專利名稱：用來形成玻璃基板的異型管質(zhì)量分布的制作方法
相關(guān)申請
本申請要求2004年6月2日提交的美國專利申請第10/859,245號的優(yōu)先權(quán)，該申請的內(nèi)容參考結(jié)合入本文中。
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域 本發(fā)明涉及通過采用熔融法的玻璃制造系統(tǒng)制造均勻厚度的玻璃基板的方法。
相關(guān)領(lǐng)域描述 可用于象平板顯示器那樣的器件的玻璃基板(例如LCD玻璃基板)的制造商們在不斷地嘗試改進(jìn)玻璃制造工藝/系統(tǒng)，以制造均勻厚度的玻璃基板。本發(fā)明的主題是一種用來改進(jìn)玻璃制造工藝/系統(tǒng)、以制造這種玻璃基板的方法。
發(fā)明簡述 本發(fā)明包括一種制造玻璃基板的方法，該方法包括以下步驟熔融批料，形成熔融玻璃，將熔融玻璃輸送到成形設(shè)備，所述成形設(shè)備具有主體，該主體具有用來接收熔融玻璃的入口，熔融玻璃流入形成于主體內(nèi)的凹槽，然后溢流過凹槽的兩個頂面，從主體的兩側(cè)面流下，在兩個側(cè)面交匯的位置熔合在一起，形成玻璃板。所述輸送步驟還包括以下步驟對在凹槽兩端部的預(yù)定長度溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量進(jìn)行控制，以幫助避免玻璃質(zhì)量、玻璃質(zhì)量分布和玻璃物質(zhì)中熱量分布的瞬時變化。具體來說，控制步驟包括確保在凹槽兩端部的起始四英寸和最后四英寸溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量大于17.6磅/小時，優(yōu)選大于20.0磅/小時。而且，在凹槽兩端部的起初九英寸和最后九英寸溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量大于57.6磅/小時，優(yōu)選大于65磅/小時。最后，通過拉制輥組件對成形設(shè)備形成的玻璃板進(jìn)行拉制，制造玻璃基板。本發(fā)明還包括(1)使用上述方法制造玻璃基板的玻璃生產(chǎn)系統(tǒng)；以及(2)使用上述方法制造的玻璃基板。
附圖簡述 結(jié)合附圖，參照以下詳述可以更完整地理解本發(fā)明，附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明可以用來制造尺寸穩(wěn)定的玻璃基板的示例性玻璃制造系統(tǒng)的方塊圖； 圖2A-2B是可用于圖1所示玻璃制造系統(tǒng)的兩個示例性成形設(shè)備的透視圖； 圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明，使用圖1所示的玻璃制造系統(tǒng)、以及圖2A-2B所示的任一成形設(shè)備制造尺寸穩(wěn)定的玻璃基板的優(yōu)選方法的基本步驟的流程圖； 圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明，在圖2B所示成形設(shè)備的整個長度上熔融玻璃的質(zhì)量分布的詳圖； 圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明，在與圖2B所示成形設(shè)備類似的示例性成形設(shè)備的兩個端部的熔融玻璃的質(zhì)量分布詳圖。
附圖詳述 康寧有限公司已開發(fā)出了一種被稱為熔融法的方法(例如下拉法)，該方法用來形成可用于象平板顯示器那樣的各種器件的高質(zhì)量的薄玻璃基板(例如LCD玻璃基板)。由于與通過其它方法制造的玻璃基板相比，使用所述熔融法制造的玻璃基板的表面具有優(yōu)異的平面度和平滑度，因此所述熔融法是優(yōu)選的制造用于平板顯示器的玻璃基板的技術(shù)。在美國專利第3,338,696號和第3,682,609號中描述了熔融法，這些專利的內(nèi)容參考結(jié)合入本文中。
