[19]美国

[12]专利申请公开说明书

[10]公开号：US 2004/0065115 A1

[43]公开日期：2004年4月8号

(Mueller等)

[54]薄玻璃板的制备方法和装置

[76] 发明者：

通信地址：

[21]专利号： 10/451,559

[22]PCT存档： 2001年12月13号

[86]PCT号： PCT/EP01/14654

[30] 国外优先应用

2000年12月23号 (DE)hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;100 64 977.7

专利分类

[51] Int.Cl.⁷hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;C03B 17/06

[52] U.S.Cl. hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;65/29.17;65/29.21;65/90;

65/126;65/193;65/356;65/326

[57]摘要

本发明主要描述了一种通过向下拉一条连续玻璃薄带来生产薄玻璃板尤其是厚度小于1毫米玻璃板的方法。在本方法中，将玻璃熔体从一个池窑的熔化部经一通道投入喷嘴系统至少具有一个开缝喷嘴的上引槽。入口的长度和直径以及入口处的玻璃熔体的粘度决定着总流通量，连续玻璃带横向上单位长度内的流通量(即所谓的线流通量)是由喷嘴系统的几何形状和喷嘴系统中玻璃熔体的粘度来调节的。对参数进行如此调节，玻璃在离开喷嘴系统时没有润湿在轮廓边缘区里的缝隙式喷嘴。本发明也描述了一种制造薄玻璃板的装置，其中入口(1)、上引槽(6)和喷嘴系统构成一完整系统。入口(1)具有一个带分段管段(2a，b，c)的管(2)，管(2)的长度为2－5米且直径为50－80毫米，管横截面是圆形。玻璃上引槽(6)具有一在垂直方向和横向上分段的加热系统(9)。

薄玻璃板的制备方法和装置

说明书

[0001] 本发明关系到通过垂直下拉连续玻璃薄带来制造玻璃板且尤其是厚度不到3mm的玻璃板的方法，其中玻璃熔体从一个池窑熔化部中经过一入口被送入一个具有一有至少一个喷嘴砖的喷嘴系统的上引槽里。本发明还涉及如权利要求15前序所述的装置。
[0002] 这样的薄玻璃板被用作电子装置中的玻璃衬底，如用于显示器(便携电话，平板荧光屏等)和计算机的数字式大容量存储器。因此，对主要由气泡和夹杂决定的玻璃内部质量、光洁性、主要由密波形(波度)和平坦性偏差(翘曲)决定的表面几何形状的质量、抗裂强度和轻质量提出了严格要求。
[0003] 当被用作显示器的玻璃衬底时，客户使玻璃经受了接近玻璃化转变温度的热加工工序。这样必须始终保持玻璃衬底的形状稳定性。因此，将具有更高的玻璃化转变温度的特制玻璃甚至是微晶玻璃用作玻璃衬板，它们会具有更强的结晶趋势以及与温度有关的典型粘度曲线。因此，这些玻璃需要比普通玻璃更高的加工温度。

[0004] 由于这种产品需要大批量地生产，所以必须尽可能成本低廉地制造玻璃板。非常希望通过减少装备时间和停机时间、提高流通量、减少由玻璃缺陷和边缘区域产生的废料，来获得加工过程高度的稳定性。除此之外，需要尽可能满足客户对表面光洁性和表面几何形状质量的要求，不能省掉或减少高成本的后续加工工序，如打磨和抛光。

[0005] 在目前已知的上引法中，只能部分地满足上述关于产品质量和经济性的要求。

[0006] 在生产方法中，分为借助槽子砖的上引法和不用槽子砖的上引法。

[0007] 在不用槽子砖的上引法中，如在专利US 3,338,696中所描述的那样，使用了一个料槽，用以传输玻璃熔体。玻璃熔体溢过料槽壁的上边缘并在楔形料槽的外表面上向下流动。在最高点处，如此形成的玻璃膜汇合并被向下拉。在陶瓷料槽的表面覆盖一层铂，用以减轻腐蚀。
[0008] 在这个方法中，总流通量主要由池窑和料槽之间的入口来决定。所谓的线流通量，即在连续玻璃带上引方向的横向上的单位长度的流通量，主要由料槽中的玻璃流、在料槽溢流边缘区域内的玻璃状态、溢流边缘的几何形状和玻璃粘度来调节。这需要一个很精确的温度制度，精确在0.1℃以下。
[0009] 要改变规格或流通量要相应地调节上引料槽的几何形状，尤其是为了料槽中的玻璃流。因为建设一个新的上引料槽需要一周或更长时间，所以所期望的生产灵活性只能部分地实现。

