JP2020193148A - アイソパイプ支持及びたわみ緩和のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アイソパイプのたわみ及び／又は応力を最小化又は防止でき、これにより、形成装置の使用寿命を延長でき、及び／又は上記装置の寿命にわたって高いガラス品質を維持できるガラスリボンを製造するための装置、及びガラスリボンを製造する方法の提供。【解決手段】ガラスリボンを製造するための装置は：２つのトラフ壁及び１つのトラフ底部を備える上側トラフ状部分２０２と、下側くさび状部分２０４と、第１の凹部を備える送達端部と、第２の凹部を備える圧縮端部とを備える、形成体２００；上記第１及びの第２の凹部に連結された、第１及び第２の支持体２３１を備える。上記第１又は第２の支持表面の少なくとも一部分は非平面であり、上記第１又は第２の凹部の表面それぞれの少なくとも一部分と連続的に接触する。このような装置を用いてガラスリボンを製造するための方法も、開示される。【選択図】図６

Description

優先権

本出願は、２０１４年１２月１９日出願の米国特許出願第６２／０９４３４５号に対する優先権の利益を主張するものであり、上記特許出願の内容は、参照によりその全体が本出願に援用される。

本開示は一般に、ガラス製造システム用の形成体に関し、より詳細には、改良されたアイソパイプ支持及びたわみ緩和のための方法及び装置に関する。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及びプラズマディスプレイ等の高性能ディスプレイデバイスは、携帯電話、ラップトップ、電子タブレット、テレビ及びコンピュータモニタといった様々な電子機器において一般に使用される。現在市販されているディスプレイデバイスは、１つ又は複数の高精度ガラスシートを、いくつかの応用例を挙げると例えば電子回路構成部品のための基材として、又は色フィルタとして、採用できる。このような高品質ガラス基材を作製するための最先端の技術は、フュージョンドロープロセスであり、これはＣｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄによって開発され、例えば特許文献１及び２（これらは参照によりその全体が本出願に援用される）に記載されている。

フュージョンドロープロセスは、形成体（例えばアイソパイプ）を備えるフュージョンドロー機（ＦＤＭ）を利用できる。上記形成体は、上側トラフ状部分と、２つの主要な側部表面（又は形成表面）が下向きに傾斜して基部において接合するくさび状断面を有する、下側部分とを備えることができる。ガラス形成プロセス中、溶融ガラスを上記アイソパイプの一端（「送達端部（ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｅｎｄ）」）に送達でき、また溶融ガラスは、トラフ側壁（又は堰）を超えて反対側の端部（「圧縮端部（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｅｎｄ）」）へと流れながら、上記アイソパイプの長さに沿って下方へと移動できる。上記溶融ガラスは、上記２つの形成表面に沿って、２つのガラスリボンとして下方へと流れることができ、この２つのガラスリボンは、最終的に上記基部に集束し、そこで一体に融合して単一のガラスリボンを形成する。従って上記ガラスリボンは、上記形成体の表面に対して曝露されたことがない２つの清浄な外側表面を有することができる。従って上記リボンを、下方へとドロー加工して冷却することにより、所望の厚さ及び清浄な表面品質を有するガラスシートを形成できる。

上記フュージョンドロープロセスにおいて使用されるアイソパイプは、重い耐火性セラミック材料から形成された大型本体であることが多い。アイソパイプは、長い連続使用期間、例えば最大数年以上にわたって、高温等の厳しい動作条件にさらされ得る。動作中、上記耐火性本体は、中ほどにおいて変形する（例えばたわむ）場合があり、これは最終的に、ＦＤＭ内での溶融ガラスの流動特性を変化させ得る。比較的高温での動作は、耐火性材料のクリープによるたわみ等のアイソパイプの変形を加速させ得る。アイソパイプのたわみは、例えば下側くさび状部分の端部において、水平圧縮力をアイソパイプの中立軸の下側に印加することにより、部分的に緩和される。しかしながら、この圧縮力自体は、上記形成体において応力を生成し、これは上記耐火性材料の静的疲労につながり得る。従って、上記形成体の寿命を延長するため、及び／又はガラスの品質を維持するために、応力及びたわみを平衡させて最小化する必要がある。

サイズ及び画像品質要件が一層高まりつつある高品質ディスプレイへの消費者の要求は、大型、高品質、高精度のガラスシートの製造のための改良された製造プロセスに対する需要の原動力となっている。大型ガラスシートの製造のための比較的大型の（例えば長く重い）アイソパイプは、長期間にわたるたわみ及び／又は応力による故障の可能性が高くなる場合がある。従って、アイソパイプのたわみを緩和して、改良されたアイソパイプ支持を提供するための、方法及び装置を提供することが有利となる。様々な実施形態において、本明細書において開示される方法及び装置は、アイソパイプのたわみ及び／又は応力を最小化又は防止でき、これにより、形成装置の使用寿命を延長でき、及び／又は上記装置の寿命にわたって高いガラス品質を維持できる。

米国特許第３，３３８，６９６号明細書 米国特許第３，６８２，６０９号明細書

本開示は、ガラスリボンを製造するための装置に関し、上記装置は：２つのトラフ壁及び１つのトラフ底部を備える上側トラフ状部分と、下側くさび状部分と、第１の設置表面を有する第１の凹部を備える送達端部と、第２の設置表面を有する第２の凹部を備える圧縮端部とを備える、形成体；上記第１の凹部に連結され、第１の支持表面を備える、第１の支持体；並びに上記第２の凹部に連結され、第２の支持表面を備える、第２の支持体を備える。上記第１又は第２の支持表面の少なくとも一部分は非平面であり、上記第１又は第２の設置表面それぞれの少なくとも一部分と連続的に接触する。このような形成体装置を備えるフュージョンドロー機も、本明細書において開示される。本明細書において更に開示されるのは、ガラスリボンを製造するための方法であり、上記方法は、バッチ材料を溶融させて溶融ガラスを形成するステップ、及び上記溶融ガラスを本明細書に記載の装置内へと導入するステップを含む。

