(57)【要約】  ガラスシート（１５）が分離されるガラスリボン（１１）を製造するガラス製造システム（１００）における、引込ローラアセンブリ（１４０）と罫書き／分離アセンブリ（１５０）の間で使用されるアイソレータシステム（１３）が開示される。アイソレータシステム（１３）は、リボン（１１）の対向するエッジを係合して、それがアイソレータシステムを通過すると共にリボンの中心線（１８）をＳ字形状の曲がりに横行させるＳ字形状のエッジガイド（３０）を含む。アイソレータシステム（１３）は、罫書き／分離アセンブリ（１５０）によるアセンブリ（１３）下流のリボン（１１）に加えられる力の結果として、アセンブリ（１３）上流のガラスリボン（１１）における運動及び／又応力を低減する。アイソレータシステム（１３）を用いたガラスシート（１５）の製造方法とアセンブリ（１３）を用いたガラス製造システム（１００）も開示される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスを製造するシステムであって、
（ａ）  バッチ材料を溶融して溶融ガラスを形成する少なくとも１つの容器と、
（ｂ）  前記溶融ガラスを受けて中心線と２つの対向するエッジを有するガラスリボンを形成する形成槽と、
（ｃ）  実質的に鉛直方向に前記ガラスリボンを引く引込ローラアセンブリと、
（ｄ）  前記ガラスリボンを個別のシートに罫書き且つ分離する罫書き／分離アセンブリと、を含み、
前記システムは、前記引込ローラアセンブリと前記罫書き／分離アセンブリの間のアイソレータシステムであって、前記罫書き／分離アセンブリによる前記アイソレータシステム下流の前記リボンに加えられる力の結果として、前記アイソレータシステム上流の前記リボンにおける運動及び／又応力を低減する前記アイソレータシステムを有し、
前記アイソレータシステムは、前記リボンの前記２つの対向するエッジを係合して、前記リボンが前記アイソレータシステムを通過する際に前記リボンの前記中心線をＳ字形状の曲がりに横行させるＳ字形状のエッジガイドを有し、前記リボンの前記中心線は、前記リボンの前記アイソレータシステムでの進入前及び退去後において実質的に鉛直であることを特徴とするシステム。
【請求項２】
ガラスシートが分離されるガラスリボンを製造するガラス製造システムにおける引込ローラアセンブリと罫書き／分離アセンブリの間で使用されるアイソレータシステムであって、前記アイソレータシステムは、使用中、前記リボンの前記対向するエッジを係合して、それが前記アイソレータシステムを通過すると共に前記リボンの前記中心線をＳ字形状の曲がりに横行させるＳ字形状のエッジガイドを有し、且つ、前記リボンの前記中心線は、前記リボンの前記アイソレータシステムでの進入前及び退去後において実質的に鉛直であり、前記アイソレータシステムは、使用中、前記罫書き／分離アセンブリによる前記アイソレータシステム下流の前記リボンに加えられる力の結果として、前記アイソレータシステム上流の前記リボンにおける運動及び／又応力を低減することを特徴とするシステム。
【請求項３】
前記Ｓ字形状のエッジガイドの各々は複数のローラを有し、前記複数のローラの各々は前記ガラスリボンが前記ローラの表面に適合しないように十分に小さい直径を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
（ｉ）前記Ｓ字形状のエッジガイドの各々は反対方向に凹状である上側及び下側セクションを有し、（ｉｉ）前記セクションの各々は曲率半径Ｒを有し、（ｉｉｉ）前記ローラの各々はｎが５よりも大きいＲ／ｎ以下の直径を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項５】
前記Ｓ字形状のエッジガイドの各々は上側及び下側セクションを有し、前記セクションの各々は、関係をメートルで表すとき、０．３≦Ｒ≦５の関係を満たす曲率半径Ｒを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項６】
前記Ｓ字形状のエッジガイドの各々は上側及び下側セクションを有し、前記上側セクションは前記ガラスリボンのための入口を有し、前記下側セクションは前記ガラスリボンのための出口を有し、前記出口は、関係をミリメートルで表すとき、１≦Ｊ≦２５の関係を満たす距離ｊだけ前記入口から水平に変位していることを特徴とする請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項７】
前記Ｓ字形状のエッジガイドは、関係をセンチメートルで表すとき、２５≦Ｈ≦１００の関係を満たす鉛直高さＨを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項８】
ガラスシートを製造する方法であって、
（ａ）  バッチ材料を溶融して溶融ガラスを形成するステップと、
（ｂ）  前記溶融ガラスを処理して中心線と２つの対向するエッジを有するガラスリボンを形成するステップと、
（ｃ）  引込ローラアセンブリを用いて実質的に鉛直方向に前記ガラスリボンを引くステップと、
（ｄ）  前記ガラスリボンを罫書いて罫書き線を形成するステップと、
（ｅ）  前記罫書き線に沿って前記ガラスリボンからガラスシートを分離するステップと、を含み、
