而造成熔融設備相•大=性：別高之狀態下無法脫 的氣體成分的絕對量；之f況下及玻璃中所含^ 分之情況^吊夕而在一般的澄清槽中脫氣不）^ 置狀態，由於其盥已說明夕接：：稀有乱體脫亂裝置的设 的事項相當，因此省略重；Si體溶解裝置的猶 有氣=氣i = 由除了上述構件之外’稀 在此ί ΐ 所組之群組之其中之-個以上。 有與上述稀有氣體溶解： 心力產生裝置可以具 之結構。 展置相同之、、告構，也可以具有不同 單獨或組合：K 5 2置了對f f融破璃之種類及用途J 的燃燒器、利用電、$ :化虱、氧氣、氫氣等之可燃性燃料 此加熱裝置；：：力置等之電磁波照射裝置等。 置m置成與構成玻璃炫融用之加熱裝置及稀

12755pif.ptd 第17頁 1272257 五、發明說明（12) 有氣體溶解裝置之裝置群 * 共用。。而且，作為減壓裝置，=他，置，也可以設置成 以下、且具有耐熱性之裝^α，只要能夠減壓至一大氣壓 成妨礙。只是減壓裝置兔 Ρ可’此用何種方式都不會造 :能，較佳是具備有冷^月;高隹持裝置本身 置只要能夠藉由高速旋轉熔融破璃以赋=離心力產生裝 裝置即可，而沒有特別的限制。 、產生之離心力之 上述稀有氣體溶解裝置及 玻璃之時序可以在不同的時間脫乳裳置對於熔融 裝置也可以在幾乎同時間作動。曰s且’夺解裝置及脫氣 即溫度及環境氣體、壓力等條件。阳 之環境，亦 氣體：i裝，除了上述構件之外，稀有 室。破置具備“置於溶融玻璃上方的稀有氣體= 在此，「稀有氣體集聚室」位於烷 為暫時儲存從炫融玻璃脫離之氦氣及氖^的i上方’其係 此稀有氣體集聚室為耐熱性結構間部。 其形狀及尺寸並沒有特別限制。3持實f 可以使用各自設置於炫融槽及澄C體$ 二J為此稀有氣體集聚室。此外，作為此稀^的密閉空 所而要的裝置’可以設置溫度檢測裝置及=虱體聚集室 稀有氣體聚集室也可以連接為了再利用稀。氣:置，而且 ;，而能夠 第18頁 12755pif.ptd 1272257 五、發明說明（13) 攸因玻璃反應所生成之含有二氧化碳、水蒸氣、氧氣、氡 氣等氣體之高溫混合氣體中高效率回收氦氣及氖氣等稀有 氣體之氣體分離裝置。 此外，在使用耐熱容器内的熔融玻璃之上部空間作為 稀有氣體集聚至之情况下，稀有氣體聚集室並不需要設置 在橫跨上部空間的全部區域，可以只設置在部分的區域。 另外，空間配置的位置關係當然不需要稀有氣體聚集室一 定設置在熔融玻璃之正上方，即使是斜上方的位置也沒 關係。 而且 氣體溶解 稀有 下述。亦 下，為了 則必須要 使以一個 稀有氣體 中，逐漸 稀有氣體 變大的結 氣體，可 氣泡之現 玻璃中浮 其與熔融 本發明之玻璃熔爐，除了上述構件之外 裝置具備多個稀有氣體導入口 氣體溶解裝置具備多個稀有氣體導入口之優點如 即，再將氦氣及/或氖氣導入熔融玻璃中之情況 提高這些稀有氣體溶解至熔融玻璃之總溶解量， 使這些稀有氣體與熔融玻璃之接觸界面變廣，即 稀有氣體導入口間斷的供給大量的稀有氣體，由 所形成之氣泡在黏性高的熔融玻璃中浮上的途 合體而形成大的一個氣泡。於是，就會造成即 的供給量多，其與熔融玻璃之接觸界面面積無 果。對應於此，從多個稀有氣體導入口供給稀Ρ 以抑制稀有氣體所形成之氣泡合體形成大的一個 象，使大多數的氣泡以為值小内徑之狀態在熔融 上。因此，即使稀有氣體供給量較少，也能夠使 玻璃之接觸界面面積變大，於是就可以提高稀有

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第19頁 1272257 五、發明說明（14) 氣體溶解至溶融玻璃之總溶解量。 另一方面，即使對於一個破璁校摅# 體導入口，根據其勞力與需要的費二過二：稀有氣 融玻璃中的氮氣、氮氣之溶解大：：；=小所;;= 果不讨厭費用等之負擔的話，藉由今罟吝金 稽田口又置夕數的稀有氣體導 ^ ，可以更為增加氦氣、氖氣的溶解量。於是，氦氣、 虱氣等之稀有氣體導入口之設置範圍可為2〜1〇〇〇〇^個、 較佳為4〜1 0 0 0 0個、更佳為6〜50 0 0個、特佳為1〇〜3〇⑽ 個、較特佳為11〜200 0個、更特佳為丨3〜1〇〇〇個、 1 5〜5 0 0個。 取1二马 而且，稀有氣體導入口之設置密度會因為形成之氣^ 的直徑尺寸而受到限制。在單純採用起泡的情況下，由於 要使形成之氣泡的直徑成為小於1 c m之小内徑是困難的， 因，’稀有氣體導入口之間隔必須為丨cin以上。於是，稀 有氣體導入口之設置密度必須為丨〇 〇 〇 〇導入口數/平方公 =下，較佳為90 00導入口數/平方公尺以下，更佳為8〇〇〇 導入口數/平方公尺以下，特佳為7 0 0 0導入口數/平方公尺 % 二T嬙ί進行除了單純的起泡，再加上藉由對形成之氣泡 ，加機械的剪切力而使其直徑縮小等步驟的情況下，稀 氣體導入口之設置密度必須為丨〇 〇 〇 〇 〇 〇導入口數/平方公 以下，較佳為90 0 0 0 0導入口數/平方公尺以下，更 Α 800000導入口數/平方公尺以下。 ，且，本發明之玻璃熔爐，除了上述構件之外，多個 稀有氣體導入口係設置於爐床及/或爐壁。