參見圖1，該圖顯示了可使用熔融法制造玻璃基板105的示例性玻璃制造系統(tǒng)100。如圖1所示，玻璃制造系統(tǒng)100包括熔融器110，精煉(fining)容器115，混合容器120(例如攪拌室120)，輸送容器125(例如圓筒(bowl)125)，成形設(shè)備135(例如異型管(isopipe)135)和拉制輥組件140(例如拉制機(jī)140)。在熔融容器110處，如箭頭112所示加入玻璃批料，并熔融形成熔融玻璃126。精煉容器115(例如精煉管115)具有高溫處理區(qū)，該處理區(qū)接受來自熔融容器110的熔融玻璃126(未顯示)，并在該處理區(qū)內(nèi)從熔融玻璃中除去氣泡。精煉容器115經(jīng)由精煉器至攪拌室的連接管122與混合容器120(例如攪拌室120)相連接。而且，混合容器120經(jīng)由攪拌室至圓筒的連接管127與輸送容器125相連接。輸送容器125通過下導(dǎo)管130將熔融玻璃126輸送到入口132，進(jìn)入成形設(shè)備135(例如異型管135)中。成形設(shè)備135包括用來接收熔融玻璃126的入口136，接收的熔融玻璃126流入凹槽137中，然后溢流過兩個側(cè)面138′和138″，并沿著這兩個側(cè)面流下，然后在被稱為根部139的位置(參見圖2A-2C)熔合在一起。根部139是兩個側(cè)面138′和138″交匯，兩個熔融玻璃126溢流壁重新結(jié)合(例如再熔合)的位置，然后熔融玻璃在拉制輥組件140內(nèi)兩個輥之間向下拉制，形成玻璃基板105。在對成形設(shè)備135的兩種示例性結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡述之后，下文提供了關(guān)于熔融法如何能夠獲得改進(jìn)，使得玻璃制造系統(tǒng)100能夠制造均勻厚度的玻璃基板105的詳細(xì)討論。
參見圖2A-2B，該圖顯示了可用于玻璃制造系統(tǒng)100的兩種示例性成形設(shè)備135a和135b的透視圖。成形設(shè)備135a和135b各自包括進(jìn)料管202，該進(jìn)料管202通過入口136向凹槽137提供熔融玻璃126。凹槽137由內(nèi)側(cè)壁204′和204″所限定，圖中顯示內(nèi)側(cè)壁基本垂直于底面206，但是可以與底面206呈任何類型的關(guān)系。如圖2A-2B所示，底面206可具有一些構(gòu)型。例如，成形設(shè)備135a的底面206在最遠(yuǎn)離通向凹槽137的入口136的端部208附近可具有高度急劇減小的輪廓(見圖2A)?；蛘叱尚卧O(shè)備135b的底面206可以在最遠(yuǎn)離通向凹槽137的入口136的端部208附近，在底面204上具有嵌入的物體207(見圖2B)。由于可能很難在成形設(shè)備135a中確定尺寸和制造具有一定輪廓的底面206，所以具有嵌入物體207的成形設(shè)備135b是優(yōu)選的。
成形設(shè)備135a和135b都具有楔形/V形主體210和對置的會聚側(cè)壁138′和138″。具有底面206以及可能具有的嵌入物體207(嵌入的犁形件207)的凹槽137縱向地位于楔形體210的上表面上。底面206和嵌入物體207(如果使用的話)都具有在端部208變淺的數(shù)學(xué)描述的形式，端部208是最遠(yuǎn)離入口202的端部。如圖2A-2B所示，凹槽137的底面206和頂面212′及212″之間的高度從入口136向端部208減小。但是應(yīng)當(dāng)理解，底面206和頂面212′、212″之間的高度可以以任意的形式變化。還應(yīng)當(dāng)理解，可以用可調(diào)節(jié)的輥、楔塊、凸輪或其它器件之類的器件(未顯示)對主體210進(jìn)行重要調(diào)節(jié)，以提供傾角φ，所述傾角φ是平行頂面212′和212″和水平面的夾角。
在操作中，熔融玻璃126通過進(jìn)料管202和入口136進(jìn)入凹槽137。然后熔融玻璃126漫過凹槽137的平行頂面212′和212″，分開，并沿著楔形主體210對置的會聚側(cè)壁138′和138″的各個側(cè)面向下流動。在楔形部分的底部或根部139，分開的熔融玻璃126重新結(jié)合，形成極為平整和平滑表面的玻璃板216。所述玻璃板216的這種高表面質(zhì)量是由分開并沿對置的會聚側(cè)壁138′和138″流下的熔融玻璃126的自由表面造成的，這些自由表面形成玻璃板216的外表面，而不與成形設(shè)備135a和135b的外表面相接觸。應(yīng)當(dāng)理解當(dāng)玻璃板216被拉制輥組件140(見圖1)拉制之后，便成為了工業(yè)中常叫的玻璃基板105。
