TWI398419B

TWI398419B - 氣曝氣體至玻璃融熔物之方法

Info

Publication number: TWI398419B
Application number: TW098121282A
Authority: TW
Inventors: William Weston Johnson
Original assignee: Corning Inc
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2013-06-11
Also published as: JP5390608B2; WO2009157980A3; US20090320525A1; KR101606953B1; CN102076618A; CN102076618B; KR20110036594A; JP2011525886A; WO2009157980A2; TW201026622A

Description

氣曝氣體至玻璃融熔物之方法

本發明係關於形成熔融玻璃之方法，以及特別是加入氣體至玻璃熔融物內作為混合以及澄清熔融玻璃目的。本發明特別有用於澄清高熔融溫度或高應變點玻璃，例如使用作為平板顯示器裝置之玻璃基板。

液晶顯示器(LCD)為包含平坦玻璃基板或玻璃片之平板顯示器裝置。融合處理過程為優先的技術使用來製造LCD中所使用之玻璃片，因為與其他方法製造出玻璃片比較，融合處理過程製造出玻璃片之表面具有極良好的平坦性以及光滑性而並不需要後續拋光。融合處理過程已說明於美國第3338696及3682609號專利中，該專利之說明在此加入作為參考。

傳統LCD玻璃製造處理過程通常開始為熔融玻璃前身產物-供應材料-於熔融高溫爐中以製造出熔融玻璃或玻璃熔融物。在該熔融階段發生反應作用會釋出氣體，其形成氣泡(亦稱為晶種或起泡)於玻璃熔融物中。晶種亦經由在供應材料顆粒間留存界面空氣釋出而產生。在任何情況下，這些氣泡必需加以去除以產生高品質玻璃。去除氣態雜質通常藉由澄清玻璃而達成。

在玻璃的熔融和形成處理過程中另一問題為製造出混合良好玻璃。融態玻璃內的不均勻譬如化學和密度的不均勻可能導致玻璃內的條紋和線繩，看上去很不令人喜歡，在有些應用上也無法令人接受。

一般澄清玻璃熔融物之方法為化學澄清。在化學澄清中，澄清劑例如藉由在供應材料中包含澄清劑而加入至玻璃熔融物。澄清劑為在高溫下還原(失去氧)之多價氧化物，以及在低溫下氧化(與氧再結合)。由澄清劑釋出氧氣再擴散至熔融處理過程中形成之小氣泡，因而促使小氣泡成長。小氣泡浮力因而增加，以及其上昇至玻璃表面，在該處氣體釋出熔融物。理想地，澄清劑在熔融處理過程中較晚釋出氧氣，大部份在氣泡形成後，以增加澄清劑之效果。關於該方面，雖然大的小氣泡在熔融器中消除，玻璃在澄清容器中通常經歷額外的澄清，其中通常提高玻璃溫度而高於熔融溫度。在澄清容器內玻璃熔融物溫度增加將減少玻璃之黏性使熔融物中小氣泡較為容易地上昇至玻璃表面。除此氧化物澄清劑亦將釋出氧氣至熔融物以促使小氣泡成長以及有助於小氣泡去除處理過程。一旦熔融物被澄清，熔融物被冷卻以及加以攪拌使熔融物變為均勻，以及因而可利用業界已知的任何一種成形方法形成為玻璃片。

許多玻璃製造處理過程採用砷為澄清劑。砷為已知最高溫澄清劑，當加入熔融器之熔融玻璃浴，其能夠使氧氣在高溫下(例如高於1450℃)由玻璃熔融物輸出。該高溫氧氣釋出，其有助於在熔融過程中以及特別是在玻璃製造澄清階段過程中去除小氣泡，以及在較低調節溫度下有強烈傾向吸收氧氣(其有助於玻璃中任何殘餘氣態雜質塌陷)，其導致實質上並無氣態雜質。

由環境觀點來看，有需要提供其他製造玻璃之方法，特別是高溫熔融點及應變點玻璃，其通常使用於LCD玻璃製造中而不需要砷作為澄清劑。含砷化合物通常為有毒的，以及含砷玻璃之處理過程不只導致昂貴處理所製造之廢棄物，同時顯示器裝置本身在使用期限後產生處理相關之問題。非常不幸地，許多其他澄清劑通常在太低溫度下釋出較少氧氣，以及在調節處理過程中相對於使用砷作為澄清劑情況比較再吸收太少氧氣，因而限制其澄清及氧氣再吸收之能力。因而，在玻璃製造處理過程之澄清階段過程中(同時玻璃在澄清容器內)，澄清劑並不充份產生氧氣數量以有效地在澄清容器澄清玻璃。