1272257 五、發明說明（15) 之二2戍稀2體導入口較佳是設置在保持炼融破璃 之耐、性爐床、或連接爐床之爐壁上。當然，稀有氣體導 入口也可以設置於爐床與爐壁的交界處。 、 而且，本發明之破璃熔爐，除了上述構件之外， :有氣體導入口是由具㈣㈣以上之融點的金屬所構 藉由上述的結構，氦氣及/或氖氣與熔融玻璃直接 觸的溫度可以達到1 0 0 0 t以上之高溫。 而且，本發明之玻璃熔爐，除了上述構件之 ΪΓ容置在連接熔融槽下游側之稀有氣體溶· 槽内此稀有氣體溶解槽之下游側係為連接澄清槽的狀 況0 而千教2槽與稀有氣體溶解槽之連接部，舉例來說可以是 為熔in!持傾斜的槽狀體、具有使在熔融槽中 ”、' 怨之玻璃流入稀有氣體溶解槽機能之構件、或者 :開兩者，且在具有所謂耐火性、耐餘性等性質之壁= 0又有通路部之構件。而且，此連接部並不限於具有結構上 二2 i t (接合部份)的構件’也可以是具有將來自熔融 =構件。舉例來說，此連接部在沒有結構上的接合， :璃沿著融槽之設定位置溢出的炫融 =槽中的結構。在此情況下，引導溶融玻璃之： 的棒狀結構體係設置在熔融槽内，而沒有直接設置於下游 12755pif.ptd 第21頁 I272257

側之稀有氣體溶解槽中。 耐火Π ΐ ΐ Ϊ解槽之内壁面較佳是由具有1 20 0 °c以上之 屬所構：。且體：Ϊ或右20 0 I以上之融點之耐熱性金 金 一…、性金屬（次者，上述耐火煉瓦及耐熱性 屬兩者）。肖由採用此種結帛，氦氣、氖氣可以在1200 & j上之裱境下擴散至熔融玻璃中，此時就能夠使氦氣、 叹氣有效率的溶解於熔融玻璃中。 對於具有1 200 ^以上耐火溫度之耐火煉瓦而言，可以 =用具有多種或單種成分之無機氧化物及氮化物等，並$ 而要改變成分比，藉由組合具有完全不同成分的多個 而、火煉瓦’可以提升氦氣及氖氣溶解在熔融玻璃中之均勻 度’而且其可以容易的具有能夠在氣泡浮上時不會使造成 妨礙之成份溶出至熔融玻璃中及在耐火材料與熔融玻璃界 面不會形成使微細的氣泡容易陷入的表面狀態的結構。 對於具有1 2 0 〇 °c以上融點、由多數或單一的金屬成分 斤構成之财熱性金屬而言，藉由充分考慮其與炼融玻璃的 ，應性’可以製作出在熔融玻璃中不會產生會妨礙氦氣、 氛氣之擴散、溶融的不要之氣泡。融點為12〇〇 X：之理由0 如上述之耐火溫度一樣，為了使氦氣及氖氣能夠有效率的 溶解於玻璃中之必要條件。 而且’本發明之玻璃熔爐，除了上述構件之外，耐火 煉瓦至少含有從Si〇2、Zr〇2、ai2〇3、Mg0、Cr2〇3、c 及W〇3 所 組之群組中選擇的一種以上的物質。

12755pif.ptd 第22頁 1272257 五、發明說明（17) 、Μ T此r η藉由r使耐火煉瓦至少含有從“〇2、Zr02、Al2〇 3、Mg〇、Cr2 03、C 及W0。戶斤如 > β 2 Λΐ2 ^ ^ ^ . 、、之群組中選擇的一種以上的物 貝疋才曰含有矽石（或石英式- 鋁土(或氧化鋁）、鎂土(:》：乳化矽）、錯土(或氧化锆）、 氧化嫣任意一種以上。礼化鎮）、氧化鉻、碳(或碳)及 即使對於光學破璃之溶解也可以用於作為耐火材 :的SIT於作為構成溶解氦氣、氖氣之稀有氣體溶解 生材料’對於將氛氣、氛氣溶解至高純度成 二，玻璃中：情況是較佳的材料。而且，對於Zr02而 :卜貝’ *用於將乱氣、氖氣溶解至需要達到i 5qq。。以上靡 的炫融玻璃的情況。對於Μ而言，其與一樣 1 η作為稀有氣體溶解槽之構成材料（内壁材料）。對 J J 、Cl*2 〇3而吕，由於能夠以便宜的構築費用構成稀有 士體溶解槽，因此是較佳的材質。此外，對於C及w〇3而 二’則適用於將氦氣、氖氣溶解至具有特書的構成成分的 溶融玻璃的情況。 而且’本發明之玻璃熔爐，除了上述構件之外，耐熱 座金屬至少含有從pt、ir、〇s、Re、w、Ta、Rh、Hf、

Ru、Tc、Pd、Mo、Ti、Zr及Nb所組之群組中選擇的一種q 上的物質 在此’藉由使耐火煉瓦至少含有從pt、Ir、〇s、Re、 w、Ta、Rh、Hf、Ru、Tc、Pd、Mo、Ti、Zr 及Nb 所組之群 組中選擇的一種以上的物質是指含有丨質量％以上之彳^作 為耐熱性金屬之鉑、銥、锇、銖、鎢、钽、铑、铪、釕、

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1272257 五、發明說明（18) 鉻、鈀、鉬、鈦、锆及鈮所組之群組中選擇的一種以上 成分。這些金屬材料可以單獨使用或以合金狀態而使用 之，而且根據使用部位之不同而採用不同的金屬材料。此 外也可以採用陶瓷與金屬之複合材料。 本發明之玻璃的製造方法係為藉由加熱玻璃原料使盆 熔融形成熔融玻璃之玻璃的製造方法，此方法係藉由於熔 融玻璃中導入含有氦氣及/或氖氣之平均直徑15〇mm以下的 乳泡，使乱氣及/或氖氣在熔融玻璃中擴散•混合，而使 溶融玻璃含有設定量之氦氣及/或氖氣。 ^、藉由形成含有氦氣及/或氖氣之平均直徑15〇mm以下_ 氣泡j可以增加氦氣、氖氣與熔融玻璃之間的接觸界面面 積。氣泡之直徑縮小的方法是較好的，增加其個數的方法 也可以，可以達到有效的澄清是隨著玻璃之容積而改變/。 亦即：如果是大容積的言舌，則可以採用形成大量氣泡且氣 泡直徑變小的方法。另一方面，氣泡的平均直徑超過 150mm以上，氣泡在熔融玻璃中會浮上，在氣泡到達熔融 玻璃表面而消滅時，覆蓋氣泡的熔融玻璃材料會大量的 散，結果就會捲入熔融玻璃表面之氣體成分，而成為在熔 融玻璃表面產生多個捲入氣泡的原因。此結果，在表面 料產生微細的氣泡缺陷，造成利用氦氣、氖氣所帶來之f 以得到沒有微細氣泡之均質玻璃的澄清效果變成無效。因 此，含有氦氣及/或氖氣之氣泡的直徑為15〇11111]以下、較佳 為12〇mm以下、更佳為100隱以下、特佳為8〇_以下。， 而且，本發明之玻璃熔爐必須具有耐熱性，只要使用

