用來減少玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物的設(shè)備和方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了一種玻璃制造系統(tǒng)和方法，所述玻璃制造系統(tǒng)和方法用于減少高熔化溫度或高應(yīng)變點玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物，所述玻璃例如是用作平板顯示器裝置中的玻璃基板的玻璃。在一個實施方式中，該方法包括以下步驟:(a)在熔融容器中，在熔化溫度TM加熱批料，形成熔融玻璃,所述熔融玻璃包含多價氧化物材料;(b)在澄清容器中將熔融玻璃加熱至澄清溫度TF≥TM;(c)在所述第一加熱步驟或第二加熱步驟之后，在耐火管中，將所述熔融玻璃冷卻至低于TM的冷卻溫度TC,所述熔融玻璃在所述耐火管中保留一段預(yù)定的停留時間，以減小熔融玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物的體積，使得氣體物質(zhì)遷移離開所述氣態(tài)內(nèi)含物，進入所述熔融玻璃，使得至少一部分氣態(tài)內(nèi)含物破碎進入所述熔融玻璃中。
【專利說明】用來減少玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物的設(shè)備和方法
[0001]分案申請說明
[0002]本申請系申請日為2010年2月8日、國際申請?zhí)枮镻CT/US2010/023430、進入中國國家階段后的國家申請?zhí)枮?01080007690.3、題為“用來減少玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物的設(shè)備和方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0003]要求享有在先美國申請的優(yōu)先權(quán)
[0004]本申請要求2009年2月10日提交的美國專利申請系列號第12/368，585號的優(yōu)先權(quán)。該文獻以及本文提到的所有出版物、專利和專利文獻的全部內(nèi)容都參考結(jié)合入本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】[0005]本發(fā)明涉及用來減少玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物的玻璃制造系統(tǒng)和方法。在一個實施方式，所述玻璃制造系統(tǒng)和方法特別能用于減少高熔化溫度或高應(yīng)變點玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物，所述玻璃例如是用作平板顯示器裝置中的玻璃基板的玻璃。
【背景技術(shù)】
[0006]平板顯示器裝置，例如液晶顯示器(IXD)，由平板玻璃基板或片材制造。用于IXD玻璃的常規(guī)玻璃制造工藝通常從在熔爐內(nèi)熔融玻璃前體即進料開始。在此熔融階段發(fā)生反應(yīng)，釋放出氣體，在玻璃熔體內(nèi)形成氣泡。微氣泡(seed)也可能是由進料顆粒之間捕集的填隙空氣產(chǎn)生的。在任意情況下，都必須除去這些氣泡和微氣泡(在本文中統(tǒng)稱為氣態(tài)內(nèi)含物)，從而制造高質(zhì)量的玻璃。一般通過對玻璃熔體進行“澄清”來實現(xiàn)去除氣態(tài)內(nèi)含物。為清楚說明，對于因熔融過程而形成的氣態(tài)內(nèi)含物，無論是作為反應(yīng)產(chǎn)物或者填隙氣體，以下都稱作“微氣泡”、“浮泡”或“氣泡”。
[0007]澄清玻璃熔體的常規(guī)方法是通過化學(xué)澄清進行。在化學(xué)澄清中，例如通過加入到進料，將澄清劑引入玻璃熔體。澄清劑是多價氧化物，在高溫條件下還原(失去氧)，在低溫條件下氧化(與氧再結(jié)合)。然后，澄清劑釋放的氧擴散到在熔融過程中形成的微氣泡中使微氣泡生長。因此增大微氣泡的浮力，使微氣泡上升到玻璃表面，在表面從熔體釋放。理想情況，要求澄清劑在熔融過程后期、在已形成大多數(shù)微氣泡之后釋放氧，從而提高澄清劑的效力。所以，雖然可以在熔融容器中消除大的微氣泡，但是玻璃通常會在澄清容器中進行額外的澄清，在澄清容器中，玻璃熔體的溫度通常升高至高于熔化溫度。升高澄清容器內(nèi)的玻璃熔體的溫度使玻璃的粘度下降，使玻璃熔體中的微氣泡更容易上升至玻璃表面，多價氧化物澄清劑會釋放澄清氣體(氧氣)至玻璃熔體，導(dǎo)致微氣泡生長并且有助于微氣泡的去除過程。玻璃熔體澄清之后，可立即將熔體冷卻并攪拌，之后通過本領(lǐng)域已知的多種可用的成形方法中的任何一種進行成形，例如成形為玻璃片。
