(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス製造システムにおいて、
その中でガラスバッチ材料を溶解して溶融ガラスを形成する、溶解槽、
前記溶解槽から前記溶融ガラスを受け入れる、溶解−清澄管、
前記溶解−清澄管から前記溶融ガラスを受け入れ、かつ該溶融ガラスから泡を除去する、清澄槽、
前記清澄槽から前記溶融ガラスを受け入れる清澄器−攪拌チャンバ管であって、これに取り付けられたレベル検出用直立管を備えている、清澄器−攪拌チャンバ管、
前記清澄器−攪拌チャンバ管から前記溶融ガラスを受け入れ、かつ該溶融ガラスを混合する、攪拌チャンバ、
前記攪拌チャンバから前記溶融ガラスを受け入れる、攪拌チャンバ−ボウル接続管、
前記攪拌チャンバ−ボウル接続管から前記溶融ガラスを受け入れる、ボウル、
前記ボウルから前記溶融ガラスを受け入れる、下降管、
前記清澄槽と、前記清澄器−攪拌チャンバ管と、前記レベル検出用直立管と、前記攪拌チャンバと、前記攪拌チャンバ−ボウル接続管と、前記ボウルと、前記溶解−清澄管の少なくとも一部と、および前記下降管の少なくとも一部とを囲むように位置している、カプセル、
注入口、成形槽、および牽引ローラアセンブリ、を含んでいるフュージョンドロー装置であって、
前記注入口が前記下降管から前記溶融ガラスを受け入れ、
前記成形装置が、前記注入口から前記溶融ガラスを受け入れ、かつ板ガラスを成形し、さらに、
前記牽引ローラアセンブリが、前記板ガラスを受け入れ、かつ該板ガラスを延伸することを特徴とする、フュージョンドロー装置、
前記延伸された板ガラスを受け入れ、かつ該延伸された板ガラスを独立した板ガラスに分離する、移動アンビル装置、および
前記カプセルの開口と前記フュージョンドロー装置の開口との間の、前記下降管が前記注入口と連係している連結部に設置されている、第１繊維ベースガスケット、
を備え、前記第１繊維ベースガスケットの密度および圧縮が、単位表面積当たりの気体透過速度を２２．５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ2未満とするものであり、このとき前記表面積がガスケット内側の表面積に基づくものであることを特徴とするガラス製造システム。
【請求項２】
前記カプセルの開口と、前記レベル検出用直立管の開口との間の連結部に設置されている、第２繊維ベースガスケットをさらに備え、該第２繊維ベースガスケットの密度および圧縮が、単位表面積当たりの気体透過速度を２２．５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ2未満とするものであり、このとき前記表面積がガスケット内側の表面積に基づくものであることを特徴とする請求項１記載のガラス製造システム。
【請求項３】
前記カプセルの開口と、前記攪拌チャンバの上部の開口との間の連結部に設置されている、第３繊維ベースガスケットをさらに備え、該第３繊維ベースガスケットの密度および圧縮が、単位表面積当たりの気体透過速度を２２．５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ2未満とするものであり、このとき前記表面積がガスケット内側の表面積に基づくものであることを特徴とする請求項１記載のガラス製造システム。
【請求項４】
前記カプセルの開口と、前記ボウルの上部の開口との間の連結部に設置されている、第４繊維ベースガスケットをさらに備え、該第４繊維ベースガスケットの密度および圧縮が、単位表面積当たりの気体透過速度を２２．５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ2未満とするものであり、このとき前記表面積がガスケット内側の表面積に基づくものであることを特徴とする請求項１記載のガラス製造システム。
【請求項５】
前記カプセル内の孔に設置されている第５繊維ベースガスケットをさらに備えていることを特徴とする請求項１記載のガラス製造システム。
【請求項６】
ガラス製造システムにおいて熱電池誘導のブリスタ生成を低減する方法であって、該ガラス製造システムが、
その中でガラスバッチ材料を溶解して溶融ガラスを形成する、溶解槽、
前記溶解槽から前記溶融ガラスを受け入れる、溶解−清澄管、
前記溶解−清澄管から前記溶融ガラスを受け入れ、かつ該溶融ガラスから泡を除去する、清澄槽、
前記清澄槽から前記溶融ガラスを受け入れる清澄器−攪拌チャンバ管であって、これに取り付けられたレベル検出用直立管を備えている、清澄器−攪拌チャンバ管、
前記清澄器−攪拌チャンバ管から前記溶融ガラスを受け入れ、かつ該溶融ガラスを混合する、攪拌チャンバ、
前記攪拌チャンバから前記溶融ガラスを受け入れる、攪拌チャンバ−ボウル接続管、
前記攪拌チャンバ−ボウル接続管から前記溶融ガラスを受け入れる、ボウル、
前記ボウルから前記溶融ガラスを受け入れる、下降管、
前記清澄槽と、前記清澄器−攪拌チャンバ管と、前記レベル検出用直立管と、前記攪拌チャンバと、前記攪拌チャンバ−ボウル接続管と、前記ボウルと、前記溶解−清澄管の少なくとも一部と、および前記下降管の少なくとも一部とを囲むように位置している、カプセル、
注入口、成形槽、および牽引ローラアセンブリ、を含んでいるフュージョンドロー装置であって、
前記注入口が前記下降管から前記溶融ガラスを受け入れ、
前記成形装置が、前記注入口から前記溶融ガラスを受け入れ、かつ板ガラスを成形し、さらに、
前記牽引ローラアセンブリが、前記板ガラスを受け入れ、かつ該板ガラスを延伸することを特徴とする、フュージョンドロー装置、および
前記延伸された板ガラスを受け入れ、かつ該延伸された板ガラスを独立した板ガラスに分離する、移動アンビル装置、
を備えたものであり、該方法が、
前記カプセルの開口と前記フュージョンドロー装置の開口との間の、前記下降管が前記注入口と連係している連結部に、第１繊維ベースガスケットを設置するステップ、および、
前記第１繊維ベースガスケットの単位表面積当たりの気体透過速度を２２．５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ2未満とするように該第１繊維ベースガスケットを圧縮するステップであって、このとき前記表面積がガスケット内側の表面積に基づくものであるステップ、
を含むものであることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維ベースガスケット、ガラス製造システム、および、熱電池誘導のブリスタを低減させる方法に関する。一実施の形態において、繊維ベースガスケットは、第１のガラス製造用装置（下降管を包囲しているカプセルなど）と第２のガラス製造用装置（注入口を包囲しているフュージョンドロー装置など）との間の連結部に設置される。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのフラットパネルディスプレイ装置は、平坦な板ガラスを利用している。平坦な板ガラスを製造するための好適な技術は、特許文献１および特許文献２（これらの内容は参照することにより本書に組み込まれる）に記載されている、フュージョンプロセス（例えば、ダウンドロープロセス）である。フュージョンプロセスにおいて平坦な板ガラスは、例えば白金または白金合金などの貴金属を含んだ槽を使用して作製される。貴金属は一般に、ほとんどのガラスに関して不活性であると考えられており、すなわち板ガラスに欠陥を生じさせないはずである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第３，３３８，６９６号明細書
【特許文献２】米国特許第３，６８２，６０９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、貴金属を使用すると、依然として板ガラスに欠陥を生じさせることがあるため、これは必ずしも真実ではない。例えば、フュージョンプロセスを利用しているガラス製造システムでは、現在、ガラス製造用装置の連結部間から外気が侵入することにより引き起こされる熱電池誘導のブリスタに起因した、許容できないレベルの損害を被っている。この問題は、フュージョンプロセスを利用してより大きな板ガラス（例えば、２．２ｍ×２．５ｍ（第８世代サイズのガラス）またはより大きな板ガラス）を製造するガラス製造システムにおいて特に顕著である。すなわち、この欠点および他の欠点に対処して良質の板ガラスを製造するために、ガラス製造システムを強化する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
繊維ベースガスケット、ガラス製造システム、および従来技術の上記欠点に対処する方法を、本願の独立クレームに記載する。繊維ベースガスケット、ガラス製造システム、および熱電池誘導のブリスタを低減させる方法の、有利な実施形態を、従属クレームに記載する。
【０００６】
一態様において、本発明は、第１ガラス製造用装置と第２ガラス製造用装置との間の連結部に設置される繊維ベースガスケットを提供する。この繊維ベースガスケットは繊維ベース材料を含み、この繊維ベース材料の密度および圧縮は、単位表面積当たりの気体透過速度を２２．５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ2未満とするものであり、このときこの表面積は、ガスケット内側の表面積に基づく。この繊維ベース材料は、第１ガラス製造用装置内および第２ガラス製造用装置内における、熱電池誘導のブリスタ生成を低減させる。
【０００７】
別の態様において、本発明はガラス製造システムを提供し、このガラス製造システムは、（ａ）その中でガラスバッチ材料を溶解して溶融ガラスを形成する、溶解槽、（ｂ）溶解槽から溶融ガラスを受け入れる溶解−清澄管、（ｃ）溶解−清澄管から溶融ガラスを受け入れ、かつこの溶融ガラスから泡を除去する、清澄槽、（ｄ）清澄槽から溶融ガラスを受け入れる清澄器−攪拌チャンバ管であって、これに取り付けられたレベル検出用直立管を備えている、清澄器−攪拌チャンバ管、（ｅ）清澄器−攪拌チャンバ管から溶融ガラスを受け入れ、かつこの溶融ガラスを混合する、攪拌チャンバ、（ｆ）攪拌チャンバから溶融ガラスを受け入れる攪拌チャンバ−ボウル接続管、（ｇ）攪拌チャンバ−ボウル接続管から溶融ガラスを受け入れるボウル、（ｈ）ボウルから溶融ガラスを受け入れる下降管、（ｉ）清澄槽と、清澄器−攪拌チャンバ管と、レベル検出用直立管と、攪拌チャンバと、攪拌チャンバ−ボウル接続管と、ボウルと、溶解−清澄管の少