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技術 コアガラスとクラッドガラスからガラスシートを成形する装置および方法

出願人 コーニングインコーポレイテッド
発明者 アモソフ,アレクセイセルゲーエヴィッチボラタフ,オルスナイリコッポラ,フランクトーマスゴリヤティン,ウラディスラフユリエヴィッチミリッロ,スティーヴンマイケルシェイ,ジョージクリントン
出願日 2014年2月25日 (7年6ヶ月経過) 出願番号 2015-559050
公開日 2016年5月12日 (5年3ヶ月経過) 公開番号 2016-513066
状態 特許登録済
技術分野 ガラスの再成形、後処理、切断、輸送等 ガラスの成形
主要キーワード 一体型ボディ 従属部品 上方パイプ 上方ガラス 下方ガラス 流速領域 溶融コア 液体ガラス
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (13)

課題・解決手段

ガラス成形装置および方法は、少なくとも溶融コアガラス槽(202)の第1の側にある(204)を含む。堰(204)は、溶融ガラスフローFの意図された方向において、水平方向Xに溶融コアガラス槽から離れて伸びるに連れ垂直方向Yに下方へ傾斜する、傾斜面(206)を含む。溶融クラッドガラス源は、溶融クラッドガラス(400)が流下し、溶融コアガラス(300)が堰上を流出しているときに、溶融クラッドガラスが、堰の傾斜面のすぐ上に位置する最も高い上流接触点Pで溶融コアガラス上に落下するようにガラス成形装置の上に設定される。

概要

背景

ガラス溶融コア層に溶融ガラスクラッド層を流すことによるフュージョンドロー法で、たとえば、参照によりその全体が本願に組み込まれる特許文献1で開示されるように、積層ガラスシートを製造できることが知られている。しかしながら、2つのガラス流の流出が注意深く制御されない場合、望ましくないかまたは不均一な流出形状が生じ得る。さらに、空気が、これらの溶融ガラス流の間の界面に不必要に取り込まれ得、および/または、クラッド流の振動を生じ得、最終シートの不均一な厚さ分布をもたらし得る。

概要

ガラス成形装置および方法は、少なくとも溶融コアガラス槽(202)の第1の側にある(204)を含む。堰(204)は、溶融ガラスフローFの意された方向において、水平方向Xに溶融コアガラス槽から離れて伸びるに連れ垂直方向Yに下方へ傾斜する、傾斜面(206)を含む。溶融クラッドガラス源は、溶融クラッドガラス(400)が流下し、溶融コアガラス(300)が堰上を流出しているときに、溶融クラッドガラスが、堰の傾斜面のすぐ上に位置する最も高い上流接触点Pで溶融コアガラス上に落下するようにガラス成形装置の上に設定される。

目的

本発明の例示に過ぎず、請求される本発明の本質および特徴を理解するための概要または骨格を提供する

効果

実績

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牽制数
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請求項1

ガラス成形装置であって、前記装置の長さに沿って伸び溶融コアガラス槽;前記溶融コアガラス槽の少なくとも第1の側の;を備え、前記堰が、溶融ガラスフローの意図された方向において、水平方向に前記溶融コアガラス槽から離れて伸びるに連れ垂直方向に下方へ傾斜する、傾斜面を含み、前記堰の少なくとも1つの断面に沿って、前記溶融コアガラス槽から前記傾斜面の最も近い場所と最も遠い場所の間の水平距離(A)が、該溶融コアガラス槽と該溶融ガラス槽から該傾斜面の該最も遠い場所の間の水平距離(B)の半分より大きく、溶融クラッドガラス源が、前記溶融クラッドガラスが該溶融クラッドガラス源から流下し、前記溶融コアガラスが前記堰上を流出しているときに、該溶融クラッドガラスが、最も高い上流接触点で該溶融コアガラス上に落下するように前記ガラス成形装置の上に設定され、前記最も高い上流の接触点は、前記堰の該傾斜面のすぐ上に位置している、装置。

請求項2

前記溶融コアガラス槽の第2の側にある堰をさらに備え、前記溶融コアガラス槽の第1の側にある堰と該溶融コアガラス槽の第2の側にある堰が収束して、該溶融コアガラス槽より下に距離をおいてルートを形成し、該溶融コアガラス槽の該第1の側にある該堰上を流出する溶融ガラスと、該溶融コアガラス槽の該第2の側にある堰上を流出する溶融ガラスが収束して、該ルートより下で溶融ガラスシート成形する、請求項1に記載のガラス成形装置。

