JP5922775B2 - How to cut glass ribbon - Google Patents
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Description
本出願は、その内容が引用されその全体が参照することにより本書に組み込まれる、2011年8月18日に出願された米国仮特許出願第61/524,934号の優先権の利益を米国特許法第119条の下で主張するものである。
This application claims the benefit of the priority of US Provisional Patent Application No. 61 / 524,934, filed August 18, 2011, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety. Claims under
本発明は、一般にガラスリボンを分断する方法に関し、より具体的には、ガラスリボン供給源からのガラスリボンを分断する方法に関する。 The present invention relates generally to a method for dividing a glass ribbon, and more specifically to a method for dividing a glass ribbon from a glass ribbon supply source.
通常、ガラス製造装置を使用して、LCD用板ガラスなどの種々のガラス製品を成形している。例えば、所望の寸法のガラスシートを提供するために、および/または、ガラスリボンからエッジビードを除去するために、ガラスリボンを分断するものが知られている。典型的な分断手順では、切断機器とガラスリボンとの間の、切断方向に垂直な方向での相対運動をゼロにすることが必要になり得る。一例では、切断が行われるときにリボンと共に移動する、移動アンビル装置(TAM)を用いることがある。 Usually, a glass manufacturing apparatus is used to shape various glass products such as LCD glass sheets. For example, it is known to sever a glass ribbon to provide a glass sheet of the desired dimensions and / or to remove edge beads from the glass ribbon. A typical cutting procedure may require zero relative movement between the cutting equipment and the glass ribbon in a direction perpendicular to the cutting direction. In one example, a moving anvil device (TAM) may be used that moves with the ribbon as the cut is made.
別の例では、切断手順を実行している間、リボンを適切な位置で一時的に停止させてもよい。リボンの位置を停止させる場合には、アキュムレータを上流に提供して、リボン成形プロセスを中断させないよう助けてもよい。しかしながら脆弱なガラスリボンでは、アキュムレータローラ上で曲がることに起因する疲労で既存のひびを進展させる可能性があるなど、アキュムレータがガラスリボンの強度の低下を促進することがある。 In another example, the ribbon may be temporarily stopped at an appropriate position while performing the cutting procedure. When stopping the ribbon position, an accumulator may be provided upstream to help not interrupt the ribbon forming process. However, in a weak glass ribbon, the accumulator may promote a reduction in the strength of the glass ribbon, such as the possibility of developing existing cracks due to fatigue resulting from bending on the accumulator roller.
ガラスリボン成形プロセスを中断させずに、ガラスリボンを分断可能とすることが必要である。さらなる例では、ガラス成形プロセスを中断させずにガラスリボンのロール・トゥ・ロール処理を可能にするために、ガラスリボンを分断できるようにすることが必要である。 It is necessary to be able to break the glass ribbon without interrupting the glass ribbon forming process. In a further example, it is necessary to be able to break the glass ribbon to allow roll-to-roll processing of the glass ribbon without interrupting the glass forming process.
以下は、詳細な説明の中で説明するいくつかの態様例の基本的な理解を提供するために、本開示の簡単な概要を示したものである。 The following presents a simplified summary of the disclosure in order to provide a basic understanding of some example embodiments described in the detailed description.
一態様例において、ガラスリボンを分断する方法は、一対の対向するエッジ部と、この対向するエッジ部間に横に広がる中心部とを有したガラスリボンの、供給源を提供するステップを含む。この中心部の第1面は第1方向に向き、かつ中心部の第2面は、第1方向と反対の第2方向に向いている。この方法はさらに、ガラスリボンの第1面に所定のひびを生じさせるステップと、ガラスリボンのひびを含む一部を、ガラスリボン供給源より下流の分断ゾーンに通過させるステップとを含む。この方法はさらに、ガラスリボンのこの一部を第1配置に維持しながらガラスリボンのこの一部の重量を分断ゾーン内で少なくとも部分的に支持するように、支持部材から放射する流体をガラスリボンの第1面に衝突させるステップを含む。この方法は、ガラスリボンのこの一部を、ガラスリボンの第2面に力を加えることによって、第1配置から分断配置へと支持部材に向かう方向に一時的に曲げるステップをさらに含む。この方法はさらに、ガラスリボンの対向するエッジ部間の中心部を、分断ゾーン内に位置する所定のひびの位置で分断するステップと、さらにその後、ガラスリボンの第2面に加えられた力を取り除いて、ガラスリボンのこの一部を第1配置に戻すステップとを含む。 In one example embodiment, a method for severing a glass ribbon includes providing a source of glass ribbon having a pair of opposing edges and a central portion extending laterally between the opposing edges. The first surface of the central portion is oriented in the first direction, and the second surface of the central portion is oriented in the second direction opposite to the first direction. The method further includes generating a predetermined crack in the first surface of the glass ribbon and passing a portion including the glass ribbon crack to a cutting zone downstream from the glass ribbon source. The method further includes fluid radiating from the support member to the glass ribbon so as to at least partially support the weight of the portion of the glass ribbon within the disruption zone while maintaining the portion of the glass ribbon in the first configuration. And colliding with the first surface. The method further includes temporarily bending this portion of the glass ribbon from the first configuration to the split configuration in a direction toward the support member by applying a force to the second surface of the glass ribbon. The method further includes the step of dividing the central portion between the opposing edge portions of the glass ribbon at a predetermined crack position located in the dividing zone, and then applying the force applied to the second surface of the glass ribbon. Removing and returning this portion of the glass ribbon to the first configuration.
別の態様例において、ガラスリボンを分断する方法は、一対の対向するエッジ部と、この対向するエッジ部間に横に広がる中心部とを有したガラスリボンの、供給源を提供するステップを含む。この中心部の第1面は第1方向に向き、かつ中心部の第2面は、第1方向と反対の第2方向に向いている。この方法はさらに、ガラスリボンの第1面に所定のひびを生じさせるステップと、ガラスリボンのひびを含む一部を、ガラスリボン供給源より下流の分断ゾーンに通過させるステップとを含む。この方法はさらに、ガラスリボンのこの一部の重量を上流位置および下流位置の夫々で少なくとも部分的に支持する各気体クッションを提供するよう、上流支持部材および下流支持部材の夫々から放射する流体をガラスリボンの第1面に衝突させるステップを含む。ガラスリボンのこの一部のターゲットセグメントが上流支持部材と下流支持部材との間に画成され、このとき上流支持部材および下流支持部材は、ガラスリボンのターゲットセグメントを分断ゾーン内で第1配置に維持する。この方法は、ガラスリボンのターゲットセグメントを、流体ノズルから放射する流体をガラスリボンの第2面に衝突させることによって生じる力で、第1配置から分断配置へと支持部材に向かう方向に一時的に曲げるステップをさらに含む。この方法はさらに、ガラスリボンの対向するエッジ部間の中心部を、分断ゾーン内に位置する所定のひびの位置で分断するステップと、さらにその後、流体ノズルから放射する流体をガラスリボンの第2面に衝突させることによって加えられた力を取り除いて、ガラスリボンのターゲットセグメントを第1配置に戻すステップとを含む。 In another example embodiment, a method of severing a glass ribbon includes providing a source of glass ribbon having a pair of opposing edges and a central portion extending laterally between the opposing edges. . The first surface of the central portion is oriented in the first direction, and the second surface of the central portion is oriented in the second direction opposite to the first direction. The method further includes generating a predetermined crack in the first surface of the glass ribbon and passing a portion including the glass ribbon crack to a cutting zone downstream from the glass ribbon source. The method further provides fluid radiating from each of the upstream support member and the downstream support member to provide respective gas cushions that at least partially support the weight of this portion of the glass ribbon at each of the upstream and downstream locations. Impacting the first side of the glass ribbon. This partial target segment of the glass ribbon is defined between the upstream support member and the downstream support member, wherein the upstream support member and the downstream support member place the target segment of the glass ribbon in a first arrangement within the dividing zone. maintain. In this method, the target segment of the glass ribbon is temporarily generated in the direction from the first arrangement to the divided arrangement toward the support member by a force generated by causing the fluid radiating from the fluid nozzle to collide with the second surface of the glass ribbon. The method further includes bending. The method further includes the step of dividing the central portion between the opposing edges of the glass ribbon at a predetermined crack location located within the dividing zone, and thereafter, the fluid radiating from the fluid nozzle is second of the glass ribbon. Removing the force applied by striking the surface and returning the target segment of the glass ribbon to the first arrangement.