[0008]許多常規(guī)的玻璃制造工藝都使用砷作為澄清劑。砷是已知的最高溫度的澄清劑，將砷加入熔爐中(熔融容器)的熔融玻璃浴時，在高溫(例如，高于1450°C )下砷使O2從玻璃熔體釋放。這種高溫的O2釋放有助于在熔融階段中除去微氣泡，特別是在玻璃制造的澄清化階段過程中除去微氣泡，制得基本沒有氣態(tài)內(nèi)含物的玻璃產(chǎn)品。
[0009]從環(huán)境角度看，希望能提供不必使用砷作為澄清劑條件下制造玻璃的備選方法，特別是制造LCD玻璃中通常使用的高熔點和應(yīng)變點玻璃。含砷化合物通常是毒性的，對含砷的玻璃的處理不僅導(dǎo)致產(chǎn)生高處理成本的廢物，而且在超過顯示器裝置有效壽命后產(chǎn)生與裝置本身相關(guān)的處置問題。不幸的是，許多備選澄清劑通常釋放較少氧，和/或在過低溫度下，在與已確定的澄清劑例如砷相關(guān)的調(diào)節(jié)過程中幾乎不再吸收O2，從而限制了澄清劑的澄清和氧再吸收能力。因此，在玻璃制造工藝的澄清階段(即，玻璃在澄清容器內(nèi)時)，澄清劑可產(chǎn)生的氧氣量不足以對澄清容器中的玻璃進行有效澄清。因此，尋找到能減少玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物而不必使用有毒澄清劑的方法將是有益的。
[0010]發(fā)明概述
[0011]在一個方面，本發(fā)明提供了一種減少玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物的方法，該方法包括以下步驟:(a)在熔化溫度Tm下在熔融容器中對批料進行加熱，以形成熔融玻璃，所述熔融玻璃包含多價氧化物材料；(b)在耐火管中將所述熔融玻璃冷卻至低于Tm的冷卻溫度T。，所述熔融玻璃在所述耐火管中保留預(yù)定的停留時間；(C)在澄清容器中將冷卻的熔融玻璃加熱至澄清溫度Tf≥TM。
[0012]在本發(fā)明的另一個方面，提供一種玻璃制造設(shè)備，其包括:(a)熔融容器，該熔融容器用來在熔化溫度Tm熔融批料，形成熔融玻璃，其中所述熔融玻璃包含多價氧化物材料；(b)耐火管，其與所述熔融容器連接，接受熔融玻璃，將熔融玻璃冷卻至低于Tm的冷卻溫度T。，所述熔融玻璃在耐火管內(nèi)保留預(yù)定的停留時間，以減少熔融玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物的體積，使得氣體物質(zhì)從所述氣態(tài)內(nèi)含物遷移出來，進入熔融玻璃中，使得至少一部分的氣態(tài)內(nèi)含物破碎進入熔融玻璃中；以及(C)澄清容器，其與所述耐火管連接，將所述冷卻的熔融玻璃加熱至澄清溫度Tf≥TM。
[0013]在本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供了一種減少玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物的方法，該方法包括以下步驟:(a)在熔化溫度Tm在熔融容器內(nèi)加熱批料，形成熔融玻璃，所述熔融玻璃包含多價氧化物材料；(b)在澄清容器內(nèi)將所述熔融玻璃加熱至澄清溫度Tf ^ TM; (c)在耐火管內(nèi)將熔融玻璃從Tf冷卻至冷卻溫度Te〈TM，Tc約為1500°C至1630°C，所述熔融玻璃在耐火管內(nèi)保持至少約I小時的預(yù)定的停留時間。
[0014]在本發(fā)明的另一個方面，提供一種玻璃制造設(shè)備，其包括:(a)熔融容器，其在熔化溫度Tm使得批料熔融，形成熔融玻璃，所述熔融玻璃包含多價氧化物材料；(b)第一耐火管，其與所述熔融容器連接，熔融玻璃從該第一耐火管中通過；(C)澄清容器，其與所述第一耐火管連接，所述澄清容器將所述冷卻的熔融玻璃加熱至澄清溫度TF> Tm;以及(d)第二耐火管，其與所述澄清容器連接，所述第二耐火管接受所述熔融玻璃，將熔融玻璃冷卻至冷卻溫度Τε〈ΤΜ，其中Τ。約為1500-1630°C，所述冷卻的熔融玻璃在第二耐火管中保留至少約I小時的預(yù)定停留時間，從而減小熔融玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物的體積，使得氣態(tài)物質(zhì)遷移離開所述氣態(tài)內(nèi)含物，進入熔融玻璃中，使得至少一部分氣態(tài)內(nèi)含物破碎進入熔融玻璃中。