請求項3

前記溶融クラッドガラス源が、溶融クラッドガラス源の長さに沿って伸びる前記溶融クラッドガラス槽、該溶融クラッドガラス槽の前記第1の側にある壁、および該溶融クラッドガラス槽の前記第2の側にある壁を含み、それによって、溶融クラッドガラスが該溶融クラッドガラス槽の該第1の側にある該壁上と、該溶融クラッドガラス槽の該第2の側にある該壁上を流出しているとき、該溶融クラッドガラス槽の該第1の側にある該壁上を流出する該溶融クラッドガラスが、最も高い上流の接触点で該溶融コアガラス槽の該第1の側にある該堰上を流出する前記溶融コアガラス上に落下し、該溶融クラッドガラス槽の該第2の側にある該壁上を流出する溶融クラッドガラスは、最も高い上流の接触点で溶融コアガラス槽の第2の側にある堰上を流出する該溶融コアガラス上に落下し、前記最も高い上流の接触点が、該堰の前記傾斜面のすぐ上に位置している、請求項1または2に記載の装置。

請求項4

前記堰が前記傾斜面と前記溶融コアガラス槽の間の階段面領域をさらに含み、該階段面領域が、前記傾斜面の平均傾斜角度より大きい平均傾斜角度を有する階段下降面を含む、請求項1から3のうちのいずれか一項に記載の装置。

請求項5

前記堰の少なくとも1つの断面に沿って、前記階段下降面の最高点最下点の間の垂直距離(C)が、前記傾斜面の最高点と最下点の間の垂直距離(D)より大きい、請求項4に記載の装置。

請求項6

ガラスシート成形方法であって、ガラス成形装置の長さに沿って伸びる溶融コアガラス槽から、該溶融コアガラス槽の少なくとも第1の側の堰の上に、溶融コアガラスを流すステップ;溶融クラッドガラス源から溶融クラッドガラスを流下するステップを有してなり、前記堰が、溶融ガラスフローの意図された方向において、水平方向に前記溶融コアガラス槽から離れて伸びるに連れて垂直方向に下方へ傾斜する、傾斜面を含み、前記堰の少なくとも1つの断面に沿って、前記溶融コアガラス槽から前記傾斜面の最も近い場所と最も遠い場所の間の水平距離(A)が、該溶融コアガラス槽と該溶融ガラス槽から該傾斜面の最も遠い場所の間の水平距離(B)の半分より大きく、前記溶融クラッドガラス源が、前記溶融クラッドガラスが該溶融クラッドガラス源から流下し、前記溶融コアガラスが前記堰上を流出しているときに、該溶融クラッドガラスが、最も高い上流の接触点で該溶融コアガラス上に落下するように前記ガラス成形装置の上に設定され、前記最も高い上流の接触点が、前記堰の該傾斜面のすぐ上に位置している、ガラスシート成形方法。

請求項7

前記溶融コアガラス槽の第2の側にある堰をさらに備え、前記溶融コアガラス槽の第1の側にある堰と該溶融コアガラス槽の第2の側にある堰が収束して、該溶融コアガラス槽より下に距離をおいてルートを形成し、該溶融コアガラス槽の該第1の側にある該堰上を流出する溶融ガラスと、該溶融コアガラス槽の該第2の側にある堰上を流出する溶融ガラスが収束して、該ルートより下で溶融ガラスシートを成形する、請求項6に記載の方法。

請求項8

前記溶融クラッドガラス源が、溶融クラッドガラス源の長さに沿って伸びる前記溶融クラッドガラス槽、該溶融クラッドガラス槽の前記第1の側にある壁、および該溶融クラッドガラス槽の前記第2の側にある壁を含み、溶融クラッドガラスが該溶融クラッドガラス槽の該第1の側にある該壁上と、該溶融クラッドガラス槽の該第2の側にある該壁上を流出しているとき、該溶融クラッドガラス槽の該第1の側にある該壁上を流出する該溶融クラッドガラスが、最も高い上流の接触点で該溶融コアガラス槽の該第1の側にある該堰上を流出する前記溶融コアガラス上に落下し、該溶融クラッドガラス槽の該第2の側にある該壁上を流出する溶融クラッドガラスが、最も高い上流の接触点で溶融コアガラス槽の第2の側にある堰上を流出する該溶融コアガラス上に落下し、前記最も高い上流の接触点が、該堰の前記傾斜面のすぐ上に位置している、請求項6または7に記載の方法。

請求項9

前記堰が、前記傾斜面と前記溶融コアガラス槽の間の階段面領域をさらに含み、該階段面領域が、該傾斜面の平均傾斜角度より大きい平均傾斜角度を有する前記階段下降面を含む、請求項6から8のうちのいずれか一項に記載の方法。

請求項10

前記堰の少なくとも1つの断面に沿って、前記傾斜面が5度から45度までの平均傾斜角度を有し、前記階段下降面が45度から90度までの平均傾斜角度を有する、請求項9に記載の方法。

