專利名稱：玻璃制造裝置以及玻璃制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造FPD(Flat Panel Display 平板顯示器)用玻璃基板的玻璃制造裝置以及玻璃制造方法，特別涉及制造作為無堿玻璃制的液晶顯示器用玻璃基板的玻璃制造裝置以及玻璃制造方法。
背景技術(shù)：
作為制造FPD用玻璃基板的制造方法已知浮法的制造方法。浮法的玻璃制造裝置由熔解槽、減壓脫泡裝置、熔融金屬液槽(float bath)、退火爐以及切裁裝置構(gòu)成。在熔解槽中被熔融的熔融玻璃供給至減壓脫泡裝置，在此被進(jìn)行減壓脫泡處理之后，經(jīng)由輸送管流入到熔融金屬液槽中。熔融金屬液槽中裝滿了熔融錫，流入到熔融金屬液槽中的熔融玻璃在熔融錫液上流動延伸而成為規(guī)定厚度，并被平坦化。另一方面，在專利文獻(xiàn)1中公開的玻璃制造裝置由熔解槽、攪拌坩堝、管式加料機(jī)、成形用坩堝等構(gòu)成。另外，在攪拌坩堝中，配置有用于攪拌攪拌坩堝內(nèi)的熔融玻璃的攪拌器，并且在攪拌坩堝的底部設(shè)置有用于排出積存在攪拌坩堝底部的異質(zhì)熔融玻璃的排放管。根據(jù)該玻璃制造裝置，在熔解槽中將玻璃原料熔融而成為熔融玻璃，使該熔融玻璃從熔解槽流入到攪拌坩堝。然后，通過在攪拌坩堝內(nèi)用攪拌器攪拌熔融玻璃而提高熔融玻璃的均勻性，之后，一邊調(diào)節(jié)溫度，一邊使熔融玻璃經(jīng)由管式加料機(jī)流入到成形用坩堝?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本國特開2007-161566號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題雖然在攪拌坩堝的底部積存異質(zhì)熔融玻璃，但該異質(zhì)熔融玻璃為含有較多氧化鋯的熔融玻璃，氧化鋯是因高溫熔融玻璃而從熔解槽的耐火物制磚中熔解出的物質(zhì)。耐火物制磚的溫度越高，從耐火物制磚中熔解出的氧化鋯越容易溶解到熔融玻璃中。因此，由于與堿性玻璃的熔融玻璃相比無堿玻璃的熔融玻璃為高溫，因此無堿玻璃的熔融玻璃的、氧化鋯的含有量較高。在熔解槽中的堿性玻璃的熔融玻璃的溫度為約1200 1400°C，相同地在熔解槽中的無堿玻璃的熔融玻璃的溫度為約1500 1650°C。為了制造高質(zhì)量的玻璃基板，需要從攪拌坩堝排出主要含有較多氧化鋯的熔融玻璃，在此情況下，將白金或白金合金制的排放管電加熱至熔融玻璃的溫度附近，即通過加熱排放管來控制排放管內(nèi)的熔融玻璃的粘度，將主要含有較多氧化鋯的熔融玻璃經(jīng)由排放管從攪拌坩堝排出到外部。相對于溫度的粘度特性說明為如下堿性玻璃的粘度具有隨著溫度上升而緩慢下降的特點，而無堿玻璃的粘度具有在規(guī)定的小幅溫度范圍內(nèi)急劇下降的特點。因此，在熔融的無堿玻璃中，難以僅通過排放管的溫度來對自排放管的排出流量進(jìn)行微調(diào)節(jié)。另外，如圖
34所示，與攪拌坩堝1的底部連接的現(xiàn)有的排放管2的形狀為直管(參照專利文獻(xiàn)1的圖 1:排放管口 4)的形狀。因此，將排放管的溫度設(shè)定為能夠維持熔融玻璃的溫度，并且在排放管的出口一體形成噴嘴(orifice)，通過該噴嘴縮小排出量來調(diào)節(jié)排出量。但是，若在排放管上設(shè)置噴嘴，則存在以下的問題，S卩，因排放管內(nèi)的高溫熔融玻璃而導(dǎo)致噴嘴劣化或破損，噴嘴的排出口的口徑變大，因此無法微調(diào)節(jié)熔融玻璃的排出量， 所制造的玻璃板的質(zhì)量下降。