様々な実施形態において、上記形成体は、ジルコン、ジルコニア、アルミナ、酸化マグネシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、ゼノタイム、モナザイト、これらの合金、及びこれらの組み合わせから選択される、耐火性材料を含むことができる。いくつかの実施形態によると、上記第１及び第２の支持表面の上記非平面部分は、略一定の曲率半径を有することができる。特定の実施形態では、上記第１及び第２の支持表面は、少なくとも１つの平面部分を備えることができる。更なる実施形態によると、上記第１及び第２の支持表面の上記非平面及び平面部分は、上記第１及び第２の設置表面それぞれと連続的に接触できる。

本開示の更なる特徴及び利点は、以下の「発明を実施するための形態」において記載され、また部分的には、「発明を実施するための形態」から当業者には容易に明らかとなり、又は以下の「発明を実施するための形態」、特許請求の範囲、及び添付の図面を含む本出願に記載の方法を実施することによって認識される。

上述の「発明の概要」及び以下の「発明を実施するための形態」の両方は、本開示の様々な実施形態を提示し、また請求項の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。添付の図面は、本開示の更なる理解を提供するために含まれているものであり、また本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成する。これらの図面は、本開示の様々な実施形態を図示し、また本記載と併せて、本開示の原理及び動作を説明する役割を果たす。

以下の「発明を実施するための形態」は、以下の図面と併せて読んだ場合に最もよく理解でき、図面においては、可能な場合、同様の構造体は同様の参照番号で示される。

ガラスリボンを作製するための例示的なフュージョンドロープロセスにおいて使用するための、例示的な形成体の概略図 図１の形成体の断面図 突出部ブロックによって支持される例示的な形成体の概略側面図 例示的な突出部ブロックの概略斜視図 図４Ａの突出部ブロックに対応する突出部台座の概略斜視図 様々な例示的な突出部ブロック及び突出部台座の概略側面図 本開示の実施形態による、突出部ブロックによって支持される形成体の概略側面図 本開示の実施形態による、突出部ブロックの概略斜視図 図７Ａの突出部ブロックに対応する突出部台座の概略斜視図 本開示の実施形態による、突出部ブロックによって支持されるたわんだ形成体の概略側面図 例示的なガラス製造システム

装置
本明細書において開示されるのは、ガラスリボンを製造するための装置であり、上記装置は：２つのトラフ壁及び１つのトラフ底部を備える上側トラフ状部分と、下側くさび状部分と、第１の設置表面を有する第１の凹部を備える送達端部と、第２の設置表面を有する第２の凹部を備える圧縮端部とを備える、形成体；上記第１の凹部に連結され、第１の支持表面を備える、第１の支持体；並びに上記第２の凹部に連結され、第２の支持表面を備える、第２の支持体を備える。上記第１又は第２の支持表面の少なくとも一部分は非平面であり、上記第１又は第２の設置表面それぞれの少なくとも一部分と連続的に接触する。このような装置を備えるフュージョンドロー機も、本明細書において開示される。

本開示の実施形態について、図１〜２を参照して議論する。図１〜２は、ガラスリボンを製造するための例示的なガラス製造プロセスにおける使用に好適な、例示的な形成体、例えばアイソパイプを示す。図１を参照すると、フュージョンドロープロセス等のガラス製造プロセス中、溶融ガラスは、流入パイプ１０１を介して、トラフ１０３を備える形成体１００に導入できる。トラフ１０３が完全に充填されると、上記溶融ガラスは、トラフの側部を超えて２つの対向する形成表面１０７へと下方に流れることができ、その後、基部１０９において一体に融合して、ガラスリボン１１１を形成できる。続いて上記ガラスリボンを、例えばローラ組立体（図示せず）を用いて、方向１１３へと下方にドロー加工でき、更に加工してガラスシートを形成できる。上記形成体組立体は更に、端部キャップ１０５及び／又は縁部指示器（図示せず）等の補助構成部品を備えることができる。

図２は、図１の形成体の断面図を提供し、形成体１００は、上側トラフ状部分１０２及び下側くさび状部分１０４を備えることができる。上側トラフ状部分１０２は、上記溶融ガラスを受承するよう構成されたチャネル又はトラフ１０３を備えることができる。トラフ１０３は、内側表面１２１ａ、１２１ｂを備える２つのトラフ壁（又は堰）１２５ａ、１２５ｂと、トラフ底部１２３とによって画定できる。上記トラフは、上記内側表面が上記トラフ底部とおよそ９０°の角度を形成する、長方形断面を有するものとして図示されているが、他のトラフ断面、及び上記トラフの上記内側表面と上記底部との間の他の角度も想定される。堰１２５ａ、１２５ｂは更に、外側表面１２７ａ、１２７ｂを備えることができ、これらは、くさび外面１２９ａ、１２９ｂと併せて、２つの対向する形成表面１０７を構成できる。上記溶融ガラスは、２つのガラスリボンとして、堰１２５ａ、１２５ｂを超えて形成表面１０７を下方へと流れることができ、上記２つのガラスリボンはその後、基部１０９において一体に融合して、単一のガラスリボン１１１を形成できる。次に上記リボンを方向１１３へと下方にドロー加工でき、またいくつかの実施形態では更に加工してガラスシートを形成できる。

