TWI406827B - 減少玻璃中氣體雜質之裝置及方法 - Google Patents

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Description

減少玻璃中氣體雜質之裝置及方法
本發明是關於用以減少玻璃內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內之玻璃基板裡的氣態雜質。
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內熔融玻璃先質-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。一般說來，移除氣態雜質是藉由將玻璃熔物加以"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間隙氣體，在後文中亦可稱之為"種物(Seed)"，"泡體(Blister)"或"氣泡(Bubble)"。
一種常見的玻璃熔融物澄清方法即為藉由化學澄清處理。在化學澄清處理中，會將澄清劑引入於玻璃熔融物之內像是藉由將其置入於供應材料裡。澄清劑是一種多價氧化物材料，其在高溫處會被還原(失去氧)，而在低溫處則是會被氧化(重新合併於氧)。然後，由澄清劑所釋放之氧氣可擴散進入在熔融製程過程中所形成的種物內而造成種物成長。是故可藉以提高種物的漂浮性，即上升至玻璃的表面，而在此處氣體即釋離於熔融物。理想上，會希望澄清劑是在熔融製程稍後處，即在多數的種物皆已形成之後才釋放氧，藉以提高澄清劑的有效性。為此目的，雖可在熔融容器中消除大型種物，然玻璃一般說來仍會在澄清容器中進行額外的澄清處理，其中通常會增加玻璃熔融物的溫度而超過熔融溫度。在澄清容器內的玻璃熔融物溫度提高會降低玻璃的黏滯係數，故而讓種物更易於上升至玻璃的表面處，同時多價氧化物澄清劑會將澄清氣體(氧氣)釋放於玻璃熔融物藉以令種物成長並且有助於進行種物移除製程。一旦玻璃熔融物既經澄清之後即可予以冷卻並攪拌，然後再經由業界已知之各種可利用形成方法的任何一者以形成為像是玻璃片。
許多傳統的玻璃製造製程是運用砷(砒霜)以作為澄清劑。砷為許多已知最高溫澄清劑的其中一種，並且當加入於熔融高溫爐(熔融容器)之內的熔融玻璃浴庫裡時，可供在高溫處(即如高於1450℃)自玻璃熔融物釋放出O2 。這種高溫O2 釋放有助於在熔融階段過程中，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。
自環保觀點而言，會希望提供一種製作玻璃，並且尤其是通常運用於製造LCD玻璃的高熔點及應力點玻璃，無須使用砷作為澄清劑的替代性方法。含砷化合物通常具有毒性，並且含砷之玻璃的處理作業不僅會製造出處理成本昂貴的廢棄物，同時在顯示裝置的使用壽命之後也會產生與顯示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O2 ，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內)，澄清劑並無法產生足夠量值的氧氣以便有效地澄清位在澄清容器之內的玻璃。因此，若能尋得一種可供以減少玻璃內之氣態雜質而又無須使用有毒澄清劑的方式則為有利。
在一項特點裡，本發明提供一種用以減少玻璃內之氣態雜質的方法，其中方法包含下列步驟：(a)在熔融容器內將批次材料加熱藉以在熔融溫度TM 下形成熔融玻璃，熔融玻璃含有多價氧化物材料；(b)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TM ，其中熔融玻璃維持在耐火性管件之內預定停駐時間；以及(c)在澄清容器內將經冷卻熔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，其中包含：(a)熔融容器，其熔融批次材料並且在熔融溫度TM 處形成熔融玻璃，其中熔融玻璃含有多價氧化物材料；(b)耐火性管件，其接收熔融玻璃並且將熔融玻璃冷卻至冷卻溫度TC ，此溫度低於TM ，其中熔融玻璃維持在耐火性管件之內預定停駐時間，藉以減少熔融玻璃內之氣態雜質的體積，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(c)澄清容器，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TF ≧TM 。
在另一項特點裡，本發明提供一種用以減少玻璃內之氣態雜質的方法，其中方法包含下列步驟：(a)在熔融容器內將批次材料加熱藉以在熔融溫度TM 下形成熔融玻璃，熔融玻璃含有多價氧化物材料；(b)在澄清容器中將熔融玻璃加熱至澄清溫度TF ≧TM ；以及(c)在耐火性管件中將熔融玻璃自TF 冷卻至冷卻溫度TC <TM ，其中TC 是在約1500℃至1630℃的範圍內，其中熔融玻璃維持在耐火性管件之內至少約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TM 處形成熔融玻璃，其中熔融玻璃含有多價氧化物材料；(b)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TF ≧TM ；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TC <TM ，其中TC 是在約1500℃至1630℃的範圍內，並且經冷卻熔融玻璃維持在第二耐火性管件之內至少約1小時的預定停駐時間，藉以減少熔融玻璃內之氣態雜質的體積，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。
下列詳細說明只作為列舉用途以及並不作為限制用途，所揭示特別詳細細節之範例性實施例提供完全瞭解本發明。不過，業界熟知此技術者將受益於本發明所揭示內容，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字表示相同的組件。