前記方法は、ステップ（ｄ）の前に、前記引込ローラアセンブリ下流の位置で前記ガラスリボンにＳ字形状を付与して、ステップ（ｄ）及び／又は（ｅ）の中で前記アイソレータシステム下流の前記リボンに加えられる力の結果として、前記Ｓ字形状の上流の前記リボンにおける運動及び／又応力を低減するステップを有し、前記リボンの前記中心線は、前記Ｓ字形状が前記リボンに付与される前後において実質的に鉛直であることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記Ｓ字形状を前記リボンに付与することは、関係をミリメートルで表すとき、１≦Ｊ≦２５の関係を満たす距離ｊだけ前記リボンの前記中心線を水平に変位させることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記Ｓ字形状は、関係をセンチメートルで表すとき、２５≦Ｈ≦１００の関係を満たす鉛直高さＨに亘って付与されていることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記ガラスリボンのエッジにおける厚さは２．５ミリメートル以下であり、前記Ｓ字形状を前記リボンに付与することは、前記エッジにおいて算出された最大応力３５ＭＰａ未満を生成することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記リボンの中心線に沿った前記ガラスリボンの前記厚さは０．５ミリメートル以下であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記Ｓ字形状を前記リボンに付与することは、前記リボン横断方向において前記リボンを実質的に平坦にすることであることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記罫書きと前記分離は、フラットノージングで実行されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、２０１１年９月２０日に出願された米国仮特許出願第６１／５３６，６０７号による優先権を主張する。その内容がその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、ガラスシートの製造に関し、特に、移動するガラスリボンから個別のガラスシートを分離する方法及び装置に関する。
【０００３】
定義
本開示を通して、以下の語句／用語は以下の意味／範囲を持っていなければならない。
（１）  単語「ガラス」は、ガラス及びガラスセラミックの両方を含む。
（２）  「実質的に鉛直な」という句は、完全な鉛直の±１０°以内を意味する。
（３）  「実質的に平坦」とは、完全な平坦からの最大偏差が２０ミリメートル以下であることを意味する。
【背景技術】
【０００４】
フュージョン法は、シートガラスを製造するガラス製造技術で使用される基本的な技術の１つである。例えば、Varshneya, Arun K., "Flat Glass," Fundamentals of Inorg
anic Glasses, Academic Press, Inc., Boston, 1994, Chapter 20, Section 4.2., 534-540を参照。当技術分野で公知の他の方法、例えば、フロート及びスロット・ドロー法と比較して、フュージョン法は、その表面が優れた平坦性，平滑性を有するガラスシートを生成する。その結果、フュージョン法は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのディスプレイの製造に用いられるガラス基板の製造において特に重要になってきている。
【０００５】
フュージョン法、特に、オーバーフロー・ダウンドロー・フュージョン法は、Stuart M. Dockertyに共に帰属する米国特許第３，３３８，６９６及び３，６８２，６０９号の対象である。ガラスシート１５を製造するためにフュージョン法を使用する例示的なガラス製造システム１００の概略図が図１５に示されている。図示のように、ガラス製造システム１００は、溶融槽１１０、清澄槽１１５、混合槽１２０（例えば、攪拌チャンバ１２０）、供給槽１２５（例えばボウル１２５）、フュージョン・ドロー装置（ＦＤＭ）１４１及び移動アンビル機械（ＴＡＭ）１５０を含む。
【０００６】
溶融槽１１０は、矢印１１２で示されるように、ガラスバッチ材料が導入され溶融され溶融ガラス１２６を形成する場合である。清澄槽１１５（例えば清澄管１１５）は、溶融槽１１０からの溶融ガラス１２６を受け（図中のこの時点では示されていない）気泡が溶融ガラス１２６から除去される高温処理領域を有する。清澄槽１１５は、チャンバ接続チューブ１２２を攪拌する微細化器によって混合槽１２０（例えば、攪拌チャンバ１２０）に接続され、混合容器１２０はボウル接続チューブ１２７への撹拌チャンバによって供給槽１２５に接続されている。
【０００７】
供給槽１２５は溶融ガラス１２６を下降管１３０を介してＦＤＭ１４１へ提供し、これは入口１３２、成形容器１３５（例えば、アイソパイプ１３５）及び引込ローラアセンブリ１４０を含む。図示のように、下降管１３０からの溶融ガラス１２６は流入管１３２に流入し、形成槽１３５側の開口部１３６を通って、形成槽のトラフ１３７流入する。溶融ガラスは、トラフ１３７（すなわち、それはトラフの堰を溢れ出す）の上部をオーバーフローし、根元１３９として知られている所で一緒に融合する前に、形成槽の２つの側部面１３８ａ及び１３８ｂを下に流れる。特に、この根元１３９は、形成槽の両側部１３８ａ、１３８ｂが一緒になり、溶融ガラス１２６の２つの流れが引込ローラアセンブリ１４０によって下方に引かれるガラスリボン１１を形成するために一緒になる場所である。
【０００８】
ガラスリボンは、その中央よりもそのエッジ（「縁部」）で厚くなっているので、リボンは全体のリボン方向で異なる冷却速度を示す。これらの異なる冷却速度は、順に、横断リボン方向及び下降リボン方向の両方向にリボンへの一時的な形状（例えば、弓反り）を付与する。
【０００９】