さらに別の態様例において、ガラスリボンを分断する方法は、一対の対向するエッジ部と、この対向するエッジ部間に横に広がる中心部とを有したガラスリボンの、供給源を提供するステップを含む。この中心部の第1面は第1方向に向き、かつ中心部の第2面は、第1方向と反対の第2方向に向いている。この方法はさらに、ガラスリボンの第1面に所定のひびを生じさせるステップと、ガラスリボンのひびを含む一部を、ガラスリボン供給源より下流の分断ゾーンに通過させるステップとを含む。この方法はさらに、ガラスリボンのこの一部を第1配置で維持しながらガラスリボンのこの一部の重量を分断ゾーン内で少なくとも部分的に支持する気体クッションを提供するよう、支持部材から放射する流体をガラスリボンの第1面に衝突させるステップを含む。この方法は、ガラスリボンの第1面に夫々が一時的に力を加える第2ローラと第3ローラとの間に位置付けられた、第1ローラで、ガラスリボンの第2面に力を加えることによって、ガラスリボンのこの一部を分断ゾーン内で第1配置から分断配置へと一時的に曲げるステップをさらに含む。この方法はさらに、ガラスリボンの対向するエッジ部間の中心部を、分断ゾーン内に位置する所定のひびの位置で分断するステップと、さらにその後、第1ローラ、第2ローラ、および第3ローラがガラスリボンに力を加えないように第1ローラを引っ込めて、ガラスリボンのこの一部を第1配置で再び維持するように支持部材で気体クッションを適用するステップとを含む。 In yet another aspect, a method of dividing a glass ribbon comprises providing a source of glass ribbon having a pair of opposing edge portions and a central portion extending laterally between the opposing edge portions. Including. The first surface of the central portion is oriented in the first direction, and the second surface of the central portion is oriented in the second direction opposite to the first direction. The method further includes generating a predetermined crack in the first surface of the glass ribbon and passing a portion including the glass ribbon crack to a cutting zone downstream from the glass ribbon source. The method further radiates from the support member to provide a gas cushion that at least partially supports the weight of the portion of the glass ribbon within the break zone while maintaining the portion of the glass ribbon in the first configuration. Impinging fluid on the first side of the glass ribbon. The method applies a force to the second surface of the glass ribbon with the first roller positioned between a second roller and a third roller, each of which temporarily applies a force to the first surface of the glass ribbon. Further comprising temporarily bending this portion of the glass ribbon from the first configuration to the split configuration within the split zone. The method further includes the step of dividing the central portion between the opposing edge portions of the glass ribbon at a predetermined crack position located in the dividing zone, and thereafter, the first roller, the second roller, and the third roller. Retracting the first roller so that it does not exert a force on the glass ribbon and applying a gas cushion with the support member to maintain this portion of the glass ribbon again in the first configuration.
これらおよび他の態様は、以下の詳細な説明を添付の図面を参照して読むと、よりよく理解される。 These and other aspects are better understood when the following detailed description is read with reference to the accompanying drawings.
ここで、実施形態例を示している添付の図面を参照し、例を以下でより詳細に説明する。可能な限り、図面を通じて、同じまたは同様の部分の参照に同じ参照番号を使用する。ただし、態様は多くの異なる形で具現化し得、本書に明記される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。 Examples will now be described in more detail below with reference to the accompanying drawings showing example embodiments. Wherever possible, the same reference numbers will be used throughout the drawings to refer to the same or like parts. However, aspects may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
図1および2は、ガラスリボン103を製造する単なる一例の装置101を示したものである。図示のように図2は図1の続きであり、図1および2を一緒にして装置101の全体構造と解釈することができる。いくつかの例の装置101は、図1に示したエッジ分離装置101aを含み得るが、さらなる例ではエッジ分離装置を省いてもよい。さらに、または代わりに、図2に示したように装置101は、ガラスリボンを分断するための装置101bをさらに含み得る。例えば、以下でより十分に説明するが、ビードまたは他のエッジ不良を除去するためにエッジ分離装置101aを随意的に採用してもよい。あるいはエッジ分離装置101aを使用して、中心部および/またはエッジ部のさらなる処理のためにガラスリボンを分割してもよい。ガラスリボンを分断するための装置101bは、例えば、シートを所望の長さに分断するのを助けるために、ガラスリボンの望ましくないセグメントをガラスリボン供給源から取り除くために、および/または、第1保管ロールと第2保管ロールとを切り替える際にガラスリボン供給源からのガラスリボンの通過を中断したとしても最小に抑えてこの切替えを助けるために、提供することができる
装置101のためのガラスリボン103は、様々なガラスリボン供給源で提供することができる。図1は2つの例のガラスリボン103の供給源105を示しているが、さらなる例では他の供給源を提供してもよい。例えば図1に示されているように、ガラスリボン103の供給源105はダウンドローガラス成形装置107を含み得る。ダウンドローガラス成形装置107は、概略的に図示されているように、トラフ111の下部に成形用ウェッジ109を含み得る。動作中、溶融ガラス113がトラフ111から溢れ出て、成形用ウェッジ109の両面115、117を流れ落ち得る。続いて、溶融ガラスの2つのシートが成形用ウェッジ109の底部119から延伸されるときに、これらのシートは融合する。従って、ガラスリボン103は融合して下方に延伸され、成形用ウェッジ109の底部119から離れて下降方向121へと通過し、さらにダウンドローガラス成形装置107の下流に位置する下降ゾーン123に直接入り得る。スロットドローなど、ガラスリボン供給源105では他のダウンドロー成形方法も可能である。供給源または製造方法に拘わらず、ガラスリボン103の厚さは500μm以下、300μm以下、200μm以下、または100μm以下である可能性がある。一例においてガラスリボン103は、約50μmから約300μmまでの厚さ、例えば、50、60、80、100、125、150、175、200、225、250、260、270、280、290、または300μmの厚さを含み得るが、さらなる例では他の厚さを提供し得る。ガラスリボン103の幅は20mm以上、50mm以上、100mm以上、500mm以上、または1000mm以上である可能性がある。ガラスリボン103は、例えば限定するものではないが、ソーダ石灰、ホウケイ酸塩、アルミノホウケイ酸塩、アルカリ含有、またはアルカリを含まないものを含めた、様々な組成を有する可能性がある。ガラスリボン103の熱膨張係数は、15ppm/℃以下、10ppm/℃以下、または5ppm/℃以下である可能性がある。ガラスリボン103が移動方向112に沿って通過するときのガラスリボン103の速さは、50mm/s以上、100mm/s以上、または500mm/s以上である可能性がある。
1 and 2 show just one
図3の断面図に示されているように、ガラスリボン103は一対の対向するエッジ部201、203と、対向するエッジ部201、203間に広がる中心部205とを含み得る。ダウンドローフュージョンプロセスに起因して、ガラスリボンのエッジ部201、203は、ガラスリボン103の中心部205の厚さ「T2」よりも厚い、厚さ「T1」の対応するビード207、209を有していることがある。装置101は、厚さ「T2」が約20μmから約300μmまでの範囲内(例えば、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、170、190、210、230、250、260、270、280、290、または300μmなど)、約50μmから約300μmまでの範囲内、約85μmから約150μmまでの範囲内のガラスリボンなど、中心部205が薄いガラスリボン103を処理するように設計され得るが、さらなる例では他の厚さのガラスリボンを処理することができる。図3に示されているものに加えて、またはその代わりに、エッジビード207、209は、楕円形、長楕円形、長方形、または、凸状または他の特徴を有する他の形状など、非円形の形状を有し得る。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the
図1に戻ると、ガラスリボン103の別の例の供給源105は、コイル状に巻かれたガラスリボン103のスプール124を含み得る。例えばガラスリボン103は、例えばダウンドローガラス成形装置107でガラスリボンに延伸した後に、コイル状スプール124に巻回してもよい。巻かれた、すなわちスプール124にコイル状に巻かれたガラスリボン103は、図示のエッジビード201、203を有したものでもよいし、あるいは有していないものでもよい。ただし、エッジ部201、203の厚さがより厚くなると、ガラスリボンの亀裂または破損を防ぐために必要となる最小曲げ半径が、このエッジ部によって増加してしまう可能性がある。従ってコイル状に巻く場合には、所与の長さのガラスリボン103が比較的大きい直径「D1」のコイル状スプール124を必要とするような、比較的大きい曲げ半径で、ガラスリボン103を巻いてもよい。すなわち、供給源105がコイル状スプール124を含む場合には、ガラスリボン103のコイル状スプール124からガラスリボン103を解いて、ガラスリボン103を下降方向121に下降ゾーン123内へと通過させてもよい。
Returning to FIG. 1, another
図1および2は、随意的に含まれ得る単なる一例のエッジ分離装置101aの態様を示しているが、提供される場合、さらなる例では他のエッジ分離装置を組み込んでもよい。図1に示されているように、随意的なエッジ分離装置は下降ゾーン123の下流に曲げゾーン125を含み得る。曲げゾーン125では、ガラスリボン103が曲げゾーン125内で半径「R」で曲がるときにリボンの上方表面127が上向きに凹状の表面を含むように、ガラスリボン103が湾曲した経路を通って移動できるようエッジ分離装置101aは設計され得る。半径「R」をガラスリボン103の最小曲げ半径よりも大きくすることで、ガラスリボン103での過度の応力集中を防ぐことができる。曲げゾーン125に入っていくガラスリボン103の曲がる前の部分131が、ガラスリボン103の曲がった後の部分133に対して種々の角度で延在し得るよう、曲げゾーン125内ではガラスリボン103を種々の弧を通って延在させることができる。例えば図1に示したように、曲がる前の部分131と曲がった後の部分133との間の角度「A」は鋭角を含み得るが、さらなる例では、上向きに凹状の表面127を実現したまま90°以上の角度を提供してもよい。