在一般玻璃製造處理過程中，原始供應材料在高溫爐(熔融器，熔融容器)中加熱以形成黏滯性質量，或玻璃熔融物。高溫爐通常由耐火磚製造出，耐火磚由煆燒焦寶石，矽線石，鋯石或其他耐火材料所構成。供應原料可藉由整批處理加入熔融器，其中形成玻璃成份混合在一起以及以獨立負載加入至熔融器內，或供應材料加以混合以及連續性地加入至熔融器。供應原料可包含碎玻璃。供應原料可經由高溫爐結構中開孔或端埠加入至熔融器內，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器裝置加入。供應材料之種類及數量構成玻璃之配方。整批處理過程通常使用於少量玻璃以及使用於高溫爐容量約為高達數頓，其中大的商業化連續性供料高溫爐可容納超過1500頓玻璃，以及每天運送數百噸玻璃。
供應原料可在熔融器中藉由在供應原料上方一個或多個燃燒器之燃料-氧氣火焰，藉由電流通過按裝於內部熔融器壁板中電極之間電流，或兩者進行加熱。高於壁板亦由耐火磚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料燃燒之空間。在一些處理過程中，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。電流而後通過供應材料/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體，其在玻璃熔融物內形成雜質，通常稱為氣泡或小氣泡。小氣泡形成係由於空氣被捕捉於供應材料顆粒間之界面性空間中，以及由耐火磚本身份解至熔融物內。構成小氣泡之氣體包含O2 ,CO2 ,CO,N2 及NO任何一種或其混合物。其他氣體亦可形成以及構成小氣泡。水份通常為熔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內形成泡沫塊。除非小氣泡被移除，其可運載通過玻璃形成操作之其餘部份，最終變為凍結為最終玻璃產物以及在產物中產生可看到之缺陷。在熔融物頂部處之泡沫可利用熔融器內浮板或橋狀物撇取熔融物離開熔融物而避免。在熔融物內大的小氣泡上昇至熔融物表面，其中包含於小氣泡內氣體因而由熔融玻璃釋出。在熔融物中熱梯度產生之對流有助於使熔融物均勻化。不過玻璃熔融物在熔融器中停留時間不夠難以去除較小的小氣泡。
為了確保最大小氣泡去除，玻璃製造商通常採用化學澄清處理過程，其中澄清劑可包含於小氣泡材料中。澄清劑之澄清構件在於在熔融物中產生額外氣體(通常為氧氣)。澄清氣體溶解進入熔融玻璃內以及擴散進入氣泡，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 O5 形式已使用許多年作為澄清劑。As2 O5 相信藉由在高溫下將砷由+5價狀態還原為+3價狀態，在大部份熔融完成後將達成無小氣泡玻璃。還原釋出氧氣進入熔融物，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，具有砷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，進行澄清使得最終玻璃實質上不含As2 O3 ，即最終玻璃具有最多0.05%莫耳比As2 O3 。最優先地，不含As2 O3 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0.005%莫耳比As2 O3 ，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。
銻氧化物(Sb2 O5 )亦可使用作為砷之替代物，但是銻化學特性十分接近砷以及具有許多如同砷之問題，例如廢棄物處置。除此，與使用As2 O3 或SnO2 作為澄清劑作比較，Sb2 O3 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Sb2 O3 ，即最終玻璃具有最多0.05%莫耳比Sb2 O3 。最優先地，不含Sb2 O3 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0.005%莫耳比Sb2 O3 ，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(SnO2 )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砷相同的氧化還原，在顯示器玻璃形成溫度下(大約1200℃)錫氧化物濃度非常低(大約0.2%重量比)限制加入原料內含量以及因而亦限制澄清可利用氧氣數量。因而，在最終玻璃中SnO2 濃度通常小於或等於0.15%莫耳比。假如需要情況下，能夠單獨地使用澄清作用或合併其他澄清技術。例如，錫澄清劑能夠與鹵化物澄清劑例如溴澄清劑共同使用。其他可能的組合包含非限制性之錫澄清劑加上硫酸鹽，硫化物，氧化鈰，Fe2O3 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SnO2 以及含有鹵化物化合物之混合物作為系統中澄清劑，鹵化物為氯化物形式(例如為BaCl2 或CaCl2 )，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內之氣態雜質，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，在此所說明之示範性玻璃製造系統及方法確能視需要而使用有毒澄清劑。方法廣義而言包含如下步驟：(a)在熔融容器內將批次材料加熱藉以在熔融溫度TM 下形成熔融玻璃，熔融玻璃含有多價氧化物材料(即如澄清劑)；(b)將澄清容器內的熔融玻璃加熱至澄清溫度TF ≧TM ；以及(c)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熔融玻璃冷卻至冷卻溫度TC ，此溫度低於TM ，其中熔融玻璃維持在冷卻耐火性管件之內預定停駐時間，藉以減少熔融玻璃內之氣態雜質的體積，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。