TW201331134A - 用於在玻璃形成過程中減少自形成腔室的輻射熱損失之設備 - Google Patents

用於在玻璃形成過程中減少自形成腔室的輻射熱損失之設備 Download PDF

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TW201331134A
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glass
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TW101144526A
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Olus Naili Boratav
Robert Delia
Bulent Kocatulum
Shawn Rachelle Markham
William Anthony Whedon
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Corning Inc
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets
    • C03B17/064—Forming glass sheets by the overflow downdraw fusion process; Isopipes therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets
    • C03B17/067—Forming glass sheets combined with thermal conditioning of the sheets

Abstract

本發明揭示一種用於生產玻璃片之設備，該設備包含：下熱遮蔽，該等下熱遮蔽定位於冷卻門下方，用於最小化來自用以形成熔融玻璃帶之形成腔室之輻射熱損失，自該熔融玻璃帶切割玻璃片；及上熱遮蔽，該等上熱遮蔽定位於冷卻門與形成腔室之根部之間，用於最小化來自形成腔室之輻射熱損失。熱遮蔽通常成對佈置且定位於熔融玻璃流之水平相對側上，該熔融玻璃流自形成腔室下行作為連續帶。下熱遮蔽與上熱遮蔽對中之每一熱遮蔽可包含複數個區段，該複數個區段包括末端區段及中心區段，其中末端區段可為可單獨地相對於中心區段移動，從而允許熱遮蔽鄰近帶之邊緣變化。

Description

用於在玻璃形成過程中減少自形成腔室的輻射熱損失之設備 【相關申請案之交叉引用】
本申請案根據專利法主張2011年11月28日申請之美國申請案第61/564062號之優先權權利，本申請案依賴於該案之內容且該案之內容全文以引用之方式併入本文中。
本發明係針對一種在玻璃製造過程中減少輻射熱損失之方法，且詳言之，係針對在下拉過程中減少自楔形形成腔室之輻射熱損失之方法。
融合下拉製程為在玻璃製造技術中用以產生片玻璃之一種方法。與其它製程(例如，浮動製程及槽縫式拉伸製程)相比，融合製程產生表面無需後形成處理(研磨、拋光等)即具有優越平坦度及平滑性之玻璃片。因此，融合製程在薄玻璃基板(諸如用於製造液晶顯示器(LCDs)之彼等薄玻璃基板)之生產中變得尤其重要，在該生產中，必須 嚴格控制表面品質。
融合製程(具體而言，溢出下拉融合製程)為共同讓渡給Stuart M.Dockerty至美國專利案第3,338,696號及第3,682,609號之主題。如本文中所述，藉由用熔融玻璃充溢耐火形成腔室來形成玻璃片。
在示例性融合下拉製程中，將玻璃熔體供應至形成於耐火形成腔室中之溝槽。熔融玻璃溢出在腔室之兩側之溝槽之頂部以形成玻璃之單獨流，該等單獨流沿形成腔室之外表面向下流動且接著向內流動。兩個流在形成腔室之底部或根部相會，在該底部或該根部處，該兩個流一起融合成單個熔融玻璃帶。接著將單個熔融玻璃帶送至拉伸裝備。尤其藉由拉伸設備以自根部拉走帶之速率及藉由控制玻璃之溫度(黏度)來控制帶之厚度。在拉伸製程期間，最終玻璃片之外部向外表面將不與形成腔室之外表面接觸。更確切地說，該等表面僅接觸環境空氣。形成帶之兩個單獨流之內表面接觸形成腔室，但彼等內表面在ISO管之根部處融合在一起且因此埋藏在最終片之主體內，且達成最終片之外表面之優越性質。
當玻璃熔體流至形成腔室之溝槽中且流經形成腔室之外表面時，用於融合製程之形成腔室經受高溫及大量機械負載。為承受該等苛刻的條件，形成腔室通常由耐火材料之均勻壓製及燒結塊製成。詳言之，形成腔室可由均勻壓製之鋯石耐火物(亦即，主要由ZrO2及SiO2組成之耐火物)製成。舉例而言，形成腔室可由鋯石耐火物製成，在該鋯石 耐火物中，ZrO2及SiO2一起構成至少95重量%之材料，其中材料之理論組成物為ZrO2．SiO2或等效地為ZrSiO4。
在片玻璃之製造中且尤其在用作LCD基板的片玻璃之製造中之損失源為：由於玻璃進入並經過鋯石形成腔室，在玻璃中存在鋯石晶體夾雜物(在本文中被稱為「次級鋯石晶體」或「次級鋯石缺陷」或簡稱為「次級鋯石」)。對於需要在較高溫度下形成之失透敏感玻璃，次級鋯石晶體之問題變得更為明顯。換言之，高液相線溫度玻璃可能更易於形成次級鋯石。
已發現導致在成品玻璃片中形成次級鋯石晶體之鋯石起源於鋯石形成腔室之上部。詳言之，由於氧化鋯(亦即，ZrO2及/或Zr+4+2O-2)在存在於形成腔室之溝槽中之溫度及黏度下且沿著形成腔室之外部上壁溶解為玻璃熔體而最終產生該等缺陷。與形成腔室之下部相比，在形成腔室之該等上部處，玻璃之溫度較高且玻璃之黏度較低，原因在於當玻璃沿形成表面向下行進時，玻璃冷卻且變得更黏。此冷卻可藉由形成設備之性質增加。在典型配置中，形成腔室封閉在五面箱中，在該五面箱中，藉由箱壁在頂部及側面處將形成主體腔室圍繞。然而，箱之底部至少部分打開，以允許玻璃片自形成腔室(亦即，形成腔室根部)下行。因此，藉由根部及鄰近根部之區域經由該開口輻射熱，且根部隨後冷卻。
玻璃熔體中之氧化鋯之溶解度及擴散率為玻璃溫度與黏度之函數(亦即，隨著玻璃之溫度降低及黏度增加，更少氧化鋯可保持在溶液中且擴散速率降低)。當玻璃接近形 成腔室之底部(根部)時，由於上述冷卻，玻璃可變得氧化鋯過度飽和。鋯石晶體(亦即，次級鋯石晶體)可在鋯石形成腔室之底部(例如，根部)成核且生長。最終，該等晶體生長得足夠長以折斷至玻璃流中並成為缺陷。
為控制來自用以生產玻璃片之形成腔室之輻射熱損失，描述熱遮蔽，該等熱遮蔽起到藉由最小化自外殼外部至形成腔室之底部之「視野」來控制形成腔室根部之溫度的作用。換言之，藉由減少自外殼外部進入外殼中之視線之範圍，可顯著降低形成腔室及流經形成腔室之熔融玻璃將熱輻射至外部且藉此冷卻形成腔室及熔融玻璃之能力。
