JP2008539159A - ガラス製造装置に用いられる、延長部を取り付けた成形装置 - Google Patents

ガラス製造装置に用いられる、延長部を取り付けた成形装置 Download PDF

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Abstract

より大型のガラスシートの作製に使用可能なように、本体の両端部にそれぞれ延長部を取り付けることによってより長くされた延長された成形装置(例えば延長されたアイソパイプ)を有するガラス製造装置がここに記載されている。延長された成形装置は、互いに一体に取り付けられたときに内部にトラフを形成する本体および2個の延長部を備え、溶融ガラスがトラフ内を流れ、次いでトラフの両頂面をオーバーフローし、本体および2個の延長部の両側面を流下しかつ一体に融合してガラスシートを形成する。ガラス製造装置および延長された成形装置を用いてガラスシートを形成する方法も記載されている。

Description

関連出願の説明
本願は、「ガラス製造装置に用いられる、延長部を取り付けた成形装置」と題して2005年4月26日付けで提出され、引例として本明細書に組み入れられる米国特許出願第11/115,879号の優先権を主張した出願である。
本発明は、ガラスシートの製造に資するために用いられ得る延長された成形装置(アイソパイプ)に関するものである。
コーニング社は、フュージョン法(例えばダウンドロー法)として知られている方法を開発したが、この方法は、フラットパネル・ディスプレー(LCDディスプレー)のような種々の装置に組み込むことができる高品質の薄いガラスシートを作製するのに今日利用されている好ましい方法である。上記フュージョン法は、他の方法によって製造されたガラスシートと比較した場合に、その両面が優れた平坦性および平滑性を有するガラスシートを製造するが故に好まれている。フュージョン法を用いてガラスシートを作製するガラス製造装置の一例について図1(従来技術)を参照して以下に説明する。
図1(従来技術)を参照すると、フュージョン法および従来の成形装置102(例えばアイソパイプ102)を用いてガラスシート155を作製する例示的なガラス製造装置100の概略図が示されている。このガラス製造装置100は、溶融容器110、清澄容器115、混合容器120(例えば攪拌室120)、供給容器125(例えばボウル125)、成形装置102、牽引ローラーアセンブリ140、および罫書き手段150を備えている。図示のように、溶融容器110においては、ガラスバッチ材料112が導入されかつ溶かされて溶融ガラス126を形成する。清澄容器115(例えば清澄チューブ115)は、溶融容器110から溶融ガラス126(この部位には示されていない)を受容する高温の処理領域であり、ここで溶融ガラス126から気泡が除去される。清澄容器115は、清澄チューブを攪拌室に接続するチューブ122によって混合容器120(例えば攪拌室120)に接続されている。そして混合容器120は、攪拌室をボウルに接続するチューブ127によって供給容器125に接続されている。供給容器125は、降下管130を通じて溶融ガラス126を取入れ口132に、そして従来の成形装置102内へ供給する。
従来の成形装置102は、内部に形成したトラフ137を有する楔状本体104を備え、溶融ガラス126は、上記トラフ137内を流れ、次いでトラフ137の両頂面136aおよび136bをオーバーフローし、本体104の両側面138aおよび138bを流下した後、谷底139と呼ばれている楔の底部において融合する。谷底139においては、両側面138aおよび138が収斂しており、オーバーフローした溶融ガラス126の両壁が再結合(例えば再融合)した後、牽引ローラーアセンブリ140によって下方へ延伸されてガラスシート155を形成する。次に罫書き手段150が、上記延伸されたガラスシート155を個々のガラスシート155に裁断する。
上述した従来の成形装置102は、ガラスシート155の成形に対して良好な働きをするが、一つの欠点を有している。この従来の成形装置102は、今日一部の顧客が要求するような大型のガラスシートを作製するのには長さが足りないのである。この欠点に対処するためには、より長い成形装置を作製することが可能であれば、より大型のガラスシートを作製することができる筈である。この最後の選択肢に関する解答が本発明の主題である。
本発明は、より大型のガラスシートを形成するのに用いられることが可能なように、本体の両端部にそれぞれ延長部を取り付けることによってより長くされた、延長された成形装置(例えば延長されたアイソパイプ)を含む。この延長された成形装置は、互いに一体に取り付けられたときに内部にトラフを形成する本体および2個の延長部を備え、溶融ガラスが上記トラフ内を流れ、次いでこのトラフの両頂面をオーバーフローし、上記本体および2個の延長部の両側面を流下しかつ一体に融合して、上記ガラスシートを形成する。本発明はまた、(1)上記延長された成形装置を用いてガラスシートを形成するガラス製造装置、および(2)このガラス製造装置および上記延長された成形装置を用いてガラスシートを形成する方法をも含む。
