(57)【要約】ガラス物品を製造するための方法および装置は、遷移領域を通して帯状ガラスを流す工程と、遷移領域に収容された加熱機構を用いて帯状ガラスを加熱する工程と、遷移領域に収容された冷却機構を用いて帯状ガラスを冷却する工程であって、冷却機構が加熱機構と帯状ガラスとの間に延在する、工程と、冷却機構と帯状ガラスの第１のビード領域および第２のビード領域のうちの少なくとも一方との間に延在する遮蔽機構を用いて帯状ガラスを遮蔽する工程とを含む。
2020502033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス物品を製造するための装置であって、
帯状ガラスを収容するよう構成された遷移領域を含み、
前記帯状ガラスが、第１の縁部と、幅方向において前記帯状ガラスの前記第１の縁部とは反対側にある第２の縁部と、前記幅方向において前記第１の縁部と前記第２の縁部との間に延在する中心領域と、前記幅方向において前記第１の縁部と前記中心領域との間に延在する第１のビード領域と、前記幅方向において前記第２の縁部と前記中心領域との間に延在する第２のビード領域とを含み、
前記遷移領域が、
熱源からの熱を前記帯状ガラスに加えるよう構成された加熱機構と、
前記加熱機構と前記帯状ガラスとの間に延在するよう構成された冷却機構と、
前記冷却機構と前記帯状ガラスの前記第１のビード領域および前記第２のビード領域のうちの少なくとも一方との間に延在するよう構成された遮蔽機構と
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記冷却機構が、冷却流体が通って流れる導管を含む、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記冷却流体が液体を含む、請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記加熱機構が、複数の独立して制御可能な加熱ゾーンを含む、請求項１〜３のいずれか一項記載の装置。
【請求項５】
前記遮蔽機構が加熱機構を含む、請求項１〜４のいずれか一項記載の装置。
【請求項６】
前記遮蔽機構が取り外し可能かつ再取り付け可能である、請求項１〜５のいずれか一項記載の装置。
【請求項７】
前記冷却機構が少なくとも第１の位置と第２の位置との間において可動であり、前記第１の位置が前記第２の位置よりも前記帯状ガラスに近くなるよう構成された、請求項１〜６のいずれか一項記載の装置。
【請求項８】
ガラス物品を製造するための方法において、
遷移領域を通して帯状ガラスを流す工程であって、前記帯状ガラスが、第１の縁部と、幅方向において前記帯状ガラスの前記第１の縁部とは反対側にある第２の縁部と、前記幅方向において前記第１の縁部と前記第２の縁部との間に延在する中心領域と、前記幅方向において前記第１の縁部と前記中心領域との間に延在する第１のビード領域と、前記幅方向において前記第２の縁部と前記中心領域との間に延在する第２のビード領域とを含む、工程と、
前記遷移領域に収容された加熱機構を用いて前記帯状ガラスを加熱する工程と、
前記遷移領域に収容された冷却機構を用いて前記帯状ガラスを冷却する工程であって、前記冷却機構が、前記加熱機構と前記帯状ガラスとの間に延在する、工程と、
前記冷却機構と前記帯状ガラスの前記第１のビード領域および前記第２のビード領域のうちの少なくとも一方との間に延在する遮蔽機構を用いて前記帯状ガラスを遮蔽する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記冷却機構が、冷却流体が通って流れる導管を含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記冷却流体が液体を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記加熱機構が、複数の独立して制御可能な加熱ゾーンを含む、請求項８〜１０のいずれか一項記載の方法。
【請求項１２】
前記遮蔽機構が加熱機構を含む、請求項８〜１１のいずれか一項記載の方法。
【請求項１３】
前記遮蔽機構が取り外し可能かつ再取り付け可能である、請求項８〜１２のいずれか一項記載の方法。
【請求項１４】
前記冷却機構が少なくとも第１の位置と第２の位置との間において可動であり、前記第１の位置が前記第２の位置よりも前記帯状ガラスに近い、請求項８〜１３のいずれか一項記載の方法。
【請求項１５】
請求項８〜１４のいずれか一項記載の方法によって製造されたガラス物品。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、合衆国法典第３５巻第１１９条に基づき、２０１６年１２月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／４３７，２５６号による優先権を主張するものであり、その内容に依拠すると共に、その全体を参照して本明細書に組み込む。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、一般的に、ガラス物品を製造するための方法および装置に関し、より具体的には、ガラス物品の製造における帯状ガラスの冷却の管理の改善を提供する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