関連出願の相互参照

0001

本願は、2013年2月26日に出願された米国仮特許出願第61/769256号の米国特許法第119条に基づく優先権を主張するものである。

技術分野

0002

本開示は、一般にガラスシート成形する装置および方法に関し、特に、積層融合ガラス製造においてガラスシートを成形する装置および方法に関する。

背景技術

0003

ガラス溶融コア層に溶融ガラスクラッド層を流すことによるフュージョンドロー法で、たとえば、参照によりその全体が本願に組み込まれる特許文献1で開示されるように、積層ガラスシートを製造できることが知られている。しかしながら、2つのガラス流の流出が注意深く制御されない場合、望ましくないかまたは不均一な流出形状が生じ得る。さらに、空気が、これらの溶融ガラス流の間の界面に不必要に取り込まれ得、および/または、クラッド流の振動を生じ得、最終シートの不均一な厚さ分布をもたらし得る。

先行技術

0004

米国特許第4,214,886号明細書

課題を解決するための手段

0005

本開示の1つの実施形態はガラス成形装置に関する。本装置は、装置の長さに沿って伸びる溶融コアガラス槽を備える。本装置はまた、少なくとも溶融コアガラス槽の第1の側にを備える。堰は、溶融ガラスフローの意図された方向において、水平方向に溶融コアガラス槽から離れて伸びるに連れ垂直方向に下方へ傾斜する、傾斜面を含む。堰の少なくとも1つの断面に沿って、溶融コアガラス槽から傾斜面の最も近い場所と最も遠い場所の間の水平距離(A)は、溶融コアガラス槽と溶融コアガラス槽から傾斜面の最も遠い場所の間の水平距離(B)の半分より大きい。溶融クラッドガラス源はガラス成形装置の上に設定されるが、溶融クラッドガラスが溶融クラッドガラス源から流下し、溶融コアガラスが堰上を流出しているとき、溶融クラッドガラスは、最も高い上流接触点で溶融コアガラス上に落下し、この最も高い上流の接触点は、堰の傾斜面のすぐ上に位置している。

0006

本開示の別の実施形態はガラスシートを成形する方法に関する。本方法は、ガラス成形装置の長さに沿って伸びる溶融コアガラス槽から、溶融コアガラス槽の少なくとも第1の側の堰の上に、溶融コアガラスを流すステップを含む。本方法はまた溶融クラッドガラス源から溶融クラッドガラスを流下するステップを含む。堰は、溶融ガラスフローの意図された方向において、水平方向に溶融コアガラス槽から離れて伸びるに連れて垂直方向に下方へ傾斜する、傾斜面を含む。堰の少なくとも1つの断面に沿って、溶融コアガラス槽から傾斜面の最も近い場所と最も遠い場所の間の水平距離(A)は、溶融コアガラス槽と溶融ガラス槽から傾斜面の最も遠い場所の間の水平距離(B)の半分より大きい。溶融クラッドガラス源はガラス成形装置の上に設定されるが、溶融クラッドガラスが溶融クラッドガラス源から流下し、溶融コアガラスが堰上を流出しているとき、溶融クラッドガラスは、最も高い上流の接触点で溶融コアガラス上に落下し、この最も高い上流の接触点は、堰の傾斜面のすぐ上に位置している。

0007

さらなる特徴および利点は以下の詳細な説明において明記され、ある程度は、その説明から当業者には容易に明らかになるであろうし、あるいは、本書の明細書、請求項、さらに添付の図面において説明される実施形態を実施することにより認識されるであろう。

0008

前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は本発明の例示に過ぎず、請求される本発明の本質および特徴を理解するための概要または骨格を提供することを意図していることを理解されたい。

0009

添付図面は、本発明の理解を深めるためのものであり、本書に組み込まれ、その一部を構成するものである。図面は1つまたは複数の実施形態を示したものであり、その説明とともにさまざまな実施形態の原理および運用の説明に役立つものである。

図面の簡単な説明

0010

先行技術による、下方コア溶融パイプの堰の横断立面図であり、その上を流出する溶融コアガラスの速度プロファイルを示す。
本書に開示された少なくとも1つの実施形態による、下方コア溶融パイプの堰の横断立面図であり、その上を流出する溶融コアガラスの速度プロファイルを示す。
先行技術による下方コア溶融パイプの堰の横断立面図であり、溶融クラッドガラスが落下し溶融コアガラス上を流れることを示す。
本書に開示された少なくとも1つの実施形態による下方コア溶融パイプの堰の横断立面図であり、溶融クラッドガラスが落下し溶融コアガラス上を流れることを示す。
本書に開示された実施形態による、下方コア溶融パイプの横断立面図である。
本書に開示された実施形態による、下方コア溶融パイプの横断立面図である。
本書に開示された実施形態による、下方コア溶融パイプの横断立面図である。
本書に開示された実施形態による、堰および下方コア溶融パイプの溶融コアガラス槽の横断立面図である。
本書に開示された実施形態による、堰および下方コア溶融パイプの溶融コアガラス槽の横断立面図である。
本書に開示された少なくとも1つの実施形態による下方コア溶融パイプ上に設定された上方クラッド溶融パイプの横断立面図であり、積層ガラスシートを成形するために、溶融クラッドガラスが落下し溶融コアガラス上を流れることを示す。
本書に開示された実施形態による、下方コア溶融パイプの側面斜視図である。
本書に開示された実施形態による、下方コア溶融パイプの側面斜視図である。