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造強度的耐火 種類。這樣的 熱性金屬材料 應該保持氦氣 會使上述氣體 長時間在高溫 而有限制使用 般而言大多是 耐火材料也存 必須要注意不 璃熔爐外的材 下可以維持構 之耐火材料的 使用陶瓷及耐 在很多種，在 要使用這一類 料0 材料就可以，而 耐火材料中，一 ，由於多孔性的 及氖氣之處上， 不經意逸散至破 +發明之玻璃熔爐所能夠 沒有特別限制加熱之方法及裝置、之加熱哀置，並 言，可以間接加熱，也可以直:備^就加熱方法而 =單：使用或組合使用電、各種；料=裝=箄 礙玻璃化反應之反應性，且在===必須不具有妨 度，具有可以同時加熱配合目響其結構強 模’只要是配合所謂以玻璃材；璃原料之規 料所構築之裝置即可。 田二的而以構成材 :外：本發明之玻璃熔爐可以溶解之玻 折 質。在此，所謂以多成分無機元構成的物 含有兩種以上之氧化物，且此兩成分以上之氧=f分是指 %表示的含量’意圖表示含有5成以± 乳化物以質· 下含有

:組ΐ之玻璃組成物中混入作為不純物之多個，成在具有單 )下’並不相當於本案所謂的多成分氧化物。^刀的情況 次，在具有質量％近似為99質点舉例來 組成物中’含有具有小數點以下兩位。。9;以分：璃 1272257 五、發明說明（20) ' ^ 率之作為不純物的多個成分的情況下並不相當於本案所 謂的多成分氧化物。因此，光纖用之石英玻璃及以此為栌 準的而純度石英玻璃並無法作為本案之對象物。含有大^ 作為陰離子之氟元素的氟化物破璃、氟構酸鹽玻璃、黃銅 礦玻璃、羥基氮化物玻璃等非氧化物玻璃也無法 之對象物。 . 朱 、、而且，作為利用本案所製造的玻璃所應用之用途，也 =沒有特別限制。亦即，舉例來說，其適用於液晶顯示元 1之基板用平板玻璃、電漿顯示器用平板玻璃、固體攝像 元件收納封裝的覆蓋玻璃、搭載於液晶顯示器中之背光_ 用管玻璃、高強度結晶化玻璃、作為光學零件用途之各種 透鏡零件、低融點粉末玻璃等需要高技術的玻璃產品之製 造° 此外，藉由使用本發明之破璃製造裝置，所製造之玻 成物，亦即玻璃物品是熔融玻璃原料而製造出以多成 ^ ^化物為主成分之玻璃物品，其特徵為氦及/或氖之含 有》辰度為0.0 0 0 1〜2微升/克q大氣壓 (^ = ))於疋，在此種玻璃物品中所存在之氦及/或氖係 错由被其他玻璃構成成分所架構之玻璃網目結構的空孔 捕捉的狀怨而存在著。此種狀態，在本案中表現成溶解於 另外，氣泡内徑的測量可以利用通過為透明结晶化玻 璃之新陶瓷窗觀察爐内，藉由影像分析高溫攝影用之、影 裝置所攝影之影像資料而算出。而且，上述氦、氖在玻璃

12755pif.ptd 第26頁 1272257 五、發明說明（21) ' ------ 15 ΐ ΐ量可f利用四極型質量分析計來測定之。利用四 〇击貝里刀析口十之氣體分析係將被測定玻璃試料裝入白金 =介，此白金孤在試料室中維持1〇-5pa(亦即，l〇-8Torr)之 /、工狀態後，將加熱放出的氣體引導至具有〇 〇〇〇i g 測定靈敏度之四極型質量分析計而進行分析。 (lj本發明之坡璃熔爐係為可以迅速且有效的進行氦 或氖擴散•混合、溶解至熔融玻璃中的裝置，具有澄 $熔融玻璃中0· 1_以下澄清困難的微小内徑的氣;包的效 果。 &發明之玻璃熔爐，由於可以使溶解的氦及/或氛® 、辰又達到0. 00 0 1微升/克（# 1/g)(0J大氣壓（a忱）） L因此可以有效率的進行玻璃的澄清，且能夠縮短達 到玻璃均質狀態所需要的時間。 (3) 本發明之玻璃熔爐，由於稀有氣體溶解裝置之至 少一部份浸潰在溶融玻璃中，可以使氦及/或氖以最容易 擴散·混合之狀態與熔融玻璃接觸，而能夠達到最佳 清效果。 / (4) 本發明之玻璃溶爐，由於稀有氣體溶解裝置可以 設置在溶融玻璃之内部、上方、下方或側方之任χ一位置 亡，可以對應各種熔融、成形方式而應用在種種製程中， 藉由對應市場之需要與產品的規格而採用熔融方式，而& 夠充裕的供給具有必要充分特性之破璃產品。 i (5) 本發明之玻璃溶爐，由於稀有氣體溶解裝置也可 以具有至少由選自加熱裝置、減壓裝置、離心力產生裝置