例えば、テレビおよび携帯型装置（例えば、携帯電話およびタブレット等）を含むディスプレイ用途のためのガラスシート等のガラス物品の製造において、ガラス物品は、筐体を通って連続的に流れる帯状ガラスから製造され得る。筐体は、遷移領域を含み得るものであり、新たに形成された帯状ガラスは、熱伝達の主要な形態である放射によって冷却される。帯状ガラスからの放射熱伝達の量は、部分的には、帯状ガラスの放射率の関数であり（他の全ての条件が同じである場合）、帯状ガラスのより厚い領域は、より薄い領域よりも多くの熱を放射する。これにより、より厚い領域が、より薄い領域よりも速く冷却することとなり、これにより、より厚い領域が、帯状ガラスの他の領域との面の外において硬化し得ることとなり、これにより、帯状ガラスが冷却し続けるにつれて、シートの破損等の望ましくない影響を生じる可能性がある。従って、このような条件下では、帯状ガラスの厚さの違いを考慮しつつ、より均一な熱伝達を可能にすることが望ましい。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書に開示されている実施形態は、ガラス物品を製造するための装置を含む。この装置は、帯状ガラスを収容するよう構成された遷移領域を含む。帯状ガラスは、第１の縁部と、幅方向において帯状ガラスの第１の縁部とは反対側にある第２の縁部と、幅方向において第１の縁部と第２の縁部との間に延在する中心領域と、幅方向において第１の縁部と中心領域との間に延在する第１のビード領域と、幅方向において第２の縁部と中心領域との間に延在する第２のビード領域とを含む。遷移領域は、熱源からの熱を帯状ガラスに加えるよう構成された加熱機構を含む。遷移領域は、加熱機構と帯状ガラスとの間に延在するよう構成された冷却機構も含む。更に、遷移領域は、冷却機構と帯状ガラスの第１のビード領域および第２のビード領域のうちの少なくとも一方との間に延在するよう構成された遮蔽機構を含む。
【０００５】
本明細書に開示されている実施形態は、ガラス物品を製造するための方法も含む。この方法は、遷移領域を通して帯状ガラスを流す工程を含み、帯状ガラスは、第１の縁部と、幅方向において帯状ガラスの第１の縁部とは反対側にある第２の縁部と、幅方向において第１の縁部と第２の縁部との間に延在する中心領域と、幅方向において第１の縁部と中心領域との間に延在する第１のビード領域と、幅方向において第２の縁部と中心領域との間に延在する第２のビード領域とを含む。更に、この方法は、遷移領域に収容された加熱機構を用いて帯状ガラスを加熱する工程を含む。この方法は、遷移領域に収容された冷却機構を用いて帯状ガラスを冷却する工程も含み、冷却機構は、加熱機構と帯状ガラスとの間に延在する。この方法は、更に、冷却機構と帯状ガラスの第１のビード領域および第２のビード領域のうちの少なくとも一方との間に延在する遮蔽機構を用いて帯状ガラスを遮蔽する工程を含む。
【０００６】
本明細書に開示される更なる特徴および長所は、以下の詳細な説明で述べられると共に、部分的にはその説明から当業者に自明であり、または、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付の図面を含む本明細書に記載されているように開示されている実施形態を実施することによって認識される。
【０００７】
上記の概要説明および以下の詳細説明は、特許請求される実施形態の性質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを意図した実施形態を示すものであることを理解されたい。添付の図面は、更なる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれてその一部をなすものである。図面は、本開示の様々な実施形態を示しており、明細書と共に、本開示の原理および作用を説明する役割をするものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的なフュージョンダウンドローガラス製造装置および方法の模式図
【図２】本明細書に開示されている実施形態によるガラス製造装置の遷移領域に位置する熱管理システムの上部を切り取った模式図
【図３】図２に示されている実施形態の熱管理システムの端部を切り取った模式図
【図４】本明細書に開示されている実施形態による可動冷却機構を有する熱管理システムの端部を切り取った模式図
【図５】補助冷却機構を更に含む、図３に示されている実施形態に類似の熱管理システムの端部を切り取った模式図
【図６】補助冷却機構を更に含む、図４に示されている実施形態に類似の熱管理システムの端部を切り取った模式図
【図７Ａ】本明細書に開示されている実施形態による、取り外し可能かつ再取り付け可能な遮蔽機構を含む、遷移領域に位置する熱管理システムの上部を切り取った模式図
【図７Ｂ】取り外し可能かつ再取り付け可能な遮蔽機構が取り外されている、図７Ａの熱管理システムの上部を切り取った模式図
【図８Ａ】遮蔽機構が加熱機構を含む、図７Ａに示されている実施形態と類似の熱管理システムの上部を切り取った模式図
【図８Ｂ】取り外し可能かつ再取り付け可能な遮蔽機構が取り外されている、図８Ａの熱管理システムの上部を切り取った模式図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の好ましい実施形態を詳細に参照し、それらの例が添付の図面に示されている。可能な場合には常に、同一または類似の部分を参照するために、図面を通して同一の参照番号が用いられる。しかし、本開示は多くの異なる形態で実施され得るものであり、本明細書において述べられている実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。
【００１０】
本明細書において、範囲は、「約」或る特定の値から、および／または、「約」別の特定の値までと表現され得る。そのような範囲が表現された場合には、別の実施形態は、その或る特定の値から、および／または、別の特定の値までを含む。同様に、値が「約」という語を用いて概算として表現された場合には、その特定の値が、別の実施形態を構成することを理解されたい。更に、各範囲の終点は、他方の終点との関係において、および他方の終点から独立して、有意であることを理解されたい。
【００１１】
本明細書において用いられる方向に関する用語（例えば、上、下、右、左、前、後、頂部、底部）は、単に描かれた図面を参照したものであり、絶対的な向きを意味することは意図しない。
【００１２】