引込ローラアセンブリ１４０は、下降ガラスリボン１１（プロセスのこの時点で湾曲／弓状形状をしている）を罫書き／分離アセンブリ１５０（例えば、移動アンビル機械、以下、ＴＡＭともいう）に供給する。罫書き／分離アセンブリ１５０はそのベースにある形態において、フラットノージング装置１５２及び罫書き装置１５４を含み、これらは弓反りしたガラスリボン１１を別個のガラスシート１５に罫書き且つ分離する（図１に示すＴＡＭ１５０の拡大上面図を参照）。罫書き装置１５４は、フラットノージング装置１５２が弓反りしたガラスリボン１１と係合する後まで使用されない。「押す」として知られるプロセスでは、リボンはフラットノージング装置に係合するにつれて平坦化される傾向がある。その後、罫書き装置１５４は罫書きホイール１５６を伸張し、これがガラスリボン１１を罫書き、また、さらに多くノージングに対してリボンを押す（「しごき加工」と呼ばれるプロセス）。罫書きした後、平坦化されたガラスリボン１１は、それが元の曲面に垂直な方向に曲げられ、個々のガラスシートを作成するために分離される（図１の罫書き／分離アセンブリ１５０下のシート１５を参照）。
【００１０】
押圧、しごき加工、罫書き及び分離のプロセスは、連続リボンを移動するに当たりガラスリボン１１の運動を引き起こす。これらの運動の源は順番に、最終製品やガラスシート１５に２つの属性の問題の創造に貢献する。第１に、運動はリボン中に内部応力の変化を生成し、したがってリボンからガラスシートが切り取られ得る。第２に、より下流の運動は、リボンの粘弾性部分の形状変化を引き起こし、それにより製品に形状を「フリーズ」させ得る。応力が残るガラスシート１５は歪み／反りを生ぜしめ、応力が残るガラスシートが例えば、ディスプレイ製造業者によって小片に切断されとき、それらには歪み／反りが残り得る。ディスプレイ製造に関連する厳しい公差の観点において、このような歪み／反りを最小限にすることがガラス製造業者にとって重要な課題となっている。
【００１１】
ガラスリボン１１の運動を軽減して個々のガラスシートに罫書き／分離されている間にリボン内の内部応力の変化の生成を軽減するために、多くの技術は開発されてきた。例えば、譲受人が共通の米国特許第７８９５８６１は罫書き分離中のリボンの形状をより密接に合わせる順応ノージング装置の使用を記載し、譲受人が共通の米国特許出願公開第２００６／００４２３１４はリボンの動きを低減する様々な非接触安定化装置の使用を記載している。
【００１２】
これらのアプローチはリボン運動と罫書き／分離プロセスに起因する応力の発生に関連する問題を低減するが、ガラスリボンが薄く及び／又は広くなるにつれて、より押されて問題は解決することが更に困難になっている。従って、問題に対処するための追加の対策が必要とされている。本発明は、シート罫書き／分離プロセスを実質的にリボンの作成プロセスから分離する方法及び装置を提供し、これにより、シート罫書き／分離プロセス上のリボン運動とリボン形状の悪影響と、リボンの作成プロセス上のシート罫書き／分離プロセスグの悪影響の両方を低減する。
【発明の概要】
【００１３】
第１の局面によれば、ガラスを製造するシステム（１００）は、
（ａ）  バッチ材料を溶融して溶融ガラスを形成する少なくとも１つの容器（１１０，１１５，１２０，１２５）と、
（ｂ）  前記溶融ガラスを受けて中心線（１８）と２つの対向するエッジを有するガラスリボン（１１）を形成する形成槽（１３５）と、
（ｃ）  実質的に鉛直方向に前記ガラスリボン（１１）を引く引込ローラアセンブリ（１４０）と、
（ｄ）  前記ガラスリボン（１１）を個別のシートに罫書き且つ分離する罫書き／分離アセンブリ（１５０）と、を含み、
前記システム（１００）は、前記引込ローラアセンブリ（１４０）と前記罫書き／分離アセンブリ（１５０）の間のアイソレータシステム（１３）であって、前記罫書き／分離アセンブリ（１５０）による前記アイソレータシステム（１３）下流の前記リボン（１１）に加えられる力の結果として、前記アイソレータシステム（１３）上流の前記リボン（１１）における運動及び／又応力を低減する前記アイソレータシステムを有し、
前記アイソレータシステム（１３）は、前記リボン（１１）の前記２つの対向するエッジを係合して、前記リボンが前記アイソレータシステム（１３）を通過する際に前記リボンの前記中心線（１８）をＳ字形状の曲がりに横行させるＳ字形状のエッジガイド（３０）を有し、前記リボン（１１）の前記中心線（１８）は、前記リボンの前記アイソレータシステム（１３）での進入前及び退去後において実質的に鉛直であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の様々な局面の上記の概要及び下記で使用される参照番号は、読者の便宜のために過ぎず、意図されていない、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。より一般的には、前述の一般的説明及び以下の詳細な説明は単に本発明の例示であり、本発明の性質及び特徴を理解するための概要又は枠組みを提供することを意図していることを理解すべきである。
【００１５】
本発明の更なる特徴及び利点は以下の詳細な説明に記載され、一部はその説明から当業者又は本明細書の説明によって例示されるように、本発明を実施することによって認識されるには容易に明らかであろう。添付の図面は、本発明の更なる理解を提供するために含まれ、かつ本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。これは、以下の追加の局面によって例示されるように、本明細書及び図面に開示される本発明の様々な特徴は、任意及び全ての組み合わせにおいて使用できると理解すべきである。
【００１６】
第２の局面によれば、第１の局面のガラス製造システムにおいて、前記Ｓ字形状のエッジガイドの各々は複数のローラを有し、前記複数のローラの各々は前記ガラスリボンが前記ローラの表面に適合しないように十分に小さい直径を有する。
【００１７】
第３の局面によれば、第２の局面のガラス製造システムにおいて、（ｉ）前記Ｓ字形状のエッジガイドの各々は反対方向に凹状である上側及び下側セクションを有し、（ｉｉ）前記セクションの各々は曲率半径Ｒを有し、（ｉｉｉ）前記ローラの各々はｎが５よりも大きいＲ／ｎ以下の直径を有する。