最好也可以加強熔融玻璃機械混合的有效性，所以要最大化熔融材料暴露到升起的氣泡導致流動的體積。

我們知道使氣體起泡到熔融玻璃可幫助玻璃成分的均勻化。然而，傳統起泡的方法可能使熔融爐提早劣化。也就是說，傳統的熔融方法中，整批材料是在熔融爐或熔融器中熔化。熔融器通常以兩個燃燒爐在熔融玻璃自由表面的頂端加熱，而電流經由爐邊壁板內的電極通過自由表面下方的熔融玻璃。譬如氧氣的氣體可以起泡到熔融玻璃，通常是經由突破燃燒爐地板的耐火磚的一個或以上的管件，或藉著通過融體(來自熔融器的冠部)自由表面***到玻璃融體的一個或多個管件。這種管件常常是由耐火材料構成，譬如鉑或鉑合金(譬如鉑銠)。在第一個例子中，熔融器地板出現的起泡管件可能會增加熔融槽底部耐火材料腐蝕的發生率造成成品玻璃中結石的出現。

接近熔融器地板的管件也可能和熔融器中的電流干擾。換句話說，耐火金屬起泡器管件並沒有和熔融器冠部呈現的燃燒空氣交互作用的很好，可能導致起泡器管件較短的使用壽命，因而需要提早更換管件，明顯減少熔融器的使用時間。

也可以使用起泡器起泡氣體到澄清器。然而，澄清器通常很淺，所以起泡器放出的氣泡在熔融玻璃中只有受限的停留時間來執行其特殊任務。

在本發明較廣泛的方面，在第一耐火容器加熱原始進料並熔融。然後產生的熔融玻璃通過耐火金屬管件到第二耐火容器。耐火金屬管件最好是由耐火金屬構成，譬如鉑或譬如鉑銠的鉑合金。然而，也可使用其他耐火金屬材料，譬如其他選自鉑族群的金屬，包括但不限定是釕，銠，鈀，鋨，銥和其組合。當通常被稱為熔融玻璃的熔融材料從第一耐火容器經過連接管件到第二耐火容器時，會加入一種氣體通過管件到熔融玻璃。氣體最好是包含氧氣。此氣體的加入最好是藉由使用插到接管件內的氣體注入管件直接釋放出氣泡到熔融玻璃。氣泡在玻璃內升起，因而產生熔融玻璃的機械混合(均勻化)。假使氣泡包含氧氣，氧氣可額外調整呈現在熔融玻璃中化學澄清劑價位的狀態。因此，所說明的引入一種氣體到玻璃融體的方法包括：提供第一耐火容器中的熔融玻璃，使熔融玻璃通過連接第一和第二容器的耐火金屬管件到第二容器，並加入最好包含氧氣的氣體經由氣體注入管件到流動在耐火金屬連接管件的熔融玻璃。

在特定實施例中，第二管件可連接第二容器到第三容器，熔融玻璃經由第二連接管件在第二和第三容器之間流動。例如，第三容器可以是澄清管件，在其中熔融玻璃的溫度提升到高於第一容器中熔融階段的熔融玻璃溫度。包含氧氣的氣體可以在熔融玻璃進入澄清管件之前經由第二連接管件加入到玻璃融體。因此，所描述加入一種氣體到熔融玻璃的方法包括：加熱進料以在第一容器中形成熔融玻璃，使熔融玻璃經由第一耐火金屬管件流到第二容器，再使熔融玻璃從第二容器經由第二耐火金屬管件流到第三容器，加入包含氧氣的氣體到第一或第二耐火金屬管件中一個或兩個內的熔融玻璃。也就是說，氣體可加入(起泡)到流經第一連接管件或第二連接管件的熔融玻璃。在特定實施例中，氣體可加入到兩個連接管件。

起泡的氣體基本上可以是純氧。然而，在一些例子中，氧氣可以和一種或以上其它的氣體一起使用。例如，氧氣可以包含氣體混合物。在較佳的實施例中，惰性氣體也可以起泡到玻璃熔融物。氦氣是一種較佳的惰性氣體，因為氦在玻璃熔融物中有很高的擴散性。

