TW201733919A

TW201733919A - 用於增加的分批溶解與玻璃同質性的玻璃熔融系統及方法

Info

Publication number: TW201733919A
Application number: TW105138338A
Authority: TW
Inventors: 吉勃特迪安傑利斯; 梅根歐若拉迪拉米留; 昆杜彼德斯
Original assignee: 康寧公司
Priority date: 2015-11-23
Filing date: 2016-11-23
Publication date: 2017-10-01
Also published as: KR20180075696A; WO2017091481A1; CN108290761A; JP2018538228A

Abstract

一種用於製造玻璃物件的設備與方法，該設備包含熔融槽以及在熔融槽下游的混合槽。混合槽包含複數個孔口，配置該複數個孔口將氣泡由氣體源導入混合槽中，以控制導入混合槽中的熔融玻璃流的混合程度高於預定位準。

Description

用於增加的分批溶解與玻璃同質性的玻璃熔融系統及方法

本發明大體關於玻璃熔融系統與方法，且更具體來說是關於用於增加的分批溶解與玻璃同質性的玻璃熔融系統與方法。

諸如做為顯示器應用（包含LCD電視與手持電子裝置）的平板玻璃的該些玻璃材料正面臨對玻璃品質日益嚴格的要求，特別是針對持續追求更高顯示解析度的產業。在此應用中，在成品玻璃片中的極小缺陷可能會導致整個片材不合格。出現在成品玻璃中的許多缺陷可歸因於玻璃熔體中的不相容性，例如，來自不充分混合或不充分熔解批次材料的非均質性。

來自不充分混合或不充分熔解的非均質性可由數種因素造成，包含離開用於熔融批次材料的槽體的玻璃組成物的變異性（例如，隨時間變化量的汙泥及/或浮渣夾雜）。此非均質性會在所生成的玻璃片中造成可見線或條紋。隨時間的玻璃組成變化亦可造成玻璃熔體的流動變化，此可影響諸如應力、厚度及楔部的屬性。

諸如氧化鋯石的缺陷亦可由玻璃接觸耐火材料隨時間釋放的粒群所導入。留在玻璃熔融系統中的此石料超過預定尺寸越多，則在所產生的玻璃片中的缺陷程度則越大。

此外，當玻璃熔體進入玻璃成形設備的相對低溫區時，由非組合物線，例如，汙泥（例如，沉降在玻璃熔體底部的高氧化鋯材料）或浮渣（例如，浮在玻璃熔體頂部的高氧化矽材料）所造成的非均質性可能導致非期望的晶質化或反玻化。

用於最小化玻璃熔體中的不相容性的方法包含在沿著玻璃熔體流動路徑的一或多個位置上放置攪拌器以及提高玻璃熔體溫度。然而，根據攪拌器的幾何形狀與位置，該些攪拌器可能無法提供足夠的混合，且提高玻璃熔體的溫度會受限於玻璃熔融系統的材料性質且需要較高的系統能量輸入。

在此揭露一種用於製造玻璃物件的設備。該設備包含熔融槽以及在熔融槽下游的混合槽。混合槽包含複數個孔口，配置該複數個孔口將氣泡由氣體源導入混合槽中，以控制導入混合槽中的熔融玻璃流的混合程度高於預定位準。

在此亦揭露一種製造玻璃物件的方法。該方法包含將熔融玻璃流導入混合槽中，該混合槽位於熔融槽的下游。該混合槽包含複數個孔口，配置該複數個孔口將氣泡由氣體源導入混合槽中，以控制導入混合槽中的熔融玻璃流的混合程度高於預定位準。

此外，在此揭露一種由前述方法所製造的玻璃片以及包含此玻璃片的電子裝置。

該些以及其他實施例的額外特徵與優點將在隨後的實施方式中說明，且在此技術領域中具有通常知識者可由說明書內容或藉由實施在此所述的實施例而輕易得知其中的一部分，包括以下的實施方式、申請專利範圍和後附圖式。

應理解前面的一般說明和以下的實施方式皆表達了本發明的實施例，且意欲提供概述或架構以理解所請實施例的本質和特徵。包含後附圖式以提供該些或其他實施例的進一步理解，且後附圖式被併入並構成本說明書的一部分。該些圖式說明該些或其他實施例的各種實施例，且與實施方式一同解釋實施例的原理和操作。