更具體而言，融合下拉製程中之示例性形成腔室包含在形成腔室之底部會聚之表面。流經形成腔室之側面之熔融玻璃流經形成表面。沿形成表面下行之單獨流在會聚線處融合且形成玻璃片。熱遮蔽通常成對佈置，其中一對熱遮蔽中之一個熱遮蔽定位為鄰近片之一個表面，而另一遮蔽定位為鄰近片之另一側，藉此形成玻璃流過之狹窄開口或縫隙。將熱遮蔽置放為足夠靠近玻璃片之表面以最小化顯著輻射熱損失，但並非靠近到與熔融玻璃流接觸。
因此，在一個實施例中，揭示一種用於形成玻璃片之設備，該設備包含：外殼，該外殼安置在形成腔室周圍，該外殼包含在形成腔室下方之開口以允許自形成腔室下行之熔融玻璃流自外殼經過；及冷卻門，該等冷卻門定位於形成腔室下方。設備進一步包含：第一熱遮蔽對，該第一熱遮蔽 對定位於冷卻門下方，用於最小化來自形成腔室之輻射熱損失，該第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含至少一個區段且可相對於熔融玻璃流移動，其中第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含末端部分及中心部分，末端部分及中心部分中之每一部分包含相對於熔融玻璃流之前向邊緣，且其中第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之末端部分之前向邊緣不延伸為比第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之中心部分之前向邊緣更靠近熔融玻璃流之平面；及第二熱遮蔽對，該第二熱遮蔽對定位於冷卻門上方，該第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含至少一個區段且可相對於熔融玻璃流移動，其中第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含末端部分及中心部分，末端部分及中心部分中之每一部分包含相對於熔融玻璃流之前向邊緣，且其中第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之末端部分之前向邊緣不延伸為比第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之中心部分之前向邊緣更靠近熔融玻璃流之平面。
冷卻門包含面部件，該等面部件佈置為與熔融玻璃流呈相對關係。在一些實施例中，面部件係垂直的。在其它實施例中，面部件關於垂直面呈角度。面部件最靠近熔融玻璃流之相鄰表面之部分較佳地與相鄰表面相距較佳小於10 cm。
在另一實施例中，描述一種用於形成玻璃片之設備，該設備包含：外殼，該外殼安置在形成腔室周圍，該外殼包含在形成腔室下方之開口以允許自形成腔室下行之熔融玻璃流自外殼經過；及冷卻門，該等冷卻門定位於形成腔室 下方。設備進一步包含：第一熱遮蔽對，該第一熱遮蔽對定位於冷卻門下方，用於最小化來自形成腔室之輻射熱損失，該第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含至少一個區段且可相對於熔融玻璃流移動，其中第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含末端部分及中心部分，末端部分及中心部分中之每一部分包含相對於熔融玻璃流之前向邊緣，且其中第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之末端部分之前向邊緣不延伸為比第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之中心部分之前向邊緣更靠近熔融玻璃流之平面；及第二熱遮蔽對，該第二熱遮蔽對定位於冷卻門上方，該第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含至少一個區段且可相對於熔融玻璃流移動，其中第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含末端部分及中心部分，末端部分及中心部分中之每一部分包含相對於熔融玻璃流之前向邊緣，且其中第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之末端部分之前向邊緣不延伸為比第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之中心部分之前向邊緣更靠近熔融玻璃流之平面。第一熱遮蔽對中之熱遮蔽之中心部分之前向邊緣與熔融玻璃流之相鄰表面之間的第一距離在自約3 cm至約9 cm之範圍內，且第二熱遮蔽對中之熱遮蔽之中心部分之前向邊緣與熔融玻璃流之相鄰表面相距的第二距離在自約3 cm至約23 cm之範圍內。
在一個實施例中，末端部分之前向邊緣之至少一部分相對於中心部分之前向邊緣凹入。
冷卻門包含面部件，該等面部件佈置為與熔融玻璃流呈相對關係。在一些實施例中，面部件係垂直的。在其 它實施例中，面部件呈相對於垂直之角。面部件最靠近熔融玻璃流之相鄰表面的部分較佳地與相鄰表面相距小於10 cm。
在又一實施例中，揭示一種藉由下拉方法形成玻璃之方法，該方法包含以下步驟：使熔融玻璃流經形成腔室，該熔融玻璃呈連續帶自該形成腔室下行，存在定位於形成腔室下方的一對相對冷卻門，每一冷卻門包含複數個出氣口，該複數個出氣口用於對準冷卻門之面部件引導冷卻氣體。方法進一步包含以下步驟：將第一熱遮蔽對安置於冷卻門下方，用於最小化來自形成腔室之輻射熱損失，該第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含至少一個區段且可相對於該熔融玻璃流移動，其中第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含末端部分及中心部分，末端部分及中心部分中之每一部分包含相對於熔融玻璃流之前向邊緣，且其中第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之末端部分之前向邊緣不延伸為比第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之中心部分之前向邊緣更靠近熔融玻璃流之平面。
