用于制造TFT玻璃的加料负载及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种加料负载和一种制备所述加料负载的方法，其中所述加料负载包括占预选百分比的至少三种不同的矿物原料，所述加料负载能够通过加热到至少1,200℃的温度而转变成铝硅酸盐玻璃产品并且是结构稳定的单个珠粒的团块，其中所述珠粒中的每一个是通过部分烧结工艺而变得不易碎的所述至少三种不同的矿物原料的复合体，所述团块中的每一个珠粒含有所述至少三种不同的矿物原料的经过碾磨和筛分的颗粒的均匀混合物，其中所述颗粒具有小于30微米的受控的最大粒度并且按所述预选百分比在所述珠粒中的每一个中混合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造铝硅酸盐玻璃，如TFT/IXD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。
技术介绍
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 本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。
技术实现思路
本专利技术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。 根据本专利技术，配制了一种新的加料负载。这种新的加料负载包括至少三种不同的 原料，如二氧化硅、氧化铝、白云石、石灰石等而具有或者没有用于使所述加料负载熔融的 必要的助熔剂。在所述新的加料负载中以预选的百分比包括这些原料。通过加热到一般超 过1，500°C的温度使所述加料负载转变成铝硅酸盐玻璃产品。本专利技术是结构稳定的单个珠 粒的团块（术语"珠粒"并没有限定技术形状，但是具有大致平滑表面的大致圆形体）。所 述珠粒中的每一个均是制造玻璃所需的原料的复合体。通过部分烧结工艺使它们不易碎。 本专利技术的每一个珠粒均包括构成所述加料负载的三种或更多种不同的矿物原料中的每一 种的经过研磨和筛分的颗粒的均质混合物。所述颗粒具有受控的最大粒度并且以为制造最 终的玻璃所需的预选的百分比在所述珠粒中的每一个中混合。因此，本专利技术涉及利用将颗 粒筛分成细或超细粒度的独特构思由用于制造本专利技术的特种玻璃的必要的矿物原料形成 单个珠粒。所述颗粒具有受控的最大粒度。在形成所述珠粒之后，将所述珠粒部分烧结以 使得它们变得稳定或稳定化以在用于制造玻璃产品的设施处输送和处理。因此，本专利技术的 加料负载仅仅将现有的原料重新包装成可控的结构，所述结构具有被发现的优势，一些优 势之前已经阐明并且一些优势随后将阐明。本专利技术是形成这种新的加料负载以制造高质量 玻璃，所述高质量玻璃形成电视和其它薄屏装置中所用类型的显示板。 本专利技术的一个主要的方面在于提供了一种用于制造铝硅酸盐玻璃，如TFT玻璃的 加料负载。作为广泛的内容，使用于玻璃熔体的矿物原料按最终玻璃产品的预选百分比形 成浆液并且使这种浆液形成单个珠粒的团块，通过部分烧结使所述单个珠粒稳定。这种加 料负载在制造玻璃方面已经产生许多优势。 在作出本专利技术之后，研发了本专利技术的另一个方面以满足特殊的情形，其中特定的 客户希望使用本专利技术的具有它的诸多优势的全部的新颖珠粒构思；但是，还希望添加独特 的、不同的或甚至秘密的矿物原料以在熔融设施处形成最终的"加料负载"。为了适应这种 特殊的商业需求，对本专利技术的宽泛定义进行修改。在这种修改中，新颖的结构稳定的珠粒合 并有最终熔体的加料负载的矿物原料中的"至少三种"。这"至少三种"矿物原料的重量百 分比由最终熔体的加料负载中这些原料的预选百分比决定，如由具体的铝硅酸盐玻璃产品 的规格所规定。 使用本专利技术的这种修改过的定义，在所述修改过的定义的"至少三种"矿物原料实 际上是"加料负载"的若干种矿物原料的"全部"时形成"最终的"加料负载珠粒，如第一定 义。因此，通过这种修改过的定义，当客户不希望在制造现场添加矿物原料时，利用本专利技术 的主要方面并且所述珠粒是"加料负载"。因此，这种修改过的定义仅仅便于特定的客户需 求，同时仍限定了本专利技术的新颖珠粒。本专利技术的再另一个方面涉及助熔剂，如硼酸。新颖的 珠粒（无论是符合作为"加料负载"的珠粒的主要定义还是可能略少于最终加料负载的珠 粒的修改过的定义）可以合并有助熔剂，而不会影响通过具有细或超细的原料粉末的结构 稳定的珠粒所实现的许多优势。 作为总结，"加料负载"是在熔融工艺中用于制造"特种"玻璃的所有"矿物"原料。 通常，在熔融设施处将所需的助熔剂添加到加料负载中。除了"加料负载"之外，还可以由 客户将其它材料添加到加料负载中以对玻璃或它的熔融参数进行调节。 根据本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加料负载，所述加料负载包含占预选百分比的至少三种不同的矿物原料，所述加料负载能够通过加热到至少1,200℃的温度而转变成铝硅酸盐玻璃产品并且是结构稳定的单个珠粒的团块，其中所述珠粒中的每一个均是通过部分烧结工艺而变得不易碎的所述至少三种不同的矿物原料的复合体，所述团块中的每一个珠粒均含有所述至少三种不同的矿物原料的经过碾磨和筛分的颗粒的均匀混合物，其中所述颗粒具有小于30微米的最大粒度并且以所述预选的百分比在所述珠粒中的每一个中混合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：周淳宗，克劳德·埃里克·韦斯特布鲁克三世，
申请(专利权)人：新加坡商矽比科亚洲有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG