CN105621857A - Lcd玻璃制造用搅拌机及其制造方法、lcd玻璃的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及LCD玻璃制造用搅拌机及其制造方法、LCD玻璃的制造方法,根据本发明的一实施方式,可以按照优先顺序将对搅拌效率产生影响的搅拌机的各构成要素的特性分成多个成分,并基于各成分的乘积算出搅拌效率。因此,只要确定搅拌效率,就能够容易地设计出可满足所述搅拌效率的搅拌机。
Description
技术领域
本发明涉及LCD玻璃制造用搅拌机及其制造方法、LCD玻璃的制造方法。
背景技术
在显示装置以及各种电子部件中使用玻璃基板(以下称玻璃)。特别是,LCD玻璃基板中所使用的玻璃材料应具有高的均匀性。
另一方面,在LCD玻璃制造工艺中,采用浮法(float)技术时,由于与空气接触而在表面发生挥发,因此使用搅拌机(stirrer)以去除这种不均匀流动。此时,为了制造出均匀的玻璃,搅拌区域(stirringzone)的搅拌效率非常重要,而搅拌效率与构成搅拌机的各要素的特性(property)有关。因此,为了确定满足所需搅拌效率的搅拌机结构,掌握上述特性与搅拌效率之间的相关关系是非常重要的。
发明内容
所要解决的技术问题
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种LCD玻璃制造用搅拌机及其制造方法、LCD玻璃的制造方法,能够基于构成搅拌机的各要素的特性与搅拌效率之间的相关关系来确定各要素特性。
解决技术问题的方案
为了解决所述技术问题,根据本发明的一实施方式,提供一种LCD玻璃制造用搅拌机,包括:腔室,分别具有流入口以及排出口;旋转轴,设置在腔室内部;以及多个叶片,分别安装在旋转轴上,其特征在于,流入口设置在腔室的下端部,排出口设置在腔室的上端部,在下述一般式1中,只要预先确定M值,熔融玻璃的流量、流入口的面积、旋转轴的旋转速度以及叶片与腔室内侧表面之间的间隔就分别得以确定,以满足一般式1,
[一般式1]
在所述一般式1中,n表示叶片的数量,Q′表示确定流量Q相对于熔融玻璃最大允许流量Q_max的比值,A表示流入口的截面积,H表示旋转轴上的多个叶片安装区域的高度,v′表示确定旋转速度V相对于旋转轴最大允许旋转速度V_max的比值,C′表示确定间隔C相对于叶片与腔室内侧表面之间的最大允许间隔C_max的比值,L′表示叶片与腔室底面之间的高度L相对于叶片与腔室底面之间的高度L和排出口与相邻于所述排出口的叶片之间的间隔L1之和的比值。
此外,优选,M被确定为大于等于5。
此外,优选,M被确定为5至7。
此外,可以将流入口设置成,使熔融玻璃的流入方向垂直于旋转轴的轴方向。
此外,叶片与腔室底面之间的间隔可以小于流入口的直径。
此外,多个叶片可以分别设置在不与排出口重叠的高度。
此外,流入口的截面可以是多边形。
此外,旋转轴的旋转速度以及叶片与内侧表面之间的间隔可以优先于熔融玻璃的流量以及流入口的面积确定。
此外,根据本发明的另一实施方式,提供一种LCD玻璃制造用搅拌机的制造方法,所述LCD玻璃制造用搅拌机包括:腔室,分别具有流入口以及排出口;旋转轴,设置在腔室内部;以及多个叶片,分别安装在旋转轴上,其特征在于,在所述LCD玻璃制造用搅拌机中,流入口设置在腔室的下端部,排出口设置在腔室的上端部,包括如下步骤,即,在下述一般式1中,只要分别预先确定M值、熔融玻璃的流量以及旋转轴的旋转速度,流入口的面积、叶片与腔室内侧表面之间的间隔就分别得以确定,以满足一般式1,
[一般式1]