[0015]在以下發(fā)明詳述、附圖和任一權(quán)利要求中部分地提出了本發(fā)明的另外一些方面，它們部分源自發(fā)明詳述，或可以通過實施本發(fā)明來理解。應(yīng)理解，前面的一般性描述和以下的發(fā)明詳述都只是示例和說明性的，不構(gòu)成對所揭示的本發(fā)明的限制。[0016]附圖簡要說明
[0017]參照以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，可以更完整地理解本發(fā)明，附圖中:
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的示例玻璃制造系統(tǒng)的側(cè)視圖；
[0019]圖2是說明根據(jù)本發(fā)明實施方式的減少玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物的方法的基本步驟的流程圖；
[0020]圖3A-3D的各種照片和圖片顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施方式，對圖2所示的方法進行測試獲得的實驗結(jié)果；
[0021]圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的示例玻璃制造系統(tǒng)的側(cè)視圖；
[0022]圖5是在施加不同溫度的情況下，具有特定直徑的單個氣泡破碎時間的計算數(shù)據(jù)圖；
[0023]圖6是說明根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的減少玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物的方法的基本步驟的流程圖。
[0024]發(fā)明詳述
[0025]在以下描述文字中，首先簡單討論常規(guī)的玻璃制造工藝，然后詳細(xì)討論本發(fā)明的用來減少玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物的玻璃制造系統(tǒng)和方法的一些示例性實施方式的細(xì)節(jié)，以便人們充分理解。但是，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是，在從本說明書獲益后，可以以不同于本文詳述的其它 實施方式實施本發(fā)明。另外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員眾所周知的裝置、方法和材料不再詳細(xì)描述，以免混淆本發(fā)明。
[0026]在典型的玻璃制造過程中，原料在爐(熔爐，熔融容器)內(nèi)加熱形成粘性物質(zhì)(玻璃熔體)。所述熔爐一般由耐火磚建造，耐火磚包含燒制的燧土、硅線石、鋯石或其他耐火材料。進料可以通過間歇法引入熔爐，其中，將形成玻璃的組分混合在一起并作為不連續(xù)的物料引入熔爐，或者將進料混合并連續(xù)引入熔爐。進料可以包括玻璃廢料，通常稱作“碎玻璃”?？赏ㄟ^熔爐結(jié)構(gòu)中的開口或端口，或者在間歇法中通過使用推桿，或在連續(xù)進料的熔爐情況中使用螺桿或螺旋裝置，將進料引入該熔爐。進料組分的量和類型構(gòu)成玻璃的“配方(recipe) ”。間歇工藝通常用于少量玻璃以及容量最多為幾噸玻璃左右的熔爐，而大型工業(yè)化連續(xù)進料爐可容納超過1，500噸的玻璃，每天可傳送幾百噸玻璃。
[0027]進料可以在熔爐中通過由一個或多個在進料上方的燃燒器發(fā)射的燃料-氧火焰，或者從通常設(shè)置在熔爐內(nèi)壁中的電極之間通過的電流，或者這兩者，進行加熱。爐壁上方的冠狀結(jié)構(gòu)也可以由耐火磚構(gòu)建，覆蓋熔爐，在燃燒-加熱爐中提供供燃料燃燒的空間。在某些過程中，進料被燃料-氧火焰首先加熱，在進料開始熔融后，進料的電阻率開始下降。之后電流從進料/熔體混合物通過完成加熱過程。
