特种浮法玻璃和它的制造过程
专利汇可以提供特种浮法玻璃和它的制造过程专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 描述了在浮法玻璃生产中减少表面 缺陷 数量的过程，其中热保护性气体流从玻璃带朝向浮室 侧壁 的方向经过浮池的 熔化 金属的自由表面的上方，且含有从金属熔池 蒸发 来的杂质的气体流通过浮室侧壁区域的开口被去除。，下面是特种浮法玻璃和它的制造过程专利的具体信息内容。
1.浮法玻璃，其特征在于：
在1013dPas的粘性η下至少600℃的转变温度Tg，
小于1mm的厚度，
当从浮设备中出来时，每平方米至多三个尺寸超过50μm的表面缺 陷(顶斑)。
2.根据权利要求1所述的浮法玻璃，其特征在于，其具有600 ℃到850℃的转变温度Tg。
3.根据权利要求1或2所述的浮法玻璃，其特征在于，其厚度 从0.2mm到0.9mm。
4.根据权利要求1至3中至少一项所述的浮法玻璃，其特征在 于，它具有每平方米至多三个尺寸超过35μm的表面缺陷。
5.根据权利要求1至3中至少一项所述的浮法玻璃，其特征在 于，它具有至多三个尺寸超过20μm的表面缺陷。
6.根据权利要求1至5中至少一项所述的浮法玻璃，其特征在 于，它具有至多两个表面缺陷。
7.通过浮过程制造平板玻璃的过程，该玻璃具有数量减少的表 明缺陷，其特征在于，在玻璃带边缘上方3至30cm吹入热的保护性气 体流，且保护性气体流从玻璃带朝向浮室侧壁的方向经过浮池的熔化 金属的自由表面的上方，且含有从熔化金属蒸发来的杂质的气体流通 过浮室侧壁区域的开口被去除。
8.根据权利要求7所述的过程，其特征在于，使用层流气体流。
9.根据权利要求7或8所述的过程，其特征在于，气体流在浮 池自由表面上方具有至少0.1米/秒的速度。
10.根据权利要求9所述的过程，其特征在于，气体流具有高于1 米/秒的速度。
11.根据权利要求7至10中的一项或多项所述的过程，其特征在 于，气体流经过浮池区域上方，浮池中熔化金属处在高于800℃温度 下。
12.根据权利要求7至11中的一项或多项所述的过程，其特征在 于，气体流被预热到从400℃到1200℃的温度。
13.根据权利要求7至12中的一项或多项所述的过程，其特征在 于，气体流以达到20cm的距离经过浮池的熔化金属上方。
技术领域
本发明涉及带有数量减少的表面缺陷(顶斑)的浮法玻璃和它的制 造过程，该特种玻璃在1013dPas的粘性η下具有高于600℃的转变温度 (Tg)。
背景技术
例如氧气可以作为氮气和氢气的杂质而进入浮池，可以通过位于侧 部浮池的密封件的漏洞进入浮池，可以通过出口密封件和与液体玻璃 自身一起进入浮池。含有在气氛中的氧气参与和氢气的相互作用反应 生成水，和液体锡的反应，增加了氧气的程度，以及和玻璃自身反应。 液体锡通过与气氛、玻璃和陶瓷浮池砖的相互作用可吸收氧气。
如果在浮池中存在氧或硫，锡以SnO或SnS的形式在超过大约850 ℃下升华。SnO和SnS的蒸汽压高于锡蒸汽压(1000℃下)10倍。硫 通过玻璃自身提供。通过此种方式升华的SnO或SnS在温度相对低的 区域，例如在浮池顶板区域凝聚或沉积，以形成顶板沉积产物。此外， SnO或SnS被氢气还原形成金属锡，它滴落在带上产生缺陷。有时SnO和SnS也可能落下。
