JP6149299B2 - ガラスシートを成形する装置および方法 - Google Patents

Description

関連出願の説明

本出願は、その内容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２９日に出願された米国特許出願第１３／２１９，８２４号の優先権の利益を米国特許法第１２０条の下で主張するものである。

本発明は、例えばフュージョンドロープロセスなどのプロセスや、あるいはガラス形成溶融物の粘性リボンから典型的には個別のシートを生産する他のプロセスを使用して製造されるガラスの熱処理に関する。

フュージョンドロープロセスのようなプロセスで生産されるガラスのシートは、成形プロセス中に、特にアニール点を過ぎガラスの変態温度範囲を通過する際に、比較的急速に冷却されたものである。急速冷却の利点は、プロセスのスループット、および／または、製造プロセスの占有面積または高さを限定できることである。しかし、比較的急速な冷却プロセスで生産されたガラスは、ガラスの変態温度範囲をゆっくり通過して冷却されたガラス形成リボンに比べると、比較的粗い原子構造を有し、すなわちモル体積が大きい。さらに、溶融速度および／または流量が固定されているフュージョンドローのようなプロセスでは、より薄いガラスを成形すると必然的に冷却速度が増加することになり、すなわちガラスは延伸部をより速く落下し、さらにガラスの熱容量は小さい。このことは、ガラスシート、またはマザーシートから切断されたより小さいガラス物品が、続く熱処理で再加熱されると（例えば、ＩＴＯまたはコーティングが塗布される際、シリコンに結合させるとき、または化学強化に使用される溶融塩バス内で処理されるとき）、このガラスが圧縮または高密度化し得、あるいは違う形でそのモル体積がより小さくなる可能性があることを意味している。成形後熱処理でのガラス構造のこのような圧縮または緩和は、例えば、シートの許容できない寸法変化や、あるいは化学強化（イオン交換）プロセスで実現され得るはずの圧縮応力を制限することに繋がり得る。シートの処理後に生じ得る、圧縮、寸法変化、または構造緩和を最小にするために、前述したような所望の後の熱プロセスの前に、熱処理すなわち「アニール」を利用してガラス構造を事前に圧縮または緩和し得ることは周知である。この文脈において緩和とは、粘性材料が過度に急速に冷却されたために十分な時間が得られず達成することができなかった平衡原子構造に、炉で徐々に到達することを称する。ガラス製造者またはＬＣＤパネルメーカーにより実施される方法は、箱すなわちアニール用徐冷炉内における鉛直または水平配向でのシートの熱処理を含むものであった。残念なことにこれらのプロセスは、シートの変形、堅い材料との不用意な接触に起因する摩耗または表面損傷、あるいはガラスまたは他の異質粒子のガラス表面への付着、に繋がる可能性がある。最終製品の用途が、後に厚さに合わせて表面を研削しさらに研磨するものではなく、延伸されたままの清浄なガラス表面が適しているものである場合には、表面での摩耗または粒子の付着は特に有害になる。この表面の損傷または付着した粒子が、光学的な不良を生じさせたり、あるいは強度を限定する傷になったりする可能性がある。

比較的急速に冷却されたガラスが高温のイオン交換バス内に置かれると、原子構造が緩和し、その程度は温度および時間の他、ガラスの組成、ガラスが溶融物から冷却されたときの速度に依存する。ガラスシートに対するイオン交換プロセスの意図は、シート表面内に圧縮応力を形成することである。イオン交換プロセスが高温で行われる場合、ガラス構造はイオン交換バス内で緩和するため、所望の応力を得ることは、応力が解放されることから困難であろう。表面で圧縮応力を増加させるよう意図されているプロセスと緩和は常に競合するため、この構造緩和により、望ましい高圧縮応力をガラス表面に生成し得る程度は制限される。カリウムイオンなどのより大きいイオンを、事前に緩和された、より高密度な構造内のナトリウムの位置など、より小さいイオンの位置に詰め込むと（イオン交換中）、ガラス表面でより大きな圧縮応力を得ることができる。

ガラスの事前の緩和または圧縮が、一般的な箱型の炉またはアニール用徐冷炉内で行われ得る間に、重力や、表面の美しさを損ねたり、あるいは強度を制限する傷を生じさせたりする可能性がある堅い耐火性材料との接触に起因して、ガラスは歪みを被る。