現將參照本發明實施例，該些實施例的實例說明於後附圖式中。儘可能在圖式中使用相同的元件符號來代表相同或類似部分。

第1圖說明玻璃成形設備101的示例性示意圖，玻璃成形設備101用於熔融下拉玻璃條帶103以進行後續處理成為玻璃片。說明性玻璃成形設備包含熔融下拉設備，然而其他熔融成形設備可提供於其他實例中。玻璃成形設備101可包含熔融槽（或熔融爐）105，配置以接收來自儲倉109的批次材料107。可利用由馬達113供電的批料輸送裝置111導入批次材料107。可配置可選的控制器115來啟動馬達113，以導入期望數量的批次材料107至熔融槽105，如箭頭117所示。可使用玻璃液位探針119來測量豎管123中的玻璃熔體（或熔融玻璃）121位準，並利用通信路線125將測量資訊傳達至控制器115。

玻璃成形設備101亦可包含澄清槽127，例如，澄清管，位於熔融槽105的下游且通過第一連接管129與熔融槽105流體耦接。混合槽131，例如，攪拌腔室，亦可位於澄清槽127的下游，而輸送槽133，例如，槽池，可位於混合槽131的下游。如圖所示，第二連接管135可將澄清槽127耦接至混合槽131，而第三連接管137可將混合槽131耦接至輸送槽133。進一步說明，可設置降流管139以將玻璃熔體121由輸送槽133輸送至成形裝置143的入口141。如圖所示，熔融槽105、澄清槽127、混合槽131、輸送槽133以及成形裝置143為玻璃熔融站的實例，可沿著玻璃成形設備101串聯設置。

熔融槽105通常由耐火材料製成，例如，耐火（例如，陶瓷）磚。玻璃成形設備101可進一步包含組件，該組件通常由鉑或含鉑金屬（例如，鉑-銠、鉑-銥以及鉑-銠與鉑-銥的組合）所製成，且亦可包含耐火金屬，例如，鉬、鈀、錸、鉭、鈦、鎢、釕、鋨、鋯以及前述金屬的合金及/或二氧化鋯。含鉑組件可包含下列一或多個：第一連接管129、澄清槽127（例如，澄清管）、第二連接管135、豎管123、混合槽131（例如，攪拌腔室）、第三連接管137、輸送槽133（例如，槽池）、降流管139以及入口141。成形裝置143由耐火材料製成，例如，陶瓷，且設計該成形裝置143以形成玻璃條帶103。

第2圖說明玻璃成形設備的部分示例性示意圖，其中該設備包含混合槽145。在第2圖說明的實施例中，澄清槽127位於熔融槽105的下游，且混合槽145位於熔融槽105的下游以及澄清槽127的上游。混合槽145經由混合槽入口管129A與熔融槽105流體連通，而混合槽145經由混合槽出口管129B與澄清槽127流體連通。經由氣體供給器147將氣體（G）導入混合槽145底部，該氣體最終形成氣泡148，且在混合槽145中上升。

在一些示例性實施例中，混合槽145亦可作為第二熔融槽，其中第二熔融槽可包含主動加熱組件，例如，至少一個選自電阻加熱與燃燒加熱的主動加熱機構，以將混合槽145中的熔融玻璃的平均溫度維持在預定範圍中。

在一些示例性實施例中，混合槽145可具有足夠大的容積，以實質最小化離開混合槽145的玻璃熔體的組成變化，並最小化由不充分熔解的批次材料或缺陷（例如，氧化鋯石）所產生的非均質性。舉例來說，在一些示例性實施例中，混合槽145可具有容積，該容積為熔融槽105的至少80%、例如熔融槽的至少90%、包含熔融槽105的至少100%、包含熔融槽的至少80%至120%。

第3圖說明具有複數個氣體供應孔口146的起泡槽145的頂部剖視圖，該複數個氣體供應孔口146允許經由氣體供給器147導入起泡槽145底部的氣體通過。在第3圖說明的實施例中，氣體供應孔口146排列成實質平行的兩列孔口，該兩列孔口彼此排列相距預定距離（D）。此外，實質平行的兩列孔口在方向（E）中延伸，方向（E）通常與熔融玻璃流的流動方向（F）垂直。

第4圖說明具有複數個氣體供應孔口146的起泡槽145’的頂部剖視圖，該複數個氣體供應孔口146允許經由氣體供給器147導入起泡槽145’底部的氣體通過。在第4圖說明的實施例中，氣體供應孔口146排列成實質平行的三列孔口，該三列孔口各自排列相距預定距離（D）。此外，實質平行的三列孔口在方向（E）中延伸，方向（E）通常與熔融玻璃流的流動方向（F）垂直。在第4圖說明的實施例中，起泡槽145’在熔融玻璃的流動方向（F）中的尺寸比第3圖所說明的實施例的尺寸長。