1 and 2 show just one example aspect of an
エッジ分離装置101aは、曲げゾーン125内でのガラスリボンの下方部137の高度が、切断ゾーン147に繋がる支持部を通っているガラスリボンの横移動の高度よりも低い例において、随意的な曲げ支持部材135をさらに含んでもよい。曲げ支持部材135は、提供される場合には、ガラスリボン103の中心部205の対向面139、141に接触せずにガラスリボン103を支持するよう設計された、非接触支持部材135を含み得る。例えば曲げ支持部材135は、ガラスリボンが曲げ支持部材135に接触しないよう空気のクッションを提供して間隔を空けるように構成された、1以上の湾曲したエアバーを含み得る。
The
いくつかの例のエッジ分離装置101aは、ガラスリボン103の移動方向112に対してガラスリボン103を正しい横の位置に置くのを助けるために、横方向ガイド143、145を含み得る。例えば図3に概略的に示したように、各横方向ガイドは、対向するエッジ部201、203の対応する一方に係合するように構成されたローラ211を含み得る。対応する横方向ガイド143、145からエッジ部201、203に加えられる対応する力213、215で、ガラスリボン103の移動方向112を横切る軸217の方向に沿って、適切な横方向の配置にガラスリボン103を適切にシフトおよび位置合わせするのを助けることができる。切断ゾーンでは、中心部205を半径500mm以下、300mm以下、200mm以下、100mm以下、または50mm以下で曲げることを恐らく可能にするエッジ品質が生み出される。
Some example
さらに図示されているように、横方向ガイド143、145は、ガラスリボン103の中心部205に係合せずにエッジ部201、203に係合するように設計することができる。従って、横方向ガイド143、145がガラスリボン103の中心部205のいずれかの対向面139、141に係合するはずであった場合に生じ得た望ましくない傷や他の表面の汚染を防いで、ガラスリボン103の中心部205の対向面139、141の清浄な表面を維持することができる。エッジ部201、203で係合することで、中心部205の強度を低下させて例えば保管スプール185に巻くときなど曲げたときに中心部205を破損させる可能性を増加させ得る、中心部205の対向エッジ223、225の損傷または汚染も予防される。さらに横方向ガイド143、145は、ガラスリボン103の移動方向112を横切る軸217に関してガラスリボン103が曲げられているときに、ガラスリボン103と係合し得る。ガラスリボン103を曲げ支持部材135上で曲げると、その曲がった部分に亘ってガラスリボン103の剛性が増加し得る。従って横方向ガイド143、145は、ガラスリボン103が曲げ支持部材135上を通るときに、曲がった状態のガラスリボン103に係合してもよい。それにより、ガラスリボン103が曲げ支持部材135上を通るときに横方向に位置合わせすると、横方向ガイド143、145によって加えられる力213、215でガラスリボンの外形が歪んだり、あるいはその安定性が乱れたりする可能性が低くなる。
As further illustrated, the lateral guides 143, 145 can be designed to engage the
エッジ分離装置は、曲げゾーン125の下流に切断ゾーン147をさらに含み得る。一例においてエッジ分離装置101aは、切断ゾーン147内でガラスリボン103を曲げて、曲がった配置の湾曲ターゲットセグメント151を切断ゾーン147内で提供するように構成された、切断用支持部材149を含み得る。ターゲットセグメント151を切断ゾーン147内で曲げると、切断手順の際にガラスリボン103を安定させるのを助けることができる。このように安定させると、対向するエッジ部201、203の少なくとも一方をガラスリボン103の中心部205から分断する手順の際に、ガラスリボンの外形を歪ませたりあるいは乱したりするのを防ぐ助けになり得る。切断ゾーンでは、中心部205を半径500mm以下、300mm以下、200mm以下、100mm以下、または50mm以下で曲げることを恐らく可能にするエッジ品質が生み出される。
The edge separator may further include a
切断用支持部材149は、提供される場合には、ガラスリボン103の対向面139、141に接触せずにガラスリボン103を支持するよう設計された、非接触切断用支持部材149を含み得る。例えば非接触切断用支持部材149は、ガラスリボン103の中心部205が切断用支持部材149に接触しないようガラスリボン103と切断用支持部材149との間に空気の空間のクッションを提供するように構成された、1以上の湾曲したエアバーを含み得る。
If provided, the cutting
一例では、陽圧ポートを提供するように構成された複数の通路150を、切断用支持部材149に設け、この陽圧ポートから湾曲ターゲットセグメント151に向かって空気流を通して、湾曲ターゲットセグメント151の非接触支持のためのエアクッションを生成できるようにしてもよい。随意的には、この複数の通路150が陰圧ポートを含み、空気流を湾曲ターゲットセグメント151から引き抜いて、陽圧ポートで生成されたエアクッションによる力を部分的に弱める吸引力を生成できるようにしてもよい。陽圧ポートおよび陰圧ポートを組み合わせることで、切断手順の間に亘って湾曲ターゲットセグメント151を安定させるのを助けることができる。実際には陽圧ポートは、ガラスリボン103の中心部205と切断用支持部材149との間で所望のエアクッション高さを維持するのを助けることができる。同時に陰圧ポートは、ガラスリボン103が波状にうねらないように、および/または、切断用支持部材149上を移動方向112に通過するときに湾曲ターゲットセグメント151の一部が流れて行かないように、ガラスリボンを切断用支持部材149の方に引っ張るのを助けることができる。
In one example, a plurality of
切断ゾーン147内で湾曲ターゲットセグメント151を設けると、切断ゾーン147に亘ってガラスリボン103の剛性を増加させることもできる。切断ゾーン147に入ってくるリボン103の通常の形状変動に起因する配置の変化によって、切断プロセスにおいて望ましくない変動が生じることがあるが、切断ゾーン147に亘ってガラスリボン103の剛性が増加すると、このような配置の変化を減少させる助けになり得る。切断ゾーン147に亘ってガラスリボン103の剛性が増加すると、切断プロセスでの機械的摂動および振動の衝撃を低減することもできる。さらに図3に示したように随意的な横方向ガイド219、221が、ガラスリボン103が切断ゾーン147内で切断用支持部材149上を通るときに、曲がった状態のガラスリボン103に係合してもよい。それにより、ガラスリボン103が切断用支持部材149上を通るときに横方向に位置合わせすると、横方向ガイド219、221によって加えられる力223、225でガラスリボンの外形が歪んだり、あるいはその安定性が乱れたりする可能性が低くなる。そのため、ガラスリボン103の移動方向112を横切る軸217の方向に沿って湾曲ターゲットセグメント151を適切な横方向の配置に微調整するために、随意的な横方向ガイド219、221を提供してもよい。
Providing the
上に明記したように、曲がった配置の湾曲ターゲットセグメント151を切断ゾーン147内に設けると、切断手順の際にガラスリボン103を安定させるのを助けることができる。このように安定させると、対向するエッジ部201、203の少なくとも一方を分断する手順の際にガラスリボンの外形を歪ませたりあるいは乱したりするのを防ぐ助けになり得る。さらに、湾曲ターゲットセグメント151の曲がった配置は、ターゲットセグメントの剛性を増加させて、湾曲ターゲットセグメント151の横方向の配置の随意的な微調整を可能にすることができる。従って、対向するエッジ部201、203の少なくとも一方をガラスリボン103の中心部205から分断する手順の際に、ガラスリボン103の中心部205の清浄な対向面139、141に接触せずに、比較的薄いガラスリボン103を効果的に安定させかつ適切に正しい横の位置に置くことができる。
As specified above, a curved arrangement of
安定性および剛性が増したガラスリボン103の湾曲ターゲットセグメント151は、移動方向112を横切る軸217の方向に沿って上向きに凸状の表面および/または上向きに凹状の表面を含むようにターゲットセグメントを曲げることによって得ることができる。例えば図1に示したように、湾曲ターゲットセグメント151は、図示の曲がった配置を得るようにガラスリボン103を切断ゾーン147内で曲げるように構成された上向き凸状表面152を用いて曲げられた配置を含む。図示していないが、さらなる例は、湾曲ターゲットセグメントが上向き凹状表面を得ることができるように構成された、ターゲットセグメント151を上向き凹状表面で支持するものを含み得る。
The
エッジ分離装置101aは、ガラスリボン103の中心部205からエッジ部201、203を分断するよう構成された、様々な切断機器をさらに含み得る。一例において、図1に示したように一例のガラス切断機器153は、湾曲ターゲットセグメント151の上向き表面の一部を照射して加熱する光送出装置155を含み得る。一例において光送出装置155は、図示のレーザ161のような放射源を含み得るが、さらなる例では他の放射源を設けてもよい。光送出装置155は、円偏光子163、ビーム拡大器165、およびビーム成形装置167をさらに含み得る。
The
光送出装置155は、ミラー171、173、および175など、放射源(例えば、レーザ161)からの放射ビーム(例えば、レーザビーム169)の方向を変えるための光学素子をさらに含み得る。放射源は、ビームがガラスリボン103に入射する位置でガラスリボン103の加熱に適した波長および出力を有するレーザビームを放射するように構成された、図示のレーザ161を含み得る。一実施の形態においてレーザ161はCO2レーザを含み得るが、さらなる例では他の種類のレーザを使用してもよい。
The
レーザ161は、実質的に円形の断面(すなわち、レーザビームの長軸に対して直角のレーザビーム断面)を有したレーザビーム169を最初に放射するように構成してもよい。光送出装置155は、ビームがガラスリボン103に入射するときに著しく細長い形状を有するようにレーザビーム169を変形するよう動作し得る。図3に示したように、この細長い形状が生成し得る細長い放射ゾーン227は、図示の細長い楕円状フットプリントを含み得るが、さらなる例では他の構成を提供してもよい。楕円状フットプリントは、湾曲ターゲットセグメント151の上向き凸状表面または上向き凹状表面に位置付けられ得る。細長い放射ゾーン227からの熱は、ガラスリボン103の厚さ全体を通って伝わり得る。
The
楕円状フットプリントの境界は、ビーム強度がそのピーク値の1/e2に減少した点と決めることができる。レーザビーム169は円偏光子163を通り、さらにその後ビーム拡大器165を通って拡大される。拡大されたレーザビームはその後ビーム成形装置167を通り、湾曲ターゲットセグメント151の表面上に楕円状フットプリントを生成するビームを形成する。ビーム成形装置167は、例えば、1以上のシリンドリカルレンズを含み得るが、レーザ161から放射されたビームを成形して湾曲ターゲットセグメント151上に楕円状フットプリントを生成することができる、任意の光学素子を使用し得ることを理解されたい。
The boundary of the elliptical footprint can be determined as the point where the beam intensity has decreased to 1 / e 2 of its peak value. The
楕円状フットプリントは、短軸よりも大幅に長い主軸を含み得る。いくつかの実施形態では、例えば、主軸は短軸よりも少なくとも約10倍長い。ただし、細長い放射ゾーンの長さおよび幅は、所望の分断速さ、所望の最初の傷のサイズ、ガラスリボンの厚さ、レーザ出力、ガラスリボンの材料特性などに左右され、また放射ゾーンの長さおよび幅は必要に応じて変化させてもよい。 An elliptical footprint can include a major axis that is significantly longer than the minor axis. In some embodiments, for example, the major axis is at least about 10 times longer than the minor axis. However, the length and width of the elongated radiating zone depends on the desired breaking speed, desired initial flaw size, glass ribbon thickness, laser power, glass ribbon material properties, etc. The thickness and width may be varied as required.