なくとも一部と、および下降管の少なくとも一部とを囲むように位置している、カプセル、（ｊ）注入口、成形槽、および牽引ローラアセンブリ、を含んでいるフュージョンドロー装置であって：注入口が下降管から溶融ガラスを受け入れ；成形装置が、注入口から溶融ガラスを受け入れ、かつ板ガラスを成形し；さらに、牽引ローラアセンブリが、板ガラスを受け入れ、かつこの板ガラスを延伸する、フュージョンドロー装置、（ｋ）延伸された板ガラスを受け入れ、かつこの延伸された板ガラスを独立した板ガラスに分離する、移動アンビル装置、および（ｌ）カプセルの開口とフュージョンドロー装置の開口との間の、下降管が注入口と連係している連結部に設置されている、第１繊維ベースガスケット；を備え、第１繊維ベースガスケットの密度および圧縮が、単位表面積当たりの気体透過速度を２２．５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ2未満とするものであり、このときこの表面積がガスケット内側の表面積に基づくものであることを特徴とする。
【０００８】
さらに別の態様において、本発明は、ガラス製造システムにおいて熱電池誘導のブリスタ生成を低減する方法を含む。このガラス製造システムは、（ａ）その中でガラスバッチ材料を溶解して溶融ガラスを形成する、溶解槽、（ｂ）溶解槽から溶融ガラスを受け入れる溶解−清澄管、（ｃ）溶解−清澄管から溶融ガラスを受け入れ、かつこの溶融ガラスから泡を除去する、清澄槽、（ｄ）清澄槽から溶融ガラスを受け入れる清澄器−攪拌チャンバ管であって、これに取り付けられたレベル検出用直立管を備えている、清澄器−攪拌チャンバ管、（ｅ）清澄器−攪拌チャンバ管から溶融ガラスを受け入れ、かつこの溶融ガラスを混合する、攪拌チャンバ、（ｆ）攪拌チャンバから溶融ガラスを受け入れる攪拌チャンバ−ボウル接続管、（ｇ）攪拌チャンバ−ボウル接続管から溶融ガラスを受け入れるボウル、（ｈ）ボウルから溶融ガラスを受け入れる下降管、（ｉ）清澄槽と、清澄器−攪拌チャンバ管と、レベル検出用直立管と、攪拌チャンバと、攪拌チャンバ−ボウル接続管と、ボウルと、溶解−清澄管の少なくとも一部と、および下降管の少なくとも一部とを囲むように位置している、カプセル、（ｊ）注入口、成形槽、および牽引ローラアセンブリ、を含んでいるフュージョンドロー装置であって：注入口が下降管から溶融ガラスを受け入れ；成形装置が、注入口から溶融ガラスを受け入れ、かつ板ガラスを成形し；さらに、牽引ローラアセンブリが、板ガラスを受け入れ、かつこの板ガラスを延伸する、フュージョンドロー装置、および（ｋ）延伸された板ガラスを受け入れ、かつこの延伸された板ガラスを独立した板ガラスに分離する、移動アンビル装置、を備えたものである。この方法は、（ａ）カプセルの開口とフュージョンドロー装置の開口との間の、下降管が注入口と連係している連結部に、第１繊維ベースガスケットを設置するステップ、および（ｂ）第１繊維ベースガスケットの単位表面積当たりの気体透過速度を２２．５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ2未満とするように第１繊維ベースガスケットを圧縮するステップであって、このときこの表面積がガスケット内側の表面積に基づくものであるステップ、を含む。
【０００９】
本発明のさらなる態様は、一部は以下の詳細な説明、図面、および任意の請求項の中で明記され、そして一部は詳細な説明から導かれるであろうし、あるいは本発明を実施することにより理解できるであろう。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方は、単に例示的かつ説明的なものであり、開示される本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【００１０】
以下の詳細な説明を添付の図面とともに参照すると本発明をより完全に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態による、１以上の繊維ベースガスケットを組み込み、かつフュージョンドロー法を用いて板ガラスを製造する、例示的なガラス製造システムの概略図
【図２】図１に示したガラス製造システムの、第１繊維ベースガスケット、下降管、および注入口に関連したエリアを示す詳細な概略図
【図３】図１に示したガラス製造システムの繊維ベースガスケットとして使用可能な、異なる密度を有した４つの例示的な繊維ベース材料における、ガスケットの圧縮（％）に対する単位面積当たりのガスケットの空気透過速度（ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ2）をプロットした図
【図４Ａ】図３に示したプロットを生成するために用いたデータを得るのに使用した、実験装置の概略図
【図４Ｂ】図３に示したプロットを生成するために用いたデータを得るのに使用した、実験装置の写真
【図４Ｃ】図３に示したプロットを生成するために用いたデータを得るのに使用した、実験装置の写真
【図４Ｄ】図３に示したプロットを生成するために用いたデータを得るのに使用した、実験装置の写真