形成体１００は、ガラス製造プロセスでの使用に好適ないずれの材料、例えば、ジルコン、ジルコニア、アルミナ、酸化マグネシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、ゼノタイム、モナザイト、これらの合金、及びこれらの組み合わせといった耐火性材料を含むことができる。様々な実施形態によると、上記形成体は、単一ピース、例えば単一のソースから機械加工された１つのピースを備えてよい。他の実施形態では、上記形成体は、結合、溶融、取り付け、又は他の方法で一体に連結された２つ以上のピースを備えてよく、例えばトラフ状部分及びくさび状部分は、同一の又は異なる材料を含む２つの別個のピースであってよい。いくつかの例を挙げると長さ、トラフ深さ及び幅、並びにくさび高さ及び幅を含む、上記形成体の寸法は、所望の用途に応じて変更できる。特定の製造プロセス又はシステムのために適当となるようにこれらの寸法を選択することは、当業者の能力の範囲内である。

図３に示すように、上側トラフ状部分１０２及び下側くさび状部分１０４を備える例示的な形成体１００は、突出部ブロック（又は支持体）１３１を備えることができ、これは、例えば形成体１００の下側くさび状部分１０４と接触していてよい。突出部ブロック１３１を、任意にバックアップブロック１３３と併せて使用して、矢印で示すように形成体１００に圧縮力Ｆ_Ｃを印加できる。圧縮力は、（図示したように）両方の端部に、又は対向する端部が支持されたまま一方の端部のみに、印加してよい。突出部ブロック１３１を受承するために、形成体１００に突出部台座（例えば切り欠き部又は凹部）１３５を存在させることができる。突出部台座１３５は例えば、略正方形又は長方形の形状を有することができ、いくつかの実施形態では、突出部ブロック１３１は対応する形状を有することができる。図３に示すように、突出部ブロック１３１を面取り又は傾斜加工して、上記突出部ブロックと上記突出部台座との間に不連続接触を生成でき、これは図４Ａ〜Ｂ及び図５により詳細に図示されている。上記突出部ブロック及び／又は突出部台座はまた、後で詳細に説明するように、曲線からなるものとすることもできる。上記突出部ブロック及びバックアップブロックは、例えばガラス製造プロセスでの使用に好適ないずれの材料、例えば、ジルコン、ジルコニア、アルミナ、酸化マグネシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、ゼノタイム、モナザイト、これらの合金、及びこれらの組み合わせといった、形成体に関して上述したような耐火性材料を含むことができる。他の実施形態では、上記突出部ブロック及びバックアップブロックは、隣接する各形成体で使用される材料とは異なる材料を含むことができる。

図４Ａは、例示的な突出部ブロック１３１及びバックアップブロック１３３の、わずかに角度を付けた側面図を示す。この図は、突出部ブロックの傾斜加工された表面に対する更なる斜視図を提供する。図示されている突出部ブロック１３１は、３つの平面状表面：水平支持表面１３７、垂直支持表面１３９、及び面取り又は傾斜表面１４１を備えることができる。上記水平支持表面は、アイソパイプの重量を支持するために使用でき、その一方で上記垂直支持表面は、たわみ緩和のための圧縮力を印加するために使用できる。

図４Ｂは、形成体内に設けられた、対応する突出部台座１３５の、わずかに角度を付けた側面図を示す。上記突出部台座の２つの設置表面（水平１４３及び垂直１４５）は平面状とすることができ、上記突出部ブロックの水平表面１３７及び垂直表面１３９に対応し、かつこれらと接触する。従って上記突出部台座は、略正方形又は長方形とすることができる。いくつかの実施形態では、上記突出部台座は、上記２つの設置表面間に、ある曲率半径を有する第３の表面（隅肉部）１４７を備えることができ、これは応力緩和を提供できる。突出部台座（隅肉部）１４７のこの半径は、上記隅肉部に物理的に接触しない突出部ブロック１３１の傾斜表面１４１に対応できる。従って、上記突出部ブロックの傾斜又は面取りは、水平支持表面１３７と垂直支持表面１３９との間の上記突出部台座の上記隅肉部のクリアランスのために使用できる。

水平設置表面１４３と垂直設置表面１４５との間の径方向隅肉部１４７は、高い局所的応力の領域となり得る。この応力は、耐火性材料の静的疲労を誘発し得、従って上記形成体の使用寿命を低減させ得る。よって、現行の突出部ブロックの設計は、上記隅肉部の半径に比例してサイズ設定できる傾斜又は面取りを採用することによって、上記アイソパイプのこの応力領域における上記突出部台座と上記突出部ブロックとの接触を防止できる。しかしながら、図３〜４に示す構成では、フュージョンドロープロセス中に、熱的付加及び／又はクリープによって上記アイソパイプがたわみ始めた場合に、（例えば１３７が１４３に接触する、及び１３９が１４５に接触する）接触表面は整列されていない状態になり始める場合があり、これは支持領域の減少をもたらす。上記突出部ブロックに対する上記突出部台座の接触は、小さな表面区画へと長期間にわたって徐々に減少し得、これは上記形成体に対する局所的高応力をもたらし得る。

上記突出部台座領域の応力を低減するために、代替構成は、上記アイソパイプの突出部台座隅肉部１４７の半径を増大させるステップを含んでよい。しかしながら、図５に示すように、隅肉部１４７の半径が増大するにつれて、上記応力の領域（隅肉部）における上記突出部ブロックと上記突出部台座との間の接触を防止するために、面取り表面１４１のサイズも増大させなければならない。傾斜を増大させることにより、水平及び垂直支持表面が小さくなり、これは最終的に、上記隅肉部の曲率半径の増大に関連するいずれの便益を無効化し得る（例えば突出部台座隅肉部１４７の応力の減少を支持領域の減少が上回り得る）。この接触領域の減少はまた、（１３７が１４３と接触し、１３９が１４５と接触する）支持領域上の局所的応力を増大させ得る。

図６は、本開示の様々な実施形態による、支持表面を犠牲にすることなくアイソパイプ上の応力を低減するための代替構成を示す。図６では、（上側部分２０２及び下側部分２０４を備える）例示的な形成体２００は、突出部ブロック（又は支持体）２３１を備えてよく、これは、例えば形成体２００の下側くさび状部分２０４と接触してよい。突出部ブロック２３１を、任意にバックアップブロック２３３と併せて使用して、矢印で示すように形成体２００に圧縮力Ｆ_Ｃを印加できる。ここでもまた、圧縮力は、両方の端部に、又は（例えば端部２６１が支持されている図８に示すように）対向する端部が支持されたまま一方の端部のみに、印加してよい。例えば圧縮力は、較正された圧縮ばね、クランプ、又は他のいずれの好適なデバイス若しくは方法によって印加してよい。突出部ブロック２３１を受承するために、形成体２００に突出部台座（例えば切り欠き部又は凹部）２３５を存在させることができる。上記突出部ブロックは、上記突出部台座に連結でき、例えば少なくとも部分的に上記凹部に挿入できる。突出部台座２３５のうちの一方又は両方は、例えば実質的に丸みを帯びた形状又は輪郭を有することができ、またいくつかの実施形態では、対応する突出部ブロック２３１のうちの一方又は両方は、対応する形状又は輪郭を有することができ、これにより例えば、上記突出部ブロックと上記突出部台座との間の、間隙のない完全かつ連続的な接触を提供できる。例えば図６に示すように、突出部ブロック２３１は、上記突出部台座の非平面状表面部分２５３と連続的に接触した少なくとも１つの非平面状表面部分２５１を備えることができ、これについては図７Ａ〜Ｂにより詳細に示されている。

様々な実施形態によると、突出部台座２３５は、水平設置表面部分（図示せず）、隅肉部又は非平面状表面部分２５３、及び垂直設置表面部分２５５を備えることができる。他の実施形態では、例えば図６に示すように、突出部台座２３５は水平設置表面部分を備えなくてよく、又は垂直設置表面部分を備えなくてよい。あるいは、突出部台座２３５は、水平又は垂直設置表面部分を備えなくてよく、非平面状隅肉部表面部分２５３のみを備えてよい。これに対応して、突出部ブロック２３１もまた、突出部台座２３５と適合するために望ましいように、水平及び／又は垂直支持表面部分を備えることができる。様々な非限定的実施形態では、ある曲率半径を有する突出部ブロック、例えば１つ又は複数の丸みを帯びた表面を有する突出部ブロックを採用することにより、隅肉部部分２５３の曲率半径を、突出部ブロック２３１と突出部台座２３５との間の接触表面領域を犠牲にすることなく増大させることができる。曲率半径の増大により、負荷支承用支持表面領域を悪影響があるほど減少させることなく、突出部台座２３５に対する引張応力を低減でき、これにより、静的疲労による故障のリスクを増大させることなく、更なる圧縮力Ｆ_Ｃを上記アイソパイプに印加できる。

本明細書において使用される場合、用語「連続的な接触（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃｏｎｔａｃｔ）」は、突出部ブロック表面及び突出部台座表面が、間隙及び非接触期間なく、（例えば単一の接点より多い）所与の長さにわたって接触している突出部ブロック表面及び突出部台座表面、例えば少なくとも部分的に一致した輪郭を有する突出部ブロック及び突出部台座を表すことを意図している。よって図４Ａ〜Ｂでは、表面１３７及び１４３（いずれも平面）は連続的に接触でき、また表面１３９及び１４５（いずれも平面）は連続的に接触できる。しかしながら、傾斜表面１４１は、突出部台座の径方向表面１４７連続的に接触していない。よって、突出部ブロック表面全体（１３７＋１３９＋１４１）は、突出部台座１３５と連続的に接触していない。対照的に、図７Ａ〜Ｂに示すように、表面２５１及び２５３（いずれも非平面）は連続的に接触でき、表面２５５及び２５７（いずれも平面）は連続的に接触できる。同様に、水平設置／支持表面が存在する場合、これらもまた連続的に接触してよい。よって、様々な実施形態によると、突出部ブロック表面全体（２５１＋２５７）は、突出部台座２３５と連続的に接触できる。当然のことながら、上記突出部ブロック及び上記突出部台座の様々な表面は、連続的に接触していなくてもよく、並びに／又は上記突出部ブロック及び上記突出部台座の１つ若しくは複数の表面の間に間隙が存在してもよい。

更なる実施形態では、上記突出部ブロックは、上記突出部台座の半径に緊密に一致する一定の半径を備えてよく、この曲率半径に沿って、上記突出部ブロックと上記突出部台座との間は連続的に接触してよい。上記突出部台座の曲率半径（及び上記突出部ブロックの対応する曲率半径）は、特定の用途に望ましいように、例えば応力集中を最小化するために変更でき、いくつかの実施形態では、約２ｃｍ〜約３０ｃｍ以上（例えば約２ｃｍ〜約１０ｃｍ）、約２ｃｍ〜約３０ｃｍ（例えば約５ｃｍ〜約２８ｃｍ、約８ｃｍ〜約２５ｃｍ、約１０ｃｍ〜約２３ｃｍ、約１３ｃｍ〜約２０ｃｍ、又は約１５ｃｍ〜約１８ｃｍ）（これらの間の全ての範囲及び部分範囲を含む）とすることができる。当然のことながら、上記突出部ブロック及び上記突出部台座の様々な表面は、図６〜７において、様々な角度で配置される、及び／又は様々な湾曲の程度を有するように図示されているが、これらの図は添付の請求項に対する限定ではなく、これらの又はその他の特徴のいずれの組み合わせを所望に応じて使用できることを理解されたい。