即，這是因為在供給至浮法成形裝置的熔融玻璃中包含主要含有較多氧化鋯的熔融玻璃即異質(zhì)熔融玻璃，另外，若熔融玻璃的排出量無用地變大，則質(zhì)量良好的熔融玻璃也被排出，因此玻璃板的生產(chǎn)率下降。為了解決此問題，需要更換整個排放管，在更換排放管時停止玻璃板的生產(chǎn)，因此存在玻璃板的生產(chǎn)率下降的缺點。另外，即使在希望更換成不同口徑的噴嘴而將排出量進(jìn)行最優(yōu)化的情況下，也需要更換整個排放管，因此在此情況下也存在玻璃板的生產(chǎn)率下降的缺點。本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，其目的在于提供一種玻璃制造裝置以及玻璃制造方法，能夠?qū)崿F(xiàn)玻璃的質(zhì)量的提高以及生產(chǎn)率的提高。用于解決問題的手段為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種玻璃制造裝置，在暫時容納熔融玻璃的容器的底部或輸送熔融玻璃的輸送管的底部設(shè)置有用于排出熔融玻璃的排放管，其特征在于， 上述排放管由排出管和噴嘴構(gòu)成，其中，該排出管與上述容器的底部或上述輸送管的底部連接，并且具有加熱單元，該噴嘴裝卸自如地設(shè)置在該排出管的下部。根據(jù)本發(fā)明，將作為排放管的直管部的排出管、和設(shè)置于其下部的噴嘴設(shè)為分離結(jié)構(gòu)，將噴嘴相對于排出管裝卸自如地安裝。在通過排放管排出異質(zhì)熔融玻璃時，通過電加熱裝置等加熱單元將排出管加熱至規(guī)定溫度，使排出管內(nèi)的熔融玻璃保持為對排出良好的粘度，在此狀態(tài)下，從噴嘴的排出口排出。另外，在因噴嘴劣化或破損而更換噴嘴的情況、以及更換為不同口徑的噴嘴而將噴嘴進(jìn)行最優(yōu)化的情況下，僅將噴嘴從排出管卸下而更換為新的噴嘴。由此，噴嘴的更換作業(yè)變得容易，并且在短時間內(nèi)完成，因此能夠?qū)λ圃斓牟Ａз|(zhì)量不產(chǎn)生影響、并且不停止玻璃制造裝置地進(jìn)行更換作業(yè)，因此玻璃的生產(chǎn)率提高。另外，本發(fā)明優(yōu)選，容納于上述容器中的熔融玻璃或由上述輸送管輸送的熔融玻璃的溫度為1350 1450°C，從上述排放管排出的熔融玻璃的溫度為1200 1400°C，在將該熔融玻璃的粘度設(shè)為η [dPa-s]時，log η = 2時的上述熔融玻璃的溫度超過1460°C且為1750°C以下。根據(jù)本發(fā)明，能夠穩(wěn)定地排出異質(zhì)熔融玻璃。另外，本發(fā)明的上述排出管優(yōu)選為白金或白金合金制，厚度為0.3 2mm，長度為 200 800mm，內(nèi)徑為20 80mm，由上述加熱單元加熱到1050 1350°C，上述噴嘴優(yōu)選為白金或白金合金制，排出口的口徑為3 70mm。根據(jù)本發(fā)明，能夠穩(wěn)定地排出異質(zhì)熔融玻
^^ ο另外，本發(fā)明優(yōu)選還在上述噴嘴上設(shè)置有加熱單元。根據(jù)本發(fā)明，通過由加熱單元將噴嘴加熱到與排出管的溫度相同程度，能夠穩(wěn)定地僅排出異質(zhì)熔融玻璃。另外，本發(fā)明的上述排出管優(yōu)選裝卸自如地與上述容器的底部或上述輸送管的底部連接。根據(jù)本發(fā)明，在排出管破損時，能夠容易更換新的排出管。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種玻璃制造方法，其特征在于，使用本發(fā)明的玻璃制造裝置來制造玻璃。由此，根據(jù)本發(fā)明的玻璃制造方法，能夠?qū)崿F(xiàn)所制造的玻璃的質(zhì)量的提高以及生產(chǎn)率的提高。發(fā)明效果如上所說明，根據(jù)本發(fā)明的玻璃制造裝置以及玻璃制造方法，將排放管的排出管和噴嘴設(shè)為分離結(jié)構(gòu)，因此能夠更換噴嘴，能夠?qū)崿F(xiàn)所制造的玻璃的質(zhì)量的提高以及生產(chǎn)