実施例

0011

参照によりその全体が本願に組み込まれる、米国特許第4,214,886号明細書に開示されている融合積層プロセスでは、異なる組成物の2つのガラスを結合させて2層または3層の積層シートとする。クラッドガラスすなわち外側層のガラス源を提供する上方パイプからのガラス流すなわちガラスの流れが、コアガラス源を提供する下方パイプのガラス上へと落下する距離は、最終的な積層シートの優れたガラス品質の維持にとって重要であることが、たとえばオイルモデルシミュレーションリキッドポリマーシミュレーション数学モデリング、および観察によって決定された。一般に、2つの液体ガラス流が合流するときの速度はほぼ同一でなければならないと考えられている。落下距離と液体ガラスの粘度とが組み合わさって、上方ガラス流の速度が確立される。

0012

一方、下方ガラス流の速度は、少なくとも部分的には、下方パイプの堰の形状寸法および堰に対するガラス流の位置決めと組み合わさった液体ガラス粘度に応じて決まる。図1Aは、先行技術による、下方コア溶融パイプ100の堰の横断立面図であり、その上を流出する溶融コアガラス300の速度プロファイルを示す。下方コア溶融パイプ100は、溶融コアガラス300を内包している溶融コアガラス槽102と、溶融コアガラス槽102の少なくとも第1の側の堰104を含む。溶融コアガラス300の相対速度は、図1Aにおいて4つの異なる速度領域で示され、V1により示される領域は、溶融コアガラスの相対的に最も遅い流速を表わし、V2により示される領域は、溶融コアガラスのV1より速い流速を表わし、V3により示される領域は、溶融コアガラスのV2より速い流速を表わし、およびV4により示される領域は、溶融コアガラスのV3より速い流速を表わす。図1Aから理解できるように、流頭のすぐ上方の落下領域dAの観点から、これらの各々の流速領域横幅は相対的に狭い。

0013

図1Aとは対照的に、図1Bは、本書に開示された少なくとも1つの実施形態による、下方コア溶融パイプ200の堰の横断立面図を示し、その上を流出する溶融コアガラス300の速度プロファイルを示す。下方コア溶融パイプ200は、溶融コアガラス300を内包している溶融コアガラス槽202と、溶融コアガラス槽202の少なくとも第1の側の堰204を含む。堰204は、溶融ガラスフローFの意図された方向において、水平方向Xに溶融コアガラス槽から離れて伸びるに連れて垂直方向Yに下方へ傾斜する傾斜面206を含む。溶融コアガラス300の相対速度は、図1Bにおいて4つの異なる速度領域で示され、V1により示される領域は、溶融コアガラスの相対的に最も遅い流速を表わし、V2により示される領域は、溶融コアガラスのV1より速い流速を表わし、V3により示される領域は、溶融コアガラスのV2より速い流速を表わし、およびV4により示される領域は、溶融コアガラスのV3より速い流速を表わす。図1Bから理解できるように、流頭のすぐ上方の落下領域dA’の観点から、これらの各々の流速領域の横幅は、図1Aの流速領域の横幅と比較して相対的に広い。

0014

図2Aは、先行技術による下方コア溶融パイプ100の堰104の横断立面図であり、溶融クラッドガラス400が落下し溶融コアガラス300上を流れることを示す。下方コア溶融パイプ100を含む装置の上方に設定された、クラッドガラスパイプ(図示せず)のような溶融クラッドガラス源の結果として、溶融クラッドガラス400が落下し溶融コアガラス300上を流れる。溶融クラッドガラス400が溶融クラッドガラス源から流下し、溶融コアガラス300が堰104上を流出しているとき、図2Aに示されるように、溶融クラッドガラス400が最も高い上流の接触点Pで溶融コアガラス300上に落下する。

0015

対照的に、図2Bは、本書に開示された少なくとも1つの実施形態(すなわち図1Bで示されるのと同じ実施形態)による下方コア溶融パイプ200の堰204の横断立面図であり、溶融クラッドガラス400が落下し溶融コアガラス300上を流れることを示す。下方コア溶融パイプ200を含む装置の上方に設定された、クラッドガラスパイプ(図示せず)のような溶融クラッドガラス源の結果として、溶融クラッドガラス400が落下し溶融コアガラス300上を流れる。溶融クラッドガラス400が溶融クラッドガラス源から流下し、溶融コアガラス300が堰204上を流出しているとき、図2Bに示されるように、溶融クラッドガラス400が最も高い上流の接触点Pで溶融コアガラス300上に落下する。垂直線Lにより示されるように、最も高い上流の接触点Pは、堰204の傾斜面206のすぐ上に位置する。