【図５】本発明の実施形態による、第１ガラス製造用装置と第２ガラス製造用装置との間の連結部に設置された繊維ベースガスケットの概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１を参照すると、例示的なガラス製造システム１００の概略図が示されている。このガラス製造システム１００は、本発明の実施形態に従って、１以上の繊維ベースガスケット１０２、１０４、１０６、および１０８（４つのみ図示した）を組み込み、かつフュージョンドロー法を使用して板ガラス１１３を製造する。ガラス製造システム１００は、溶解槽１１０、溶解−清澄管１１５、清澄槽１２０、清澄器−攪拌チャンバ管１２５（この管から延びているレベル検出用直立管１２７を含む）、攪拌チャンバ１３０（例えば、混合槽１３０）、攪拌チャンバ−ボウル接続管１３５、ボウル１４０（例えば、送出槽１４０）、下降管１４５、フュージョンドロー装置（ＦＤＭ）１５０（注入口１５５、成形装置１６０、および牽引ローラアセンブリ１６５を含む）、および移動アンビル装置（ＴＡＭ）１７０を含む。さらに、ガラス製造システム１００はカプセル１７２を含み、このカプセル１７２は、清澄槽１２０と、清澄器−攪拌チャンバ管１２５と、レベル検出用直立管１２７と、攪拌チャンバ１３０と、攪拌チャンバ−ボウル接続管１３５と、ボウル１４０と、溶解−清澄管１１５の少なくとも一部と、および下降管１４５の少なくとも一部とを囲むように位置している。カプセル１７２は箱型のものとして図示されているが、実際には被覆される要素１１５、１２０、１２５、１２７、１３０、１３５、１４０、および１４５にもっとよく似た、これらの要素に物理的により近接して位置付けられる形状とされるであろう。典型的には、要素１１５、１２０、１２５、１２７、１３０、１３５、１４０、１４５、および１５５は、白金や、白金ロジウム、白金イリジウム、およびこれらの混合物などの白金含有金属から作製されるが、これらの要素は、パラジウム、レニウム、ルテニウム、およびオスミウムなどの他の耐火性金属や、あるいはこれらの合金を含んでもよい。成形装置１６０（例えば、アイソパイプ１６０）は、典型的には、セラミック材料またはガラスセラミック耐火材料から作製される。
【００１３】
溶解槽１１０では、ガラスバッチ材料が矢印１１２で示すように導入され、これが溶解されて溶融ガラス１１４を形成する。清澄槽１２０（例えば、清澄管１２０）は、溶解−清澄管１１５を用いて溶解槽１１０に接続される。清澄槽１２０は、溶解槽１１０から溶融ガラス１１４を受け入れる（この段階では図示されていない）、高温の処理エリアを有し、ここで溶融ガラス１１４から泡が除去される。清澄槽１２０は清澄器−攪拌チャンバ接続管１２５で攪拌チャンバ１３０に接続される。攪拌チャンバ１３０は攪拌チャンバ−ボウル接続管１３５でボウル１４０に接続される。ボウル１４０は下降管１４５を通して溶融ガラス１１４（図示なし）をＦＤＭ１５０内へと送出する。
【００１４】
ＦＤＭ１５０は、注入口１５５、成形槽１６０（例えば、アイソパイプ１６０）、および牽引ローラアセンブリ１６５を含む。注入口１５５は溶融ガラス１１４（図示なし）を下降管１４５から受け入れ、次いで注入口１５５から溶融ガラス１１４（図示なし）が成形槽１６０へと流れる。成形槽１６０は溶融ガラス１１４（図示なし）を受け入れる開口１６２を含み、この溶融ガラス１１４がトラフ１６４へと流れ入って溢れ出し、さらに２つの対向面１６６ａおよび１６６ｂを流れ落ちた後に底部１６８で融合して板ガラス１０９を成形する。牽引ローラアセンブリ１６５は板ガラス１０９を受け入れて、延伸された板ガラス１１１を作り出す。ＴＡＭ１７０は延伸された板ガラス１１１を受け入れて、この延伸された板ガラス１１１を独立した板ガラス１１３に分離する。
【００１５】
背景技術の項で論じたように、従来のガラス製造システム（繊維ベースガスケット１０２、１０４、１０６、および１０８を除いて、ガラス製造システム１００に類似している）は、熱電池誘導のブリスタ生成によって現在許容できないレベルの損害を被っている。この熱電池誘導のブリスタ生成は、ガラス製造用装置の連結部間で外気が侵入することにより引き起こされる。配向ブリスタは、白金製送出システムの、特に下降管１４５および／または注入口１５５付近の外側表面に外気が衝突することによって電気化学的に誘導される電池に引き起こされるものがもとになっていると最終的には確定された。この問題に対処するために、ガラス製造システム１００では繊維ベースガスケット１０２を利用し、これをカプセル１７２の開口１８２とＦＤＭ１５０の開口１８４との間の、下降管１４５が注入口１５５と連係しているエリア付近の連結部１８０に設置する（注：以下で論じるように、ガラス製造システム１００は、所望であれば追加の繊維ベースガスケット１０４、１０６、１０８を利用してもよい）。この問題が、従来のガラス製造システムの下降管１４５および注入口１５５でどのようにして発見されたか、また繊維ベースガスケット１０２を使用してこの問題がどのように解決されたかに関する詳細な論考について、図２〜４を参照して次に論じる。
【００１６】