率的提高。


圖1是表示本發(fā)明的玻璃制造裝置的實施方式的概略截面圖。圖2是示意性地表示上游側(cè)攪拌坩堝和排放管的構(gòu)成的結(jié)構(gòu)圖。圖3是示意性地表示上游側(cè)攪拌坩堝和排放管的構(gòu)成的其他結(jié)構(gòu)圖。圖4是示意性地表示現(xiàn)有攪拌坩堝和排放管的構(gòu)成的結(jié)構(gòu)圖。附圖標(biāo)記說明G 熔融玻璃；10 減壓脫泡裝置；14:減壓脫泡槽；16 上升管；18 下降管；20 熔解槽；22 上游側(cè)攪拌坩堝；23:開口部；24 下游側(cè)攪拌坩堝；26 浮法成形裝置；27 輸送管；36 上游側(cè)攪拌器；38:下游側(cè)攪拌器；40 排放管；42 排出管；44 噴嘴；45:排出口；46 電加熱裝置；48:電加熱裝置。
具體實施例方式下面，按照

本發(fā)明涉及的玻璃制造裝置以及玻璃制造方法的優(yōu)選實施方式。圖1是表示本發(fā)明的玻璃制造裝置的實施方式的概略截面圖。該玻璃制造裝置由熔融玻璃原料而容納熔融玻璃G的熔解槽20、和對熔融玻璃G進(jìn)行加壓脫泡處理而將熔融玻璃G中的氣泡減壓吸引的減壓脫泡裝置10構(gòu)成。此外，實施方式的玻璃原料為適合于LCD用玻璃基板的實質(zhì)上不含有堿性金屬氧化物的玻璃原料，但不限定于該玻璃原料，也可以為適合于PDP用玻璃基板的含有堿性金屬氧化物的玻璃原料(鈉鈣玻璃)。無堿玻璃的組成(通過質(zhì)量百分率表示的組成)如下:50.0 66.0%、 Al2O3 :10. 5 22. 0%,B203 :0 12. 0%,Mg0 :0 8. 0%,Ca0 :0 14. 5%,SrO :0 24. 0%, BaO 0 13. 5%,Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 :9. 0 29. 5%，但該組成也只是一例。熔解槽20是以利用燃燒燃料氣體而獲得的火焰的熱或者利用電熱而獲得的約 1500°C以上高溫對玻璃原料進(jìn)行熔融而容納該熔融玻璃G的槽，配置于減壓脫泡裝置10的前段。在熔解槽20中，熔融玻璃G的液體表面被暴露于大氣壓中而形成自由表面。另外， 溶液槽20由含有氧化鋯的耐火物制磚構(gòu)成。含有上述氧化鋯的耐火物制磚是由在重量％ 下^O2為85%以上97%以下且余部為以SW2為主體的玻璃質(zhì)的熱熔融耐火物構(gòu)成。減壓脫泡裝置10在被減壓的減壓脫泡槽14中進(jìn)行熔融玻璃G的減壓脫泡處理。 該減壓脫泡裝置10由減壓脫泡槽14、上升管16、下降管18構(gòu)成。上升管16的下端連接在與熔解槽20連通的上游側(cè)攪拌坩堝22上，下降管18的下端連接在經(jīng)由輸送管27與浮法成形裝置沈連通的下游側(cè)攪拌坩堝M上。上游側(cè)攪拌坩堝22是暫時容納熔融氣體G的容器。該上游側(cè)攪拌坩堝22的上游經(jīng)由輸送管27與熔解槽20連接，下游經(jīng)由輸送管27與上升管16的下游連接。另一方面， 下游側(cè)攪拌坩堝M的上游經(jīng)由輸送管27與下降管18的下游連接，下游經(jīng)由輸送管27與浮法成形裝置沈連接。