【００１８】
第４の局面によれば、第１〜３の局面のいずれかのガラス製造システムにおいて、前記Ｓ字形状のエッジガイドの各々は上側及び下側セクションを有し、前記セクションの各々は、関係をメートルで表すとき、０．３≦Ｒ≦５の関係を満たす曲率半径Ｒを有する。
【００１９】
第５の局面によれば、第１〜４の局面のいずれかのガラス製造システムにおいて、前記Ｓ字形状のエッジガイドの各々は上側及び下側セクションを有し、前記上側セクションは前記ガラスリボンのための入口を有し、前記下側セクションは前記ガラスリボンのための出口を有し、前記出口は、関係をミリメートルで表すとき、１≦Ｊ≦２５の関係を満たす距離ｊだけ前記入口から水平に変位している。
【００２０】
第６の局面によれば、第１〜５の局面のいずれかのガラス製造システムにおいて、前記Ｓ字形状のエッジガイドは、関係をセンチメートルで表すとき、２５≦Ｈ≦１００の関係を満たす鉛直高さＨを有する。
【００２１】
第７の局面によれば、ガラスシート（１５）が分離されるガラスリボン（１１）を製造するガラス製造システム（１００）における引込ローラアセンブリ（１４０）と罫書き／分離アセンブリ（１５０）の間で使用されるアイソレータシステム（１３）が提供され、前記アイソレータシステム（１３）は、使用中、前記リボン（１１）の前記対向するエッジを係合して、それが前記アイソレータシステム（１３）を通過すると共に前記リボンの前記中心線（１８）をＳ字形状の曲がりに横行させるＳ字形状のエッジガイド（３０）を有し、且つ、前記リボンの前記中心線（１８）は、前記リボンの前記アイソレータシステム（１３）での進入前及び退去後において実質的に鉛直であり、前記アイソレータシステム（１３）は、使用中、前記罫書き／分離アセンブリ（１５０）による前記アイソレータシステム（１３）下流の前記リボン（１１）に加えられる力の結果として、前記アイソレータシステム（１３）上流の前記リボン（１１）における運動及び／又応力を低減することを特徴とする。
【００２２】
第８の局面によれば、第７の局面のアイソレータシステムにおいて、前記Ｓ字形状のエッジガイドの各々は複数のローラを有し、前記複数のローラの各々は前記ガラスリボンが前記ローラの表面に適合しないように十分に小さい直径を有する。
【００２３】
第９の局面によれば、第８の局面のアイソレータシステムにおいて、（ｉ）前記Ｓ字形状のエッジガイドの各々は反対方向に凹状である上側及び下側セクションを有し、（ｉｉ）前記セクションの各々は曲率半径Ｒを有し、（ｉｉｉ）前記ローラの各々はｎが５よりも大きいＲ／ｎ以下の直径を有する。
【００２４】
第１０の局面によれば、第７〜９の局面のいずれかのアイソレータシステムにおいて、前記Ｓ字形状のエッジガイドの各々は上側及び下側セクションを有し、前記セクションの各々は、関係をメートルで表すとき、０．３≦Ｒ≦５の関係を満たす曲率半径Ｒを有する。
【００２５】
第１１の局面によれば、第７〜１０の局面のいずれかのアイソレータシステムにおいて、前記Ｓ字形状のエッジガイドの各々は上側及び下側セクションを有し、前記上側セクションは前記ガラスリボンのための入口を有し、前記下側セクションは前記ガラスリボンのための出口を有し、前記出口は、関係をミリメートルで表すとき、１≦Ｊ≦２５の関係を満たす距離ｊだけ前記入口から水平に変位している。
【００２６】
第１２の局面によれば、第７〜１０の局面のいずれかのアイソレータシステムにおいて、前記Ｓ字形状のエッジガイドは、関係をセンチメートルで表すとき、２５≦Ｈ≦１００の関係を満たす鉛直高さＨを有する。
【００２７】
第１３の局面によれば、ガラスシートを製造する方法は、
（ａ）  バッチ材料を溶融して溶融ガラスを形成するステップと、
（ｂ）  前記溶融ガラスを処理して中心線（１８）と２つの対向するエッジを有するガラスリボン（１１）を形成するステップと、
（ｃ）  引込ローラアセンブリ（１４０）を用いて実質的に鉛直方向に前記ガラスリボン（１１）を引くステップと、
（ｄ）  前記ガラスリボン（１１）を罫書いて罫書き線を形成するステップと、
（ｅ）  前記罫書き線に沿って前記ガラスリボン（１１）からガラスシート（１５）を分離するステップと、を含み、
前記方法は、ステップ（ｄ）の前に、前記引込ローラアセンブリ下流の位置で前記ガラスリボン（１１）にＳ字形状を付与して、ステップ（ｄ）及び／又は（ｅ）の中で前記アイソレータシステム（１４０）下流の前記リボン（１１）に加えられる力の結果として、前記Ｓ字形状の上流の前記リボン（１１）における運動及び／又応力を低減するステップを有し、前記リボン（１１）の前記中心線（１８）は、前記Ｓ字形状が前記リボン（１１）へ付与される前後において実質的に鉛直であることを特徴とする。
【００２８】
第１４の局面によれば、第１３の局面の方法において、前記Ｓ字形状を前記リボンに付与することは、関係をミリメートルで表すとき、１≦Ｊ≦２５の関係を満たす距離ｊだけ前記リボンの前記中心線を水平に変位させる。
【００２９】
第１５の局面によれば、第１３又は１４の局面の方法において、前記Ｓ字形状は、関係をセンチメートルで表すとき、２５≦Ｈ≦１００の関係を満たす鉛直高さＨに亘って付与されている。
【００３０】
第１６の局面によれば、第１３〜１５の局面のいずれかの方法において、前記ガラスリボンのエッジにおける厚さは２．５ミリメートル以下であり、前記Ｓ字形状を前記リボンに付与することは、前記エッジにおいて算出された最大応力３５ＭＰａ未満を生成する。
【００３１】
第１７の局面によれば、第１３〜１６の局面のいずれかの方法において、前記リボンの中心線に沿った前記ガラスリボンの前記厚さは０．５ミリメートル以下である。
【００３２】