図２を参照すると、図１に示したガラス製造システム１００の下降管１４５および注入口１５５に関連するエリアの詳細な概略図が示されている。この概略図は正確な縮尺ではなく、カプセル１７２（下降管１４５を囲むように位置している）とＦＤＭ１５０との間の連結部１８０に設置された繊維ベースガスケット１０２を含めた、下降管１４５および注入口１５５に関連するエリアの主な部分を示すために提供される。注入口１５５は断熱用耐火物および交流加熱巻線２２９に包囲され、これらもＦＤＭ１５０内に位置している。下降管１４５および注入口１５５に関連するエリアは４つの独立したゾーン２０２、２０４、２０６、および２０８を有し、これらのゾーンは、下降管１４５の外側表面２１８および注入口１５５の外側表面２２４に接触する可能性のある気体（例えば、外気）の侵入を防ぐため、シールまたは均圧のいずれかによって環境遮断されるべきである。４つのゾーン２０２、２０４、２０６、および２０８は、夫々、下降管１４５の周りに位置しているカプセル１７２、特に注入口１５５周りのＦＤＭ１５０の内部雰囲気、下降管１４５および注入口１５５（すなわち、ＦＤＭ１５０）に関連するエリアを包囲している周囲雰囲気、および繊維ベースガスケット１０２の内部のエリアを含む。実際には、これらの４つのゾーン２０２、２０４、２０６、および２０８は完全にシールされているものではなく、かつこれらはカプセル圧力Ｐ1、ＦＤＭ圧力Ｐ2、ＦＤＭエンクロージャ／周囲圧力Ｐ3、および繊維ベースガスケット１０２の内部の圧力Ｐ4を含んだ４つの異なる圧力を有し得る。圧力Ｐ1、Ｐ2、およびＰ3は測定可能であるが、圧力Ｐ4は測定されるものではなく圧力Ｐ1、Ｐ2、およびＰ3の何らかの平均である。
【００１７】
図示のように、気体（例えば、外気）はいくつかの経路２１０、２１２、および２１４からこれら４つのゾーン２０２、２０４、２０６、および２０８に漏れ入る可能性がある。特に、気体（カプセル雰囲気）は、熱電対孔２２２から経路２１０を介して、下降管１４５の外側表面２１８と耐火断熱材および巻線２２０との間の間隙２１６内へと入ってくる可能性がある。一旦この間隙２１６の中に入ると、気体は下降管１４５の外側表面２１８の周りで動き回り得る。所望であれば、熱電対孔２２２内の熱電対２２３とカプセル１７２との間に位置する空間を、繊維ベースガスケット１０２に使用されている材料と類似のまたは同一の圧縮繊維材料２２５（繊維ベースガスケット２２５）でシールしてもよい。気体が漏れ入る第２の経路２１２は、ＦＤＭ１５０内部の、注入口１５５の外側表面２２４の周りである。一例において、下降管１４５と耐火断熱材および巻線２２０との間の間隙２１６は約１／４インチ（約０．６３５ｃｍ）であり、一方注入口１５５と断熱用耐火物および交流加熱巻線２２９との間には１／８インチ（約０．３１７５ｃｍ）の間隙２２６が存在し、そして注入口１５５と環状ブロックスペーサ２３０との間には１／１６インチ（約０．１５８７ｃｍ）の間隙２２８が存在している。実際には、これらの要素はかなり大きな公差で作製され得るため、これらの間隙２１６、２２６、および２２８はこれよりもかなり大きくなる可能性もある。すなわち、気体（雰囲気）は潜在的に経路２１０および２１２を介して漏れ入って、下降管１４５および注入口１５５と接触する可能性がある。しかしながら、気体が繊維ベースガスケット１０２を通って漏れ入る可能性のある第３の経路２１４が、経路２１０および２１２に比べてより問題を有するものであり、これが本書で取り組む課題の１つである。
【００１８】
図示の繊維ベースガスケット１０２は、下降管のカプセル１７２とＦＤＭの環状ブロックスペーサ２３０との間の連結部１８０に位置している。これまで、従来のガラス製造システムでは、Unifrax I LLC社で製造されたFiberfrax Durablanket "S"の商標名で販売されている材料から作製した繊維ベースガスケットを、この連結部に使用していた（以下の表１および２参照）。Fiberfrax Durablanket "S"から作製された従来の繊維ベースガスケットの繊維の直径は２．５〜３．５μｍの範囲であり、製造者供給時のその非圧縮材料の密度は６ｌｂ／ｆｔ3（約９６．１１ｋｇ／ｍ3）であり、これを約５０％圧縮まで圧縮した。ここで、本書において圧縮とは、繊維ベースガスケットの容積を、製造者によって供給されたときの元々の容積から減少させる割合と定義する。しかしながら、従来の繊維ベースガスケットは非常に多孔質であり、圧力差が０．０１水柱インチ（２．５パスカル）を下回るときでさえ、かなりの空気をそこに透過させ得ることがプロセスエビデンス（process evidence）によって示唆された。この空気の透過によってかなりの外気が侵入し、下降管１４５や注入口１５５の周りに気体の流れが生じてこれらを冷却し、その結果、熱電池誘導のブリスタ生成に起因する許容できないレベルの損害がもたらされた。
【００１９】
さらにプロセスエビデンスによって、熱電池誘導のブリスタのレベルは、下降管１４５および注入口１５５に関連するエリア内への外気の侵入を制御することによって低減または完全に除去できる可能性があることが示された。本発明は、下降管１４５と注入口１５５との間のガスケット１０２の圧縮を増加させることによって、および／または（圧縮前の）ガスケット１０２の密度を増加させることによって、これを達成するものである。言わば、繊維ガスケット１０２が適切な密度および／または圧縮レベルを有している場合には、気体侵入に対するシールまたはバリアとして機能し得、すなわち熱電池によるブリスタ生成の主たる一因の１つに対処し得ることが見出された。特に、繊維ガスケット１０２の密度および圧縮が、単位表面積当たりの気体透過速度を２２．５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ2未満とするものである場合には、熱電池によるブリスタ生成の主たる一因の１つにこれが対処し得ることが分かった。なお、この表面積はガスケット内側の表面積に基づくものである。いかにしてこれを見出したかについては、図３〜４を参照して以下で論じる。