藉由下列範例性說明以及參考附圖，本發明將更容易瞭解以及其他目標，特性，詳細情況以及優點將變為更加清楚，該範例之說明在任何情況並非在於作為限制。預期所有這些附加系統，方法之性能及優點包含於該說明內，以及屬於本發明之範圍，以及受到申請專利範圍保護。

14‧‧‧第一容器

16‧‧‧箭頭

18‧‧‧熔融玻璃

20‧‧‧第二容器

22‧‧‧澄清容器

23,24‧‧‧連接管件

26‧‧‧混合容器

28‧‧‧連接管件

30‧‧‧傳送容器

32‧‧‧連接管件

34‧‧‧向下管件

36‧‧‧入口

38‧‧‧形成容器

42‧‧‧氣體供應容器

44‧‧‧注入管件

46‧‧‧氣體集管件

48‧‧‧閥

50‧‧‧縱向軸

52‧‧‧箭頭

54‧‧‧氣泡

56‧‧‧孔口

58‧‧‧浮力向量

60‧‧‧縱向軸

62‧‧‧後壁板

圖1為依據本發明實施例之玻璃熔融系統之斷面側視圖。

圖2為圖1玻璃熔融處理過程之部份斷面側視圖，其中氣體起泡至第一連接管件以連接第一及第二容器。

圖3為類似於圖1另一玻璃熔融系統之部份斷面側視圖，其中氣體起泡至第二連接管件以連接第二及第三容器。

圖4為類似於圖1另一玻璃熔融系統之部份斷面側視圖，其中氣體起泡至第一及第二連接管件。

圖5為連接管件之部份斷面側視圖，其顯示出位於連接管件中氣體注入管件，以及其中延伸經由注入管件開孔之氣體注入管件的縱向軸實質上垂直於鄰近於注入管件之熔融玻璃流動方向。

圖6為連接管件之部份斷面側視圖，其顯示出位於連接管件中氣體注入管件，以及其中延伸經由注入管件開孔之氣體注入管件的縱向軸實質上平行於鄰近於注入管件之熔融玻璃流動方向。

圖7為連接管件之部份斷面側視圖，其顯示出位於連接管件中氣體注入管件，以及其中可外加電壓到連接管件及/或注入管件，使電流流經連接管件及/或注入管件以加熱連接管件中的熔融玻璃，並控制靠近注入管件的熔融玻璃黏性。

下列詳細說明只作為列舉用途以及並不作為限制用途，所揭示特別詳細細節之範例性實施例提供完全瞭解本發明。不過，業界熟知此技術者將受益於本發明所揭示內容，其瞭解本發明可實施於其他實施例而並不會脫離在此所揭示之細節。除此，已知的裝置，方法以及材料之說明加以省略以避免模糊本發明之說明。最終，儘可能地相同的參考數字表示相同的元件。

在一般玻璃製造處理過程中，原始供應材料在高溫爐山熔融器)中加熱以形成黏滯性質量，或玻璃熔融物。高溫爐通常由耐火磚製造出，耐火磚由煆燒焦寶石，矽線石，鋯石或其他耐火(高溫)材料所構成。雖然小的高溫爐可由耐火金屬形成，在此所使用耐火金屬與該耐火材料有所區別，其中表示為耐火材料單純地視為陶瓷或玻璃陶瓷。供應原料可藉由整批處理加入熔融器，其中形成玻璃成份混合在一起以及以獨立負載加入至熔融器內，或供應材料加以混合以及連續性地加入至熔融器。供應原料可包含碎玻璃。供應原料可經由高溫爐結構中開孔或端埠加入至熔融器內，在整批處理情況中經由使用推移棒，或在連續性地供料熔融器情況中使用螺旋器裝置加入。供應材料之種類及數量構成玻璃之配方。整批處理過程通常使用於少量玻璃以及使用於高溫爐容量約為高達數噸每日，其中大的商業化連續性供料高溫爐可容納超過1500噸玻璃，以及每天運送數百噸玻璃。

供應原料可在熔融器中藉由在供應原料上方一個或多個燃燒器之燃料-氧氣火焰，藉由電流通過按裝於內部熔融器壁板中電極之間電流，或兩者進行加熱。高於壁板亦由耐火磚所構成之頂部結構通常覆蓋熔融器以及在燃燒加熱高溫爐中提供燃料燃燒之空間。