另外，用于攪拌向減壓脫泡槽14供給的熔融玻璃G的上游側(cè)攪拌器36浸漬于熔融玻璃G中而設(shè)置于上游側(cè)攪拌坩堝22的內(nèi)部。另外，用于攪拌從減壓脫泡槽14排出的熔融玻璃G的下游側(cè)攪拌器38浸漬于熔融玻璃G而設(shè)置于下游側(cè)攪拌坩堝 24的內(nèi)部。若將攪拌坩堝的上部空間設(shè)為氮氣氣氛，則白金制的攪拌坩堝內(nèi)部不被氧化揮發(fā)，能夠抑制由此產(chǎn)生的玻璃缺陷，因此優(yōu)選。上游側(cè)攪拌器36以及下游側(cè)攪拌器38具備轉(zhuǎn)動自如的軸、以及螺旋狀地卷繞于該軸上的葉片。通過如上所述地構(gòu)成的玻璃制造裝置，通過以下的方法制造無堿玻璃。首先，將實質(zhì)上不含有堿性金屬氧化物的玻璃原料連續(xù)投入到熔解槽20中，以 1500 1650°C加熱而進(jìn)行熔解，作為熔融玻璃G。接著，將熔融玻璃G通過上游側(cè)攪拌坩堝22進(jìn)行攪拌，通過減壓脫泡槽14進(jìn)行減壓脫泡，通過下游側(cè)攪拌坩堝M進(jìn)行攪拌。接著，在成形工序中，通過浮法等玻璃板成形方法成形為規(guī)定板厚，退火之后被切裁而制造成所期望大小的無堿玻璃。在實施方式的玻璃裝置中，在形成于上游側(cè)攪拌坩堝22的底部的開口部23上設(shè)置有排放管40。該排放管40由排出管42和噴嘴44構(gòu)成。圖2是示意性地表示上游側(cè)攪拌坩堝22和排放管40的構(gòu)成的結(jié)構(gòu)圖。根據(jù)該圖， 構(gòu)成排放管40的排出管42具有電加熱裝置46，另外，噴嘴44裝卸自如地設(shè)置在排出管42 的下部。即，實施方式的排放管40中排出管42和噴嘴44為分離結(jié)構(gòu)，噴嘴44相對于排出管42裝卸自如地安裝。在通過排放管40排出積存在上游側(cè)攪拌坩堝22底部的主要含有較多氧化鋯的熔融玻璃的情況下，通過電加熱裝置46將排出管42加熱到規(guī)定溫度，使排出管42內(nèi)的熔融玻璃G保持對排出良好的粘度，在此狀態(tài)下從噴嘴44的排出口 45沿箭頭方向向外部排出。 另外，在因噴嘴44劣化或破損而更換噴嘴44的情況以及更換為排出口 45的口徑不同的噴嘴44而最優(yōu)化噴嘴44的情況下，僅將噴嘴44從排出管42卸下而更換為新的噴嘴44。由此，噴嘴44的更換作業(yè)變得容易，并且短時間內(nèi)完成，因此對所制造的玻璃板的質(zhì)量不產(chǎn)生影響，并且，不停止玻璃制造裝置就能夠進(jìn)行更換作業(yè)，因此，玻璃板的生產(chǎn)率提高。對排出管42安裝噴嘴44的結(jié)構(gòu)可以例示為如下結(jié)構(gòu)在各連接部上形成凸緣 42A、44A，在排出管42的凸緣42A上用耐火物(未圖示)按壓安裝噴嘴44的凸緣44A。根據(jù)該安裝結(jié)構(gòu)，能夠?qū)ε懦龉?2簡單地裝卸噴嘴44。此外，即使在更換噴嘴44時停止玻璃制造裝置的情況下，由于噴嘴44的更換作業(yè)容易，可在極短的停止時間內(nèi)完成，因此不會降低玻璃板的生產(chǎn)率。另外，在實施方式的玻璃制造裝置中優(yōu)選，容納于上游側(cè)攪拌坩堝22中的熔融玻璃G或者由輸送管27輸送的熔融玻璃G的溫度為1350 1450°C，從排放管40排出的熔融玻璃G的溫度為1200 1400°C。另外，在將熔融玻璃G的粘度設(shè)為η [dPa · s]時，log n =2時的熔融玻璃G的溫度優(yōu)選超過1460°C且為1750°C以下。由此，能夠?qū)⒅饕休^多氧化鋯的熔融玻璃G從排放管40的噴嘴44穩(wěn)定地排出。