【００２０】
図３を参照すると、異なる密度を有する４つの例示的な繊維ベース材料３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、および３０２ｄにおけるガスケットの圧縮（％）に対するガスケットの単位面積当たりの空気透過速度（ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ2）を、圧力差５パスカルで空気の流量を変化させて、プロットしたものが示されている。空気透過速度をｙ軸上に表し、そしてガスケットの圧縮をｘ軸に表す。４つの例示的な繊維ベース材料３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、および３０２ｄの外径は４インチ（約１０．１６ｃｍ）、かつ内径は２インチ（約５．０８ｃｍ）であり、それぞれ以下のようなものである。
【００２１】
（１）繊維ベース材料３０２ａ（密度２．２ｌｂ／ｆｔ3（約３５．２４ｋｇ／ｍ3）、商標名 RSMAT-3000）
（２）繊維ベース材料３０２ｂ（密度６ｌｂ／ｆｔ3（約９６．１１ｋｇ／ｍ3）、商標名 Durablanket "S"）
（３）繊維ベース材料３０２ｃ（密度８ｌｂ／ｆｔ3（約１２８．１４ｋｇ／ｍ3）、商標名 Durablanket "S"）
（４）繊維ベース材料３０２ｄ（密度９．５ｌｂ／ｆｔ3（約１５２．１７ｋｇ／ｍ3）、商標名 SB-2000）
注：上に記載した繊維ベース材料３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、および３０２ｄの密度は、圧縮前の、製造者により供給された際の材料の密度である。
【００２２】
現在、下降管１４５と注入口１５５との間の連結部１８０をシールするために使用されているガスケットの材料は、５０％圧縮の６ｌｂ／ｆｔ3（約９６．１１ｋｇ／ｍ3）のDurablanket "S"であり、空気流４５６ｍｌ／ｍｉｎで、望ましくない空気透過速度２２．５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ2（図３の円３０４参照）となった。したがって、本発明の繊維ガスケット１０２は、２２．５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ2未満の空気透過速度をもたらす密度と圧縮とを組み合わせた任意の繊維ベース材料を含み得、ここで表面積はガスケット内側の表面積に基づくものである。結果として、繊維ガスケット１０２が含み得る繊維ベース材料の密度と圧縮との組合せは、空気透過速度を２２．５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ2未満とする多くのものとすることができる。圧縮をより高いレベルとし、および／または繊維ベース材料の密度をより高くすると、繊維ガスケット１０２を通過する気体の流れを制限するのに有利であり、かつ下降管１４５および注入口１５５での対流熱伝達や熱電池によるブリスタを低減させるのにも有利な条件となる。
【００２３】
表１および２は、図３にプロットして示したデータを生成するために実験で使用した、４つの例示的なガスケット材料３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、および３０２ｄの性質および組成を記載したものである。
【表１】
0006049130.tif 000002
【００２４】
＊「公称材料密度」とは、圧縮前の、製造者による供給時の材料密度を意味する。本書においては「圧縮」という用語を、繊維ベースガスケットの容積を、製造者によって供給されたときの元々の容積から減少させる割合と定義する。
【表２−１】
0006049130.tif 000003
【表２−２】
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【００２５】