方法亦包括以下步驟：將第二熱遮蔽對安置於冷卻門上方，該第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含至少一個區段且可相對於該熔融玻璃流移動，其中第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含末端部分及中心部分，末端部分及中心部分中之每一部分包含相對於熔融玻璃流之前向邊緣，且其中第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之末端部分之前向邊緣不延伸為比第二熱遮蔽對之中心部分之前向邊緣更靠近熔融玻璃流之平面。在定位第一熱遮蔽對與第二熱遮蔽對之後，第一熱遮蔽對中之熱遮蔽之中心部分之前向邊緣與熔融玻璃流之相鄰表 面之間的第一距離在自約3 cm至約9 cm之範圍內，且第二熱遮蔽對中之熱遮蔽之中心部分之前向邊緣與熔融玻璃流之相鄰表面相距的第二距離在自約3 cm至約23 cm之範圍內。
方法可進一步包含以下步驟：將面部件最靠近熔融玻璃流之相鄰表面之部分定位為相距相鄰表面小於10 cm。
在再一實施例中，揭示一種自玻璃拉伸設備拉伸玻璃之方法，該方法包含以下步驟：使熔融玻璃之單獨流流經形成腔室之會聚式形成表面，熔融玻璃之單獨流在形成腔室之底部處會合以形成熔融玻璃帶；及選擇沿玻璃拉伸設備之長度的預定溫度剖面。可藉由模型化或藉由實驗分析決定預定溫度剖面。溫度剖面表示基於諸如應力及緊密度之因素獲得玻璃特性之所要集合所必要之剖面，且該溫度剖面可隨玻璃類型、熔融玻璃流率、玻璃組成物等變化。
方法進一步包含以下步驟：定位第一熱遮蔽，其中熱遮蔽之前向邊緣與熔融玻璃帶之表面相距自約3 cm至約9 cm之範圍中；定位第二熱遮蔽，其中熱遮蔽之前向邊緣與形成腔室之底部相距自約3 cm至約23 cm之範圍中；及定位位於第一熱遮蔽與第二熱遮蔽之間的冷卻門，其中在最靠近熔融玻璃帶處之冷卻門之一面與熔融玻璃帶之相鄰表面相距小於約10 cm。
參閱附隨圖式，將更易於理解本發明之該等實施例及其它實施例，且本發明之其它目標、特性、細節及優點將在以下解釋性描述過程中變得更顯而易見，不以意味限制之任何方式給出該解釋性描述。所有此等額外系統、方法、 特徵及優點意欲包括在此描述內、在本發明之範疇內且由附隨申請專利範圍保護。
10‧‧‧形成腔室
12‧‧‧溝槽
14‧‧‧熔融玻璃
16‧‧‧入口
18‧‧‧堰
20‧‧‧堰
22‧‧‧上形成表面
24‧‧‧上形成表面
26‧‧‧下會聚式形成表面
28‧‧‧下會聚式形成表面
30‧‧‧根部
32‧‧‧玻璃帶
33‧‧‧虛線
34‧‧‧牽引輥
36‧‧‧邊緣部分
37‧‧‧切割線
38‧‧‧內部
39‧‧‧玻璃板
40‧‧‧外殼
42‧‧‧加熱元件
44‧‧‧隔焰室
46‧‧‧冷卻門
48‧‧‧面
50‧‧‧冷卻劑供應線
52‧‧‧箭頭
54‧‧‧下熱遮蔽
54a‧‧‧末端部分
54b‧‧‧末端部分
54c‧‧‧中心部分
55‧‧‧上熱遮蔽
56‧‧‧箭頭
57‧‧‧箭頭
58a‧‧‧末端部件
58b‧‧‧末端部件
58c‧‧‧中心部件
62‧‧‧聯動裝置/軸
64‧‧‧齒輪箱
66‧‧‧致動器
70‧‧‧上部件
72‧‧‧絕緣層/絕緣部件
74‧‧‧下部件
76‧‧‧前邊緣/前向邊緣
76a‧‧‧前向邊緣部分
76b‧‧‧前向邊緣部分
76c‧‧‧前向邊緣部分
77c‧‧‧前向邊緣
78‧‧‧互鎖彎曲
79‧‧‧膨脹槽
80‧‧‧互鎖彎曲
81‧‧‧切口
82‧‧‧後邊緣
84‧‧‧緊固件
100‧‧‧星號
102‧‧‧星號
104‧‧‧星號
106‧‧‧星號
108‧‧‧星號
110‧‧‧星號
112‧‧‧方框/空間
114‧‧‧空間
140‧‧‧曲線
142‧‧‧曲線
144‧‧‧曲線
146‧‧‧曲線
148‧‧‧曲線
150‧‧‧曲線
152‧‧‧水平面
δ‧‧‧距離
第1圖為在根據本發明之實施例之融合下拉玻璃熔融製程中之示例性形成腔室的透視圖及部分橫截面側視圖。
第2圖為根據本發明之實施例之示例性融合形成設備之橫截面側視圖，該示例性融合形成設備包含第1圖之形成腔室，該形成腔室具有定位於冷卻部件下方的熱遮蔽。
第3圖為第2圖之形成設備之部分之橫截面視圖。
第4A圖為根據本發明之實施例之熱遮蔽之頂視圖，該熱遮蔽具有單個區段。
第4B圖為第4A圖之熱遮蔽對之頂視圖與定位在該熱遮蔽對之間的玻璃片之橫截面。
第5A圖為根據本發明之另一實施例之熱遮蔽之頂視圖，該熱遮蔽具有單個區段。
第5B圖為第5A圖之熱遮蔽對之頂視圖與定位在該熱遮蔽對之間的玻璃片之橫截面。
第6A圖為根據本發明之又一實施例之熱遮蔽之頂視圖，該熱遮蔽具有單個區段。
第6B圖為第6A圖之熱遮蔽對之頂視圖與定位在該熱遮蔽對之間的玻璃片之橫截面。
第7A圖為根據本發明之實施例之熱遮蔽之頂視 圖，該熱遮蔽具有多個區段。
第7B圖為第8A圖之熱遮蔽對之頂視圖與定位在該熱遮蔽對之間的玻璃片之橫截面。
第8A圖為根據本發明之另一實施例之熱遮蔽之頂視圖，該熱遮蔽具有多個區段。
第8B圖為第9A圖之熱遮蔽對之頂視圖與定位在該熱遮蔽對之間的玻璃片之橫截面。
第9圖為圖示分層構造的熱遮蔽區段之部分之橫截面側視圖。
第10圖為圖示膨脹槽的熱遮蔽區段之部分之頂視圖。
第11A圖為圖示單個熱遮蔽對形成腔室根部溫度之效應的示意圖。
第11B圖為圖示單個熱遮蔽對形成腔室根部溫度之效應的示意圖。
第12A圖為圖示作為下熱遮蔽(LTS)之中心部分之前向邊緣與玻璃帶之相鄰表面相距的距離之函數的形成腔室根部溫度的圖表。
第12B圖為圖示作為下熱遮蔽(LTS)之中心部分之前向邊緣與玻璃帶之相鄰表面相距的距離之函數的力因數的圖表。
第13A圖為圖示作為下熱遮蔽(LTS)與上遮蔽(UTS)兩者之中心部分之前向邊緣與玻璃帶之相鄰表面相距的距離之函數的形成腔室根部溫度的圖表。
第13B圖為圖示作為下熱遮蔽(LTS)與上遮蔽(UTS)兩者之中心部分之前向邊緣與玻璃帶之相鄰表面相距的距離之函數的力因數的圖表。
第14圖為比較使用單個熱遮蔽對及使用兩個熱遮蔽對之相對操作空間的圖表。
第15圖為圖示曲線之圖表，該等曲線指示熔融玻璃帶之實際厚度資料、修改後之經計算厚度，及說明僅使用單個熱遮蔽對之厚度均勻性之厚度的滑動窗平均數。
第16圖為圖示曲線之圖表，該等曲線指示熔融玻璃帶之實際厚度資料、修改後之經計算厚度，及說明使用兩個熱遮蔽對之厚度均勻性之厚度的滑動窗平均數。
在以下詳細描述中，為了說明而非限制，闡述揭示特定細節之示例性實施例以提供對本發明之深入瞭解。然而，受益於本揭示案之本領域一般技術者將顯而易見，可在背離本文所揭示之特定細節之其它實施例中實踐本發明。此外，可省略對熟知裝置、方法及材料之描述以免模糊對本發明之描述。最終，在任何適用之處，相同元件符號代表相同元件。
在用於製造根據本發明之實施例之玻璃片的示例性融合下拉製程中，在熔爐中熔融玻璃形成前驅體(批料)以形成熔融原料或玻璃熔體，隨後使該熔融原料或玻璃熔體流經形成腔室以形成玻璃片。大體而言，此等形成腔室包括熔體流經之上形成表面。舉例而言，在融合下拉片形成製程 中，熔體流經在形成腔室之底部處相交之形成表面。形成表面包含傾斜或會聚式形成表面，該等傾斜或會聚式形成表面在形成腔室之底部或根部處會聚以形成楔形。當存在上形成表面時，該等上形成表面可為實質上垂直且彼此平行的。