雖然在第3與4圖的實施例中顯示混合槽145與145’具有長方形形狀，但應理解在此所揭露的實施例包含可具有其他形狀的混合槽，例如，具有圓形或橢圓截面的圓柱形狀。此外，雖然第3與4圖的實施例顯示排列為實質平行列的氣體供應孔口146，但應理解在此所揭露的實施例可包含排列為其他圖案的氣體供應孔口，例如，橢圓圖案、正方形圖案、長方形圖案或具有其他形狀與配置的圖案。此外，雖然第3與4圖的實施例分別顯示兩列與三列孔口，但應理解此所揭露的實施例可包含其他數量的列，例如，至少四列、至少五列等等。

在一些示例性實施例中，可操作混合槽145、氣體供給器147以及氣體供應孔口146，使得釋放至氣體供應孔口146的氣體是定時的，進而以預定速率連續形成氣泡並在起泡槽中上升。此定時與氣體供應孔口146的幾何配置的合併可確保提升混合效果，其中玻璃熔體中的氣泡阻力效應提供攪拌作用，該攪拌作用促進熔解任何尚未熔解的玻璃批料並最小化或消除各種玻璃熔體的非均質性，例如，可在最終玻璃產品中產生帶或結的非均質性種類。

儘管並未限制，在混合槽145的玻璃熔體中的氣泡148的平均尺寸，例如，可為直徑至少2mm，以確保在期望混合器高度與溫度（玻璃熔體黏度）條件下有足夠的氣泡升起，該些條件可由在此技術領域中具有通常知識者所配置。舉例來說，氣泡148的平均尺寸可為直徑約2mm至直徑約50mm的範圍，例如，直徑約5mm至直徑約20mm，且進一步例如為直徑約10mm至直徑約15mm。

氣泡148導入混合槽145的速率可取決於幾種因素，包含但不限於，玻璃熔體穿過混合槽的流動速率、玻璃組成、混合槽的溫度、混合槽的壓力、期望混合效應的程度以及待導入的氣體物種，以及其他。

除了提供混合效應，導入混合槽145的玻璃熔體中的氣泡可將氣態物種導入玻璃熔體中，這可改變玻璃的化學性質，特別是藉由添加可幫助澄清的期望氣體以及藉由最小化或消除對於澄清不利的氣體。舉例來說，導入混合槽145的玻璃熔體中的某些氣體物種可能導致諸如SO₂ 的氣體減少，此在許多玻璃熔體中具有高平衡壓力，然而同時提供氧化澄清氧化還原劑，例如，錫，使得當在澄清槽127中加熱玻璃熔體時，有充足的氧化物種可釋放O₂ 。按照此方法，導入混合槽145的玻璃熔體中的某些氣體物種可能減少在澄清槽127中所生成的氣泡。

儘管並未限制任何特定氣態物種，導入混合槽145底部的氣體（G），例如，可選自下列所組成的群組中的至少一種：氮氣、氧氣、空氣、惰性氣體（例如，氦、氖、氬、氪等等）以及前述氣體的混合。舉例來說，在一些示例性實施例中，導入混合槽145底部的氣體（G）可包含至少50mol%氮氣，例如至少60mol %氮氣、包含至少80mol %氮氣、包含50至100mol %氮氣，例如，60至90mol %氮氣。導入混合槽145底部的氣體（G）亦可包含至少氮氣與氧氣的混合物，例如包含至少50mol%氮氣與高達50mol%氧氣的混合物，例如包含50至90mol%氮氣與10至50mol%氧氣的混合物，包含60至80mol%氮氣與20至40mol%氧氣的混合物。

例如，混合槽145可包含耐火材料，例如耐火（例如，陶瓷）磚。可使用高溫金屬來建構混合槽入口管129A及/或混合槽出口管129B，且更具體來說，使用抗氧化的高溫金屬。舉例來說，適合的金屬可選自鉑族金屬，亦即，鉑銥、鉑銠、鉑鈀、鉑鋨以及鉑釕。亦可使用鉑族金屬的合金。舉例來說，可由鉑或鉑合金（例如，鉑銠合金）來建構混合槽入口管129A及/或混合槽出口管129B。

儘管未限制，在一些實施例中可控制混合槽145的平均溫度，使得混合槽中的熔融玻璃流的平均黏度根據玻璃組成可在250至500poise的範圍中，例如，300至500poise。申請人已發現將混合槽中的熔融玻璃流的黏度維持在該些範圍中，以及使用在此揭露的混合槽配置與操作條件可提供增強的混合效應。