在一些處理過程中，供應原料首先由燃料-氧氣火焰加熱，因而供應原料開始熔融以及供應原料之電阻降低。電流再通過供應原料/熔融混合物以經由電阻加熱對材料加熱。在加熱處理過程中，供應材料之反應作用釋出多種氣體，其在玻璃熔融物內形成雜質(氣泡)，通常稱為氣泡或小氣泡。小氣泡形成係由於空氣被捕捉於供應材料顆粒間之界面性空間中，以及由耐火磚本身份解至熔融物內。構成小氣泡之氣體包含O₂ ,CO₂ ,CO,N₂ 及NO任何一種或其混合物。其他氣體亦可形成以及構成小氣泡。水份通常為熔融處理過程之副產物。

在熔融最初階段過程中，玻璃熔融物在熔融器內形成泡沫塊。該泡沫塊為小氣泡以及固體雜質(結石)例如為未熔融原料進入整體玻璃之來源。除非小氣泡被移除，其可運載通過玻璃形成操作之其餘部份，最終變為凍結為最終玻璃產物以及在產物中產生可看到之缺陷。在熔融物頂部處之泡沫可利用熔融器內浮板或橋狀物撇取熔融物離開熔融物而避免。在熔融物內大的小氣泡上昇至熔融物表面，其中包含於小氣泡內氣體因而由熔融玻璃釋出。在熔融物中熱梯度產生之對流有助於使熔融物均勻化。不過玻璃熔融物在熔融器中停留時間不夠難以去除較小的小氣泡。

為了確保最大小氣泡去除，玻璃製造商通常採用化學澄清處理過程，其中澄清劑可包含於小氣泡材料中。澄清劑之澄清機制在於在熔融物中產生氣體以及在熔融物中氣體間建立濃度差值以及小氣泡中氣體將驅使小氣泡成長。

砷通常為As₂ O₅ 形式已使用許多年作為澄清劑。As₂ O₅ 相信藉由在高溫下將砷由+5價狀態還原為+3價狀態，在大部份熔融完成後將達成無小氣泡玻璃。該還原釋出氧氣進入熔融物，其擴散為小氣泡，促使小氣泡成長及上昇通過以及離開熔融物。砷具有其他優點有助於在玻璃連續性玻璃冷卻，調節循環過程中藉由再吸收過剩氧氣而去除殘留於玻璃中小氣泡。因而砷為效果良好的澄清劑，以少量加入可製造出玻璃實質上不含氣體雜質。

非常不幸地，砷為毒性材料。相對於顯示器裝置本身，在裝置使用壽命後，具有砷玻璃之處理導致廢物處理過程為昂貴的以及產生棄置處理之問題。

銻氧化物(Sb₂ O₅ )亦可使用作為砷之替代物，但是銻化學特性十分接近砷以及具有許多如同砷之問題，例如廢棄物處置。

錫氧化物(SnO₂ )為另外一種澄清劑，其使用於玻璃製造中。不過，雖然錫氧化物經歷與砷相同的氧化還原，在顯示器玻璃形成溫度下(大約1200℃)錫氧化物濃度非常低(大約0.2%重量比)限制加入原料內含量以及因而亦限制澄清可利用氧氣數量。因而，在傳統的玻璃製造處理中，作為化學澄清劑的氧化錫有其限制的效用。

先前所描述的玻璃概念，本質上是不含銻及/或砷(小於0.05%重量比的銻或砷)。例如，美國第6128924號專利說明可以單獨使用一組的澄清劑，或一些組合當作砷的替代物，在製造LCD顯示器的玻璃生產上是很有用的。這個族群包括：CeO₂ ,SnO₂ ,Fe₂ O₃ ，以及含鹵化物的化合物。確實，美國第6468933號專利說明玻璃形成處理過程，其採用SnO₂ 以及含有鹵化物化合物之混合物作為系統中澄清劑，該鹵化物為氯化物形式(例如為BaCl₂ 或CaCl₂ )，而實質上不含砷及銻。