如上所述，在使用熔融法的玻璃制造系統(tǒng)中制造的玻璃基板105需要具有均勻的厚度，使得它們可以用于平板顯示器之類的器件。為有助于確保這種情況，本發(fā)明人進(jìn)行了研究，確定了一種能夠改進(jìn)熔融法，以制造這種玻璃基板105的方法。具體來說，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過控制在成形設(shè)備135a或135b溢流的熔融玻璃126的質(zhì)量分布，可以直接影響玻璃基板105的質(zhì)量/特性。因此，本發(fā)明的主題涉及對在成形設(shè)備135a或135b溢流的熔融玻璃126的質(zhì)量流量的控制。
參見圖3，圖3是顯示使用根據(jù)本發(fā)明的玻璃制造系統(tǒng)100和熔融法制造玻璃基板105的優(yōu)選方法的基本步驟的流程圖。首先是在步驟302，使用玻璃制造系統(tǒng)100，具體來說是熔融容器110、精煉容器115、混合容器120和輸送容器125熔融批料，形成熔融玻璃126(參見圖1)。應(yīng)當(dāng)理解圖1所示的玻璃制造系統(tǒng)100的布置是示例性的，可以使用其它的玻璃制造系統(tǒng)熔融批料，形成根據(jù)本發(fā)明的熔融玻璃126。
在步驟304中，熔融玻璃126被輸送到成形設(shè)備135(見圖1和2A-2C)。而且，成形設(shè)備135包括具有入口136的主體210，入口接收熔融玻璃126，熔融玻璃流入形成于主體210內(nèi)的凹槽137，然后溢流過凹槽137的兩個頂面212′和212″，沿主體210的兩個側(cè)面138′和138″流下，然后在根部139熔合在一起，形成玻璃板216。根據(jù)本發(fā)明，輸送步驟304包括對在凹槽137的兩個端部220和222的預(yù)定長度上溢流的熔融玻璃126的質(zhì)量流量，以免玻璃質(zhì)量、玻璃質(zhì)量分布和玻璃物質(zhì)中熱量分布的瞬時變化。具體來說，輸送和控制步驟304包括確保流過凹槽137的兩個端部220和222的起始四英寸和最后四英寸的熔融玻璃126的質(zhì)量流量大于17.6磅/小時，優(yōu)選大于20.0磅/小時。輸送和控制步驟304還包括確保流過凹槽137的兩個端部220和222的起始九英寸和最后九英寸的熔融玻璃126的質(zhì)量流量大于57.6磅/小時，優(yōu)選大于65.0磅/小時。最后在步驟306中，在成形設(shè)備135的根部139形成的玻璃板216在拉制輥組件140的兩個輥之間向下拉制，形成玻璃基板105。
參見圖4-5，該兩張圖是與本發(fā)明輸送和控制步驟304中的成形設(shè)備135b結(jié)構(gòu)類似的示例性成形設(shè)備中凹槽137的全部或一部分之上熔融玻璃126的質(zhì)量分布的詳圖。由圖4可以看出，在成形設(shè)備135的頂面212′和212″上的熔融玻璃126的質(zhì)量分布在凹槽137的中部具有預(yù)定的分布曲線(例如如圖所示預(yù)定的平坦曲線)，在凹槽137的極值端部迅速減小到零。這種熔融玻璃126的質(zhì)量分布經(jīng)常導(dǎo)致玻璃基板105在其各端部具有被稱為珠粒的“厚的”部分。所述“厚的”部分被從玻璃基板105上修剪除去。
已知有效的熔融法會制得大面積恒定厚度的玻璃基板105。而且，已經(jīng)確定了玻璃基板105的均勻厚度部分具有取決于熔融玻璃126的質(zhì)量流量瞬時變化、因此取決于珠粒的熱能瞬時變化的特性。已經(jīng)確定了為了制造對應(yīng)力、翹曲、厚度和板材彎曲(sag)方面具有嚴(yán)格特性的玻璃基板105，需要玻璃基板105上具有穩(wěn)定連續(xù)的珠粒質(zhì)量。在珠粒質(zhì)量上不穩(wěn)定的熔融法難以滿足玻璃基板105的一致的特性。例如，如果成形設(shè)備135設(shè)計成在凹槽137的端部220和222具有過少的熔融玻璃126流過，則該熔融過程會由于從凹槽137的端部220和222輸送的熔融玻璃126的瞬時質(zhì)量變化而造成不穩(wěn)定。本發(fā)明涉及在凹槽137的兩個端部220和222的區(qū)域溢流、以保持穩(wěn)定的熔融過程和制造均勻厚度的玻璃基板105所需的熔融玻璃126的最小質(zhì)量流量。