特に明記しない限り、本明細書において述べられたいずれの方法も、その工程が特定の順序で行われることを要すると解釈されることは意図せず、いずれの装置も、特定の向きを要すると解釈されることは意図しない。従って、方法の請求項が、その工程が辿るべき順序を実際に記載していない場合、いずれかの装置の請求項が、個々の構成要素に対する順序もしくは向きを実際に述べていない場合、特許請求の範囲もしくは説明において、その工程が特定の順序に限定されることが別様で具体的に述べられていない場合、または、装置の構成要素の特定の順序もしくは向きが具体的に述べられていない場合には、どのような点においても、順序または向きが推論されることは意図しない。このことは、工程の配列、動作フロー、構成要素の順序、または構成要素の向きに関する論理の問題、文法的な組織または句読点から導出される通常の意味、および、明細書に記載されている実施形態の数またはタイプを含む、どのような可能な明示されていない解釈の基礎についても成り立つ。
【００１３】
本明細書において用いられる単数形の「a」、「an」、および「the」は、特に明記しない限り、複数の被参照物を含むものである。従って、例えば、「a component」と言った場合には、特に明記しない限り、２以上のそのような「構成要素」を有する態様を含む。
【００１４】
本明細書において用いられる「遷移領域」という用語は、ガラス製造装置内の、ガラスが比較的高い温度から低い温度に冷却される領域であって、遷移領域内におけるガラスの最も高い温度において、ガラスがその軟化点以下（即ち、粘度が１０７．６ポアズ以上）の温度にあり、遷移領域におけるガラスの最も低い温度において、ガラスがそのアニール点以上（即ち、粘度が１０１３ポアズ以下）の温度にある、領域を指す。典型的には、遷移領域において、ガラスは、帯状ガラスからの熱伝達の主要な形態が放射である温度範囲にある（例えば、帯状ガラスが約７００℃を超える温度（約７００℃〜約１０００℃の温度範囲を含む）にある場合等）ことも予測され得る。
【００１５】
本明細書において用いられる「加熱機構」という用語は、そのような加熱機構が存在しない状態と比較して、帯状ガラスの少なくとも一部からの低減された熱伝達を提供する機構を指す。低減された熱伝達は、伝導、対流、および放射のうちの少なくとも１つによって生じ得る。例えば、加熱機構は、そのような加熱機構が存在しない状態と比較して、帯状ガラスの少なくとも一部とその環境との間の温度差を低減し得る。
【００１６】
本明細書において用いられる「冷却機構」という用語は、そのような冷却機構が存在しない状態と比較して、帯状ガラスの少なくとも一部からの増加された熱伝達を提供する機構を指す。増加された熱伝達は、伝導、対流、および放射の少なくとも１つによって生じ得る。例えば、冷却機構は、そのような冷却機構が存在しない状態と比較して、帯状ガラスの少なくとも一部とその環境との間の温度差を増加させ得る。
【００１７】
本明細書において用いられる「遮蔽機構」という用語は、帯状ガラスと加熱機構または冷却機構との間の熱伝達を遮断または別様で抑制するように作用する機構を指す。例えば、遮蔽機構が帯状ガラスと冷却機構との間に配置される場合、遮蔽機構は、帯状ガラスと冷却機構との間の形態係数を遮断するか、または別様で抑制するように作用し、それにより、帯状ガラスと冷却機構との間の放射熱伝達の量を低減する。
【００１８】
本明細書で使用される「筐体」という用語は、その中で帯状ガラスが延伸される囲いを指し、帯状ガラスが筐体を通って移動するにつれて、帯状ガラスは、一般的に、比較的高い温度から比較的低い温度へと冷える。本明細書に開示されている実施形態は、帯状ガラスが筐体を通って概ね垂直方向に下方に流れるフュージョンダウンドロー法を参照して説明されるが、そのような実施形態は、フロート法、スロットドロー法、アップドロー法、および圧延法等の他のガラス形成法にも適用可能であり、帯状ガラスは、筐体を通って概ね垂直方向または概ね水平方向等の様々な方向に流れ得ることを理解されたい。
【００１９】
図１には、例示的なガラス製造装置１０が示されている。一部の例では、ガラス製造装置１０は、溶融器１４を含み得るガラス溶融炉１２を含み得る。溶融器１４に加えて、ガラス溶融炉１２は、原材料を加熱し、原材料を溶融ガラスに変換する加熱要素（例えば、燃焼バーナーまたは電極）等の１以上の更なる構成要素を必要に応じて含み得る。更なる例では、ガラス溶融炉１２は、溶融器の近傍から失われる熱を低減する熱管理装置（例えば、断熱構成要素）を含み得る。更に別の例では、ガラス溶融炉１２は、原材料をガラス溶融物に溶融させることを容易にする電子装置および／または電気機械装置を含み得る。更に、ガラス溶融炉１２は、支持構造（例えば、支持シャーシ、支持部材等）または他の構成要素を含み得る。
【００２０】
ガラス溶融器１４は、典型的には、耐火性セラミック材料、例えば、アルミナ又はジルコニアを含む耐火性セラミック材料等の耐火性材料から構成される。一部の例では、ガラス溶融器１４は、耐火性セラミックレンガから構成されてもよい。ガラス溶融器１４の特定の実施形態を、以下により詳細に説明する。
【００２１】
一部の例では、ガラス溶融炉は、ガラス基体（例えば連続した長さの帯状ガラス）を製造するためのガラス製造装置の構成要素として組み込まれ得る。一部の例では、本開示のガラス溶融炉は、スロットドロー装置、フロートバス装置、フュージョン法等のダウンドロー装置、アップドロー装置、圧延装置、管引き装置、または本明細書において開示される態様から利益を受ける他の任意のガラス製造装置を含むガラス製造装置の構成要素として組み込まれてもよい。一例として、図１は、後で個々のガラスシートに加工される帯状ガラスを溶融延伸するためのフュージョンダウンドローガラス製造装置１０の構成要素としての、ガラス溶融炉１２を模式的に示す。
【００２２】
ガラス製造装置１０（例えば、フュージョンダウンドロー装置１０）は、ガラス溶融器１４に対して上流側に配置された上流側ガラス製造装置１６を必要に応じて含み得る。一部の例では、上流側ガラス製造装置１６の一部または全体は、ガラス溶融炉１２の一部として組み込まれ得る。