図1にさらに示されているように、この例のガラス切断機器153は、湾曲ターゲットセグメント151の上向き表面の加熱された部分を冷却するように構成された、冷却流体送出装置159をさらに含み得る。冷却流体送出装置159は、冷却剤ノズル177と、冷却剤供給源179と、さらに冷却剤を冷却剤ノズル177に搬送することが可能な関連する導管181とを含み得る。図1に示したように、強制流体冷却は入射熱源と同じガラスの面で行われ得る。図示のように、強制流体冷却および入射熱源はガラスの上方表面に適用され得るが、さらなる例ではこれらの両方を下方表面に適用してもよい。さらに、熱源および冷却源はガラスリボンの両面に入射してもよい。例えば、強制流体冷却と熱源とのうちの一方をリボンの上方表面に作用するように位置付けて、同時に他方をリボンの下方表面に作用するように位置付けてもよい。この構成では、対向して位置している冷却源および熱源は反対に伝播し得る。
As further shown in FIG. 1, the example
図1を参照すると、冷却剤ノズル177は、冷却流体の冷却剤ジェット180を湾曲ターゲットセグメント151の上向き表面に送出するように構成され得る。冷却剤ノズル177は、所望サイズの冷却ゾーン229(図3参照)を形成するよう、種々の内径を有し得る。細長い放射ゾーン227と同様に、冷却剤ノズル177の直径、そしてこれに続く冷却剤ジェット180の直径は、特定のプロセス条件に対し必要に応じて変化させてもよい。いくつかの実施形態において、冷却剤が直接当たるガラスリボンのエリア(冷却ゾーン)の直径は、放射ゾーン227の短軸よりも短くてもよい。しかしながら、特定の他の実施形態において冷却ゾーン229の直径は、ガラスリボンの、速さ、ガラス厚、材料特性、レーザ出力などのプロセス条件に基づいて、細長い放射ゾーン227の短軸よりも大きくてもよい。実際には、冷却剤ジェットの(断面)形状は円形以外でもよく、また冷却ゾーンがガラスリボンの表面上に円形のスポットではなく直線を形成するよう、例えば扇形でもよい。直線状の冷却ゾーンを、例えば、細長い放射ゾーン227の主軸に垂直に配置してもよい。他の形状も有益になり得る。
With reference to FIG. 1, the coolant nozzle 177 may be configured to deliver a
一例では冷却剤ジェット180は水を含むが、ガラスリボン103の湾曲ターゲットセグメント151の上向き表面に染みを付けたり、これを損傷したりすることのない、任意の適切な冷却流体(例えば、液体ジェット、気体ジェット、またはこれらを組み合わせたもの)としてもよい。冷却剤ジェット180は、冷却ゾーン229を形成するためにガラスリボン103の表面に送出され得る。図示のように冷却ゾーン229は、細長い放射ゾーン227の後を追跡して、以下でより十分に説明する本開示の態様により形成される最初の傷を、伝播させることができる。
In one example, the
図示していないが、いくつかの構成では、切断作業の実施に冷却装置159が必要ではない可能性がある。例えば環境への熱伝達(支持部材149を通る空気の流れなど)によって、冷却流体送出装置159の存在または作業がなくても、切断プロセスの維持に必要な冷却の全てが実現されることがある。
Although not shown, in some configurations, the
レーザ装置155および冷却装置159での加熱および冷却を組み合わせると、他の分断技術で形成され得る中心部205の対向エッジ223、225の、望ましくない残留応力、微小亀裂、または他の凸凹を、最小にまたは排除しながら、エッジ部201、203を中心部205から効果的に分断することができる。さらに切断ゾーン147内で湾曲ターゲットセグメント151が曲がった配置にあるため、ガラスリボン103を適切に位置付けかつ安定させて、分断プロセス中の対向エッジ223、225の正確な分断を助けることができる。さらに、上向き凸状支持表面の凸状の表面トポグラフィにより、エッジ部201、203は中心部205からすぐに離れて移動し得、それによりエッジ部が中心部205の清浄な面139、141および/または高品質対向エッジ223、225に続いて係合する(そして、それにより損傷する)可能性が低減する。
Combining heating and cooling in the
図1に戻ると、エッジ分離装置101aは、ガラスリボン103の分断されたエッジ部201、203および/または中心部205を切断ゾーン147の下流でさらに処理するように構成された構造を含んでもよい。例えば、1以上のガラスリボンチョッパ183を提供して、切り取られたセグメントを処分またはリサイクルするために、叩き切り、細かく刻み、割り、またはこれら以外のやり方で小さくしてもよい。
Returning to FIG. 1, the
ガラスリボン103の中心部205は、光学部品に組み込むために、ガラスシートに切断してさらに処理され得る。例えば装置101は、ガラスリボン103の移動方向112を横切る軸217に沿ってガラスリボン103の中心部205を分断するために、以下でより十分に説明する、ガラスリボンを分断するための装置101bを含み得る。ガラスリボンを分断するための装置101bに加えて、またはその代わりに、ガラスリボン103の中心部205をコイル状に巻いて、後の処理のために保管ロール185にしてもよい。図示のようにエッジ部201、203を除去すると、その結果、対応するビード207、209が除去される。ビードが除去されると最小曲げ半径が減少し、ガラスリボン103の中心部205をより効率的に保管ロール185に巻回することができる。図2に表されているように、コイル状スプール124の中心コア189に比べると、保管ロール185の中心コア187は著しく小さくなる。従って、中心部205の保管ロール185の直径「D2」は、同じ長さの処理前のガラスリボンをコイル状スプール124の状態で保管していたであろう直径「D1」よりも著しく小さい。
The
図1にさらに示されているように、エッジ分離装置101aは、ガラスリボン103の少なくとも中心部205を切断ゾーン147から下流に誘導するために、さらなる非接触支持部材をさらに含み得る。例えば図示のように、この装置は第1エアバー188および第2エアバー190を含み、ガラスリボンの中心部205を最終処理のために、その表面に接触せずに誘導することができる。2つの支持部材が図示されているが、さらなる例では単一の支持部材または3以上の支持部材を提供してもよい。さらに図示されているように、随意的な支持部材191をさらに提供して、エッジ部をガラスリボンチョッパ183へと誘導できるようにしてもよい。随意的な支持部材191は、エッジ部がガラスリボンチョッパ183の方に進むときに、動かなくなったり、および/または運動が制限されたりすることを低減するよう、エアバーまたは低摩擦表面を随意的に含んでもよい。
As further shown in FIG. 1, the
いくつかの例においてガラスリボン103は、ガラスリボン供給源105からガラスリボン103を分断するための装置101bまで直接移動してもよい。あるいは図示のように、エッジ分離装置101aが、ガラスリボン103のエッジ部を上流位置で随意的に除去してもよい。続いてガラスリボン103の中心部205は、ガラスリボンの最後の最終処理のために装置101bに対して移動し得る。いくつかの例では、ガラスリボンを適切な分断長さに分断することができる。さらなる例では、望ましくないセグメント(例えば、低品質のセグメント)を、ガラスリボンのそれ以外の高品質の連続した範囲から除去することができる。さらなる例では、ガラスリボンを図示の保管ロール185に保管することができる。一例ではガラスリボン103を分断するための装置101bを用いて、移動方向112に沿ったガラスリボンの運動を中断させることなく、いっぱいになった保管ロールと新しい保管ロールとを切り替えることができる。
In some examples, the
図2は、ガラスリボン103を選択的に分断するために使用し得る装置101bの単なる一例を示したものであるが、さらなる例では他の装置を使用してもよい。図2に示したように装置101bは、ガラスリボン103の特性を感知して対応する信号をコントローラ195に返送することが可能な、監視機器193を含み得る。この特性には、限定するものではないが、光学的品質、含有物、亀裂、不均質な特徴、厚さ、色、表面の平坦度または不良、および/または他の特徴が含まれ得る。一例において監視機器193は、保管またはさらなる処理のために高品質のガラスリボンを確実に通過させるために連続的または定期的にガラスリボンを検査するよう構成された、品質制御機器を含み得る。
FIG. 2 shows just one example of a
さらに図示されているように、装置101bは、ガラスリボン103の第1面141に所定のひびを生じさせるよう構成された機器197をさらに含み得る。一例において機器197は、図示の機械的罫書き機器を含み得、比較的鋭い先端301でガラスリボン103の第1面141に罫書きすることができる。さらなる例において機器197は、所定のひびを、エッジ、側面、またはガラスリボン103の幅に沿った一部の範囲内に導くよう構成された、レーザまたは他の機器を含み得る。
As further illustrated, the
図6にさらに示したように、装置101bは、ガラスリボン103の一部103aを第1配置で維持しながらガラスリボン103の一部103aの重量を分断ゾーン134内で少なくとも部分的に支持するよう、流体132を放射してガラスリボン103の第1面141に衝突させるように構成された、支持部材130を随意的に含み得る。図示のように第1配置は、移動方向112に沿って延びる実質的に平坦な配置を含み得るが、さらなる例において第1配置は、湾曲したものでもよいし、あるいは他の移動経路を形成したものでもよい。
As further shown in FIG. 6, the
いくつかの例のガラスリボン103を分断するための装置101bは、ガラスリボン103の一部103aを、ガラスリボン103の第2面139に力を加えることによって(例えば、図6に示した)第1配置から(例えば、図7および8に示した)分断配置へと支持部材に向かう方向146に一時的に曲げるように構成された、機器140をさらに含んでもよい。ガラスリボン103の一部103aを一時的に曲げるための機器140は、種々の構成を有する広範な構造を含むことができる。
The
図6は、ガラスリボン103の一部103aを一時的に曲げるために使用し得る、単なる1つの機器140を示したものである。この例の機器140は、流体ノズル142を含み得る。図5に概略的に示したように、流体ノズル142はガラスリボン103の実質的に全幅に沿って延在するものでもよい。さらに図示のように、ノズル142の幅はガラスリボン103の幅よりも十分に長くてもよい。ノズル142は提供される場合には、連続的なノズルでもよいし、あるいは一列に並んでガラスリボンの幅を横切る、互いに間隔を空けた複数のノズルでもよい。