如圖4所示，成形設(shè)備135的長度表示為長度百分?jǐn)?shù)。由圖中可以看出，無論成形設(shè)備135的長度是多少，發(fā)生熔融玻璃126的質(zhì)量流量從圖400的中心區(qū)402的預(yù)定分布曲線變到在成形設(shè)備135極點處的零的變化的絕對長度，總是在固定的距離上發(fā)生的。該距離是9英寸，顯示在圖400中的端部區(qū)404′和404″。對于需要穩(wěn)定的熔融法，成形設(shè)備135的起初4英寸和最后四英寸中的熔融玻璃質(zhì)量流量應(yīng)超過17.6磅/小時，優(yōu)選超過20.0磅/小時。而且，成形設(shè)備135的最初9英寸和最后9英寸的熔融玻璃的質(zhì)量流量應(yīng)大于57.6磅/小時，優(yōu)選大于65.0磅/小時?？梢杂脦追N方法控制熔融玻璃126進(jìn)入凹槽137的實際流量，該方法包括(例如)(1)通過為凹槽137中的入口136選擇所需的幾何形狀；(2)通過調(diào)節(jié)輸送到成形設(shè)備135的熔融玻璃126的粘度。
如圖5所示，圖500顯示了根據(jù)本發(fā)明的一些成形設(shè)備135兩端的最初4英寸和最初9英寸中熔融玻璃的質(zhì)量分布的詳圖。當(dāng)成形設(shè)備135的最初和最后4英寸處的熔融玻璃126的質(zhì)量流量小于17.6磅/小時，且最初和最后9英寸處的質(zhì)量流量小于57.6磅/小時時，經(jīng)歷熔融過程的片材寬度會變得不穩(wěn)定。圖5所示的圖500中的水平實線顯示了對溢流過成形設(shè)備135端部的熔融玻璃126的質(zhì)量分布的限制。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溢流過成形設(shè)備135端部220和222的熔融玻璃126在最初4英寸中的流量降到小于20.1磅/小時時，板材變得不穩(wěn)定的危險急劇地增大。而且，當(dāng)溢流過成形設(shè)備135端部220和222的熔融玻璃126在最初4英寸中的流量降到小于15.1磅/小時時，肯定會出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，不穩(wěn)定情況的程度隨著流量條件的減小而增大。
應(yīng)當(dāng)理解，成形設(shè)備135相對于其橫截面通常是長的，因此會由于板材成形過程伴隨的負(fù)荷和高溫導(dǎo)致的材料隨時間的蠕變，使得成形設(shè)備的結(jié)構(gòu)彎曲。彎曲的成形設(shè)備135會影響所得的熔融玻璃126在起初4英寸和最后4英寸，以及起初9英寸和最后9英寸的質(zhì)量流量。為了說明這種影響，參見圖500，由圖500可以看出彎曲的成形設(shè)備135(標(biāo)為“A”)和未彎曲的成形設(shè)備135(標(biāo)為“B”)之間的熔融玻璃126的質(zhì)量流量的差異。因此，在設(shè)計成形設(shè)備135時，需要考慮和估計到這種無法避免的工藝變化。具體來說，在涉及成形設(shè)備135時，需要對成形設(shè)備135進(jìn)行設(shè)計，使得直到其使用壽命結(jié)束時，在最初和最后4英寸處熔融玻璃126的流量不小于20磅/小時，而且在最初和最后9英寸處熔融玻璃126的流量不小于65磅/小時。應(yīng)當(dāng)注意，成形設(shè)備135的幾何形狀老化的影響是隨著成形設(shè)備135的幾何形狀、材料性質(zhì)、以及支承系統(tǒng)變化的，可以采用已知的分析方法檢測。例如，可通過試驗、使用CFD碼或分析的方法，得出彎曲的幾何形狀對熔融玻璃126流量的影響。
下表1顯示了圖5所列出的康寧有限公司生產(chǎn)的不同玻璃的組成的詳細(xì)信息。
