JP2013517217A - ガラスリボンを融合延伸するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

ガラスリボンを融合延伸するための装置が、下流方向に沿って合流して底部を形成する１対の下方傾斜成形面部分を有する、成形用ウェッジを含む。この装置は、１対の下方傾斜成形面部分のうちの少なくとも一方と交わっているエッジ誘導部材、エッジ誘導部材と接触している溶融ガラスの接触面を加熱するよう構成された加熱装置、およびガラスリボンの、エッジ誘導部材を離れて流れてきた部分から熱を奪うよう構成された冷却装置、をさらに含む。エッジ誘導部材と接触している溶融ガラスの接触面を加熱し、かつガラスリボンの、エッジ誘導部材を離れて流れてきた部分から熱を奪うための方法がさらに提供される。

Description

関連出願の説明

本出願は、２０１０年１月１９日に出願された米国仮特許出願第６１／２９６２４０号の優先権の利益を主張するものである。

本発明は、一般に、ガラスリボンを融合延伸するための装置および方法に関し、より具体的には、加熱装置および冷却装置を用いた、ガラスリボンを融合延伸する装置および方法に関する。

ＬＣＤ板ガラスなどの種々のガラス製品の成形には、ガラス製造システムが一般に使用されている。溶融ガラスを成形用ウェッジ上に下方へと流し、さらにこの成形用ウェッジの底部からガラスリボンを延伸することによって板ガラスを製造するものが知られている。所望のガラスリボン幅とエッジビード特性とを得るのを助けるために、成形用ウェッジの対向している端部にエッジ誘導部材が設けられることが多い。

以下は、詳細な説明の中で説明するいくつかの態様例の基本的な理解を提供するために、本開示の簡単な概要を示したものである。

一態様例において、フュージョンドロー方法は、溶融ガラスを成形用ウェッジの１対の下方傾斜成形面部分上に流すステップであって、この下方傾斜成形面部分が、下流方向に沿って合流して底部を形成しているステップ、を含む。この方法は、溶融ガラスを、１対の下方傾斜成形面部分のうちの少なくとも一方と交わっている、エッジ誘導部材上に流すステップをさらに含む。この方法はさらに、ガラスリボンを底部から延伸するステップであって、このときガラスリボンのエッジが、エッジ誘導部材を離れて流れてくる溶融ガラスにより形成されるステップを含む。この方法は、加熱装置を使用して、エッジ誘導部材と接触している溶融ガラスの接触面を加熱するステップと、冷却装置を使用して、ガラスリボンの、エッジ誘導部材を離れて流れてきた部分から熱を奪うステップとをさらに含む。

別の態様例において、ガラスリボンを融合延伸するための装置は、下流方向に沿って合流して底部を形成する１対の下方傾斜成形面部分を有する、成形用ウェッジを含む。この装置は、１対の下方傾斜成形面部分のうちの少なくとも一方と交わっている、エッジ誘導部材をさらに含む。この装置はさらに、エッジ誘導部材と接触している溶融ガラスの接触面を加熱するよう構成された、加熱装置と、ガラスリボンの、エッジ誘導部材を離れて流れてきた部分から熱を奪うよう構成された、冷却装置とを備えている。

本発明の第１の例示的な態様は、フュージョンドロー方法に関し、この方法は、溶融ガラスを成形用ウェッジの１対の下方傾斜成形面部分上に流すステップであって、下方傾斜成形面部分が、下流方向に沿って合流して底部を形成しているステップ；溶融ガラスを、１対の下方傾斜成形面部分のうちの少なくとも一方と交わっている、エッジ誘導部材上に流すステップ；ガラスリボンを底部から延伸するステップであって、このときこのガラスリボンのエッジが、エッジ誘導部材を離れて流れてくる溶融ガラスにより形成されるステップ；加熱装置を使用して、エッジ誘導部材と接触している溶融ガラスの接触面を加熱するステップ；および、冷却装置を使用して、ガラスリボンの、エッジ誘導部材を離れて流れてきた部分から熱を奪うステップ、を含む。

本発明の第１の態様の特定の実施形態において、加熱装置は、エッジ誘導部材と接触している溶融ガラスの接触面を、この溶融ガラスの液相温度超の温度で維持する。

本発明の第１の態様の特定の実施形態において、この方法は、溶融ガラスの温度を底部の下流の位置で、この溶融ガラスのバギーワープ（baggy warp）温度より低温で維持するステップを含む。

本発明の第１の態様の特定の実施形態において、冷却装置は、底部より下方のガラスリボンのエッジから、ガラスリボンのエッジの温度がガラスリボンの内部の温度よりも速い速度で低下するように、優先的に熱を奪う。

本発明の第１の態様の特定の実施形態において、冷却装置は、エッジ誘導部材と接触している溶融ガラスの接触面に加熱装置が与える熱よりも多くの熱を、底部より下方のガラスリボンのエッジから奪う。