【００２３】
図示されている例に示すように、上流側ガラス製造装置１６は、貯蔵ビン１８と、原材料送出装置２０と、原材料送出装置に接続されたモータ２２とを含み得る。貯蔵ビン１８は、矢印２６で示されているように、ガラス溶融炉１２の溶融器１４に供給され得る或る量の原材料２４を貯蔵するように構成され得る。原材料２４は、典型的には、１以上のガラス形成金属酸化物および１以上の改質剤を含む。一部の例では、原材料送出装置２０は、原材料送出装置２０が貯蔵ビン１８から溶融器１４へと所定量の原材料２４を送出するように、モータ２２によって動力を供給され得る。更なる例では、モータ２２は、溶融器１４の下流で感知される溶融ガラスの液位に基づいて、制御された速度で原材料２４を導入するよう、原材料供給装置２０に動力を供給し得る。その後、溶融器１４内の原材料２４が加熱されて、溶融ガラス２８を形成し得る。
【００２４】
ガラス製造装置１０は、ガラス溶融炉１２に対して下流側に配置された下流側ガラス製造装置３０も必要に応じて含み得る。一部の例では、下流側ガラス製造装置３０の一部は、ガラス溶融炉１２の一部として組み込まれ得る。一部の例では、以下に述べる第１の接続管３２、または下流側ガラス製造装置３０の他の部分は、ガラス溶融炉１２の一部として組み込まれ得る。第１の接続管３２を含む下流側ガラス製造装置の要素は、貴金属から形成され得る。好適な貴金属としては、白金、イリジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、およびパラジウムからなる金属群から選択される白金族金属、またはそれらの合金が挙げられる。例えば、ガラス製造装置の下流側構成要素は、約７０〜約９０重量％の白金および約１０〜約３０重量％のロジウムを含む白金−ロジウム合金から形成され得る。しかし、他の適切な金属としては、モリブデン、パラジウム、レニウム、タンタル、チタン、タングステンおよびそれらの合金が挙げられる。
【００２５】
下流側ガラス製造装置３０は、溶融器１４の下流側に配置され、上述の第１の接続管３２によって溶融器１４に結合された第１のコンディショニング（即ち、処理）器、（例えば、清澄器３４等）を含み得る。一部の例では、溶融ガラス２８は、溶融器１４から第１の接続管３２を介して清澄器３４へと重力供給され得る。例えば、重力は、溶融ガラス２８を、溶融器１４から第１の接続管３２の内部経路を通って清澄器３４へと通過させ得る。しかし、他のコンディショニング器を、溶融器１４の下流（例えば、溶融器１４と清澄器３４との間）に配置してもよいことを理解されたい。一部の実施形態では、コンディショニング器は、溶融器と清澄器との間において用いられてもよく、この場合、一次溶融器からの溶融ガラスは、溶融処理を継続するために更に加熱されるか、または、清澄器に入る前に、溶融器内の溶融ガラスの温度よりも低い温度に冷却される。
【００２６】
様々な技術によって、清澄器３４内の溶融ガラス２８から気泡が除去され得る。例えば、原材料２４は、例えば、加熱された際に化学的還元反応を生じて酸素を放出する酸化スズ等の多価化合物（即ち、清澄剤）を含み得る。他の適切な清澄剤としては、ヒ素、アンチモン、鉄、およびセリウムが挙げられるが、これらに限定されない。清澄器３４は、溶融器温度よりも高い温度に加熱され、それにより、溶融ガラスおよび清澄剤を加熱する。温度によって誘発される清澄剤の化学的還元によって生じた酸素の気泡は、清澄器内の溶融ガラスを通って上昇し、溶融炉内で生成された溶融ガラス中の気体は、清澄剤によって生じた酸素の気泡中に拡散または合体し得る。次に、大きくなった気泡は、清澄器内の溶融ガラスの自由表面まで上昇し、その後、清澄器から排気され得る。酸素の気泡は、更に、清澄器内における溶融ガラスの機械的混合を誘発し得る。
【００２７】
下流側ガラス製造装置３０は、例えば、溶融ガラスを混合するための混合器３６等の、別のコンディショニング器を更に含み得る。混合器３６は、清澄器３４の下流に配置され得る。混合器３６は、均質なガラス溶融組成物を設けるために用いられ得るものであり、それにより、別様では清澄器から出る清澄処理された溶融ガラス内に存在し得る、化学的または熱的不均質性の筋を減少させ得る。図示されているように、清澄器３４は、第２の接続管３８を介して混合器３６に結合され得る。一部の例では、溶融ガラス２８は、清澄器３４から第２の接続管３８を介して混合器３６へと重力供給され得る。例えば、重力は、溶融ガラス２８を、清澄器３４から第２の接続管３８の内部経路を通って混合器３６へと通過させ得る。なお、混合器３６は清澄器３４の下流に示されているが、混合器３６は清澄器３４の上流に配置されてもよい。一部の実施形態では、下流側ガラス製造装置３０は、複数の混合器（例えば、清澄器３４の上流側の混合器、および清澄器３４の下流側の混合器）を含み得る。これらの複数の混合器は、同じ設計であってもよく、または、異なる設計であってもよい。
【００２８】
下流側ガラス製造装置３０は、混合器３６から下流側に配置され得る送出器４０等の、別のコンディショニング器を更に含み得る。供給容器４０は、下流側の形成装置に供給される溶融ガラス２８をコンディショニングし得る。例えば、送出器４０は、出口管４４を介して形成体４２に至る溶融ガラス２８の一貫した流れを調整および／または提供するためのアキュムレータおよび／または流量コントローラとして作用し得る。図示されているように、混合器３６は、第３の接続管４６によって送達容器４０に結合され得る。一部の例では、溶融ガラス２８は、混合器３６から第３の接続管４６を介して供給容器４０へと重力供給され得る。例えば、重力は、溶融ガラス２８を、混合器３６から第３の接続管４６の内部経路を通って送出器４０へと駆動し得る。
【００２９】