這裡說明的是提升玻璃製造處理的方法。此方法包括形成熔融玻璃，並藉著起泡加入一種氣體到熔融玻璃。加入的氣體可使熔融處理過程改善熔融玻璃的混合，並提供熔融玻璃內較好的對流控制和提升的能量傳輸。可以利用起泡來修正玻璃的化學性，藉著加入氣體到玻璃內，或利用起泡氣體除去溶解在熔融玻璃內的其他氣體。例如，加入的氣體可以作為一個中心，熔融處理中形成的氣體可以聯合併上升到熔融玻璃的自由表面。在特定實施例中，假使起泡氣體包含氧可藉著有效再補注包含在有氧熔融玻璃內的多價澄清劑，加以改善較不有效的澄清劑譬如氧化錫。這對於本質上不含銻及/或砷的玻璃特別有用。

參考圖1，其顯示出依據本發明實施例之範例性玻璃製造系統10的示意圖，其使用融合處理過程以製造玻璃片。融合處理過程已說明於Dockerty之美國第3338696號專利中。玻璃製造系統10包含第一容器14(熔融器14)，其中原供應材料加入如箭頭16所示以及再加以熔融以形成熔融玻璃18。該玻璃亦包含於冷卻容器20中作為更進一步調節玻璃熔融物。例如，第二容器20可使用作為冷卻容器以降低玻璃熔融物之溫度於後續澄清處理過程中提高熔融物溫度之前。玻璃製造系統10更進一步包含一般由耐火性(高溫)金屬製造出組件，該金屬通常包含鉑或含鉑金屬例如鉑-銠，鉑-銦或其組合物，但是其亦可由耐火性金屬例如鉬，鈀，錸，鉭，鈦，鎢及其合金所構成。含鉑元件包含澄清容器22(例如澄清管件22)，冷卻容器至澄清器之連接管件24，混合容器26(例如攪拌槽26)，澄清器至攪拌槽之連接管件28，傳送容器30(例如碗狀物30)，攪拌槽至碗狀物連接管件32，向下管件34及入口36。入口36耦合至形成玻璃片12之形成容器38(例如融合管件38)。通常，形成容器38由陶瓷或玻璃陶瓷耐火材料所構成。

玻璃原料依據所需要玻璃組成份特定配方供應至熔融高溫爐14。原料可整批模式或藉由連續性方法供應，以及可包含非限制性Si,Al,B,Mg,Ca,Zn,Sr或Ba之氧化物。供應材料亦可為先前熔融操作之碎玻璃。原供應材料在熔融高溫爐14內在第一溫度T1下加熱以及加以熔融以形成玻璃熔融物18。第一溫度T1可加以變化，其決定於特定玻璃組成份。作為顯示器玻璃，以及在特別堅硬玻璃中(即，玻璃具有高熔融溫度)，熔融溫度可超過1500℃；更優先地大於1550℃；以及通常至少1600℃。多價澄清劑，例如SnO₂ 可包含於初始供應原料中，或隨後加入至熔融物。然而，應該要注意的是雖然本發明特別適合使用替代銻和砷的澄清劑的熔融處理作業，但是也可以應用在更廣範圍的熔融處理，無論有或沒有使用澄清劑，而且包括使用銻和砷的處理作業，不應該侷限在這方面。

供應材料可用傳統玻璃製造方法進行加熱。例如，供應材料可利用位於供應材料表面上燃燒器(並未顯示出)作最初加熱。一旦經由使用燃燒器達到適當的溫度，使得熔融物電阻充份地降低，電流因而可通過電極間之熔融物以在其中加熱熔融物。

依據一些實施例，一旦原供應材料在第一溫度T1下熔融，玻璃熔融物經由第一容器到第二容器的連接管件23，從第一容器14傳輸到第二容器20。氣體藉著起泡氣體通過孔口經由包括在連接管件23的孔口加入到熔融物。起泡的氣體最好但不一定必須包括氧氣。玻璃熔融物可以在第二容器20冷卻到低於T1的第二溫度T2以改善藉著澄清劑取得氧。如圖2中更詳細的顯示可在壓力下從氣體供應容器42供應起泡氣體經由氣體集管件46到連接管件23中的至少一個注入管件44。可使用閥48來控制氣體流到玻璃熔融物，可手動或以遠端/自動控制。經由注入管件44加入到玻璃熔融物的氣泡大小，直徑範圍最好從約1mm到約40mm，典型的直徑是約10mm。在特定實施例中，可以經由連接管件23及/或連接管件24一個或兩個中的注入管件加入起泡氣體。例如，圖3顯示氣體起泡到連接管件23，而圖4顯示氣體起泡到連接管件23和24。

