TW202220935A - 改良拉製玻璃特性之設備及方法 - Google Patents
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Abstract
一種用於製造玻璃製品的設備與方法，包含：玻璃輸送裝置，該玻璃輸送裝置包含輸送孔口，延伸於橫向方向且包含第一邊緣區域、中央區域與第二邊緣區域。該設備與方法亦包含冷卻機構與加熱機構，冷卻機構靠近第一邊緣區域與第二邊緣區域附近的輸送孔口，而加熱機構靠近中央區域附近的輸送孔口。
Description
本揭露案通常關於用於形成玻璃的設備與方法，且更具體來說，用於形成具有改良屬性的玻璃的設備與方法。
在玻璃製品的製造中，例如用於包含電視與手持裝置（例如，電話與平板）的顯示器應用的玻璃片，可藉由將熔融玻璃由成形裝置流動為玻璃條帶而使熔融玻璃形成為多個玻璃片。此製程通常包含當玻璃條帶冷卻時，給予拉力至玻璃條帶上。取決於玻璃組成物與期望的玻璃厚度，使用合理拉力來製造具有可接受性質（例如，厚度均勻性）的玻璃片可能存在重大的挑戰。此外，玻璃條帶的寬度傾向於在成形裝置下方收縮，這種現象通常稱為條帶寬度衰減（ribbon width attenuation）。此衰減不僅減少給定製程的可用玻璃體積，亦不利地影響性質，例如，厚度均勻性。因此，期望由各種不同玻璃組成物來製造具有相對均勻厚度的玻璃片，例如，越來越寬且薄的玻璃片。
在此揭露的實施例包含製造玻璃製品的方法。該方法包含：由玻璃輸送裝置形成玻璃條帶。玻璃條帶在玻璃輸送裝置的輸送孔口下方於橫向方向中延伸且在橫向方向中包含第一邊緣區域、中央區域與第二邊緣區域。該方法亦包含：安置冷卻機構靠近第一邊緣區域與第二邊緣區域附近的輸送孔口。此外，該方法包含：安置加熱機構靠近中央區域附近的輸送孔口。
在此揭露的實施例亦包含用於製造玻璃製品的設備。設備包含玻璃輸送裝置，該玻璃輸送裝置包含輸送孔口，延伸於橫向方向中且包含第一邊緣區域、中央區域與第二邊緣區域。設備亦包含冷卻機構，靠近第一邊緣區域與第二邊緣區域附近的輸送孔口。此外，設備亦包含加熱機構，靠近中央區域附近的輸送孔口。
將在以下實施方式中闡述在此揭露的實施例的額外特徵與優點，且在此技術領域中具有通常知識者將由該實施方式容易理解該等額外特徵及優點的一部分，或藉由實施在此所描述的已揭露實施例，包含以下實施方式、申請專利範圍以及附圖，來理解該等額外特徵及優點的一部分。
應了解到，前述發明內容與以下實施方式所呈現的實施例旨在提供概述或架構，以理解所請實施例的本質與特徵。包括附圖以提供進一步了解，且將該等附圖併入此說明書且構成此說明書的一部分。該等附圖說明本揭露案的各種實施例，且與說明書一起用來解釋本揭露案的原理及操作。
現將詳細參照本揭露案的較佳實施例，該些實施例的實例說明於後附圖式中。儘可能，將在整個圖式中使用相同的元件符號來表示相同或類似的部分。然而，可以許多不同方式來實施本揭露案且不應解釋成限制為在此所闡述的實施例。
範圍在此可表示為由「約」一個特定數值及/或至「約」另一個特定數值。當表示此範圍時，另一個實施例包含由一個特定數值及/或至另一個特定數值。類似地，當例如藉由使用先行詞「約」來表達數值為近似時，將理解該特定數值形成另一個實施例。將進一步理解該些範圍的每一個範圍的端點相對另一個端點都是重要的，且獨立於另一個端點。
在此所使用的方向性用語，例如，上、下、右、左、前、後、頂、底，僅用於參照所繪示的圖式且並非意味者絕對方向。
除非另有明確說明，在此所說明的任何方法不應解釋為需要以特定順序或需要設備特定位向來執行該些方法的步驟。因此，方法請求項沒有實際記載方法步驟所遵循的順序、或任何設備請求項並未實際記載個別組件的順序與位項、或在申請專利範圍或說明書中沒有特別具體說明該些步驟被限制為特定順序、或並未記載設備組件的特定順序或位向，此並非意圖代表在任何態樣中推論順序或位向。這適用於任何可能的用於解釋的隱含基礎，包含：關於步驟、操作流程、組件順序或組件位向配置的邏輯問題、衍生自語法邏輯或標點符號的簡單含義以及在說明書中所描述的實施例數量或種類。
如在此所使用，除非上下文另有明確指出，單數形式「一（a）」、「一（an）」 與「該（the）」包含複數個指涉對象。因此，舉例來說，除非上下文另有明確指出，參照「一組件」包含具有兩個或多個此組件的態樣。
如在此所使用，用語「加熱機構」代表可提高至少一部份的玻璃條帶的溫度的機構或相較於不存在此加熱機構的情況，提供來自至少一部份的玻璃條帶的降低熱傳導的機構。可透過傳導、對流或輻射的至少一種而發生此升高溫度或降低熱傳導。
如在此所使用，用語「冷卻機構」代表相較於不存在此冷卻機構的情況，提供來自至少一部份的玻璃條帶的增加熱傳導的機構。可透過傳導、對流或輻射的至少一種而發生此增加熱傳導。
如在此所使用，用語「熔融玻璃」代表在其液相線溫度（高於此溫度時，沒有結晶相可與玻璃平衡共存）處或高於其液相線溫度的玻璃組成物。