升华的SnO也可以在环境气中被还原，因此极为细小的小滴可能沉 降在玻璃带上。缺陷也被称为顶斑首先包括位于或黏附在表面上的锡 微粒，有时也包含氧化锡或硫化锡微粒，但是也包括在玻璃表面上的 微观小不平度，已知为“碰撞坑”，它是当锡微粒撞击在软的玻璃表 面时形成的。
池成分蒸发的增加特别地发生在特种浮法玻璃情况下，它在远高于 标准的钠钙玻璃(窗玻璃)的温度下生产并且漂浮，这导致了表面缺 陷数量的增加。
目的在于避免这些缺点的措施的例子包括布置在浮室顶板下部并 力图防止形成的小锡滴滴落在玻璃带上的内部装置。此类型的内部装 置例如在DE 40 21 223 C2中有所描述。
保护性气体通常通过顶部送到浮室。此气体的一些从浮室的端部 (出口区域)离开浮室，因为玻璃带也从这里离开浮室，则密封不完 全是不可避免的。因此在浮室中存在保护性气氛在此方向上的流动趋 势，即在浮室较冷的部件的方向上。
然而应该避免全部气流流向较低的温度，因为溶解在环境气中的杂 质可能因气体温度下降而凝聚，从而污染玻璃的顶部侧。因此作为进 一步措施，利用已知的通风口将热环境气从热区域吸出，从而防止全 部向出口端方向的流动。该类型的一个过程例如已经在DE-B1 596 586 中描述，并在等价的US 3 356 476A中描述。然而，对环境气流动通 过抽吸通风的受控影响只在很有限的程度上是可能的，因为范围很有 限。原因是缺乏传递到气体分子的动量。在此过程中，非常大量的气 体在热区域的浮室侧壁处抽出，被冷却降温到100℃以下以凝聚出气态 杂质，然后再次引入到浮室顶板处。冷却并再循环如此大量的气体(为 供给的气体总量的50％到超过80％)导致了高能量成本，且吹入如此大 量的冷气体对于浮室的热平衡具有反作用，特别是在制造薄玻璃时可 能导致问题。已知的措施通常对于标准的钠钙玻璃(窗玻璃)给出了 满意的结果，原因是大约为520℃的Tg是低的，且作为结果的低浮池 温度和相对低的对表面质量的要求。然而，对于特种浮法玻璃不存在 表面缺陷的要求明显更高，特别是对被用于显示器用途的薄玻璃，特 别是用于TFT显示器(TFT＝薄膜晶体管)，因此存在对带有数量减少 的表面缺陷的特种浮法玻璃以及它的制造过程的的紧迫需求。
从JP 10-085648A，JP 09-295832A和JP 09-295833A中已知， 通过在400-900℃温度下分解卤化铵将现存的表面缺陷(顶斑)转化 为挥发卤化物，或通过湿式化学手段使用氧化性酸处理溶解这些表面 缺陷，或通过HF溶液蚀刻掉表面缺陷。然而这仍明显地不足以制造完 美的表面，因为在JP 09-295833A中在酸处理后还进行了磨光操作， 以去除出现在玻璃表面上的坑。此种类型中的进一步处理是昂贵的， 且需要承担高额的环保措施费用，以保证在氧化中使用的铬离子、HF等不进入环境中。
发明内容
该目的通过在专利权利要求1中的描述的平板玻璃和专利权利要 求7中的描述的过程实现。
根据本发明的由浮过程制造的平板玻璃在粘性η为1013dPas下具有 至少600℃的转变温度Tg，具有小于1mm的厚度，并且每平方米具有 至多三个尺寸超过50μm的表面缺陷(顶斑)。它特别适合于生产TFT (薄膜晶体管)屏幕。由于热处理用作生产屏幕的一部分，使用具有 相对高的转变温度的玻璃是有利的，以促进玻璃的稳定。因此优选为 转变温度Tg在600℃至800℃之间的平板玻璃。另外，使用尽可能薄 的玻璃是有利的，以减轻质量。因此优选为厚度在200μm至900μm 之间的玻璃。