先前技術的起泡方法通常包括加入氣體到玻璃熔融物，可藉由包含在熔融容器(及容器14)底部注入管件區段內的氣體注入管件，或經由包含在熔融器的玻璃表面通過氣體注入管件進到熔融玻璃。然而，這兩種方式都有其缺點。例如，從熔融器底部起泡可能導致玻璃熔融物內流動的***，可能腐蝕容器的耐火底部，因而產生加入結石到熔融物的風險。換句話說，經由注入管件(通常是鉑或鉑合金)起泡可藉著讓注入管件通過熔融器內熔融物的自由表面來達成。假使起泡發生在使用燃燒爐的熔融爐，在玻璃熔融物的自由表面和熔融爐冠部之間燃燒的空氣可能會腐蝕或損害起泡管件。

透過連接玻璃製造系統的容器一個或多個的連接管件加入氣體到玻璃熔融物的優點可包括：

●因為整個玻璃熔融物的體積最後會通過多容器設計的連接管件，因此當加入氣泡到連接管件時需要較少的氣泡以有效接觸熔融玻璃。

●在連接中的玻璃流動通常是垂直於氣泡的成長軸以輔助氣泡從注入管件44脫離。這可能使每個注入管件44的氣泡直徑較小及/或氣體流增加。較小的氣泡會增加熔融玻璃中的停留時間。

●氣泡在連接管件內的期間可得到混合的好處。熔融玻璃以軸的方向通過連接管件流動。然而，氣泡有很強的向上速度份量。因為玻璃流和氣泡移動通常是互相垂直可達到熔融玻璃有效的混合。

●去除熔融爐底部的區段可避免熔融爐(譬如爐14) 內流動的電流過度加熱熔融爐氣體注入管件。

在一些實施例中，起泡氣體可以脈衝加入熔融物，而不是以固定的流速加入。也就是說，氣體的流動是以既定的頻率開始和停止。脈衝的頻率必須夠慢，使先前的氣泡從供應管件出口上升以避免接下來的氣泡在供應管件出口連結起來。

並不預期被理論限制，我們相信使用澄清劑的融化處理中，多價澄清劑價的狀態，起始濃度在熔融物中在既定的溫度和既定氧的分壓是平衡的。這種平衡是由以下三個參數函數的平衡係數所控制-熔融物溫度，多價氧化物澄清劑價的狀態濃度比(即氧化還原比，等於以氧化澄清劑濃度除以減少澄清劑濃度)，和氧的分壓。氧化還原比值越低，澄清劑保持更多氧氣。在傳統玻璃製造操作中，玻璃熔融物在第一熔融溫度(例如T₁ )下形成，以及再加熱至第二澄清溫度(例如T₂ )而高於第一溫度。溫度由T₁ 增加至T₂ 導致澄清劑還原，氧化還原比值增加，以及釋出氧氣至熔融物。依據本發明特定實施例，玻璃熔融物之溫度由第一溫度T₁ 降低至第二溫度T₂ 而低於第一溫度，因而對澄清劑氧化作用產生驅動力量。含有氧氣之氣體加入至玻璃熔融物，例如經由玻璃注入管件44進入連接管件23(及/或管件24)，因而有助於降低氧化還原比值於當澄清劑與氧結合時。實際上，氧負載於澄清劑。玻璃熔融物再加熱至第三溫度而高於第一溫度，通常在澄清管件22中，驅使澄清劑以釋出氧氣。由澄清劑釋出氧氣可再擴散至熔融物，以及小氣泡，其促使小氣泡成長以及上昇至熔融物之表面。