上記アイソパイプがたわみ始めると、図８に示すように、上記突出部台座と上記突出部ブロックとの間の接触表面は、整列を維持でき、また支持領域を比較的一定に保持できる。上記突出部台座の比較的大きな曲率半径により、上記突出部台座の最大応力を低減することもできる。クリープによって誘発されたたわみＳによる、アイソパイプ２００のいずれの回転Ｒは、丸みを帯びた突出部ブロック表面によって緩和でき、これにより上記支持表面は、上記漸進的回転を通して完全な接触を維持できる。従って、上記アイソパイプ支持領域上の応力は比較的低く維持でき、これにより、耐火性材料の静的疲労寿命を増大させることができる。更に、丸みを帯びた突出部ブロックの設計により、いくつかの実施形態では、アイソパイプの中立軸のはるかに下方の位置における圧縮力Ｆ_Ｃの印加が可能となり、これにより、たわみを補償するために必要な力が小さくなる。圧縮力が比較的小さいことにより、上記アイソパイプ上の応力も低減される。更に、上記アイソパイプの重量、及び基部圧縮（たわみ緩和）力のための支持は全て、同一の径方向接触表面によって支えることができ、これにより、上記アイソパイプ上の引張応力の減少、静的疲労の減少、及び／又はアイソパイプ寿命の延長をもたらすことができる。

方法
本明細書において開示されるのは、ガラスリボンを製造するための方法であり、上記方法は、バッチ材料を溶融させて溶融ガラスを形成するステップと、上記溶融ガラスを装置に導入するステップとを含み、上記装置は：２つのトラフ壁及び１つのトラフ底部を備える上側トラフ状部分と、下側くさび状部分と、第１の設置表面を有する第１の凹部を備える送達端部と、第２の設置表面を有する第２の凹部を備える圧縮端部とを備える、形成体；上記第１の凹部に連結され、第１の支持表面を備える、第１の支持体であって、上記第１の支持表面の少なくとも一部分は非平面であり、上記第１の設置表面の少なくとも一部分と連続的に接触する、第１の支持体；並びに上記第２の凹部に連結され、第２の支持表面を備える、第２の支持体であって、上記第２の支持表面の少なくとも一部分は非平面であり、上記第２の設置表面の少なくとも一部分と連続的に接触する、第２の支持体を備える。

本開示の実施形態を、図９を参照して議論する。図９は、ガラスリボン３０４を製造するための例示的なガラス製造システム３００を示す。ガラス製造システム３００は、溶融容器３１０、溶融‐清澄化間チューブ３１５、清澄化容器（例えば清澄化器チューブ）３２０、清澄化‐撹拌チャンバ間接続チューブ３２５（そこから延在する水位プローブスタンドパイプ３２７を伴う）、撹拌チャンバ（例えば混合容器）３３０、撹拌チャンバ‐ボウル間接続チューブ３３５、ボウル（例えば送達容器）３４０、下降管３４５、及びＦＤＭ３５０を含むことができ、ＦＤＭ３５０は、流入口３５５、形成体（例えばアイソパイプ）３６０及び引張圧延組立体３６５を含むことができる。

溶融ガラス３１４を形成するために、矢印３１２で示すように、ガラスバッチ材料を溶融容器３１０に導入できる。清澄化容器３２０は、溶融‐清澄化間チューブ３１５によって溶融容器３１０に接続できる。清澄化容器３２０は、溶融容器３１０から上記溶融ガラスを受承し、上記溶融ガラスから気泡を除去できる、高温処理領域を有することができる。清澄化容器３２０は、清澄化‐撹拌チャンバ間接続チューブ３２５によって撹拌チャンバ３３０に接続される。撹拌チャンバ３３０は、撹拌チャンバ‐ボウル間接続チューブ３３５によって、ボウル３４０に接続される。ボウル３４０は、上記溶融ガラスを、下降管３４５を通してＦＤＭ３５０へと送達できる。

ＦＤＭ３５０は、流入口３５５、形成体３６０及び引張圧延組立体３６５を含むことができる。流入口３５５は、下降管３４５から上記溶融ガラスを受承でき、そこから上記溶融ガラスは形成体装置３６０へと流れることができ、上記溶融ガラスは形成体装置３６０においてガラスリボン３０４へと形成される。形成体装置３６０の様々な実施形態については、例えば図１〜８を参照して既に記載した。引張圧延組立体３６５は、ドロー加工されたガラスリボン３０４を、更なる任意の装置による更なる加工のために送達できる。例えば上記ガラスリボンを、上記ガラスリボンをスコーリングするための機械式スコーリングデバイスを含むことができる移動式アンビル装置（ｔｒａｖｅｌｉｎｇ ａｎｖｉｌ ｍａｃｈｉｎｅ（ＴＡＭ））によって、更に加工できる。次に、スコーリングされたガラスをガラスシートの複数のピースに分離し、機械加工し、研磨し、化学強化し、並びに／又は当該技術分野において公知の様々な方法及びデバイスを用いてその他の方法で表面処理（例えばエッチング）できる。

用語「バッチ材料（ｂａｔｃｈ ｍａｔｅｒｉａｌ）」及びその変形形態は、本明細書において、ガラス前駆体成分の混合物を指すために使用され、上記混合物は、溶融後すぐに、反応及び／又は化合してガラスを形成する。上記ガラスバッチ材料は、ガラス前駆体材料の化合のためのいずれの公知の方法によって調製及び／又は混合してよい。例えば特定の非限定的な実施形態では、上記ガラスバッチ材料は、例えばいずれの溶媒又は液体を有しない、ガラス前駆体粒子の乾燥した又は実質的に乾燥した混合物を含むことができる。他の実施形態では、上記ガラスバッチ材料は、スラリー、例えば液体又は溶媒の存在下でのガラス前駆体粒子の混合物の形態であってよい。