本書で開示されるのは、シートおよび／または製品の後の熱処理で（例えば、ガラスにコーティングが塗布されるとき、ガラスが別の材料に熱的に結合されるとき、またはガラスシート／製品が化学強化されるときなど）ガラスシートが受ける、圧縮、構造緩和、または寸法変化の程度を低減することにより、ガラスシートの価値を高めるプロセスである。このプロセスの１つの用途は、ガラスの変態温度範囲を比較的急速に通過して冷却された個別のシート向けである。しかしながらこのプロセスを、ダウンドロープロセスなどで送出される延長した（すなわち、長さ数メートルを超える）ガラスのリボンに、連続した形で適用してもよい。後者の場合リボンは、長期の熱処理プロセスが完了すると、個別のシートに区分される。このプロセスは、最も広く考えると、ガラスシートを事前に圧縮すること、あるいはガラスの仮想温度を実質的に低下させる範囲にガラスシートを加熱すること、が可能な温度範囲を有する溶融金属バスに送出されるのに先立って、ニアネット形状（厚さ、長さ、および幅）に成形されたガラスシート、または所望の厚さおよび幅に成形されたリボンを、制御して冷却するものを含む。この手法は、フュージョンダウンドロープロセスなどのダウンドロープロセスに特に適している。

ダウンドロープロセスでは、リボンが形成される延伸上部の位置とガラスが凝固して所望の形状に切断される延伸下部の位置との間の距離が比較的短いことが、一般に妨げになる。すなわち、延伸部の物理的高さとガラスリボンの長さには実際に制限がある。特にガラスがガラス転移温度範囲を通過しているとき、ガラスリボンを安定させることが最重要である。特にディスプレイ用途のために製造されるガラスの厚さが典型的には２ｍｍ以下、より典型的には１ｍｍ未満であることを考慮すると、延伸部が高くなることでガラスリボンが吊られている時間が長くなればなるほど、安定した成形プロセスの維持はより難しくなる。すなわち、ガラスリボンは延伸部の全高さをほんの数分で移行するため、数十分あるいは数時間も続く可能性のある従来のアニールサイクルでガラスを処理するための時間は、ほとんど与えられない。

本書で開示される方法によれば、ガラスリボンを、あるいはいくつかの事例では個々のガラスシートを、より高密度な溶融金属の液体上に水平配向で浮かべて、このリボンまたは個々のガラスシートを平坦および他の歪んでいない形状で維持することができる。さらに、ガラスリボンまたはシートを浮かべてその構造または仮想温度を適切に調整すると、このガラスリボンまたはシートは、シートをリボンから区分した後に例えばシートを炉または徐冷炉内で吊るしたり、あるいはシートを固定設備または容器内で支持したりすることで与えられ得る、歪度に影響されない。同様に、リボンまたはシートが水平配向で熱処理された場合、リボンまたはシートの表面は、堅い支持材料（セッタータイルなど）と接触することによって実質的に傷つけられることはない。本書で説明するプロセスは、例えば、厚さ２ｍｍ以下、１ｍｍ以下、またはさらに０．７ｍｍ以下など、比較的薄いガラスに特に適している。薄いリボンまたはシートの利点は、厚さが減少することでさらに柔軟性が増すことである。より薄いガラスリボンは、リボンを鉛直配向から水平配向へと既定の弧を経由して搬送する懸垂装置を用いて、鉛直配向から方向変換させることができる。この懸垂装置は、例えばフュージョンドローによるガラスのビードエリア内などのリボン幅の端で、リボンを保持および／または搬送するべきである。あるいは、エアベアリングを使用して、リボンの向きを、弧を通じて前方すなわち溶融金属バスの先端エッジへと変えてもよい。いずれの場合でも、リボンまたはシートのいわゆる品質エリアは、鉛直から水平配向へ搬送されるときに機械的機器に接触しない。本書において「品質エリア」という用語は、ガラスシートまたはリボンの、最後の機器に最終的に組み込まれる部分を称する。多くのプロセスにおいて、リボンまたはシートの非品質エリアと呼ばれる接触されたエッジ部分は、その接触により損傷の可能性が生じるため、あるいは非品質エリアが許容できない寸法属性を持ち得るため、後に取り除かれる。いずれの場合も、ガラスリボンは鉛直位置から水平位置までエンクロージャ内にあるため、リボンを区分する際に生じる微粒子や、あるいは外気内の微粒子が、煙突効果で上方へと移動してガラスに付着することはなくなる。

