[发明专利]用于制造TFT玻璃的加料负载

说明书

技术领域

本发明涉及制造铝硅酸盐玻璃，如TFT/LCD玻璃，即一种“特种玻璃”，并且更具体地说，涉及一种用于制造这种特种玻璃的新颖的加料负载。本申请要求2013年1月17日提交的临时专利申请序列号61/753,643(我们的参考案RVS-36467)的优先权，该临时专利申请以引用的方式并入本文。

背景技术

包括薄膜晶体管(TFT)电视面板和触摸屏装置(智能手机、平板电脑等)在内的各种显示装置中所用的含有低碱、高氧化铝的玻璃由于所需的成品玻璃化学特性(如高粘度和高熔融温度)而在制造期间需要高能量输入以进行熔融和澄清。传统的玻璃配料方法涉及将单独的组分在引入到熔炉中之前进行干混。存在一些与这种配料相关的问题和限制，如Carty的7,937,969和Carty的7,260,960中所述，这些参考文献以引用的方式并入本文。熔炉内的配合料分层导致低效的和不完全的熔融。

常规的玻璃配料方法的问题由于技术显示器玻璃产品所需的化学组成而被放大，这是因为碱含量更低并且氧化铝含量更高。因此，关键在于改进熔炉中的熔融和澄清工艺而不改变所指定的化学组成。一种实现更高效率的可能性在于改变玻璃配合料材料的形式，以使得反应性程度提高，以及诸如增加材料的比表面积。然而，配合料材料的颗粒筛分由于在熔炉内所造成的损失和问题而相当受限，并且过细的筛分会引起许多问题并且容易在熔融期间浮在空中。对于原料的更细的颗粒筛分还会造成有更多的夹带空气被引入到熔炉中，从而导致需要额外的澄清以从熔融玻璃中去除气泡。

概述

本发明的一个目的在于提高玻璃配合料原料，特别是低碱、高氧化铝玻璃的玻璃配合料原料的熔融效率，这是通过增强被送入熔炉中的配合料的反应性以及改进所述配合料的形式来实现的。本发明通过将配合料的组分研磨到更细的颗粒筛分以达到更大的比表面积和反应性来实现更高的热效率。将这些细配合料组分共混成如成品玻璃化学规格所要求的比例。将共混的细配合料材料在一起制浆，充分混合成均匀的悬浮液并且喷雾干燥。这种工艺产生由各种细颗粒的团聚物构成的小干燥珠粒。然后将这些喷雾干燥的珠粒在窑炉中烧结以实现结构完整性，从而使得所述珠粒在玻璃制造工艺的情况下所遇到的正常的处理和混合下不易碎。本发明的一个方面是对原料进行的新颖筛分以使得原料颗粒具有小于30微米的最大粒度D99，即“细”颗粒，并且优选地小于20微米的最大粒度D99，这是“超细”粉末或颗粒的通用定义。优选的最大粒度是3-20微米的D99。

这些烧结过的珠粒是不含助熔剂的玻璃配合料混合物的粒状均匀颗粒，所述颗粒由于所述珠粒的颗粒筛分和非常圆(没有角)的形状而具有低的比表面积。玻璃配合料原料的这种改进的形式以多种方式促进熔炉中更大的热效率：

1.更低的表面积使被引入到熔炉中的夹带的空气减到最低程度并且因此降低了由于熔融玻璃中所截留的气体而需要的澄清的量。在熔炉中实现可接受的玻璃质量的时间更少意味着所需的能量更少。

2.所述喷雾干燥的珠粒是由单个细颗粒构成，与玻璃原料的常规筛分相比，这些单个细颗粒更具热反应性，从而改进初熔性能并且减少能量输入。

3.更难熔的配合料组分(二氧化硅、氧化铝)与不太难熔的碳酸盐组分(石灰石、白云石)的紧密接触提高了二氧化硅和氧化铝的熔融性能，以及使在熔炉中出现不希望有的分层，从而导致不完全的熔融和成品玻璃中的缺陷的可能性减到最低程度。

优选地，将配合料珠粒在引入到熔炉中之前与诸如硼酸之类的助熔剂共混并且以自由流动、无尘的方式处理。或者，作为替代方案，可以将助熔剂引入到珠粒中。

发明内容

本发明涉及高质量玻璃产品，如薄膜晶体管(TFT)玻璃的制造方面的一种改进。这种改进涉及改变熔融工艺中所使用的加料负载的结构，而不改变或影响生产这种类型的高质量玻璃中所涉及的主要设备。