0016

図1Bおよび図2Bで示される実施形態において、堰の少なくとも1つの断面に沿った、溶融コアガラス槽から傾斜面の最も近い場所と最も遠い場所の間の水平距離は、溶融コアガラス槽と溶融コアガラス槽から傾斜面の最も遠い場所の間の水平距離の少なくとも半分である。これは、図4Aに関連して、以下でより詳細に記述されるであろう。

0017

図3Aから図3Cは、本書に開示された実施形態による、下方コア溶融パイプ220、240および260のそれぞれの横断立面図である。各下方コア溶融パイプ220、240および260は、溶融ガラス槽222、242および262の第1の側に、第1の堰224、244および264を、溶融ガラス槽の第2の側に、第2の堰225、245および265を、それぞれ含む。各下方コア溶融パイプ220、240および260において溶融ガラス槽の第1の側にある堰と溶融ガラス槽の第2の側にある堰は収束して、ルート228、248および268をそれぞれ形成する。傾斜面(例えば、図1Bおよび図2Bにおいて206として示される)を含む堰の部分は、本書に開示された実施形態のいずれ(図3Aから図3Cに示されたものを含む)においても、(傾斜面を含む堰の部分と下方コア溶融パイプが、1つの一体型ボディーであるように)下方コア溶融パイプと一体化されてもよいし、または、代替として、堰の従属部品として別個の1片の材料が取り付けられてもよい。別個の1片の材料が取り付けられるとき、この材料は、下方コア溶融パイプが構成される材料と同じであっても異なっていてもよい。材料は白金ジルコン、他の高温金属および合金、様々なセラミックならびにこれらの組合せを含むが、これらに限定されず、高温ガラス加工に適切ないかなる材料からも選択することができる。

0018

図4Aから図4Bは、本書に開示された実施形態による、下方コア溶融パイプの堰および溶融コアガラス槽の横断立面図である。具体的には、図4Aは、図1Bおよび図2Bで示される実施形態に対応する、溶融コアガラス槽202、溶融ガラス槽202の第1の側にある第1の堰204、および溶融コアガラス槽202の第2の側にある第2の堰205を有する、下方コア溶融パイプ200の横断立面図を示す。第1の堰204と第2の堰205の各々は、溶融ガラスフローの意図された方向において、水平方向に溶融コアガラス槽から離れて伸びるに連れて垂直方向に下方へ傾斜する、傾斜面206、207を含む。図4Aの断面図において示されるように、溶融コアガラス槽202から傾斜面206の最も近い場所と最も遠い場所の間の水平距離は、Aにより示されるが、溶融コアガラス槽202と溶融コアガラス槽202から傾斜面206の最も遠い場所の間の水平距離は、Bにより示される。図4Aから理解できるように、溶融コアガラス槽202から傾斜面206の最も近い場所と最も遠い場所の間の水平距離Aは、溶融コアガラス槽202と溶融ガラス槽202から傾斜面206の最も遠い場所の間の水平距離Bの半分より大きい。

0019

たとえば、水平距離Bが4インチ(10.16cm)である場合、水平距離Aは2インチ(5.08cm)より大きく、たとえば、少なくとも2.5インチ(6.35cm)、さらにたとえば、少なくとも3インチ(7.62cm)、たとえば2.5インチ(6.35cm)から3.5インチ(8.89cm)までを含む。

0020

さらなる例として、ある典型的な実施形態において、水平距離Aは水平距離Bの少なくとも60%であり、たとえば水平距離Bの少なくとも70%であり、さらにたとえば水平距離Bの少なくとも80%であり、さらにたとえば水平距離Bの少なくとも90%である。ある典型的な実施形態において、水平距離Aの水平距離Bに対する比率は少なくとも1.1:2であり、たとえば少なくとも1.3:2、さらにたとえば少なくとも1.5:2であり、たとえば1.1:2から1.9:2まで、および1.3:2から1.7:2である。

0021

図4Bは、装置の他の実施形態の横断立面図であり、装置は溶融コアガラス槽252、溶融ガラス槽252の第1の側にある第1の堰254、溶融コアガラス槽252の第2の側にある第2の堰255を有する、下方コア溶融パイプ250からなる。第1の堰254および第2の堰255の各々は、溶融ガラスフローの意図された方向において、水平方向に溶融コアガラス槽から離れて伸びるに連れて垂直方向に下方へ傾斜する傾斜面256、257を含む。さらに、第1の堰254および第2の堰255の各々は、傾斜面256、257と溶融コアガラス槽252の間に階段面領域258、259を含む。各々の階段面領域258、259は階段下降面258A、259Aを含む。階段下降面258A、259Aの各々は、傾斜面の平均傾斜角度αより大きい平均傾斜角度βを有している。