方法包含兩項具體實施例，其中在第一具體實施例裡，冷卻耐火性管件係經設置於熔融容器與澄清容器之間，即如後文中參考圖1-3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3338696號專利中。玻璃製造系統100包含熔融容器102(例如熔融器102，熔融高溫爐102)，新的冷卻耐火性管件104(冷卻耐火性容器104)，澄清容器106，澄清器至攪拌槽之連接管件108，混合容器110(例如攪拌槽110)，攪拌槽至碗狀物連接管件112，傳送容器114(例如碗狀物114)，降流管件116，入口118，以及使用來形成玻璃片122之形成容器120(例如融合管件120)。通常，組件104,106,108,110,112,114,116及118由鉑或含有鉑金屬例如鉑-銠，鉑-銥及其組合物製造出，但是其包含其他耐火性金屬例如鉬，鈀，錸，鉭，鈦，鎢及其合金所構成。形成容器120通常由陶瓷或玻璃陶瓷耐火性材料所構成。
玻璃原料依據所需要玻璃組成份特定配方以箭頭124所示供應至熔融高溫爐102。原料可整批模式或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Ba之氧化物。供應材料亦可由先前熔融操作之碎玻璃。非毒性多價澄清劑，例如SnO2 可包含於初始供應原料中，或隨後加入至熔融玻璃126。可加以變化，在SnO2 作為澄清劑之情況中，其並不需要將SnO2 加入至供應材料內，由於熔融高溫爐中電極材料通常由SnO2 所構成，高溫爐包含電熱方式加熱熔融。因而，相當數量SnO2 經由電極逐漸碎裂加入至熔融物。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126電阻充份地降低，電流因而藉由電極通過熔融玻璃126物體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內加熱以及熔融以在熔融溫度TM 下(即如1500℃-1650℃)形成熔融玻璃126。熔融溫度TM 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)，此熔融溫度可超過1500℃，並且最好是高於1550℃；而對於一些玻璃來說，此溫度至少會是約1650℃。
根據本具體實施例，一旦熔融容器102既已在熔融溫度TM 下熔融原始供應材料以形成熔融玻璃126後，熔融玻璃126即流入冷卻耐火性管件104。冷卻耐火性管件104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維持於其內一段約10-30分鐘的預定停駐時間。在具體實施例裡，冷卻溫度TC 低於熔融溫度TM 約10℃，其中熔融溫度TM 是在約1500℃到1650℃的範圍內。除此TM 能夠在下列一個範圍內：(a)約1500℃-1510℃;(b)約1510℃-1520℃;(c)約1520℃-1530℃;(d)約1530℃-1540℃;(e)約1540℃-1550℃;(f)約1550℃-1560℃;(g)約1560℃-1570℃;(h)約1570℃-1580℃;(i)約1580℃-1590℃;(j)約1590℃-1600℃;(j)約1600℃-1610℃;(k)約1610℃-1620℃;(l)約1620℃-1630℃;(m)約1630℃-1640℃；以及(n)約1640℃-1650℃。
在具體實施例裡，冷卻耐火性管件104具有一個或多個冷卻鰭片128(位於熔融容器102附近)以及選擇性的加熱構件130(位於澄清容器106附近)。例如，加熱構件130可含有電力來源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134內的電流可加熱耐火性管件104。冷卻耐火性管件104可或無須擁有對於熔融玻璃126的自由表面區域。此外，冷卻耐火性管件104可視需要令其一部份是位於熔融容器102及澄清容器106的下方處。若冷卻耐火性管件104具有一部份是位於熔融容器102及澄清容器106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104上方處之熔融玻璃126的所另增上壓可藉由提高泡體內部的壓力量值以有助於熔融玻璃126內之泡體的收縮。
藉由冷卻熔融玻璃126，冷卻耐火性管件104可消除至少一部份的氣態雜質(種物，氣泡，泡體)而崩解進入熔融玻璃126之內。在此無意依附於任何特定理論，據信當其內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P=壓力(Pa),V=體積(m3 ),n=氣體數量(莫耳數),R=理想氣體常數，8.314472m3 ‧Pa‧K-1 ‧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，熔融玻璃126內之各個氣泡的體積必須成正比地縮小。尤其，對於球體而言，由於V=4/3πr3 ，因此氣泡半徑會按立方根而減少，即r=[4V/3π]1/3 。
此外，當熔融玻璃126的溫度下降時，許多氣體的可溶度會增加。這些包括在熔融玻璃126內部之氣泡裡所發現的典型氣體，包含O2 ,CO2 及SO2 ，然不限於此。而當氣泡內之氣體物種的玻璃熔融物可溶度增加時，氣體物種即移離氣泡並進入熔融玻璃126內以減少氣泡內的氣體量值，或令為n。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，溫度降低以及氣泡裡氣體內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入熔融玻璃126，並獲得熔融玻璃126內的新氧氣(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氣泡能夠崩解，故而在冷卻耐火性管件104中需約10-30分鐘的停駐時間。然而，根據熔融玻璃126的溫度(且因而黏滯係數)以及將熔融玻璃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熔融玻璃126的時間量值(即如<10分鐘或是>30分鐘)。同時，冷卻耐火性管件104可配備有選擇性的加熱構件130，其可用以在熔融玻璃126進入澄清容器106內之前先將熔融玻璃126的溫度提高至，或接近於澄清溫度(即如1640℃)。