在一些示例性實施例中，混合槽145的平均溫度低於熔融槽105的平均溫度，而熔融槽的平均溫度低於澄清槽127的平均溫度。

舉例來說，在一些實施例中，混合槽145的平均溫度低於熔融槽105的平均溫度至少25℃，包含低於熔融槽105的平均溫度至少40℃，且更進一步包含低於熔融槽105的平均溫度至少50℃。在此實施例中，混合槽145的平均溫度可，例如，為約1540℃至約1690℃之間的範圍，例如，約1590℃至約1640℃之間的範圍，同時熔融槽105的平均溫度可，例如，為約1590℃至約1740℃之間的範圍，例如，約1640℃至約1690℃之間的範圍。

在一些示例性實施例中，可控制混合槽145與熔融槽105中的平均溫度，使得熔融槽105中的熔融玻璃流的平均黏度根據玻璃組成可在200至400poise的範圍中，而混合槽145中的熔融玻璃流的平均黏度根據玻璃組成可在300至500poise的範圍中。

此外，在一些示例性實施例中，熔融槽105的平均溫度低於澄清槽127的平均溫度至少10℃，例如，低於澄清槽127的平均溫度至少20℃，且更進一步例如，低於澄清槽127的平均溫度至少30℃。在此實施例中，熔融槽105的平均溫度可，例如，為約1590℃至約1740℃之間的範圍，例如，約1640℃至約1690℃之間的範圍，同時澄清槽127的平均溫度可，例如，為約1600℃至約1750℃之間的範圍，例如，約1650℃至約1700℃之間的範圍。

在一些示例性實施例中，可控制熔融槽105與澄清槽127中的平均溫度，使得熔融槽105中的熔融玻璃流的平均黏度根據玻璃組成可在200至400poise的範圍中，而澄清槽127中的熔融玻璃流的平均黏度根據玻璃組成可在150至400poise的範圍中。

在一些示例性實施例中，混合槽出口管129B的平均溫度可高於混合槽145的平均溫度。在一些示例性實施例中，混合槽入口管129A的平均溫度可低於熔融槽105的平均溫度。

舉例來說，在一些示例性實施例中，混合槽出口管129B的平均溫度高於混合槽145的平均溫度至少25℃，例如，至少40℃，且更進一步例如，至少50℃，包含高於混合槽145的平均溫度至少25℃至75℃。在一些示例性實施例中，熔融槽105的平均溫度高於混合槽入口管129A的平均溫度至少25℃，例如，至少40℃，且更進一步例如，至少50℃，包含高於混合槽入口管129A的平均溫度至少25℃至75℃。當控制混合槽入口管129A、混合槽出口管129B與澄清槽127的平均溫度時，例如，可採用在此技術領域中具有通常知識者所熟知的間接或直接加熱法。

第5圖說明玻璃混合槽145、混合槽入口管129A與混合槽出口管129B的示意圖，其中出口管129B包含混合器，且更具體來說，包含靜態混合器149B。靜態混合器149B可為離開混合槽145的玻璃熔體提供曲折路徑，因而改善玻璃融體的混合並提高玻璃融體的均質性，且更進一步降低或減少會造成最終玻璃產品的帶或結的非均質性。

第6圖說明玻璃混合槽145、混合槽入口管129A與混合槽出口管129B的示意圖，其中入口管129A包含混合器，且更具體來說，包含靜態混合器149A，且其中出口管129B包含混合器，且更具體來說，包含靜態混合器149B。靜態混合器149A與靜態混合器149B可為進入與離開混合槽145的玻璃融體提供曲折路徑，因而改善玻璃融體的混合並提高玻璃融體的均質性，且更進一步降低或減少會造成最終玻璃產品的帶或結的非均質性。

儘管第5圖與第6圖說明靜態混合器，但應理解在此所揭露的實施例亦包含其他種類的混合器，例如，主動混合器，例如，包含旋轉葉片與軸的混合器，其中，舉例來說，可透過諸如電動馬達的馬達操作來轉動葉片。在此所揭露的實施例亦包含具有與第5圖與第6圖所示不同的幾何形狀的靜態混合器，例如，平板，該平板延伸入口管及/或出口管的整個直徑且具有不同的圖案化開口，以允許熔融玻璃流動通過。在此所揭露的實施例亦包含下列情況，至混合槽的入口管包含至少一個混合器，而至混合槽的出口管可能不包含至少一個混合器（未圖示）。