12755pif.ptd 第27頁 1272257 、發明說明（22) 所，之群組之其中之一個以上，可以根據熔融玻璃物品的 *'生貝’視其需要而採用最適當的方法，以較少的能量達到 最大的澄清效果，而能夠以便宜的製造成本製造高品格的 玻璃物品。 (6) 本發明之玻璃熔爐，由於加熱裝置是由具有一個 槽以上的耐熱性容器所構成，可以持續保持熔融玻璃並進 订加熱，即使是哪樣組成的玻璃物品，也可以將溶存氣體 ，實的導出熔融玻璃系統外，使熔融玻璃限制在容器内， 藉由持續連續的的脫氣，而可以達到最終安定的澄清。 (7) 本發明之玻璃熔爐，由於稀有氣體溶解裝置在與g 炫融玻璃流動方向夾一向量角〇度〜8〇度、5〇度〜13〇度、 1〇〇度〜180度之任一個方向產生氦氣及/或氖氣之氣體 流’根據氦氣及/或氖氣是難以擴散•混合或是容易擴 散•混合的玻璃材質，設定較佳的流動方向，而可以進行 各種破璃材質的高度澄清。 C 8)本發明之玻璃熔爐，由於稀有氣體溶解裝置是由 财熱性金屬及/或陶瓷所構成，因此可以達成經過長時間 也可以安定的製造。 (9)本發明之玻璃熔爐，由於稀有氣體脫氣裝置可以 設置在熔融玻璃之内部、上方、下方或側方之任一位置· 上’而能夠使熔融玻璃中經擴散•混合後之氦氣及/或氣 氣從炫融玻璃中快速的脫氣，可以確實的去除炫融玻璃中 殘留的氣泡，即使對於以習知的方法也不容易得到均>質玻 璃的高黏性玻璃物品，也可以高品格的且有效率的製造

12755pif.ptd 第28頁 1272257 ----^ 五、發明說明（23) 之。 (1 0 )本發明之玻璃溶濟，ώ ,、；目古2?/丨、山、西Α 孤 由於稀有氣體脫氣裝置也可 以具有至少由選自加熱裝置 所組之群組之其中之一個以上，衣罝雕 主威置 有根據用途及所需要的玻璃製^只因玻璃的，類，也具 度，的進Γ從裕 * -八主糾:月之玻离炼爐月匕約有$文率的再利用因熔融玻 璃之澄 所產生的氦氣及/或氖 玻 價的氦氣及氖氣。 m^ 少伽335之玻璃’熔爐’由於稀有氣體溶解裝置且伽 多個導入口 ’因此可以容易的調整氦氣u 、熔：玻璃的導入量’藉由精密的調整沿著玻璃溶爐的 條件’而可以大量的製造具有安定品格的玻璃物品種 (13) 本發明之玻璃熔爐，由於多個稀有氣體導 =置於爐床及/或爐壁，擾IL炫融玻璃在爐内的流動係 怨，不會給予爐内的溫度條件报大的影響，可以不 將氦氣、t氣導入爐内’不會因氦氣及氖氣之導 ς 製造設備及週邊設備的壽命。 姐 (14) 本發明之玻璃熔爐，由於多個稀有氣體導入口私 由具有1 000。。以上之融點的金屬所構成，因此在長 2 使用巾，稀有氣體導入口難以產生變形及變質， ： 入爐内的稀有氣體量及導入的稀有氣體氣流維持穩 且能夠具有充分的^期稀有氣體導人σ相關的維護期間。 (15) 本發明之玻璃熔爐，由於稀有氣體溶解裝置係設

12755pif.ptd 第29頁 1272257 五、發明說明（24) 置在連接熔融槽下游側之稀有翁 ^ ^ ^ ^ ^ ^ 娜’枚體溶解槽内，因此可以根 鍤古a挪、—初城 令禾的進行確實的澄清。而且， 稀有虱體浴解槽之内壁面較佳县 、、四疮夕#卜咕r二 早佳疋由具有1 200 〇C以上之耐火 /皿度之耐火煉瓦或具有丨2 〇 〇 V 」人 槿A，而处执—\ L u上之融點之耐熱性金屬所 構成，而能夠充分長時間的維 _ ^ 蜀所 現澄清、均質的玻璃狀態。 虱孔、巩孔之導入所實 (1 6 )本發明之玻璃熔燐， 。〇2、zr〇2、Al2〇3、Mg〇、心。由於耐火煉瓦至少含有從 的-種以上的物質；耐埶2 3及，所組之群組中選擇 k、W、Ta、Rh、Hf、Ru、、、/ 金屬至少含有從Η、Ir、〇S、 之群組中選擇的一種以 C、P(i、M〇、Ti、Zr及Nb所組錢 種成分及熔融溫度、必沾質’考慮玻璃中所含有之各 擇較佳的材料，而可以 、、8守間尚溫強度等，而適當選 玻璃中及作為破璃缺=止耐火煉瓦及耐熱性金屬溶解製 (17)本發明之破異物而流出。 行氦及/或氖擴散•浯人、製造方法，可以迅速且有效的進 為讓本發明之上% σ 、溶解至熔融玻璃中。 易懂，下文特舉一較21，他目的、特徵和優點能更明顯 說明如下。 只施例，並配合所附圖式，作詳細 【實施方式】 以下根據實施例、， ， 玻璃的製造方法。 坪細的說明本發明之玻璃熔爐及 實施例1 發明之玻璃熔爐適用於具有鹼含有

12755pif.ptd 第30頁 本發明者企圖使本 1272257 五、發明說明（25) 量1 〇質量％以下之矽酸鹽破璁 玻璃所使用的玻璃產品之炫 ”、、電子零件用途之平板 清，且與習知相比，可提=率可：t”進行澄 所使用之小型連續溶爐之炫 ^ =此，★習知以來 及/或氖擴散·混合、溶解至炼〜广：二槽之設/作為使氦 炫爐。第!圖為繪示玻璃炫;見=明之玻璃 清_之間設置有财火物壁爐，圖“在溶解槽1〇與澄 過分別設置在溶解槽!。兩側壁；㈣通 5(參照第！圖⑺}而流至澄清槽3G内解襄置 春3璃炼爐1中的玻璃製造步驟，其說明如下述。首 2 u熔融用的玻璃原料B係各自量秤滿足粒度、不純 二：ΐ水份，等所希望規格之多種原料，接著再均-的 玻璃二二時’視實際需要也將預先準備的經破碎的碎 刀批的混合。然後’此玻璃原料Bll由設置在原料 ^料Λ原料投入機而投入溶融槽1〇内。被投入的玻璃 ξ科=由炫融槽1〇内的板狀電極12及加熱器”加熱而熔 ^ 、、融呈液體狀態的熔融玻璃G經過狹口部4 〇上升至槽 稀有氣體溶解裝置5之熔融玻璃g的出口侧部份，從爐 入口熱，氣體導入管21，從白金—铑製的稀有氣體導 5内維持\人/3=1人之氦氣八—邊在稀有氣體溶解裝置 于/、疋一玻螭流動方向夾一向量角1 80度之流動方