如在此所使用，用語「液相線黏度」代表在其液相線溫度處的玻璃組成物的黏度。
如在此所使用，用語「靠近輸送孔口」代表至玻璃輸送裝置的至少一部分的輸送孔口的距離為小於或等於約50毫米。
如在此所使用，玻璃條帶的用語「第一邊緣區域附近」代表在玻璃條帶的橫向方向中比玻璃條帶的中央區域或第二邊緣更接近在玻璃條帶的橫向方向中的玻璃條帶的第一邊緣的位置。
如在此所使用，玻璃條帶的用語「第二邊緣區域附近」代表在玻璃條帶的橫向方向中比玻璃條帶的中央區域或第一邊緣更接近在玻璃條帶的橫向方向中的玻璃條帶的第二邊緣的位置。
如在此所使用，玻璃條帶的用語「接近中央區域」代表在玻璃條帶的橫向方向中比玻璃條帶的第一邊緣或第二邊緣更接近在玻璃條帶的橫向方向中的玻璃條帶的中央區域的位置。
如在此所使用，用語「熱傳導」代表在25℃下具有大於或等於約10 W/m∙K的熱傳導性的材料。
如在此所使用，用語「熱絕緣」代表在25℃下具有小於或等於約2 W/m∙K的熱傳導性的材料。
如在此所使用，用語「相對較遠」代表距物件、裝置或區域的距離是距物件、裝置或區域的「相對較近」的距離的至少兩倍。
第1圖所示為示例性玻璃製造設備10。在一些實例中，玻璃製造設備10可包含玻璃熔融爐12，玻璃熔融爐12可包含熔融槽14。除了熔融槽14，玻璃熔融爐12包含一或多個額外組件，例如加熱元件（將在此更詳細描述），加熱原料並將原料轉換成熔融玻璃。在其他實例中，玻璃熔融爐12可包含熱管理裝置（例如，絕緣組件），降低來自熔融槽附近的熱損失。在又其他實例中，玻璃熔融爐12可包含電子裝置及/或機電裝置，幫助原料熔融為玻璃熔體。又進一步，玻璃熔融爐12可包含支撐結構（例如，支撐底盤、支撐構件等等）或其他組件。
玻璃熔融槽14通常由耐火材料所組成，諸如耐火陶瓷材料，例如包含氧化鋁或氧化鋯的耐火陶瓷材料。在一些實例中，玻璃熔融槽14可由耐火陶瓷磚所建構。以下將更詳細描述玻璃熔融槽14的具體實施例。
在一些實例中，可將玻璃熔融爐併入成為玻璃製造設備的組件，以製造玻璃基板，例如，連續長度的玻璃條帶。在一些實例中，可將本揭露案的玻璃熔融爐併入成為玻璃製造設備的組件，該玻璃製造設備包含拉製設備、浮浴設備、諸如熔融處理的下拉設備、上拉設備、壓延設備、抽管設備或任何其他將受益於在此揭露的態樣的玻璃製造設備。
玻璃製造設備10可選擇性包含上游玻璃製造設備16，安置在相對於玻璃熔融槽14的上游處。在一些實例中，一部分或整個上游玻璃製造設備16可併入成為玻璃熔融爐12的一部分。
如說明性實例所示，上游玻璃製造設備16可包含儲倉18、原料輸送裝置20與連接至原料輸送裝置的馬達22。可配置儲倉18以儲存一定數量的批次原料24，可將批次原料24饋送至玻璃熔融爐12的熔融槽14，如箭頭26所指示。批次原料24通常包含一或多種玻璃成形金屬氧化物與一或多種改良劑。在一些實例中，可由馬達22供電至原料輸送裝置20，使得原料輸送裝置20由儲倉18輸送預定數量的批次原料24至熔融槽14。在其他實例中，基於由熔融槽14下游所感測到的熔融玻璃位準，馬達22可供電至原料輸送裝置20，以受控速度導入批次原料24。之後可加熱熔融槽14中的批次原料24以形成熔融玻璃28。
玻璃製造設備10亦可選擇性包含下游玻璃製造設備30，安置在相對於玻璃熔融爐12的下游處。在一些實例中，一部分的下游玻璃製造設備30可併入成為玻璃熔融爐12的一部分。在一些例子中，以下討論的下游玻璃製造設備30的第一連接管32或其他部分可併入成為玻璃熔融爐12的一部分。下游玻璃製造設備的元件，包含第一連接管32，可由貴金屬所形成。適合的貴金屬包含鉑族金屬，選自下列所組成的金屬群組：鉑、銥、銠、鋨、釕與鈀或前述金屬的合金。舉例來說，玻璃製造設備的下游組件可由鉑-銠合金所形成，包含約100重量%至約60重量%的鉑與約0重量%至約40重量%的銠。然而，其他適合金屬可包含：鉬、錸、鉭、鈦、鎢與前述金屬的合金。亦可能為氧化物散布強化（ODS）貴金屬合金。
下游玻璃製造設備30可包含第一調節（亦即，處理）槽，例如澄清槽34，位於熔融槽14下游且通過上述第一連接管32與熔融槽14耦接。在一些實例中，熔融玻璃28可由熔融槽14通過第一連接管32重力饋送至澄清槽34。舉例來說，重力可使熔融玻璃28由熔融槽14通過第一連接管32的內部通道至澄清槽34。然而，應理解到，可在熔融槽14的下游處安置其他調節槽，例如介於熔融槽14與澄清槽34之間。在一些實施例中，可採用介於熔融槽與澄清槽之間的調節槽，其中在進入澄清槽之前，進一步加熱來自主要熔融槽的熔融玻璃以繼續熔融製程或冷卻來自主要熔融槽的熔融玻璃至低於熔融槽中的熔融玻璃溫度的溫度。