様々な実施形態によると、上記バッチ材料は、シリカ、アルミナ、及び酸化ホウ素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ナトリウム、酸化ストロンチウム、酸化スズ又は酸化チタンといった様々な追加の酸化物を含むことができる。例えば上記ガラスバッチ材料は、シリカ及び／又はアルミナと、１つ又は複数の追加の酸化物との混合物であってよい。様々な実施形態において、上記ガラスバッチ材料は、合計約４５〜約９５重量％のアルミナ及び／又はシリカ、並びに合計約５〜約５５重量％の、ホウ素、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、ストロンチウム、スズ及び／又はチタンのうちの少なくとも１つの酸化物を含む。

上記バッチ材料は、図９を参照して本明細書において議論される方法を含む、当該技術分野において公知のいずれの方法に従って溶融できる。例えば、上記バッチ材料を溶融容器に追加して、約１１００℃〜約１７００℃、例えば約１２００℃〜約１６５０℃、約１２５０℃〜約１６００℃、約１３００℃〜約１５５０℃、約１３５０℃〜約１５００℃又は約１４００℃〜約１４５０℃（これらの間の全ての範囲及び部分範囲を含む）の温度まで加熱できる。特定の実施形態では、上記バッチ材料は、動作温度及びバッチサイズ等の様々な変数に応じて数分から数時間の、上記溶融容器内での滞留時間を有する。例えば上記滞留時間は、約３０分〜約８時間、約１時間〜約６時間、約２時間〜約５時間又は約３時間〜約４時間（これらの間の全ての範囲及び部分範囲を含む）であってよい。

上記溶融ガラスはその後、いくつかの例を挙げると、気泡を除去するための清澄化、及びガラス溶融物を均質化するための撹拌を含む、様々な追加の加工ステップを経ることができる。次に上記溶融ガラスを加工して、本明細書において開示されている形成体装置を用いてガラスリボンを製造できる。例えば上で議論されているように、上記溶融ガラスを、１つ又は複数の流入口を介して、上記送達端部において、上記形成体のトラフ状部分へと導入できる。上記ガラスは、上記送達端部から上記圧縮端部へと進む方向に、２つのトラフ壁を超えて、上記くさび状部分の２つの対向する外面を下方へと流れることができ、基部において集束して単一のガラスリボンを形成する。

非限定的な例として、上記形成体装置を容器内に格納してよく、この容器は（例えばトラフ状部分近傍の上側「マッフル（ｍｕｆｆｌｅ）」領域の）その最高温点において、約１１００℃〜約１３５０℃、例えば約１１５０℃〜約１３２５℃、約１１５０℃〜約１３００℃、約１１７５℃〜約１２５０℃又は約１２００℃〜約１２２５℃（これらの間の全ての範囲及び部分範囲を含む）の範囲の温度で動作する。上記容器は（例えば上記形成体の基部近傍の下側「遷移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）」領域の）その最低温点において、約８００℃〜約１２５０℃、例えば約８５０℃〜約１２２５℃、約９００℃〜約１２００℃、約９５０℃〜約１１５０℃、又は約１０００℃〜約１１００℃（これらの間の全ての範囲及び部分範囲を含む）の範囲の温度で動作できる。

本開示の様々な実施形態は、該特定の実施形態に関連して説明されている特定の特徴、要素又はステップを伴ってよいことが理解されるだろう。また、ある特定の特徴、要素又はステップは、それが１つの特定の実施形態に関連して説明されていても、相互交換可能であり、又は様々な例示されていない組み合わせ若しくは順列で、代替的な実施形態と組み合わせてよいことが理解されるだろう。

本明細書において使用される場合、名詞は「少なくとも１つ」の対象を指し、そうでないことが明示されていない限り、「ただ１つ」の対象に限定されないことも理解されたい。従って例えば「構成部品」に対する言及は、そうでないことが文脈によって明確に示されていない限り、２つ以上のこのような構成部品を有する例を含む。

本明細書において、範囲は「約」１つの特定の値から、及び／又は「約」別の特定の値までとして表すことができる。このような範囲が表されている場合、例は、上記１つの特定の値から、及び／又は上記別の特定の値までを含む。同様に、先行語句「約」の使用によって、値が近似値として表されている場合、上記特定の値は別の態様を形成することが理解されるだろう。更に、各範囲の端点は、他方の端点との関係においても、他方の端点とは独立しても、重要であることが理解されるだろう。

本明細書において使用される場合、用語「実質的な（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ）」、「実質的に／略（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」及びその変形形態は、記載されている特徴が、ある値又は記載と等しいか又は概ね等しいことを注記することを目的としている。更に「略同様の（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｓｉｍｉｌａｒ）」は、２つの値が等しいか又は概ね等しいことを示すことを目的としている。いくつかの実施形態では、「略同様の」は、互いの約１０％以内、例えば互いの約５％以内又は互いの約２％以内の複数の値を示し得る。

そうでないことが明言されていない限り、本明細書に記載のいずれの方法が、その複数のステップをある具体的な順序で実施することを必要とするものとして解釈されることは、全く意図されていない。従って、ある方法クレームが、その複数のステップが従うべき順序を実際に示していない場合、又は上記複数のステップがある具体的な順序に限定されることが請求項又は本説明において具体的に言明されていない場合、いずれの特定の順序を暗示することは一切意図されていない。

特定の実施形態の様々な特徴、要素又はステップが、移行句「…を含む」を用いて開示されている場合、移行句「…からなる」又は「…から実質的になる」を用いて記載され得るものを含む代替的な実施形態も暗に含まれていることを理解されたい。従って例えば、Ａ＋Ｂ＋Ｃを含む装置に対する、暗に含まれている代替的な実施形態は、装置がＡ＋Ｂ＋Ｃからなる実施形態、及び装置がＡ＋Ｂ＋Ｃから本質的になる実施形態を含む。