五、發明說明（26) =一邊移動。此時’氦氣A加 再加上氣體浮力，氦氣氣泡會上弁、本身具有的擴散力， 亂流，一邊移動。因此，氦氣A在’而_一邊在其周圍產生 傾斜管狀路徑中，成為容易溶稀有氣體溶解裝置5内之 炫融玻璃G中部分的擴散/ 7融/璃^的狀態，在 子狀態而溶解。盔法.、容 机—邊混合一邊變成原 中脫泡、脫氣，而由H!:的氨氣A經由從炫融玻璃G 脫氣裝置之-部份：㈡以夭氣：設置在作為稀有氣體 收。然後’此氣體排出管“連 井部之氣體排出管13回 有耐熱性系機能之裝置（圖連接n整回收氣體量且^ 時’藉由靖融玻璃G中=:)，/回收剩餘氣體之_ 脹的氣泡中的氣體，亦即為同解也可以回收來自膨 裝置。…此玻卿脫氣裝置15之機能的 有氣體溶解裝置之钕Μ Γ 1月 由於採用設置有兩台稀 也可以只運用一台。 而此夠對應製造量而驅動兩台， /谷解槽1〇中的溶融破斑 飽和狀態的反應氣體成分等，中’存在有微細的氣泡及故 G中擴散•混合、溶解， 错由上述的虱氣在熔融玻璃 用。而且，對於過飽和狀離、有使微細的氣泡膨脹的作 藉由氦氣的擴散·混合，：f料的反應氣體成分_ 構成成分所架;i的包：::份氛氣原子，在由破璃中的 然後，充分、欢生的3 的狀態殘留下來。 50，經由# f尤^ ^的熔融玻璃G從澄清槽30流入進料器 由汉置在進料器50中的兩台授拌器51均質的混合， 1272257 五、發明說明（27) 在其下游側的成形區域中碾壓成形成薄板形狀（圖式省 略）。由此所製造之電子零件用平板玻璃，因為氣泡造成 不良的不良率，習知為7 %，使用本發明之玻璃熔爐1，貝,J 可降低至0 · 2 %，因此可以用於製造具有高品格之電子零 件用平板玻璃。在此，計算玻璃中的氦含有量，其值為〇. 055微升/克（//l/g)(0°C、1大氣壓（atm))，確認其含有量 在0.001〜2微升/克（// i/g)(〇 °c、i大氣壓（atm))的設定 範圍内。 實施例2 接著’說明採用較實施例1更容易使氦及/或氖擴散 此合、溶解至玻璃材質中之結構的於電子零件用途所使用 之管玻璃的玻璃溶爐之實施例。 此溶爐’對於連續熔爐而言是非常小型的玻璃熔爐， 由於炼融槽之谷積小，其會有未反應的原料成分容易流出 ^ ’丑β槽的缺點。為了改善此缺點，而採用在溶融槽之下 游側直接連結稀有氣體溶解裝置之結構。第2圖所繪示為 在此玻璃溶爐中所採用之稀有氣體溶解裝置6的部分剖面 j熔融槽熔融的熔融玻璃6，從第2圖中的左側流入 =-命解裝置。另一方面，氦氣A從與熔融玻璃g流動方 調整流入的流量 ㈣霧二ί二ί :以向量角為18〇度之方向導人。耐熱性氣 _ && 疋採用白金铑合金，藉由開關前端部而適當的 以控制氣泡内徑平均在60匪以下。藉由 攸與熔融玻璃G流動方向的相對方向導入氦氣A，❿可以迅

12755pif.ptd 第33頁 1272257 五、發明說明（28) 速的進行氦原子混合、、容 "^ 其而殘留之為過飽和狀能 f熔融破璃G中。於是伴 泡内捏，就會藉由氣氣料之反應氣體成分V氣 融玻璃的氣泡脫泡。 /脹’就能夠促進來自炼 然後，殘留之氦氣A則儲 之一部份的稀有氣體溶解乍為稀有氣體脫氣手段 設置的氣體排出管13回收。X的上部集聚室80，在此由 狀態，利用導入此熱以進行肩^沾由於回收的氣體為高溫 雙重管結構使排氣流經耐執亦即藉由採用 夠有效的運用之。 ”、、陸轧體導入管2〗之外側，而能 最後，熔融玻璃G藉由絲古> —、一 · 置的作為攪採梦菩^ 軋體溶解裝置6下游側所設 置的作為攪拌a置的攪拌器51均質混合至沒有混人 部分的狀態後，從稀有氣體溶解槽6流出並進入澄清样，刀 經過澄清槽到成形區域，以進行管玻璃的成型。Θ 尸由上述所得到的電子零件用管玻璃，對於習知的產品 中氣泡不良率為〇· 2mm程度的微小内徑氣泡在每1〇〇g的玻 璃中會有1 0個左右，可以改善到每1 〇 〇 g的玻璃中有〇 · 1個 左右，由於不良率減少，因此可以對應市場的要求而供應 配合核异的產品。在此，計算玻璃中的氦含有量，其值 0·046微升/克（ei/g)(〇°c、1大氣壓（atm))，確認其含有 量在0· 001〜2微升/克（// l/g)(〇 °c、1大氣壓（atm))的設 定範圍内。 實施例3 r 接著，說明作為顯示器用玻璃之製造裝置適用本發明

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五、發明說明（29) 3 的實施例。從在影像顯示部有氣泡存在的話合 =:醒目的觀點來看，在此用途所利用的玻璃產品斑直： 用途所利用的玻璃產品相比，對於氣 較嚴 的…，泡要考慮成重要的缺陷。第3圖所示為要稀‘有嚴格 體办解裝置7剖面圖。第4圖為第3圖中E部分的縱剖 =炫融槽的原料利用加熱器與白金電極直接加熱而二融 玻璃化，之後從第3圖中的左側使熔融玻璃^流入稀 溶解裝置7内部。錢，在稀有氣體溶解襄置7的内部K 如第3圖及第4圖所示的耐熱性槽體23，沿著此耐熱性槽體 23使熔融玻璃G流動時，在熔融玻璃G上方從與流動方^呈| 1 8 0度向量角而配置的耐熱性氣體導入管2丨導入氦氣a。於 是，氦氣A在耐熱性槽體23之熔融玻璃G中擴散•混合而形 成原子狀態的氦以進行溶解。 而且，在稀有氣體溶解裝置7内的熔融玻璃G上部，由 ^充滿了導入的氦氣A，來自耐熱性槽體23之熔融玻璃G在 落下時也可以實現使氦氣A在熔融玻璃(j中容易擴散•混 合、溶解的環境。於是，在熔融玻璃G中使氦氣溶解時， 藉由使炼融玻璃G中殘留之微小内徑氣泡膨脹的作用，而 可以促使從第3圖右側澄清槽流出的熔融玻璃之澄清 藉由利用第3圖、第4圖所示之本發明的玻璃熔爐，^ 影像顯示部造成問題之微小内徑氣泡不良率，其與習知相 比可以減少9 %，而能夠供給具有高品質的顯示器元件用 玻璃製品。 y 實施例4

