TW201808833A - 用於玻璃遞送定向的裝置及方法 - Google Patents

Abstract

一種玻璃製造裝置及方法包括一形成裝置及一熔化及遞送元件。該熔化及遞送元件被配置為使熔化玻璃沿著一遞送路徑流動，該遞送路徑在一第一方向上沿著該熔化及遞送元件的至少一部分延伸。該形成裝置在一縱向方向上延伸，該縱向方向相對於該第一方向呈一定角度。

Description

用於玻璃遞送定向的裝置及方法

此申請案依據專利法主張於2016年6月23日所提出之第62/353881號美國臨時專利申請案的優先權權益，該申請案之整體內容於本文中以引用方式依附及併入本文中。

本揭示案大致關於用於製作玻璃製品的裝置及方法，且更具體而言是關於用於以多個遞送定向製作玻璃製品的裝置及方法。

在生產玻璃製品（例如用於包括電視及手持式設備（例如電話及平板電腦）之顯示應用的玻璃片）時，存在著增加用於生產該等玻璃製品之製程及裝置的效率及彈性的持續需要。

本文中所揭露的實施例包括了一種玻璃製品製造裝置。該裝置包括一形成裝置及一熔化及遞送元件，該熔化及遞送元件被配置為使熔化玻璃沿著一遞送路徑流動，該遞送路徑沿著一第一方向沿著該熔化及遞送元件的至少一部分延伸。該形成裝置在一縱向方向上延伸，該縱向方向相對於該第一方向呈一定角度。

本文中所揭露的實施例亦包括了一種用於製作一玻璃製品的方法。該方法包括以下步驟：沿著一熔化及遞送元件處理一熔化玻璃，該熔化及遞送元件被配置為使熔化玻璃沿著一遞送路徑流動，該遞送路徑沿著一第一方向沿著該熔化及遞送元件的至少一部分延伸。該方法亦包括以下步驟：在一形成裝置中處理該玻璃熔化物。該形成裝置在一縱向方向上延伸，該縱向方向相對於該第一方向呈一定角度。

本文中所揭露之實施例的額外特徵及優點將在以下的詳細說明中闡述，且該等特徵及優點的一部分將由本領域中具技藝者藉由該說明輕易理解或藉由實行如本文中所述之經揭露的實施例來辨識，該等實施例包括以下的詳細說明、請求項以及隨附的繪圖。

要瞭解的是，以上的一般說明及以下的詳細說明兩者呈現了要提供用於瞭解所主張之實施例之本質及特性之概觀或架構的實施例。附隨的繪圖被包括為提供進一步的瞭解，且被併入及構成此說明書的一部分。該等繪圖繪示本揭示案的各種實施例且與說明一起用於解釋本揭示案的原理及操作。

現將詳細參照本揭示案目前較佳的實施例，其示例被繪示在隨附的繪圖中。當可能時，相同的參考標號將用於繪圖各處以指稱相同的或類似的部件。然而，可以許多不同形式實現此揭示案，且此揭示案不應被建構為受限於本文中所闡述的實施例。

範圍在本文中可表達為從「約」一個特定值及/或至「約」另一特定值。當表達此類範圍時，另一實施例包括從該一個特定值及/或至該另一特定值。類似地，例如當藉由使用先行詞「約」將值表達為近似值時，將瞭解的是，該特定值形成另一實施例。將進一步瞭解的是，範圍中之各者的端點皆明顯相對於另一端點且獨立於另一端點。

如本文中所使用的方向性用語（例如上、下、右、左、前、後、頂、底）係僅參照如所描繪的圖式而作出的，且不欲暗示絕對定向。

除非原本明確表明，絕不欲本文中所闡述的任何方法被建構為需要其步驟以特定順序執行，亦不需要任何裝置特定的定向。據此，若一方法請求項實際上並不記載要由其步驟依循的順序，或任何裝置請求項實際上並不記載個別元件的順序或定向，或原本在請求項或說明書中不具體表明步驟要受限於特定順序，或未記載裝置之元件的特定順序或定向，則絕不欲在任何方面推斷順序或定向。這對於解譯之任何可能的非明示基礎都是如此，包括：針對步驟、操作流程、元件順序或元件定向之佈置的邏輯事項；推導自文法組織或標點符號的一般意義，及；說明書中所述之實施例的數量或類型。

如本文中所使用的，單數形式「一個（a）」、「一個（an）」及「該（the）」包括了複數的指涉對象，除非上下文另有清楚指示。例如，因此對於「一」元件的指稱包括了具有二或更多個如此元件的態樣，除非上下文另有清楚指示。