本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、本開示に対して様々な修正及び変形を実施できることは、当業者には理解されるであろう。当業者には、本開示の精神及び実質を具体化する本開示の実施形態の修正の組み合わせ、部分的組み合わせ及び変形が想起され得るため、本開示は、添付の請求項及びその均等物の範囲内の全てを含むものとして解釈されるものとする。

以下、本出願の実施形態を項分け記載する。

実施形態１
ガラスリボンを製造するための装置において、
上記装置は：
形成体であって：
２つのトラフ壁及び１つのトラフ底部を備える上側トラフ状部分；
下側くさび状部分；
第１の設置表面を有する第１の凹部を備える送達端部；及び
第２の設置表面を有する第２の凹部を備える圧縮端部
を有する、形成体と；
上記第１の凹部に連結され、第１の支持表面を備える、第１の支持体と；
上記第２の凹部に連結され、第２の支持表面を備える、第２の支持体と
を備え、
上記第１又は第２の支持表面の少なくとも一部分は非平面であり、上記第１の設置表面又は上記第２の設置表面それぞれの少なくとも一部分と連続的に接触する、装置。

実施形態２
上記第１の支持表面の少なくとも一部分は非平面であり、かつ上記第１の設置表面の少なくとも一部分と連続的に接触し、
上記第２の支持表面の少なくとも一部分は非平面であり、かつ上記第２の設置表面の少なくとも一部分と連続的に接触する、実施形態１に記載の装置。

実施形態３
上記第１の支持表面及び／又は上記第２の支持表面の上記非平面部分は独立して、略一定の曲率半径を有する、実施形態１又は２に記載の装置。

実施形態４
上記第１の支持表面及び上記第２の支持表面の上記曲率半径は独立して、約２ｃｍ〜約１５ｃｍの範囲である、実施形態３に記載の装置。

実施形態５
上記第１の支持表面及び／又は上記第２の支持表面は更に、少なくとも１つの平面部分を備える、実施形態１又は２に記載の装置。

実施形態６
上記第１の支持表面及び上記第２の支持表面の上記非平面部分及び上記平面部分は、それぞれ、上記第１の設置表面及び上記第２の設置表面と連続的に接触する、実施形態５に記載の装置。

実施形態７
上記少なくとも１つの平面部分は、水平支持表面部分及び垂直支持表面部分から選択される、実施形態５に記載の装置。

実施形態８
上記第１の支持表面及び上記第２の支持表面は、平面部分を備えない、実施形態１に記載の装置。

実施形態９
上記第１の支持表面の輪郭は、上記第１の設置表面の輪郭に略一致し、
上記第２の支持表面の輪郭は、上記第２の設置表面の輪郭に略一致する、実施形態１〜８のいずれか１つに記載の装置。

実施形態１０
上記第１の支持体は、上記形成体の上記送達端部に圧縮力を提供し、及び／又は
上記第２の支持体は、上記形成体の上記圧縮端部に圧縮力を提供する、実施形態１〜９のいずれか１つに記載の装置。

実施形態１１
上記形成体並びに上記第１の支持体及び上記第２の支持体は独立して、ジルコン、ジルコニア、アルミナ、酸化マグネシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、ゼノタイム、モナザイト、これらの合金、及びこれらの組み合わせから選択される耐火性材料を含む、実施形態１〜１０のいずれか１つに記載の装置。

実施形態１２
実施形態１〜１１のいずれか１つに記載の装置を備える、フュージョンドロー機。

実施形態１３
ガラスリボンを製造する方法において、
上記方法は：
バッチ材料を溶融させて溶融ガラスを形成するステップ；及び
上記溶融ガラスを、装置に導入するステップであって、上記装置は：
形成体であって：
２つのトラフ壁及び１つのトラフ底部を備える上側トラフ状部分；
下側くさび状部分；
第１の設置表面を有する第１の凹部を備える送達端部；及び
第２の設置表面を有する第２の凹部を備える圧縮端部
を備える、形成体と；
上記第１の凹部に連結され、第１の支持表面を備える、第１の支持体と；
上記第２の凹部に連結され、第２の支持表面を備える、第２の支持体と
を備え、
上記第１又は第２の支持表面の少なくとも一部分は非平面であり、上記第１の設置表面又は上記第２の設置表面それぞれの少なくとも一部分と連続的に接触する、ステップ；
を有してなる、方法。

実施形態１４
上記第１の支持表面の少なくとも一部分は非平面であり、かつ上記第１の設置表面の少なくとも一部分と連続的に接触し、
上記第２の支持表面の少なくとも一部分は非平面であり、かつ上記第２の設置表面の少なくとも一部分と連続的に接触する、実施形態１３に記載の方法。

実施形態１５
上記第１の支持表面及び／又は上記第２の支持表面の上記非平面部分は独立して、略一定の曲率半径を有する、実施形態１３又は１４に記載の方法。

実施形態１６
上記第１の支持表面及び／又は上記第２の支持表面は更に、少なくとも１つの平面部分を備える、実施形態１３又は１４に記載の方法。

実施形態１７
上記第１の支持表面及び上記第２の支持表面の上記非平面部分及び上記平面部分は、それぞれ、上記第１の設置表面及び上記第２の設置表面と連続的に接触する、実施形態１６に記載の方法。

実施形態１８
上記溶融ガラスは、上記形成体の上記上側トラフ状部分に導入され、上記送達端部から上記圧縮端部へ、上記２つのトラフ壁を超えて、上記下側くさび状部分の２つの対向する外面を下方へ流れ、基部において集束して単一のガラスリボンを形成する、実施形態１３〜１７のいずれか１つに記載の方法。