本発明の第１の態様の特定の実施形態において、この方法は、加熱装置の加熱領域を冷却装置の冷却領域から遮蔽するステップをさらに含む。

本発明の第１の態様の特定の実施形態において、加熱装置は、エッジ誘導部材の外側で動作する外部加熱器を用いて、エッジ誘導部材と接触している溶融ガラスの接触面の温度を維持する。

本発明の第１の態様の特定の実施形態において、加熱装置は、エッジ誘導部材の内側で動作する内部加熱器を用いて、エッジ誘導部材と接触している溶融ガラスの接触面の温度を維持する。

本発明の第１の態様の特定の実施形態において、冷却装置は、エッジ誘導部材の下流の位置でガラスリボンのエッジから熱を奪う、流体ノズルを含む。

本発明の第１の態様の特定の実施形態において、この方法は、加熱装置と冷却装置とのうちの少なくとも一方を制御システムで制御するステップをさらに含む。

本発明の第１の態様の特定の実施形態において、この方法は、温度を感知し、さらに感知した温度を使用して制御システムに対してフィードバックを提供するステップを含む。

本発明の第２の例示的な態様は、ガラスリボンを融合延伸するための装置に関し、この装置は、下流方向に沿って合流して底部を形成する１対の下方傾斜成形面部分を含む、成形用ウェッジ；１対の下方傾斜成形面部分のうちの少なくとも一方と交わっている、エッジ誘導部材；エッジ誘導部材と接触している溶融ガラスの接触面を加熱するよう構成された、加熱装置；および、ガラスリボンの、エッジ誘導部材を離れて流れてきた部分から熱を奪うよう構成された、冷却装置、を備えている。

本発明の第２の態様の特定の実施形態において、加熱装置は、エッジ誘導部材と接触している溶融ガラスの接触面を、この溶融ガラスの液相温度超の温度で維持するよう構成されている。

本発明の第２の態様の特定の実施形態において、冷却装置は、底部より下方のガラスリボンのエッジから、ガラスリボンのエッジの温度がガラスリボンの内部の温度よりも速い速度で低下するように、優先的に熱を奪うよう構成されている。

本発明の第２の態様の特定の実施形態において、冷却装置は、エッジ誘導部材と接触している溶融ガラスの接触面に加熱装置が与える熱よりも多くの熱を、底部より下方のガラスリボンのエッジから奪うように構成されている。

本発明の第２の態様の特定の実施形態において、この装置は、加熱装置の加熱領域と冷却装置の冷却領域との間に設けられた、熱シールドを含む。

本発明の第２の態様の特定の実施形態において、この装置は、加熱装置と冷却装置とのうちの少なくとも一方を制御するよう構成された、制御システムを含む。

本発明の第２の態様の特定の実施形態において、制御システムは、コントローラと、コントローラにフィードバックを提供するよう構成された温度センサとを含む。

本発明の第２の態様の特定の実施形態において、制御システムは、底部より下方のガラスリボンのエッジから、ガラスリボンのエッジの温度がガラスリボンの内部の温度よりも速い速度で低下するよう優先的に熱を奪うように、冷却装置を制御するよう構成される。

本発明の第２の態様の特定の実施形態において、制御システムは、エッジ誘導部材と接触している溶融ガラスの接触面に加熱装置が与える熱よりも多くの熱を、底部より下方のガラスリボンのエッジから冷却装置が奪うように、加熱装置と冷却装置とのうちの少なくとも一方を動作させるよう構成される。

これらおよび他の態様は、以下の詳細な説明を添付の図面を参照して読むと、よりよく理解される。

ガラスリボンを融合延伸するための装置の概略図 図１の線２−２に沿った装置の断面斜視図であって、第１例の装置の一部を示している図 第２例の装置の一部を示している側面図 第３例の装置の一部を示している側面図

ここで、実施形態例を示した添付の図面を参照し、いくつかの例を以下でより詳細に説明する。可能な限り、図面を通じて、同じまたは同様の部品の参照に同じ参照番号を使用する。ただし、態様は多くの異なる形で具現化し得、本書に明記される実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。

図１は、後のガラスシートを生成する処理のためにガラスリボン１０３を融合延伸する、装置１０１の概略図を示したものである。装置１０１は、バッチ材料１０７を貯蔵容器１０９から受け入れるよう構成された、溶解槽１０５を含み得る。バッチ材料１０７は、モータ１１３で動くバッチ送出装置１１１を用いて導入してもよい。随意的なコントローラ１１５を、モータ１１３を作動させて所望量のバッチ材料１０７を溶解槽１０５内に矢印１１７で示すように導入するように構成してもよい。ガラス金属プローブ１１９を使用して直立管１２３内のガラス溶融物１２１のレベルを測定し、測定された情報をコントローラ１１５に通信回線１２５を経由して伝えることもできる。