在所述一般式1中,n表示叶片的数量,Q′表示确定流量Q相对于熔融玻璃最大允许流量Q_max的比值,A表示流入口的截面积,H表示旋转轴上的多个叶片安装区域的高度,v′表示确定旋转速度V相对于旋转轴最大允许旋转速度V_max的比值,C′表示确定间隔C相对于叶片与腔室内侧表面之间的最大允许间隔C_max的比值,L′表示叶片与腔室底面之间的高度L相对于叶片与腔室底面之间的高度L和排出口与相邻于所述排出口的叶片之间的间隔L1之和的比值。
此外,优选,M被确定为大于等于5。
此外,优选,M被确定为5至7。
此外,可以将流入口设置成,熔融玻璃的流入方向垂直于旋转轴的轴方向。
此外,叶片与腔室底面之间的间隔可以小于流入口的直径。
此外,多个叶片可以分别设置在不与排出口重叠的高度。
此外,流入口的截面可以是多边形。
此外,叶片与内侧表面之间的间隔可以优先于流入口的截面积确定。
此外,根据本发明的另一实施方式,提供一种LCD玻璃的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:向所述LCD玻璃制造用搅拌机供给熔融玻璃的步骤;以及以使一般式1中的M处于5至7的方式搅拌熔融玻璃的步骤。
发明效果
如上所述,本发明的一实施例涉及的LCD玻璃制造用搅拌机及其制造方法、LCD玻璃的制造方法具有如下效果。
可以基于构成搅拌机的各要素的特性(例如,长度、间隔、高度、搅拌速度等)与搅拌效率之间的相关关系来确定各要素的特性。
具体而言,可以按照优先顺序将对搅拌效率产生影响的搅拌机的各构成要素的特性分成多个成分,并基于各成分的乘积算出搅拌效率。因此,只要确定搅拌效率,就能够容易地设计出可满足所述搅拌效率的搅拌机。
附图说明
图1是本发明的一实施例涉及的LCD玻璃制造用搅拌机的概念图。
图2至图5是用于掌握搅拌机各构成要素的特性与搅拌效率的相关关系的曲线图。
附图标记
100:LCD玻璃制造用搅拌机
110:腔室
111:流入口
112:排出口
120:旋转轴
130:叶片
具体实施方式
下面,参照本发明的一实施例涉及的LCD玻璃制造用搅拌机及其制造方法、LCD玻璃的制造方法进行详细说明。
此外,与图的编号无关,对相同或对应的构成要素赋予相同或类似的附图标记,并省略对其的重复说明,为了便于说明,图示的各构成部件的尺寸以及形状有可能放大或者缩小。
图1是本发明的一实施例涉及的LCD玻璃制造用搅拌机100的概念图,图2至图5是用于掌握搅拌机各构成要素的特性与搅拌效率的相关关系的曲线图。
参照图1,LCD玻璃制造用搅拌机100(以下称‘搅拌机’)包括:腔室110,分别具有流入口111以及排出口112;旋转轴120,设置在腔室110内部;以及多个叶片130,分别安装在旋转轴120上。所述旋转轴120与电机等驱动部(未图示)连接,能够以规定的旋转速度旋转。此外,叶片130沿着垂直于旋转轴120的中心轴方向(或者也称高度方向)朝向腔室110的内侧面113延伸。此外,多个叶片130沿着旋转轴120的中心轴方向彼此隔着规定间隔安装。此外,多个叶片130之间的间隔可以相同。通过所述流入口111流入到腔室110内部的熔融玻璃经过多个叶片130之后通过排出口112排出到腔室110的外部。
在此,腔室110的流入口111和排出口112可以沿着旋转轴的高度方向分别设置在不同的高度。此外,可以将流入口111设置成使熔融玻璃的流入方向垂直于旋转轴120的中心轴方向。此外,以旋转轴120的高度方向为基准,所述腔室110的流入口111可以设置在腔室110的下端部,排出口112可以设置在腔室110的上端部。此外,叶片130与腔室110底面114之间的间隔L可以小于流入口111的直径。此外,多个叶片130可以分别设置在不与排出口112重叠的高度。此外,流入口111的截面可以是多边形。
另一方面,对于搅拌机100的搅拌效率(mixingefficiency),可以向流入口111全面涂布油墨,并在排出口拍照之后,将其转换为灰度值(greyvalue)。此后,分成规定大小的像素(pixel)单位,并算出各像素的灰度值的变异系数(CV:coefficientofvariation),能够直接通过实验来进行判断。