第１８の局面によれば、第１３〜１７の局面のいずれかの方法において、前記Ｓ字形状を前記リボンに付与することは、前記リボン横断方向において前記リボンを実質的に平坦にすることである。
【００３３】
第１９の局面によれば、第１３〜１８の局面のいずれかの方法において、前記罫書きと前記分離は、フラットノージング装置で実行される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、フュージョン法を用いる例示的な従来技術のガラス製造システムの概略図である。
【図２】図２は、０．７ｍｍの厚さ及びサイクル時間の関数としてリボン運動（リボンの位置）上での標準シート罫書き／分離サイクルの効果を示すグラフである。
【図３】図３は、０．５ｍｍの厚さ及びサイクル時間の関数としてリボン運動（リボンの位置）上での標準シート罫書き／分離サイクルの効果を示すグラフである。
【図４】図４は、０．４ｍｍの厚さ及びサイクル時間の関数としてリボン運動（リボンの位置）上での標準シート罫書き／分離サイクルの効果を示すグラフである。
【図５】図５は、本発明の図１の例示的なガラス製造システムにおけるアイソレータシステムの例示的な実施例の使用を示す概略図である。
【図６】図６は、本発明のアイソレータシステムを通過した結果として、その中に例示的なＳ字形状の領域を有するガラスリボンを示す概略図である。
【図７】図７は、本発明のアイソレータシステムの例示的な実施例のＳ字形状のエッジガイドの概略側面図である。
【図８】図８は、本発明のアイソレータシステムの更なる例示的な実施例のＳ字形状のエッジガイドの概略側面図である。
【図９】図９は、本発明のアイソレータシステムの例示的な実施例のエッジガイドの代表的なパラメータを示す概略側面図である。
【図１０】図１０は、０．５から３．０ミリメートルの範囲の厚さに対してフィート（３０．４８ｃｍ）での曲げ半径（縦軸）の関数としての、ガラスリボンの最も厚い部分、例えば、リボンの縁部で計算されたｐｓｉでの最大曲げ応力（横軸）を示すプロットを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図２〜４は、ガラスリボンの厚さ、すなわち、大きなリボン運動の減少によってもたらされる重要な課題の１つを示す。特に、これらの図は、分離サイクル（単一シートサイクル）にわたってノージング対時間（横軸）でのガラスリボン（縦軸）の中心位置をプロットしている。３枚のガラスの厚さ、すなわち、標準の厚さ０．７ｍｍ（図２）と、２つの薄い厚さ、すなわち、０．５ｍｍ（図３）及び０．４ｍｍ（図４）が図示されている。これらの図の水平グリッド線は１０ｍｍの間隔を有する。
【００３６】
明らかなように、厚さが減少するにつれて、運動の振幅は実質的に増加する。図２〜図４に示されるように、厚さが減少するにつれて分離サイクルがより短くなる、これは、各ガラスシートが少ないガラスを含むからである。より短い分離サイクルは、さらに運動の問題を悪化させる、これは、任意の所与のサイクル中に運動が減衰するにはあまり時間がないからである。よって、標準的な厚さの製品が十分に長いサイクル時間とリボン剛性を持たせて、次のサイクルに先立って実質的に摂動が減衰することを許すと同時に、より薄い製品（すなわち、０．５ｍｍ以下の厚さを有する製品）に関連したより速く引く速度及びより短いサイクル時間は１つのサイクルから次へとリボン運動の伝播をもたらす結果となり、手に負えないプロセスのリスクにつながる。
【００３７】
ガラスリボンをその作成中に安定させるためには、その移動方向を横切る弓状形状（図１の拡大図のリボン１１の曲率を参照）をリボンに付与することが望ましい。この弓状に反らすことは、凹状構成（「弓状ポップ」と呼ばれる）からのリボンの折れを避けるために十分な大きさである必要がある。
【００３８】
ガラスリボンが薄くなり硬さが低下すると、弓状ポップを回避するために曲率を増加させる必要がある。しかし、曲率が大きくなると、リボンがノージングに対してしごき加工／押し付けされる間に割れる確率が増加する。このため、薄く低剛性の大型基板上のリボン罫書き／分離プロセスウィンドウは、一方において、弓状ポップを最小化するための大きな弓反りの必要性によって、他方において、大きすぎる弓反りが分離中のクラックアウトを引き起こす事実によって、制限されている。
【００３９】
弓反り、弓状ポップ及びクラックアウトの３つは、リボンを作成中に安定させる必要性とリボンから個別のガラスシートを首尾よく効率的に分離する必要性とが調和するように作用させる考察をもたらす。プロセスに影響を与える他の要因としては、以下のものが含まれる。
【００４０】
（１）  印加張力−−これはノージングに対してリボンの完全な平坦化を達成しないが、真空（吸引）カップによって加えられるいくつかの横張力が、平坦化リボンを支援するため罫書き前にしばしば使用される。低剛性リボン用に弓反りの大きさを増加させるにつれて、真空の達成及び張力がより困難になる。
【００４１】
（２）  罫書き−−しごき加工プロセスは、ノージングに付与される張力工程の後に残る任意の弓反りを押し出すが、しかし、張力が印加された後に残る形状は、時々、しごき加工プロセスがノージングの端のリボンの形状にフリップを引き起こす波のようにそってその形状を押し出すように十分に大きくなる。
【００４２】
（３）  曲げ−−しごき加工後、まだ、ノージングに対するいくつかの弓反りがしばしば残り、そして、分離を達成するために使用される曲げ加工は、ノージングに対してこの弓反りを強制的に平坦化する。この平坦化により生まれる鉛直形状成分は、ＴＡＭ上のシートの安定性を害することもある。
【００４３】
（４）  折れ−−分離されたシートがリボンから折れて離れる際に、リボンの弓反りは戻り、ノージングへ跳ね返る。リボンのエッジ（縁部）は、折れている間に弓ポップのリスクを軽減するために所定の位置に保持することができるが、エッジは最終的にノージングが後退できるように解放される必要がある。