装置１０１はさらに清澄管などの清澄槽１２７を含んでもよく、清澄槽１２７を溶解槽１０５の下流に位置付け、かつ第１接続管１２９を用いて溶解槽１０５に連結させてもよい。攪拌チャンバなどの混合槽１３１を清澄槽１２７の下流に位置付け、さらにボウルなどの送出槽１３３を混合槽１３１の下流に位置付けてもよい。図示のように、第２接続管１３５によって清澄槽１２７を混合槽１３１に連結させ、そして第３接続管１３７によって混合槽１３１を送出槽１３３に連結させてもよい。さらに示したように、送出槽１３３から成形槽１４３の注入口１４１にガラス溶融物１２１を送出するために、下降管１３９を設けてもよい。図示のように、溶解槽１０５、清澄槽１２７、混合槽１３１、送出槽１３３、および成形槽１４３は、ガラス溶融ステーションの例であり、これらを装置１０１に沿って直列に位置付けてもよい。

溶解槽１０５は、典型的には、耐火性（例えば、セラミック）レンガなどの耐火材料から作製されている。装置１０１がさらに含み得る構成要素は、白金や、あるいは白金ロジウム、白金イリジウム、およびその混合物などの白金含有金属から典型的には作製されるが、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、ルテニウム、オスミウム、ジルコニウム、およびこれらの合金などの耐火性金属、および／または二酸化ジルコニウムを含むものでもよい。白金含有の構成要素としては、第１接続管１２９、清澄槽１２７（例えば、清澄管）、第２接続管１３５、直立管１２３、混合槽１３１（例えば、攪拌チャンバ）、第３接続管１３７、送出槽１３３（例えば、ボウル）、下降管１３９、および注入口１４１、のうちの１以上を挙げることができる。成形槽１４３も同様に耐火材料から作製され、かつ成形槽１４３はガラスリボン１０３を成形するように設計される。

図２は、図１の装置１０１の線２−２に沿った断面斜視図である。図示のように成形槽１４３は、１対の下方傾斜成形面部分２０７、２０９を備えた成形用ウェッジ２０１を含み、これらの成形面部分２０７、２０９は成形用ウェッジ２０１の対向端部間に延在している。１対の下方傾斜成形面部分２０７、２０９は、下流方向２１１に沿って合流して底部２１３を形成する。ガラスリボン１０３は、底部２１３を通って延在する延伸面２１５に沿って下流方向２１１に延伸してもよい。図示のように延伸面２１５は、底部２１３を二等分するものとし得るが、底部２１３に対して他の配向で延在するものとしてもよい。

成形槽１４３は、１対の下方傾斜成形面部分２０７、２０９のうちの少なくとも一方と交わっている、１以上のエッジ誘導部材を含んでもよい。さらなる例において、１以上のエッジ誘導部材は、下方傾斜成形面部分２０７、２０９の両方と交わっているものでもよい。さらなる例において、エッジ誘導部材は成形用ウェッジ２０１の対向端部の夫々に設けてもよく、このときガラスリボン１０３のエッジは、エッジ誘導部材を離れて流れてくる溶融ガラスにより形成される。例えば、図２に示したように、エッジ誘導部材２１７を第１対向端部２０３に設置してもよく、さらに同一の第２のエッジ誘導部材（図示なし）を第２対向端部（図示なし）に設置してもよい。各エッジ誘導部材は、下方傾斜成形面部分２０７、２０９の両方と交わるように構成することもできる。各エッジ誘導部材２１７は、互いに実質的に同一のものとしてもよいが、さらなる例においては、異なる特性を有するものとしてもよい。本開示の態様によれば、種々の成形用ウェッジおよびエッジ誘導部材の構成を使用することができる。例えば、本開示の態様と共に使用し得る成形用ウェッジおよびエッジ誘導部材の構成は、米国特許第３，４５１，７９８号明細書、同第３，５３７，８３４号明細書、同第７，４０９，８３９号明細書、および／または、２００９年２月２６日に出願された米国仮特許出願第６１／１５５，６６９号明細書において開示されており、これらの全体が夫々参照することにより本書に組み込まれる。

図２は、本開示の態様と共に使用し得る、単なる一例のエッジ誘導部材２１７を示したものである。第２エッジ誘導部材（図示なし）は、いくつかの例において第１エッジ誘導部材２１７と類似したものまたは同一のものであり得ると理解して、第１エッジ誘導部材２１７について論じる。同一のエッジ誘導部材を提供すると、均一なガラスリボンを提供するのに有益となり得るが、多様なガラスシート特性を提供するように、および／または種々の成形槽の構成に適応するように、エッジ誘導部材を異なる特徴を有するものとしてもよい。

図２は、成形用ウェッジ２０１の第１下方傾斜成形面部分２０７に対して位置付けられている、第１エッジ誘導部材２１７の第１側部を示している。図示していないが、第１エッジ誘導部材２１７は、成形用ウェッジ２０１の第２傾斜成形面部分２０９に対して位置付けられる第２側部をさらに含む。第１エッジ誘導部材２１７の第２側部は、底部２１３を二等分する延伸面２１５に関して第１側部の鏡像となる。図示のように第１側部は、成形用ウェッジ２０１の第１下方傾斜成形面部分２０７と交わる第１表面２１９を含む。図示していないが、第１エッジ誘導部材２１７の第２側部も同様に、成形用ウェッジ２０１の第２傾斜成形面部分２０９と交わる実質的に同一の表面を含む。