如果厚度小于该范围，将很难处理该超薄玻璃，特别是 超过1×1m2的大尺寸。表面缺陷(顶斑)的数量和它们的尺寸对于玻璃 的质量是重要的，特别对TFT屏幕用途。因此具有至多两个表面缺陷 的玻璃是优选的。另外，如果表面缺陷不大于35μm，特别是不大于 20μm是优选的。因为顶斑通常是圆形的，尺度指标50或35或20μm 系指具有该尺寸的直径的圆形缺陷。在具有扁圆或类似形状的表明缺 陷情况下，尺度指标系指缺陷的最大直径。仅因为清晰的目的指出的 是，根据本发明的具有高表面质量的浮法玻璃是从浮设备中出来的浮 法玻璃，即没有后续加工步骤，例如对表面的研磨、磨光或化学处理。
新过程操作的方式包括从玻璃带朝向浮室侧壁的方向吹入热气体 流，以在该区域为炉内环境气提供受控的动量，并以此产生在浮池自 由表面上方定目标的流动。其结果是从浮池逃逸的蒸汽立即被吸收并 通过在浮室侧壁上的开口排出。因此可以在浮室较冷的区域上不出现 凝聚。另外，任何通过密封不完善的区域进入浮室的氧气也具有较小 的影响，因为它被定目标的保护性气体流所吸收并在其广泛地与浮池 反应之前被排出。
所使用的保护性气体优选地为氮气和氢气的混合物，它也用于浮室 的惰性化。在玻璃带边缘区域供给保护性气体是有利的，但是也可以 在玻璃带上部中央提供保护性气体。保护性气体流需要是热的，以不 引起对玻璃带或池的不希望的冷却。提供的保护性气体流的温度通常 在400℃至1200℃之间。优选的是气体的温度为大约对应于气体引入 点处浮池的温度；与此温度的偏差达到100℃不会引起任何损害。
经过浮池上方的气体流以层流形式在浮池上方经过是优选的，因为 这防止逆流或可能因湍流而引起的混合的发生。
为阻止从浮池中出现的蒸汽与浮池环境气的广泛的混合，这些蒸汽 应通过气体流在它们形成后尽可能快的被排出。为此目的，使得气体 流以可能的最短距离经过浮池上方是有利的。为此目的，保护性气体 通过定向为朝向浮池侧壁在玻璃带边缘上3至30cm的距离的喷嘴吹 入。喷嘴可如下定向，即保护性气体流以切向接触浮池表面。术语喷 嘴应理解为不仅是狭义意义上的喷嘴，而是从其中气体流可以出来的 任何形式的出口开口。这些开口可以是孔、多边形的、狭槽形的、扁 圆形的或类似的开口。对于那些在浮室内已经存在的，且例如用于冲 洗窗或照相机镜头的喷嘴，如果它们可以以合适的方式定向，也可以 应用于发明的目的。然而也可以在浮池表面上方距离表面小距离处引 导保护性气体流，且至少保护性气体流和浮池表面之间的距离应优选 地不大于20cm，因为否则气体可能直接在Sn表面上方以玻璃带的方向 逆流。
经过浮池上方的保护性气体流的速度可以是相对低的。通常，取决 于浮池的结构，使用至少为0.1ms-1的速度。大于1ms-1的速度是优选 的。气体流应该在浮池自由表面上每一个位置具有上述速度。应该尽 可能避免死流空间的形成。
应避免含有从浮池表面蒸发的物质的保护性气体流与位于浮池的 保护性气氛的剩余物的混合，因为否则杂质将传播到整个浮池且玻璃 表面将被污染。因此，含有蒸发物质的保护性气体流当它经过浮池上 方后立即在侧壁区域从浮室中去除，有利地通过在侧壁上的开口去 除。这些开口可以特别地为此目的而在侧壁上布置，但是那些已经存 在于侧壁上的缝隙，例如从中导入顶部滚筒轴的缝隙，也可以用于此 目的。由于在浮室中存在超过大气压的压力，气体流可以不需要附加 的装置而从开口中取出。然而，也可以使得气体流通过风扇或其他合 适的装置，例如喷射泵从开口中抽出。另外，气体流也可以通过带有 抽吸开口的管从侧壁区域取出，该管可以有利地在浮室侧壁处平行于 浮池表面布置。如果在侧壁区域保护性气体流接近浮气体流表面取出 则是有利的。出口或抽吸开口应该有利地不高于浮池表面上方30cm布 置。为完成预定的取出保护性气体流，应该具有相对大数量的取出开 口。然而，也可以使用宽槽抽吸开口形式的开口。