【００４４】
（５）  ノージング後退−−個々のシートが分離され、リボンは短くなり、ノージングが後退するので、全体のリボンはその開始の位置（短いリボン）に移動し、全リボンと短いリボンの位置は、リボンの長さ、重量及び二次元温度分布に起因して異なるものとなる。
【００４５】
（６）  シートの成長−−リボンは長さで成長し二次元温度分布が変化すると、リボンの弓反り及びその引く長さに沿った位置が移動する。
【００４６】
本発明によれば、リボン形状やリボン運動の問題の多くが発生することが認識される。なぜならば、安定性のために弓反りとなったリボンの必要性と分離プロセス（罫書き、曲げ、折れ）のための平坦リボンの必要性との間がつながっていないからである。歴史的アプローチでは、ボトム・オブ・ドロー（ＢＯＤ）サイクル（すなわち、リボン成長、ノージング後退、風の流れを発生できるコンベヤへシート搬送）において小さな変化を弓状ポップのリスクに加えるので、プロセス安定性を維持しつつ平坦リボンを提示することは困難であることが証明されている。
【００４７】
本発明によれば、安定性と分離の間のこの根本的な競合は、下リボンを上リボンから分離することによって対処される。具体的には、図５に模式的に示すように、アイソレータシステム１３は、引込ローラアセンブリ１４０及び罫書き／分離アセンブリ１５０の間に導入され、ＢＯＤリボンの相互作用から上部リボンを実質的に分離する。
【００４８】
実施例では、アイソレータシステム１３は、実質的な鉛直リボンを供給されることによって連続平坦リボンを罫書き／分離アセンブリ１５０（例えば、ＴＡＭノージング）に供給する。この時、鉛直リボンは引込ローラアセンブリによって供給され、カテナリーアークを通して一方の水平方向に、続いて、カテナリーアークによって反対の水平方向にて軽い押圧を受けて（すなわち、揺れて通過し）進行し、リボンは、アイソレータを出た後、実質的に鉛直な面内で移動し続ける。この方法において、リボンが罫書き／分離アセンブリ（例えば、ＴＡＭ機器）に到達したとき、リボンは前に有していたように（すなわち、実質的に鉛直に）移動しているが、これは、既存の機器にアイソレータを後付けする上で重要な利点である。また、「Ｓ屈曲」は、罫書き／分離アセンブリ（アセンブリ内のリボンに望ましい構成）にてリボンを強制的に平坦化することができる。また、「Ｓ屈曲」は、実質的に弾性的に振舞うようにリボンが十分に冷却されるＦＤＭの下流のＢＯＤ分離運動の影響を制限することができる。このように、ＢＯＤ運動の結果として、リボンにおける望ましくない内部応力の発生を低減することができる。
【００４９】
図６は、本発明に従ってＳ屈曲が施されたガラスリボン１１を示している。図示のように、リボンは実質的に鉛直部１１ａ、１１ｃで上下が囲まれたＳ屈曲部１１ｂを有している。鉛直部１１ａ及び１１ｃは両方とも実質的に鉛直であるが、Ｓ屈曲のために、それらが同一平面内にではなく、すなわち鉛直部１１ｃは、図６では鉛直部１１ａに関して前方に軽く押され揺れている。所望であれば、反対方向に軽く押され揺れてもよく、すなわち鉛直部１１ｃが鉛直部１１ａに関して後方に対して揺れてもよい。参考のために、ノージングライン１７は、図６に示されている。図６では一定の縮尺で描かれていないが、実際には、図６に示すように、ノージングライン１７は、罫書き及び分離工程中にＳ屈曲でリボンに与えられた剛性を活用するために、Ｓ屈曲部１１ｂの比較的近くに配置される。
【００５０】
上述のリボンの安定性と分離プロセスに影響を与える様々な要因の面では、「Ｓ屈曲」を含むアイソレータは、様々な実施例において、次のような利点を提供することができる。
【００５１】
（ａ）リボンの弓反り−−弓反りは、もはや罫書き／分離アセンブリ（例えば、ＴＡＭ）でリボンの安定のために必要とされない。従って、弓反りは、引き領域の底部の下で起こる分離作用に関してリボンの分離を提供する「Ｓ屈曲」による作成プロセス中にてリボンの安定性のためのＳ屈曲の上方で管理することができる。
【００５２】
（ｂ）印加張力−−依然と所望の程度まで、例えば、非常に幅の広いリボンのために、印加張力が平坦化されたリボンに付与され、これが張力の有効性を改善し、プロセス変化に印加された張力の変動を低減することができる。
【００５３】
（ｃ）罫書き、曲げ、折れ−−これらのステップは平坦化リボンで発生する可能性があり、ステップの有効性を高め、ばらつきを減らすことができる。
【００５４】
（ｄ）シート成長及びノージング後退−−プロセスの最初から最後までのシート重量デルタ及び熱パターンは依然として起こるけれども、「Ｓ屈曲」が提供する分離は、成形ゾーンでのこれらの変化の悪影響を低減することができ、及び／又は、少なくともサイクルからサイクルまでの重量デルタをより一定にする効果をもたらす。
【００５５】
リボンの中央部が分離したガラスシートの品質部分となる故に、Ｓ屈曲は、リボンの中心（品質）ではなく、エッジに接触するエッジガイドの使用によって達成される。図７は、反対方向に凹状の上側及び下側セクションからなるＳ字形状を有するチャネルの形態のエッジガイド３０を示し、一方、図８は、エッジガイドでリボンに適用される引きずり量を減らすためのローラ３３を搭載したエッジガイドを示している。
【００５６】
ローラを使用する場合、ローラの数（ｎ）は、面接触とは対照的に、ガラスリボンがリボン横断方向でローラとライン接触するように選択され、すなわち、個々のローラにリボンが実質的に巻かれることを回避するのに十分な接線ポイント（接線）があるように選択される。別の方法を見ると、ローラの数（ｎ）は、低剛性のリボンがローラの半径に適合するとは違ってローラの表面に乗るように、各ローラが十分に小さい直径を有するように、選択される。そのような構成は、安全な動作レベルを超えるガラス内の曲げ応力が発生することがある故に（下記図１０の説明を参照）望ましくない。実施例において、Ｓ屈曲は２つの円弧からなり、各々が半径Ｒであり（すぐ下の図９の説明を参照）、ローラの直径は、例えば、ｎが５以上であるＲ／ｎとすることができる。