成形用ウェッジ２０１の各対向端部には、対応する第１および第２エッジ誘導部材２１７を横に位置付けるのを助けるよう設計された、保持ブロック２２１を設けてもよい。随意的には、図示のように、第１エッジ誘導部材２１７は上部２２３および下部２２５を含んでもよい。いくつかの例では、下部２２５が、第１エッジ誘導部材２１７を第１対向端部２０３に結び付け、第２エッジ誘導部材を第２対向端部（図示なし）に結び付けてもよい。これらのエッジ誘導部材２１７を結合させると、エッジ誘導部材２１７の成形用ウェッジ２０１への組立てを単純化するのに有益となり得る。さらなる例において、これらエッジ誘導部材２１７の各上部２２３は、分離させて提供してもよい。例えば、第１エッジ誘導部材２１７を第２エッジ誘導部材から分離したものとしてもよいし、さらに第１エッジ誘導部材２１７を、成形用ウェッジ２０１の１対の下方傾斜成形面部分２０７、２０９の夫々に対して独立して組立ててもよい。特定の構成では、結合されていない上部２２３を提供すると、エッジ誘導部材２１７の製造を単純化することができる。各エッジ誘導部材２１７は、成形用ウェッジ２０１に対して様々な表面を提供することで、様々な配向および形状を有するものとすることができる。

ガラスリボンを融合延伸するための装置１０１は、少なくとも１つのエッジローラアセンブリをさらに含んでもよい。このエッジローラアセンブリは、ガラスリボンが成形用ウェッジ２０１の底部２１３から延伸されるときにガラスリボンの対応するエッジに係合するよう構成された、１対のエッジローラを含んでいる。このエッジローラ対は、ガラスリボンのエッジを適切に仕上げるのを助ける。エッジローラで仕上げることで、所望のエッジ特性が実現し、さらに、１対の下方傾斜成形面部分２０７、２０９に付随するエッジ誘導部材の対向する表面から牽引される、溶融ガラスのエッジ部分の適切な融合が可能になる。図２に示したように、第１エッジローラアセンブリ２２７が第１エッジ誘導部材２１７に関連付けられ、そして第２エッジローラアセンブリ（図示なし）が第２エッジ誘導部材に関連付けられる。各エッジローラアセンブリ２２７は互いに実質的に同一のものとしてもよいが、さらなる例においてはこれらのエッジローラ対を、異なる特性を有するものとしてもよい。

図２は、本開示の態様で使用することができる一例のエッジローラアセンブリを示している。第２エッジローラアセンブリ（図示なし）は、いくつかの例において第１エッジローラアセンブリ２２７と類似したものまたは同一のものであり得ると理解して、第１エッジローラアセンブリ２２７について論じる。図２に示したように、第１エッジローラアセンブリ２２７は、第１エッジローラ２３１と第２エッジローラ２３３とを備えた第１エッジローラ対２２９を含んでいる。エッジローラ２３１、２３３は、ガラスリボン１０３の第１面および第２面と同時に係合するように構成されている。第１エッジローラアセンブリ２２７は、第１エッジローラ２３１に取り付けられた第１シャフト２３５と、第２エッジローラ２３３に取り付けられた第２シャフト２３７とをさらに含む。第１シャフト２３５および第２シャフト２３７は、モータ（図示なし）によって回転可能に駆動されるよう構成される。

図２に概略的に示したように、装置１０１は１以上の加熱装置２３９をさらに含み得る。加熱装置２３９は、第１エッジ誘導部材２１７と接触している溶融ガラスの接触面を加熱するように構成される。図示の例において、第１加熱装置２３９は外部加熱装置としてエッジ誘導部材２１７の付近に位置付けてもよい。一例において、外部加熱装置を第１エッジ誘導部材２１７の下部２２５の背面を加熱するように構成してもよい。図３に示したように、加熱装置３３９をエッジ誘導部材の内側に位置付けることも可能であるが、加熱装置はさらなる例において、エッジ誘導部材上や、あるいは他の位置に位置付けることもできる。実際には、加熱装置は、エッジ誘導部材２１７に対して種々の三次元位置に位置付けることができる。図示のように１つの加熱装置を提供してもよいが、さらなる例において、複数の加熱装置を提供してもよい。

加熱装置は、第１エッジ誘導部材２１７と接触している溶融ガラスの接触面を、溶融ガラスの液相温度を超えて加熱することができる。液相温度は、ガラスが結晶を形成することなく溶融したままとなる温度のうちの、より低い温度範囲に相当する。溶融ガラスのいくらかの部分が液相温度を下回る温度まで降下した場合には、結晶化したガラスが生じ得る。結晶化したガラスの部分は溶融ガラス内の失透（devit）としばしば称され、この結晶化部分は、ガラスが液相温度を下回ったときに、液相温度との温度差に比例した速度で蓄積する傾向にある。すなわち、一例において、加熱装置２３９は第１エッジ誘導部材と接触している溶融ガラスの接触面を加熱するように構成され、こうしてエッジ誘導部材上に失透が蓄積する速度を低下させる。別の例では、エッジ誘導部材２１７を液相温度超の温度で維持して、エッジ誘導部材上の任意の失透の蓄積を実質的に減少させるか、あるいは蓄積さえしないようにする。任意の失透の蓄積を排除することで、失透を生じさせないエッジ誘導部材装置が得られる。