在一些具體實施例裡，可將熔融玻璃126維持在冷卻留持溫度範圍內，其方式為藉由將冷卻耐火性管件104(或冷卻耐火性容器104)組態設定為足夠地大以利按一項特定流率容納所預期接收之熔融玻璃126的體積，並且調理液體交換速率以確保熔融玻璃126的各個離散體積能夠在留持溫度範圍內體驗到完整的留持時間。由於留持時間可能會使得熔融玻璃126冷卻至低於留持溫度範圍，因此最好是能夠對有助於低調理留持的冷卻耐火性管件104(無論究係傳輸連接管或留持庫箱)進行加熱。例如，傳輸連接管通常為耐火性金屬，像是鉑或鉑合金(即如鉑銠)，可藉由令電流通過連接管以直接地進行電性加熱。同樣地，可自適當金屬形成留持容器，並且如前述般直接地進行加熱。留持容器可含有多個分別電極(即如錫質電極)並令電流通過熔融玻璃126本身，或者可藉由像是一個或多個瓦斯火焰的外部來源以"煆燒"留持容器。如此，在留持時間的過程中可加熱熔融玻璃126，然至此僅為將玻璃熔融物的溫度維持在留持溫度範圍內所必要者，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104後，即進入澄清容器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TM 般高，且最好是高於熔融溫度TM 。一般說來，澄清容器106會將熔融玻璃126加熱至一澄清溫度TF ，此溫度是位在約1630℃至1720℃的範圍內。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內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104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104內先進行早先地移除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內所移除者為最小氣泡，因此在將澄清氣體加入澄清容器106內之前，平均氣泡大小會大於若未如此進行者。故而位在澄清容器106內之熔融玻璃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經由澄清至攪拌室體連接管108流到混合容器110(即如攪拌室體110)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流到傳送容器114(即如碗狀物114)。傳送容器114經由降流管116及注入口118將熔融玻璃126傳送至形成容器120(即如隔離連接管120，熔融連接管120)，藉以按如熔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126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)，在此熔融玻璃126溢流出形成容器120的上方邊緣。然後熔融玻璃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122。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的內部，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3682609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。熟諳本項技藝之人士應即能瞭解，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104。
現參考圖2，此圖係一流程圖，其中說明根據本發明具體實施例用以減少玻璃內之氣態雜質的方法200之基本步驟。自步驟202開始，將位於熔融容器102內的批次材料加熱藉以在熔融溫度TM 下形成熔融玻璃126，其中熔融玻璃126含有多價氧化物材料(澄清劑)。在一項具體實施例裡，熔融溫度TM 是在約1500℃至1650℃的範圍內。在步驟204中，熔融玻璃126在冷卻耐火性管件104內冷卻至冷卻溫度TC ，並經留持一段預定停駐時間。在一項具體實施例裡，熔融玻璃126被盡可能地快速冷卻至冷卻溫度TC ，此溫度低於TM 約10℃，然後經留持於溫度處或在相對微小的溫度範圍內(即如1500℃至1550℃)一段預定停駐時間，此時間是在約10分鐘至30分鐘間的範圍內。在步驟206處，在澄清容器106之內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1630℃至1720℃之間的範圍內。
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200所進行之實驗的結果之各種相片及圖片。在這些實驗裡，利用貴金屬容器以將含有SnO2 (澄清劑)的批次材料加熱至1600℃(TM )保持60分鐘藉以形成熔融玻璃126(Corning Eagle XG玻璃)(步驟202)。然後再將耐火性蓋子放置在貴金屬容器的開口上，因而對於熔融玻璃126並無自由的表面區域。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104，並且在此期間熔融玻璃126進行低溫調節步驟，同時在一項具體實施例裡會被留持於1510℃(TC )10分鐘，而在另一項具體實施例裡熔融玻璃126會被留持於1600℃(TC )10分鐘(步驟204)。