従って、一実施の形態ではガラスシートを成形する方法が開示され、溶融ガラスをダウンドロープロセスで成形本体から流して、１０⁸ポアズ以上の粘度を有する粘性部分を含む、ガラスリボンを成形するステップ、粘性部分を、第１方向とは異なる第２方向へと方向変換させるステップ、方向変換された粘性部分を溶融金属バス上で支持するステップであって、粘性部分が溶融金属バス上に入るときの粘性部分の第２粘度が約１０⁹ポアズ以上であるステップ、粘性部分が溶融金属バスを通過するときに粘性部分を約１０¹⁴ポアズ以上の第３粘度まで冷却して、弾性部分を形成するステップ、および、弾性部分を分離してリボンからガラスシートを成形するステップ、を含む。方向変換させる際に、粘性部分を、例えばエアベアリングで支持してもよい。あるいは方向変換させる際に、ガラスリボンをローラで支持してもよい。いくつかの実施形態では、方向変換させる際に、ガラスシートをローラおよびエアベアリングの両方で支持してもよい。溶融ガラスの粘性塊が約１０³〜１０⁵ポアズの比較的低粘度で溶融金属の表面上に入る従来のフロートプロセスとは異なり、本発明のガラスリボン（または、いくつかの実施形態ではガラスシート）は約１０⁹ポアズ以上の比較的高粘度で溶融バス上に入る。溶融金属バスは、例えばスズを含み得る。あるいは溶融金属バスは、さらに、鉛、銀、銅、亜鉛、またはアンチモン、またはこれらの化合物を含み得る。

いくつかの実施形態では、個々のガラスシート、または熱処理されたリボンから切断されたガラスシートを、分離後にイオン交換してもよい。

別の実施形態では、ガラスシートを熱処理する方法が説明され、１０⁹ポアズ超の粘度を有するガラスシートを提供するステップ、および、このガラスシートを溶融金属バス上で支持するステップ、を含み、このガラスシートを、ガラスシートの仮想温度を既定温度未満に下げるのに効果的な時間の間、熱処理することを特徴とする。例えばガラスシートの仮想温度を、この処理の結果、２３０℃から７５０℃の間の温度まで、または３００℃から６５０℃の間の温度まで、あるいは４００℃から６５０℃の間の温度まで下げることができる。

さらに別の実施形態では、ガラスシートを製造する装置が開示され、成形本体であって、この成形本体の上面に形成された、溶融ガラスを受け入れるための溝と、底部で交わる合流成形面とを備えている、成形本体、底部から下降しているガラスリボンを、第１方向から、第１方向とは異なる第２方向へと方向変換させるように構成された、方向変換装置、ガラスリボンを支持する、スズなどの溶融金属を含有している、槽、および、溶融金属含有槽の下流に位置付けられ、かつガラスリボンからガラスシートを切断するように適合された、切断機器、を備えている。方向変換装置は、例えばエアベアリングを含むものでもよい。あるいは方向変換装置は、ローラを含むものでもよい。さらにいくつかの実施形態において方向変換装置は、エアベアリングおよびローラの両方を含むものでもよい。

いくつかの実施形態において、溶融金属は、スズ、鉛、銀、アンチモン、銅、および亜鉛から成る群から選択された金属またはこれらの化合物を含むものでもよい。

本発明のさらなる特徴および利点は以下の詳細な説明の中に明記され、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、以下の詳細な説明、請求項、さらに添付の図面を含め、本書において説明するように本発明を実施することにより認識されるであろう。

前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、本発明の実施形態を示していること、そして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構成を提供することが意図されていることを理解されたい。添付の図面は、本発明のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書の一部を構成する。図面は本発明の種々の実施形態を示し、そしてその説明とともに、本発明の原理および動作の説明に役立つ。