エッジ誘導部材上の失透の蓄積を減少させることは望ましいことであるが、加熱装置２３９がこのように動作すると、さらに溶融ガラスの粘度も減少させてしまう傾向にある。図２に参照番号２４５で記したように、粘度が減少するとガラスリボン１０３の幅に望ましくない減少が生じることがある。

装置１０１は、ガラスリボン１０３の幅の望ましくない損失を和らげるために、１以上の冷却装置２４１をさらに含み得る。図２に概略的に示しているが、冷却装置２４１は、第１エッジ誘導部材２１７を離れて流れてきた溶融ガラスの部分から熱を奪うように構成されている。冷却装置２４１は種々の装置から成るものとすることができ、例えば限定するものではないが、流体分注装置（例えば、エアジェットを形成するオリフィス）、ガラスリボンのエッジに近接させて保持した相対的に低温の物体、放射冷却器、および／または複数の流体ノズルが挙げられる。

冷却装置の構成は、１以上の様々なやり方で動作するものとしてもよい。例えば、冷却装置２４１が、底部２１３より下方のガラスリボン１０３のエッジから、ガラスリボン１０３のエッジの温度がガラスリボンの内部の温度よりも速い速度で低下するように優先的に熱を奪うよう、冷却装置２４１を構成してもよい。この例において内部とは、ガラスリボン１０３の対向する左右のエッジ間に配置された、中央部分などの中間部分を含むものとし得る。さらに、または代わりに、エッジ誘導部材と接触している溶融ガラスの接触面に加熱装置２３９が与える熱よりも多くの熱を、冷却装置２４１が底部２１３より下方のガラスリボン１０３のエッジから奪うように、冷却装置２４１を構成してもよい。

冷却装置２４１を底部２１３より下方の位置で動作させると、加熱装置２３９を単独で動作させた場合に生じ得る、ガラスリボン幅の望ましくない減少を和らげる助けとなる。すなわち、加熱装置２３９を使用して、エッジ誘導部材上での失透の形成を減少させることができ、一方冷却装置２４１を使用すると、エッジ誘導部材を離れて流れてきた溶融ガラスを引続いて冷却することなく加熱装置２３９を使用した場合に生じ得る、ガラスリボンの幅の望ましくない損失を和らげることができる。

図３には、成形用ウェッジ２０１と図２のエッジ誘導部材２１７とを含む、第２例の装置３０１の側面図が示されている。図３の例において、加熱装置３３９はエッジ誘導部材２１７の中に位置している。図３にさらに示したように、装置３０１は１対のエッジゲート３０５と１対の中心ゲート３０７とを含み得る。エッジゲート３０５のうちの一方と中心ゲート３０７のうちの一方のみがこの図には示されており、各対の他方のゲートは溶融ガラスの裏側に位置している。エッジゲート３０５と中心ゲート３０７は、エッジ誘導部材２１７の下部２２５より下方に位置して溶融ガラスの流れを導くのを助ける。溶融ガラスの中心部分は溶融ガラスのエッジ部分よりも薄いため、中心ゲート３０７の対はエッジゲート３０５対よりもしっかりと接近させてもよい。エッジ誘導部材２１７から溶融ガラスが追加で流れてくるため、エッジゲート３０５の対は同じようにしっかりと接近させることはできない。

図３にさらに示したように、第１および第２ローラ２３１、２３３を能動的に冷却して、溶融ガラスがエッジローラ２３１、２３３上に付着する可能性を減少させるのを助けてもよい。例えば、図３に示したように、各シャフト２３５の中を通って延在するように注入口ライン３０９を構成して、第１および第２ローラ２３１、２３３に冷却用の流体（すなわち、気体または液体）を供給する。出口ライン３１１も同じく各シャフト２３５、２３７の中を通って延在し、これが加熱された液体を液体供給源３１３へと戻す。油圧ポンプ３１５が液体供給源から流体を引き出し、さらにこの流体を熱交換器３１７に通過させて、第１および第２ローラ２３１、２３３から伝達された熱を除去してから注入口ライン３０９に通して循環させて、第１および第２ローラ２３１、２３３の冷却を続けてもよい。この冷却が、ローラにガラスが付着する可能性を減少させる助けとなり得る。さらなる例においては、ローラをより高速冷却して冷却装置２４１を助けてもよい。

第３例の装置４０１を図４に示す。上述したように、加熱装置２３９は第１エッジ誘導部材２１７と接触している溶融ガラスの接触面を加熱する。冷却装置２４１は、第１エッジ誘導部材２１７を離れて流れてきた溶融ガラスの部分から熱を奪うように構成される。第３例の装置４０１も同様に、ローラ２３１、２３３を冷却するための構造や、あるいは他の例による任意の他の構造をさらに含んでもよい。