形成腔室之設計必須考慮許多利益衝突。將熔融原料引入至形成腔室中之溝槽中，該溝槽藉由壩(堰)以該溝槽之側面為界限。須在足夠低之黏度下(亦即，在足夠高之溫度下)將熔融原料引入至形成腔室，以產生在堰之頂部(限制溝槽之上壁)上之玻璃熔體的均勻流。熔融原料接著自形成腔室之外部形成表面(包括會聚式形成表面)向下流動至腔室之底部。
另一方面，離開形成腔室之底部或根部之熔融原料必須具有足夠高之黏度(在足夠低之溫度下)，以允許順利拉伸熔融原料，但該溫度並非低至使熔融原料之黏度超過熔融原料之液相線黏度，該黏度超過液相線黏度可能導致玻璃熔體結晶。
若溢出形成腔室之玻璃熔體在自形成表面下行時在高溫下保持過長時間，則包含形成腔室之材料可能溶解，接著在形成腔室之下較冷部分(諸如，根部)再結晶為「次級鋯石」。次級鋯石晶體可生長至足夠長以折斷且夾帶在玻璃流中，從而導致成品玻璃產品中之缺陷。
此情況尤其麻煩，係因為根部接近在容納形成腔室之外殼之底部處的開口，熔融玻璃經由該開口離開外殼。因此，熔融玻璃損失輻射穿過開口之熱。由於開口係必要的， 故必須努力減少自形成腔室且尤其自形成腔室根部之輻射熱損失。一種方法為加熱根部來補償熱損失，但該方法僅部份有效。此外，施加至根部之額外熱能經由對流向上流動，且該額外熱能可提高形成腔室之上部之溫度。由於提高之溫度上限可導致形成腔室自身之增加的溶解，從而加劇次級鋯石問題，故在形成腔室之頂部處之提高的溫度可能實際上顯示出相反結果。該提高的溫度亦可改變玻璃之上部黏度與下部黏度(形成腔室之頂部處的黏度與形成腔室之底部處之黏度)之間的微妙平衡。應注意，用於形成次級鋯石之機構可適用於溶解及冷凝其它形成腔室材料且不限制於氧化鋯。
第1圖圖示根據一個實施例之示例性形成腔室10。形成腔室10包含用於收納來自供應器(未圖示)之熔融玻璃14之溝槽12。形成腔室10進一步包含入口16、堰18、堰20、上形成表面22、24及下會聚式形成表面26、28。下會聚式形成表面26、28在形成腔室之底部或根部30處相交。根部30形成拉伸線或以下線：自該線使玻璃自形成腔室拉伸。
供應至形成腔室10之熔融玻璃14溢出堰18、20且作為兩個不同流沿形成表面22、24及26、28向下流動，一個流沿形成腔室之每一側下行。因此，一個流下行經過形成表面22及形成表面26，而另一流下行經過會聚式形成表面24及會聚式形成表面28。兩個熔融玻璃流在根部30處再混合或融合以形成玻璃帶32，該玻璃帶32藉由由牽引輥34表示之牽引裝備向下拉伸。表面張力導致帶之邊緣部分36變得比帶之內部38厚。較厚邊緣部分或珠粒由安置在形成腔室下 游之牽引輥夾緊，牽引輥對玻璃片施加向下牽引力。自珠粒向內之玻璃帶區域38為隨後成為可供出售玻璃之區域，然而自玻璃切割且丟棄邊緣部分36或將該邊緣部分36用作玻璃屑且在熔融製程中添加至批料。下行玻璃帶32最終在切割線37處被分離成個別玻璃板39。
形成腔室10通常由陶瓷耐火材料(諸如，鋯石或氧化鋁)組成且容納在外殼40中(參見第2圖)。外殼40包含佈置在內壁(隔焰室44)之後的加熱元件42。加熱元件用以控制在形成腔室之形成表面上之熔融玻璃之溫度，且因而控制熔融玻璃之黏度，且加熱元件可按需要佈置在整個外殼內。通常，加熱元件以堤岸形式垂直地佈置，以使得可根據在外殼中之垂直位置控制外殼內之溫度。
冷卻門46位於外殼40下方且可為可移動的，以使得冷卻門可定位為與下行玻璃帶32相距適當距離，且藉助於第3圖最佳地看到該等冷卻門，第3圖圖示第2圖之由虛線圓圍繞之部分。虛線33表示平分形成腔室且穿過根部30及熔融玻璃帶32之流的平面。冷卻門46含有冷卻裝備，該冷卻裝備使冷卻門之表面冷卻且尤其使冷卻門之面48冷卻。冷卻門面48之冷卻又控制溫度且因此控制沿玻璃之寬度(亦即，水平地)自玻璃腔室下行之玻璃之黏度。舉例而言，冷卻門可含有一或多個冷卻劑供應線50及沿冷卻門之長度延伸之出口。每一出口排出使每一冷卻門面48鄰近出口之部分冷卻的冷卻劑(通常為空氣)。可個別地控制由每一出口排出之冷卻劑之體積，以使得可根據在面上之位置(例如，水平位 置)控制冷卻門面之溫度。在一些實施例中，單個供應線可供給包含複數個出口之管集箱，每一出口由遙控閥控制。
應自前述顯而易見，冷卻門依賴於熱擴散以進行操作。換言之，個別冷卻出口之效應為緩和冷卻門面之膨脹。雖然此效應可為防止自玻璃帶之整個寬度上之一個位置至另一相鄰位置的大離散黏度變化之優點，但該效應亦可能限制設備之空間解析度。換言之，由冷卻門面產生之熱平滑效應防止在短距離內之玻璃帶黏度之小修改。在習知融合下拉設備中，冷卻門面與玻璃帶之相鄰表面之間的最小距離加劇對充分空間解析度之缺乏。
上述冷卻配置允許冷卻門面48根據在玻璃片之整個寬度上之位置改變自形成腔室下行之玻璃之溫度及黏度，且該冷卻配置可用以(例如)控制玻璃之整個片厚度。雖然冷卻門能夠水平平移(由箭頭52表示)以使得能夠相對於玻璃片之主表面定位冷卻門，但一旦設置最佳位置，則冷卻門在拉伸製程期間很少移動，係因為此移動可影響片屬性(例如，形狀、厚度等)。更確切地說，主要藉由控制流至冷卻門之冷卻劑且因此控制溫度來得到冷卻門之功能性。最佳位置視特定拉伸設置而定，且可因拉伸而異。然而，在習知融合下拉製程中，冷卻門延伸至距玻璃帶之相鄰表面最少4吋(10.16 cm)以避免與熔融玻璃接觸，該熔融玻璃可逐漸與流經形成腔室之熔融玻璃之主體分離。熔融玻璃對冷卻門之面的覆蓋減少冷卻門對熔融玻璃帶之局域化冷卻之有效性。
為提供對外殼40內之熱環境之更好控制，且尤 其係對形成腔室之根部30之溫度之更好控制，熱遮蔽54定位為鄰近冷卻門46(具體而言定位於冷卻門下方)以控制自形成腔室之輻射熱損失，且尤其控制自形成腔室之根部區域之輻射熱損失。類似地，熱遮蔽55定位在冷卻門46上方。熱遮蔽54及熱遮蔽55成對地佈置，以使得熱遮蔽54包含兩個相對熱遮蔽，該兩個相對熱遮蔽在玻璃帶32之相對側上定位於冷卻門46下方。同樣地，熱遮蔽55亦包含兩個相對熱遮蔽，該兩個相對熱遮蔽在玻璃帶32之相對側上定位於冷卻門46上方。較佳地，熱遮蔽54及熱遮蔽55為可獨立移動的。換言之，熱遮蔽對(亦即，熱遮蔽54或熱遮蔽55)中之一個熱遮蔽可獨立地自相對熱遮蔽(在帶之另一側上)移動，且如同冷卻部件，該熱遮蔽能夠移動，即可朝向玻璃帶延伸且可收縮遠離玻璃帶。可以若干方式提供朝向帶或遠離帶之移動。定位熱遮蔽54以使得熱遮蔽54之平面與形成腔室之根部30相距至少約10 cm。較佳地定位熱遮蔽55以使得當閉合時，熱遮蔽55剛好與根部30有間隙。換言之，熱遮蔽55之水平面與形成腔室之根部相距不超過約1 cm。