本発明をより完全に理解するために、添付図面を参照して以下に詳細に説明する。
図2を参照すると、フュージョン法および延長された成形装置202(例えば延長されたアイソパイプ202)を用いてガラスシート255を作製するのに用いられる例示的なガラス製造装置200の概略図が示されている。このガラス製造装置200は、溶融容器210、清澄容器215、混合容器220(例えば攪拌室220)、供給容器225(例えばボウル225)、延長された成形装置202、牽引ローラーアセンブリ240、および罫書き手段250を備えている。図示のように、溶融容器210においては、ガラスバッチ材料212が導入されかつ溶かされて溶融ガラス226を形成する。清澄容器215(例えば清澄チューブ215)は、溶融容器210から溶融ガラス226(この部位には示されていない)を受容する高温の処理領域であり、ここで溶融ガラス226から気泡が除去される。清澄容器215は、清澄チューブを攪拌室に接続するチューブ222によって混合容器220(例えば攪拌室220)に接続されている。そして混合容器220は、攪拌室をボウルに接続するチューブ227によって供給容器225に接続されている。供給容器225は、降下管230を通じて溶融ガラス226を取入れ口232に、そして延長された成形装置202内へ供給する。
延長された成形装置202は、楔状本体204と、同一形状の2個の延長部206aおよび206b(図3〜図5参照)とを備えている。楔状本体204と2個の延長部206aおよび206bとは、一体に取り付けられた場合に、内部に形成したトラフ237を有し、溶融ガラス226は、上記トラフ237内を流れ、次いでトラフ237の両頂面236aおよび236bをオーバーフローして、本体204ならびに2個の延長部206aおよび206bの両側面238aおよび238bを流下した後、谷底239と呼ばれている楔の底部で融合する。谷底239においては両側面238aおよび238が収斂しており、オーバーフローした溶融ガラス226の両壁が再結合(例えば再融合)した後、牽引ローラーアセンブリ240によって下方へ延伸されてガラスシート255を形成する。次に罫書き手段250が、上記延伸されたガラスシート255を個々のガラスシート255に裁断する。図から明らかなように、延長された成形装置202は、図1に示された従来の成形装置102を用いて作製されたガラスシート155よりも大型のガラスシート255を作製することが可能である。延長された成形装置202の3種類の実施の形態に関して、図3〜図5を参照して以下に詳細に説明する。
図3Aおよび図3Bを参照すると、本発明の第1の実施の形態による延長された成形装置202aの拡大斜視図および断面側面図がそれぞれ示されている。この成形装置202aは、本体304ならびに2個の延長部306aおよび306bを備えている。第1の延長部306aは本体304の一端部308aに取り付けられる。そして、第2の延長部306bは本体304の他端部308bに取り付けられる。
図から明らかなように、第1の延長部306aは、本体304の第1の端部308a上の嵌合面312aに整合しかつ取り付けられるように構成された嵌合面310aを備えている。両嵌合面310aおよび312aには一連の孔314aおよび316aが形成され、これらの孔に挿入されたピン318aが、第1の延長部306aを本体304に取り付けるようになっている。同様に、第2の延長部306bは、本体304の第2の端部308b上の嵌合面312bに整合しかつ取り付けられるように構成された嵌合面310bを備えている。上述のように、両嵌合面310bおよび312bには一連の孔314bおよび316bが形成され、これらの孔に挿入されたピン318bが、第2の延長部306bを本体304に取り付けるようになっている。
2個の延長部306aおよび306bが本体304に取り付けられた後、次に2個のエンドキャップ324aおよび324b(白金エンドキャップ324aおよび324b)が2個の延長部306aおよび306bの露出した端部に取り付けられる。第1のエンドキャップ324aは開口部326を内部に有し、この開口部326を通じて溶融ガラス226が受容される(図2参照)。もし、2個の延長部306aおよび306bと本体304との間にさらなる機械的支持手段が必要であれば、部材320(支持ブロック320)が用いられて、2個の延長部306aおよび306bと本体304との間に圧縮負荷を印加すればよい(図3Bにのみ示されている)。好ましい実施の形態においては、部材320が、2個のエンドキャップ324aおよび324b内に形成された台座322aおよび322bに整合している。