例示的なフュージョンダウンドローガラス製造プロセスの正面図 ダウンドロープロセスで成形されたガラスリボンを溶融金属バス上で熱処理する、本発明による一実施の形態の断面図 ダウンドロープロセスで成形されたガラスリボンを溶融金属バス上で熱処理する、本発明による別の実施形態の断面図

以下の詳細な説明では、説明のためであって限定するものではないが、具体的詳細を開示する実施形態例を明記して本発明の完全な理解を提供する。しかしながら、本開示の利益を得たことのある通常の当業者には、本発明をここで開示される具体的詳細とは異なる他の実施形態で実施し得ることは明らかであろう。さらに、周知の機器、方法、および材料に関する説明は、本発明の説明を不明瞭にしないよう省略することがある。最後に、適用できる限り、同じ参照番号は同様の要素を示す。

図１は、ガラスシートを成形するためのフュージョンガラス製造システム１０の例示的な実施形態を示したものであり、このシステムは、溶解炉１２、清澄槽１４、攪拌槽１６、受入槽１８、下降管２０、注入口２２、および、溶融ガラス形成材料の薄型リボン２６がここから下降する、成形本体２４を含んでいる。ガラス製造システム１０は、溶解装置−清澄槽接続管２８、清澄槽−攪拌槽接続管３０、および攪拌槽−受入槽接続管３２を含め、溶融ガラス形成材料を搬送するための種々の他の槽または導管をさらに含んでいる。溶解炉および／または成形本体は典型的には、アルミナまたはジルコニアを含むセラミックレンガなどのセラミック材料から形成されるが、これらの間の種々の槽および管は白金またはその合金を含むものが多い。以下の説明は、図１に示したプロセスなど、例示的なフュージョンダウンドロープロセスに関するが、本発明は単一面のオーバーフロープロセスまたはスロットドロープロセスなどのダウンドローガラス製造プロセスの他の変形形態に同じく適用可能であり、その基本的プロセスは当業者には周知である。

図１の例示的なフュージョンプロセスによれば、溶解炉１２にバッチ材料３６が矢印３８で示したように提供され、このバッチ材料３６が炉で溶解されてガラス形成材料（以後、溶融ガラス４０）が生成される。溶融ガラス４０は溶解炉１２から清澄槽１４に溶解炉−清澄槽接続管２８を通って搬送される。溶融ガラスは、清澄槽内で炉の温度を超える温度に加熱され、このとき溶融ガラス内に含有されている多価酸化物材料が酸素を解放し、この酸素が溶融ガラスを通って上昇する。この高温での酸素の解放が、バッチ材料を溶解することで生じた溶融ガラス内の小さい気泡の除去に役立つ。

溶融ガラスはその後、清澄槽１４から清澄槽−攪拌槽接続管３０を通って攪拌槽１６内に流れ、ここで回転撹拌機が溶融ガラスを混合および均質化して、均等な物理的および化学的濃度を確保する。攪拌槽１６からの均質化された溶融ガラスは次いで攪拌槽−受入槽接続管３２を通って流れ、受入槽１８で集められて、さらに下降管２０および注入口２２を介して成形本体２４に送られ、その後ガラスリボンに成形される。

成形本体２４は、成形本体の上面に位置している開口溝４２と、図２で最もよく分かるように成形本体の下部すなわち底部４６で合流する、一対の合流成形面４４とを含む。成形本体に供給された溶融ガラスは開口溝に流れ入り、その壁から溢れ出て、合流成形面の表面を流れる２つの個々の溶融ガラス流に分離する。分かれた溶融ガラス流は底部に到達すると再び結合し、すなわち融合し、成形本体の底部から下降する粘性溶融ガラスの単一のリボンを形成する。種々のローラ４８が、粘性ガラスリボンのエッジに沿ってリボンに接触し、このリボンを第１の下降方向５０に延伸するのを助ける。第１の下降方向は鉛直方向であることが好ましい。