可利用各種技術移除澄清槽34中的熔融玻璃28的氣泡。舉例來說，批次原料24可包含多價化合物（亦即，澄清劑），諸如氧化錫，當加熱時，進行化學還原反應並釋放氧。其他適合的澄清劑包含但不限於砷、銻、鐵和鈰。加熱澄清槽34至高於熔融槽溫度的溫度，從而加熱熔融玻璃與澄清劑。由（多種）澄清劑的溫度誘發化學反應所產生的氧氣泡升起穿過澄清槽中的熔融玻璃，其中熔融爐中產生的熔融玻璃中的氣體可擴散或聚結為澄清劑所生成的氧氣泡。擴大的氣泡可接著升起至澄清槽中的熔融玻璃的自由表面，然後由澄清槽排出。氧氣泡可進一步誘導澄清槽中的熔融玻璃的機械混合。
下游玻璃製造設備30可進一步包含其他調節槽，諸如混合槽36，用於混合熔融玻璃。混合槽36可位於澄清槽34下游。可使用混合槽36以提供均質玻璃熔融組成物，從而降低可存在於離開澄清槽的經澄清熔融玻璃中的化學或熱非均質性。如圖所示，澄清槽34可通過第二連接管38耦接至混合槽36。在一些實例中，熔融玻璃28可由澄清槽34通過第二連接管38重力饋送至混合槽36。舉例來說，重力可使熔融玻璃28由澄清槽34通過第二連接管38的內部通道至混合槽36。應注意，儘管圖示混合槽36在澄清槽34的下游處，但混合槽36可安置在澄清槽34的上游處。在一些實施例中，下游玻璃製造設備30可包含多個混合槽，例如澄清槽34上游的混合槽與澄清槽34下游的混合槽。該些多個混合槽可為相同設計或可為不同設計。
下游玻璃製造設備30可進一步包含其他調節槽，諸如輸送槽40，可位於混合槽36的下游。輸送槽40可調節將饋送至下游成形裝置的熔融玻璃28。舉例來說，輸送槽40可作為累加器及/或流動控制器，以調整及/或提供熔融玻璃28通過出口管44至成形體42的一致流量。如圖所示，混合槽36可通過第三連接管46耦接至輸送槽40。在一些實例中，熔融玻璃28可通過第三連接管46由混合槽36重力饋送至輸送槽40。舉例來說，重力可使熔融玻璃28由混合槽36通過第三連接管46的內部通道至輸送槽40。
下游玻璃製造設備30可進一步包含成形設備48，成形設備48包含上述玻璃輸送裝置42與入口管50。可安置出口管44以由輸送槽40輸送熔融玻璃28至成形設備48的入口管50。舉例來說，出口管44可嵌套在入口管50的內表面中並與入口管50的內表面間隔開來，從而提供位於出口管44外表面與入口管50內表面之間的熔融玻璃的自由表面。玻璃輸送裝置42可包含輸送孔口（例如，第3圖所示之輸送狹縫142），熔融玻璃流動穿過輸送孔口，以產生單一玻璃條帶58，藉由施加張力至玻璃條帶，諸如藉由重力、邊緣輥72與拉輥82，在拉伸或流動方向60中拉伸單一玻璃條帶58，用以在玻璃冷卻與玻璃黏度增加時，控制玻璃條帶的尺寸。因此，玻璃條帶58經歷黏彈性轉變且獲得機械性質，該等機械性質賦予玻璃條帶58穩定尺寸特性。在一些實施例中，可藉由在玻璃條帶的彈性區域中的玻璃分離設備100將玻璃條帶58分離為個別玻璃片62。接著，機器人64可使用夾持工具65將個別玻璃片62傳送至運輸系統，於是可進一步處理個別玻璃片。
第2圖顯示玻璃製造設備10的示意透視端視圖，玻璃製造設備10包含具有輸送孔口（輸送狹縫142）的玻璃輸送裝置42。熔融玻璃由輸送狹縫142流動以形成玻璃條帶58。具體來說，玻璃條帶58由玻璃輸送裝置42流動且介於第一成形輥180A與第二成形輥180B之間，第一成形輥180A與第二成形輥180B各自以虛線和彎曲箭頭指示的方向分別轉動。可藉由施加張力至玻璃條帶58而進一步拉伸玻璃條帶58，例如藉由重力、相對的邊緣輥組72A與72B以及相對的拉輥組82A與82B，用以在玻璃冷卻與玻璃黏度增加時，控制玻璃條帶58的尺寸。且，儘管第2圖顯示一組相對的邊緣輥與拉輥，但在此所揭露的實施例可包含超過一組的邊緣輥及/或超過一組的拉輥。
在某些示例性實施例中，可根據圖示且描述於WO2009/070236的成形輥來設置成形輥180A與180B，WO2009/070236的全文以引用的方式併入本申請中。可設置成形輥180A與180B，以提供成形輥180A以及180B與玻璃條帶58之間的受控黏著力。舉例來說，雖然未限制為任何特定值，但成形輥180A與180B的直徑範圍在約20毫米至約500毫米以及介於之間的所有範圍與子範圍。此外，成形輥180A與180B可包含耐火材料，雖然未限制為任何特定耐火材料，但可包含金屬材料（例如，不鏽鋼）及/或耐火陶瓷材料。
成形輥180A與180B亦可包含用於控制成形輥180A與180B溫度的一或多種機構，例如，冷卻機構，其中冷卻流體流動穿過或圍繞成形輥180A與180B。舉例來說，成形輥180A與180B可包含至少一個通道（未圖示），配置以流動冷卻流體穿過其中。根據溫度控制機構的配置，冷卻流體可包含液體（例如，水）或氣體（例如，氮氣或空氣）。
舉例來說，雖然未限制為任何特定值，但玻璃輸送裝置42與成形輥180A以及180B之間的最近距離可介於約10毫米至約1000毫米之間，以及介於之間的所有範圍與子範圍。