之後，舉升耐火性蓋子以產生熔融玻璃126的自由表面區域，故而貴金屬容器現運作為澄清容器106，並且其中兩者實驗的熔融玻璃126都會被加熱至1640℃(TF )30分鐘(步驟206)。最後，令兩者實驗的熔融玻璃126熄冷。圖3A及3B顯示多張相片，其中說明當分別地TC =1510℃及TC =1600℃時，調節溫度對於經熄冷玻璃300a及300b內之泡體所產生的效果。第3C及3D圖為其中說明，當分別地TC =1510℃及TC =1600℃所進行時，在經熄冷玻璃300a及300b之47mmx63mmx4mm樣本裡泡體直徑(mm)相對於垂直位置(mm)的圖式。總結地說，當TC =1510℃而非1600℃時，調節步驟可獲以顯著地減少泡體計數，即自當TC =1600℃時的937個泡體/cm3 下降至當TC =1510℃時的6.5個泡體/cm3 。同時，相較於經留持於TC =1600℃下的經熄冷玻璃300b，經留持於TC =1510℃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示範性玻璃製造系統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400含有熔融容器402(即如熔融器402，熔融高溫爐402)，熔融容器至澄清連接管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410(即如攪拌室體410)，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420(即如融合管件420)。一般說來，組件404,406,408,410,412,414,416及418雖通常是由鉑或者像是鉑銠，鉑銥及其等組合的含鉑金屬所製作，然亦可含有其他的耐火性性金屬，像是鉬，鈀，錸，鉭，鈦，鎢或其等合金。形成容器420通常是由陶瓷或玻璃陶瓷耐火性性材料所製成。在本具體實施例裡，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104係經設置於熔融容器102與冷卻耐火性管件104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402內。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SnO2 ，可為納入在初始供應材料之內，或者為後續地增添至熔融玻璃426。或另者，在SnO2 的情況下，可能並不需要將SnO2 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SnO2 。因此，可透過電極的逐漸分解以將足夠的SnO2 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熔融玻璃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，以自其內對熔融玻璃426進行加熱。在任何情況下，原始供應材料在熔融高溫爐102內被加熱並且熔融，藉以在熔融溫度TM 下(即如1500℃-1650℃)形成熔融玻璃426。熔融溫度TM 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)，此熔融溫度可超過1500℃，並且最好是高於1550℃；而對於一些玻璃來說至少會是約1650℃。
根據本具體實施例，一旦原始供應材料既已於熔融溫度TM 下熔融後，會在澄清容器406內將熔融玻璃426加熱至澄清溫度TF ，此溫度通常是高於熔融溫度TM 。對於已在約1600℃之溫度TM 下熔融的玻璃而言，典型的ΔTFM (=TF -TM )大約是20℃-50℃。然而，ΔTFM 的數值可為依照像是玻璃組成方式等因素而定。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：
SnO2 <-->SnO+1/2 O2 　(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熔融玻璃426內。而溫度下降會驅促化學式向左，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一項具體實施例。
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內來協助氣泡成長。氣泡上浮至熔融玻璃426於澄清容器106之內的自由表面處，在此這些氣泡破裂並自熔融玻璃426排出其氣體。
一旦既已完成熔融玻璃426的澄清處理之後，熔融玻璃426即流入冷卻耐火性管件408並被冷卻至冷卻溫度TC ，此溫度低於澄清溫度(TF )，故而驅促化學式(2)向左，耗用熔融玻璃426內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408內。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1600℃後，當具有特定直徑之單一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，具有較大初始直徑之氣泡出現崩解的時間會縮短。然而，相較於1500℃及1400℃而言，可在1530℃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，氣泡雖在自熔融溫度降低至1400℃的過程中崩解，然程式非常緩慢。基本上，這些模擬結果顯示，在初始高溫步驟之後設有一項冷卻步驟雖可提供優點，然當溫度下降通過某一門檻值時即如低於1500℃，優點即並非顯著。因此，較佳的冷卻溫度TC 為位在自約1500℃至約1650℃的預定留持溫度範圍內，更佳地是在1510℃至1530℃之間。應瞭解當冷卻溫度TC 趨近於澄清溫度TF 時，效用性也會因溫度過低而減少。