當運輸熔融玻璃通過輸送設備時，可藉由將熔融玻璃通過執行除氣製程的澄清槽來調節熔融玻璃的狀態。在熔融製程期間釋放各種氣體。假如該些氣體留在熔融玻璃中，則會在最終玻璃物件（例如，由熔融製程所獲得的玻璃片）中產生氣泡。為了消除玻璃中的氣泡，將澄清槽中的熔融玻璃溫度提高至高於熔融溫度。在提高溫度期間，包含在批次材料中與存在於熔融玻璃中的多價化合物釋放氧氣，且幫助清除由熔融製程期間所產生的氣體離開熔融玻璃。該些氣體釋放至熔融玻璃的自由表面上方的澄清槽的排氣容積中。在一些情況中，例如在顯示器產業用之玻璃板製造中，澄清槽的溫度超過1650℃且甚至超過1700℃，且接近澄清槽壁面的熔融溫度。

提高澄清槽溫度的一個方法是在澄清槽中產生電流，其中經由槽金屬壁面的電氣電阻提高溫度。這種直接加熱可稱為焦耳加熱。為了完成此加熱，將電極（亦稱為凸緣）附接至澄清槽並作為電流的入口位置與出口位置。

第7圖說明混合槽145中的玻璃溫度與流動的透視圖，其中沒有氣泡從外部氣體源導入混合槽中。第7圖所示之刻點標記說明預測熔融玻璃流動方向（線路轉角）與混合槽145中的流動速度（線路長度）。第7圖所示之陰影說明在混合槽145中的預測熔融玻璃溫度強度。

第8圖根據在此揭露之實施例說明混合槽145中的玻璃溫度與流動的透視圖，其中通過兩列孔口將氣泡導入混合槽中，該兩列孔口相隔一段相對較短的距離（例如，相較於第9圖中所說明的實施例）。具體來說，通過兩列實質平行的六個孔口將氣泡導入，其中該些孔口列之間的距離為在熔融玻璃流的流動方向（F）中的混合槽長度的約12%。第8圖中所顯示的刻點標記說明混合槽145中的預定熔融玻璃流動方向（線路轉角）與流動速度（線路長度）。比較第8圖與第7圖會發現，相對於第7圖所示之實施例，第8圖所示之實施例產生提高的混合與溫度均勻性。

第9圖為根據在此揭露之實施例說明混合槽145中的玻璃溫度與流動的透視圖，其中通過兩列孔口將氣泡導入混合槽中，該兩列孔口相隔一段相對較長的距離（例如，相較於第8圖中所說明的實施例）。具體來說，通過兩列實質平行的六個孔口將氣泡導入，其中該些孔口列之間的距離為在熔融玻璃流的流動方向（F）中的混合槽長度的約34%。第9圖中所顯示的刻點標記說明混合槽145中的預定熔融玻璃流動方向（線路轉角）與流動速度（線路長度）。比較第9圖與第8圖會發現，相對於第8圖所示之實施例，第9圖所示之實施例產生提高的混合與溫度均勻性。

根據在此揭露之實施例，可由確認混合槽中的混合指數來定量近似混合槽中的混合程度。混合指數本質上為混合槽中的玻璃熔體的速度總和，且可計算為：

其中「密度」為熔融玻璃的密度，單位為公斤/立方公尺，「pull」為熔融玻璃穿過系統（例如，混合槽）的流動速率，單位為公斤/秒，以及「nmax」為在熔融玻璃中已塑形玻璃體積的總數量。

以及：

體積_n =dx_n xdy_n xdz_n

其中u、v與w分別為在x、y與z方向中的熔融玻璃速度向量。

第10圖為圖表，顯示在不同混合槽環境中熔融玻璃的混合指數，受控於混合槽尺寸、玻璃組成、溫度與熔融玻璃流動速率，環境中的差異為槽中的氣泡配置。關於槽中的氣泡配置，存在四種不同情況：（1）沒有氣泡由外部氣體源導入混合槽中（類似於第7圖）、（2）以一列六個孔口的形式將氣泡由外部氣體源導入混合槽中，該孔口列通常與熔融玻璃流的流動方向垂直、（3）以兩列實質平行的六個孔口的形式將氣泡由外部氣體源導入混合槽中，該些孔口列通常與熔融玻璃流的流動方向垂直，其中該兩列實質平行的孔口之間的距離為在熔融玻璃流的流動方向中的混合槽長度的約12%（類似於第8圖所示之實施例）以及（4）以兩列實質平行的六個孔口的形式將氣泡由外部氣體源導入混合槽中，該些孔口列通常與熔融玻璃流的流動方向垂直，其中該兩列實質平行的孔口之間的距離為在熔融玻璃流的流動方向中的混合槽長度的約34%（類似於第9圖所示之實施例）。由此可知，具有兩列實質平行的孔口的實施例對應於至少250的混合指數。具體來說，情況（1）對應於50的混合指數、情況（2）對應於195的混合指數、情況（3）對應於290的混合指數以及情況（4）對應於348的混合指數。據此，在此所揭露的實施例能夠達成至少250的混合指數，例如至少275，且進一步例如至少300，且更進一步例如至少325、例如由250至350，包含由275至325。