如可藉由以上描述所瞭解，冷卻與加熱兩者可同時在彼此極為靠近之區域中發生。熱遮蔽54及熱遮蔽55最小化自形成腔室之底部之輻射熱損失以防止熔融玻璃在形成腔室之底部處冷卻，然而，冷卻門46用以積極地使在下行帶之整個寬度上之玻璃冷卻以有助於厚度控制。事實上，冷卻門46與熱遮蔽54及熱遮蔽55之操作可經協調以維持接近形成腔室之特定熱環境。對兩個熱遮蔽對之利用提供熱管理之 靈活性，一個熱遮蔽對在冷卻門46上方且一個熱遮蔽對在冷卻門46下方。此外，將熱遮蔽定位在冷卻門上方保護冷卻門之面，從而允許冷卻門移動更靠近熔融玻璃帶而不與熔融玻璃或來自上述熔融玻璃之其它碎屑相遇，藉此增加在玻璃帶之上的冷卻門之空間解析度。
如第2圖中所示，可水平地執行熱遮蔽之移動，其中熱遮蔽朝向玻璃帶或遠離玻璃帶平移以增加或減少熱遮蔽之間的間隙。熱遮蔽54及熱遮蔽55之此種水平移動分別由箭頭56及箭頭57表示。
每一熱遮蔽可包含單個區段或複數個區段。在以下第4A圖至第10圖中，將提及熱遮蔽54，然而，以下描述同樣適用於熱遮蔽55。
在第4A圖中所圖示之一個實施例中，每一熱遮蔽54包含單個區段，該單個區段包含末端部分54a、54b及中心部分54c。末端部分之前向邊緣76a、76b可在中心部分54c之線前向邊緣76c中，但前向邊緣76a、76b較佳地凹入以使得末端部分之前向邊緣比中心部分之前向邊緣更加遠離熔融玻璃流之平面。第4B圖圖示第4A圖之熱遮蔽對與穿過熱遮蔽之間的玻璃帶之橫截面視圖。
第5A圖及第6A圖圖示單個區段熱遮蔽之替代性實施例且圖示凹入末端部分。舉例而言，第5A圖圖示一實施例，在該實施例中，末端部分54a、54b中之每一末端部分之前向邊緣部分76a、76b在中心部分54c之前向邊緣部分76c之後凹入距離δ。在此實施例中，前向邊緣部分76a至76c中 之每一前向邊緣部分與其它前向邊緣部分平行。
第6A圖圖示一實施例，在該實施例中，末端部分54a、54b之前向邊緣76a、76b分別相對於中心部分54c之前向邊緣76c凹入且成角度。亦可採用其它配置，諸如其中末端部分之前向邊緣包含彎曲邊緣。
第5B圖及第6B圖分別圖示第5A圖及第6A圖之熱遮蔽對，以及穿過熱遮蔽之間的玻璃帶之橫截面視圖。
在其它實施例中，每一熱遮蔽可包含複數個區段或葉片。每一熱遮蔽之每一區段可能可自相鄰區段獨立地移動。由於每一熱遮蔽在構造上實質上與其它(相對)遮蔽相同，故將提及單個熱遮蔽，同時應理解，描述適用於相應的相對熱遮蔽(亦即，定位在下行帶之相對側上之熱遮蔽)。
第7A圖圖示示例性分段熱遮蔽54之實施例。分段熱遮蔽54包含一或多個區段，例如，末端部件58a、58b及中心部件58c。末端部件58a、58b可相對於中心部件58c單獨移動。此外，末端部件58a可能可自末端部件58b單獨移動，儘管通常末端部件58a、58b一致移動且亦可與中心部件58c一致移動。可藉由許多方法實現移動。舉例而言，熱遮蔽之每一區段可經由適當聯動裝置62(例如，一或多個軸62)及/或一或多個齒輪箱64連接至致動器66，該致動器66可經操作以使一或多個部分向內延伸、朝向玻璃帶延伸、或向外延伸遠離玻璃帶(參見第3圖)。舉例而言，致動器66可為簡單手搖曲柄或橫桿，或致動器可為電動馬達或電動伺服器，且較佳地，致動器可經由電腦或其它電子處理器控制。 第7B圖圖示如同將被部署之遮蔽的第7A圖之熱遮蔽對與穿過熱遮蔽之間的玻璃帶之橫截面視圖。
第8A圖圖示除了末端部件58a、58b包含前向邊緣76a、76b以外類似於第7A圖之熱遮蔽之多區段熱遮蔽54，該等前向邊緣76a、76b相對於中心部件58c之前向邊緣76c成角度且凹入。第8B圖圖示第8A圖之熱遮蔽對與穿過熱遮蔽之間的玻璃帶之橫截面視圖。
如上文簡要描述，藉由融合下拉製程拉伸玻璃帶在玻璃自形成腔室下行時利用對玻璃周圍之熱環境之精確控制。為此，每一熱遮蔽可包括維持熱遮蔽之尺寸完整性之特徵。熱遮蔽之形狀或位置的變化可能以其他方式改變製程溫度。舉例而言，翹曲熱遮蔽之任一部分可導致熱環境中混亂。
如在以橫截面圖示熱遮蔽區段之部分的第9圖中所示，熱遮蔽54、單區段遮蔽或多區段遮蔽之每一區段可能本身由複數個部件形成：上部件70、絕緣中間層或部件72及下部件74。上部件70及下部件74經由分別形成於上部件與下部件中之互鎖彎曲78、80沿前邊緣或前向邊緣76(亦即，最靠近流動玻璃之邊緣)耦接。互鎖彎曲具有若干用途。首先，該等互鎖彎曲接合上區段與下區段。然而，該等互鎖彎曲亦有助於加固每一部分或區段之前向邊緣76且防止邊緣翹曲。即使少量彎曲亦可由於略微改變熱遮蔽邊緣相對於玻璃帶之位置而對製程不利。然而，每一實施例之中心部件包含平直(線性)前向邊緣。
如第10圖中所示，末端區段與中心區段之上部 件70及下部件74中之每一部件較佳地包含膨脹槽79來促進上部件與下部件之膨脹而不導致個別部分或區段之彎曲。每一膨脹槽亦可在切口81(諸如，圓形切口)處終止，以防止在該等槽之末端處之部件的應力破裂。
上部件70及下部件74亦沿後邊緣82連接。如第9圖中所示，沿後邊緣82之連接可經由沿邊緣佈置之緊固件84(諸如，螺栓)。然而，亦可採用沿後邊緣固定上部件與下部件之其它方法，諸如藉由焊接。因為熱遮蔽部署於高溫環境中(上部件處之溫度可能為約1000℃且下部件處之溫度可能為約900℃)，故上部件及下部件應由耐高溫且抗氧化之材料構造以確保足夠的壽命。舉例而言，上部件70及下部件74可包含一或多種高溫金屬合金，諸如，Haynes®合金第214號或Haynes®合金第230號。絕緣材料(諸如Fiberfrax® Durablanket® 2600)為用於絕緣層72之合適的絕緣材料。由於上部件通常曝露於比下部件更高之溫度下，上部件可由比下部件更耐熱且更抗氧化之材料形成。儘管在熱遮蔽之整個厚度上之典型溫差為約100℃，但溫差可大於100℃。
沿形成表面22、24向下流動之玻璃熔體之溫度實質上係恆定的。另一方面，形成表面26、28在形成腔室下方曝露於較冷溫度。換言之，形成表面26、28具有與形成表面26、28之定向水平之組件以及垂直之組件。因此，當流經形成表面26、28之熔融玻璃自形成表面下行時，該熔融玻璃冷卻。形成腔室之最低部分(例如，根部及鄰近根部之區域)具有對外殼之底部處之開口之「視野」且該等最低部分經由 開口輻射熱而不良地冷卻根部及根部處之熔融玻璃。