另外，實施方式的排出管42優(yōu)選為白金或白金合金制，厚度為0. 3 2mm，長度為 200 800mm，內(nèi)徑為20 80mm，通過電加熱裝置46加熱至1050 1350°C。另一方面，噴嘴44優(yōu)選為白金或白金合金制且排出口 45的口徑為3 70mm。由此，能夠僅將主要含有較多氧化鋯的熔融玻璃G從排放管40的噴嘴44穩(wěn)定地排出。此外，在排出管42中，也可以通過以下方法來構(gòu)成，即，對耐火物制磚等耐火物形成與排出管42大致相同直徑的貫通孔，對該貫通孔的內(nèi)周面噴鍍白金或白金合金而涂敷。另外，如圖3所示，也可以對噴嘴44設(shè)置電加熱裝置48 (加熱單元)。通過電加熱裝置48將噴嘴44加熱到與排出管42的溫度相同程度，來能夠消除噴嘴44和熔融玻璃 G的溫度差，因此能夠防止因該溫度差而產(chǎn)生的噴嘴44的早期劣化、破損。另外，噴嘴44的加熱單元不限定于電加熱裝置48，也可以通過燃燒器(burner)加熱。再有，如圖3所示，也可以將排出管42裝卸自如地與上游側(cè)攪拌坩堝22的底部連接。由此，在排出管42破損的情況下，能夠容易更換新的排出管42。對上游側(cè)攪拌坩堝22 安裝排出管42的結(jié)構(gòu)可以例示如下的結(jié)構(gòu)，S卩，在排出管42的連接部形成凸緣42B，將排出管42的凸緣42B用耐火物(未圖示)按壓而安裝到與上游側(cè)攪拌坩堝22的開口部23對應(yīng)的底部。根據(jù)此安裝結(jié)構(gòu)，能夠?qū)ι嫌蝹?cè)攪拌坩堝22的底部簡單地裝卸排出管42。此外，由排放管40排出的異質(zhì)熔融玻璃G的排出量為每日約1 30噸。此外，之后，排出的異質(zhì)熔融玻璃G作為廢玻璃(cullet)而確認(rèn)組成、水分量，并能夠回收利用為適合用途的玻璃。在實施方式中，說明了在上游側(cè)攪拌坩堝22設(shè)置實施方式的排放管40的例子，但排放管40的安裝位置不限定于上游側(cè)攪拌坩堝22，也可以為下游側(cè)攪拌坩堝24，另外，在為自熔解槽20到浮法成形裝置沈的路徑上設(shè)置的、輸送熔融玻璃G的輸送管27的情況下，也可以在該輸送管(例如，從熔解槽20向上游側(cè)攪拌坩堝22輸送熔融玻璃G的輸送管27 以及/或者從下游側(cè)攪拌坩堝M向浮法成形裝置26輸送熔融玻璃G的輸送管27)的底部設(shè)置排放管40。再有，若在熔解槽20和輸送管27的接合部附近的熔解槽底部設(shè)置漏斗結(jié)構(gòu)等而設(shè)置排放管40 (未圖示)，則更加有效。此外，優(yōu)選在熔解槽20和輸送管27的接合部中的耐火物磚上設(shè)置白金或白金合金制的保護(hù)層(未圖示)。再有，優(yōu)選在熔解槽20的側(cè)壁設(shè)置用于在維修熔解槽等時引出熔融玻璃的引出口(未圖示)。從耐腐蝕性來講，在這些熔解槽20、溶解槽底部的排放管周圍、上述引出口周圍的耐火物磚優(yōu)選由85% 97重量％為、余部以SW2為主體的玻璃質(zhì)耐火物磚構(gòu)成。另外，熔融玻璃G不限定于無堿玻璃，即使是堿性玻璃也可以適用實施方式的排放管40。即，對制造堿性玻璃制的PDP用玻璃基板的制造裝置、堿性玻璃制的LCD用玻璃基板的制造裝置，也可以使用實施方式的排放管40。再有，玻璃板的制造方法不限定于浮法，也可以適用于其他制造方法，例如，再拽引法(Redraw)、流孔下引法(Slot Down Draw)、溢流下拉法(Overflow Down Draw)等。參照特定的實施方式詳細(xì)說明了本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下能夠追加各種變更、修改是顯而易見的。本發(fā)明基于2009年7月M日申請的日本專利申請2009-173509，其內(nèi)容作為參考而援引于此。產(chǎn)業(yè)利用性根據(jù)本發(fā)明的玻璃制造裝置以及玻璃制造方法，將排放管的排出管和噴嘴設(shè)為分離結(jié)構(gòu)，因此能夠更換噴嘴，能夠?qū)崿F(xiàn)所制造的玻璃的質(zhì)量的提高以及生產(chǎn)率的提高。