0022

いかなる特定の値にも限定されないが、傾斜面の平均傾斜角度αは、たとえば少なくとも5度であり得、たとえば少なくとも10度、さらにたとえば少なくとも20度、さらにたとえば少なくとも30度であり得る。平均傾斜角度αはまた60度未満であり得、たとえば50度未満、さらにたとえば40度未満、およびさらにたとえば30度未満、およびさらにたとえば20度未満、およびさらにたとえば10度未満であり得る。たとえば平均傾斜角度αは5度から45度の範囲であり得、たとえば10度から40度、さらにたとえば15度から35度、さらにたとえば20度から30度であり得る。

0023

いかなる特定の値にも限定されないが、階段下降面の平均傾斜角度βはたとえば少なくとも45度であり得、たとえば少なくとも60度、さらにたとえば少なくとも75度、さらにたとえば少なくとも90度であり得る。たとえば階段下降面の平均傾斜角度βは45度から90度の範囲であり得、たとえば60度から90度、さらにたとえば75度から90度であり得、たとえば約90度である。

0024

いかなる特定の値にも限定されないが、傾斜面の平均傾斜角度αと、階段下降面の平均傾斜角度βの間の平均傾斜角度における差異は、たとえば少なくとも5度であり得、たとえば少なくとも25度、さらにたとえば少なくとも45度、さらにたとえば少なくとも65度、および、さらにたとえば少なくとも85度であり得る。たとえば、傾斜面の平均傾斜角度αと、階段下降面の平均傾斜角度βの間の平均傾斜角度における差異は、たとえば5度から85度の範囲であり得、たとえば20度から70度、さらにたとえば30度から60度であり得る。

0025

図4Bに示されるように、階段下降面258Aの最高点最下点の間の垂直距離はCにより示され、一方、傾斜面256の最高点と最下点の間の垂直距離はDにより示される。図4Bで示された実施形態において、階段下降面258Aの最高点と最下点の間の垂直距離Cは、傾斜面256の最高点と最下点の間の垂直距離Dより大きい。しかしながら、他の実施形態は、垂直距離CとDが等しい場合、または垂直距離Dが垂直距離Cより大きい場合を含むことができる。

0026

さらに、図4Bで示された実施形態において、階段下降面258Aの最高点と最下点の間の垂直距離Cは、溶融コアガラス槽252から傾斜面256の最も近い場所と最も遠い場所の間の水平距離Aより小さい。しかしながら、他の実施形態は、垂直距離Cが水平距離Aと等しい場合、または図3Cで示された実施形態のように垂直距離Cが水平距離Aより大きい場合を含むことができる。

0027

さらなる例として、ある典型的な実施形態において、垂直距離Dは垂直距離Cの少なくとも10%であり、たとえば垂直距離Cの少なくとも25%であり、さらにたとえば垂直距離Cの少なくとも50%であり、さらにたとえば垂直距離Cの少なくとも75%である。ある典型的な実施形態において、垂直距離Dは垂直距離Cの90%未満であり、たとえば垂直距離Cの75%未満、さらにたとえば垂直距離Cの50%未満である。ある典型的な実施形態において、垂直距離Dの垂直距離Cに対する比率は1:10から2:1まで、たとえば1:5から1:1まで、たとえばさらに、1:2から1:1.2までである。

0028

さらなる例として、ある典型的な実施形態において、垂直距離Cは水平距離Aの少なくとも10%であり、たとえば水平距離Aの少なくとも25%であり、さらにたとえば水平距離Aの少なくとも50%であり、さらにたとえば水平距離Aの少なくとも75%である。ある典型的な実施形態において、垂直距離Cは水平距離Aの90%未満であり、たとえば水平距離Aの75%未満、たとえば水平距離Aの50%未満である。ある典型的な実施形態において、垂直距離Cの水平距離Aに対する比率は1:10から3:1まで、たとえば1:5から2:1まで、さらにたとえば1:2から1:1までである。

0029

図5は、本書に開示された少なくとも1つの実施形態による、下方コア溶融パイプ240の上方に設定された、上方クラッド溶融パイプ500の横断立面図を示す。図5に示された実施形態において、下方コア溶融パイプ240のルート248より下に積層ガラスシートを成形するために、溶融クラッドガラス400が落下し、溶融コアガラス300上を流れる。具体的には、上方クラッド溶融パイプ500は、上方クラッド溶融パイプ500の長さに沿って伸びる溶融クラッドガラス槽502、溶融クラッドガラス槽502の第1の側にある壁504、および溶融クラッドガラス槽502の第2の側にある壁505を含む。図5において示されるように、溶融クラッドガラス400が溶融クラッドガラス槽502の第1の側にある壁504上を流出しているとき、溶融クラッドガラス槽の第1の側にある壁504上を流出する溶融クラッドガラス400は、溶融コアガラス槽242の第1の側にある堰244上を最も高い上流の接触点で流出する溶融コアガラス300上に落下し、溶融クラッドガラス槽502の第2の側にある壁505上を流出する溶融クラッドガラス400は、溶融コアガラス槽242の第2の側にある堰245上を最も高い上流の接触点で流出する溶融コアガラス300上に落下し、この最も高い上流の接触点は、堰の傾斜面246、247のすぐ上に位置している。