FIG. 6 shows just one piece of
ノズル142は、気体などの流体を放射して分断ゾーン134内でガラスリボン103の第2面139に衝突させるように設計された、オリフィス144を含み得る。図2に示したように、ノズル142は気体などの加圧流体を、コントローラ195で制御されるように構成された流体マニホールド138を用いて流体源136から受けることができる。
The
図12は、さらに別の例のガラスリボン103を分断するための装置601を示している。装置601は、ガラスリボン103の第2面139に力を加えるように構成された、少なくとも第1ローラ603を含み得る。装置601はさらに、第2ローラ605と、第2ローラから支持幅「S」に沿って間隔を空けた第3ローラ607とを含んでもよい。第1ローラ603は、第2ローラ605と第3ローラ607との間に画成された支持幅「S」の途中でガラスリボン103の第2面139に力を加える。随意的には、エンドレスベルト609を、第2ローラ605および第3ローラ607で回転するように構成してもよい。例えば、1つのエンドローラとして作用する第2ローラ605と、第2エンドローラとして作用する第3ローラ607とともにエンドレスベルト609を据え付けてもよく、このときこれらのローラを互いから離れるように付勢してエンドレスベルト609の張力の維持を助けることができる。
FIG. 12 shows an
図12にさらに示されているように、装置601は、ガラスリボンの一部103aを図12に示した第1配置で支持することができる、支持部材611を含んでもよい。一例においてこの支持部材は、気体などの流体を運ぶ通路を含み、この通路を通じてガラスリボンの一部103aを、第1面141と支持部材611との間で生成される液体(気体など)クッションで支持することができる。
As further shown in FIG. 12, the
一例では、移動方向112を横切って延びる支持部材の幅「W」に沿って、互いに補い合う複数の支持部材611を設けてもよい。例えば図13に示したように支持部材611は、互いに間隔を空けた3つの間隔の空いた支持部材611a、611b、611cを含む。同様にこの例では、間隔の空いた支持部材の夫々の間に、複数のエンドレスベルトが提供され得る。例えば図13に示したように、エンドレスベルト609は、隣接する支持部材611a、611bの間に位置付けられた第1エンドレスベルト609aと、隣接する支持部材611b、611cの間に位置付けられた第2エンドレスベルト609bとを含む。従ってガラスリボン103の一部103aを、図12および14に示されている(すなわち、流体クッションによる)第1配置と、図15および16に示されている曲がった配置で、適切に支持することができる。
In one example, a plurality of
さらに別の例において、ガラスリボンを分断するための装置は図6〜10に類似した装置を含み得、ただし流体ノズル142ではなく、ガラスリボンの第2面に力を加えるように構成された少なくとも1つのローラを含んでいる。この例においてローラ(例えば、上で論じた第1ローラ603に類似したもの)は、ガラスリボンのその一部を支持部材に向かう方向に一時的に曲げている間に回転し得る。従って、非接触の流体ノズル142ではなく、図7〜9に示したものと同じようにガラスリボンのその一部を支持部材に向かう方向に一時的に曲げる、接触ローラを提供することができる。同時に、図7〜9に示したように上流支持部材および下流支持部材で、これらの支持部材が提供する対応する流体クッションを用いてガラスリボンの第1面を非接触で支持することができる。
In yet another example, an apparatus for severing a glass ribbon may include an apparatus similar to that of FIGS. 6-10, except that at least configured to apply a force to the second surface of the glass ribbon rather than the
ここで、装置101でガラスリボンを製造する方法を説明する。図示のように、一例においてこの方法は、図1に示したエッジ分離装置101aの使用を含み得る。さらに、または代わりに、この方法はガラスリボンを分断するための装置を使用し得る(例えば、図2の装置101bまたは図12の装置601を参照されたい)。
Here, a method of manufacturing a glass ribbon with the
図1の例のエッジ分離装置101aを参照すると、一例の方法は、ガラスリボン103を供給源105に対して下降方向121に、下降ゾーン123に通して通過させるステップを含み得る。図示のように、ガラスリボン103は実質的に鉛直に下降方向121に移動し得るが、さらなる例においてこの下降方向は傾斜したものでもよく、このときガラスリボン103は傾斜した配置で下降方向に移動してもよい。また、ガラスリボン103が124のようにスプールに供給されている場合、ガラスリボン103はスプールから切断ユニットへと実質的に水平方向に通過することもできる。例えば、コイル状スプール124および切断ゾーンを略同じ水平平面内に存在させてもよい。さらなる例では、スプールを水平移動平面の下方に位置付け、かつ水平にまたは上方に解いて移動方向112に沿って通過するようにしてもよい。同様に、例えばフロートプロセスまたはアップドロープロセスなどの他のリボン作製方法を使用する場合には、リボンは成形源から切断ユニットおよび/または切断ゾーンへと移動するときに水平または上方方向に移動し得る。
Referring to the
この方法は、ガラスリボン103を下降ゾーン123の下流の曲げゾーン125内で曲げるステップをさらに含み得、このときガラスリボン103は曲げゾーン125を通じて上向きに凹状の表面127を含む。図示のように、下方部137は切断ゾーン147内の湾曲ターゲットセグメント151よりも著しく低くなり得るが、さらなる例において下方部137は、湾曲ターゲットセグメントと実質的に同じ高度でもよいし、あるいは湾曲ターゲットセグメントよりも高くてもよい。図示のように下方部137を著しく低い位置に設けると、エッジ分離装置101aの支持部材(例えば、支持部材135)と係合する前に、所定量のガラスリボンの溜めを作り出すことができる。従って、下方部137の上流での振動または他の攪乱を、曲げゾーン内のガラスリボンの溜めで吸収することができる。さらに、ガラスリボン103が供給源105から下降ゾーン123内にどれほど速く供給されていても、これとは無関係に、ガラスリボン103が切断ゾーン147を通るときにガラスリボン103を実質的に一定または所望の所定速度で引き込むことができる。従って、曲げゾーン125内で溜めを提供すると、切断ゾーン147内でのガラスリボン103のさらなる安定化が可能になると同時に、ガラスリボン103を切断ゾーン147に実質的に一定または所定の速度で通すこともできる。
The method may further include bending the
提供される場合には、曲げゾーン125内でのガラスリボン103の所望の溜めの維持を、種々の技術を用いて助けることができる。例えば近接センサ129または他の機器でリボンの溜めの位置を感知し、供給源105から下降ゾーン123にガラスリボンを供給する速度を調節して、適切なガラスリボン103の溜めを実現することができるであろう。
If provided, various techniques can be used to help maintain the desired reservoir of the
さらなる例において、この方法は、曲げゾーン125の下流でガラスリボン103を曲げて移動方向112に移動するようにガラスリボンの方向を変えるステップをさらに含んでもよい。図示のように曲げ支持部材135は、ガラスリボン103の中心部205に接触せずに所望の方向の変更をもたらすように設計された、曲げエアバーを含み得る。さらにこの方法は、ガラスリボン103をガラスリボン103の移動方向112に対して正しい横の位置に置くのを助けるために、曲げ支持部材で曲げられているガラスリボン103を横方向ガイド143、145で正しい位置に置く随意的なステップをさらに含んでもよい。
In a further example, the method may further include redirecting the glass ribbon such that the
この方法は、ガラスリボン103を曲げゾーン125の下流の切断ゾーン147内へと通過させ、さらにその後切断ゾーン147内でガラスリボン103を曲げて、曲がった配置を有する湾曲ターゲットセグメント151を切断ゾーン147内で提供するステップをさらに含んでもよい。
This method passes the
図1に示したように、ターゲットセグメント151の曲がった配置が上向き凸状表面を含むようにガラスリボン103を曲げてもよい。一例においてこの方法は、図示の湾曲したエアバーを含む切断用支持部材149で、湾曲ターゲットセグメント151を支持するステップを含んでもよい。図示のように切断用支持部材149は、ターゲットセグメント151を曲げて上向き凸状表面を確立するように構成された、上向き凸状支持表面152を含み得る。
As shown in FIG. 1, the
図1に示したようにこの方法は、切断ゾーン147内でエッジ部201、203の少なくとも一方を湾曲ターゲットセグメント151の中心部205から分断するステップをさらに含んでもよい。図3に示したように、本開示の例はエッジ部201、203の両方を中心部205から分断するステップを含み得るが、さらなる例では単一のエッジ部を中心部から分断してもよい。さらに図3に示したように、エッジ部201、203の両方が中心部205から同時に分断されるが、さらなる例ではエッジ部の一方を、他方のエッジ部の前に分断してもよい。
As shown in FIG. 1, the method may further include the step of separating at least one of the
ガラスリボン103はエッジビード207、209を含み得る。あるいはガラスリボン103は、実質的なエッジビードまたは特徴を含まない、エッジ部201、203を有し得る。例えば、エッジビード207、209を事前の切断プロセスで除去してしまってもよいし、あるいは実質的なエッジビードの特徴を含まずにガラスリボン103を形成することもできる。さらに、含まれているいくつかの図では、分離されたエッジ部201、203を処分またはリサイクルするものを示している。別の例では分離されたエッジ部が、中心部205に加えて使用可能なガラスリボンを形成し、これを同様にシートに切断してもよいし、あるいは製品としてスプールに巻いてもよい。この場合には、ガラスリボンが切断ユニットを通って通過するときに、多数の切断作業がガラスリボン幅を横断して存在し得る。
The
