[发明专利]用于熔融玻璃中起泡抑制的整合囊

说明书

相关申请交叉参考

本申请根据35U.S.C.§120，要求2012年6月15号提交的美国申请系列第13/524,558号的优先权。

技术领域

本发明涉及用于生产玻璃片或玻璃制品的玻璃制造容器，玻璃制造系统和方法，以及用于制备玻璃制造容器的方法。玻璃制造容器配置成使得熔融玻璃在其中流动。此外，玻璃制造容器包括外层、中间层和内层，其中中间层位于外层和内层之间，并且其中所述中间层具有可透气的结构，其允许气氛在外层和内层之间通过其中。例如，这样气氛可以维持中间层的开放空间内的正压力并抑制熔融玻璃中起泡的形成。此外，本发明涉及配置成部分插入熔融玻璃中的装置(例如，钟形装置(bell device)、搅拌器、热电偶、水平面探针)。除此之外，本发明涉及结合了钟形装置用于制造玻璃管的系统。

背景

宽范围的各种装置例如液晶显示器(LCD)、智能手机、平板电脑使用平坦玻璃片。制造此类平坦玻璃片的一种优选技术是熔合法。在熔合法中，通过使用含有贵金属(例如，铂或铂合金)的玻璃制造容器来制造玻璃片。通常认为贵金属相对于大多数玻璃是惰性的，从而应该不导致玻璃片中的任意内含物。然而，这不是必然正确的。

在玻璃制造容器内的金属/玻璃界面处存在氧化反应，这导致在熔融玻璃中、从而在玻璃片中产生气体内含物。在金属/玻璃界面处发生的多种常见的氧化反应中的一种是带负电荷的氧离子转化成分子氧，这是由于熔融玻璃中的水和羟基物质热分解导致的。由于在玻璃熔化和传递的提升的温度下，熔融玻璃中存在低分压的氢，导致了该现象的发生。因此，当氢与装纳熔融玻璃的贵金属容器接触时，氢从玻璃制造容器快速渗透出来，耗尽金属/玻璃界面处的氢。基于化学平衡，每摩尔的氢离开玻璃制造容器，在玻璃/金属界面处留下1/2摩尔的氧。因此，当氢离开玻璃制造容器时，金属/玻璃界面处的氧分压或者氧水平增加，这导致在熔融玻璃中产生起泡或者气体内含物。此外，还存在涉及熔融玻璃中的其他物质(例如卤素，Cl、F、Br)的催化或氧化的其他反应，这会导致在熔融玻璃和得到的玻璃片中产生气体内含物。此外，还存在由于金属/玻璃界面处的电化学反应所导致的氧化反应。这些电化学反应还会与热电池、原电池、高AC或DC电流施加和接地情况相关。

如今，存在数种已知的方法可用于解决这些有问题的氧化反应，所述氧化反应导致在熔融玻璃以及所得到的玻璃片中形成气体内含物。这些已知的方法包括使用玻璃涂层、绕着玻璃制造容器的外表面的气氛控制至DC保护。所有这些方法都具有他们的用途，但是带来显著的成本并且会难以实现和维护。例如，存在一种方法，该方法涉及使用绕着一个或多个含贵金属的玻璃制造容器的湿度控制的外壳，并用于控制容器外部的氢分压，从而减少玻璃片中气体内含物的形成。美国专利第5,785,726号和第7,628,039号揭示了数种不同类型的此类湿度受控的外壳(其全文通过引用结合入本文)。虽然使用湿度控制的外壳是有效的，但是它在基建的构建成本以及运行成本方面也都是昂贵的。运行的原则性花费是氮气，用于空气调节和蒸汽产生的能量以及驱动气体循环的风扇所需的能量。因此，会希望提供一种替代方法，来防止玻璃片中气体内含物的形成。本发明满足了这些和其它需求。

概述

本发明的独立权利要求描述了玻璃制造容器、玻璃制造系统、用于生产玻璃片或者玻璃制品的方法，用于制备玻璃制造容器的方法，配置成部分插入熔融玻璃中的装置以及用于制造玻璃管的系统。从属独立权利要求描述了玻璃制造容器、玻璃制造系统、用于生产玻璃片或者玻璃制品的方法，用于制备玻璃制造容器的方法，配置成部分插入熔融玻璃中的装置以及用于制造玻璃管的系统的优选实施方式。

在一个方面，本发明提供了一种配置成使得熔融玻璃在其中流动的玻璃制造容器。所述玻璃制造容器包括：(1)具有第一侧和第二侧的外层；(2)中间层；以及(3)具有第一侧和第二侧的内层。中间层位于外层的第二侧和内层的第一侧之间。此外，中间层具有可透气的结构，其允许气氛在外层的第二侧和内层的第一侧之间通过其中。

在另一个方面，本发明提供了一种玻璃制造系统，其包括：(a)配置成使得熔融玻璃在其中流动的玻璃制造容器；以及(2)控制系统。所述玻璃制造容器包括：(1)具有第一侧和第二侧的外层；(2)中间层；以及(3)具有第一侧和第二侧的内层。中间层位于外层的第二侧和内层的第一侧之间。此外，中间层具有可透气的结构，其允许气氛在外层的第二侧和内层的第一侧之间通过其中。所述控制系统向玻璃制造容器的中间层供给气氛。