リボンを第１方向とは異なる第２方向５２に方向変換させるため、図１のフュージョンプロセスは、ガラスリボンの方向を変える方向変換装置５４をさらに含んでいる。図２に示されている方向変換装置５４は、ローラ５６で表されている。ガラスリボンの方向を方向変換装置５４で９０°変えて、第２方向５２は水平であることが好ましい。好適には、ガラスリボン２６が方向変換装置５４に入るときのガラスリボンの粘度は、約１０⁸ポアズ以上、および約１０⁹ポアズ以上であり、そしていくつかの実施形態では、約１０¹⁰ポアズ以上である。ガラスリボンが方向変換装置５４に入るときのガラスリボンの粘度は、ガラスリボンの厚さ、リボンの厚くなったエッジ（ビード）の厚さ、ガラスリボンを方向変換する際にガラスリボンを支持するために使用される方法、成形本体から下降しているリボンの重量、および、成形本体からの溶融ガラスの流速、などの因子によって課せられる制約により少なくともある程度決定される。例えば粘度がより高い、例えば１０¹⁰ポアズ以上などのガラスリボンは、薄型リボン（例えば、約０．６ｍｍ以下）に適しているであろう。ただしガラスリボンの粘度は、方向変換されるときにガラスリボンが形状（厚さなど）を維持することができるよう、十分に高いものであるべきである。方向変換装置は、ガラスリボンに接触しないか、あるいはローラが使用されるときなど接触が必要な場合には、例えばガラスリボンのエッジ沿いに位置するリボンのビード領域に沿った、あるいは隣接した、ガラスリボンのエッジ部分に、接触が限定されることが好ましい。上で簡単に説明したように、ビードとは、リボンがリボンのエッジから内側へと引っ張られる表面張力効果によってある程度もたらされる、リボンの厚くなったエリアである。

いくつかの実施形態では方向変換装置５４はエアベアリングを含み、このときガラスリボンは、多くの孔を有するエアベアリングの表面から出る空気のクッションによってエアベアリング表面上で支持される。エアベアリングは、例えば、ガラスリボンが第１方向５０から第２方向５２に移行するときにガラスリボンが呈するカテナリーカーブに従う、弓状表面を含み得る。リボンをエアベアリング上で支持すると、エアベアリング表面とガラスリボンとの間の物理的接触が回避され、それにより接触損傷の機会が最小限に抑えられる。

さらに他の実施形態では、方向変換させる際にガラスリボンをローラと１以上のエアベアリングとの両方で支持してもよい。ローラは、得られるガラス製品で厳格な特性制御が要求されない用途に適しているであろう。

図２によれば、ガラスリボンが第１方向５０への移動から第２方向５２への移動へと一旦方向を変えると、ガラスリボンは、適切な槽６０の中に含有されている溶融金属バス５８に入って、ここで溶融金属バスの露出表面で支持される。溶融金属バスを構成する金属は、例えばスズでもよい。他の実施形態において溶融金属バスは、鉛、銀、アンチモン、銅、または亜鉛のうちの１以上と、スズとの合金を含む。適切な量の、鉛、銀、アンチモン、銅、または亜鉛などの添加金属を使用して、溶融金属バスの溶融温度を下げることができる。バスの温度は、約７５０℃未満でありかつ金属の溶融温度を超える温度で維持されることが好ましい。例えば、純スズバスではスズの温度は約２３０℃以上で維持されるべきであるが、上述したように溶融金属バスを合金にすると、いくらか低い温度を得ることができる。溶融金属の酸化を防ぐため、比較的不活性な雰囲気６４を溶融金属上で維持するためのカバー６２が槽６０に設けられる。例えば、窒素の雰囲気、または窒素およびアルゴンの混合物の雰囲気は、溶融金属上に適切な不活性雰囲気を形成する。カバー６２は、気密性のあるものである必要はなく、また不活性雰囲気を適切なガスの供給で定期的または連続的に置き換えるまたは補うように配置し得ることに留意されたい。

ガラスリボンの粘度は、ガラスリボンが溶融金属バス５８の表面上に入る時点で少なくとも１０⁹ポアズであることが好ましく、また約１０¹⁰ポアズ以上であることが好ましい。しかしながら、いくつかの実施形態においてガラスリボンは、溶融金属バスの表面上に入るときに１０¹¹ポアズなど、より高い粘度を有し得る。相対的に高温のガラスリボンが溶融金属バスの表面上を移動すると、ガラスリボンの温度は溶融金属バスの範囲内の温度に下がる。例えば、いくつかの実施形態での溶融金属バスの温度は約２３０℃から約７５０℃の範囲であり、ガラスリボンの粘度を続いて増加させることになる。好適には、ガラスリボンが溶融金属バスを離れるときのガラスリボンの粘度は、約１０¹³ポアズ以上、約１０¹⁴ポアズ以上、または約１０¹⁵ポアズ以上であり、いくつかの事例では少なくとも約１０¹⁶ポアズである。