第3圖圖示第2圖所示之玻璃製造設備10的部分示意透視端視圖。如第3圖所示，熔融玻璃由玻璃輸送裝置42的輸送狹縫142流動形成玻璃條帶58，玻璃條帶58流動於第一成形輥180A與第二成形輥180B之間（未圖示於第3圖中）。玻璃條帶58在輸送狹縫142下方於橫向方向中延伸（以箭頭「W」示於第3圖中）。如第3圖所示，玻璃條帶58在橫向方向中的延伸在輸送狹縫142與第一成形輥180A之間縮短或衰減（以箭頭「A」指示此衰減）。進一步如第16圖所示，玻璃條帶58在橫向方向中包含第一邊緣區域「E1」、中央區域「C」與第二邊緣區域「E2」。
第4圖是根據在此實施例圖示示例性玻璃製造設備10的示意底視圖，示例性玻璃製造設備10包含冷卻機構300與加熱機構200。具體來說，冷卻機構300包含第一冷卻機構300A與相對的第二冷卻機構300B，靠近第一邊緣區域「E1」附近的輸送狹縫142。冷卻機構300亦包含第三冷卻機構300C與相對的第四冷卻機構300D，靠近第二邊緣區域「E2」附近的輸送狹縫142。加熱機構200包含第一加熱機構200A與相對的第二加熱機構200B，靠近中央區域「C」附近的輸送狹縫142。
第5圖是根據在此實施例圖示示例性玻璃製造設備10的示意底視圖，示例性玻璃製造設備10包含冷卻機構300與加熱機構200’。類似於第4圖的示例性玻璃製造設備，冷卻機構300包含第一冷卻機構300A與相對的第二冷卻機構300B，靠近第一邊緣區域「E1」附近的輸送狹縫142。冷卻機構300亦包含第三冷卻機構300C與相對的第四冷卻機構300D，靠近第二邊緣區域「E2」附近的輸送狹縫142。加熱機構200’包含第一加熱機構200A’與相對的第二加熱機構200B’，靠近中央區域「C」附近的輸送狹縫142。相較於第4圖的加熱機構200，加熱機構200’的第一加熱機構200A’與第二加熱機構200B’各自包含靠近輸送狹縫142的彎曲邊緣，使得第一加熱機構200A’與輸送狹縫142之間的最近距離以及第二加熱機構200B’與輸送狹縫142之間的最近距離沿著中央區域「C」於橫向方向中變化。
第6圖是根據在此實施例的示例性玻璃製造設備10的示意透視端視圖，示例性玻璃製造設備10包含冷卻機構300與加熱機構200。類似於第4圖的示例性玻璃製造設備，冷卻機構300包含第一冷卻機構300A與相對的第二冷卻機構300B，靠近輸送狹縫142。亦類似於第4圖的示例性玻璃製造設備，加熱機構200包含第一加熱機構200A與相對的第二加熱機構200B，靠近輸送狹縫142。且類似於第2圖的玻璃製造設備，玻璃製造設備10包含相對的第一與第二成形輥180A與180B、相對的第一與第二邊緣輥72A與72B以及相對的第一與第二拉輥82A與82B。
如第4至6圖所示，加熱機構200或200’包含第一加熱機構200A或200A’與第二加熱機構200B或200B’，其中第一與第二加熱機構共同包含兩個共平面隔熱板，兩個共平面隔熱板各自在相對遠離輸送狹縫142的第一位置與相對接近輸送狹縫142的第二位置之間是可移動。舉例來說，此板在所述第一與第二位置之間（以箭頭「S」示於第4至6圖中）是可滑動的。可藉由在此技術領域中具有通常知識者已知的方法來實現此滑動移動，例如藉由使用伺服馬達及/或配重機構等等。
在某些示例性實施例中，加熱機構200或200’的共平面隔熱板可包含材料，該材料具有在25°C下小於或等於約2 W/m∙K的熱導率，例如在25°C下小於或等於約1 W/m∙K，且進一步例如在25°C下小於或等於約0.5 W/m∙K，且又進一步例如在25°C下小於或等於約0.2 W/m∙K，且仍又進一步例如在25°C下小於或等於約0.1 W/m∙K，包含在25°C下約0.001 W/m∙K至在25°C下約2 W/m∙K，例如在25°C下約0.01 W/m∙K至在25°C下約1 W/m∙K，且進一步例如在25°C下約0.05 W/m∙K至在25°C下約0.5 W/m∙K。
雖然未限制為任何特定材料，但在某些實施例中，加熱機構200或200’的共平面隔熱板可包含至少一種選自耐火隔熱陶瓷材料的材料，例如包含至少一種的氧化鋁或莫來石的耐火隔熱陶瓷材料，包含但不限於，包含可購自Zircar Ceramics的氧化鋁的耐火隔熱材料。
在某些示例性實施例中，加熱機構200或200’的共平面隔熱板可包含低輻射表面層，以最小化輸送狹縫142及/或玻璃條帶58與加熱機構200或200’之間的輻射熱傳送。示例性低輻射表面層材料包含但不限於經拋光金屬，例如經拋光鉑。
第7A與7B圖分別是根據在此實施例圖示示例性冷卻機構300的示意頂部與側面剖視圖。冷卻機構300包含導熱構件302與流體導管304。配置流體導管304以允許工作流體流動穿過流體導管304，其中，如第7A圖所示，工作流體如箭頭「FI」所示之進入流體導管304並如箭頭「FO」所示之離開流體導管304。進一步如第7A與7B圖所示，流體導管304延伸穿過導熱構件302，使得冷卻機構300包含流動工作流體經由流體導管304穿過導熱構件302。