在熔融玻璃426觸抵預定留持溫度範圍之後，熔融玻璃426即維持在預定留持溫度範圍內一段至少約30分鐘，最好是至少約45分鐘，且更佳地為至少約60分鐘，的時間。長逾60分鐘的留持時間亦為可能，然必須針對所增加的處理時間善加權衡。將熔融玻璃426留持於冷卻溫度TC 可讓多價澄清劑能夠再吸收熔融玻璃426內所含的氧氣，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426之內的氣泡崩解。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0.3mm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1500℃至約1630℃之預定留持溫度範圍內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Thold ±2℃。即如在此所說明中所使用者，Thold 是代表留持溫度範圍之內的大致固定溫度，而TC 則是用以標註留持溫度範圍。換言之，Thold 為TC 的子集合。即如前文所述，當TC =Thold 時，在留持週期過程中的可容允溫度變異性會顯著地縮減。
一旦熔融玻璃426既已體驗到低溫留持TC 時，熔融玻璃426就會被導流至混合容器410(即如攪拌室體410)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420(即如隔離連接管420，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。亦即，在熔融玻璃426通過冷卻耐火性管件408之後，就以處理溫度而言，於熔融玻璃426的行流方向上會有穩定的退降藉以避免任何熱性再沸騰或是新的氣泡產生。
在熔融玻璃製作過程裡，熔融玻璃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)，在此熔融玻璃426溢流出形成容器420的上方邊緣。然後熔融玻璃426沿形成容器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422的內部，然玻璃片422的表面則仍維持原來情況。即如前述，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。熟諳本項技藝之人士應即能瞭解，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內之氣態雜質的方法600之基本步驟。自步驟602開始，將位於熔融容器402內的批次材料加熱藉以在熔融溫度TM 下形成熔融玻璃426，其中熔融玻璃426含有多價氧化物材料(澄清劑)。在一項實施例裡，熔融溫度TM 是在約1500℃與1650℃之間的範圍內。在步驟604中，熔融玻璃426接著在澄清容器406內被加熱至澄清溫度TF ≧TM 。在一項具體實施例裡，澄清溫度TF 是在約1630℃與1720℃之間的範圍內。然後，在步驟606處，熔融玻璃426在冷卻耐火性管件408內被從澄清溫度TF 冷卻至冷卻溫度TC ，其中熔融玻璃426維持在冷卻耐火性管件408里一段預定停駐時間。在一項具體實施例裡，冷卻溫度TC 是在約1500℃與1630℃之間的範圍內，或經選定為與來自熔融玻璃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426停駐於冷卻耐火性管件408內一段至少約1小時的預定停駐時間。應注意到，即如對於留持溫度般，停駐留持時間係至少部份地基於消除更多氣泡與延展處理時間之間的取捨結果而選定。既已發現1小時的名目留持時間代表可接受的妥協情況，然確可依如選擇而實作較短或較長的留持時間。
在一些具體實施例裡，可將熔融玻璃426維持在冷卻留持溫度範圍內，其方式為藉由將冷卻耐火性管件408(或冷卻耐火性容器408)組態設定為足夠地大以利按一項特定流量容納所預期接收之熔融玻璃426的體積，並且調理液體交換速率，以確保熔融玻璃426的各個離散體積能夠在留持溫度範圍內體驗到完整的留持時間。由於留持時間可能會使得熔融玻璃426冷卻至低於留持溫度範圍，因此最好是能夠對有助於低調理留持的冷卻耐火性管件408(無論究係傳輸連接管或留持庫箱)進行加熱。例如，傳輸連接管通常為耐火性金屬，像是鉑或鉑合金(即如鉑銠)，可藉由令電流通過連接管以直接地進行電性加熱。同樣地，留持容器可為由適當金屬所形成，並如前述般直接加熱，留持容器可含有多個分別電極(即如錫質電極)並令電流通過熔融玻璃426本身，或者可藉由像是一個或多個瓦斯火焰的外部來源以"煆燒"留持容器。如此，在留持時間的過程中可加熱熔融玻璃426，然至此僅為將玻璃熔融物的溫度維持在留持溫度範圍內並且低於澄清溫度(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200及600並不受限於製造液晶顯示器玻璃，或是必然地受限於高熔融溫度玻璃。相似情況為，玻璃製造系統可實作冷卻耐火性管件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，前述不同溫度地帶內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內之氣態雜質的方法，該方法包含下列步驟：在熔融容器內將批次材料加熱藉以在熔融溫度TM 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TM ，其中熔融玻璃維持在耐火性管件之內預定停駐時間；以及在澄清容器內將經冷卻熔融玻璃加熱至澄清溫度TF ≧TM 。
C2:C1之方法，其中Tc約為小於TM 10℃。
C3:C1或C2之方法，其中TM 在約1500℃及1650℃間之範圍內，以及TF 在1630℃及1720℃間之範圍內。
C4:C1-C4之任何一項之方法，其中熔融玻璃維持在耐火性管件之內預定停駐時間，該停駐時間在10分鐘及30分鐘間之範圍內。
C5:C1-C4之任何一項之方法，其中耐火性管件並不具有熔融玻璃之自由表面。