実施形態１９
上記形成体の上記送達端部及び上記圧縮端部のうちの少なくとも一方に対して圧縮力を印加するステップを更に含む、実施形態１３〜１８のいずれか１つに記載の方法。

実施形態２０
上記圧縮力は、上記第１の支持体及び上記第２の支持体のうちの少なくとも一方に印加される、実施形態１９に記載の方法。

実施形態２１
上記圧縮力は、上記形成体の中立軸の下側に印加される、実施形態１９に記載の方法。

実施形態２２
上記圧縮力は、上記形成体の上記下側くさび状部分に印加される、実施形態２１に記載の方法。

１００ 形成体
１０１ 流入パイプ
１０２ 上側トラフ状部分
１０３ トラフ
１０４ 下側くさび状部分
１０５ 端部キャップ
１０７ 形成表面
１０９ 基部
１１１ ガラスリボン
１１３ 方向
１２１ａ 内部表面
１２１ｂ 内部表面
１２３ トラフ底部
１２５ａ トラフ壁、堰
１２５ｂ トラフ壁、堰
１２７ａ 外側表面
１２７ｂ 外側表面
１２９ａ くさび外面
１２９ｂ くさび外面
１３１ 突出部ブロック、支持体
１３３ バックアップブロック
１３５ 突出部台座
１３７ 水平支持表面
１３９ 垂直支持表面
１４１ 面取り又は傾斜表面
１４３ 水平設置表面
１４５ 垂直設置表面
１４７ 第３の表面、隅肉部、突出部台座の径方向表面
２００ 形成体、アイソパイプ
２０２ 上側部分
２０４ 下側部分、下側くさび状部分
２３１ 突出部ブロック、支持体
２３３ バックアップブロック
２３５ 突出部台座
２５１ 突出部ブロックの非平面状表面部分、表面
２５３ 突出部台座の非平面状表面部分、表面
２５５ 突出部ブロックの表面、垂直設置表面部分
２５７ 突出部台座の表面
２６１ 端部
３００ ガラス製造システム
３０４ ガラスリボン
３１０ 溶融容器
３１２ 矢印
３１４ 溶融ガラス
３１５ 溶融‐清澄化間チューブ
３２０ 清澄化容器
３２５ 清澄化‐撹拌チャンバ間接続チューブ
３２７ 水位プローブスタンドパイプ
３３０ 撹拌チャンバ
３３５ 撹拌チャンバ‐ボウル間接続チューブ
３４０ ボウル
３４５ 下降管
３５０ ＦＤＭ
３５５ 流入口
３６０ 形成体、アイソパイプ
３６５ 引張圧延組立体
Ｓ たわみ
Ｒ 回転
Ｆ_Ｃ 圧縮力

Claims (10)

1. ガラスリボンを製造するための装置において、
   前記装置は：
   形成体であって：
   ２つのトラフ壁及び１つのトラフ底部を備える上側トラフ状部分；
   下側くさび状部分；
   第１の設置表面を有する第１の凹部を備える送達端部；及び
   第２の設置表面を有する第２の凹部を備える圧縮端部
   を有する、形成体と；
   前記第１の凹部に連結され、第１の支持表面を備える、第１の支持体と；
   前記第２の凹部に連結され、第２の支持表面を備える、第２の支持体と
   を備え、
   前記第１又は第２の支持表面の少なくとも一部分は非平面であり、前記第１の設置表面又は前記第２の設置表面それぞれの少なくとも一部分と連続的に接触し、
   前記第１の支持表面及び前記第２の支持表面の少なくとも一方は、平面部分を有さない、装置。
2. 前記第１の支持表面及び前記第２の支持表面の少なくとも一方は、略一定の曲率半径を有する、請求項１に記載の装置。
3. ガラスリボンを製造するための装置において、
   前記装置は：
   形成体であって：
   ２つのトラフ壁及び１つのトラフ底部を備える上側トラフ状部分；
   下側くさび状部分；
   第１の設置表面を有する第１の凹部を備える送達端部；及び
   第２の設置表面を有する第２の凹部を備える圧縮端部
   を有する、形成体と；
   前記第１の凹部に連結され、第１の支持表面を備える、第１の支持体と；
   前記第２の凹部に連結され、第２の支持表面を備える、第２の支持体と
   を備え、
   前記第１又は第２の支持表面の少なくとも一部分は非平面であり、前記第１の設置表面又は前記第２の設置表面それぞれの少なくとも一部分と連続的に接触し、
   前記第１の支持表面および前記第２の支持表面の少なくとも一方は、平面部分と少なくとも１つの非平面部分とを有する、装置。
4. 前記第１の支持表面の少なくとも一部分は非平面であり、かつ前記第１の設置表面の少なくとも一部分と連続的に接触し、
   前記第２の支持表面の少なくとも一部分は非平面であり、かつ前記第２の設置表面の少なくとも一部分と連続的に接触する、請求項１〜３いずれか1項に記載の装置。
5. 前記第１の支持表面の輪郭は、前記第１の設置表面の輪郭に略一致し、
   前記第２の支持表面の輪郭は、前記第２の設置表面の輪郭に略一致する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記第１の支持体は、前記形成体の前記送達端部に圧縮力を提供し、及び／又は
   前記第２の支持体は、前記形成体の前記圧縮端部に圧縮力を提供する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置を有してなる、フュージョンドロー装置。
8. ガラスリボンを製造する方法において、
   前記方法は：
   バッチ材料を溶融させて溶融ガラスを形成するステップ；及び
   前記溶融ガラスを、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置に導入するステップ；
   を有してなる、方法。
9. 前記形成体の前記送達端部及び前記圧縮端部のうちの少なくとも一方に対して圧縮力を印加するステップを更に含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記圧縮力は、前記形成体の中立軸の下側に印加される、請求項９に記載の方法。

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