[發明專利]在玻璃制造過程中消除氣泡的方法

有效

• 申請號: 200680046405.2
• 申請日: 2006-12-08
• 公開（公告）號: CN101326129A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: W·G·多爾夫德;A·J·埃利森;李喬;S·L·希費爾貝因
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: C03B5/16
• 分類號: C03B5/16;C03B5/225
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 沙永生

本申請根據35U.S.C.§119(e)要求2005年12月8日提交的美國臨時申請第60/749,024號的優先權，該申請全文參考結合入本文中。?

技術領域

本發明涉及一種用來形成玻璃的方法，該方法不會在包括高熔點金屬系統、具體來說是包括高熔點金屬調節系統(refractory?metal?conditioning?system)制造過程中形成氣泡。本發明特別可用于但不限于形成高熔點或高應變點玻璃，例如用于平板顯示器件的玻璃基板，以及用于制造基本不含砷或不含銻的玻璃，還可用于使用與玻璃接觸的高熔點金屬(例如鉑或鉑合金)的制造工藝。

背景技術

硬質硼硅酸鋁玻璃(例如用于平板顯示器的這類玻璃)的制造需要其中氣體夾雜物(gaseous?inclusion)(氣泡)含量很低。有利的是，可以使用高熔點金屬調節系統避免在熔融的最終階段發生耐火材料放氣，在最后階段形成的任意氣泡都將成為缺陷。這種高熔點金屬系統(通常是Pt或Pt-Rh合金)相對于大多數玻璃通常被認為是惰性的，因此不會在最終的玻璃產品中造成任意夾雜物。但是這并不一定是有效的。在容器內金屬/玻璃界面處發生的反應會在玻璃熔體中產生氣體夾雜物，從而在最終的玻璃產品(例如玻璃板)中產生氣體夾雜物。

在金屬/玻璃界面處發生的更常見的反應之一是帶負電荷的氧離子轉化為分子氧，這是由于玻璃熔體中水和羥基(OH)物質的熱分解造成的。發生這種現象的原因是由于玻璃熔融和輸送時溫度升高，玻璃熔體中存在的氫氣分壓低。當玻璃熔體中的氫氣與高熔點金屬容器接觸的時候，氫氣迅速從容器滲出，進入容器外的大氣中，消耗掉玻璃熔體的高熔點金屬/玻璃界面區域處的氫氣。因此，氫氣從容器內滲透通過容器壁，進入容器之外的大氣中，從而增大熔融玻璃(玻璃熔體)中的游離氧氣。因此，在水分解的時候，例如，對于每2摩爾的因滲透離開玻璃熔體的氫氣，會在玻璃熔體的金屬/玻璃界面區域留下1摩爾的氧氣。隨著氫氣離開玻璃熔體，氧氣(或者氧氣分壓)增加，導致在熔體中產生氣泡或氣體夾雜物。

氫氣滲透通過高熔點金屬容器壁的速率、以及在高熔點金屬/玻璃熔體界面處中性分子氧的產生速率與外部和內部氫氣分壓的平方根之差成比例。

另外，還有一些其它的反應會導致產生氣體夾雜物，這些反應包括玻璃熔體中的其它物質(例如鹵素(Cl，F，Br))的催化或氧化反應。另外，在金屬/玻璃界面可能會發生電化學反應。這些電化學反應可能與熱電池、原電池，高AC或DC電流應用和接地情況有關。

對于一些應用，由玻璃制造系統拉制的玻璃中的氣泡可能只會帶來極小的問題，在一些情況下可能提供美學上的價值。但是，在用于制造平板顯示器(例如液晶顯示器(LCD))和有機發光二極管(OKED)顯示器)的玻璃中，氣泡會使得制得的玻璃基材(玻璃板)不能使用。因此，提供一種能夠減少氣體夾雜物存在的方法，將會是十分有益的。

目前，存在一些已知的可用來解決上述在玻璃熔體中導致形成氣泡的反應的方法。一種可用來幫助將最終玻璃產品中形成的氣體夾雜物減至最少的方法包括在玻璃熔融和調節階段使用澄清劑(fining?agent)。澄清劑是多價含氧化合物，其能夠根據溫度釋放氧或吸收氧。

砷是已知的最高溫度的澄清劑之一，當將其加入熔融的玻璃批料的時候，其能夠使得O₂在高熔融溫度下(例如高于1450℃)從玻璃熔體中釋放(減少)。這種高溫O₂釋放有助于在玻璃制造的熔融和澄清階段過程中除去氣體夾雜物，使得制得的玻璃產品(例如玻璃板)基本不含氣體夾雜物。另外，在玻璃冷卻的時候，從還原態向氧化態轉變的過程中，任意殘余的氧都會被澄清劑重新吸收。

不幸的是，從環保角度來看，砷被認為是有害物質，因此不希望將其用?作澄清劑。可使用其它的效果較差的澄清劑，例如銻和錫，但是銻也是對環境不良的，錫的效果則比砷或和銻低得多。

為了從玻璃熔體中除去氣體夾雜物，人們需要棄用對環境不利但是有效的澄清劑(例如砷和銻)，這需要使用效果較差的澄清劑，并更強調解決產生氣體夾雜物的問題。