如上所述，為防止破壞玻璃帶之品質區域(先前所述之可供出售部分)周圍的熱環境，熱遮蔽之各種配置之中心部件54c、58c之前邊緣76為平直扁平邊緣。較佳的是，中心區段(或部分)之前向邊緣至少在玻璃帶之整個品質部分上延伸以確保帶之整個寬度上之一致熱環境。在操作中，末端部件54a、54b或末端部件58a、58b之前向邊緣76a及前向邊緣76b通常分別向中心區段54c或中心區段58c之前向邊緣76c或前向邊緣77c之後凹入距離δ。將末端部件54a、54b或末端部件58a、58b及該等末端部件之各別前向邊緣定位為比中心區段遠離玻璃帶適應玻璃帶之珠粒區域之增加的厚度，且亦可為形成腔室本身提供額外空隙。取決於特定設計、形成腔室及拉伸裝備之設置及被拉伸之玻璃之組成物，單獨針對每一次拉伸決定距離δ。類似地，中心部分前向邊緣76c或中心部分前向邊緣77c與玻璃帶之表面之間的距離d應經選擇以最小化自外殼之熱損失，而同時防止破壞帶之流，且該距離d通常取決於每一個別形成腔室、相關聯拉伸裝備及玻璃組成物之特定操作條件。
使用下熱遮蔽54及上熱遮蔽55為融合形成設備提供可觀的變通性，該變通性為類似設備所缺乏，該等類似設備僅採用單個下熱遮蔽集合或單個上熱遮蔽集合。第11A圖圖示針對示例性融合形成設備之模型化溫度，且詳言之，圖示流經靠近形成腔室之根部之會聚式形成表面26之玻璃的溫度。根據第11A圖所圖示之設置，具有單個熱遮蔽54的形 成腔室根部處之溫度為約1180℃，該單個熱遮蔽54定位在冷卻門46下方以使得熱遮蔽之前向邊緣與熔融玻璃流之相鄰表面相距近似3.2 cm。用維持在下熱遮蔽以前之位置處的下遮蔽，且藉由在一位置處添加處於冷卻門46上方(例如，冷卻門面48上方)之上部位置之第二熱遮蔽55(其中熱遮蔽55之前向邊緣與熔融玻璃流之相鄰表面相距5.7 cm)，將根部溫度升高至近似1220℃且根部溫度增加近似40℃，如第11B圖中所示。
冷卻門46之一個態樣為藉由局部冷卻帶之一個區域(與玻璃帶之另一區域不同地冷卻)來控制玻璃帶之整個寬度上之玻璃帶之厚度。換言之，在黏性帶之整個寬度上可能存在溫度分佈之差異。此溫差可導致帶之不均勻厚度。為緩和該效應，玻璃帶之各個區域可經局部冷卻以影響局部厚度，藉此抵制厚度不均勻性。當然，冷卻極為靠近形成腔室之根部之黏性玻璃帶具有冷卻形成腔室根部及鄰近根部之形成腔室會聚式形成表面26、28之區域的不良效應。此情況又可對形成操作產生不良作用。
融合形成製程中之一般目的為避免在形成腔室上之所有類型之結晶(或失透)形成。當玻璃在靠近固體玻璃界面之該等固體表面上流動，玻璃溫度顯著降至玻璃之液相線溫度以下時，失透可積聚，在該等固體表面處，玻璃駐留時間相對長。若升高根部溫度將導致力因數(Ff)之減少過大(該力因數(Ff)為在根部30處伸展玻璃層至玻璃層之最終所要厚度所需)，則通常不選擇僅將根部溫度(經由位於附近 之電源或藉由進一步閉合下熱遮蔽)升高至液相線溫度以上。若Ff過低，則發生根部與牽引輥之間的帶重量貢獻比實現所要伸展所需之力更多的力之情況。結果為與帶之平面性的偏差，被稱為袋狀翹曲。
舉例而言，某些玻璃組成物，尤其是適用於顯示器應用中之玻璃組成物，具有高液相線溫度。若玻璃之溫度降至液相線溫度以下，則存在發生玻璃失透，從而使玻璃產生晶種。因此，藉由優先地冷卻在根部附近之帶來控制玻璃帶之厚度導致降低之根部溫度。在冷卻門與根部之間使用第二熱遮蔽對可緩和對根部及相鄰會聚式形成表面之此冷卻效應。
對於適用於融合方法中之拉伸之典型玻璃，藉由以下公式給出在根部處促進伸展玻璃層至玻璃層之最終所要厚度所需的力F：
其中F為任何機械力(通常由位於ISO管根部下方的牽引輥供應)+由根部與牽引輥之間的玻璃帶之重量供應之力的總和。伸展以相同容積流率(Q)流動之同一玻璃至相同最終厚度(t)(但具有開始於根部(或y0)處且結束於設定最終厚度之點(y)處的不同溫度剖面)所需之力F僅取決於以上分母中之積分項及含有初始厚度(t0)之自然對數項。初始厚 度t0為溫度之弱函數且可為該等目的忽略該初始厚度t0。因此，可導出力因數Ff：
如第12A圖及第12B圖圖示，歸因於黏度(μ)對溫度之強依賴性，Ff可隨著溫度的看似輕微的變化而顯著改變。第12A圖圖示作為下熱遮蔽54(LTS)及上熱遮蔽55(UTS)之位置之函數的經計算根部溫度的圖表，其中分別為與熔融玻璃流之相鄰表面相距1.25寸(3.18 cm)、2.25寸(5.72 cm)及3.25寸(8.26 cm)之LTS提供星號100、星號102及星號104。在所有三種情況下，UTS為9.2寸(23.368 cm)，該情況表示無上熱遮蔽55之情況。換言之，資料展示下熱遮蔽之效應未受上熱遮蔽之影響。第12A圖圖示隨著自黏性玻璃帶附近取回下熱遮蔽54，根部溫度降低。此情況發生尤其是因為根部降低至低於下熱遮蔽之較低溫度的視野增加，從而冷卻根部。第12B圖圖示在與第12A圖相同之條件下的經計算Ff，且第12B圖指示(經由星號106、星號108及星號110)，隨著下熱遮蔽之位置變化，Ff亦變化。事實上，資料展示根部溫度近似40℃之變化導致力因數之近似2倍之變化。由於力因數Ff至少部分地對玻璃帶厚度負責，可推斷，隨著下熱遮蔽之位置變化，玻璃帶之厚度變化。
與第12A圖至第12B圖中所圖示之資料相比， 第13A圖及第13B圖圖示加上熱遮蔽55之影響的影響。第13A圖圖示作為下熱遮蔽54(LTS)及上熱遮蔽55(UTS)之位置之函數的經計算根部溫度。如之前，星號100、星號102及星號104表示條件，在該等條件下，上熱遮蔽完全縮回且因此具有可以忽略之影響。因此，第13A圖圖示在下熱遮蔽54之三個位置之下的上熱遮蔽55之多個位置之影響。
在第一條件下，下熱遮蔽54定位為與熔融玻璃流之相鄰表面相距1.25寸(3.18 cm)之距離。三角形指示當該等上熱遮蔽55從左至右逐步經過位置時作為上熱遮蔽55之該等位置之函數的根部溫度，該等位置為與熔融玻璃流之相鄰表面相距2.2寸(5.6 cm)、與熔融玻璃流之相鄰表面相距3.2寸(8.1 cm)、與熔融玻璃流之相鄰表面相距4.2寸(10.7 cm)、相距5.2寸(13.2 cm)、相距6.2寸(15.7 cm)及最終，如由星號100所指示，上熱遮蔽完全縮回。資料展示，當上熱遮蔽縮回時，根部溫度降低，以完全不存在上熱遮蔽之效應結束。
除了當與在第一條件下觀察之降低相比時，根部溫度降低更多以外，相同分析應用於第二條件(與熔融玻璃流之相鄰表面相距2.25寸(5.72 cm)之下熱遮蔽)，該第二條件藉由圓圈及星號102表示。
在第三條件下(與熔融玻璃流之相鄰表面相距3.25寸(8.26 cm)之下熱遮蔽)，根部溫度之降低甚至比在第二條件下更大，該第三條件藉由正方形及星號104表示。