表1 經(jīng)驗表明根據(jù)本發(fā)明，可以由表1所列的不同玻璃組成制得尺寸穩(wěn)定的玻璃基板105。除了以上圖5A-5B和表1所示的玻璃組成以外，應(yīng)當(dāng)理解可以使用其它種類的玻璃組成改進(jìn)本發(fā)明的熔融法，以制造尺寸穩(wěn)定的玻璃基板105。例如，這些玻璃組合物可包括(例如)Nippon Electric Glass Co.，NHTechno和Samsung Corning Precision Glass Co.生產(chǎn)和銷售的各種組合物。下表2列出了一些這樣的玻璃組合物的詳細(xì)情況。
表2 應(yīng)當(dāng)理解即使是表1和表2所列的玻璃也會具有不同的密度，對于本發(fā)明重要的是熔融玻璃的質(zhì)量流量。因此，如果不同密度的玻璃熔化，則必須調(diào)節(jié)熔融玻璃進(jìn)入成形設(shè)備135的體積流量，以滿足與所述特定成形設(shè)備135相關(guān)的質(zhì)量目標(biāo)。
如上文關(guān)于圖2A-2B所述，成形設(shè)備135使得流動的熔融玻璃126能溢流過凹槽137，沿兩個側(cè)面138′和138″流下，在熔融玻璃流下過程中，由于重力以及對熔融玻璃126進(jìn)行拉制的拉制輥組件140的拉力的作用，熔融玻璃126在根部139附近的區(qū)域變得更薄，制得所需的玻璃基板105。為了使得熔融玻璃126在凹槽137的起初/最后4英寸處的質(zhì)量流量大于20.0磅/小時，而且在凹槽137的起初/最后9英寸處的質(zhì)量流量大于57.6磅/小時，需要適當(dāng)?shù)卮_定凹槽137的尺寸。為了適當(dāng)?shù)卮_定成形設(shè)備135的凹槽127的尺寸，可采用物理模擬、數(shù)學(xué)模擬或流量表達(dá)式，在美國專利第3,338,696*號中，流量表達(dá)式通常表示為 式中Q＝凹槽137任意截面處的流量。
w＝凹槽137的通道寬度。
α＝凹槽137的高度/寬度的高寬比。
βn＝(2n+1)/π/4給出的變量。
ρ＝熔融玻璃126的密度。
μ＝熔融玻璃126的粘度。
φ＝凹槽137上平行上表面和水平面之間的夾角。
g＝重力980厘米/秒2。
*美國專利第3,338,696號的內(nèi)容參考結(jié)合入本文。
該表達(dá)式經(jīng)常用于圖2A所示的成形設(shè)備135a。但是也可確定如圖2B所示的在凹槽137中嵌入物體207的成形設(shè)備135b的尺寸，使其具有與成形設(shè)備135a相同的流量。關(guān)于如何確定成形設(shè)備135b的尺寸，使其具有與成形設(shè)備135a相同的流量的詳細(xì)討論，可參見Randy L.Rhoads等名為″Glass Sheet FormingApparatus″(代理人記錄第SP03-005號)的專利申請。該專利申請的內(nèi)容參考結(jié)合入本文中。還應(yīng)理解凹槽137還可在入口202附近具有軛(yoke)224a和224b，以及自由表面226，這些結(jié)構(gòu)都依照與底面206相同的方式確定尺寸，使得所需質(zhì)量分布的熔融玻璃126溢流過凹槽137，形成均勻厚度的玻璃板105(參見圖2A和2B)。
通過上文，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以很容易地理解，在實施熔融法時，很重要的因素是成形設(shè)備端部的質(zhì)量流量。對玻璃基板過小的流動和拉制會使得玻璃基板的性質(zhì)不穩(wěn)定，造成特性性能問題，導(dǎo)致產(chǎn)品損失。本文講述了為了成功地使用熔融法制造尺寸穩(wěn)定的玻璃基板，成形設(shè)備端部的流量需要超過特定的值。也即是說，在成形設(shè)備起初/最后4英寸處的熔融玻璃126的質(zhì)量流量需要大于20.0磅/小時，在成形設(shè)備135起初/最后9英寸處的熔融玻璃126的質(zhì)量流量需要大于57.6磅/小時。
下面是本發(fā)明一些另外的特征和優(yōu)點 ●使用本文所述的質(zhì)量分布標(biāo)準(zhǔn)建立穩(wěn)定的制造過程，該過程可提供能夠用于LCD市場的要求尺寸穩(wěn)定性的基板。