根據第8與9圖所示與所描述之實施例以及第10圖所示與所描述之混合指數，申請人發現下列情況可大幅提高混合與溫度均勻性：當至少兩列實質平行的孔口之間的距離為在熔融玻璃流的流動方向中的混合槽長度的至少10%、例如至少20%，以及進一步例如至少30%，包含在熔融玻璃流的流動方向中的混合槽長度的約10%至約60%，且進一步包含在熔融玻璃流的流動方向中的混合槽長度的約20%至約50%，以及更進一步包含在熔融玻璃流的流動方向中的混合槽長度的約30%至約40%。

在混合槽具有至少三列實質平行的孔口的實施例中，例如第4圖中的混合槽145’，至少三列實質平行的孔口的每一列之間的距離為在熔融玻璃流的流動方向中的混合槽長度的至少10%，例如至少20%，且進一步例如至少30%，包含在熔融玻璃流的流動方向中的混合槽長度的約10%至約40%，且更包含在熔融玻璃流的流動方向中的混合槽長度的約20%至約40%，且更進一步包含在熔融玻璃流的流動方向中的混合槽長度的約30%至約40%。

在某些實施例中，混合槽可具有高達n 列實質平行的孔口，其中n =[（1/D）x100]-1，四捨五入至最接近的整數，其中D是實質平行的該些列之間的平均距離，表示為在熔融玻璃流的流動方向中的混合槽長度的百分比。舉例來說，當實質平行的該些列之間的平均距離為在熔融玻璃流的流動方向中的混合槽長度的10%時，混合槽可具有高達九列實質平行的孔口（[（1/10）x100]-1）。且當實質平行的該些列之間的平均距離為在熔融玻璃流的流動方向中的混合槽長度的25%時，混合槽可具有高達三列實質平行的孔口（[（1/25）x100]-1）。在此實施例中，實質平行的該些列的每一列之間的距離可大約相同或不同。在一列中的平均孔口數量，但未限制，可為至少2，例如至少3，且更進一步例如至少4，且又更進一步例如至少5，且又再進一步例如至少6，例如2至20，且進一步例如3至10，且又進一步例如4至8，包含該些數據之間的所有範圍與子範圍。

在一些實施例中，該些孔口列的末端與混合槽側壁之間的距離為混合槽寬度的至少5%，例如至少8%，且進一步例如至少10%。在一些示例性實施例中，該些孔口列的頂端與混合槽底部之間的距離為混合槽高度的至少1%，例如至少2%，且進一步例如至少5%。維持該些距離可幫助最小化混合槽表面的腐蝕可能性。

在此所揭露的實施例可使用各種玻璃組成。但未限制，例如，此組成可包含一種玻璃組成，諸如無鹼玻璃組成，包含：58~65重量%的SiO₂ 、14~20重量%的Al₂ O₃ 、8~12重量%的B₂ O₃ 、1~3重量%的MgO、5~10重量%的CaO以及0.5~2重量%的SrO。此組成亦可包含一種玻璃組成，諸如無鹼玻璃組成，包含：58~65重量%的SiO₂ 、16~22重量%的Al₂ O₃ 、1~5重量%的B₂ O₃ 、1~4重量%的MgO、2~6重量%的CaO、1~4重量%的SrO以及5~10重量%的BaO。此組成可進一步包含一種玻璃組成，諸如無鹼玻璃組成，包含：57~61重量%的SiO₂ 、17~21重量%的Al₂ O₃ 、5~8重量%的B₂ O₃ 、1~5重量%的MgO、3~9重量%的CaO、0~6重量%的SrO以及0~7重量%的BaO。此組成可額外包含一種玻璃組成，諸如含鹼玻璃組成，包含：55~72重量%的SiO₂ 、12~24重量%的Al₂ O₃ 、10~18重量%的Na₂ O、0~10重量%的B₂ O₃ 、0~5重量%的K₂ O、0~5重量%的MgO以及0~5重量%的CaO，其中，在一些實施例中，亦可包含1~5重量%的K₂ O與1~5重量%的MgO。