1272257 五、發明說明（30) 對於顯示器等所利用的粉末玻璃而言，玻璃中存在有 微細的氣泡，以及在顯示器用玻璃零件等使用此 來封裝之時粉末玻璃產生氣泡，就會產生對顯示哭 :輝度等各特性造成影響的狀況…1於此；粉： 璃之熔融能否適用本發明之熔爐進行檢討。 物木圾 對於玻璃熔爐中試著裝設稀有氣體溶解裝置 L個實Λ例做說明。第5圖所示為設置有稀有氣體溶解裝 Γ古姊的澄清槽30之部分剖面圖。第6圖所Λ為 稀有氣體溶解裝置9之部分剖面圖。起初 ^的稀有氣體溶解裝置8 m兄下 y圖所 稀有氣體溶解裝置8係設置成 生/ 曰3〇内。 μ㈣1由從澄清槽3(fr方^ 21導入含有氖氣5%、氦氣95 %體積白比金之錢^的氣體導入管 製的稀有氣體導入口 99喰山 積比之軋體，從白金铑 熔融玻璃G而加熱之。、1此槽内利用儲存在周圍的 藉由浮力而形成' 二；二二從稀有氣體溶解裝置8之周圍 流動方向，以和氣體之氣泡，對應溶融破璃之 I角90度之方向浮上。

導入稀有氣體溶解裝置8之澄清效果而纟，其盘未 中，氣泡的產=裝置8广狀態相比，在最後的封裝試驗 果。然而為少12%’可得到相當顯著之T 修正得到第6 @車乂冋〇口格的澄清效果，而進行大幅产的 辨、卜初壯 圖之結構。第5圖是在、欢、、主描q η丄 γ又的 體洛解裝置8，第6圖則是藉由：；：二？:中設置稀有氣 口則疋稭由在/谷解槽1〇與澄清槽“之間

1272257 五、發明說明（31) 設置稀有氣體溶解裝置9，你楚ς ^" 氣“結構變成在較其上游：的第立圖置= G中的結構。在第6时，以炫融槽融破蹲 =溶=置9上部驅動的白金姥製半器有氣 二ΐ ’使氨氣A在預先加熱的狀態從ί拌i5t運 下部導入稀有氣體、、交銥姑班Λ丄 視评為5 1之 融玻璃G產生的流動方^ 中’並對應由授掉器51使熔 I王幻々丨L動方向，以向量角g 〇 通過攪拌器51部而浮上日# . ^ 又方向汙上，在 成原子狀態的而進行、容解’ 2 玻璃G中擴散·混合形 氣裝置之-部份的氣體排二於過剩的氦氣A，可從為脫 秋德，乂 ” 排出管回收而再利用。 ..；ί , ： 5" ： ； ™9 ^ ' 於是，π m 狀悲後，流出澄清槽。 炫爐：可以“ 圖所示改良之本發明的玻璃 到均質且充分澄清的破i =為減少之效果，確認可以得 實施例5 順便提一下，葬ώ ^ 的改良之預備試驗=驗室實施為了施行第6圖那樣 良。第7圖戶斤繪示為在預此備夠+進^最終的第6圖之型‘態的改馨 圖。 預備试驗中所使用之設備的說明 在此試驗中，使用 相同的在顯示写中所=/、第5圖之玻璃熔爐所熔融之物品 熔融玻璃〇中起泡為目利用的粉末玻璃。在此’以使氣體在 曰的而使氦氣在熔融玻璃G中擴散。於

12755pif.ptd 第37頁 1272257 五、發明說明（32) —— 疋，在此實驗中，藉由從設置於耐熱性容器7〇(白金坩 =底部附近的耐熱性起泡管（亦即氣體導入管2丨）前端的白 錢製的稀有氣體導入口22於炫融玻璃G中起泡 行 ^之導人，在㈣玻璃中對應上升的氦^的氣泡=二 =角9。度”’同時藉由旋轉的授拌器” 2 =玻璃1中分裂，減小氣泡内徑而形成具有4〇_:下相 §球平均直徑的氣泡，藉由证、户甘 下相 速度，而以較長的時間使氣^：、/㈣玻璃㈠的浮上 結果’其與單只有;容易哭與二觸。 A起泡之情況相比，儘管1有 ' j坩、局）底部使氦^ 束後，包含在玻璃中之氡\有人相；1之/氣流量’在試驗結 且，最後所得到之玻璃=有包可鳴兩成。而 氦氣起泡而導入的情況相比，★二、里丄其與早單藉由使 到的玻璃之加熱再沸試驗， ^以獲得改善，經由所得 認具有優良的品格。不會出現再彿的不安定，而確 實施例6 接著，根據第5圖所達到的姓， 泡出更小氣泡内徑，而進r _為了有效的實現起 燈用途所利用的細管破璃:^ =试驗。此試驗是適用於 裝置說明圖。 离組成。第8圖所示為進行試驗的， 從實施例4實施例5之結果 a ^ 30mm以下相當球平均直徑，< ▲ 二了&小氣泡内徑至 人管21與授拌器兩種機$二時具有耐熱性氣體導 拌器是否能夠較有效率的赞二 > ，對於藉由使用此攪 化進仃调查。在此所採用的是

12755pif.ptd 第38 1 1272257 五、發明說明（33) 旋轉轴内加工成管狀的傳 制你μ $ 的攪拌器51，而可以從其前端的白金 衣 ^ 入-口 22將氦氣A導入熔融玻璃G中的裝置。 -“ 1口厂仓8圖所不，從設置的攪拌器51對維持1 400 °C的炼 融玻璃G進行氮氣起泡，秋德拉 以縮小氦氣泡的内捏”、、後猎“轉授拌器51，確認可 队心"IL入耐熱性容器7 f] f 6 Ih、 有氣體導入口 22進行氦氣起泡兩小 ==稀 從1 400 t變成1 400 t者為1〇〜5〇個 在此/ W包數， 135CTC變成14〇(TC者為〗/斤的虱泡數，從 用此攪拌器5 1，藉由採用負> ^斤的氣泡數。於是，使 製造條件。 由彳木用虱乳起泡，發現可以得到有效的 實施例7 接著’對於為了赞造# :全，適用本發明：玻璃編；::：璃 於產品良率低，=對；：：以生率高達㈣，* 於稀有氣體溶解裂置52而言，發明。於是，對 =解裝置52浸潰在炼融玻璃G、中，；第所示將稀、 22唷出虱氣A，而於熔融玻 攸稀有虱體導入口 導入氦氣A，然後導人之氦似利^氣體溶解裝置52内 部之翼攪拌，使韻 " 稀有氣體溶解裝置52内 、成向$角90度的方向產生氣氣A的