ガラスリボンが溶融金属バスの表面上を通過するときにガラスリボンを確実に適切に冷却するために、ガラスリボンが入るバスの入口端部が最も高温でありかつガラスリボンが出ていく対向するバスの出口端部が最も低温であるような温度勾配を、バスがその長さに沿って呈するように、加熱器５７をバスの中に沈めてもよい。いくつかの実施形態では、バスが水面下のバッフル６３をさらに含み、バスのいくつかの領域をバスの他の領域から区分して、互いに混ざり合うのを制限するよう助けてもよい。必要であれば、あるいは所望であれば、加熱器およびバッフルを互いに併せて使用してもよい。本発明の文脈において適切な冷却とは、最も重要な温度範囲の間の冷却期間を長くすることを意味する。すなわち最も影響を与える温度範囲は、ガラスの圧縮時となり得る。ディスプレイ用途での使用に適したガラスでは、これは約１０¹¹ポアズから１０¹⁴ポアズの間のガラス粘度に相当する温度範囲である。

上述したような連続したガラスリボンではなく、個々のガラスシートを溶融金属バス上に浮かべる事例では、溶融金属バスの最も高温の部分の上に入る個々のガラスシートは、浮かべられる前の最初のガラスシートの温度よりも大幅に高い温度まで溶融金属バスで加熱され得ることに留意されたい。この場合ガラスシートは、溶融金属バスの高温の端部と実質的に等しい第１温度まで最初に上昇され、続いてより低温の端部に向かってガラスシートが溶融金属バスの全長を通過するときに冷却される。いくつかの実施形態では、ガラスシートが入る位置での溶融金属バスの温度と同じまたは実質的に同じ温度まで、ガラスシートを事前に加熱してもよい。

必要であれば、ガラスリボンを溶融金属バス５８の表面上で、ローラ６５を用いて動かしてもよい。ガラスリボンの品質領域を損傷しないよう、ローラがガラスリボン（またはガラスシート）の好適にはエッジ部分にのみ接触するように、ローラ６５を図２に示されているように水平に配置されたガラスリボン上に位置付けてもよい。ガラスリボンが溶融金属バスから離れると、ガラスリボンを従来の方法で分離（すなわち切断）して、個々のガラスシート６６を成形することができる。例えば個々のガラスシートは、分離機６８を用いてガラスリボンから分離させてもよい。分離機６８は、ガラスリボンに罫書きする、例えば罫書きホイールまたは他の機械的罫書き装置を含み得る。次いで曲げることなどによって、この罫書きを横切る引張応力を加えることで、ガラスリボンを分離することができる。いくつかの実施形態において分離機６８は、上で述べたような機械的罫書き装置や、また罫書き線上にレーザビームを通過させてガラスリボンを横切って亀裂を伝播させるレーザを含む。さらに他の実施形態では、機械的に罫書きせずに分離を達成することができ、このとき分離機６８は、ガラスに罫書きし分離させる１以上のレーザを含む。さらに、ウォータージェット、および／またはレーザが補助するウォータージェットを使用して、ガラスリボンからガラスシートを分離させることができる。

いくつかの事例では、分離されたガラスシートまたはガラスリボンに、熱処理チャンバ７０内で随意的なさらなる熱処理を施してもよい。例えば、図２ではプロセスの分離ステップ後（すなわち、分離機６８の後）に熱処理チャンバ７０が示されているが、ガラスリボンが溶融金属バスから取り出された後にガラスリボンがさらに熱処理されるよう、図３に示したように熱処理チャンバ７０を溶融金属バスと分離機６８との間に位置付けてもよい。熱処理チャンバ７０内での追加の熱処理によって、ガラスリボン（またはガラスリボンから生成されるガラスシート）の熱処理のために利用できる時間が増加し、それと同時に溶融金属バス内での適切な温度勾配の維持に関連する費用および複雑さが克服される。