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之任何一項之方法，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。
C8:C1-C7之任何一項之方法，其中冷卻步驟更進一步包含：減少熔融玻璃內之氣態雜質的體積；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。
C9:C1-C8之任何一項之方法，其中第二加熱步驟包含由多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，因而較大部份殘餘的氣態雜質由熔融玻璃去除大於至少部份氣態雜質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熔融玻璃冷卻至冷卻溫度TC ，此溫度低於TM ，其中熔融玻璃維持在耐火性管件之內預定停駐時間，藉以減少熔融玻璃內之氣態雜質的體積，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；以及澄清容器，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TF ≧TM 。
C11:C10之裝置，其中Tc約為小於TM 10℃。
C12:C10或C11之裝置，其中TM 在約1500℃及1650℃間之範圍內，以及TF 在1630℃及1720℃間之範圍內。
C13:C10-C12之任何一項之裝置，其中熔融玻璃維持在耐火性管件之內預定停駐時間，該停駐時間在10分鐘及30分鐘間之範圍內。
C14:C10-C13之任何一項之裝置，其中耐火性管件並不具有熔融玻璃之自由表面。
C15:C10-C14之任何一項之裝置，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。
C16:C10-C15之任何一項之裝置，其中耐火性管件位於熔融容器以及澄清容器下方。
C17:一種用以減少玻璃內之氣態雜質的方法，該方法包含下列步驟：在熔融容器內將批次材料加熱藉以在熔融溫度TM 下形成熔融玻璃，熔融玻璃含有多價氧化物材料；在澄清容器中將熔融玻璃加熱至澄清溫度TF ≧TM ；以及在耐火性管件中將熔融玻璃自TF 冷卻至冷卻溫度TC <TM ，其中TC 是在約1500℃至1630℃的範圍內，其中熔融玻璃維持在耐火性管件之內至少約1小時的預定停駐時間。
C18:C17之方法，其中熔融玻璃在耐火性管件之內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：減少熔融玻璃內之氣態雜質的體積；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。
C20：一種玻璃製造裝置，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；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；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TF ≧TM ；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TC <TM ，其中TC 是在約1500℃至1630℃的範圍內，並且經冷卻熔融玻璃維持在第二耐火性管件之內至少約1小時的預定停駐時間，藉以減少熔融玻璃內之氣態雜質的體積，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熔融玻璃之中。
C21:C20之裝置，其中熔融玻璃在耐火性管件之內預定停駐時間過程中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，人們瞭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玻璃製造方法(例如浮式玻璃處理過程)。同樣地，在此所揭示範例性方法200及600並不受限於製造液晶顯示玻璃，或必需適用於高熔融溫度玻璃。同樣地，玻璃製造系統可實施冷卻耐火性管件104位於熔融容器以及澄清容器之間以及另一冷卻耐火性管件408位於澄清容器以及混合容器之間。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依最終玻璃所需要之組成份以及批次材料或供應材料之玻璃成份而加以變化。
100．．．玻璃製造系統
102．．．熔融容器
104．．．耐火性管件
106．．．澄清容器
108．．．連接管件
110．．．混合容器
112．．．連接管件
114．．．傳送容器(碗狀物)
116．．．降流管
118．．．入口
122．．．玻璃片
120．．．形成容器
122．．．玻璃片
124．．．箭頭
126．．．熔融玻璃
128．．．冷卻鰭片
130．．．加熱構件
132．．．電力來源
134．．．接線
400．．．玻璃製造系統
402．．．熔融容器
404．．．連接管
406．．．澄清容器
408．．．耐火性管件
410．．．混合容器
412．．．連接管
414．．．傳送容器
416．．．降流管
418．．．注入口
420．．．形成容器
422．．．玻璃片
200．．．減少玻璃內氣態雜質的方法
202．．．加熱批次材料以在TM 下形成熔融玻璃
204．．．將熔融玻璃冷卻至TC 以及維持預定停駐時間
206．．．加熱經冷卻熔融玻璃至TF
200．．．減少玻璃內氣態雜質的方法
602．．．加熱批次材料以在TM 下形成熔融玻璃
604．．．將熔融玻璃加熱至TF
606．．．冷卻熔融玻璃至TC 以及維持預定停駐時間
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側視圖。
圖2為流程圖，其中說明根據本發明具體實施例用以減少玻璃內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的結果之各種相片及曲線。