12755pif.ptd 對應上方向的玻;；=，=:以下，藉由對流而產生 1272257 五、發明說明（34) 流，在溶融玻璃中使氦氣A擴散•混合，結果使氦以原子 狀態溶解在熔融玻璃G中的結構。 如此，藉由適用本發明，可以將習知氣泡不良率丨6 % 程度減少至8 %之程度，藉由提升產品良率，而可以降低 產品而成本。而且，計算玻璃中的氦含有量，其值為 0.033微升/克（#l/g)(〇°c、1大氣壓（atm))，確認其含有 里在0.001〜2微升/克（//l/g)(〇°c、1大氣壓（atm))的設 定範圍内。於是，藉由適用本發明，對於習知澄清困難的 玻璃，也可以容易的進行澄清，而可以對應市場的要求供 給均質的玻璃。 ( 實施例8 最後，關於液晶顯示裝置之影像顯示部所搭載之薄板 玻璃的製造，使用本發明之玻璃熔爐，說明適用本發明之 方法的實施例。 、 此種無驗玻璃在此也是利用比較大型的玻璃熔爐來製 ^ ^ ^著近年來技術革新與市場的擴張，也產生必須要 =車乂大今里的熔融設備進行改良。因此對於此種設備進行 蜂連t 改、，並且提升到目前為止的各種試驗的好成 、、、貝，以進行對本發明之破璃熔爐的改良測試。 料B刹第用 1〇ΛΓ繪示為改良後之玻璃熔爐的剖面圖。玻璃原 ΓΛ/入型输合機混合後，利用輸送帶供給至設^ 爐的炫融槽i。内】ί =:以設定的速度投入玻璃溶 加熱器31加⑭電極。力2 原料8在炫融槽1Q中利用 、”電才2加熱而熔解形成熔融玻璃。之

第40頁 1272257 五、發明說明（35) 後，熔融玻璃G通過狹口部4〇而流入作為 20所增設之槽内。在此稀有氣體溶解槽2〇中^設置^解槽 體溶解裝置53(在此稱為氣泡模組53)， 有氣 經由耐熱性氣體導入管21將供給的氛氣=二=有 而導入稀有氣體溶解槽20内之多個，例如是“個：3床 體導入口 22(在第1 〇圖中只繪示出與熔融破之 有^ 平行的，有氣體導人π22，此稀有氣體導人心在動與方炫向 玻璃之流動方向垂直的方向設置有4列，全部設置田 個）。在氣泡模組53之爐床上之稀有氣體導入口22 V入口 2 2之玟置岔度是設定成i 〇 〇 〇 〇導入口數/平方公八。 …。來自具有16個稀有氣體導入口 22的氣泡模組53 : ί度 為99 /之虱氣八的氣泡，在熔融玻璃中，以平 又 Λ /Λ ⑼氦氣泡而引發氦原子擴散至熔融玻璃 G#中。在此稀有氣體溶解槽2〇中，除了氣泡模組53以外也 没置有電極（圖式省略）及氣體排出管13，而可以 出’於熔融玻抓中浮上後，聚集在熔融玻璃G 、 氮氣而且，此稀有氣體溶解槽20之可以耐1500 °c 以上高溫之内壁、爐床的耐火物是採用含有氧化鍅8〇質 «I $ t的電鑄耐火煉瓦。而且，金屬線（表示爐壁的熔融 玻㈣與炼融環境氣體之界面的線）的高溫部是採用覆蓋白 二勺物。如此就可以防止因為從氣泡模組所喷出的氦 :氣，氖氣所造成之金屬線震動、耐火物金屬線部顯著，的進 行侵餘等。

1272257 五、發明說明（36) 在稀有氣體溶解槽20中，放出熔融破璃G 被細反應氣泡的澄清反應的一部份開始 /有之 體溶解槽20後在澄清槽3〇内藉由加熱而進：正：：产：氣 使熔融玻璃成為均質的狀態。而且， ；’ 料器50中，並經由糌挑哭y推许筝尨从一破离G机入進 Φ石士 r广 攪拌為51進订最後的均質化操作後，产 出至成形區，並成形成薄板玻璃。 爪 藉由使用此種的玻璃熔爐，在大面 所造成的問題，可以減少具有微細：氣玻：成形時 升良品率。而且，計算玻璃中的氣含士其包含=提 001〜2微升/克（//i/g)(〇〇c、i大洛颅r 里在0· 内。 1大就壓(atm))的設定範圍· 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，缺苴 限定本發明’任何熟習此技藝者，在不脫離；；明= 和範圍内，當可作些許之更動鱼、、„爲 ^ 不^月之精神 範圍當視後附之申請專利範圍;斤&者二二本發明之保護 12755pif.ptd 第42頁 1272257 圖式簡單說明 —- 第1圖為繪示本發明之一實施例的玻璃炫爐之纟士構 圖，第1圖（XI)為玻璃炼爐的側視剖面圖（第1圖（Y)的XI 一 XI剖面），第1圖（X2)為稀有氣體溶解裝置之周邊部'的 分剖面圖（第1圖（Y)的X 2- X 2剖面）；第1圖（γ ) ^ 爐的上視剖面圖。 ^马玻璃熔 第2圖為緣示本發明之其他實施例的稀有氣體、、六 士 置的部分剖面圖。 、/合胖衣 第3圖為繪示本發明之其他實施例的稀有氣體溶 置的部分剖面圖。 第4圖為繪示第3圖中的e - E剖面圖。 第5圖為繪示本發明之其他實施例的稀有 置的部分剖面圖。 -股心解衷 第6圖為繪示本發明之其他實施例的 置的部分剖面圖。 挪有礼體 >谷解裝 第7圖為繪示在實驗室中進行本發明 明圖。 〜貝驗的相關說 第8圖為繪示在實驗室中進行本發明之i 關說明圖。 /、他具％的相 第9圖為繪示本發明之其他實施例的 置的部分剖面圖。 π稀有乳體溶解裝 熔爐的側視 剖面圖 第1 0圖為繪示本發明之其他實施例之破璃 第1 1圖為繪示習知的連續式熔爐的側 弟圖為繪示習知的批式熔爐的側剖面 圖