如果浮池表面以保护性气体沿整个浮池净化，可以得到最好的结 果。然而，因为温度越高，破坏性的浮池成分的蒸发越强烈，出于经 济性的原因，通常仅对于那些其中浮池的熔化金属温度高于大约800 ℃的浮池的区域，以保护性气体流进行净化。
保护性气体流可以从大量的单独喷嘴经过浮池自由表面上方，但是 当然也可以使用宽槽喷嘴。仅必须的是保证来自一个地区的、定向的 保护性气体流形成在浮室侧壁方向。保护性气体的供给管路由石英玻 璃制成是有利的，因为该材料即使在高温度下也具有足够的强度，且 不导致Sn或玻璃中任何破坏性的杂质。然而，也可以使用由其他合适 的材料制成的供给管路，例如耐高温不锈钢，蒙乃尔金属(至400℃)， 哈司特镍合金(至1090℃)，Al2O3，ZrO2等。
在最简单的可能解决方案中，保护性气体流的供给管路从外部经过 浮室侧壁(侧面密封)进入浮室。然而，也可以经过浮室顶部引入供 给管路，其结果是在热浮室中更长的管路。然而，这具有一定的与热 浮室环境气温度均等的优点。
附图说明
参考下图对本发明进一步解释，各图为：
图1示出了通过浮室的部分截面图，其带有保护性气体流和取出开 口，
图2和图2a以截面图和平面图示出了浮室的部分视图，其带有通 过顶部滚筒开口供给的保护性气体流，
图3示出了通过浮室的截面图，其中顶部滚筒开口既用作保护性气 体的供给开口，也用作保护性气体的排出开口，
图4和图4a示出了通过与图1中所示的浮室类似的浮室的部分视 图，其中保护性气体通过布置在管上的多个喷嘴供给。
具体实施方式
图2和图2a示出了类似的结构，不同之处是保护性气体的供给管 路6经过在任何情况下已经存在于浮室侧壁4上的、用于顶部滚筒5 的轴经过的开口，当然开口相对于外部密封。按箭头7所示方向流动 的保护性气体通过布置在侧壁上的开口2取出。
图3示出了与图2所示实施例类似的实施例，不同之处是气体排出 管路2也由管形成，该管类似于供给管路6布置在位于侧壁4的、提 供给顶部滚筒的开口中。为管2提供了多个开口，通过这些开口直接 在锡池3上方抽出已经被供给并按箭头7所示方向流动的保护性气 体。
在图4中，用于供给保护性气体的管以喷嘴管8展开，喷嘴管平行 于玻璃带1的边缘走向并被提供有多个单独的喷嘴。此种类型的喷嘴 管使得以简单方式在锡池3的自由表面上方经过宽的气体云成为可 能。气体流经过开口3被取出。作为喷嘴管的替代，当然也可以使用 宽槽喷嘴。将类似于喷嘴管或宽槽喷嘴的、经过它抽出保护性气体的 设备布置在浮室侧壁4的内部也是有利的，因为在这种情况下，保护 性气体可以均一地横向流过锡池3自由表面3的上方，而不是如图4 所示的以星形流向开口2。布置在浮室侧壁4内部的宽槽喷嘴或带有开 口的管对于排出流过浮池上方的保护性气体是有利的，因为在这种情 况下，所需经过侧壁4的用于排放气体的缝隙更少，然而保护性气体 被很均一地取出。
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