●應(yīng)當(dāng)理解所述玻璃制造系統(tǒng)100是示例性的，可以根據(jù)本發(fā)明使用其它種類和配置的玻璃制造系統(tǒng)，只要能夠根據(jù)本發(fā)明在成形設(shè)備的邊緣處保持合適的熔融玻璃質(zhì)量流量即可。
●應(yīng)當(dāng)理解可以根據(jù)本發(fā)明，使用除了圖2A-2B所示成形設(shè)備以外的其它配置和不同種類的成形設(shè)備制造玻璃基板。例如，應(yīng)當(dāng)理解除了圖2B所示的成形設(shè)備135b中的具有多個相交的三角形表面的犁形的嵌入物體207以外，嵌入物體207可具有許多種形狀和構(gòu)型，包括例如擴(kuò)張的矩形截面形狀的嵌入物體，半橢圓形/圓形截面的嵌入物體，三角形截面的嵌入物體，以及梯形截面的嵌入物體。實際上，嵌入物體207可以是任何種類的具有擴(kuò)張截面形狀的物體。
●所述成形設(shè)備優(yōu)選由具有適當(dāng)?shù)目谷渥冃缘匿喣突鸩牧现瞥?，使得在形成玻璃板時，所述成形設(shè)備不會發(fā)生彎曲，或者發(fā)生極小的彎曲。
●使用所述成形設(shè)備制造的優(yōu)選的玻璃板是鋁硅酸鹽玻璃板、硼硅酸鹽玻璃板或硼-鋁硅酸鹽玻璃板。
●本發(fā)明可以特別有效地用來形成高應(yīng)變點玻璃基板，例如用于平板顯示器的玻璃基板。另外，本發(fā)明還可有助于制造其它種類的玻璃板。
盡管在附圖和上文的詳述中已經(jīng)描述了本發(fā)明一實施方式，但是應(yīng)理解本發(fā)明不限于所述的實施方式，可以對本發(fā)明進(jìn)行大量的重新布置、改變和替代，而不背離上文所述和以下權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.一種制造玻璃基板的方法，所述方法的特征是包括以下步驟
熔融批料，形成熔融玻璃；
將熔融玻璃輸送到成形設(shè)備，所述成形設(shè)備具有主體，該主體具有用來接收熔融玻璃的入口，熔融玻璃流入形成于主體內(nèi)的凹槽，然后溢流過凹槽的兩個頂面，從主體的兩側(cè)面流下，在兩個側(cè)面交匯處熔合在一起，形成玻璃板，所述輸送步驟包括
對在所述成形設(shè)備中凹槽兩端部的預(yù)定長度溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量進(jìn)行控制；
使用拉制輥組件對玻璃板進(jìn)行拉制，制造所述玻璃基板。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制步驟還包括確保在成形設(shè)備中凹槽兩端部的起始四英寸和最后四英寸內(nèi)溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量大于17.6磅/小時。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制步驟還包括確保在成形設(shè)備中凹槽兩端部的起始九英寸和最后九英寸內(nèi)溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量大于57.6磅/小時。
4.一種玻璃制造系統(tǒng)，其特征是
至少一個用來熔融批料和形成熔融玻璃的容器；
用來接收熔融玻璃和形成玻璃板的成形設(shè)備，所述成形設(shè)備包括
具有用來接收熔融玻璃的入口的主體，所述熔融玻璃流入形成于所述主體中的凹槽，然后溢流過凹槽的兩個頂面，從主體的兩側(cè)面流下，在兩個側(cè)面交匯處熔合在一起，形成玻璃板，對在凹槽兩端部的預(yù)定長度溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量進(jìn)行控制，以避免玻璃質(zhì)量、玻璃質(zhì)量分布和玻璃物質(zhì)中熱量分布的瞬時變化；
用來接收玻璃板，并對玻璃板進(jìn)行拉制，以制造玻璃基板的拉制輥組件。
5.如權(quán)利要求4所述的玻璃制造系統(tǒng)，其特征在于，對在凹槽兩端部的預(yù)定長度溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量進(jìn)行控制，使得