上述した筋書では、下降管１４５と注入口１５５の付近のエリアにおける連結部１８０をシールするためのいくつかの異なる材料と方法の改善とについて論じた。ガラス製造システム１００には他にも、気体の侵入に対するシールまたはバリアとして働いて、熱電池誘導のブリスタ生成に起因する損害のレベルを低減させる、繊維ベースガスケット１０２と同種の例えば繊維ベースガスケット１０４、１０６、１０８、および２２５などを利用し得るエリアが存在する。この点に関してガラス製造システム１００は、（１）カプセル１７２の開口１８７とレベル検出用直立管１２７の開口１８８との間の連結部１８６に設置された第２繊維ベースガスケット１０４、（２）カプセル１７２の開口１９０と攪拌チャンバ１３０の上部の開口１９１との間の連結部１８９に設置された第３繊維ベースガスケット１０６、および（３）カプセル１７２の開口１９３とボウル１４０の上部の開口１９４との間の連結部１９２に設置された第４繊維ベースガスケット１０８、のうちの１以上を含み得る。同様に、ガラス製造システム１００は、カプセル１７２の熱電対孔２２２をシールする図２に示した繊維ベースガスケット２２５と同様のものを、センサや他の装置を受容するためにカプセル１７２に設けられた、または存在している、他の孔の位置でさらに使用してもよい。繊維ベースガスケット１０４、１０６、１０８、および２２５の夫々の密度および圧縮は、表面積をガスケット内側の表面積に基づくものとした場合、単位表面積当たりの気体透過速度を２２．５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ2未満とするものである。
【００２６】
繊維ベースガスケット１０２、１０４、１０６、１０８、および２２５は、単位表面積当たりの気体透過速度を、ガラス製造システム１００内でうまく機能し得る２２．５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ2未満とすることができるものであれば、多くの様々な繊維ベース材料組成、繊維直径、繊維と非繊維化材料との比率、材料の密度、および材料の圧縮を有するものとしてもよい。以下に、繊維ベースガスケット１０２、１０４、１０６、１０８、および２２５と関連付け得るような材料の性質および特性を例示的に記載する。
【００２７】
１．繊維ベースガスケット１０２、１０４、１０６、１０８、および２２５は、繊維ベースの材料を含む。
【００２８】
２．繊維ベースガスケット１０２、１０４、１０６、１０８、および２２５は、０〜１００％のシリカ、０〜１００％のアルミナ、０〜１００％のジルコニア、および種々の濃度の他の酸化物を含有している、繊維を含む。
【００２９】
３．繊維ベースガスケット１０２、１０４、１０６、１０８、および２２５は、直径０．５μｍ超の繊維を含む。
【００３０】
４．繊維ベースガスケット１０２、１０４、１０６、１０８、および２２５の最大使用温度は５００℃超である。
【００３１】
５．繊維ベースガスケット１０２、１０４、１０６、１０８、および２２５の繊維率（fiber index）は＞２０％である。繊維率とは、ショットまたは非繊維化材料を含めた材料の総重量に対する、繊維化された材料の割合（重量）である。
【００３２】
６．繊維ベースガスケット１０２、１０４、１０６、１０８、および２２５は、有機または無機結合剤を含むものでもよいし、あるいは含まないものでもよい。
【００３３】
＊ほとんどの繊維ベース材料は、ショットともよばれる非繊維化材料をある程度含んでいる。非繊維化材料は、繊維製造プロセスの副生成物である。Unifraxなどの製造者は、その製造者の材料がいくらかの量の非繊維化材料を含んでいる場合であっても、その材料を繊維から作製されていると称する。繊維ベース材料は典型的には、ほんのわずかな割合のショットしか含まないが、ショットの含有量はやや高めになる可能性がある。
【００３４】
図４Ａ〜４Ｄを参照すると、図３に示したプロット用データを生成するために用いたデータを得るのに使用した、実験装置４００の概略図および写真が示されている。この実験装置４００を使用して、例示的な繊維ベースガスケット４０２（例えば、繊維ベース材料３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、および３０２ｄ）を通る空気の透過をシミュレートした。図示のように、実験装置４００は、空気を絞り弁４０６および流量計４０８に通して供給する圧縮空気シリンダ４０４を含み、この絞り弁４０６および流量計４０８を、繊維ベースガスケット４０２を通る空気の透過速度を制御および測定するために使用した（経路４１０参照）。流量計４０８を通過すると、空気はねじ込み式フランジ４１４と閉止フランジ４１６とを有する圧力槽４１２に入った（図４Ｂ参照）。ねじ込み式フランジ４１４は４つの孔４１８（３つが示されている）を有するものであった（図４Ｂ参照）。閉止フランジ４１６は４つの孔４２０を有し、かつ、栓として機能することを意味する、先を遮るようなものであった（図４Ｃ参照）。２つのフランジ４１４および４１６を、 ４つのボルト４２２および４つのナット４２４で接続した。この構成により、流量計４０８を通って流れた全ての空気は、経路４１０を経由して繊維ベースガスケット４０２を強制的に透過することになった。圧力計４２６を、管４２７を介して圧力槽４１２のポート４２５にさらに接続した（図４Ｂおよび４Ｄ参照）。
【００３５】
以下の手順を用いて、各ガスケット材料３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、および３０２ｄをテストした。ガスケット材料３０２ａ（例えば）をドーナツ状に切断してガスケット４０２を形成し、このとき内径（例えば、２インチの内径）と外径（例えば、４インチの外径）との両方にコアドリルを使用した。ガスケット４０２をその後２つのフランジ４１４および４１６の間に設置し、フランジボルト４２２を初期間隙の位置まで締めた。この間隙は、２つのフランジ４１４および４１６の間にスペーサ４２８をいくつか設けることで設定した（図４Ａ〜４Ｃ参照）。このスペーサ４２８を使用して、繊維ベースガスケット４０２の圧縮を設定した。その後、空気を流量計４０８に流し、このとき圧力計４２６が繊維ベースガスケット４０２の上流で所望の圧力を示すまで絞り弁４０６を調節した。いくつかの空気透過速度／槽圧力測定値の組合せが得られ、このとき繊維ベースガスケット４０２を通る空気透過速度は流量計４０８を通る空気の流量に等しいものであった。このような測定値があり得たのは、空気が繊維ベースガスケット４０２のみを通って逃れ得るような漏れ止め接続を実験装置４００が有していたためである。