[0028]在加熱進料或批料的時候，材料發(fā)生反應(yīng)并釋放各種氣體，這些氣體在玻璃熔體中形成氣態(tài)內(nèi)含物，通常稱作浮泡、微氣泡或氣泡。這些氣泡也可以因為在進料顆粒之間的間隙空間內(nèi)捕集的空氣而形成，和來自耐火磚本身分解到熔體中形成。這些氣體可包含例如以下的任意一種或它們的混合物:02、CO2, CO、N2和NO。也可能形成其他氣體，包括微氣泡。水也經(jīng)常是熔融過程的副產(chǎn)物。
[0029]在熔融的起始階段，在熔爐內(nèi)形成泡沫狀物質(zhì)，通常分散在正在熔融的材料和已經(jīng)熔融的材料的頂上。除非除去氣泡，否則，它們會存留于形成玻璃的操作的其余階段中，最終凍結(jié)在最終玻璃產(chǎn)品中并在玻璃產(chǎn)品中產(chǎn)生可視的缺陷。通過用“漂浮物”或者熔爐內(nèi)的橋壁對熔體進行撇清可以防止在熔爐內(nèi)熔體頂部存在泡沫。熔體內(nèi)的大的氣泡可能上升到熔體表面，氣泡內(nèi)包含的氣體因此從熔融玻璃中釋放。熔體中熱梯度導(dǎo)致的對流有助于使熔融玻璃均化。但是，熔爐內(nèi)的熔融玻璃的停留時間不足以消除較小的氣泡。
[0030]為保證達到最大的氣泡除去效果，玻璃生產(chǎn)商通常采用化學(xué)澄清方法，澄清劑可包含在進料中。所述澄清劑產(chǎn)生另外的氣體(通常是氧氣)，進入熔融氣體中。所述澄清氣體溶解在熔融氣體中，擴散入氣泡中，刺激氣泡的生長，增大氣泡的浮力。
[0031]如【背景技術(shù)】部分所述，很多年以來，人們通常將As2O5形式的砷用作澄清劑。人們相信，在大部分熔融操作完成之后，通過在高溫下將+ 5價態(tài)的砷還原為+ 3價態(tài)，由As2O5能夠獲得無氣泡的玻璃。這種還原過程將氧釋放到熔融玻璃中，擴散到氣泡中，使氣泡生長并上升，從熔融玻璃通過并排出。砷的另一個優(yōu)點是有助于在隨后的玻璃冷卻、調(diào)節(jié)或成形階段期間通過再吸收過量的氧氣去除可能殘留在玻璃中的任何氣泡。因此，砷是優(yōu)異的澄清劑，制造的玻璃事實上不含氣泡，幾乎沒有干擾。
[0032]不幸的是，砷是有毒物質(zhì)。用砷處理玻璃產(chǎn)生處理成本很高的廢物，并產(chǎn)生與形成的制品的有效壽命耗盡后相關(guān)的廢棄物處置問題。因此，目前在進行澄清時，使完成后的玻璃基本不含As2O3,即完成后的玻璃含有最高為0.05摩爾％的As203。最優(yōu)選，在玻璃的澄清過程中不存在有意使用的As203。這種情況下，完成后的玻璃因為批料中和/或用于熔融該批料的設(shè)備中存在的污染物而含有最多0.005摩爾％的As203。
[0033]也可以使 用氧化銻(Sb2O5)替代砷，但是銻在化學(xué)性能方面與砷密切相關(guān)，因此也存在與砷相同的許多難點，例如廢物處置。此外，與使用As2O3作為澄清劑的玻璃相比，Sb2O3增大了密度，提高熱膨脹系數(shù)(CTE)，并降低應(yīng)變點。因此，目前在進行澄清時，使完成后的玻璃基本不含Sb2O3,即完成后的玻璃含有最多0.05摩爾％的Sb203。最優(yōu)選，在澄清過程中不存在有意使用的Sb203。在這種情況下，完成后的玻璃因為批料中和/或用于熔融該批料的設(shè)備中存在的污染物而含有最多0.005摩爾％的Sb203。
[0034]氧化錫(SnO2)是另一種用于制造玻璃的澄清劑。盡管氧化錫能發(fā)生和砷類似的氧化還原反應(yīng)，但是氧化錫在形成用于顯示器應(yīng)用的玻璃的成形溫度(約1200°C )下的溶解度很低，限制了能加入批料中的量，因此限制了可用于澄清的氧量。因此，在完成后的玻璃中SnO2的濃度通常小于或等于約0.15摩爾％?？梢詥为毑捎缅a澄清或者在需要時可將錫澄清與其他澄清技術(shù)組合。例如，錫澄清可以與鹵化物澄清例如溴澄清組合。其他可能的組合包括但不限于溴澄清加上含硫酸鹽、硫化物、氧化鈰、Fe2O3和鹵化物的化合物。事實上，美國專利第6，468，933號描述了形成玻璃的方法，該方法使用SnO2與氯化物形式的含鹵化物化合物(如，BaCl2或CaCl2)的混合物在基本不含砷和銻的玻璃制造系統(tǒng)中作為澄清劑。可以采用這些或其他澄清技術(shù)本身(或者組合)而不必使用錫澄清。