図４の第３例においては、随意的な熱シールド装置が図示の熱シールド４１１を備えて提供される。熱シールド４１１が提供される場合には、加熱装置２３９に関連した加熱領域を冷却装置２４１に関連した冷却領域から遮蔽するように熱シールド４１１を構成してもよい。さらに図示したように、制御システム４１９を提供して、加熱装置２３９と冷却装置２４１とのうちの少なくとも一方を制御してもよい。制御システム４１９は、加熱装置２３９と冷却装置２４１とのうちの少なくとも一方を、様々な条件に基づいて様々なやり方で動作させることができ、この条件としては、例えば限定するものではないが、異なる位置での溶融ガラスの温度を監視したものや、ガラスリボン１０３の幅を監視したものが挙げられる。一例において、制御システム４１９は、底部２１３より下方のガラスリボン１０３のエッジから、ガラスリボン１０３のエッジの温度がガラスリボン１０３の内部の温度よりも速い速度で低下するように優先的に熱を奪うよう、冷却装置２４１を制御するように構成してもよい。さらに、または代わりに、エッジ誘導部材と接触している溶融ガラスの接触面に加熱装置２３９が与える熱よりも多くの熱を、冷却装置２４１が底部２１３より下方のガラスリボン１０３のエッジから奪うように、加熱装置２３９と冷却装置２４１とのうちの少なくとも一方を動作させるよう、制御システム４１９を構成してもよい。

一例において、制御システム４１９は、コントローラ４２１と少なくとも１つのセンサ４２３とをさらに含んでもよい。少なくとも１つのセンサ４２３はこの例において、エッジ誘導部材２１７上に位置しているが、さらなる例においては他の位置も可能である。さらにこのセンサは、エッジ誘導部材に関連する温度条件を感知するために位置付けられた、赤外線センサを含んでもよい。少なくとも１つのセンサ４２３は、エッジ誘導部材２１７付近の溶融ガラスに関連する温度を感知するように構成され、そしてこの感知した温度を使用して加熱装置２３９および冷却装置２４１にフィードバック制御を提供する。少なくとも１つのセンサ４２３は、感知した温度を有線接続または無線接続を通じてコントローラ４２１に伝えることができる。コントローラ４２１は、その後感知した温度に応えて、加熱装置２３９および／または冷却装置２４１の動作を調整するように構成される。さらに、または代わりに、別のセンサ４２５を冷却装置２４１と関連付けて、ガラスリボン１０３のエッジの温度条件を感知してもよい。このセンサは赤外線センサを含み得るが、さらなる例においては他の感知装置を提供してもよい。このセンサ４２５は、ガラスリボン１０３のエッジに関連する温度を感知するように構成され、またこのセンサ４２５は感知した温度を使用してコントローラ４２１にフィードバックを提供する。この感知されたフィードバックに基づいて、コントローラ４２１はその後適切な冷却条件を提供するように冷却装置２４１を動作させることができる。

さらに、このコントローラはライン４１７に沿って信号を送信してモータ（図示なし）を作動させ、加熱装置２３９に関連した加熱領域と冷却装置２４１に関連した冷却領域との間に所望の熱制御を実現するよう、熱シールド４１１の位置付けを制御することができる。

ここで、ガラスを成形する方法を、この例のエッジ誘導部材２１７を含んだ装置４０１を参照して説明する。類似のまたは同一の方法ステップを、例えば本出願全体に亘って説明されているようなさらなる例とともに実行し得ることは明らかであろう。さらに、本発明の方法の例は、ステップをさらに除外および／または追加することも可能である。さらに、断りがなければ、これらのステップは特定の用途に応じて、同時に、連続して、あるいは異なる順で、実行してもよい。

図１〜２および４に示すように、エッジ誘導部材２１７を含んだ一例の装置４０１でガラスを成形する方法が概略的に示されている。第１の方法例においては、ガラスリボン１０３を作製するためにフュージョンドロー法が提供される。この方法は、成形用ウェッジ２０１を構成する１対の下方傾斜成形面部分２０７、２０９上に溶融ガラスを流すステップを含む。ここで、この１対の下方傾斜成形面部分２０７、２０９は、成形用ウェッジ２０１下部の底部２１３で合流している。この方法は、１対の傾斜成形面部分２０７、２０９のうちの少なくとも一方と交わっている第１エッジ誘導部材２１７上に、溶融ガラスを流すステップと、成形用ウェッジ２０１の底部２１３から溶融ガラスを延伸してガラスリボン１０３を成形するステップとをさらに含む。この方法は、加熱装置２３９を使用して、第１エッジ誘導部材２１７と接触している溶融ガラスの接触面を加熱するステップと、冷却装置２４１を使用して、溶融ガラスの、第１エッジ誘導部材２１７を離れて流れてきた部分から熱を奪うステップとをさらに含む。すなわち、加熱装置２３９は、失透の蓄積を減少させるために、第１エッジ誘導部材２１７と接触している溶融ガラスの接触面を加熱し、そして冷却装置２４１は、加熱装置２３９のみを使用した場合に生じ得るガラスリボン１０３幅の損失を和らげてその幅を保持するために、エッジ誘導部材２１７より下方の位置から熱を奪う。一例において、加熱装置２３９が第１エッジ誘導部材２１７と接触している溶融ガラスの接触面を加熱する際には、エッジ誘導部材２１７の外側で動作する外部加熱器を使用する。別の例において、加熱装置２３９が第１エッジ誘導部材２１７と接触している溶融ガラスの接触面を加熱する際には、エッジ誘導部材２１７の内側で動作する内部加熱器を使用する。冷却装置２４１がエッジ誘導部材２１７より下方で溶融ガラスから熱を奪う際には、一例において流体ノズルを使用してもよい。