在凹槽兩端部的起始四英寸和最后四英寸內(nèi)溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量大于17.6磅/小時；
在凹槽兩端部的起始九英寸和最后九英寸內(nèi)溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量大于57.6磅/小時。
6.如權(quán)利要求4所述的玻璃制造系統(tǒng)，其特征在于，對在凹槽兩端部的預(yù)定長度溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量進(jìn)行控制，使得
在凹槽兩端部的起始四英寸和最后四英寸內(nèi)溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量大于20.0磅/小時；
在凹槽兩端部的起始九英寸和最后九英寸內(nèi)溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量大于65.0磅/小時。
7.如權(quán)利要求4所述的玻璃制造系統(tǒng)，其特征在于，隨著凹槽的底面向遠(yuǎn)離入口的方向延伸，所述凹槽兩個頂面與底面之間的高度以預(yù)定的方式變化。
8.如權(quán)利要求4所述的玻璃制造系統(tǒng)，其特征在于，所述凹槽具有形成于其中底面上的嵌入物體，所述嵌入物體位于與凹槽入口相對的所述凹槽端部的附近。
9.如權(quán)利要求4所述的玻璃制造系統(tǒng)，其特征在于，確定所述凹槽的尺寸，使得質(zhì)量流量由下式所決定
式中Q＝所述凹槽任意截面處的流量。
w＝所述凹槽的槽寬度。
α＝所述凹槽的高度/寬度的高寬比。
βn＝(2n+1)/π/4給出的變量。
ρ＝熔融玻璃的密度。
μ＝熔融玻璃的粘度。
φ＝所述凹槽上平行上表面和水平面之間的夾角。
g＝980厘米/秒2。
10.如權(quán)利要求4所述的玻璃制造系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個容器包括熔融容器、精煉容器、混合容器和輸送容器中的一種或多種。
11.通過一種玻璃制造系統(tǒng)形成的玻璃板，所述玻璃制造系統(tǒng)的特征是
至少一個用來熔融批料和形成熔融玻璃的容器；
用來接收熔融玻璃和形成玻璃板的成形設(shè)備，所述成形設(shè)備包括
具有用來接收熔融玻璃的入口的主體，所述熔融玻璃流入形成于所述主體中的凹槽，然后溢流過凹槽的兩個頂面，從所述主體的兩側(cè)面流下，在兩個側(cè)面交匯處熔合在一起，形成玻璃板，對在凹槽兩端部的預(yù)定長度溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量進(jìn)行控制，以免玻璃質(zhì)量、玻璃質(zhì)量分布和玻璃物質(zhì)中熱量分布的瞬時變化；
用來接收玻璃板，并對玻璃板進(jìn)行拉制，以制造玻璃基板的拉制輥組件。
12.如權(quán)利要求11所述的玻璃板，其特征在于，對在凹槽兩端部的預(yù)定長度溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量進(jìn)行控制，使得
在凹槽兩端部的起始四英寸和最后四英寸內(nèi)溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量大于17.6磅/小時；
在凹槽兩端部的起始九英寸和最后九英寸內(nèi)溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量大于57.6磅/小時。
13.如權(quán)利要求11所述的玻璃板，其特征在于，隨著凹槽的底面向遠(yuǎn)離入口的方向延伸，所述凹槽兩個頂面與底面之間的高度以預(yù)定的方式變化。
14.如權(quán)利要求11所述的玻璃板，其特征在于，所述凹槽具有形成于其中底面上的嵌入物體，所述嵌入物體位于與凹槽入口相對的所述凹槽端部的附近。
15.如權(quán)利要求11所述的玻璃板，其特征在于，確定所述凹槽的尺寸，使得質(zhì)量流量由下式所決定
式中Q＝所述凹槽任意截面處的流量。
w＝所述凹槽的槽寬度。
α＝所述凹槽的高度/寬度的高寬比。