下流側ガラス製造装置３０は、上述の形成体４２および導入管５０を含む形成装置４８を更に含み得る。出口管４４は、溶融ガラス２８を供給容器４０から形成装置４８の導入管５０へと供給するように配置され得る。例えば、複数の例では、出口管４４は、導入管５０の内面の内部に入れ子式に配置され、且つ、導入管５０の内面から離間され、それにより、出口管４４の外面と導入管５０の内面との間に位置する溶融ガラスの自由表面を設けてもよい。フュージョンダウンドローガラス製造装置の形成体４２は、形成体の上面に配置されたトラフ５２と、形成体の底縁部５６に沿って延伸方向に収束する収束形成面５４とを含み得る。供給容器４０、出口管４４、および導入管５０を介して形成体トラフに送出された溶融ガラスは、トラフの側壁を越えて流れ、収束形成面５４に沿って溶融ガラスの別々の流れとして下降する。溶融ガラスの別々の流れは、底縁部５６の下方において底縁部５６に沿って合流して、単一の帯状ガラス５８を生じ、ガラスが冷えてガラスの粘度が増加する際に帯状ガラスの寸法を制御するために、帯状ガラス５８は、重力、縁部ロール７２、および引張りロール８２等によって帯状ガラスに引張力を加えることによって、底縁部５６から延伸方向または流れ方向６０に延伸される。従って、帯状ガラス５８は、粘弾性遷移を経て、帯状ガラス５８に安定した寸法特性を与える機械的特性を得る。一部の実施形態では、帯状ガラス５８は、帯状ガラスの弾性領域内において、ガラス分離装置１００によって、個々のガラスシート６２に分離され得る。次に、ロボット６４が、把持ツール６５を用いて、個々のガラスシート６２をコンベアシステムに移してもよく、コンベアシステム上で、個々のガラスシートは更に処理され得る。
【００３０】
図２は、本明細書に開示されている実施形態によるガラス製造装置の遷移領域２００に配置された熱管理システムの上部を切り取った模式図である。図２の実施形態では、帯状ガラス５８は、第１の縁部５８Ａと、幅方向において帯状ガラスの第１の縁部とは反対側にある第２の縁部５８Ｅと、幅方向において第１の縁部５８Ａと第２の縁部５８Ｅとの間に延在する中心領域５８Ｃと、幅方向において第１の縁部５８Ａと中心領域５８Ｃとの間に延在する第１のビード領域５８Ｂと、幅方向において第２の縁部５８Ｅと中心領域５８Ｃとの間に延在する第２のビード領域５８Ｄとを含む。
【００３１】
遷移領域２００は、複数のヒータ２０２を含む加熱機構を含み、各ヒータ２０２は、熱源からの熱を帯状ガラス５８に（即ち、帯状ガラス５８の方向に）加えるよう構成された独立して制御可能な加熱ゾーンを表している。いかなる特定のタイプのヒータにも限定されないが、特定の例示的な実施形態では、ヒータ２０２は、電気抵抗ヒータおよび誘導ヒータのうちの少なくとも一方を含み得る。
【００３２】
例えば、ヒータ２０２が電気抵抗ヒータを含む場合には、電気抵抗ヒータは、Ｋａｎｔｈａｌ社から入手可能な電気抵抗加熱素子を含み得る。特定の実施形態では、加熱素子は、二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）、並びに、鉄、クロムおよびアルミニウムの合金（ＦｅＣｒＡｌ）からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含み得る。動作時の電気加熱素子の温度は、例えば、７００℃〜１９００℃（例えば、１０００℃〜１８００℃、更には、１３００℃〜１７００℃）の範囲であり得る。
【００３３】
例えば、ヒータ２０２が電気抵抗ヒータを含む場合には、電気抵抗ヒータは、Ｋａｎｔｈａｌ社から入手可能な電気抵抗加熱素子を含み得る。特定の実施形態では、加熱素子は、二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）、並びに、鉄、クロムおよびアルミニウムの合金（ＦｅＣｒＡｌ）からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含み得る。動作時の電気加熱素子の温度は、例えば、７００℃〜１９００℃（例えば、１０００℃〜１８００℃、更には、１３００℃〜１７００℃）の範囲であり得る。
【００３４】
遷移領域２００は、加熱機構と帯状ガラス５８との間に、帯状ガラス５８の少なくとも中心領域５８Ｃの幅方向に亘って延在する冷却機構も含む。図２の実施形態では、冷却機構は、冷却流体が通って流れる導管３０２を含む。図２に示すように、各導管３０２は、帯状ガラス５８の少なくとも中心領域５８Ｃの幅方向に亘って、帯状ガラス５８を直視する関係にある。
【００３５】
特定の例示的な実施形態では、導管３０２を通って流れる冷却流体は、水等の液体を含み得る。特定の例示的な実施形態では、導管３０２を通って流れる冷却流体は、空気等の気体を含み得る。また、図２〜図８は、概ね円形の断面を有する導管３０２を示しているが、本明細書に開示されている実施形態は、導管が他の断面形状（例えば、楕円形または多角形等）を有する実施形態を含むことを理解されたい。更に、本明細書に開示されている実施形態は、例えば、幅方向における帯状ガラス５８からの異なる量の熱伝達が所望される場合には、帯状ガラス５８からの所望の熱伝達量に応じて、各導管３０２の直径または断面積が、その長手方向の長さに沿ってほぼ同じであるか、または変化する実施形態を含むことを理解されたい。更に、本明細書に開示されている実施形態は、各導管３０２の長手方向の長さが同一または異なるものを含み、各導管３０２の長手方向の長さは、帯状ガラス５８の幅方向の全体に亘って延びていてもよく、または、全体に亘っては延びていなくてもよい。
【００３６】
導管３０２の例示的な材料としては、ステンレス鋼（例えば、３００系ステンレス鋼等）を含む様々な鋼合金を含む、高温における良好な機械的特性および酸化特性を有する材料が挙げられる。
【００３７】