在一些實施例中，起泡氣體可以是純氧。然而，應該要小心確保氣體注入管件(譬如鉑合金)不會發生過度的氧化，因此最好可以維持在約21%體積以下。在某最佳實施例中，起泡氣體可以包括氧氣混合一種或以上其它氣體。起泡氣體的氧含量最好等於或大於約1%的體積。例如，空氣就被認為是很有效的。不過，氧氣優先地混合一種或多種其他氣體，例如Ar,Xe,Ne,He,Kr,N₂ 或其混合物，其所在條件下為混合氣體氣泡內氧氣分壓為超過熔融物內氧氣之分壓。有益地，使用惰性氣體(或其混合物)可使用來控制預先存在小氣泡內氧氣之分壓。即藉由增加或減少惰性氣體與氧氣之比值，在加入氣泡內氧氣分壓可加以控制。惰性氣體立即地擴散至熔融物內以及進入小氣泡。在小氣泡內氧氣分壓隨後被減小(在小氣泡內離開氣體濃度被稀釋)，因而增加氧氣擴散至小氣泡內之數量：小氣泡體積成長以及上升至熔融物之表面。由於在玻璃熔融物內氦氣擴散相對於其他惰性氣體為特別高，氦氣為優先的惰性氣體。惰性氣體與氧氣混合物可加入至冷卻之熔融玻璃，或惰性氣體可分離地加入冷卻之熔融玻璃。即並不必需惰性氣體及氧氣以混合物或甚至於同時地加入。惰性氣體加入至冷卻熔融玻璃可在加入氧氣前開始及完成，在加入氧氣過程中加入。

圖5顯示的是置放在連接容器14和20的耐火金屬連接管件23中的氣體注入管件44實施例的側面橫截面圖特寫。如圖5所示，氣體注入管件44包括一個縱向軸50，通常是垂直於熔融玻璃通過連接管件流動的方向以箭頭52表示。離開孔口56的氣泡54包括一個浮力向量58，通常和熔融玻璃內的壓力/密度梯度的方向(一般是重力的方向)相反。也就是說，相對於重力的向下方向，氣泡有向上的浮力向量。在連接管件中氣泡的浮力向量和連接管件中熔融玻璃流動的方向是非平行的。簡單地說，熔融玻璃以一個方向流動，而氣泡可能以近乎垂直於玻璃熔融物流另一個方向流動。

圖6是另一個氣體注入管件44實施例的側面橫截面圖放大圖，其中氣體注入管件的至少有一部分包含縱向軸60，通常是平行於連接管件23內熔融玻璃流動的方向。

氣泡54的浮力加上連接管件內熔融玻璃的速度(正常平均是50ft/hr)，可輔助氣泡脫離注入管件。這可以使氣泡大小得到較好的控制，特別是使位於耐火熔融器內的注入管件可以有較小的氣泡。較小氣泡在第二容器內為較長的停留時間，而且有較高的面積/體積比以更有效地作氣體交換。

可以利用溫度進一步藉著修正玻璃黏性以輔助控制從注入管件脫離的氣泡大小。熔融物的溫度可藉著連接管件的Joule加熱來全面控制(以V₁ 和V₂ 之間的電壓差異表示)。除此之外，可以不同的電壓(V₃ )或相在注入管件施加電壓以完成注入管件的局部加熱。施加的電壓可致使電流流經連接管件及/或注入管件，因而加熱管件並輔助控制熔融玻璃的黏性。

在一些實施例中，最好延伸連接管件23到第二容器20，並且離開後壁板62，避免進入容器20的含氣泡熔融玻璃往上湧出，直接和後壁板接觸並加以腐蝕。在一些範例中，最好延伸連接管件23到第二容器20的中央區域，因而模仿位在中央底部的注入管件。然而，連接管件尾端和後壁板62靠近(請見圖2)可以在接近連接管件23到容器20入口的地方，產生一股往上湧出的熔融玻璃，在所有熔融玻璃進入第二容器20時施加密集的攪拌動作。

雖然本發明已對說明用途作詳細說明，人們瞭解該詳細說明只作為該用途以及熟知此技術者能夠對其作許多變化而並不會脫離下列申請專利範圍所界定之本發明精神及範圍。例如雖然融合向下抽拉方法已使用作為列舉用途，本發明亦適用於廣泛範圍之玻璃製造方法，例如浮式及細縫抽拉。同樣地，在此所揭示本發明方法並不受限於液晶顯示器玻璃，或高熔融溫度玻璃之製造。

必需強調上述所說明本發明實施例，特別是任何優先實施例只是可能實施之範例，其揭示作為清楚地瞭解本發明之原理。對上述所說明本發明實施例可作出許多變化及改變而並不會脫離本發明之原理及精神。例如，在此所揭示本發明方法能夠使用於異於融合處理過程之玻璃製造處理過程中(例如浮式玻璃處理過程)，以及異於顯示器裝置玻璃片之產物。所有這些變化及改變均包含於該揭示範圍內以及受到下列申請專利範圍保護。