此时,可以认为,CV值越低混合得越均匀。此外,能够基于CV值转换为搅拌效率,所测定的CV值可以转换为表示搅拌效率的系数M。表示所述搅拌效率的系数M可以通过100除以CV值而算出(100/CV)。此时,通过改变搅拌机100的各构成要素的特性(长度、高度、间隔、速度、流量等),能够导出其与所述系数M之间的相关关系。此外,可以分析对搅拌效率产生重要影响的特性。基于此,能够设计出可实现规定的搅拌效率的搅拌机100结构。
搅拌机100的搅拌效率基于由熔融玻璃的流量因素以及流入口的截面积因素组合构成的第一成分、由旋转轴的旋转速度因素以及叶片与腔室内侧表面之间的间隔因素组合构成的第二成分的乘积而算出。此时,分别确定LCD熔融玻璃的流量Q、流入口的截面积A、旋转轴的旋转速度v以及叶片与腔室内侧表面之间的间隔C,以满足预先确定的搅拌效率。
分别构成第一成分、第二成分的熔融玻璃的流量因素、旋转轴的旋转速度因素以及叶片与腔室内侧表面之间的间隔因素可以分别是相对于最大允许流量的相应流量的比值、相对于最大允许旋转速度的相应旋转速度的比值以及相对于最大允许间隔的相应间隔的比值。这是为了将各因素值用作无量纲量。
另一方面,搅拌效率可以基于第一成分、第二成分以及第三成分的乘积确定,所述第三成分基于叶片与腔室底面之间的高度因素。在这种情况下,可以分别确定熔融玻璃的流量Q、流入口的面积A、旋转轴的旋转速度v、叶片与腔室内侧表面之间的间隔C以及叶片与腔室底面之间的高度L,以满足预先确定的搅拌效率。此外,第三成分的叶片与腔室底面之间的高度因素可以是,叶片与腔室底面之间的高度L相对于叶片与腔室底面之间的高度L和排出口与相邻于所述排出口的叶片之间的间隔L1之和的比值。
另一方面,第一成分可以由熔融玻璃的流量、流入口的面积以及相邻的两个叶片之间的高度差的组合来构成。此时,可以分别确定熔融玻璃的流量Q、流入口的面积A以及相邻的两个叶片之间的高度差,以满足预先确定的搅拌效率。此外,相邻的两个叶片之间的高度差可以由叶片数量n相对于旋转轴120上的多个叶片安装区域的高度H的比值来确定。
此时,旋转轴的旋转速度V以及叶片与内侧表面之间的间隔C可以优先于熔融玻璃的流量Q以及流入口的面积A确定。
本发明的一实施例涉及的搅拌机100是一种LCD玻璃制造用搅拌机,包括:腔室110,分别具有流入口111以及排出口112;旋转轴120,设置在腔室110内部;以及多个叶片130,分别安装在旋转轴120上。其中,流入口111设置在腔室110的下端部,排出口112设置在腔室110的上端部。此外,对于所提供的LCD玻璃制造用搅拌机,在下述一般式1中,只要预先确定M值,就分别确定熔融玻璃的流量、流入口的面积、旋转轴的旋转速度以及叶片与腔室内侧表面之间的间隔,以满足一般式1。其中,M是表示上述搅拌效率的系数,可以由CV值转换。
[一般式1]
在所述一般式1中,n表示叶片的数量,Q′表示确定流量Q相对于熔融玻璃最大允许流量Q_max的比值,A表示流入口的截面积,H表示旋转轴上的多个叶片安装区域的高度,v′表示确定旋转速度V相对于旋转轴最大允许旋转速度V_max的比值,C′表示确定间隔C相对于叶片与腔室内侧表面之间的最大允许间隔C_max的比值,L′表示叶片与腔室底面之间的高度L相对于叶片与腔室底面之间的高度L和排出口与相邻于所述排出口的叶片之间的间隔L1之和的比值。
此外,优选M被确定为大于等于5,并且,优选M被确定为5至7。即,只要在所述范围内将M值确定为规定值,就能够确定满足一般式1的各因素的值。