この分断するステップは、広範な技術を取り入れることができる。例えばエッジ部201、203は、図示の光送出装置155および冷却流体送出装置159を含み得るガラス切断機器153を用いて、中心部205から分断することができる。
This splitting step can incorporate a wide range of techniques. For example, the
この分断プロセスを開始する際に、一例ではスクライブまたは他の機械的機器を使用してもよく、またスクライブの先で最初の傷(例えば、亀裂、引っ掻き傷、欠け、または他の傷)を生成して、ガラスリボンの分断する位置に制御された表面傷を生成してもよい。スクライブは先端を含み得るが、さらなる例ではエッジブレードまたは他のスクライブ技術を使用してもよい。さらに最初の傷または他の表面不良を、エッチング、レーザの衝突、または他の技術で形成してもよい。この最初の傷は、リボンのエッジ位置、またはリボン表面上の内側位置に生成してもよい。 At the beginning of this parting process, in one example a scribe or other mechanical device may be used, and an initial scratch (eg, a crack, scratch, chip, or other scratch) is generated at the tip of the scribe. Then, a controlled surface flaw may be generated at a position where the glass ribbon is divided. The scribe may include a tip, but in a further example an edge blade or other scribe technique may be used. Furthermore, initial scratches or other surface defects may be formed by etching, laser bombardment, or other techniques. This initial flaw may be generated at the ribbon edge location, or at an inner location on the ribbon surface.
最初の傷または表面不良を、移動方向112に通過しているガラスリボン103の先端エッジに隣接して最初に形成してもよい。図3に示したように、細長い放射ゾーン227を上向き凸状表面上に形成してもよい。細長い放射ゾーン227は移動方向112に細長いため、放射は最初の傷に近接した領域を加熱する。次いで冷却剤ジェット180が冷却ゾーン229に接触すると、生成された引張応力に起因してガラスリボン103の厚さ「T2」を完全に貫通する亀裂が最初の傷の位置で生じ、対応するエッジ部201、203が中心部205から分断される。
An initial scratch or surface defect may be initially formed adjacent to the leading edge of the
分断された対向するエッジ部201、203を効率的に除去することができると同時に、中心部205を、内部応力プロファイルが低減され、対向エッジ223、225の亀裂または他の不良が低減された、高品質の対向エッジ223、225を有する状態にすることができる。従って中心部205は、品質が低下したエッジで生じ得るような亀裂を生じさせることなく、保管ロール185に巻回するなど曲げることができる。さらに、ガラスの破片または他の不良を含んでいるエッジ部ではコイル状に巻いている間に中心部205を引っ掻いてしまう可能性があるが、高品質のエッジではこれを防ぐことができる。さらに、異なる用途で使用するために、エッジ部201、203を同様に随意的にスプール上に巻回してもよい。
The separated opposing
この方法は、湾曲ターゲットセグメント151を、切断用支持部材149の上向き凸状表面152で支持するステップをさらに含んでもよい。例えば、切断ゾーン147内で湾曲ターゲットセグメント151の中心部205からエッジ部201、203を分断している間に、湾曲ターゲットセグメント151を図示のエアバーの凸状表面152で支持してもよい。
The method may further include supporting the
この方法は、分断するステップの後にガラスリボン103の中心部205をコイル状に巻いて、保管ロール185とするステップをさらに含んでもよい。従って、続く配送またはガラスシートにする処理のために、ガラスリボンの高品質の中心部205を効率的にコイル状に巻いて保管ロール185とすることができる。図1および3に示したように、分断されたエッジ部201、203はガラスリボンチョッパ183で処分してもよいが、代わりとなる方法論を採用してエッジ部を他の用途で使用してもよい。こういった例では、分断されたエッジ部201、203の一方または両方を、続く処理のために対応する保管ロールで保管してもよい。
This method may further include a step of winding the
ガラスリボン103を、その幅を横断して、すなわち軸217の方向に平行に、分断する方法の例をここで説明する。図示のようにこの方法は、ビード207、209を含み得るまたは含み得ない、一対のエッジ部201、203を有するガラスリボン103の、供給源105を提供するステップで開始され得る。随意的に、エッジ部201、203を上で論じた手順で分断してもよいが、さらなる例ではエッジ部を除去しなくてもよい。
An example of a method for dividing the
図示のようにガラスリボン103の中心部205は、第1方向に向いた第1面141と、第1方向と反対の第2方向に向いた第2面139とを含む。一例において装置101は、これまでに保管ロール185に巻かれているガラスリボンの量を感知することができ、および/または、監視機器193でガラスリボン103の特性を感知することができる。
As illustrated, the
ガラスリボンをその幅に亘って分断するべきであると決定された場合、コントローラ195が図示のスクライブまたは他の機械的機器などの機器197を駆動させてスクライブの先で最初の傷(例えば、亀裂、引っ掻き傷、欠け、または他の傷)を生成し、ガラスリボンを分断する位置に制御された所定の表面傷を生成してもよい。このスクライブは先端を含み得るが、さらなる例ではエッジブレードまたは他のスクライブ技術を使用してもよい。さらに最初の傷または他の表面不良を、エッチング、レーザの衝突、または他の技術で形成してもよい。この最初の傷は、リボンのエッジ位置またはリボン表面上の内側位置の、リボンのその幅に沿った点で生成され得る。一例において所定の表面傷は、機器197で生成される所定のひびを含む。
If it is determined that the glass ribbon should be broken across its width, the
図4は、第1面141に係合しかつ方向303に動いて、図5に示した所定のひび305を生成する先端301を示したものである。図示のように、一例において所定のひび305は、対向するエッジ部対間で画成されるガラスリボンの中心部の幅よりも大幅に短い長さの、直線セグメントとして生成され得る。さらに、または代わりに、所定のひび305は、対向するエッジ部対間で画成されるガラスリボン103の中心部205の幅の方向に延在している、直線セグメントとして生成され得る。図示されていないが所定のひび305は、中心部205の全幅など、かなりの部分に亘って延在したものでもよい。ただし、ガラスリボン103は移動方向112に移動し続けるため、比較的小さいセグメントが直線セグメントの形成に望ましいことがあり、その場合にはガラスリボンを幅に沿って適切に分断するよう制御することが望ましい。
FIG. 4 shows a
図6は、ガラスリボン103の供給源105の下流の分断ゾーン134を通過している、ガラスリボン103の所定のひび305を含む一部103aを示している。さらに図示されているように、ガラスリボンのその一部を第1配置で維持しながらガラスリボンのその一部の重量を分断ゾーン134内で少なくとも部分的に支持するように、支持部材130から放射する流体132がガラスリボン103の第1面141に衝突する。図6に示されているように第1配置は、ガラスリボンを移動方向112に実質的に平行となり得る平面配置に沿って実質的に提供するものでもよい。
FIG. 6 shows a
図7は、移動方向112に沿ってさらに下流へと通過している所定のひび305を示し、このときガラスリボン103の一部103aは、支持部材130に向かう方向146に一時的に曲げられる。この一部103aは、例えばガラスリボン103の第2面139に力を加えることによって一時的に曲げることができる。一例では、ローラを使用してガラスリボンの第2面139に力を加えてもよい。あるいは図示のように、力の印加は、ノズル142のオリフィス144から放射する流体401をガラスリボン103の第2面139に衝突させることによって達成することができる。ガラスリボンの曲げに流体を使用するのは、機械的接触構成で生じる可能性のある、ガラスリボンに対する引っ掻き傷または他の損傷を防ぐために望ましいであろう。
FIG. 7 shows a
図示のように一部103aは、同じ平面に沿って延在する2つの平行部分402a、402bを含むが、さらなる例では2つの部分402a、402bは平行でなくてもよいし、および/または異なる平面に沿って延在したものでもよい。図示のように、部分402a、402bの配置は、これらを支持部材130で支持することによって正しい位置に置くことができる。より具体的には、第1部分402aは上流支持部材404aで支持され得、また第2部分402bは下流支持部材404bで支持され得る。例えば、図示のように支持部材404a、404bは、気体などの流体132を放射して夫々エアクッションを提供するように構成された、エアバーを含み得る。実際には上流支持部材404aは、上流支持部材404aとガラスリボン103の一部103aの第1部分402aとの間に第1支持エアクッションを設けることができる。同様に下流支持部材404bは、下流支持部材404bとガラスリボン103の一部103aの第2部分402bとの間に第2支持エアクッションを設けることができる。従って、上流支持部材404aおよび下流支持部材404bの夫々から放射する流体をガラスリボン103の第1面141に衝突させることで、ガラスリボン103の一部103aの重量を夫々上流位置および下流位置で少なくとも部分的に支持する、気体クッションを夫々提供することができる。対応するエアクッションで支持を提供すると、ガラスリボンの清浄な表面に接触せずに、分断のためのガラスリボン103の位置付けを助けることができる。従って、清浄な表面に対する引っ掻き傷または他の損傷を防ぐことができる。