また、本明細書に開示されている実施形態は、帯状ガラス５８と導管２１０との間における放射熱伝達に影響を及ぼすために、各導管２１０の外面の少なくとも一部に高放射率コーティングが付着された実施形態を含み、帯状ガラス５８からの熱伝達の所望の量に応じて、同じまたは異なるコーティングが、各導管２１０の外面に、その長手方向の長さに沿って付着され得る。例示的な高放射率コーティングは、高温において安定しており、ステンレス鋼等の材料への良好な接着性を有するべきである。例示的な高放射率コーティングは、Ｃｅｔｅｋ社から入手可能なＭ７００ＢＬＡＣＫコーティングである。
【００３８】
各導管３０２は、その長手方向長さの少なくとも一部分に沿って延びる１以上の流体チャネルを含み得るものであり、少なくとも１つのチャネルが少なくとも１つの他のチャネルを円周方向に取り囲む実施形態を含む（例えば、冷却流体が第１の端部において導管に導入され、第１のチャネルに沿って導管の長手方向の長さの少なくとも一部分に沿って流れ、次に、第１のチャネルを円周方向に取り囲むか、または第１のチャネルによって円周方向に取り囲まれる第２のチャネルに沿って導管の第１の端部に戻るように流れる場合）。導管３０２の上記および更なる例示的な実施形態は、例えば、国際公開第２００６／０４４９２９号に記載されており、その開示全体を参照して本明細書に組み込む。
【００３９】
本明細書に開示されている実施形態と共に用いることができる他の冷却機構は、例えば、国際公開第２０１２／１７４３５３号（その開示全体を参照して本明細書に組み込む）に記載されているような、帯状ガラス５８の流れ方向６０を横断する方向に延びる冷却軸に沿って配置された複数の冷却コイルを含む冷却機構を含む。そのような冷却コイルは、導管３０２と組み合わせて、および／または、その代わりに用いられ得る。
【００４０】
冷却機構は、帯状ガラス５８からの熱伝達（例えば、放射熱伝達等）を高める目的で蒸発冷却効果を利用するものを更に含み得る。そのような冷却機構は、例えば、水等の作用液体を受け入れるよう構成された液体リザーバと、液体リザーバ内に受け入れられた作用液体と熱接触して配置されるよう構成された熱伝達要素とを含む蒸発器ユニットを含み得るものであり、熱伝達要素は、帯状ガラス５８から放射熱を受け取って、液体リザーバ内に受け入れられた作用液体に熱を伝達し、それにより、或る量の作用液体を蒸気に変換することによって、帯状ガラス５８を冷却するよう構成され得る。蒸発冷却効果を利用する冷却機構の上記および更なる例示的な実施形態は、例えば、米国特許出願公開第２０１６／００４６５１８号明細書に記載されており、その開示全体を参照して本明細書に組み込む。
【００４１】
それに加えて、冷却機構は、例えば、真空ポートの動作によって少なくとも部分的に生成される冷却流体の流れを用いて帯状ガラス５８の対流冷却を促進するよう構成された少なくとも１つの真空ポートを含むもののような、対流冷却機構を含み得る。例えば、対流冷却機構は、帯状ガラス５８の幅方向と同じ方向に延びる複数の真空ポートを含み得る。そのような実施形態では、複数の真空ポートの各々は、対応する真空ポートを通る流体の流れを調節するよう構成された調節可能な流量制御装置を含み得る。真空ポートの上記および更なる例示的な実施形態は、例えば、国際公開第２０１４／１９３７８０号に記載されており、その開示全体を参照して本明細書に組み込む。
【００４２】
また、遷移領域２００は、冷却機構と帯状ガラス５８の第１のビード領域５８Ｂおよび第２のビード領域５８Ｄのうちの少なくとも一方との間に延在する遮蔽機構を含む。図２の実施形態では、遮蔽機構は、第１のビード領域５８Ｂおよび第２のビード領域５８Ｄの各々と、導管３０２を含む冷却機構との間に延在する延長されたヒータ２０４を含む。延長されたヒータ２０４は、第１のビード領域５８Ｂおよび第２のビード領域５８Ｄの各々と導管３０２との間に延在するので、第１のビード領域５８Ｂおよび第２のビード領域５８Ｄと導管３０２とが直視の関係にならないよう遮断し、それにより、ビード領域５８Ｂ、５８Ｄと導管３０２との間における放射熱伝達を抑制する。
【００４３】
ヒータ２０２と同様に、延長ヒータ２０４は、独立して制御可能であってもよく、本明細書に記載されているように電気抵抗ヒータおよび誘導ヒータのうちの少なくとも１つを含んでもよい。例えば、帯状ガラス５８の所望の処理特性に応じて、延長されたヒータ２０４は、ガラス組成、帯状ガラスの温度、帯状ガラスの粘度、帯状ガラスの厚さ、帯状ガラスの幅、帯状ガラスの流量等の要因を考慮した制御スキームまたはアルゴリズムに従って、ヒータ２０２と協働して動作され得る。
【００４４】
従って、本明細書に開示されている実施形態は、遷移領域２００内において、帯状ガラス５８の少なくとも中心領域５８Ｃの幅方向に亘って、帯状ガラス５８と冷却機構（例えば、導管３０２）とは直視の関係にあるが、帯状ガラス５８の第１のビード領域５８Ｂおよび第２のビード領域５８Ｄと冷却機構（例えば、導管３０２）とは直視の関係にない実施形態を含む。一方、加熱機構は冷却機構と協働して動作し得るものであり、この場合、図２に示すように、加熱機構は、冷却機構（例えば、導管３０２）よりも帯状ガラス５８の中心領域５８Ｃから離れて近接したヒータ２０２を含む。これらの機構は、冷却機構（例えば、導管３０２）よりも帯状ガラス５８の第１のビード領域５８Ｂおよび第２のビード領域５８Ｄに近接した延長されたヒータ２０４を含む遮蔽機構と協働して動作し得る。これらの機構を協働させて動作させることにより、帯状ガラス５８の中心領域５８Ｃからの放射熱伝達の量を、別様で生じるよりも、第１のビード領域５８Ｂおよび第２のビード領域５８Ｄに対して相対的に高くすることができ、それと同時に、帯状ガラス５８の全体的な冷却の微調整が可能になる。
【００４５】
帯状ガラス５８の全体的な冷却の微調整は、本明細書に開示されているように、調節可能な冷却機構を用いることによって更に強化され得る。図３〜図６は、異なる冷却機構構成を有する、遷移領域２００内における熱管理システムの例示的な実施形態の端部を切り取った模式図を示す。例えば、図３は、導管３０２が、延長されたヒータ２０４を通って延び、設定された位置に固定されている、熱管理システムを示す。それと対照的に、図４は、導管３０２が、延長されたヒータ２０４を通って延び、少なくとも第１の位置と第２の位置との間においてスロット２１４に沿って可動であり、第１の位置が第２の位置よりも帯状ガラス５８に近い、熱管理システムを示す。