所述一般式1尤其有利于预测上述搅拌机100结构的搅拌效率。具体地,观察能够提高一般式1精确度的搅拌机100结构,可以将流入口111设置成熔融玻璃的流入方向垂直于旋转轴120的轴方向。此外,叶片130与腔室110底面之间的间隔可以小于流入口111的直径。此外,多个叶片130可以分别设置在不与排出口112重叠的高度。此外,流入口111的截面可以是多边形。
以所述一般式1为基准,上述第一成分是第二成分是第三成分是(2.8e0.67L′)。
此时,构成各成分的LCD熔融玻璃的流量因素Q′是相应流量Q相对于最大允许流量Q_max的比值,旋转轴的旋转速度因素v′是相应旋转速度V相对于最大允许旋转速度V_max的比值,叶片与腔室内侧表面之间的间隔因素C′是相应间隔C相对于最大允许间隔C_max的比值,叶片与腔室底面之间的高度因素L′是叶片与腔室底面之间的高度L相对于叶片与腔室底面之间的高度L和排出口与相邻于所述排出口的叶片之间的间隔L1之和的比值,都是无量纲量。
另一方面,设计搅拌机100时,旋转轴120的旋转速度以及叶片130与内侧表面之间的间隔可以优先于熔融玻璃的流量以及流入口111的面积确定。
此外,本发明的另一实施方式涉及一种LCD玻璃制造用搅拌机的制造方法,所述LCD玻璃制造用搅拌机包括:腔室,分别具有流入口以及排出口;旋转轴,设置在腔室内部;以及多个叶片,分别安装在旋转轴上,在所述LCD玻璃制造用搅拌机中,流入口设置在腔室的下端部,排出口设置在腔室的上端部,包括如下步骤,即,在所述一般式1中,只要分别预先确定M值、熔融玻璃的流量以及旋转轴的旋转速度,流入口的面积、叶片与腔室内侧表面之间的间隔就分别得以确定,以满足一般式1。
此外,本发明的又另一实施方式涉及的LCD玻璃的制造方法包括如下步骤:向所述LCD玻璃制造用搅拌机100供给熔融玻璃的步骤;以及以使一般式1中的M处于5至7的方式搅拌熔融玻璃的步骤。
下面,通过下述的实施例,说明上述各特性对搅拌效率所产生的影响。
[表1]
[表2]
区分 | C′ | v′ | L′ | H(mm) | Q′ | n | A(mmsq) | CV |
结构1 | 0.13 | 0.86 | 1 | 70 | 0.5 | 4 | 2500 | 13 |
结构2 | 0.17 | 0.71 | 1 | 70 | 0.25 | 4 | 1250 | 14 |
结构3 | 0.17 | 0.71 | 1 | 70 | 0.25 | 4 | 2500 | 16.7 |
结构4 | 0.17 | 0.71 | 1 | 70 | 0.5 | 4 | 1250 | 17.8 |
结构5 | 0.17 | 0.86 | 1 | 70 | 0.5 | 4 | 2500 | 20 |
结构6 | 0.17 | 0.71 | 1 | 70 | 0.5 | 4 | 2500 | 21.5 |
结构7 | 0.17 | 0.86 | 0.51 | 70 | 0.5 | 4 | 2500 | 24.9 |
结构8 | 0.17 | 0.43 | 1 | 70 | 0.5 | 4 | 2500 | 25.3 |
结构9 | 0.17 | 0.29 | 1 | 70 | 0.5 | 4 | 2500 | 34.7 |
其中,相对于CV的M值如下表3所示(M=100/CV)
[表3]
在所述结构1至结构9中,将各流入口111设置成熔融玻璃的流入方向垂直于旋转轴120的轴方向。此外,叶片130与腔室110底面之间的间隔小于流入口111的直径,多个叶片130分别设置在不与排出口112重叠的高度,流入口111的截面可以是正方形。此外,以旋转轴120的高度方向为基准,所述腔室110的流入口111设置在腔室110的下端部,排出口112设置在腔室110的上端部。
在本说明书中,M值相对大意味着搅拌效率相对大,M值相对小意味着搅拌效率相对小。根据情况,一般式1中的M值可以与搅拌效率相同的含义使用。