0030

図5でさらに示されるように、溶融コアガラス槽242の第1の側にある堰244と、溶融コアガラス槽242の第2の側にある堰245が収束して、槽より下に距離をおいてルート248を形成する。溶融コアガラス槽の第1の側にある堰244上を流出する溶融ガラスと、溶融コアガラス槽の第2の側にある堰245上を流出する溶融ガラスが収束して、ルート248より下で溶融ガラスシート450を成形する。

0031

溶融クラッドガラス400が、壁504、505より下側および溶融クラッドガラス400と溶融コアガラス300の間の最も高い上流の接触点の上で自由に流下する距離は、本書において「落下距離」と呼ばれ、図5においてddとして示される。

0032

図5は上方クラッド溶融パイプを示しているが、本書における実施形態は、溶融クラッドガラスが他の源から出る場合を含むことを理解されたい。たとえば、溶融クラッドガラスはスロットドローを介して供給することができる。

0033

いかなる特定の値にも限定されないが、所与の溶融ガラス粘度と流速に対して、溶融クラッドガラス流の流速と溶融コアガラス流の流速が、それらの最も高い上流の接触点においてできるだけ近くなるように、落下距離を選択することができる。たとえば、ある典型的な実施形態において、溶融コアガラスと溶融クラッドガラスの粘度が異なるように(溶融クラッドガラスが、溶融コアガラスの粘度より大きいかまたはより小さい粘度を有するように)、選択することができ、他の典型的な実施形態において、溶融コアガラスおよび溶融クラッドガラスの粘度が、ほぼ等しいように選択することができる。さらに、溶融クラッドガラスの流速は、溶融コアガラスの流速より大きいか、より小さいか、またはほぼ等しいように選択することができる。

0034

ある典型的な実施形態において、溶融コアガラスと溶融クラッドガラスの粘度は互いの25%以内にあるように選択され、たとえば、ほぼ同じも含めて、互いの10%以内であり、溶融クラッドガラスの流速は溶融コアガラスの流速の10%から50%までであるように選択し、たとえば、15%から25%までであり、落下距離は、溶融クラッドガラスが溶融クラッドガラス源から流下する際(たとえば、それが溶融クラッドガラス槽の壁の最も高い場所の上に流出する際)、溶融クラッドガラスにより到達された最も高い場所と、溶融コアガラスと溶融クラッドガラスの最も高い上流の接触点との間の垂直距離の2%から10%までであるように、たとえば3%から7%までであるように選択される。

0035

たとえば、図1B図2B図3Aから図3C図4Aから図4B、および図5において述べられた実施形態のいずれにおいても、図4Aで示されるように、傾斜面(たとえば206)は、少なくとも水平距離Aの大半に沿って実質的に平らな(すなわち、非曲線状)表面であり得る。

0036

図6A図6Bは、本書に開示された実施形態による、下方コア溶融パイプ280、290それぞれの側面斜視図である。図6Aで図示された実施形態において、堰284の高さは堰284の長さに沿って第1の端E1から第2の端E2まで増加し、傾斜面286と階段下降面288Aの交点283の高さは、堰284の長さに沿って第1の端E1から第2の端E2まで増加する。図6Aで示される実施形態は、階段下降面288Aの最高点と最下点の間の垂直距離が、堰の長さに沿ってほぼ一定であることを示しているが(すなわち、傾斜面286と階段下降面288Aの交点283の高さは、堰284と交点283の高さが堰284の長さに沿ってほぼ平行であるように、堰284の高さとほぼ同じ程度で堰の長さに沿って増加しており)、本書の実施形態は、傾斜面286と階段下降面288Aの交点283の高さが、堰284の高さがその長さに沿って増加している度合より大きいか、または、より小さい度合で、堰の長さに沿って増加しているものを含むと理解されたい。

0037

図6Bに示された実施形態において、堰294の高さは、堰294の長さに沿って第1の端E1’から第2の端E2’まで増加し、傾斜面296と階段下降面298Aの交点293の高さは、堰の長さに沿って、第1の端E1’から第2の端E2’まで増加しない。この実施形態において、階段下降面298Aの最高点と最下点の間の垂直距離は、堰294の長さに沿って増加し、E2’に最も近い、階段下降面298Aの最高点と最下点の間の垂直距離は、E1’に最も近い、階段下降面298Aの最高点と最下点の間の垂直距離より大きい。たとえば、E2’に最も近い、階段下降面298Aの最高点との最下点の間の垂直距離は、E1’に最も近い、階段下降面298Aの最高点との最下点の間の垂直距離の、1.1倍から10倍、たとえば、2倍から5倍でもよい。