図4Aおよび図4Bを参照すると、本発明の第2の実施の形態による延長された成形装置202bの拡大斜視図および断面側面図がそれぞれ示されている。この成形装置202bは、本体404ならびに2個の延長部406aおよび406bを備えている。第1の延長部406aは本体404の一端部408aに取り付けられる。そして、第2の延長部406bは本体404の他端部408bに取り付けられる。
図から明らかなように、第1の延長部406aは、本体404の第1の端部408a上の嵌合面412aに整合しかつ取り付けられるように構成された嵌合面410aを備えている。両嵌合面410aおよび412aには一連の孔414aおよび416aが形成され、これらの孔に挿入されたピン418aが、第1の延長部406aを本体404に取り付けるようになっている。さらなる支持手段を設けるために、嵌合面410aは、そこから突出し、かつ嵌合面412a内に形成された開口部411a内に嵌め込まれるブロック409aを有する。
同様に、第2の延長部406bは、本体404の第2の端部408b上の嵌合面412bに整合しかつ取り付けられるように構成された嵌合面410bを備えている。そして、両嵌合面410bおよび412bには一連の孔414bおよび416bが形成され、これらの孔に挿入されたピン418bが、第2の延長部406bを本体404に取り付けるようになっている。さらなる支持手段を設けるために、嵌合面410bは、そこから突出し、かつ嵌合面412b内に形成された開口部411b内に嵌め込まれるブロック409bを有する。
2個の延長部406aおよび406bが本体404に取り付けられた後、次に2個のエンドキャップ424aおよび424b(白金エンドキャップ424aおよび424b)が2個の延長部406aおよび406bの露出した端部に取り付けられる。第1のエンドキャップ424aは開口部426を内部に有し、この開口部426を通じて溶融ガラス226が受容される(図2参照)。もし、2個の延長部406aおよび406bと本体404との間にさらなる機械的支持手段が必要であれば、部材420(支持ブロック420)が用いられて、2個の延長部406aおよび406bと本体404との間に圧縮負荷を印加すればよい(図4Bにのみ示されている)。好ましい実施の形態においては、部材420が、2個のエンドキャップ424aおよび424b内に形成された台座422aおよび422bに整合している。
図5Aおよび図5Bを参照すると、本発明の第3の実施の形態による延長された成形装置202cの拡大斜視図および断面側面図がそれぞれ示されている。この成形装置202cは、本体504ならびに2個の延長部506aおよび506bを備えている。第1の延長部506aは本体504の一端部508aに取り付けられる。そして、第2の延長部506bは本体504の他端部508bに取り付けられる。
図から明らかなように、第1の延長部506aは、本体504の第1の端部508a上の嵌合面512aに整合しかつ取り付けられるように構成された嵌合面510aを備えている。両嵌合面510aおよび512aには一連の孔514aおよび516aが形成され、これらの孔に挿入されたピン518aが、第1の延長部506aを本体504に取り付けるようになっている。さらなる支持手段を設けるために、嵌合面510aは、そこから突出し、かつ嵌合面512a内に形成された溝511a内に嵌め込まれる舌状体509aを有する。
同様に、第2の延長部506bは、本体504の第2の端部508b上の嵌合面512bに整合しかつ取り付けられるように構成された嵌合面510bを備えている。そして、両嵌合面510bおよび512bには一連の孔514bおよび516bが形成され、これらの孔に挿入されたピン518bが、第2の延長部506bを本体504に取り付けるようになっている。さらなる支持手段を設けるために、嵌合面510bは、そこから突出し、かつ嵌合面512b内に形成された溝511b内に嵌め込まれる舌状体509bを有する。
2個の延長部506aおよび506bが本体504に取り付けられた後、次に2個のエンドキャップ524aおよび524b(白金エンドキャップ524aおよび524b)が2個の延長部506aおよび506bの露出した端部に取り付けられる。第1のエンドキャップ524aは開口部526を内部に有し、この開口部526を通じて溶融ガラス226が受容される(図2参照)。もし、2個の延長部506aおよび506bと本体504との間にさらなる機械的支持手段が必要であれば、部材520(支持ブロック520)が用いられて、2個の延長部506aおよび506bと本体504との間に圧縮負荷を印加すればよい(図3Bおよび図4Bと比較されたい)。好ましい実施の形態においては、部材520が、2個のエンドキャップ524aおよび524bならびに2個の延長部506aおよび506bを貫通して本体504を押圧している。図から明らかなように、この実施の形態には台座はない。
