用来制造玻璃板的熔合法制造技术

本发明专利技术提供了一些对通过采用氧化锆熔化单元的熔合法制造的玻璃板中的缺陷的形成进行控制的方法。所述方法包括，在玻璃通过澄清器、澄清器至搅拌室的连接管、以及搅拌室的过程中，控制玻璃的温度曲线，以尽可能减少扩散入玻璃内的氧化锆的量，以及在搅拌室内离开溶液的次要氧化锆基缺陷的量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用来制造玻璃板的熔合法，具体来说涉及使用熔凝的氧化锆熔化容器 的熔合法。更具体来说，本专利技术涉及通过使用熔凝的氧化锆熔化容器的熔合法来控制制得 的玻璃板中基于氧化锆的缺陷的形成。当熔合法用来制造作为液晶显示器(例如AMLCD)的基板的玻璃板的时候，本专利技术 所述的技术特别适用。
技术介绍
熔合法是玻璃制造领域中用来制造玻璃板的一种基础技术。例如参见Varshneya， Arun K.的“平板玻璃”，无机玻璃基础(Fundamentals of horganicGlasses)(学院出版 社有限公司(Academic Press Inc.)，波士顿，1994)，第 20 章，第 4. 2 节，第 534-540 页。与 浮法和狭缝拉制法之类的本领域已知的其它方法相比，所述熔合法制得的玻璃板的表面具 有优良的平整度和光滑度。因此，在用于生产液晶显示器(LCD)的玻璃基板的制造中，熔合 法变得特别重要。Stuart Μ. Dockerty的共同转让的美国专利第3，338，696号和第3，682，609号的 主题是所述熔合法，具体来说是溢流下拉熔合法。图1显示了这些专利的方法的示意图。如 图所示，将熔融玻璃输送到被称为溢流槽(“isopipe”)的形成于耐火材料主体中的槽之内。—旦实现了稳态操作，熔融玻璃立刻从槽顶部两侧溢流，形成两个玻璃片，所述玻 璃片沿着溢流槽的外表面向下然后向内流动。两个玻璃片在溢流槽的底部或根部汇合，在 此熔合在一起形成单板。然后，将该单板输送至拉制设备(图1中显示为玻璃牵拉辊)，该 设备通过从根部将该板拉离的速率来控制该板的厚度。拉制设备正好位于根部的下游，使 单板在与该设备接触之前已经冷却和变硬。最后的玻璃板的外表面在该方法的任何阶段都不与溢流槽外表面的任何部分接 触。这些表面只与环境气氛接触。形成成品玻璃板的两个半片玻璃板的内表面与溢流槽接 触，但是这些内表面在溢流槽的根部熔合在一起，因此埋没到成品玻璃板体内。以这种方 式，成品玻璃板可具有优异的外表面性能。在成形设备的上游通常可以发现一个玻璃熔化容器，玻璃澄清化容器，澄清化容 器至搅拌室的连接管，搅拌室，搅拌室至碗体的连接管，以及输送容器。
技术实现思路
本专利技术提供了用来减少使用熔凝的氧化锆熔化容器的熔合法制造的玻璃板内的基于氧化锆的缺陷的含量的方法。所述方法包括诊断遇到的锆石缺陷的种类，如果需要的 话，升高搅拌室上游的玻璃制造设备(澄清器至搅拌室的连接管，澄清化容器和熔化容器) 的温度。附图说明图1是用来制造玻璃平板的代表性的溢流下拉熔合法的示意图。图2是可以用于图1的玻璃制造系统的示例性的成形设备的透视图。图3A-F是在不同温度下熔化的玻璃内的次要锆石缺陷的光学显微照片。图4是根据本专利技术升高温度之后，次要锆石缺陷减少情况的图。图5是对于具有一定范围的氧化锆浓度的示例性玻璃浓度的锆石失透温度。专利技术详述参见图1，图中显示了一个示例性的玻璃制造系统100，其利用熔合法制造玻璃基 板105。如图1所示，所述玻璃制造系统100包括熔化容器110，澄清化容器115，混合容器 120 (例如搅拌室120)，输送容器125 (例如碗体125)，成形设备135 (例如溢流槽135)和 牵拉辊组件140(例如拉制机140)。在熔化容器110中，如箭头112所示将玻璃批料加入 其中，熔化形成熔融玻璃126。熔化容器的温度(Tm)会根据具体的玻璃组成变化，但是可 以为1500-1650°C。对于用于IXD的显示器玻璃，熔化温度可以超过1500°C，一些玻璃超过 1550°C，甚至可以超过1650°C。可以任选地采用冷却耐火管113，将熔化容器与澄清化容 器115相连。所述冷却耐火管113的温度(Tc)可以比熔化容器110的温度低0-15°C。