在此所揭露的實施例可降低或消除許多前述與非均質性相關的缺陷，該非均質性係來自玻璃熔體中的不充分混合或不充分溶解。舉例來說，藉由在熔融槽的下游處放置混合槽（其中，在一些實施例中，該混合槽作為第二熔融槽），可改善玻璃組成隨時間的變化。降低此變化可接著實質減少在所產生的玻璃片中的可見線或條紋。

此外，減少玻璃組成隨時間的變化可降低流動變異性。流動變異性亦由下列所影響：（1）玻璃位準或高差損失、（2）溫度、（3）前端幾何結構，以哈庚-帕穗（Hagen-Poiseuille）方程式表示：

其中ΔP是壓力差，L是管長，μ是動態黏度，Q是體積流量，而r是管半徑。由於可嚴格控制溫度與玻璃位準，故組成改變往往是流量變異性的最大來源。降低流動變異性可產生改良性質，例如，應力、厚度和楔形體。

在此所揭露的實施例，其中混合槽位於熔融槽下游與澄清槽上游，亦可藉由在熔融流體進入澄清槽之前提高缺陷的熔解來減少缺陷，例如，二氧化鋯石。在二氧化鋯石的特定例子中，在此所揭露的實施例可在玻璃熔體進入澄清槽之前確保高氧化鋯玻璃由石頭上剝離。

在此所揭露的實施例可進一步最小化由非組成物線，諸如汙泥（例如，沉降在玻璃熔體底部的高氧化鋯材料）或浮渣（例如，浮在玻璃熔體頂部的高氧化矽材料）所導致的非均質性，其中當玻璃熔體進入玻璃成形設備的相對低溫區域時，汙泥與浮渣可能造成非期望的晶質化或反玻化。

因此，在此所揭露的實施例可製造具有減少缺陷的玻璃片，該缺陷例如為氣泡、帶及/或結。舉例來說，相對於不包含在此所揭露之實施例的方法，在此所揭露的實施例可製造具有減少至少30%的氣泡（長度大於300微米）的玻璃片，例如減少至少50%，且進一步例如減少至少70%，包含製造具有減少至少30%的氣泡（長度大於200微米）的玻璃片，例如減少至少50%，且進一步例如減少至少70%，且又進一步包含製造具有減少至少30%的氣泡（長度大於100微米）的玻璃片，例如減少至少50%，且進一步例如減少至少70%，包含製造具有減少至少30%的氣泡（長度為100微米至500微米）的玻璃片，例如減少至少50%，且進一步例如減少至少70%。

雖然在此所揭露的特定實施例是描述關於溢流下拉製程，但應理解到此實施例的操作原則亦可應用於其他玻璃成形製程，例如，流動製程與狹縫拉製製程。

可執行本申請實施例的各種修飾例或變化例，而不偏離本發明的精神與範疇，這對於在此技術領域中具有通常知識者來說是顯而易見的。因此，本申請可涵蓋該些與其他實施例的修飾例與變化例，而該些與其他實施例落入後附申請專利範圍及申請專利範圍之等效例的範疇中。

101‧‧‧玻璃成形設備
103‧‧‧玻璃條帶
105‧‧‧熔融槽
107‧‧‧批次材料
109‧‧‧儲倉
111‧‧‧批料輸送裝置
113‧‧‧馬達
115‧‧‧控制器
117‧‧‧箭頭
119‧‧‧玻璃液位探針
121‧‧‧玻璃熔體
123‧‧‧豎管
125‧‧‧通信路線
127‧‧‧澄清槽
129‧‧‧第一連接管
129A‧‧‧混合槽入口管
129B‧‧‧混合槽出口管
131‧‧‧混合槽
133‧‧‧輸送槽
135‧‧‧第二連接管
137‧‧‧第三連接管
139‧‧‧降流管
141‧‧‧入口
143‧‧‧成形裝置
145‧‧‧混合槽/起泡槽
145’‧‧‧混合槽/起泡槽
147‧‧‧氣體供給器
148‧‧‧氣泡
149A‧‧‧靜態混合器
149B‧‧‧靜態混合器
F‧‧‧流動方向