0038

本書に開示された実施形態は、2つ以上の層を有する積層ガラスシートを作成する溶融工程において、特に溶融コアガラスと溶融クラッドガラスの相対的な流出の制御に関する先行技術において開示された実施形態に対して、少なくとも1つの利点を提供することができる。たとえば、そのようなプロセスにおいて、溶融コアガラスおよび溶融クラッドガラスの流出を、それらの流速がそれらの最も高い上流の接触点において、できるだけ類似するように制御することが、一般に望ましい。これは、より均一な厚さを有するガラスシートの製造、流出不安定性のより低い発生率空気取り込みにより引き起こされるような望ましくない特性または変形の低減を可能にする。

0039

しかしながら、そのようなプロセスにおいて、速度プロファイルの十分な調和一貫して達成するには、様々な要因によって複雑さがかなり増す。そのような要因としては、溶融クラッドガラスが溶融コアガラスに接する前に流下する落下距離(一般に、他のすべてが等しいなら、落下距離が大きくなるほど、溶融クラッドガラスの速度は速くなる)、溶融コアガラスおよび溶融クラッドガラスの相対粘度、溶融コアガラスおよび溶融クラッドガラスの相対流速、温度の関数としての溶融コアガラスおよび溶融クラッドガラスの粘度の相対的な変化、溶融コアガラスおよび溶融クラッドガラスの伝熱特性に影響を与える条件(たとえば溶融コアガラスおよび溶融クラッドガラスの熱容量、周辺環境放射率、周辺環境の熱伝導率および対流特性)、表面張力効果が含まれるが、これらに限定されない。

0040

本書に開示された実施形態は、図1Bで示されるように、本書に開示されるような傾斜面を備えた堰を含み、溶融コアガラス用のより広い速度プロファイル変化率を可能にし、次に、溶融コアガラスの速度と溶融クラッドガラスの速度との一致においてはるかに大きな誤差域を可能にする。この点に関して、所与の溶融コアガラス粘度と溶融クラッドガラス粘度、所与の溶融コアガラス流速と溶融クラッドガラス流速に対して、溶融クラッドガラス落下距離と傾斜面の平均傾斜角度は、溶融コアガラスと溶融クラッドガラスの流速が、速度と方向の両方の点から相対的にぴったり一致するように、選択することができる。本書に開示された実施形態を使用するそのような条件の下で、上述されたような作業条件の変動が、溶融コアガラス速度と溶融クラッドガラス速度の間の調和に実質的に影響を与える可能性は低い。

0041

図3B図3C図4B図5図6Aおよび図6Bで示されたような、傾斜面と溶融コアガラス槽の間の階段面領域を含めて、本書に開示された実施形態は、より大きな流出安定性もまた可能にし得る。これは、溶融コア流と溶融クラッド流の合流の結果としてのインピーダンス問題を最小限にすること、特に、堰の最も高い場所(たとえば、傾斜面と溶融コアガラス槽の間の階段面領域の相対的に水平な面)の上の溶融コア流の流出プロファイルを妨げる、これらの流れの合流の結果(すなわち、溶融コアガラスおよび溶融クラッドガラスの最も高い上流の接触点)として本来であれば発生し得るインピーダンスを最小限にすることによる。

0042

たとえば、コアおよび/またはクラッド流の粘度を調整することにより、互いに対してコアおよび/またはクラッド溶融パイプを傾けることにより、および/またはクラッド溶融パイプの下方領域近くに調整可能なフロー分流バッフルを組み込むことにより、流出安定性をさらに改善し調整することができ、それはたとえば、参照によりその全体が本願に組み込まれる米国特許出願第13/479701号明細書において記述されている。

0043

特に記載されない限り、本書に記載したいかなる方法も、その工程を特定の順序で実施する必要があると解釈されることは、決して意図されない。したがって、方法の請求項が、工程が従うべき順序を実際に列挙していない場合、または工程を特定の順序に制限すべきことが、請求項または説明に具体的に述べられていない場合、いかなる特定の順序をも推測されることは、決して意図されない。

0044

本発明の精神または範囲から逸脱することなく、種々の改変および変形が可能であることは、当業者には明らかであろう。本発明の精神および実体包含する開示の実施形態の改変、組合せ、下位の組合せおよび変形が当業者に想起されるであろうことから、本発明は、添付の特許請求の範囲およびその同等物の範囲内にすべてを包含すると解釈すべきである。

0045

200 下方コア溶融パイプ
202溶融コアガラス槽
204堰
206 傾斜面
300 溶融コアガラス
400 溶融クラッドガラス
V1 溶融コアガラスの相対的に最も遅い流速領域
V2 溶融コアガラスのV1より速い流速領域
V3 溶融コアガラスのV2より速い流速領域
V4 溶融コアガラスのV3より速い流速領域

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