ガラスシート６６がリボン２６から分離された後、ガラスシート６６にイオン交換プロセスを施してもよい。例えば、カリウムイオンを含む液体バス（図示なし）内にガラスシートを置いてもよく、このときイオン交換バス内のカリウムイオンが、例えばガラス内のナトリウムイオンと置き換わる。イオン交換プロセスは当技術では周知であるため、これ以上説明しない。より一般的にイオン交換プロセスの目的は、より小さいイオンをより大きいイオンと置き換えることであり、カリウム以外のイオン性物質を具体的なガラス組成に応じて使用してもよい。当業者は、ガラスシートの組成に応じて適切なイオン交換プロセスを容易に決定することができる。

本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明の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。すなわち、本発明の改変および変形が添付の請求項およびその同等物の範囲内であるならば、本発明はこのような改変および変形を含むと意図されている。

１０ ガラス製造システム
２４ 成形本体
２６ ガラスリボン
４０ 溶融ガラス
４２ 開口溝
４４ 合流成形面
４６ 底部
５４ 方向変換装置
５６ ローラ
５７ 加熱器
５８ 溶融金属バス
６０ 槽
６６ ガラスシート
６８ 分離機
７０ 熱処理チャンバ

Claims (10)

1. ガラスシートを成形する方法において、
   溶融ガラスをダウンドロープロセスで成形本体から第１方向に流して、１０⁸ポアズ以上の第１粘度を有する粘性部分を含む、ガラスリボンを成形するステップ、
   前記粘性部分を、前記第１方向とは異なる第２方向へと方向変換させるステップ、
   方向変換された前記粘性部分を溶融金属バス上で支持するステップであって、前記粘性部分が前記溶融金属バス上に入るときの、該粘性部分の第２粘度が１０⁹ポアズ以上であるステップ、
   前記粘性部分が前記溶融金属バスを通過するときに該粘性部分を１０¹⁴ポアズ以上の第３粘度まで冷却して、弾性部分を形成するステップであって、前記冷却が前記ガラスリボンの前記弾性部分の仮想温度を２３０℃から７５０℃の間の温度まで下げる、ステップ、
   前記弾性部分を分離して個々のガラスシートを成形するステップ、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記第３粘度が、１０¹⁵ポアズ以上であることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記分離の後に前記ガラスシートの少なくとも一方の表面をイオン交換するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 前記方向変換させる際に、前記粘性部分をエアベアリングで支持することを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の方法。
5. 前記方向変換させる際に、前記粘性部分をローラで支持することを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の方法。
6. 前記第１粘度が１０⁹ポアズ以上であることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の方法。
7. ガラスシートを製造する装置であって、
   成形本体であって、該成形本体の上面に形成された、溶融ガラスを受け入れるための溝と、底部で交わる合流成形面とを備えている、成形本体、
   前記底部から下降しているガラスリボンを、第１方向から、該第１方向とは異なる第２方向へと方向変換させるように構成された、方向変換装置、
   前記ガラスリボンを支持するように構成された溶融金属を含有している、槽、および、
   前記槽の下流に位置付けられ、かつ前記ガラスリボンからガラスシートを切断するように適合された、切断機器、
   を備え、
   前記溶融金属を含有している槽が、前記溶融金属中に沈んでいるバッフルと、第１の温度を有する入口端部と、第２の温度を有する出口端部とを備えており、
   前記バッフルが、前記溶融金属の所定の領域を前記溶融金属の他の領域から区分するよう構成されており、
   前記第１の温度が前記第２の温度より高いことを特徴とする装置。
8. 前記方向変換装置が、前記方向変換させる際に前記ガラスリボンを支持するように構成された、エアベアリングを備えていることを特徴とする請求項７記載の装置。
9. 前記方向変換装置が、前記方向変換させる際に前記ガラスリボンを支持するように構成された、ローラを備えていることを特徴とする請求項７記載の装置。
10. 前記溶融金属を含有している前記槽と前記切断機器との間に位置付けられた、熱処理チャンバをさらに備えていることを特徴とする請求項７から９いずれか１項記載の装置。

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