【００５７】
図９は、その前面から背面への深さＪである軽い押圧による揺れを生成するように設計されたエッジガイドのための代表的なパラメータを示す概略図である。Ｊが比較的小さく、さらに該揺れが等しい半径Ｒの２つの円弧（２つのカテナリー）から構成されていると仮定していると、全体的な機器のエッジガイド（ＨEquipment）の長さはピタゴラスの定理から以下のように推定することができる。
【００５８】
【数１】
2014530165.tif 000003
【００５９】
実際には、Ｈ及びＪは相反する要求を満たすために選択され、一方では、分離／罫書きアセンブリでのリボン横断弓反りを削減し、ＦＤＭマシンからそのアセンブリを分離するように、他方では、実質的に一定の延伸の全長を保持するか、少なくとも、過度の延伸長さを増加させないように選択される。また、Ｒは、リボンのエッジがＳ屈曲を通過するリボンのエッジに過大な応力を生成しないように十分な大きさである必要がある。
【００６０】
エッジ応力の推定値は、シートの厚さ（Ｔ）と曲率半径（Ｒ）の関数としてシートの曲げ応力（σ）のためＲｏａｒｋの式を用いて求めることができる。
【００６１】
【数２】
2014530165.tif 000004
【００６２】
図１０はＥｑ．（２）をプロットし、リボン両端（すなわち、リボン本体及び／又はケースとしての縁部でもよい）の最大厚さ０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ及び３．０ｍｍに対して（図１０の底から一番上までの曲線）示す。これらの曲線から分かるように、所与の最大応力レベルに対して、より小さな曲げ半径は、より小さい最大厚さもので使用することができる。一般的に言えば、ディスプレイ用途に用いられるガラスのタイプの安全な最大曲げ応力は、３０００〜５０００ｐｓｉ（２０〜３５ＭＰａ）オーダーであり、よって、図１０の最大厚さあっても最大１５フィート（４．５メートル）の保守的な曲率半径をなす。表１は、Ｅｑ．（１）を評価すもので、Ｒ＝１５フィート（４．５メートル）且つ０．２５、０．５０及び１．００インチ（０．６、１．３、及び２．５センチメートル）の水平方向の揺れである。表２は、Ｒ＝１０フィート（３．０メートル）に対応する値を示し、これは２．０ミリメートル以下の最大厚さを有するリボンのための保守的な半径である。これらの表が示すように、引込ローラアセンブリと罫書き／分離アセンブリの間のＳ屈曲の組み込みは、比較的短い機器の長さを有するエッジガイドで達成することができる。より小さな最大リボンの厚さのため、Ｒは、実質的に、例えば、できるだけ小さい３．０メートル以下、例えば、０．３メートルに減少させることができることに留意されたい。
【００６３】
表１及び表２に示すように、装置の長さが増加するほど、揺れのサイズが大きくなる。一般に、罫書き／分離アセンブリ（例えば、アセンブリなどのノージング）において実質的な平坦度を達成するために必要な揺れの大きさは、ガラスの厚さの減少に伴って増加する。実際には、本発明の任意の特定の用途に適した揺れのサイズは、容易に経験的及び／又はモデリングにより当業者によって決定することができ、例えば、ガラスリボンの応力をそれがＳ屈曲を通過するようにして有限要素モデリングよって決定することができる。
【００６４】
本発明の範囲及び精神から逸脱しない種々の変形は、前述の開示から当業者には明らかであろう。例えば、本発明は、フュージョン法に関して説明し図示したが、それはまた、形成槽で溶融ガラスが流れるアイソパイプよりもむしろ、溶融ガラスが通過して引かれるスロットを含むようなスロット・ドロー法などの他のダウンドロー法に適用され得る。以下の特許請求の範囲は、特定の本明細書に記載の実施形態と同様に修正、変形及び上記及び他の種類のこれらの実施形態の等価物を包含することを意図している。
【００６５】
【表１】
2014530165.tif 000005
【００６６】
【表２】
2014530165.tif 000006
【図１】
2014530165.tif 000007
【図２】
2014530165.tif 000008
【図３】
2014530165.tif 000009
【図４】
2014530165.tif 000010
【図５】
2014530165.tif 000011
【図６】
2014530165.tif 000012
【図７】
2014530165.tif 000013
【図８】
2014530165.tif 000014
【図９】
2014530165.tif 000015
【図１０】
2014530165.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月26日(2014.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスを製造するシステムであって、
（ａ）  バッチ材料を溶融して溶融ガラスを形成する少なくとも１つの容器と、
（ｂ）  前記溶融ガラスを受けて中心線と２つの対向するエッジを有するガラスリボンを形成する形成槽と、
（ｃ）  実質的に鉛直方向に前記ガラスリボンを引く引込ローラアセンブリと、
（ｄ）  前記ガラスリボンを個別のシートに罫書き且つ分離する罫書き／分離アセンブリと、を含み、
前記システムは、前記引込ローラアセンブリと前記罫書き／分離アセンブリの間のアイソレータシステムであって、前記罫書き／分離アセンブリによる前記アイソレータシステム下流の前記リボンに加えられる力の結果として、前記アイソレータシステム上流の前記リボンにおける運動及び／又応力を低減する前記アイソレータシステムを有し、