【００３６】
空気の透過速度とガスケットの圧縮との間の関係は、スペーサ４２８の長さと絞り弁４０６を通る気体の流量とを調節することによって得られた。圧力計４２６は、繊維ベースガスケット４０２の上流の、圧力槽４１２内の圧力を測定した。この圧力測定値は、繊維ベースガスケット４０２を横切る圧力差を与えるものであった（注：図３のデータ点は圧力差５パスカルで得られた）。その後スペーサ４２８を取り除き、より小さいスペーサ４２８を加え、さらにボルト４２２を締めることによって、２つのフランジ４１４および４１６間の間隙を狭めた。上述の手順を、いくつかの異なるサイズの間隙に対して繰り返した。この設定および手順により、いくつかの異なる材料におけるガスケットの圧縮の範囲に亘り、層圧力を一定としたときの空気透過速度の範囲が得られた。この実験装置４００を用いて作られたデータを使用して、下降管１４５および注入口１５５に関連する繊維ベースガスケット１０２に対する適切な密度および圧縮を決定した。
【００３７】
図５を参照すると、本発明の実施形態による、第１ガラス製造用装置５０６と第２ガラス製造用装置５０８との間の連結部５０４に設置された、繊維ベースガスケット５０２の概略図が示されている。繊維ベースガスケット５０２は、単位表面積当たりの気体透過速度を２２．５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ2未満として第１ガラス製造用装置内および第２ガラス製造用装置内での熱電池誘導のブリスタ生成を低減させる、密度および圧縮を有する。したがって、本発明の繊維ベースガスケットは、図１を参照して上述したガラス製造システム１００だけではなく、任意の種類のガラス溶融システムに使用することができる。
【００３８】
これまで述べたことから、本発明が、ガラス溶融システムにおいて使用するために最適化された密度および／または圧縮を有する繊維ベースガスケット１０２、１０４、１０６、１０８、および２２５に関するものであることは、当業者には明らかであろう。ガスケット材料が最適化された、またはガスケット材料の圧縮を増加させた、繊維ベースガスケット１０２、１０４、１０６、１０８、および２２５によれば、１以上のガラス溶融装置付近の空気の動きが減少し、これにより１以上のガラス溶融装置の表面上の対流熱伝達が減少する。これが最終的に１以上のガラス溶融装置の表面上の温度勾配を減少させ、すなわち熱電池誘導のブリスタの発現を低下させる。繊維ベースガスケット１０２、１０４、１０６、１０８、および２２５はいくつかの利点を有するが、そのいくつかを以下に示す。
【００３９】
・下降管１４５および注入口１５５の白金製の表面上での、気体の衝突および対流熱伝達を減少させる。
【００４０】
・ガラス溶融システムの外側表面と接触する外気の露点が低いことに起因する、水素透過によるブリスタ生成を防ぐ。
【００４１】
・下降管１４５および注入口１５５の白金製の表面上の、熱電池によるブリスタを低減する。これが最終的に、ガラスの損害低減と、製造中のガラスの選択率向上に繋がる。
【００４２】
・現存のガラス製造システムを改良して１以上の繊維ベースガスケット１０２、１０４、１０６、１０８、および２２５を組み込むための材料のコストおよび時間は、繊維ベースガスケットを設けることによるガラスの損害の削減と比較すると、むしろ小さい。
【００４３】
本発明のいくつかの実施形態について、添付の図面に示し、かつ前述の詳細な説明の中で説明してきたが、本発明は開示された実施形態に限られるものではなく、以下の請求項により明記および画成される本発明から逸脱していない、多くの再構成、改変および置換えが可能であることを理解されたい。
【符号の説明】
【００４４】
１００    ガラス製造システム
１０２、１０４、１０６、１０８、５０２    繊維ベースガスケット
１０９、１１１、１１３    板ガラス
１１０    溶解槽
１１５    溶解−清澄管
１２０    清澄槽
１２５    清澄器−攪拌チャンバ管
１２７    レベル検出用直立管
１３０    攪拌チャンバ
１３５    攪拌チャンバ−ボウル接続管
１４０    ボウル
１４５    下降管
１５０    フュージョンドロー装置
１５５    注入口
１６０    成形装置
１６５    牽引ローラアセンブリ
１７０    移動アンビル装置
１７２    カプセル
５０６、５０８    ガラス製造用装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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