在某些示例性實施例中，導熱構件302及/或流體導管304包含材料，該材料具有在25°C下大於或等於約10 W/m∙K的熱導率，例如在25°C下大於或等於約50 W/m∙K，且進一步例如在25°C下大於或等於約100 W/m∙K，且又進一步例如在25°C下大於或等於約250 W/m∙K，包含在25°C下約10 W/m∙K至在25°C下約1000 W/m∙K，例如在25°C下約50 W/m∙K至在25°C下約500 W/m∙K。
雖然未限制為任何特定材料，但在某些實施例中，導熱構件302及/或流體導管304可包含至少一種選自下列的材料：銅、鋁、銀、金、鉑或鎳與前述材料的合金。
在此揭露的實施例包含其中工作流體包含液體（例如，水）或氣體（例如，空氣、氮氣或稀有氣體，諸如，氦、氖、氬等等）的該些實施例。可根據在此技術領域中具有通常知識者已知的方法來調整或改變工作流體的流動速率與溫度，用以導致冷卻機構300與輸送狹縫142及/或玻璃條帶58之間的期望熱傳送程度。
第8A與8B圖分別是根據在此實施例的示例性冷卻機構300’的示意頂部與側面剖視圖。冷卻機構300’包含連接構件306，連接構件306支撐並連接流體導管308與310。配置流體導管308與310以允許工作流體流動穿過流體導管308與310，如第8A圖所示，工作流體如箭頭「FI’」所示之進入流體導管308與310並如箭頭「FO’」所示之離開流體導管308與310。
雖然未限制為任何特定材料，但在某些實施例中，連接構件306及/或流體導管308與310可包含金屬材料及/或陶瓷材料，例如耐火金屬材料及/或耐火陶瓷材料。
在此揭露的實施例包含其中工作流體包含氣體（例如，空氣、氮氣或稀有氣體，諸如，氦、氖、氬等等）以及冷卻機構300’包含在第一邊緣區域「E1」與第二邊緣區域「E2」附近的輸送狹縫142上流動氣態流體的該些實施例。可根據在此技術領域中具有通常知識者已知的方法來調整或改變氣態流體的流動速率與溫度，用以導致冷卻機構300’與輸送狹縫142及/或玻璃條帶58之間的期望熱傳送程度。
第9A與9B圖分別是根據在此實施例圖示示例性冷卻機構300’’的示意頂部與側面剖視圖。冷卻機構300’’包含導熱構件312與流體導管314。配置流體導管314以允許工作流體流動穿過流體導管314，其中，如第9B圖所示，工作流體如箭頭「FI’’」所示之進入流體導管314並如箭頭「FO’’」所示之離開流體導管314。進一步如第9A與9B圖所示，流體導管314延伸穿過導熱構件312，使得冷卻機構300’’包含流動工作流體經由流體導管314穿過導熱構件312。
在某些示例性實施例中，導熱構件312及/或流體導管314包含材料，該材料具有在25°C下大於或等於約10 W/m∙K的熱導率，例如在25°C下大於或等於約50 W/m∙K，且進一步例如在25°C下大於或等於約100 W/m∙K，且又進一步例如在25°C下大於或等於約250 W/m∙K，包含在25°C下約10 W/m∙K至在25°C下約1000 W/m∙K，例如在25°C下約50 W/m∙K至在25°C下約500 W/m∙K。
雖然未限制為任何特定材料，但在某些實施例中，導熱構件312及/或流體導管314可包含至少一種選自下列的材料：銅、鋁、銀、金、鉑或鎳與前述材料的合金。
在此揭露的實施例包含其中工作流體包含液體（例如，水）或氣體（例如，空氣、氮氣或稀有氣體，諸如，氦、氖、氬等等）的該些實施例。可根據在此技術領域中具有通常知識者已知的方法來調整或改變工作流體的流動速率與溫度，用以導致在冷卻機構300’’與輸送狹縫142及/或玻璃條帶58之間的期望熱傳送程度。
第10A與10B圖分別是根據在此實施例圖示示例性冷卻機構300’’’的示意頂部與側面剖視圖。冷卻機構300’’’包含導熱構件312’與流體導管314’。配置流體導管314’以允許工作流體流動穿過流體導管314’，其中，如第10A與10B圖所示，工作流體如箭頭「FI’’」所示之進入流體導管314’並如箭頭「FO’’」所示之離開流體導管314’。進一步如第10A與10B圖所示，流體導管314’延伸穿過導熱構件312’，使得冷卻機構300’’’包含流動工作流體經由流體導管314’穿過導熱構件312’。
在某些示例性實施例中，導熱構件312’及/或流體導管314’包含材料，該材料具有在25°C下大於或等於約10 W/m∙K的熱導率，例如在25°C下大於或等於約50 W/m∙K，且進一步例如在25°C下大於或等於約100 W/m∙K，且又進一步例如在25°C下大於或等於約250 W/m∙K，包含在25°C下約10 W/m∙K至在25°C下約1000 W/m∙K，例如在25°C下約50 W/m∙K至在25°C下約500 W/m∙K。
雖然未限制為任何特定材料，但在某些實施例中，導熱構件312’及/或流體導管314’可包含至少一種選自下列的材料：銅、鋁、銀、金、鉑或鎳與前述材料的合金。