[0035]在本文中，本發(fā)明人為了解決澄清問題，提出了用來在不需要使用砷和氧化銻之類的有毒澄清劑的情況下減少玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物的玻璃制造系統(tǒng)和方法的一些示例性實施方式。但是，如果需要的話，本發(fā)明所述的示例性的玻璃制造系統(tǒng)和方法也可以使用這些有毒澄清劑。該方法寬泛地包括以下步驟:(a)在熔融容器中，在熔化溫度Tm加熱批料，形成熔融玻璃，所述熔融玻璃包含多價氧化物材料(例如澄清劑)；(b)在澄清容器中將熔融玻璃加熱至澄清溫度TF> TM; (c)在所述第一加熱步驟或第二加熱步驟之后，在冷卻耐火管中，將所述熔融玻璃冷卻至低于Tm的冷卻溫度T。，所述熔融玻璃在所述冷卻耐火管中保留一段預(yù)定的停留時間，以減小熔融玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物的體積，使得氣體物質(zhì)遷移離開所述氣態(tài)內(nèi)含物，進入所述熔融玻璃，使得至少一部分氣態(tài)內(nèi)含物破碎進入所述熔融玻璃中。所述方法包括兩個實施方式，其中在第一個實施方式中，如下文關(guān)于圖1-3所述,冷卻耐火管設(shè)置在所述熔融容器和澄清容器之間。在該方法的第二個實施方式中，冷卻耐火管設(shè)置在澄清容器的出口處，這將在下文中結(jié)合圖4-6進行討論。
[0036]參見圖1，該圖顯示按照本發(fā)明實施方式的示例的玻璃制造系統(tǒng)100的示意圖，該實施方式利用熔合法制造玻璃片122。例如在美國專利第3，338，696號和第3，682，609號中描述了熔合法，這些專利的內(nèi)容通過參考結(jié)合于本文中。示例性的玻璃制造系統(tǒng)100包括熔融容器102 (例如熔融器102，熔爐102)，新的冷卻耐火管104 (冷卻耐火容器104)，澄清容器106，澄清容器至攪拌室的連接管108，混合容器110 (例如攪拌室110)，攪拌室至碗狀件的連接管112，傳送容器114 (例如碗狀件114)，下導(dǎo)管116，入口 118，以及用來形成玻璃片122的成形容器120 (例如熔合槽120)。通常部件104，106，108，110，112，114，116和118由鉬或含鉬金屬例如鉬-銠、鉬-銥以及它們的組合構(gòu)成，但是這些部件還包含諸如以下的難熔金屬:鑰、鈀、錸、鉭、鈦、鎢或者它們的合金。通常，成形容器120由陶瓷或玻璃-陶瓷材料形成。
[0037]按照所需玻璃組合物的特定的配方，按照箭頭124所示將玻璃原料輸送至熔爐102。以間歇方式或者連續(xù)方法將原料輸入，所輸送的原料包括但不限于:S1、Al、B、Mg、Ca、Zn、Sr或Ba的氧化物。進料也可以是來自之前熔融操作的碎玻璃。無毒性多價澄清劑例如SnO2可包含在最初的進料中，或者隨后加入到熔融玻璃126中。或者，在SnO2用作澄清劑的情況中，在進料中不必加入SnO2,因為結(jié)合電加熱熔融的熔爐中的電極材料常包含SnO20因此，通過電極的逐步瓦解在熔融玻璃126中加入足夠的Sn02。進料可以通過各種玻璃制造方法進行加熱。例如，進料最初可以通過位于進料表面上方的燃燒器進行加熱。通過使用燃燒器達到合適的溫度從而充分降低熔融玻璃126的電阻率之后，使電流從電極之間的熔融玻璃126通過以從 內(nèi)加熱該熔融玻璃126。在任意的情況下，在熔化溫度Tm(例如1500°C -1650°C )下在熔爐102內(nèi)對原料進行加熱，使得原料熔融，形成熔融玻璃126。熔化溫度Tm可依據(jù)特定玻璃組合物變化。對顯示器用玻璃，尤其是對硬質(zhì)玻璃(即具有高熔化溫度的玻璃)，熔化溫度可超過1500°C，更優(yōu)選高于約1550°C ;對于一些玻璃至少約為1650 O。
[0038]根據(jù)本發(fā)明，一旦熔融容器102在熔化溫度Tm使得原料熔融而形成熔融玻璃126，熔融玻璃126會流入冷卻耐火管104中。所述冷卻耐火管104設(shè)計用來使得熔融玻璃126冷卻至低于熔化溫度Tm的冷卻溫度T。，以確保熔融玻璃126在其中保留預(yù)定的停留時間，所述預(yù)定的停留時間約為10-30分鐘。在一個實施方式中，冷卻溫度T。比熔化溫度Tm低大約10°C，其中Tm的范圍約為1500-1650°C。另外，Tm可以為以下范圍的任意一種:(a)約 1500°C -1510°C ; (b)約 1510°C -1520°C ; (c)約 1520°C -1530°C ; (d)約1530°C -1540°C ; (e)約 1540°C _1550°C ; (f)約 1550°C -1560°C ; (g)約 1560°C _1570°C ; (h)約 1570 °C -1580 °C ; (i)約 1580 °C -1590 °C ; (j)約 1590 °C -1600 °C ; (j)約1600°C -1610°C ; (k)約 1610°C -1620O ; (I)約 1620°C -1630°C ; (m)約 1630°C -1640°C ;和(η)約 16400C -1650O。