在所述实施例中,最大允许流量可以是200gpm,最大允许旋转速度可以是14rpm,最大允许间隔可以是66mm。然而,各最大值只是用于按比例缩减(scaledown)的示例性数值,本发明并不局限于此。另一方面,最大允许流量可以根据搅拌机100设置现场的最大流量(例如,工厂的生产值)来确定。只是,一般式1采用的是无量纲量(比值),因此,能够适用于各种规格的搅拌机。
此外,图2是表示出旋转轴120的旋转速度因素v′和叶片130与腔室110内侧表面之间的间隔C对于搅拌效率的影响程度的曲线图,图3是示出流量因素Q′和截面积A对于搅拌效率的影响程度的曲线图,图4是示出高度因素L′对于搅拌效率的影响程度的曲线图。此外,图5是示出所述一般式1中所包含的所有因素对于搅拌效率的影响程度的曲线图。另一方面,在图2至图5中,附图标记A表示模拟值,B表示实际测定值。此外,各曲线图的横轴对应于实施例1的结构1至结构9。此外,在图2至图5中,A与B的差距越小,说明模拟结果的可靠性越高。
此外,以最大允许旋转速度14rpm为基准,旋转轴的旋转速度因素v′采用了v/14的无量纲量。在此可以确认,随着旋转速度提高,搅拌效率也提高。然而,随着旋转速度提高,其对搅拌效率所产生的影响的增幅变小。另一方面,随着旋转速度提高,侵蚀以及气泡流入的影响也会提高。此外,可以确认,旋转速度对搅拌效率所产生的影响大于其它因素的影响。
此外,以最大允许间隔66mm为基准,叶片与腔室内侧表面之间的间隔因素C′采用了C/66的无量纲量。可以确认,间隔C越短,搅拌效率提高。然而,当间隔C过短时,存在侵蚀以及气泡流入的影响。可以确认,所述间隔C对搅拌效率所产生的影响跟旋转速度V一样大于其它因素。此外,叶片的数量n越多,侵蚀以及气泡流入的影响也就越大。
因此,难以独立分出旋转轴的旋转速度因素V′和间隔因素C′的相应影响程度,可以作为上述一般式1中的第二成分导出。
以最大允许流量200gpm为基准,流量因素Q′采用了Q/200的无量纲量。可以确认,随着流量增加,搅拌效率降低。此外,可以确认,流入口的截面积A减小,搅拌效率提高。此外,可以确认,随着叶片的数量n增加,搅拌效率提高。只是可以确认,存在叶片之间的间隔n/H的影响。
因此,流量因素Q′、流入口的截面积A、叶片的数量n以及旋转轴上的多个叶片安装区域的高度H可以作为上述一般式1中的第一成分导出。
观察叶片与腔室底面之间的高度因素L′,随着高度提高,搅拌效率提高,然而,当超过特定值时,有可能影响排出模式。此外,应该存在排出口112与相邻于排出口的叶片之间的间隔L1才能最大限度地减少对排出模式的影响。因此,叶片与腔室底面之间的高度因素L′可以作为上述一般式1中的第三成分导出。
用于导出为各成分的拟合(fitting)步骤可以通过用于解析数值等的标准程序来执行。此时,旋转轴的旋转速度V以及叶片与内侧表面之间的间隔c可以优先于熔融玻璃的流量Q以及流入口的面积A确定。
以上进行说明的本发明的优选实施例是出于例示的目的而公开,本发明所属领域的普通技术人员能够在本发明的思想和范围之内进行各种修改、变形以及增加,而这些修改、变形以及增加应视为属于权利要求书的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种LCD玻璃制造用搅拌机,包括:腔室,分别具有流入口以及排出口;旋转轴,设置在腔室内部;以及多个叶片,分别安装在旋转轴上,
其特征在于,
流入口设置在腔室的下端部,排出口设置在腔室的上端部,
在下述一般式1中,只要预先确定M值,熔融玻璃的流量、流入口的面积、旋转轴的旋转速度以及叶片与腔室内侧表面之间的间隔就分别得以确定,以满足一般式1,
[一般式1]