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權(quán)利要求
1.一種玻璃制造裝置，在暫時容納熔融玻璃的容器的底部或輸送熔融玻璃的輸送管的底部設(shè)置有用于排出熔融玻璃的排放管，其特征在于，上述排放管由排出管和噴嘴構(gòu)成，其中，該排出管與上述容器的底部或上述輸送管的底部連接，并且具有加熱單元，該噴嘴裝卸自如地設(shè)置在該排出管的下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃制造裝置，其特征在于，容納于上述容器中的熔融玻璃或由上述輸送管輸送的熔融玻璃的溫度為1350 1450°C，從上述排放管排出的熔融玻璃的溫度為1200 1400°C，在將上述熔融玻璃的粘度設(shè)為n [dPa · s]時，log η = 2時的該熔融玻璃的溫度超過1460°C且為1750°C以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的玻璃制造裝置，其特征在于，上述排出管為白金或白金合金制，厚度為0. 3 2mm，長度為200 800mm，內(nèi)徑為20 80mm,由上述加熱單元加熱到1050 1350°C，上述噴嘴為白金或白金合金制，排出口的口徑為3 70mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的玻璃制造裝置，其特征在于，還在上述噴嘴上設(shè)置有加熱單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的玻璃制造裝置，其特征在于，上述排出管裝卸自如地與上述容器的底部或上述輸送管的底部連接。
6.一種玻璃制造方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1至5中的任一項所述的玻璃制造裝置來制造玻璃。
全文摘要
本發(fā)明提供一種玻璃制造裝置以及玻璃制造方法，能夠?qū)崿F(xiàn)玻璃的質(zhì)量的提高以及生產(chǎn)率的提高。本發(fā)明的玻璃制造裝置在上游側(cè)攪拌坩堝(22)底部所形成的開口部(23)設(shè)置排放管(40)，排放管(40)由排出管(42)和噴嘴(44)構(gòu)成。排出管(42)具有電加熱裝置(46)，噴嘴(44)裝卸自如地設(shè)置于排出管(42)的下部。在排出積存于上游側(cè)攪拌坩堝(22)底部的、主要含有較多氧化鋯的熔融玻璃時，通過電加熱裝置(46)將排出管(42)加熱到規(guī)定的溫度，使排出管(42)內(nèi)的熔融玻璃(G)保持對排出良好的粘度，在此狀態(tài)下，從噴嘴(44)的排出口(45)向外部排出。另外，在更換噴嘴(44)時，僅將噴嘴(44)從排出管(42)卸下而更換為新的噴嘴(44)。
文檔編號C03B5/18GK102471115SQ201080033560
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者有賀靖人 申請人:旭硝子株式會社