除了相對於下熱遮蔽與上熱遮蔽關於熔融玻璃 流之相鄰表面之位置顯示經計算之力因數Ff而非根部溫度以外，第13B圖圖示與第13A圖類似之情況。類似於第13A圖，三角形、圓形及正方形表示在從左至右移動之下熱遮蔽54之三個位置下之Ff，該等位置亦即，與熔融玻璃流之相鄰表面相距1.25寸(3.18 cm)、與熔融玻璃流之相鄰表面相距2.25寸(5.72 cm)及與熔融玻璃流之相鄰表面相距3.25寸(8.26 cm)。星號106、星號108及星號110表示上熱遮蔽完全縮回時之F。第13B圖之資料展示，在下熱遮蔽54與中心線C相距1.25寸(3.18 cm)之第一條件下，上熱遮蔽55之位置可顯著變化而不顯著影響Ff。返回參閱第13A圖且回顧：Ff之變化可轉化為帶厚度之變化，此情況意謂(若需要)上熱遮蔽55可用以改變根部溫度，而不顯著改變Ff且因此改變帶厚度。
當下熱遮蔽54之位置縮回時，如由圓圈表示且接著由正方形表示，可見Ff之變化隨著下熱遮蔽與熔融玻璃流之相鄰表面之間的距離增加而增加。然而，當與星號106、星號108及星號110之間的總體變化相比時，變化程度降低。此外，資料進一步展示，對於根部溫度之相對大的變化，力因數Ff保持相對穩定。舉例而言，第13A圖之三角形指示近似25℃之溫度變化。然而，表示第13A圖之條件之力因數在整個溫度變化內保持實質上不變。力因數僅在上熱遮蔽完全縮回時顯著變化，如藉由星號106所圖示。因此，分別使用在冷卻門下方的熱遮蔽54及在冷卻門上方的熱遮蔽55允許根部溫度隨著對力因數且因此對帶厚度之降低影響而變化。
第14圖圖解地圖示膨脹之操作空間(作為水平位置x之函數的根部溫度及力F)，該操作空間藉由使用下熱遮蔽54與上熱遮蔽55兩者來實現，其中星號、圓形、三角形及正方形對應於第13A圖及第13B圖之條件。僅用下熱遮蔽54之操作給出藉由方框112表示之操作空間，然而，藉由採用下熱遮蔽54與上熱遮蔽55兩者，膨脹彼操作空間以包括空間112與空間114兩者。
使用下熱遮蔽與上熱遮蔽進一步允許將冷卻門46定位為比以其他方式將可能達到的更靠近熔融玻璃流之相鄰表面。在無上熱遮蔽55之情況下，每一熱門46之面48與熔融玻璃流之相鄰表面之間的距離(例如，面48與玻璃流之距離)由冷卻門對形成腔室之冷卻效應限制。每一冷卻門可足夠靠近以影響帶厚度，但並非靠近到存在對根部溫度之不可接受之效應。藉由包括上熱遮蔽55(該上熱遮蔽55用於升高根部溫度)，冷卻門55可經移動更靠近玻璃流。將冷卻門55移動為更靠近黏性玻璃流之效應可為巨大的。
參閱第15圖，曲線140表示玻璃帶在整個帶寬度上之實際量測厚度。自厚度資料及所繪結果減去厚度之平均值作為偏差。曲線142表示在校正厚度偏差後之玻璃帶之模型化厚度，其中冷卻門面距離玻璃帶之表面最少近似4寸(10.6 cm)。線144表示厚度均勻性，其中曲線上之每一點為在關於點之25 mm之水平範圍中發現的最大厚度偏差範圍。
相比之下，第16圖圖示類似資料，但圖示能夠使冷卻門移動至更靠近玻璃帶之表面之優點。換言之，對於 第16圖，針對冷卻門模型化資料，該等冷卻門定位為比第15圖中所圖示之實例遠離玻璃帶之表面近似2.5寸(6.35 cm)。因此，曲線146表示玻璃帶在整個帶寬度上之實際量測厚度。自厚度資料及所繪結果減去厚度之平均值作為偏差。曲線148表示在校正厚度偏差後之玻璃帶之模型化厚度，且曲線150表示帶之厚度均勻性，其中曲線上之每一點為在關於點之25 mm之水平範圍中發現的最大厚度偏差範圍。如比較自曲線144與曲線150可易於見到，將冷卻門面定位為距離熔融玻璃流甚至更靠近1.5寸(3.8 cm)之效應可顯著降低厚度偏差(增加厚度均勻性)。
在另一態樣中，第二熱遮蔽對(熱遮蔽55)之引入提供對冷卻門之面48的保護。如第17圖中所示，冷卻門46之面48通常相對於水平面152成角。同樣，該等面易受碎屑(例如，掉落之玻璃等)影響，該碎屑可在該等面上積聚且干擾冷卻門之冷卻效應。包含上熱遮蔽55保護面免受碎屑影響(藉由提供天遮效應)，但允許增加面與水平面之角度。舉例而言，每一面48可垂直定位，藉此允許冷卻門面的更多部份更靠近玻璃帶之表面。
實例
玻璃片之融合形成中之常見問題為需要避免在形成腔室之形成表面上之所有類型之結晶(失透)形成。當玻璃在形成表面上流動，玻璃溫度顯著降至玻璃之液相線溫度以下時，失透可積聚，在該等固體表面處，玻璃駐留時間相對較長。假設每一下熱遮蔽之前向(前)邊緣定位為與玻 璃帶之相鄰表面相距2.25寸(5.72 cm)且假設上熱遮蔽不存在(在第13A圖至第13B圖之條件下定位為遠離玻璃9.2寸(23.4 cm))，但假設在形成腔室上之失透積聚已快速形成且引起製造問題。進一步假設將需要根部溫度之增加20℃來減少此形成。當僅存在下熱遮蔽54時，多個選項可用：經由電源升高根部溫度、使水平相對下熱遮蔽之間的間隙變窄或以上兩者之組合。若溫度增加導致力因數之變化過大，則僅將根部溫度升高至液相線溫度以上不為有用選項。若力因數過低，則根部與牽引輥之間的帶重量可貢獻比實現玻璃之所要拉伸(伸展)所需之力更多的力。此情況被稱為「袋狀翹曲」，之所以如此稱呼係因為帶變為袋狀或帆形。
因此，將根部溫度升高20℃將產生Ff之近似40%之減少，且若將導致袋狀翹曲，則因此該升高將不實用。然而，使用下熱遮蔽與上熱遮蔽兩者，可用與相鄰玻璃帶表面相距約3.25寸(8.26 cm)之LTS位置及與相鄰玻璃帶表面相距近似3.0寸(7.62 cm)之UTS位置實現根部溫度之近似20℃的增加，該增加使Ff保持幾乎不變。此處亦應注意，已避免使下熱遮蔽在與流動玻璃帶之表面相距約1.25寸(3.18 cm)至約2.25寸(5.72 cm)的範圍中的可能性，且現在，下熱遮蔽遠離流動玻璃近似3.25寸(8.26 cm)且上熱遮蔽遠離近似3.0寸(7.62 cm)。若水平相對熱遮蔽之間的最小間隙距離過小，則可極大增加流動玻璃黏附至一或多個熱遮蔽之一側及導致熱玻璃堵塞拉伸設備(災難事件)的可能性。
應強調，本發明之上述實施例(尤其是任何「較 佳」實施例)僅為實施之可能實例，僅闡述對本發明之原則之清晰理解。在不實質上背離本發明之精神及原則之情況下，可對本發明之上述實施例作出許多變更及修改。所有此等修改及變更意欲在本文中包括於本揭示案及本發明之範疇內且由以下申請專利範圍保護。
10‧‧‧形成腔室
14‧‧‧熔融玻璃
30‧‧‧根部
32‧‧‧玻璃帶
33‧‧‧虛線
34‧‧‧牽引輥
40‧‧‧外殼
42‧‧‧加熱元件
44‧‧‧隔焰室
46‧‧‧冷卻門
52‧‧‧箭頭
54‧‧‧下熱遮蔽
55‧‧‧上熱遮蔽
56‧‧‧箭頭
57‧‧‧箭頭

Claims (10)