As shown, the
図7にさらに示したように、ガラスリボン103の一部103aは、上流支持部材404aと下流支持部材404bとの間で画成され得るターゲットセグメント402cを含む。図6に示されているように上流支持部材404aおよび下流支持部材404bは、ガラスリボン103のターゲットセグメント402cを分断ゾーン134内で第1配置に維持することができる。さらに図示のように、ターゲットセグメント402cの少なくとも一部を、支持部材404a、404bの気体クッションで実質的に支持されないようにしてもよい。
As further shown in FIG. 7, a
図7に示されているように、この方法は、流体ノズル142から放射している流体401をガラスリボン103の第2面139に衝突させることによって生成された力で、ガラスリボン103のターゲットセグメント402cを第1配置から分断配置へと支持部材130に向かう方向146に一時的に曲げるステップをさらに含んでもよい。随意的には、この方法は、流体ノズルから放射している流体をガラスリボンの第2面に衝突させることによって生成された力を少なくとも部分的に弱めるために、両方の支持部材など、支持部材404a、404bの少なくとも一方から放射されている流体の速度を増加させるステップを含んでもよい。
As shown in FIG. 7, the method involves the target segment of the
第2面139は曲げられると、ガラスリボン103の一部103aの2つの部分402a、402b間で第2面139に上向き凹状部分が提供される。従って、ターゲットセグメント402cの下方の面は引っ張られた状態に置かれる。図8は、所定のひび305がターゲットセグメント402cに入って引っ張られた状態に置かれるよう、一部103aが移動方向112にさらに通過しているところを示している。図9は、分断ゾーン134内に位置する所定のひび305の位置で、ガラスリボン103の対向するエッジ部間の中心部205を分断するステップを明示している。図7および8から分かるであろうが、上向き凹状部分は所定のひび305の下流に提供される。その後、ガラスリボン103が方向112に移動すると所定のひび305は上向き凹状部分へと移動し、さらにこれがこの上向き凹状部分を通って移動すると、所定のひび305のところでリボン103はその幅に亘って分断される。移動しているリボンでは、正確に所定のひびの位置で上向き凹状部分を形成することは困難であろう。従って最初に上向き凹状部分を形成し、そしてリボンをその幅に亘って分断するのを促す部分へと、ひびを移動させる。さらに、あるいは代わりに、分断ゾーン134内で上向き凹状部分を形成し、ひびをこの上向き凹状部分に移動させると、リボン103をその幅に亘って分断するために、単独のアキュムレータを設けたり、あるいはリボン103を停止させたりする必要がなくなる。
When the
移動方向112においてリボン103の動きに関し何らかの制限がある場合、これらの制限を分断プロセス中に制御することで、ターゲットセグメント402cの下方の面を引っ張られた状態に置く湾曲の形成を可能にすることができる。例えば、図3のエッジガイド143、145付近に駆動ピンチロールの組が位置している場合には、中心部205の長さに影響を与えることができ、ガラスリボン103を曲げるのを助けるために、この駆動ピンチロールと下流の巻取り機器(例えば、図2のスプール187)との間の移動方向112における相対速度で、分断ゾーン134内で長さを若干溜めるのを可能にすることができる。
If there are any restrictions on the movement of the
さらにこの装置は、ガラスリボンの移動方向112に沿った運動を促すための機構を含んでもよい。例えばいくつかの実施形態では、中心コア187を回転するように駆動して、ガラスリボン103の移動方向112に沿った運動を促すのを助けてもよい。さらに、または代わりに、1組の駆動ローラでガラスリボンの運動を促すことができる。例えば1組の駆動ローラを提供すると、もはや分断後に中心コア187に接続されていない分断端部409と共に、ガラスリボンの運動を促す助けになり得る。従って駆動ローラは、保管ロールの切替え後に、分断端部409を別の中心コア187上に巻回させるように前方に動かし続けることができる。駆動ローラは種々の位置に提供することができる。例えばエッジガイド143、145を、ガラスリボンの移動方向112に沿った駆動を助ける駆動ローラとして提供することができるが、さらなる例では駆動ローラを別の位置に提供してもよい。
The device may further include a mechanism for facilitating movement along the direction of
図9および10は、流体ノズル142で加えた力を取り除いて、ガラスリボン103のターゲットセグメント402cを第1配置に戻すステップを明示している。例えば、ノズルからの流体の流れが一旦停止すると、支持部材130からの流体の流れがガラスリボンに作用して、特に分断エリア406が第2の支持部材404bの直線支持領域内へと上方に移動するときにガラスリボンを第1配置の状態に戻すことができる。図示のように、下流支持部材404bは凸状支持表面407を備えた先端端部を含み得る。凸状支持表面407は、提供される場合には、分断するステップの後にガラスリボン103の分断端部409を妨害するのを抑制することができる。
FIGS. 9 and 10 demonstrate the step of removing the force applied by the
図12は、第1ローラ603がガラスリボンを曲げるための力を提供するように設計された、別の装置601を示している。回転するルーラを提供すると、ローラとガラスリボンとの間での必要になる機械的係合に起因して生じる可能性のある、表面への摩擦および損傷を最小限に抑えることができる。あるいは、ガラスリボン103の速さと一致するように第1ローラ603を駆動すると、表面への摩擦および損傷をさらに低減することができる。第1ローラ603はガラスリボンを一時的に曲げるものでもよく、それによりローラが接触するガラスリボンの長さを最小にすることができる。従って、分断が行われる少し前、あるいは実質的に分断が行われる時点で、第1ローラ603を単に一時的に動かしてガラスリボンを曲げてもよい。
FIG. 12 shows another
図14は、分断ゾーンに近づいている所定のひび305を示しており、このときガラスリボン103の所定のひび305を含んでいる一部103aは第1配置である。この配置は、例えば流体を第1面141に接触するように放射して支持クッションを提供するように構成された、支持部材611で維持することができる。
FIG. 14 shows a
図15は、ガラスリボン103の第2面139に力を加えるように方向801に動かしたローラ603を示している。図示のようにローラ603は、ガラスリボンのその一部を支持部材611に向かう方向801に一時的に曲げながら回転する。いくつかの例では、支持部材611が生成するエアクッションによって支持部材611はバネ803の付勢に対抗して作用し、方向801に動いてガラスリボン103と接触しないようにすることができる。図13に示されているが、いくつかの例では、ガラスリボンをローラ603で曲げたときに支持部材611a、611b、611c夫々が下方に動いてガラスリボンに接触しないようにし得るよう、3つの間隔の空いた支持部材611a、611b、611cを独立して支持してもよい。
FIG. 15 shows the
図15にさらに示されているように、ローラ603を一旦方向801に動かすと、ガラスリボン103の第1面141は第2ローラ605と第3ローラ607とで支持することができる。実際にはガラスリボン103の第1面141は、支持幅「S」に沿って支持され得る。図示のように第1ローラ603は、第2ローラ605と第3ローラ607との間に画成された支持幅「S」の途中でガラスリボン103の第2面139に力を加える。従って3点曲げ構成が提供され、図7および8に示した曲げに類似した曲げによって、移動方向112に沿って通過しているリボンを曲げるのを助けることができる。
As further shown in FIG. 15, once the
随意的に、第2ローラ605および第3ローラ607で回転するエンドレスベルト609を提供してもよく、このエンドレスベルト609はガラスリボン103の第1面141に一時的に係合する。エンドレスベルト609を提供すると、ガラスリボン103の一部103aがこの曲げを通って通過するときに、これを支持する助けになり得る。さらにエンドレスベルト609は、この曲げを通っている分断エリア406の方向を変えて、最終的に図14に示した第1配置に戻す助けになり得る。
Optionally, an
図13に示されているようにエンドレスベルト609は、ガラスリボン103の幅「W」に亘って適切な支持を提供する2以上のベルト609a、609bを含み得る。第1ローラ603を方向801に押すと、その結果として図15および16に示したようにエンドレスベルト609の移動経路が曲がる。ベルトは実質的に柔軟でありかつ弾力性があるため伸長することができ、第2ローラ605および第3ローラ607が互いに対して同じ間隔のままであった場合には、移動経路が曲がることでもたらされるベルト全体の長さの増加を受け入れることができる。あるいは図示のように、第2ローラ605および第3ローラ607に対応するバネ613a、613bを提供してもよく、このバネ613a、613bで第2ローラ605および第3ローラ607を対応する方向615a、615bにバネの力に対抗して一緒に付勢することができる。この例ではエンドレスベルト609の全体の長さは実質的に同じままであり、このとき第2ローラ605および第3ローラ607は移動経路の曲げを受け入れるよう互いに向かって動く。
As shown in FIG. 13, the
ガラスリボン103の一部103aが所定のひび305に沿って分断されると、第1ローラ、第2ローラ、および第3ローラがガラスリボンに力を加えないで、かつ支持部材611からの気体クッションでガラスリボンのその一部を図14に示したような第1配置で再び維持することができるように、第1ローラ603を引っ込めてもよい。結果としてバネ613a、613bは、提供される場合には、エンドレスベルトの上方セグメントが図14に示されている直線的な外形を再び実現するように、第2ローラ605および第3ローラ607を互いから離れるように付勢することができる。さらに、一部103aが曲がった配置から第1配置に戻されると、バネ803が一部103aを上方に位置付け、かつエンドレスベルト609に接触しないように再び付勢する。従って図14に示されているように、第1配置ではエンドレスベルト609はガラスリボン103に係合しない。むしろ、支持部材611で提供されるエアクッションが、第1配置を維持するためにガラスリボンに必要な支持を提供するように設計され得る。