在此揭露的實施例包含其中工作流體包含氣體（例如，空氣、氮氣或稀有氣體，諸如，氦、氖、氬等等）以及冷卻機構300’’’包含在第一邊緣區域「E1」與第二邊緣區域「E2」附近的輸送狹縫142上流動氣態流體的該些實施例。可根據在此技術領域中具有通常知識者已知的方法來調整或改變氣態流體的流動速率與溫度，用以導致冷卻機構300’’’與輸送狹縫142及/或玻璃條帶58之間的期望熱傳送程度。
雖然未限制為任何特定溫度範圍，但在某些示例性實施例中，例如第7A至10B圖所示之實施例，工作流體可具有約0°C至約100°C的溫度，例如約10°C至約90°C，且進一步例如約20°C至約80°C。
在某些示例性實施例中，例如第7A至7B以及9A至10B圖所示之實施例，導熱構件302、312或312’在第一邊緣區域「E1」與第二邊緣區域「E2」附近與輸送狹縫142接觸。舉例來說，第11圖圖示第6圖的「Y」區域所示之示例性玻璃製造設備10的一部分的示意端視圖，其中冷卻機構300’’的導熱構件312與玻璃輸送裝置42的輸送狹縫142接觸。冷卻機構300’’包含流體導管314，配置流體導管314以允許工作流體流動穿過流體導管314。
冷卻機構300’’與輸送狹縫142之間的實體接觸可導致導熱構件312與輸送狹縫142之間的傳導性熱傳送。可調整冷卻機構300’’與輸送狹縫142之間的距離，如第11圖中的箭頭「D」所示，其中冷卻機構300’’在與輸送狹縫142實體接觸的位置與冷卻機構300’’相對遠離輸送狹縫142的其他位置之間是可移動，使得空氣間隙在冷卻機構300’’與輸送狹縫142之間延伸。可藉由在此技術領域中具有通常知識者已知的方法來實現冷卻機構300’’相對於輸送狹縫142的移動，例如藉由使用伺服馬達及/或配重機構等等。
第12A與12B圖分別是根據在此實施例圖示示例性冷卻機構300’’’’的示意頂部與側面視圖。冷卻機構300’’’’包含導熱構件322，配置導熱構件322以允許工作流體流動穿過導熱構件322，其中，如第12A與12B圖所示，工作流體如箭頭「FI’’’」所示之進入導熱構件322並如箭頭「FO’’’」所示之離開導熱構件322。
第13A與13B圖分別是根據在此實施例圖示示例性冷卻機構300’’’’的示意頂部與側面視圖。冷卻機構300’’’’包含導熱構件324，配置導熱構件324以允許工作流體流動穿過導熱構件324，其中，如第13A與13B圖所示，工作流體如箭頭「FI’’’」所示之進入導熱構件324並如箭頭「FO’’’」所示之離開導熱構件322。
雖然未限制為任何特定材料，但在某些實施例中，導熱構件322或324可包含至少一種選自下列的材料：銅、鋁、銀、金、鉑或鎳與前述材料的合金。
第14圖圖示示例性玻璃製造設備10的一部分的示意頂視圖，繪示相對於輸送狹縫142安置兩個冷卻機構300’’’’。如第14圖所示，可將冷卻機構300’’’’安置靠近輸送狹縫142，此可藉由在此技術領域中具有通常知識者已知的方法來完成，例如，通過使用伺服馬達及/或配重機構等等。此外，可相對於輸送狹縫142彼此獨立地安置冷卻機構300’’’’ ，使得每個冷卻機構300’’’’與輸送狹縫142之間的相對距離大致相同或不同。此外，可在如參照第15圖所描述之箭頭「D」與「I」所指示的方向中相對於輸送狹縫142移動冷卻機構300’’’’。冷卻機構300’’’’亦可包含相同或不同的傳導性構件，例如，傳導性構件322或傳導性構件324。
第15圖圖示第4圖的「X」區域所示之示例性玻璃製造設備10的一部分的示意頂視圖。以箭頭「S」、「D」與「I」圖示第一加熱機構200A與第一冷卻機構300A的相對移動，其中以箭頭「S」指示在相對遠離輸送狹縫142的第一位置與相對接近輸送狹縫142的第二位置之間的第一加熱機構200A的移動、以箭頭「D」指示在相對遠離輸送狹縫142的第一位置與相對接近輸送狹縫142的第二位置之間的第一冷卻機構300A的移動以及以箭頭「I」指示在相對遠離第一加熱機構200A的第一位置與相對接近第一加熱機構200A的第二位置之間的第一冷卻機構300A的移動。可藉由在此技術領中具有通常知識者已知的方法來實現第一加熱機構200A及/或第一冷卻機構300A的移動，例如，通過使用伺服馬達及/或配重機構等等。
參照第11圖以及第4與5圖，在某些示例性實施例中，在將包含第一加熱機構200或200’及/或第二加熱機構200或200’的加熱機構200或200’安置在靠近中央區域「C」附近的輸送狹縫142之前，可將包含第一冷卻機構300A、第二冷卻機構300B、第一冷卻機構300C及/或第四冷卻機構300D的冷卻機構300安置在靠近第一邊緣區域「E1」及/或第二邊緣區域「E2」附近的輸送狹縫142。
第16圖圖示由輸送狹縫142流出的玻璃條帶58的示意側視圖。如第16圖所示，玻璃條帶58包含第一邊緣區域「E1」、中央區域「C」與第二邊緣區域「E2」。進一步如第16圖所示，玻璃條帶58在輸送狹縫142正下方於第一橫向方向「W1」中延伸而在輸送狹縫下方的一距離處（例如，1公尺）於第二橫向尺度「W2」中延伸。