  1. 一種用於形成一玻璃片之設備，該設備包含：一外殼，該外殼安置於一形成腔室周圍，該外殼包含在該形成腔室下方之一開口，以允許自該形成腔室下行之一熔融玻璃流自該外殼經過；冷卻門，該等冷卻門定位於該形成腔室下方；一第一熱遮蔽對，該第一熱遮蔽對定位於該等冷卻門下方，用於最小化來自該形成腔室之輻射熱損失，該第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含至少一個區段且可相對於該熔融玻璃流移動，其中該第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含末端部分及一中心部分，該等末端部分及該中心部分中之每一部分包含相對於該熔融玻璃流之一前向邊緣，且其中該第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之該等末端部分的該等前向邊緣不延伸為比該第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之該中心部分之該等前向邊緣更靠近該熔融玻璃流之一平面；及一第二熱遮蔽對，該第二熱遮蔽對定位於該等冷卻門上方，該第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含至少一個區段且可相對於該熔融玻璃流移動，其中該第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含末端部分及一中心部分，該等末端部分及該中心部分中之每一部分包含相對於該熔融玻璃流之一前向邊緣，且其中該第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之該等末端部分之該等前向邊緣不延伸為比該第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之該中心部分之該前向邊緣更靠近該熔融玻璃流之一平面。
  2. 如請求項1所述之設備，其中該等冷卻門包含面部件，該等面部件佈置為與該熔融玻璃流呈一相對關係。
  3. 如請求項2所述之設備，其中該等面部件係垂直的。
  4. 如請求項2所述之設備，其中該等面部件最靠近該熔融玻璃流之一相鄰表面之一部分與該相鄰表面相距小於10 cm。
  5. 一種用於形成一玻璃片之設備，該設備包含：一外殼，該外殼安置於一形成腔室周圍，該外殼包含在該形成腔室下方之一開口，以允許自該形成腔室下行之一熔融玻璃流自該外殼經過；冷卻門，該等冷卻門定位於該形成腔室下方；一第一熱遮蔽對，該第一熱遮蔽對定位於該等冷卻門下方，用於最小化來自該形成腔室之輻射熱損失，該第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含至少一個區段且可相對於該熔融玻璃流移動，其中該第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含末端部分及一中心部分，該等末端部分及該中心部分中之每一部分包含相對於該熔融玻璃流之一前向邊緣，且其中該第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之該等末端部分之該等前向邊緣不延伸為比該第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之該中心部分之該等前向邊緣更靠近該熔融玻璃流之一平面； 一第二熱遮蔽對，該第二熱遮蔽對定位於該等冷卻門上方，該第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含至少一個區段且可相對於該熔融玻璃流移動，其中該第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含末端部分及一中心部分，該等末端部分及該中心部分中之每一部分包含相對於該熔融玻璃流之一前向邊緣，且其中該第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之該等末端部分之該等前向邊緣不延伸為比該第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之該中心部分之該前向邊緣更靠近該熔融玻璃流之一平面；且其中該第一熱遮蔽對中之一熱遮蔽之該中心部分之該前向邊緣與該熔融玻璃流之一相鄰表面之間的一第一距離在自約3 cm至約9 cm之一範圍內，且該第二熱遮蔽對中之一熱遮蔽之該中心部分之該前向邊緣與該熔融玻璃流之該相鄰表面相距的一第二距離在自約3 cm至約23 cm之一範圍內。
  6. 如請求項5所述之設備，其中該等末端部分之該等前向邊緣之至少一部分相對於該中心部分之該前向邊緣凹入。
  7. 如請求項5或請求項6所述之設備，其中該等冷卻門包含面部件，該等面部件佈置為與該熔融玻璃流呈一相對關係。
  8. 如請求項7所述之設備，其中該等面部件係垂直的。
  9. 如請求項7所述之設備，其中該等面部件最靠近該熔融玻璃流之一相鄰表面之一部分與該相鄰表面相距小於10 cm。
  10. 一種藉由一下拉方法形成玻璃之方法，該方法包含以下步驟：使熔融玻璃流經一形成腔室，該熔融玻璃呈一連續帶自該形成腔室下行，存在一對定位於該形成腔室下方的相對冷卻門，每一冷卻門包含複數個出氣口，該複數個出氣口用於對準該等冷卻門之面部件引導一冷卻氣體；將一第一熱遮蔽對安置於該等冷卻門下方，用於最小化來自該形成腔室之輻射熱損失，該第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含至少一個區段且可相對於該熔融玻璃流移動，其中該第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含末端部分及一中心部分，該等末端部分及該中心部分中之每一部分包含相對於該熔融玻璃流之一前向邊緣，且其中該第一熱遮蔽對中之每一熱遮蔽之該等末端部分之該等前向邊緣不延伸為比該第一熱遮蔽對之該中心部分之該前向邊緣更靠近該熔融玻璃流之一平面；將一第二熱遮蔽對安置於該等冷卻門上方，該第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含至少一個區段且可相對於該熔融玻璃流移動，其中該第二熱遮蔽對中之每一熱遮蔽包含末端部分及一中心部分，該等末端部分及該中心部分中之每一部分包含相對於該熔融玻璃流之一前向邊緣，且其中該第二熱遮 蔽對中之每一熱遮蔽之該等末端部分之該等前向邊緣不延伸為比該第二熱遮蔽對之該中心部分之該前向邊緣更靠近該熔融玻璃流之一平面；且其中在定位該第一熱遮蔽對與該第二熱遮蔽對之後，該第一熱遮蔽對中之一熱遮蔽之該中心部分之該前向邊緣與該熔融玻璃流之一相鄰表面之間的一第一距離在自約3 cm至約9 cm之一範圍內，且該第二熱遮蔽對中之一熱遮蔽之該中心部分之該前向邊緣與該熔融玻璃流之該相鄰表面相距的一第二距離在自約3 cm至約23 cm之一範圍內。
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