When a
そのためローラ603が、ガラスリボンの所定のひび305を含んだ一部103aを短時間、一時的に曲げることを実現し得ることは明らかであろう。従って、ガラスリボンを所定のひび305の位置で分断するのに必要な程度まで、曲げを達成することができる。さらに、分断の直後に第1配置を得ることができ、このときガラスリボンは、ガラスリボンにひっかき傷やそれ以外の損傷を与える可能性のある機械的に係合する物体がない状態で再び支持される。
Therefore, it will be apparent that the
対向するエッジ部間を分断ゾーン内に位置する所定のひびの位置で分断するこれらの方法は、種々の処理技術にとって有益になり得る。一例においてこの分断方法は、ガラスリボンの運動を中断する必要なく、ガラスリボンを移動方向112または他の方向に沿って連続的に通過可能とするのに有用となり得る。一例ではこの分断方法を使用して、ガラスリボンを保管ロールに連続的に保管するのを可能にすることができる。例えばこの分断方法を、移動しているリボンの第1保管ロールへの保管と移動しているリボンの第2保管ロールへの保管とを切り替えるステップの際に使用してもよい。
These methods of dividing between opposing edges at a predetermined crack location located within the dividing zone can be beneficial for various processing techniques. In one example, this cutting method can be useful to allow the glass ribbon to pass continuously along the direction of
図11は、第1保管ロール501と第2保管ロール503とを切り替えるステップの一例を示している。ロール間の切替え方法を、図12〜16に示したロール機構を含む分断方法でもこの切替え方法が同様に使用可能であるという理解の下、流体ノズル142を含む分断方法と併せて説明する。図11に示されているように図示の秤などのセンサ505を使用して、これまでに保管ロール上に巻かれたガラスリボンの量を測定することができる。コントローラ195を、所定量のガラスリボンがロール上に保管されたときに分断コマンドを開始するように設計してもよい。例えば上で論じた技術の1つを使用して分断されると、コントローラ195が第1保管ロール501をこれに保管されたガラスリボンと共に取り除き、この第1保管ロール501を、続くガラスリボンを装着することが可能な第2保管ロール503に置き換えることができる。従って、処理されている連続的なガラスリボンを中断させずに保管ロールを迅速に切り替えることができる。
FIG. 11 shows an example of steps for switching between the
さらに、または代わりに、これらの分断方法を使用して、ガラスリボンの望ましくないセグメントをガラスリボン103の供給源105から除去することができる。例えば監視機器193は、望ましくないガラスリボンの特性を感知することができる。それに応じてコントローラ195が分断コマンドを開始してもよく、次いで第1保管ロール501を、その上に保管された高品質のガラスリボンと共に取り外してもよい。次に、所定の長さのガラスリボンを、処分するためのシステムに通して通過させてもよい。例えば図示のように、望ましくない特性を有する所定の長さ103bのガラスリボンを、ガラスリボンチョッパ507が受け入れてもよい。監視機器193が再び高品質のガラスを感知すると、コントローラ195が再び分断コマンドを開始してもよい。所定の長さ103bのガラスリボンを処分した後、続く高品質のリボンをその後第2保管ロール503上に(または所望であれば再び第1保管ロール501上に)保管することができる。
Additionally or alternatively, these cutting methods can be used to remove undesired segments of the glass ribbon from the
請求される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の改変および変形が作製可能であることは当業者には明らかであろう。 It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the claimed invention.
101a エッジ分離装置
101b ガラスリボン分断装置
103 ガラスリボン
103a ガラスリボンの一部
105 ガラスリボン供給源
130 支持部材
132 流体
134 分断ゾーン
139 第2面
141 第1面
142 流体ノズル
185 保管スプール
201、203 エッジ部
205 中心部
305 所定のひび
402c ターゲットセグメント
404a 上流支持部材
404b 下流支持部材
501 第1保管ロール
503 第2保管ロール
603 第1ローラ
605 第2ローラ
607 第3ローラ
609 エンドレスベルト
611 支持部材
101a
Claims (11)
(I)一対の対向するエッジ部と該対向するエッジ部間に横に広がる中心部とを有した前記ガラスリボンであって、前記中心部の第1面が第1方向に向きかつ前記中心部の第2面が前記第1方向と反対の第2方向に向いている前記ガラスリボンの、供給源を提供するステップ、
(II)前記ガラスリボンの前記第1面に所定のひびを生じさせるステップ、
(III)前記ガラスリボンの前記ひびを含む一部を、前記ガラスリボン供給源より下流の分断ゾーンに通過させるステップ、
(IV)前記ガラスリボンの前記一部を第1配置で維持しながら前記ガラスリボンの前記一部の重量を前記分断ゾーン内で少なくとも部分的に支持するように、支持部材から放射する流体を前記ガラスリボンの前記第1面に衝突させるステップ、
(V)前記ガラスリボンの前記一部を、前記ガラスリボンの前記第2面に力を加えることによって、前記第1配置から分断配置へと前記支持部材に向かう方向に一時的に曲げるステップ、
(VI)前記ガラスリボンの前記対向するエッジ部間の前記中心部を、前記分断ゾーン内に位置する前記所定のひびの位置で分断するステップ、さらにその後、
(VII)ステップ(V)中に加えられた前記力を取り除いて、前記ガラスリボンの前記一部を前記第1配置に戻すステップ、
を含むことを特徴とする方法。 In the method of dividing the glass ribbon,
(I) The glass ribbon having a pair of opposed edge portions and a central portion extending laterally between the opposed edge portions, wherein the first surface of the central portion is oriented in the first direction and the central portion Providing a source of the glass ribbon whose second side is oriented in a second direction opposite to the first direction;
(II) generating a predetermined crack on the first surface of the glass ribbon;
(III) passing a part of the glass ribbon including the crack to a dividing zone downstream from the glass ribbon supply source;
(IV) fluid radiating from a support member so as to at least partially support the weight of the portion of the glass ribbon within the segmentation zone while maintaining the portion of the glass ribbon in a first configuration; Colliding with the first surface of the glass ribbon;
(V) temporarily bending the part of the glass ribbon in a direction toward the support member from the first arrangement to the divided arrangement by applying a force to the second surface of the glass ribbon;
(VI) a step of dividing the center portion between the facing edge portions of the glass ribbon at the predetermined crack position located in the dividing zone, and further,
(VII) removing the force applied during step (V) and returning the portion of the glass ribbon to the first arrangement;
A method comprising the steps of:
(VIII)所定の長さのガラスリボンを通過させるステップ、
(IX)前記所定の長さのガラスリボンを、ステップ(V)〜(VII)を実行することによって分断するステップ、および、
(X)分断された前記所定の長さのガラスリボンを処分するステップ、
をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の方法。 After step (VII)
(VIII) a step of passing a glass ribbon of a predetermined length;
(IX) dividing the glass ribbon of the predetermined length by executing steps (V) to (VII); and
(X) disposing the divided glass ribbon of the predetermined length;
The method of claim 1 further comprising:
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