[0010] 料槽边缘的腐蚀无法通过倾斜或延长料槽来补偿。必须更换料槽并且必须重新启动加工过程。

[0011] 为了生产出一个具有窄边缘的连续玻璃宽带，连续玻璃带必须通过在边缘区里的所谓边缘辊，沿连续玻璃带的方向被横向拉伸。边缘辊使得加工作业的过程更加复杂。

[0012] 人们将使用缝隙式槽子砖的上引法分成带导流体或排流体的和不用导流体或排流体的。

[0013] 在例如SU 617,390中所描述的利用不带导流体的缝隙式槽子砖的方法中，来自熔化部或均化部的玻璃从两侧并经过由耐火材料构成的溢流口的对置壁溢出。两个如此形成的玻璃膜在一个槽子砖内汇合并随后被向下拉出。流通量调整通过在溢流边缘上的玻璃状态值来完成。这可以通过改变作业部中的玻璃状态或通过深埋溢流砖来完成。
[0014] 不带导流体的缝隙式槽子砖的方法，无法满足对表面质量且尤其是密波形(波度)的严格要求。因为玻璃短暂滞留在板根区域内并且由于玻璃很粘稠，所以无法弥补不平性。
[0015] 由于在低于玻璃熔体临界粘度时在板根区域内的不稳定性逐渐增强，所以，也不应该超过某些加工温度。因此，具有高结晶能的特殊玻璃无法用已知的不用导流体的上引法制造。
[0016] 通过使用带内导流体的缝隙式槽子砖，部分地避免了上述缺陷。

[0017] 在专利US 1,759,229中，描述了一种制造平板玻璃的上引法，其中玻璃通过一个安装在池窑作业部或均化部的底面上的缝隙式槽子砖流到一个具有圆形横截面的排流体上并且通过该排流体被向下拉。排流体在缝隙式槽子砖下方嵌入一个本身朝下扩宽的空腔里。作业部或均化部的玻璃池深度向着缝隙式槽子砖的两端逐渐增大。可以使槽子砖和排流体具有鲜明轮廓。在这里重要的是，槽子砖缝向着边缘扩大以及可校准方向的所用排流体可以在中心向上弯曲。
[0018] 排流体的楔形下部具有一个掏槽，沿上引方向的横向安装的加热件或冷却件可以位于该掏槽里。排流体的温度可以通过恒温介质流来调节。
[0019] 玻璃流通过槽子砖和排流体的几何形状并根据在池窑作业部或均化部处的温度级和分布以及排流体相对槽子砖的位置而受到影响。排流体还有这样的任务，即在上引方向的横向上使玻璃温度均匀化，以便制造出具有预定尺寸和同样外表的平板玻璃。
[0020] DE-AS 1596484公开了一种装置，它包括一个均质化容器，该容器通过一个封闭的并可被加热的槽与一个上引炉相连。上引炉配备有一个由铂制成的并带有一底缝的槽子砖。在槽子砖下面，设有一个成竖板形式的导流体。从槽子砖流出的玻璃熔体在导流体两侧向下流走并且在底端汇合成一条连续玻璃带。
[0021] 为了由内向外散热，在导流体里设有多个孔，可以通过这些孔输送冷却介质。另外，在导流体底部上安装着外冷却体。借助调整螺栓，可以调整到导流体的高度。
[0022] 在JP 2-217.327中，描述了一种制造平板玻璃的装置，其中玻璃通过一个设置在一个供料机或池窑作业部的底面上的缝隙被向下拉出。缝隙式槽子砖可以被间接加热。玻璃供给借助一个位于缝隙上方的塞子来截断。为了稳定连续玻璃带，在槽子砖里设有一个板状的且固定在侧面上且位置可调的内导流体，内导流体的上部突入槽子砖里，其下部被罩起来。
[0023] US 1,829,639描述了一种方法和一种装置，其中总流通量和线流通量只通过喷嘴系统的几何形状、在槽子砖区内的玻璃熔体粘度和在槽子砖上的玻璃熔体压力来调节。玻璃熔体在槽子砖处流出时只有很小的过压，因为储存系统是敞露的并因而玻璃充满度低。这种装置或方法的重大缺点是，总流通量和线流通量相互关联。

[0024] 借助带缝隙式槽子砖和导流体的已知方法，无法象在已知的不用缝隙式槽子砖的上引法中那样获得突出的表面质量。尤其是在线流通量高且加工温度高的情况下，玻璃膜滞留在导流体上的时间不足以弥补表面波形，这种表面波形是由于在轮廓边区域那里使用槽子砖而引起的。

[0025] 在已知的其缝隙式槽子砖带或不用导流体的方法中，总流通量调节和线流通量调整(在上引方向横向上的厚度分布)相互关联。
[0026] 当改变规格或流通量时，槽子砖几何形状和在槽子砖区里的温度控制又要根据经验来重新调节。启动过程用时长并且只能有限地得到所需的生产灵活性。