在某些示例性實施例中，玻璃條帶58的第二橫向尺度「W2」是在輸送狹縫142下方的約1公尺的距離且大於或等於玻璃條帶58的第一橫向尺度「W1」的約80%，例如大於或等於約85%，且進一步例如大於或等於約90%，包含第一橫向尺度「W1」的約80%至約95%，例如約85%至約90%。
在某些示例性實施例中，在輸送狹縫142正下方的玻璃條帶58的第一邊緣區域「E1」與第二邊緣區域「E2」的平均黏度大於或等於在輸送狹縫142正下方的玻璃條帶58的中央區域「C」的平均黏度的約5倍，例如大於或等於約10倍，且進一步例如大於或等於約15倍，例如約5倍至約20倍，且進一步例如約10倍至約15倍。
在此實施例中，在輸送狹縫142正下方的玻璃條帶58的中央區域「C」的平均黏度可例如為約10
4泊（poise）至約10
6泊，例如，約5x10
4泊至約5x10
5泊。在此實施例中，在輸送狹縫142正下方的玻璃條帶58的第一邊緣區域「E1」與第二邊緣區域「E2」的平均黏度可例如為約5x10
4泊至約10
8泊，例如，約5x10
5泊至約10
7泊。
第17圖為圖表，顯示在各種條件下模型化邊緣與中心黏度比以及玻璃條帶寬度之間的關係，其中在輸送狹縫正下方的玻璃條帶的寬度為約600毫米且在Y軸上指示的條帶寬度為在輸送狹縫下方至少約1公尺處。如第17圖所示，隨著邊緣與中心黏度比的增加，在輸送狹縫下方至少約1公尺處的玻璃條帶寬度亦隨之增加，或換言之，隨著邊緣與中心黏度比的增加，玻璃條帶的衰減隨之減少。
在某些示例性實施例中，玻璃條帶58可包含玻璃組成物，該玻璃組成物包含小於或等於約100千泊（kP）的液相線黏度，例如，約100泊（P）至約100千泊（kP）的液相線黏度，且進一步例如，約500泊（P）至約50千泊（kP）的液相線黏度，且又進一步例如，約1千泊（kP）至約20千泊（kP）的液相線黏度以及該些數值之間的全部範圍與子範圍。
在某些示例性實施例中，玻璃條帶可包含玻璃組成物，該玻璃組成物包含大於或等於約900°C的液相線溫度，例如約900°C至約1450°C的液相線溫度，且進一步例如約950°C至約1400°C的液相線溫度，且又進一步例如約1000°C至約1350°C的液相線溫度。
雖然已參照狹縫拉製製程來描述上述實施例，但應理解到，此等實施例亦可應用於其他玻璃成形製程，例如，熔融製程、浮法製程、上拉製程、抽管成形製程以及壓延製程。
可執行本揭露案實施例的各種修飾例與變化例而不會偏離本案的精神與範疇，這對於在此技術領域中具有通常知識著來說將是顯而易見。因此，本揭露案意圖涵蓋該等修飾例與變化例，使該等修飾例與變化例落入後附申請專利範圍及其等效例中。
10:玻璃製造設備
12:玻璃熔融爐
14:熔融槽
16:上游玻璃製造設備
18:儲倉
20:原料輸送裝置
22:馬達
24:批次原料
26:箭頭
28:熔融玻璃
30:下游玻璃製造設備
32:第一連接管
34:澄清槽
36:混合槽
38:第二連接管
40:輸送槽
42:玻璃輸送裝置
44:出口管
46:第三連接管
48:成形設備
50:入口管
58:玻璃條帶
60:拉伸或流動方向
62:個別玻璃片
64:機器人
65:夾持工具
72:邊緣輥
72A:第一邊緣輥
72B:第二邊緣輥
82:拉輥
82A:第一拉輥
82B:第二拉輥
100:玻璃分離設備
142:輸送狹縫
180A:第一成形輥
180B:第二成形輥
200:加熱機構
200’:加熱機構
200A:第一加熱機構
200A’:第一加熱機構
200B:第二加熱機構
300:冷卻機構
300’:冷卻機構
300’’:冷卻機構
300’’’:冷卻機構
300’’’’:冷卻機構
300A:第一冷卻機構
300B:第二冷卻機構
300C:第三冷卻機構
300D:第四冷卻機構
302:導熱構件
304:流體導管
306:連接構件
308:流體導管
310:流體導管
312:導熱構件
312’:導熱構件
314:流體導管
314’:流體導管
322:導熱構件
324:導熱構件
A:箭頭
C:中央區域
D:箭頭
E1:第一邊緣區域
E2:第二邊緣區域
FI:箭頭
FI’:箭頭
FI’’:箭頭
FI’’’:箭頭
FO:箭頭
FO’:箭頭
FO’’:箭頭
FO’’’:箭頭
S:箭頭
W:箭頭
W1:第一橫向尺度
W2:第二橫向尺度
X:區域
Y:區域
第1圖為玻璃製作設備與製程的示意圖。
第2圖為玻璃製造設備的示意透視端視圖，該玻璃製造設備包含具有輸送孔口的輸送裝置。
第3圖是第2圖的玻璃製造設備的部分示意透視端視圖。
第4圖是根據本說明書實施例的示例性玻璃製造設備的示意底視圖，該示例性玻璃製造設備包含冷卻機構與加熱機構。
第5圖是根據本說明書實施例的示例性玻璃製造設備的示意底視圖，該示例性玻璃製造設備包含冷卻機構與加熱機構。
第6圖是根據本說明書實施例的示例性玻璃製造設備的示意透視端視圖，該示例性玻璃製造設備包含冷卻機構與加熱機構。