βn＝(2n+1)/π/4給出的變量。
ρ＝熔融玻璃的密度。
μ＝熔融玻璃的粘度。
φ＝所述凹槽上平行上表面和水平面之間的夾角。
g＝980厘米/秒2。
16.如權(quán)利要求11所述的玻璃板，其特征在于，所述至少一個容器包括熔融容器、精煉容器、混合容器和輸送容器中的一種或多種。
17.一種用來形成玻璃板的設(shè)備，所述設(shè)備的特征是，主體部件包括具有向下會聚部分的外側(cè)壁，形成在所述主體部件上表面中的向上敞開的凹槽，所述凹槽包括具有頂面的限制壁，所述外側(cè)壁終止于它們在所述頂面的外部范圍，所述主體部件具有入口，通過入口從所述向上敞開的凹槽的一端提供熔融玻璃，所述向上敞開的凹槽具有底面，至少一個軛和至少一個自由表面，確定底面，至少一個軛和至少一個自由表面的尺寸，使得所需質(zhì)量分布的熔融玻璃沿所述頂面的范圍溢流，沿所述主體的外側(cè)面流下，然后在兩外側(cè)面交匯處熔合在一起，形成玻璃板，其中對在凹槽端部附近的預(yù)定長度溢流的熔融玻璃的質(zhì)量分布進(jìn)行控制，以避免玻璃質(zhì)量、玻璃質(zhì)量分布和玻璃物質(zhì)中熱量分布的瞬時變化。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，對在凹槽端部附近的頂面的預(yù)定長度溢流的熔融玻璃的質(zhì)量分布進(jìn)行控制，使得在凹槽頂面的的起始四英寸和最后四英寸內(nèi)溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量大于17.6磅/小時。
19.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于，對在凹槽端部附近的頂面的預(yù)定長度溢流的熔融玻璃的質(zhì)量分布進(jìn)行控制，使得在凹槽頂面的的起始九英寸和最后九英寸內(nèi)溢流的熔融玻璃的質(zhì)量流量大于57.6磅/小時。
20.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，隨著凹槽的底面向遠(yuǎn)離入口的方向延伸，所述凹槽頂面與底面之間的高度以預(yù)定的方式變化。
21.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，所述凹槽具有形成于其中底面上的嵌入物體，所述嵌入物體位于與凹槽入口相對的所述凹槽端部的附近。
全文摘要
本文描述了一種制造玻璃基板(105)的方法(300)，所述方法包括熔融(302)批料，形成熔融玻璃(126)，并將熔融玻璃(126)輸送到(304)成形設(shè)備(135)，所述成形設(shè)備包括主體(210)，該主體(210)具有用來接受熔融玻璃(126)的入口(136)，熔融玻璃(126)流入形成于主體(210)中的凹槽(137)，然后溢流過凹槽(137)的兩個頂面(212′和212″)，沿主體(210)的兩側(cè)面(138′和138″)流下，然后在兩個側(cè)面(138′和138″)交匯處熔合在一起，形成玻璃板(216)。輸送步驟(304)還包括對在凹槽(137)兩端部的預(yù)定長度溢流的熔融玻璃(126)的質(zhì)量流量進(jìn)行控制，以免玻璃質(zhì)量、玻璃質(zhì)量分布和玻璃物質(zhì)中熱量分布的瞬時變化的步驟。具體來說，控制步驟包括確保在凹槽(137)兩端部的最初和最后4英寸溢流的熔融玻璃(126)的流量大于17.6磅/小時，優(yōu)選大于20.0磅/小時。而且，在凹槽(137)兩端部的最初和最后9英寸溢流的熔融玻璃(126)的流量大于57.6磅/小時，優(yōu)選大于65.0磅/小時。最后用拉制輥組件(140)對成形設(shè)備(135)形成的玻璃板(216)進(jìn)行拉制，制得玻璃基板(105)。
文檔編號C03B17/06GK1964922SQ200580018210
公開日2007年5月16日 申請日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月2日
發(fā)明者J·A·阿達(dá)莫夫茲, O·N·伯拉塔瓦, R·L·羅茲, A·埃爾卡霍特, S·R·馬卡姆 申請人:康寧股份有限公司