【００４６】
図５は、図３に示されているものと類似の熱管理システムを示しており、但し、冷却機構は、帯状ガラス５８の幅（遮蔽機構（例えば、延長されたヒータ２０４）と帯状ガラス５８の第１および第２ビード領域５８Ｂ、５８Ｄのうちの少なくとも一方との間を含む）に沿って延びるよう構成された補助導管３０２’を含む補助冷却機構を更に含む。同様に、図６は、図４に示されているものと類似の熱管理システムを示しており、但し、冷却機構は、帯状ガラス５８の幅（遮蔽機構（例えば、延長ヒータ２０４）と帯状ガラス５８の第１のビード領域５８Ｂおよび第２のビード領域５８Ｄのうちの少なくとも一方との間を含む）に沿って延在するよう構成された補助導管３０２’を含む補助冷却機構を更に含む。
【００４７】
図３〜図６に示す各実施形態では、導管３０２および／または３０２’の各々を通って、同じまたは異なる冷却流体が流れ得る。例えば、一部の例示的な実施形態では、幾つかの導管を通って空気等の気体が流れてもよく、一方、他の導管を通って水等の液体が流れてもよい。例えば、特定の例示的な実施形態では、導管３０２のうちの少なくとも１つを通って水等の液体が流れてもよく、一方、導管３０２’のうちの少なくとも１つを通って空気等の気体が流れてもよい。更に、特定の例示的な実施形態では、導管３０２のうちの少なくとも１を通って空気等の気体が流れてもよく、一方、導管３０２’のうちの少なくとも１つを通って水等の液体が流れてもよい。
【００４８】
図７Ａは、本明細書に開示されている実施形態による、取り外し可能かつ再取り付け可能な遮蔽機構４０２を含む、遷移領域２００に位置する熱管理システムの上部を切り取った模式図である。取り外し可能かつ再取り付け可能な遮蔽機構４０２は、例えば、遷移領域２００の端部領域に位置するスロット（図示せず）に挿入される、またはスロットから取り外されることによって、熱管理システムに繰り返し取り付け、取り外し、および再取り付けすることができる。図２〜図６に示す延長されたヒータ２０４と同様に、取り外し可能かつ再取り付け可能な遮蔽機構４０２は、冷却機構（例えば、導管３０２）と帯状ガラス５８の第１のビード領域５８Ｂおよび第２のビード領域５８Ｄのうちの少なくとも一方との間に延在する。
【００４９】
取り外し可能かつ再取り付け可能な遮蔽機構４０２は、帯状ガラス５８、特に第１のビード領域５８Ｂおよび／または第２のビード領域５８Ｄの全体的な冷却を更に微調整するのを補助し得る。例えば、図７Ａに示されるように、例えば、取り外し可能かつ再取り付け可能な遮蔽機構４０２が、帯状ガラス５８のビード領域５８Ｂ、５８Ｄと冷却機構（例えば、導管３０２）との間に配置されている場合には、遮蔽機構は、ビード領域５８Ｂ、５８Ｄと冷却機構（例えば、導管３０２）との間の形態係数を遮断するか、または別様で抑制するように作用し、それにより、ビード領域５８Ｂ、５８Ｄと冷却機構（例えば、導管３０２）との間の放射熱伝達の量を低減する。
【００５０】
逆に、図７Ｂに示されるように、取り外し可能かつ再取り付け可能な遮蔽機構４０２が取り外されている場合には、ビード領域５８Ｂ、５８Ｄと冷却機構（例えば、導管３０２）との間の形態係数は、ビード領域５８Ｂ、５８Ｄと冷却機構との間における、より大きな量の放射熱伝達を可能にし得る。
【００５１】
取り外し可能かつ再取り付け可能な遮蔽機構４０２は、鋼合金（３００系ステンレス鋼等のステンレス鋼を含む）等の様々な金属合金を含む、高温において良好な機械的特性および酸化特性を有する材料から構成され得る。また、取り外し可能かつ再取り付け可能な遮蔽機構４０２は、炭化ケイ素等の耐火性材料から構成されてもよい。図７Ａに示されている実施形態では、取り外し可能かつ再取り付け可能な遮蔽機構４０２は、能動的加熱要素を含まない。そのような実施形態では、取り外し可能かつ再取り付け可能な遮蔽機構４０２は、例えば、アルミニウムおよび銀から選択される少なくとも１つの材料を含むコーティング等の低放射率コーティングでコーティングされ得る。
【００５２】
図８Ａに示されている実施形態は、取り外し可能かつ再取り付け可能な遮蔽機構４０２’が、能動的加熱要素（例えば、電気抵抗ヒータおよび誘導ヒータのうちの少なくとも一方等）を含む加熱機構を含むこと以外は、図７Ａに示されている実施形態と同じである。
【００５３】
図８Ｂに示されている実施形態は、取り外し可能かつ再取り付け可能な遮蔽機構４０２’が取り外されていること以外は、図８Ａに示されている実施形態と同じである。
【００５４】
本明細書に開示されている実施形態は、例えば、帯状ガラスのビード領域が帯状ガラスの中心領域よりも厚い場合等の、帯状ガラスの厚さの違いを考慮しつつ、帯状ガラスが冷却されている間の、帯状ガラスのより均一な熱伝達を可能にすることができる。これは、ひいては、平面から外れた形状および過度の応力勾配等（これらは、帯状ガラスが冷却を続けるにつれてシートの破損を生じ得る）の望ましくない影響を軽減することができる。
【００５５】
上記の実施形態は、フュージョンダウンドロー法を参照して説明されたが、そのような実施形態は、フロート法、スロットドロー法、アップドロー法、および圧延法等の他のガラス形成法にも適用可能であることを理解されたい。
【００５６】
本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、本開示の実施形態に対して様々な変形および変更が行われ得ることが、当業者には自明であろう。従って、本開示は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内である、本明細書に記載された実施形態に対する様々な変形および変更を網羅することが意図される。
【００５７】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００５８】