図6を参照すると、本発明によるガラス製造装置200および延長された成形装置202(図2〜図5参照)を利用してガラスシート255を作製するための好ましい方法600の基本的工程が示されている。最初の工程602においては、ガラス製造装置200および特に溶融容器210、清澄容器215、混合容器220および供給容器225が用いられて、バッチ材料212を溶かして溶融ガラス226を形成する(図2参照)。工程604においては、ガラスシート255を成形する延長された成形装置202に溶融ガラス226が供給される((図2〜図5参照)。工程606においては、牽引ローラーアセンブリ240がガラスシート255を延伸する。そして次の工程608においては、延伸されたガラスシート255を罫書き手段250が個々のガラスシート255に裁断する。
下記は、本発明のいくつかの特徴、利点および使用である。
・ 延長された成形装置202ならびに、延長部、本体およびピンのようなそれを構成する部品は、ジルコン、ジルコニア、アルミナまたは類似の材料から作製可能である。別の実施の形態では、上記ピンが、例えばHexloy−SiCのような高温、高破壊係数(MOR)材料から作製可能である。このMOR材料は、上記延長部および本体を作製するのに用いられる材料と互換性のある材料にコーティングされてもよい。
・ ここに説明されかつ図示された延長された成形装置202a,202bおよび202cは、延長部が、本体の両端部の対応する切欠き形状に嵌合する切欠き形状を有するように構成されている。延長部および本体の両端部は、それらが互いに取り付け可能である限り、いかなる形状を有するものであってもよい。
・ ここに説明されかつ図示された本体には、その両端部にそれぞれ延長部が取り付けられているが、延長された成形装置202は、その本体の一端部に取り付けられた1個のみの延長部を用いるものであってもよい。
・ 延長された成形装置202は、延長部と本体との間のジョイントを覆う白金コーティングまた他の形式のコーティングを備えていてもよい。
・ 成形装置202bおよび202cの延長部に示されているブロック/舌状体は、本体404および504に形成されていてもよい。
・ 延長された成形装置202はまた、トラフ237の底面上に配置された埋め込まれた物体325(鋤状体25)(図3Aのみに示されている)を備えていてもよい。埋め込まれた物体325が存在しない場合は、成形装置202内部のトラフ237の底面の輪郭の寸法決めおよび製作が困難なため、埋め込まれた物体325の存在が望ましい。埋め込まれた物体325についての詳細な説明は、2004年6月2日付けで提出された「ガラスシート成形装置」と題する米国特許出願第10/859,248号明細書が引用される。この特許出願の内容は引例として本明細書に組み入れられる。
・ ここに説明されているガラス製造装置200は、例示的なものであって、本発明の延長された成形装置202および方法600を他の形式および構成を有するガラス製造装置に組み入れることが可能である。
・ 図1および図2に関して上述されたフュージョン法は、米国特許第3,338,696号および同第3,682,609号の各明細書においてより詳細に説明されている。これらの特許の内容は引例として本明細書に組み入れられる。
本発明のいくつかの実施の形態が添付図面に示されかつ上述の詳細な説明に記載されているが、本発明は開示された実施の形態に限定されるものではなく、添付の請求項によって規定された発明の精神から離れることなしに種々の再構成、変更および置換が可能である。
従来の成形装置を利用して小型のガラスシートを作製するガラス製造装置の一例を示す概略図(従来技術) 本発明による延長された成形装置を利用してより大型のガラスシートを作製するガラス製造装置の一例を示す概略図 本発明の第1の実施の形態による延長された成形装置の分解斜視図 本発明の第1の実施の形態による延長された成形装置の断面側面図 本発明の第2の実施の形態による延長された成形装置の分解斜視図 本発明の第2の実施の形態による延長された成形装置の断面側面図 本発明の第3の実施の形態による延長された成形装置の分解斜視図 本発明の第3の実施の形態による延長された成形装置の断面側面図 図2に示されたガラス製造装置ならびに図3〜図5に示された本発明による延長された成形装置の何れか一つを利用した、好ましいガラスシ−トの作製方法の基本的工程を示すフローチャート
符号の説明
200 ガラス製造装置
202,202a,202b,202c 成形装置(アイソパイプ)
204,304,404,504 楔状本体
206a,206b 延長部
210 溶融容器
212 ガラスバッチ材料
237 トラフ
250 罫書き手段
255 ガラスシート
306a,306b;406a,406b;506a,506b 延長部
310a,310b;410a,410b;510a,510b 嵌合面