この方法例は、加熱装置２３９を使用して、第１エッジ誘導部材２１７と接触している溶融ガラスの接触面を、溶融ガラスの液相温度を超えて加熱するステップを含むものでもよい。液相温度とは、結晶相が発現し始める温度に相当し得る。すなわち、一例において加熱装置２３９は、エッジ誘導部材２１７上に失透が蓄積する速度を低下させるよう、第１エッジ誘導部材２１７と接触している溶融ガラスの接触面を加熱するよう構成される。別の例では、エッジ誘導部材２１７を液相温度超の温度で維持して、エッジ誘導部材２１７上の任意の失透の蓄積を実質的に減少させるか、あるいは蓄積さえしないようにする。失透の蓄積を完全になくすために必要とされる追加の熱流束は、エッジ誘導部材２１７の表面のどの部分も確実に、成形されているガラスの液相温度より低い温度で動作しないようにするようなものである。そのため、本開示の態様は、ガラスリボンの品質に影響を与え得る失透の蓄積を減少させたり、あるいはなくしたりすることができる。実際には、失透の層が厚くなり過ぎると、流れているガラスが近接している固定の物体に「橋を架けた」状態となる可能性があり、また深刻な操作上の問題を引き起こすこともある。失透の蓄積は、下方傾斜成形面２０７、２０９の底部２１３から延伸されている２つの溶融ガラスリボンの融合を乱す可能性もある。エッジの位置で融合が乱れると、ビードに気泡が形成されたり、あるいはガラスリボンに他の欠陥が生じたりすることがある。

この方法例は、冷却装置２４１を使用して一定量の熱流束を奪うことで、加熱装置２３９の働きを和らげるステップを含んでもよい。加熱装置２３９を使用して、第１エッジ誘導部材２１７と接触している溶融ガラスの接触面を加熱するステップは、得られるガラスリボン１０３の幅の損失、すなわち縮小を生じさせることになる。冷却装置２４１は、加熱装置２３９が加えた熱流束の量に相当する量の熱流束を奪って幅の損失部分を回復させるよう動作させることができる。一例において、加えられかつその後奪われる熱流束の量は、ガラスリボンの形成モデルから見積ることができる。ガラスリボンの形成モデルは、溶融ガラスの種々の温度に対し、得られるシートサイズの指針を提供することができるものである。

別の例において、加えられかつ奪われる熱流束の量は、装置の動作中に測定することができる。一例において、冷却装置２４１を様々な冷却速度で動作させると、溶融ガラスに異なった減衰を生じさせることで、幅の損失が異なるガラスリボンを得ることができる。モデリング技術に基づくと、冷却装置２４１を様々な冷却速度で動作させた場合、得られるガラスリボンの幅の損失は約５７ｍｍにまで減少し得ることが分かった。使用する冷却速度を比較的大きくした別のモデリング例においては、得られるガラスリボンの幅の損失を約６ｍｍにまで減少させることができることが判明した。使用する冷却速度を比較的大きくしたさらに別のモデリング例においては、モデリングの結果によりガラスリボンの幅が約１１ｍｍ増加したことが示された。

この方法例は、溶融ガラスの温度を底部２１３より下方の位置で、この溶融ガラスのバギーワープ温度より低温で維持するステップをさらに含んでもよい。バギーワープ温度とは、バギーワープの状態が見られる前の、自由リボン上で許容可能な最大温度を表している。バギーワープ温度は、溶融ガラスの領域における冷却曲線の他、その局所的な質量流量やガラス組成によって変化し得る。バギーワープを物理的に説明すると、溶融ガラスの温度がバギーワープ温度を超えたことから、溶融ガラスの粘度が減少している状態である。バギーワープの状態にあるときには、牽引ローラ（図示なし）がもはや牽引できない段階にまで溶融ガラスの粘度は減少している。さらに、バギーワープの状態にあるときには、成形用ウェッジから出てくるガラスの流れが、平面内のずっと下方に位置している牽引ローラによって一定の厚さに牽引されている純粋に長方形のシートの流れを、超え始める可能性がある。一例の方法において、加熱装置２３９は、エッジ誘導部材２１７上を通過している溶融ガラスのエッジの温度を約３０１０℃から約１２００℃の範囲内で維持する。この温度範囲は、例えば３０１０℃など、第１エッジ誘導部材と接触している溶融ガラスをその溶融ガラスの液相温度を超えた温度で維持すると同時に、例えば１２００℃など、底部より下方の位置での溶融ガラスの温度をバギーワープ温度よりも低温でさらに維持するものに相当し得る。この方法例ではこの温度を、加熱装置２３９と冷却装置２４１とのうちの一方を使用することで、あるいは加熱装置２３９と冷却装置２４１との両方を使用することで、維持することができる。