第1圖為根據本發明態樣之用於製造玻璃物件的設備示意圖，該設備包含成形裝置；

第2圖為根據在此揭露之實施例的用於製造玻璃物件的設備部分示意圖，該設備包含混合槽；

第3圖為根據在此揭露之實施例的混合槽底部的頂部剖視圖；

第4圖為根據在此揭露之實施例的混合槽底部的頂部剖視圖；

第5圖為玻璃混合槽與連接管的示意圖，其中至氣體起泡器的出口連接管包含靜態混合器；

第6圖為混合起泡槽與連接管的示意圖，其中至氣體起泡器的入口與出口連接管包含靜態混合器；

第7圖為混合槽中的玻璃溫度與流動的透視圖，其中沒有來自外部氣體源的氣泡導入混合槽中；

第8圖為根據在此揭露之實施例的混合槽中的玻璃溫度與流動的透視圖，其中通過兩列孔口將氣泡導入混合槽中，該兩列孔口相隔一段相對較短的距離；

第9圖為根據在此揭露之實施例的混合槽中的玻璃溫度與流動的透視圖，其中通過兩列孔口將氣泡導入混合槽中，該兩列孔口相隔一段相對較長的距離；以及

第10圖顯示在不同混合槽環境中熔融玻璃的混合指數圖表。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

(請換頁單獨記載) 無

105‧‧‧熔融槽

111‧‧‧批料輸送裝置

127‧‧‧澄清槽

129A‧‧‧混合槽入口管

129B‧‧‧混合槽出口管

135‧‧‧第二連接管

145‧‧‧混合槽

147‧‧‧氣體供給器

148‧‧‧氣泡

Claims

一種用於製造一玻璃物件的設備，該設備包含一熔融槽以及在該熔融槽下游的一混合槽，其中該混合槽包含複數個孔口，配置該複數個孔口將氣泡由一氣體源導入該混合槽中，以控制導入該混合槽中的一熔融玻璃流的混合程度高於一預定位準。
如請求項1所述之設備，其中導入該混合槽中的該熔融玻璃流的混合程度對應於至少250的一混合指數。
如請求項1所述之設備，其中該複數個孔口包含至少兩列實質平行的孔口，配置該至少兩列實質平行的孔口彼此相隔一預定距離。
如請求項3所述之設備，其中該至少兩列實質平行的孔口在一方向中延伸，該方向通常垂直於該熔融玻璃流的流動方向。
如請求項3所述之設備，其中該至少兩列實質平行的孔口之間的距離為在該熔融玻璃流的該流動方向中的該混合槽長度的至少10%。
如請求項1所述之設備，進一步包含一澄清槽，位於該混合槽下游。
如請求項6所述之設備，其中該混合槽的平均溫度低於該熔融槽的平均溫度，且該熔融槽的平均溫度低於該澄清槽的平均溫度。
如請求項1所述之設備，其中該熔融槽經由一連接管與該混合槽流體連通，該連接管包含至少一個混合器。
如請求項1所述之設備，其中在該混合槽中的該熔融玻璃流的平均黏度在250至500poise的範圍中。
如請求項1所述之設備，其中氣泡包含至少一種氣體，該氣體選自由下列所組成的群組：氮氣、氧氣、空氣、惰性氣體以及前述氣體的混合。
一種用於製造一玻璃物件的方法，該方法包含將一熔融玻璃流導入一熔融槽下游的一混合槽中，其中該混合槽包含複數個孔口，配置該複數個孔口將氣泡由一氣體源導入該混合槽中，以控制導入該混合槽中的該熔融玻璃流的混合程度高於一預定位準。
如請求項11所述之方法，其中導入該混合槽中的該熔融玻璃流的混合程度對應於至少250的一混合指數。
如請求項11所述之方法，其中該複數個孔口包含至少兩列實質平行的孔口，配置該至少兩列實質平行的孔口彼此相隔一預定距離。
如請求項13所述之方法，其中該至少兩列實質平行的孔口在一方向中延伸，該方向通常垂直於該熔融玻璃流的流動方向。
如請求項13所述之方法，其中該至少兩列實質平行的孔口之間的距離為在該熔融玻璃流的流動方向中的該混合槽長度的至少10%。
如請求項11所述之方法，其中一澄清槽位於該混合槽下游。
如請求項16所述之方法，其中該混合槽的平均溫度低於該熔融槽的平均溫度，且該熔融槽的平均溫度低於該澄清槽的平均溫度。
如請求項11所述之方法，其中該熔融槽經由一連接管與該混合槽流體連通，該連接管包含至少一個混合器。
如請求項11所述之方法，其中導入該混合槽中的該熔融玻璃流的平均黏度在250至500poise的範圍中。
如請求項11所述之方法，其中氣泡包含至少一種氣體，該氣體選自由下列所組成的群組：氮氣、氧氣、空氣、惰性氣體以及前述氣體的混合。