312a,312b;412a,412b;512a,512b 嵌合面
318a,318b;418a,418b;518a,518b ピン
324a,324b;424a,424b;524a,524b エンドキャップ
409a,409b ブロック
411a,411b 開口部
509a,509b 舌状体
511a,511b 溝

Claims (10)

  1. 成形装置であって、該成形装置は、
    本体と、
    それぞれが前記本体の両端部のうちの一方に取付け可能な少なくとも1個の延長部とを備え、
    前記本体および前記少なくとも1個の延長部は、互いに一体に取り付けられたときに内部に形成されるトラフを有し、溶融ガラスが、該トラフ内を流れ、次いで該トラフの両頂面をオーバーフローし、前記本体および前記少なくとも1個の延長部の両側面を流下しかつ一体に融合して、1枚のガラスシートを形成することを特徴とする成形装置。
  2. 各延長部は、面内に配置された第1の組の孔を備えた嵌合面を有し、
    前記本体の各端部は、面内に配置された第2の組の孔を備えた嵌合面を有し、
    複数のピンが両組の孔内に挿入されて、各延長部を前記本体に取り付けることを特徴とする請求項1記載の成形装置。
  3. 各延長部は、面内に配置された第1の組の孔および該面から突出するブロックを備えた嵌合面を有し、
    前記本体の各端部は、面内に配置された第2の組の孔および該面内に形成された開口部を備えた嵌合面を有し、
    複数のピンが両組の孔内に挿入されかつ前記ブロックが前記開口部内に挿入されて、各延長部を前記本体に取り付けることを特徴とする請求項1記載の成形装置。
  4. 各延長部は、面内に配置された第1の組の孔および該面から突出する舌状体を備えた嵌合面を有し、
    前記本体の各端部は、面内に配置された第2の組の孔および該面内に形成された溝を備えた嵌合面を有し、
    複数のピンが両組の孔内に挿入されかつ前記舌状体が前記溝内に挿入されて、各延長部を前記本体に取り付けることを特徴とする請求項1記載の成形装置。
  5. 各延長部が、ジルコン、ジルコニアおよびアルミナのうちから選択された一つから形成されていることを特徴とする請求項1記載の成形装置。
  6. 前記トラフが、埋め込まれた物体が配置された底面を有することを特徴とする請求項1記載の成形装置。
  7. 前記少なくとも1個の延長部および前記本体にそれらが一体に取り付けられた後に圧縮負荷を印加する手段をさらに備えていることを特徴とする請求項1記載の成形装置。
  8. ガラス製造装置であって、該ガラス製造装置は、
    バッチ材料を溶かして溶融ガラスを形成するための少なくとも1個の容器と、
    前記溶融ガラスを受容して1枚のガラスシートを形成するための成形装置であって、該成形装置は、
    本体と、
    それぞれが前記本体の両端部のうちの一方に取付け可能な少なくとも1個の延長部とを備え、
    前記本体および前記少なくとも1個の延長部は、互いに一体に取り付けられたときに内部に形成されるトラフを有し、溶融ガラスが、該トラフ内を流れ、次いで該トラフの両頂面をオーバーフローし、前記本体および前記少なくとも1個の延長部の両側面を流下しかつ一体に融合して、1枚のガラスシートを形成するものである成形装置と、
    該ガラスシートを受容して該ガラスシートを延伸するための牽引ローラーアセンブリと、
    前記延伸されたガラスシートを受容して該延伸されたガラスシートを裁断する罫書き手段とを備えていることを特徴とするガラス製造装置。
  9. 各延長部は、面内に配置された第1の組の孔を備えた嵌合面を有し、
    前記本体の各端部は、面内に配置された第2の組の孔を備えた嵌合面を有し、
    複数のピンが両組の孔内に挿入されて、各延長部を前記本体に取り付けることを特徴とする請求項8記載のガラス製造装置。
  10. ガラスシートの製造方法であって、該方法は、
    バッチ材料を溶かして溶融ガラスを形成する工程、
    前記ガラスシートを形成する成形装置に前記溶融ガラスを供給する工程であって、前記成形装置は、
    本体と、
    それぞれが前記本体の両端部のうちの一方に取付け可能な少なくとも1個の延長部とを備え、
    前記本体および前記少なくとも1個の延長部は、互いに一体に取り付けられたときに内部に形成されるトラフを有し、溶融ガラスが、該トラフ内を流れ、次いで該トラフの両頂面をオーバーフローし、前記本体および前記少なくとも1個の延長部の両側面を流下しかつ融合して、1枚のガラスシートを形成するものである工程、
    該ガラスシートを延伸する工程、および
    該延伸されたガラスシートを裁断する工程、
    を有してなることを特徴とする、ガラスシートの製造方法。
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