在所述一般式1中,n表示叶片的数量,Q′表示确定流量(Q)相对于熔融玻璃最大允许流量(Q_max)的比值,A表示流入口的截面积,H表示旋转轴上的多个叶片安装区域的高度,v′表示确定旋转速度(V)相对于旋转轴最大允许旋转速度(V_max)的比值,C′表示确定间隔(C)相对于叶片与腔室内侧表面之间的最大允许间隔(C_max)的比值,L′表示叶片与腔室底面之间的高度(L)相对于叶片与腔室底面之间的高度(L)和排出口与相邻于所述排出口的叶片之间的间隔(L1)之和的比值。
2.根据权利要求1所述的LCD玻璃制造用搅拌机,其特征在于,
M被确定为大于等于5。
3.根据权利要求2所述的LCD玻璃制造用搅拌机,其特征在于,
M被确定为5至7。
4.根据权利要求1所述的LCD玻璃制造用搅拌机,其特征在于,
流入口被设置成,使熔融玻璃的流入方向垂直于旋转轴的轴方向。
5.根据权利要求1所述的LCD玻璃制造用搅拌机,其特征在于,
叶片与腔室底面之间的间隔小于流入口的直径。
6.根据权利要求1所述的LCD玻璃制造用搅拌机,其特征在于,
多个叶片分别设置在不与排出口重叠的高度。
7.根据权利要求1所述的LCD玻璃制造用搅拌机,其特征在于,
流入口的截面是多边形。
8.根据权利要求1所述的LCD玻璃制造用搅拌机,其特征在于,
旋转轴的旋转速度以及叶片与内侧表面之间的间隔的确定优先于熔融玻璃的流量以及流入口的面积的确定。
9.一种LCD玻璃制造用搅拌机的制造方法,所述LCD玻璃制造用搅拌机包括:腔室,分别具有流入口以及排出口;旋转轴,设置在腔室内部;以及多个叶片,分别安装在旋转轴上,
其特征在于,
在所述LCD玻璃制造用搅拌机中,流入口设置在腔室的下端部,排出口设置在腔室的上端部,
包括如下步骤,即,在下述一般式1中,只要分别预先确定M值、熔融玻璃的流量以及旋转轴的旋转速度,流入口的面积、叶片与腔室内侧表面之间的间隔就分别得以确定,以满足一般式1,
[一般式1]
在所述一般式1中,n表示叶片的数量,Q′表示确定流量(Q)相对于熔融玻璃最大允许流量(Q_max)的比值,A表示流入口的截面积,H表示旋转轴上的多个叶片安装区域的高度,v′表示确定旋转速度(V)相对于旋转轴最大允许旋转速度(V_max)的比值,C′表示确定间隔(C)相对于叶片与腔室内侧表面之间的最大允许间隔(C_max)的比值,L′表示叶片与腔室底面之间的高度(L)相对于叶片与腔室底面之间的高度(L)和排出口与相邻于所述排出口的叶片之间的间隔(L1)之和的比值。
10.根据权利要求9所述的LCD玻璃制造用搅拌机的制造方法,其特征在于,
M被确定为大于等于5。
11.根据权利要求10所述的LCD玻璃制造用搅拌机的制造方法,其特征在于,
M被确定为5至7。
12.根据权利要求9所述的LCD玻璃制造用搅拌机的制造方法,其特征在于,
流入口被设置成,使熔融玻璃的流入方向垂直于旋转轴的轴方向。
13.根据权利要求9所述的LCD玻璃制造用搅拌机的制造方法,其特征在于,
叶片与腔室底面之间的间隔小于流入口的直径。
14.根据权利要求9所述的LCD玻璃制造用搅拌机的制造方法,其特征在于,
多个叶片分别设置在不与排出口重叠的高度。
15.根据权利要求9所述的LCD玻璃制造用搅拌机的制造方法,其特征在于,
流入口的截面是多边形。
16.根据权利要求9所述的LCD玻璃制造用搅拌机的制造方法,其特征在于,
叶片与内侧表面之间的间隔的确定优先于流入口的截面积的确定。
17.一种LCD玻璃的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
向权利要求1所述的LCD玻璃制造用搅拌机供给熔融玻璃的步骤;以及
以使一般式1中的M处于5至7的方式搅拌熔融玻璃的步骤。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160601 |