[0027] 为了调节出符合规范的厚度分布，要在上引方向的横向上并在槽子砖区里调定出规定的温度分布。施加给连续玻璃带的温度分布在到达精密冷却区前都只能部分地平衡。这肯能导致连续玻璃带在冷到室温时的不允许变形(翘曲)。

[0028] 本发明的任务是提供一种方法，通过该方法，可以加工出具有强结晶趋势的玻璃或玻璃陶瓷，其中薄玻璃板的质量可得到改善并且生产量可提高。本发明的任务也是要提供一种实施该方法的装置。

[0029] 通过根据权利要求1的技术特征的方法来完成该任务。

[0030] 通过本发明的方法，满足了上述的关于产品质量和经济性的要求。

[0031] 该方法使使用槽子砖的上引法的优点与不用槽子砖的上引法的优点结合在一起。这意味着，在横向和上引方向上的厚度分布情况良好的情况下，可以在厚度波动＜20mu;m且总宽度小的情况下调节出20mu;m-3000mu;m的玻璃厚度，此外，获得了突出的表面质量，即波度＜20nm。另外，翘曲最小。高加工温度和低加工粘度(5times;103-3times;104d)也可以被用于制造易结晶的玻璃或玻璃陶瓷。另外，规格改变也可以很灵活，产品宽度可以在300mm-2000mm之间调整。此外，可以在高作业稳定性的条件下，获得很高的线流通量(单位时间和单位带宽内的质量＞5g/(mmtimes;min))。因此，最大程度地避免了使用槽子砖和不用槽子砖的上引法的缺点。
[0032] 最好是入口、上引槽和喷嘴系统构成一完整系统。总流通量通过入口的纵截面和横截面以及根据在入口处的玻璃熔体的粘度来调节。另一方面，根据槽子砖系统的几何形状以及沿槽子砖的玻璃熔体的粘度来调节在连续玻璃带横向上的单位长度内的流通量(所谓的线流通量)，以便按规定调节厚度。因玻璃熔体自由表面高度与喷嘴系统高度之间的落差而产生的玻璃熔体压力基本上在入口处降低。在喷嘴系统区域里的压力降低很小，从而玻璃在离开喷嘴系统时只是不明显地展开。抑制了在轮廓边缘区里的槽子砖润湿。由于抑制了在轮廓边缘区里的缝隙式槽子砖的润湿，所以，与已知借助槽子砖的上引法相比，获得了更高的表面质量。
[0033] 根据本发明，使总流通量调节与线流通量尽可能没有关联。通过入口的按规定的加热和冷却来调节总流通量。线流通量和进而沿带材横向的厚度分布是通过按规定加热和冷却上引槽段、缝隙式槽子砖和导流体来调节。这意味着，在上引槽区和槽子砖区内的且如由该区域里的温度波动引起的压降变化只是不明显地影响到总流通量。因此，提高了总流通量并进而提高了在Z方向(见图1的坐标系)上的连续玻璃带厚度分布的稳定性。由于使不同的工序彼此无关联，所以，简化了加工过程控制。启动过程的时间被缩短并且生产灵活性即改变总流通量或改变连续玻璃带厚度通过扩大工作窗口而与已知上引法相比有所提高。该设备不一定要适应于改变的连续玻璃带几何形状或改变的过程参数。
[0034] 以下的用于入口(ZL)、上引槽(ZT)和缝隙式槽子砖(SD)的温区已被证明对这样的无碱硼酸盐玻璃是有利的，即该玻璃具有约700℃的Tg2、约5g/cm3的密度、约37times;10-7/K的热膨胀率，即
[0035] T_ZL1＝Tg 670K-T_ZR2＝Tg 590K
[0036] T_ZT1＝Tg 590K-T_ZT2＝Tg 570K
[0037] T_SD＝Tg 570K-Tg 550K
[0038] 在这里，Tg表示玻璃化转变温度。
[0039] 尽管没有导流体的方法也提供了关于表面质量的良好结果，但可通过使用一导流体来改善这种结果。玻璃熔体流在流过缝隙式槽子砖时借助导流体被分流。玻璃熔体在导流体两侧向下流动。两层玻璃膜在导流体底端又汇合成一条连续玻璃带。
[0040] 最好如此调节在导流体上的玻璃膜的滞留时间和粘度，即几乎完全弥补了与理想表面形状的偏差。为了实现这一目的，玻璃膜最好有选择地在导流体上被冷却和/或加热。
[0041] 通过使两层玻璃膜在玻璃粘度较小的情况下长时间滞留在导流体上，几乎完全弥补了因表面应

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资料编号：[2257]