圖4為根據本發明另一項具體實施例之示範性玻璃製造系統的側視圖；
圖5係顯示出表示具有特定直徑之單一氣泡在當承受於各種不同溫度時崩解所需時間的所算得資料之曲線。
圖6為流程圖，其中說明根據本發明另一項具體實施例用以減少玻璃內之氣態雜質的方法之基本步驟。
100．．．玻璃製造系統
102．．．熔融容器
104．．．耐火性管件
106．．．澄清容器
108．．．連接管件
110．．．混合容器
112．．．連接管件
114．．．傳送容器
116．．．降流管
118．．．入口
120．．．形成容器
122．．．玻璃片
124．．．箭頭
126．．．熔融玻璃
128．．．冷卻鰭片
130．．．加熱構件
132．．．電力來源
134．．．接線

Claims (20)

  1. 一種用以減少玻璃內氣態雜質的方法，該方法包含下列步驟：在一熔融容器內將一批次材料加熱藉以在一熔融溫度TM 下形成熔融玻璃，該熔融玻璃包含一多價氧化物材料；在一耐火性管件內將該熔融玻璃冷卻至一冷卻溫度TC ，此溫度低於TM ，其中該熔融玻璃維持在該耐火性管件之內一預定停駐時間，並且其中該冷卻步驟更進一步包含減少該熔融玻璃內之該氣態雜質的體積以及使氣體物種自該氣態雜質移出而進入該熔融玻璃，其中由於該減少步驟及該移出步驟而導致至少一部份的該氣態雜質崩解；以及在一澄清容器內將該經冷卻的熔融玻璃加熱至一澄清溫度TF ≧TM 。
  2. 依據申請專利範圍第1項之方法，其中該TC 小於該TM 約10℃。
  3. 依據申請專利範圍第1項之方法，其中該TM 在約1500℃及1650℃間之範圍內以及該TF 在約1630℃及1720℃間之範圍內。
  4. 依據申請專利範圍第1項之方法，其中該熔融玻璃維持在該耐火性管件之內該預定停駐時間，該預定停駐時間在約10分鐘以及30分鐘間之範圍內。
  5. 依據申請專利範圍第1項之方法，其中該耐火性管件內並不具有用 於該熔融玻璃之一自由表面。
  6. 依據申請專利範圍第1項之方法，其中該冷卻步驟包含控制該耐火性管件之一溫度。
  7. 依據申請專利範圍第1項之方法，其中該耐火性管件包含至少一個由其中突出的冷卻鰭片以及該耐火性管件具有連接在其中的一加熱構件。
  8. 依據申請專利範圍第1項之方法，其中第二加熱步驟包含由該多價氧化物材料釋出一澄清氣體至該熔融玻璃，其中該釋出之澄清氣體使該熔融玻璃中殘餘的氣態雜質的尺寸增加，因而該殘餘的氣態雜質之一較大部份自該熔融玻璃去除，其大於至少一部份該氣態雜質崩解於該熔融玻璃過程中並未進行冷卻步驟之情況。
  9. 一種玻璃製造系統，該系統包含：一熔融容器，其熔融批次材料並且在一熔融溫度TM 下形成熔融玻璃，其中該熔融玻璃含有一多價氧化物材料；一耐火性管件，其耦合至該熔融容器以及接收該熔融玻璃並且將該熔融玻璃冷卻至一冷卻溫度TC ，此溫度低於TM ，其中該熔融玻璃維持在該耐火性管件之內一預定停駐時間藉以減少該熔融玻璃內之該氣態雜質的體積，同時令氣體物種自該氣態雜質移出而進入該熔融玻璃，使得至少一部份的氣態雜質崩解至該熔融玻璃之中；以及 一澄清容器，其係經耦接於該耐火性管件以及將該經冷卻的熔融玻璃加熱至一澄清溫度TF ≧TM 。
  10. 依據申請專利範圍第9項之玻璃製造系統，其中該TC 小於該TM 約10℃。
  11. 依據申請專利範圍第9項之玻璃製造系統，其中該TM 在約1500℃及1650℃間之範圍內，以及該TF 在約1630℃及1720℃間之範圍內。
  12. 依據申請專利範圍第9項之玻璃製造系統，其中該熔融玻璃維持在該耐火性管件之內該預定停駐時間，該預定停駐時間在約10分鐘及30分鐘間之範圍內。
  13. 依據申請專利範圍第9項之玻璃製造系統，其中該耐火性管件並不具有用於該熔融玻璃之一自由表面。
  14. 依據申請專利範圍第9項之玻璃製造系統，其中該耐火性管件包含至少一個由其中突出的冷卻鰭片以及該耐火性管件具有連接在其中的一加熱構件。
  15. 依據申請專利範圍第9項之玻璃製造系統，其中該耐火性管件位於該熔融容器以及該澄清容器兩者下方。
  16. 一種用以減少一玻璃內之氣態雜質的方法，該方法包含下列步驟：在一熔融容器內將一批次材料加熱藉以在一熔融溫度TM 下形成熔融玻璃，該熔融玻璃含有一多價氧化物材料； 在一澄清容器中將該熔融玻璃加熱至一澄清溫度TF ≧TM ；以及在一耐火性管件中將該熔融玻璃自TF 冷卻至一冷卻溫度TC <TM ，其中TC 是在約1500℃至1630℃間之範圍內，其中該熔融玻璃維持在該耐火性管件之內至少約1小時的一預定停駐時間。
  17. 依據申請專利範圍第16項之方法，其中該熔融玻璃在該耐火性管件之內之該預定停駐時間過程中該TC 實質上並未變化。
  18. 依據申請專利範圍第16項之方法，其中該冷卻步驟更進一步包含：減少該熔融玻璃內之該氣態雜質的體積；以及使氣體物種自該氣態雜質移出而進入該熔融玻璃，其中由於該減少步驟及該移出步驟而導致至少一部份的該氣態雜質崩解。
  19. 一種玻璃製造系統，該系統包含：一熔融容器，其熔融批次材料並且在一熔融溫度TM 下形成熔融玻璃，其中該熔融玻璃含有一多價氧化物材料；一第一耐火性管件，其係經耦接於該熔融容器而該熔融玻璃經此通過；一澄清容器，其係經耦接於該第一管件而將該經冷卻的熔融玻璃加熱至一澄清溫度TF ≧TM ；以及一第二耐火性管件，其係經耦接於該澄清容器，接收該熔融玻璃 並且將該熔融玻璃冷卻至一冷卻溫度TC <TM ，其中TC 是在約1500℃至1630℃間之範圍內，並且該經冷卻的熔融玻璃維持在該第二耐火性管件之內至少約1小時的一預定停駐時間，藉以減少該熔融玻璃內之該氣態雜質的體積，以及促使氣體物種自該氣態雜質移出而進入該熔融玻璃，使得至少一部份的該氣態雜質崩解至該熔融玻璃之中。
  20. 依據申請專利範圍第19項之玻璃製造系統，其中該熔融玻璃在該耐火性管件之內之該預定停駐時間過程中該TC 實質上並未變化。
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