第7A與7B圖分別是根據本說明書實施例的示例性冷卻機構的示意頂部與側面剖視圖。
第8A與8B圖分別是根據本說明書實施例的示例性冷卻機構的示意頂部與側面剖視圖。
第9A與9B圖分別是根據本說明書實施例的示例性冷卻機構的示意頂部與側面剖視圖。
第10A與10B圖分別是根據本說明書實施例的示例性冷卻機構的示意頂部與側面剖視圖。
第11圖為第6圖的「Y」區域所示之示例性玻璃製造設備的一部分的示意端視圖。
第12A與12B圖分別是根據本說明書實施例的示例性冷卻機構的示意頂部與側面視圖。
第13A與13B圖分別是根據本說明書實施例的示例性冷卻機構的示意頂部與側面視圖。
第14圖是示例性玻璃製造設備的一部分的示意頂視圖。
第15圖為第4圖的「X」區域所示之示例性玻璃製造設備的一部分的示意頂視圖。
第16圖是由輸送孔口流出的玻璃條帶的示意側視圖。
第17圖為圖表，圖示在各種條件下模型化邊緣與中心黏度比以及玻璃條帶寬度之間的關係。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
10:玻璃製造設備
142:輸送狹縫
200:加熱機構
200A:第一加熱機構
200B:第二加熱機構
300:冷卻機構
300A:第一冷卻機構
300B:第二冷卻機構
300C:第三冷卻機構
300D:第四冷卻機構
C:中央區域
E1:第一邊緣區域
E2:第二邊緣區域
S:箭頭
X:區域
Claims (22)
- 一種製造一玻璃製品的方法，包含： 由一玻璃輸送裝置形成一玻璃條帶，該玻璃條帶在該玻璃輸送裝置的一輸送孔口下方於一橫向方向中延伸，該玻璃條帶在該橫向方向中包含一第一邊緣區域、一中央區域以及一第二邊緣區域； 安置一冷卻機構靠近該第一邊緣區域與該第二邊緣區域附近的該輸送孔口；以及 安置一加熱機構靠近該中央區域附近的該輸送孔口。
- 如請求項1所述之方法，其中在安置該加熱機構靠近該中央區域附近的該輸送孔口之前，安置該冷卻機構靠近該第一邊緣區域與該第二邊緣區域附近的該輸送孔口。
- 如請求項2所述之方法，其中安置一冷卻機構的該步驟進一步包含：流動一工作流體穿過一導熱構件。
- 如請求項3所述之方法，其中該工作流體包含一液體。
- 如請求項3所述之方法，其中該工作流體包含一氣體。
- 如請求項3所述之方法，其中該導熱構件接觸該第一邊緣區域與該第二邊緣區域附近的該輸送孔口。
- 如請求項1所述之方法，其中安置一冷卻機構的該步驟進一步包含：在該第一邊緣區域與該第二邊緣區域附近的該輸送孔口上流動一氣態流體。
- 如請求項1所述之方法，其中安置一冷卻機構的該步驟進一步包含：在相對遠離該第一邊緣區域與該第二邊緣區域的多個第一位置與在相對接近該第一邊緣區域與該第二邊緣區域的多個第二位置之間移動該冷卻機構。
- 如請求項1所述之方法，其中該加熱機構包含兩個共平面隔熱板，該兩個共平面隔熱板各自在相對遠離該輸送孔口的一第一位置與相對接近該輸送孔口的一第二位置之間是可移動。
- 如請求項1所述之方法，其中該熔融玻璃包含小於或等於約100千泊（kP）的一液相線黏度。
- 如請求項1所述之方法，其中該玻璃條帶在該輸送孔口正下方於一第一橫向方向中延伸且在該輸送孔口下方的約1公尺處於一第二橫向尺度中延伸，其中該第二橫向尺度大於或等於該第一橫向尺度的約80%。
- 如請求項1所述之方法，其中在該輸送孔口正下方的該玻璃條帶的該第一邊緣區域與該第二邊緣區域的一平均黏度係大於或等於在該輸送孔口正下方的該玻璃條帶的該中央區域的該平均黏度的約5倍。
- 一種玻璃製造設備，包含： 一玻璃輸送裝置，包含一輸送孔口，該輸送孔口延伸於一橫向方向中且包含一第一邊緣區域、一中央區域以及一第二邊緣區域； 一冷卻機構，靠近該第一邊緣區域與該第二邊緣區域附近的該輸送孔口；以及 一加熱機構，靠近該中央區域附近的該輸送孔口。
- 如請求項13所述之設備，其中該冷卻機構包含一導熱構件，配置該導熱構件以流動一工作流體穿過該導熱構件。
- 如請求項14所述之設備，其中該工作流體包含一液體。
- 如請求項14所述之設備，其中該工作流體包含一氣體。
- 如請求項14所述之設備，其中該導熱構件接觸該第一邊緣區域與該第二邊緣區域附近的該輸送孔口。
- 如請求項13所述之設備，其中配置該冷卻機構以在該第一邊緣區域與該第二邊緣區域附近的該輸送孔口上流動一氣態流體。
- 如請求項13所述之設備，其中該冷卻機構在相對遠離該第一邊緣區域與該第二邊緣區域的多個第一位置與在相對接近該第一邊緣區域與該第二邊緣區域的多個第二位置之間係可移動的。
- 如請求項13所述之設備，其中該加熱機構包含兩個共平面隔熱板，該兩個共平面隔熱板各自在相對遠離該輸送孔口的一第一位置與相對接近該輸送孔口的一第二位置之間是可移動。
- 一種玻璃製品，藉由如請求項1所述之方法所製成。
- 一種電子裝置，包含如請求項21所述之玻璃製品。
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