所 述澄清化容器115(例如澄清管11 具有高温加工区域，其从熔化容器110接收熔融玻璃 126(未显示)，在澄清化容器中，从熔融玻璃126中除去气泡。澄清化容器的温度(Tf)通 常等于或高于熔化容器的温度(Tm)，以降低粘度，促进从熔融玻璃中除去气体。在一些实 施方式中，所述澄清化容器的温度为1600-1720°C，在一些实施方式中比熔化容器的温度高 20-70°C，或者更多。使用从澄清器到搅拌室的连接管122，将澄清化容器115与混合容器 120(例如搅拌室120)相连。在此连接管122内，玻璃的温度连续而稳定地从澄清化容器温 度(Tf)降至搅拌室温度(Ts)，这通常表示温度降低150-300°C。通过从搅拌室到碗体的连 接管127，将所述混合容器120与输送容器125相连。所述混合容器120用来使得玻璃熔体 均一化，消除玻璃内的可能造成条状缺陷(cord defect)的浓度差。所述输送容器125通 过下导管130将熔融玻璃1 输送到入口 132，送入成形容器135(例如溢流槽13 。所述 成形设备135包括入口 136，用来接收熔融玻璃，使得熔融玻璃流入槽137中，然后从两个侧 面138'和138"溢流并沿着这两个侧面向下流动，然后在被称为根部139的位置熔合在一 起(见图幻。根部139是两个侧面138'和138"汇合的位置，在此处，熔融玻璃216的两 个溢流壁重新结合(例如重新熔合)，然后通过在牵引辊组件140内的两个辊之间向下拉 制，形成玻璃基板105。用于通过熔合法制造玻璃基板的熔化容器会经受极高的温度和很大的机械负荷。 为了能耐受这些严酷的条件，构成熔化容器的耐火砖通常用浇铸熔凝的氧化锆制造。所述 熔凝的氧化锆砖块具有很高的耐磨损性，而且通常在完成的玻璃基板产品中的掺入率很 低。具体来说，所述砖块是通过以下方式制造的将&02粉末加入石墨坩锅或模具中，然后 放入电弧炉内。所述电弧炉利用电势产生超过2000°c的温度，使得氧化锆材料熔化，熔凝形成浇铸体形状。已知用作IXD基板的玻璃板的生产中造成损失的主要来源是由于玻璃在流入制 造工艺所用的锆石溢流槽中以及在该溢流槽上流动，使得玻璃中存在锆石晶体(在本专利技术 中称为"次要锆石晶体"或者"次要锆石缺陷")。共同转让的美国专利申请第2003/0121287号具体描述了一些解决此种形式的次 要锆石晶体缺陷的方法；也即是说，在一定的条件下操作熔合法，以实现以下效果(a)使得较少的氧化锆进入槽内以及溢流槽上部内的溶液中，以及/或者(b)使得较少的氧化锆离开溶液，与氧化硅结合，在溢流槽的底部形成次要锆石晶 体(所述离开溶液被看作是引入失透和/或使锆石晶体沉淀)。能够解决这些条件的操作参数包括(a)在溢流槽的顶部(槽和堰区域)降低操 作温度(具体来说是玻璃温度)，或者(b)在溢流槽的底部(根部区域)升高操作温度(具 体来说是根部温度)，或者(c)在溢流槽顶部降低操作温度，同时在溢流槽底部升高操作温度。根据本专利技术，进一步发现了由于刚好位于成形设备(例如溢流槽)上游的机构造 成的另一种次要锆石结晶。我们认为这些缺陷与熔化容器110的熔凝氧化锆耐火壁磨损造 成氧化锆进入熔融玻璃之后，这些氧化锆溶解在熔融玻璃中的现象相关。我们认为这些缺 陷本身在澄清器至搅拌室连接管122区域中以次要锆石的形式出现，以极高的浓度形成次 要氧化锆。与澄清器至搅拌室连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造玻璃基板的方法，所述方法的特征是包括以下步骤：ａ）使得批料在由氧化锆耐火材料形成的玻璃熔化容器内熔化，形成具有预定的锆石失透温度的熔融玻璃；ｂ）在澄清化容器中对玻璃进行澄清化，以除去气体；ｃ）通过澄清器至搅拌室的连接管，将熔融玻璃输送到搅拌室；ｄ）在搅拌室内搅拌所述熔融玻璃；ｅ）将熔融玻璃输送到成形设备；ｆ）将玻璃成形为带材；以及，ｇ）由所述成形的带材切割玻璃板其中，所述玻璃熔化容器、澄清化容器和澄清器至搅拌室连接管各自的温度都高于锆石失透温度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MA德拉米勒，IM彼得森，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[]