前記アイソレータシステムは、前記リボンの前記２つの対向するエッジを係合して、前記リボンが前記アイソレータシステムを通過する際に前記リボンの前記中心線をＳ字形状の曲がりに横行させるＳ字形状のエッジガイドを有し、前記リボンの前記中心線は、前記リボンの前記アイソレータシステムでの進入前及び退去後において実質的に鉛直であることを特徴とするシステム。
【請求項２】
ガラスシートが分離されるガラスリボンを製造するガラス製造システムにおける引込ローラアセンブリと罫書き／分離アセンブリの間で使用されるアイソレータシステムであって、前記アイソレータシステムは、使用中、前記リボンの前記対向するエッジを係合して、それが前記アイソレータシステムを通過すると共に前記リボンの前記中心線をＳ字形状の曲がりに横行させるＳ字形状のエッジガイドを有し、且つ、前記リボンの前記中心線は、前記リボンの前記アイソレータシステムでの進入前及び退去後において実質的に鉛直であり、前記アイソレータシステムは、使用中、前記罫書き／分離アセンブリによる前記アイソレータシステム下流の前記リボンに加えられる力の結果として、前記アイソレータシステム上流の前記リボンにおける運動及び／又応力を低減することを特徴とするシステム。
【請求項３】
前記Ｓ字形状のエッジガイドの各々は複数のローラを有し、前記複数のローラの各々は前記ガラスリボンが前記ローラの表面に適合しないように十分に小さい直径を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
（ｉ）前記Ｓ字形状のエッジガイドの各々は反対方向に凹状である上側及び下側セクションを有し、（ｉｉ）前記セクションの各々は曲率半径Ｒを有し、（ｉｉｉ）前記ローラの各々はｎが５よりも大きいＲ／ｎ以下の直径を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のシステム。
【請求項５】
前記Ｓ字形状のエッジガイドの各々は上側及び下側セクションを有し、前記セクションの各々は、関係をメートルで表すとき、０．３≦Ｒ≦５の関係を満たす曲率半径Ｒを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載のシステム。
【請求項６】
前記Ｓ字形状のエッジガイドの各々は上側及び下側セクションを有し、前記上側セクションは前記ガラスリボンのための入口を有し、前記下側セクションは前記ガラスリボンのための出口を有し、前記出口は、関係をミリメートルで表すとき、１≦Ｊ≦２５の関係を満たす距離ｊだけ前記入口から水平に変位していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載のシステム。
【請求項７】
前記Ｓ字形状のエッジガイドは、関係をセンチメートルで表すとき、２５≦Ｈ≦１００の関係を満たす鉛直高さＨを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載のシステム。
【請求項８】
ガラスシートを製造する方法であって、
（ａ）  バッチ材料を溶融して溶融ガラスを形成するステップと、
（ｂ）  前記溶融ガラスを処理して中心線と２つの対向するエッジを有するガラスリボンを形成するステップと、
（ｃ）  引込ローラアセンブリを用いて実質的に鉛直方向に前記ガラスリボンを引くステップと、
（ｄ）  前記ガラスリボンを罫書いて罫書き線を形成するステップと、
（ｅ）  前記罫書き線に沿って前記ガラスリボンからガラスシートを分離するステップと、を含み、
前記方法は、ステップ（ｄ）の前に、前記引込ローラアセンブリ下流の位置で前記ガラスリボンにＳ字形状を付与して、ステップ（ｄ）及び／又は（ｅ）の中で前記アイソレータシステム下流の前記リボンに加えられる力の結果として、前記Ｓ字形状の上流の前記リボンにおける運動及び／又応力を低減するステップを有し、前記リボンの前記中心線は、前記Ｓ字形状が前記リボンに付与される前後において実質的に鉛直であることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記Ｓ字形状を前記リボンに付与することは、関係をミリメートルで表すとき、１≦Ｊ≦２５の関係を満たす距離ｊだけ前記リボンの前記中心線を水平に変位させることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記Ｓ字形状は、関係をセンチメートルで表すとき、２５≦Ｈ≦１００の関係を満たす鉛直高さＨに亘って付与されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ガラスリボンのエッジにおける厚さは２．５ミリメートル以下であり、前記Ｓ字形状を前記リボンに付与することは、前記エッジにおいて算出された最大応力３５ＭＰａ未満を生成することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１に記載の方法。
【請求項１２】
前記リボンの中心線に沿った前記ガラスリボンの前記厚さは０．５ミリメートル以下であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１に記載の方法。
【請求項１３】
前記Ｓ字形状を前記リボンに付与することは、前記リボン横断方向において前記リボンを実質的に平坦にすることであることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１に記載の方法。
【請求項１４】
前記罫書きと前記分離は、フラットノージングで実行されることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１に記載の方法。
【国際調査報告】
2014530165.tif 000017
2014530165.tif 000018