[0039]在一個實施方式中，所述冷卻耐火管104具有一個或多個冷卻鰭片128 (位于熔融容器102附近)以及任選的加熱機械結(jié)構(gòu)130 (位于澄清容器106附近)。例如，加熱機械結(jié)構(gòu)130可以包括電源132 (例如電池132)，該電源與電線134相連，電線纏繞耐火管104的一部分外表面，電線134內(nèi)的電流對耐火管104進行加熱。所述冷卻耐火管104可以包括用于熔融玻璃126的自由表面區(qū)域，或者也可以不包括。另外，如果需要的話，所述冷卻耐火管104的一部分可以位于熔融容器102和澄清容器106下方。如果冷卻耐火管104的一部分位于熔融容器102和耐火容器106下方，將會是有益的，這是因為根據(jù)理想氣體定律PV=nRT，由冷卻耐火管104上方的熔融玻璃126添加的頭壓力通過增大浮泡內(nèi)的壓力，有助于熔融玻璃126內(nèi)的浮泡的收縮。
[0040] 冷卻耐火管104通過冷卻熔融玻璃126，消除了至少一部分的氣態(tài)內(nèi)含物(微氣泡、浮泡、氣泡)，這些至少一部分的氣態(tài)內(nèi)含物破碎進入熔融玻璃126中。不希望被任何特定理論所限制，認(rèn)為將其中包括氣泡的熔融玻璃126的溫度降低的時候，由于兩種機理使得氣泡尺寸收縮。第一種機理是基于理想氣體定律，由于溫度引起的:
[0041]PV=nRT(I)
[0042]其中，P=壓力(Pa)
[0043]V=體積(m3)
[0044]η=氣體的量(摩爾)
[0045]R=理想氣體常數(shù)，8.314472m3.Pa.l-1.moF1
[0046]T=溫度(K)
[0047]根據(jù)理想氣體定律，當(dāng)溫度降低，而所有其他因素保持不變的時候，則熔融玻璃126中的各氣泡的體積必須成正比減小。具體來說，因為球體的體積V=4/3Jir3，氣泡的半
徑以立方根的比例減小，
【權(quán)利要求】
1.一種減少玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物的方法，所述方法包括以下步驟: 在熔融容器內(nèi)，在熔化溫度Tm下對批料進行加熱，形成熔融玻璃，所述熔融玻璃包含多價氧化物材料； 在澄清容器中將所述熔融玻璃加熱至澄清溫度Tf > Tm ;以及在耐火管內(nèi)將所述熔融玻璃從Tf冷卻至冷卻溫度T。，其中Te〈TM，其中T。為1500-1650°C，所述熔融玻璃在所述耐火管內(nèi)保留至少30分鐘的預(yù)定停留時間。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述熔融玻璃位于耐火管中的預(yù)定停留時間過程中，Tc基本不變。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷卻步驟還包括: 減小熔融玻璃中的氣態(tài)內(nèi)含物的體積；以及 使得氣體物質(zhì)遷移離開所述氣態(tài)內(nèi)含物，進入熔融玻璃中，所述氣態(tài)內(nèi)含物的至少一部分由于所述減小步驟和遷移步驟而破碎。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述耐火管包含熔體自由表面。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述耐火管設(shè)置在熔融容器與澄清容器之間。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述耐火管設(shè)置在澄清容器的出口上。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述耐火管被加熱。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定的停留時間是至少45分鐘。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定的停留時間是至少60分鐘。
【文檔編號】C03B5/23GK103951160SQ201410146038
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2009年2月10日
【發(fā)明者】K·C·安托萬, M·A·德拉米勒, I·M·彼得遜 申請人:康寧股份有限公司