別の代替として、この方法例は、加熱装置２３９の加熱領域を冷却装置２４１の冷却領域から遮蔽するステップをさらに含んでもよい。加熱領域の冷却領域からの遮蔽は、図４に示した熱シールド４１１を用いて達成することができる。熱シールド４１１は、加熱領域と冷却領域との間の熱伝達の制御を助けるよう構成してもよい。

この方法例は、加熱装置２３９と冷却装置２４１とのうちの少なくとも一方を制御システム４１９で制御するステップをさらに含んでもよい。制御システム４１９は、加熱装置２３９と冷却装置２４１とのうちの少なくとも一方を、異なる位置での溶融ガラスの温度やガラスリボン１０３の幅を含む、様々な条件に基づいて、様々なやり方で動作させることができる。一例において、制御システム４１９は、溶融ガラスに関連する温度を感知または測定し、感知した温度を使用して制御システム４１９に対しフィードバック制御を提供するステップを含むものでもよい。

請求される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の改変および変形が作製可能であることは当業者には明らかであろう。

２０１ 成形用ウェッジ
２０７、２０９ 下方傾斜成形面部分
２１３ 底部
２１７ エッジ誘導部材
２２７ エッジローラアセンブリ
２３１、２３３ エッジローラ
２３９、３３９ 加熱装置
２４１ 冷却装置
４１１ 熱シールド
４１９ 制御システム
４２１ コントローラ
４２３、４２５ センサ

Claims (10)

1. フュージョンドロー方法において、
   溶融ガラスを成形用ウェッジの１対の下方傾斜成形面部分上に流すステップであって、該下方傾斜成形面部分が、下流方向に沿って合流して底部を形成しているステップ、
   前記溶融ガラスを、前記１対の下方傾斜成形面部分のうちの少なくとも一方と交わっている、エッジ誘導部材上に流すステップ、
   ガラスリボンを前記底部から延伸するステップであって、このとき該ガラスリボンのエッジが、前記エッジ誘導部材を離れて流れてくる溶融ガラスにより形成されるステップ、
   加熱装置を使用して、前記エッジ誘導部材と接触している前記溶融ガラスの接触面を加熱するステップ、および、
   冷却装置を使用して、前記ガラスリボンの、前記エッジ誘導部材を離れて流れてきた部分から熱を奪うステップ、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記加熱装置が、前記エッジ誘導部材と接触している前記溶融ガラスの前記接触面を、該溶融ガラスの液相温度超の温度で維持することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記溶融ガラスの温度を、前記底部の下流の位置で、該溶融ガラスのバギーワープ温度より低温で維持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 前記冷却装置が、前記底部より下方の前記ガラスリボンの前記エッジから、前記ガラスリボンの前記エッジの温度が前記ガラスリボンの内部の温度よりも速い速度で低下するように、優先的に熱を奪うことを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の方法。
5. 前記冷却装置が、前記エッジ誘導部材と接触している前記溶融ガラスの前記接触面に前記加熱装置が与える熱よりも多くの熱を、前記底部より下方の前記ガラスリボンの前記エッジから奪うことを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の方法。
6. 前記加熱装置が、前記エッジ誘導部材の外側で動作する外部加熱器を用いて、前記エッジ誘導部材と接触している前記溶融ガラスの前記接触面の温度を維持することを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の方法。
7. ガラスリボンを融合延伸するための装置であって、
   下流方向に沿って合流して底部を形成する１対の下方傾斜成形面部分を含む、成形用ウェッジ、
   前記１対の下方傾斜成形面部分のうちの少なくとも一方と交わっている、エッジ誘導部材、
   前記エッジ誘導部材と接触している溶融ガラスの接触面を加熱するよう構成された、加熱装置、および、
   ガラスリボンの、前記エッジ誘導部材を離れて流れてきた部分から熱を奪うよう構成された、冷却装置、
   を備えていることを特徴とする装置。
8. 前記加熱装置が、前記エッジ誘導部材と接触している前記溶融ガラスの前記接触面を、該溶融ガラスの液相温度超の温度で維持するよう構成されていることを特徴とする請求項７記載の装置。
9. 前記冷却装置が、前記底部より下方の前記ガラスリボンの前記エッジから、前記ガラスリボンの前記エッジの温度が前記ガラスリボンの内部の温度よりも速い速度で低下するように、優先的に熱を奪うよう構成されていることを特徴とする請求項７または８記載の装置。
10. 前記冷却装置が、前記エッジ誘導部材と接触している前記溶融ガラスの前記接触面に前記加熱装置が与える熱よりも多くの熱を、前記底部より下方の前記ガラスリボンの前記エッジから奪うように構成されていることを特徴とする請求項７から９いずれか１項記載の装置。

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