実施形態１
ガラス物品を製造するための装置であって、
帯状ガラスを収容するよう構成された遷移領域を含み、
前記帯状ガラスが、第１の縁部と、幅方向において前記帯状ガラスの前記第１の縁部とは反対側にある第２の縁部と、前記幅方向において前記第１の縁部と前記第２の縁部との間に延在する中心領域と、前記幅方向において前記第１の縁部と前記中心領域との間に延在する第１のビード領域と、前記幅方向において前記第２の縁部と前記中心領域との間に延在する第２のビード領域とを含み、
前記遷移領域が、
熱源からの熱を前記帯状ガラスに加えるよう構成された加熱機構と、
前記加熱機構と前記帯状ガラスとの間に延在するよう構成された冷却機構と、
前記冷却機構と前記帯状ガラスの前記第１のビード領域および前記第２のビード領域のうちの少なくとも一方との間に延在するよう構成された遮蔽機構と
を含むことを特徴とする装置。
【００５９】
実施形態２
前記冷却機構が、冷却流体が通って流れる導管を含む、実施形態１記載の装置。
【００６０】
実施形態３
前記冷却流体が液体を含む、実施形態２記載の装置。
【００６１】
実施形態４
前記加熱機構が電気抵抗ヒータを含む、実施形態１記載の装置。
【００６２】
実施形態５
前記加熱機構が、複数の独立して制御可能な加熱ゾーンを含む、実施形態１記載の装置。
【００６３】
実施形態６
前記遮蔽機構が、前記冷却機構と前記帯状ガラスの前記第１のビード領域および前記第２のビード領域のうちの両方との間に延在する、実施形態１記載の装置。
【００６４】
実施形態７
前記遮蔽機構が加熱機構を含む、実施形態１記載の装置。
【００６５】
実施形態８
前記遮蔽機構が取り外し可能かつ再取り付け可能である、実施形態１記載の装置。
【００６６】
実施形態９
前記冷却機構が少なくとも第１の位置と第２の位置との間において可動であり、前記第１の位置が前記第２の位置よりも前記帯状ガラスに近くなるよう構成された、実施形態１記載の装置。
【００６７】
実施形態１０
前記遷移領域が、前記遮蔽機構と前記帯状ガラスの前記第１のビード領域および前記第２のビード領域のうちの少なくとも一方との間に延在するよう構成された補助冷却機構を更に含む、実施形態１記載の装置。
【００６８】
実施形態１１
ガラス物品を製造するための方法において、
遷移領域を通して帯状ガラスを流す工程であって、前記帯状ガラスが、第１の縁部と、幅方向において前記帯状ガラスの前記第１の縁部とは反対側にある第２の縁部と、前記幅方向において前記第１の縁部と前記第２の縁部との間に延在する中心領域と、前記幅方向において前記第１の縁部と前記中心領域との間に延在する第１のビード領域と、前記幅方向において前記第２の縁部と前記中心領域との間に延在する第２のビード領域とを含む、工程と、
前記遷移領域に収容された加熱機構を用いて前記帯状ガラスを加熱する工程と、
前記遷移領域に収容された冷却機構を用いて前記帯状ガラスを冷却する工程であって、前記冷却機構が、前記加熱機構と前記帯状ガラスとの間に延在する、工程と、
前記冷却機構と前記帯状ガラスの前記第１のビード領域および前記第２のビード領域のうちの少なくとも一方との間に延在する遮蔽機構を用いて前記帯状ガラスを遮蔽する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【００６９】
実施形態１２
前記冷却機構が、冷却流体が通って流れる導管を含む、実施形態１１記載の方法。
【００７０】
実施形態１３
前記冷却流体が液体を含む、実施形態１２記載の方法。
【００７１】
実施形態１４
前記加熱機構が電気抵抗ヒータを含む、実施形態１１記載の方法。
【００７２】
実施形態１５
前記加熱機構が、複数の独立して制御可能な加熱ゾーンを含む、実施形態１１記載の方法。
【００７３】
実施形態１６
前記遮蔽機構が、前記冷却機構と前記帯状ガラスの前記第１のビード領域および前記第２のビード領域のうちの両方との間に延在する、実施形態１１記載の方法。
【００７４】
実施形態１７
前記遮蔽機構が加熱機構を含む、実施形態１１記載の方法。
【００７５】
実施形態１８
前記遮蔽機構が取り外し可能かつ再取り付け可能である、実施形態１１記載の方法。
【００７６】
実施形態１９
前記冷却機構が少なくとも第１の位置と第２の位置との間において可動であり、前記第１の位置が前記第２の位置よりも前記帯状ガラスに近い、実施形態１１記載の方法。
【００７７】
実施形態２０
前記遷移領域が、前記遮蔽機構と前記帯状ガラスの前記第１のビード領域および前記第２のビード領域のうちの少なくとも一方との間に延在する補助冷却機構を更に含む、実施形態１１記載の方法。
【００７８】
実施形態２１
実施形態１１記載の方法によって製造されたガラス物品。
【００７９】
実施形態２２
実施形態２１記載のガラス物品を含むことを特徴とする電子装置。
【符号の説明】
【００８０】
１０  ガラス製造装置
５８  帯状ガラス
５８Ａ  第１の縁部
５８Ｂ  第１のビード領域
５８Ｃ  中心領域
５８Ｄ  第２のビード領域
５８Ｅ  第２の縁部
２００  遷移領域
２０２  ヒータ
２０４  延長されたヒータ
２１４  スロット
３０２  導管
３０２’  補助導管
４０２  遮蔽機構
【図１】
2020502033.tif 000003
【図２】
2020502033.tif 000004
【図３】
2020502033.tif 000005
【図４】
2020502033.tif 000006
【図５】
2020502033.tif 000007
【図６】
2020502033.tif 000008
【図７Ａ】
2020502033.tif 000009
【図７Ｂ】
2020502033.tif 000010
【図８Ａ】
2020502033.tif 000011
【図８Ｂ】
2020502033.tif 000012
【国際調査報告】
2020502033.tif 000013
2020502033.tif 000014