12755pif.ptd 第43頁 1272257 圖式簡單說明 【圖式標示說明】 A :氦氣及/或氖氣 B :玻璃原料 G :熔融玻璃 R :耐火物 I :玻璃溶爐 5、6、7、8、9、52、53 :稀有氣體溶解裝置 10 :熔融槽 II :投入口 1 2 :電極 % 1 3 :氣體排出管 1 5 :脫氣裝置 2 0 :稀有氣體溶解槽 2 1 :耐熱性氣體導入管 22:稀有氣體導入口 23 :耐熱性槽體 3 0 :澄清槽 31 :加熱器 40 :狹口部 0 41 :發熱體 5 0 :進料器 51 :攪拌器 60 :取出口 70 :耐熱性容器

12755pif.ptd 第44頁 1272257 圖式簡單說明 8 0 :上部集聚室 鲁

12755pif.ptd 第45頁

Claims (1)

1272257 六、申請專利範圍

1 · 一種玻璃炫爐，其係為藉由加熱一玻璃原料使其熔 融形成一熔融玻璃之一玻璃熔爐，該玻璃熔爐包括： 一投入口，用以投入該玻璃原料； 一取出口 ，用以取出該熔融玻璃； 融槽’用以儲存保留該玻璃原料及該熔融玻璃一 丰又3又疋時間； 一加熱裝置，用以加熱被投入至該熔融槽 原料及該熔融玻璃；以及 門之孩玻耦 匕M稀有氣體溶解裝置，用以從一稀有氣體導入口供仏 ，氣及/、或氖氣，並在該溶融玻璃中擴散•混合，使該^ 融玻璃溶解具有設定濃度以上的氦氣及/或氖氣。/ & 2.如申請專利範圍第丨項所述之玻璃熔爐，复 的乳乳及/或氖氣之濃度為〇· 〇〇〇1微升/克（#丨 大氣壓（atm))以上。 C 3 ·如申凊專利範圍第丨項所述之玻璃熔爐， 有氣體溶解裝置之至少一部分浸潰在該溶融玻 一 4 ·如申請專利範圍第丨項所述之玻璃熔爐， 有氣體a解裝置設置在該熔融玻璃之内部、上 側方之中，至少任一位置上。 其中該稀 ί离中。 其中該稀 方、下方及 5 ·如申請專利範圍第 有氣體溶解裝置具備有至 置、一離心力產生裝置所 6 ·如申請專利範圍第 熱裝置包括由耐熱性容器 1項所述之玻璃熔爐，其中該稀 少選自一加熱裝置、一減壓裝 組之群組之其中之一個以上。 5項所述之玻璃熔爐，其中該加 所構成一個以上的槽。

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I272257

、申讀專利範圍 有$ 7 ·如申請專利範圍第1項所述之玻璃溶爐，其中該稀 體溶解裝置在與該熔融玻璃流動方向夾一向量肖〇度 & ^度、50度〜13〇度、1〇〇度〜180度之任一個方向產^ 虱氣及/或氖氣之氣體流。 有^ 8·如申請專利範圍第1項所述之玻璃熔爐，其中該稀 氣體溶解裝置是由耐熱性金屬及/或陶瓷所構成。 9 ·如申請專利範圍第1項所述之玻璃熔爐，更包括： 八/ 一稀有氣體脫氣裝置，從經氦氣及/或氖氣擴散•混 二唆之該熔融玻璃中使含有氦氣及/或氖氣之氣體脫氣， ^，有氣體脫氣裝置設置在該熔融玻璃之内部、上方、Ί 或側方之中，至少之任一位置上。 1 〇 ·如申請專利範圍第9項所述之玻璃熔爐，其中該稀 氣體脫氣裝置具有至少選自一加熱裝置、一減壓裝置、 離心力產生裝置所組之群組之其中之一個以上。 11 ·如申請專利範圍第1 〇項所述之玻璃熔爐，其中該 稀有氣體脫氣裝置具備有設置於該熔融玻璃上方的一稀有 氣體集聚室。 . ^ 1 2 ·如申請專利範圍第1項所述之玻璃熔爐，其中該稀 有氣體溶解裝置具備多個稀有氣體導入口。 | 1 3 ·如申請專利範圍第11項所述之玻璃熔爐，其中該 夕個稀有氣體導入口係設置於爐床及/或爐壁。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項所述之玻璃熔爐，其中該 多個稀有氣體導入口是由具有丨0 0 〇 °c以上之融點的金i所 構成。

12755pif.ptd 第47頁 1272257 六、申請專利範圍 ---- 15.如申請專利範圍第丨項所述之玻璃熔爐，其中該稀 有乳體溶解裝置係設置在連接該熔融槽下游側之一稀有氣 體溶解槽内。 1 6·如申請專利範圍第1 5項所述之玻璃熔爐，其中該 稀有氣體溶解槽之下游側連接一澄清槽。 1 7 ·如申睛專利範圍第丨5項所述之玻璃熔爐，其中該 稀有氣體溶解槽之内壁面是由具有12〇〇 t以上之耐火溫度 之财火煉瓦或具有1 2 0 0 °C以上之融點之一财孰性金屬所 構成。 ...... 1 8 ·如申請專利範圍第丨7項所述之玻璃熔爐，其中該φ 耐火煉瓦含有 kSi〇2、Zr02、Al2〇3、MgO、Cr2 03、C及W03 所 組之群組中選擇的至少一種以上的物質。 1 9.如申凊專利範圍第丨7項所述之玻璃熔爐，其中該 财熱性金屬含有從pt、Ir、〇s、Re、w、Ta、Rh、Hf、 Ru Tc、Pd、Mo、Ti、Zr及Nb所組之群組中選擇的至少一 種以上的物質。 20· —種玻璃製造方法，係為藉由加熱一玻璃原料使 其熔，形成一熔融玻璃之玻璃的製造方法，該方法包括： "藉由於該熔融玻璃中導入含有氦氣及/或氖氣之平均 直徑150mm以下的氣泡，使氦氣及/或氖氣在該熔融玻璃中 ，散•混合，而使該熔融玻璃含有設定量之氦氣及/或氖 氣0