圖示於圖1中的是示例性玻璃製造裝置10。在某些實例中，玻璃製造裝置10可包括玻璃熔化熔爐12，該玻璃熔化熔爐可包括熔化容器14。除了熔化容器14以外，玻璃熔化熔爐12可可選地包括一或更多個額外元件，例如加熱原始材料及將原始材料轉換成熔化玻璃的加熱構件（例如燃燒器或電極）。在進一步實例中，玻璃熔化熔爐12可包括減少來自熔化容器附近之熱損失的熱管理設備（例如絕緣元件）。在又進一步的實例中，玻璃熔化熔爐12可包括促進將原始材料熔化成玻璃熔化物的電子設備及/或電機設備。又進一步地，玻璃熔化熔爐12可包括支撐結構（例如支撐底盤、支撐構件等等）或其他元件。

玻璃熔化容器14一般包括耐火材料，例如耐火陶瓷材料，例如包括氧化鋁或氧化鋯的耐火陶瓷材料。在某些實例中，玻璃熔化容器14可以耐火陶瓷磚建構。將於下文更詳細地描述玻璃熔化容器14的特定實施例。

在某些實例中，玻璃熔化熔爐可被合併為玻璃製造裝置的元件以製造玻璃基板（例如具有連續長度的玻璃條帶）。在某些實例中，本揭示案的玻璃熔化熔爐可被合併為玻璃製造裝置的元件，該玻璃製造裝置包括槽拉裝置、浮浴裝置、下拉裝置（例如熔融製程）、上拉裝置、壓軋裝置、管拉裝置或會受益於本文中所揭露之態樣的任何其他玻璃製造裝置。藉由示例的方式，圖1示意性地將玻璃熔化熔爐12繪示為用於熔融拉製玻璃條帶以供後續處理成個別玻璃片的熔融下拉玻璃製造裝置10的元件。

玻璃製造裝置10（例如熔融下拉裝置10）可可選地包括上游玻璃製造裝置16，該上游玻璃製造裝置相對於玻璃熔化容器14定位在上游。在某些實例中，一部分的或整個的上游玻璃製造裝置16可合併為玻璃熔化熔爐12的部件。

如所繪示之實例中所示，上游玻璃製造裝置16可包括儲存料架18、原始材料供應設備20及連接至原始材料供應設備的馬達22。儲存料架18可被配置為儲存可被饋進玻璃熔化熔爐12之熔化容器14（如由箭頭26所指示）的一定量原始材料24。原始材料24一般包括一或更多個玻璃形成金屬氧化物及一或更多個改良劑。在某些實例中，原始材料供應設備20可由馬達22供能，使得原始材料供應設備20從儲存料架18向熔化容器14供應預定量的原始材料24。在進一步實例中，馬達22可向原始材料供應設備20供能，以基於熔化容器14下游所感測的熔化玻璃位準使用受控的速率引入原始材料24。熔化容器14內的原始材料24可在之後被加熱以形成熔化玻璃28。

玻璃製造裝置10亦可可選地包括下游玻璃製造裝置30，該下游玻璃製造裝置相對於玻璃熔化熔爐12定位在下游。在某些實例中，一部分的下游玻璃製造裝置30可合併為玻璃熔化熔爐12的部件。在某些實例中，以下所論述的第一連接導管32或下游玻璃製造裝置30的其他部分可合併為玻璃熔化熔爐12的部件。下游玻璃製造裝置的構件（包括第一連接導管32）可形成自貴金屬。合適的貴金屬包括選自由以下物組成之群組的鉑族金屬：鉑、銥、銠、鋨、釕及鈀或其合金。例如，玻璃製造裝置的下游元件可形成自鉑銠合金，該鉑銠合金包括從如70至約90%重量的鉑及約10%至約30%重量的銠。然而，其他合適的金屬可包括鉬、鈀、錸、鉭、鈦、鎢及其合金。

下游玻璃製造裝置30可包括定位在熔化容器14下游且藉由上述的第一連接導管32耦合至熔化容器14的第一調節（例如處理）容器（例如精製容器34）。在某些實例中，熔化玻璃28可藉由第一連接導管32從熔化容器14重力饋送至精製容器34。例如，重力可使得熔化玻璃28透過從熔化容器14到精製容器34之第一連接導管32的內部路徑。然而，應瞭解的是，其他調節容器可定位在熔化容器14的下游（例如定位在熔化容器14及精製容器34之間）。在某些實施例中，可在熔化容器及精製容器之間採用調節容器，其中來自主要熔化容器的熔化玻璃被進一步加熱以繼續熔化程序，或在進入精製容器之前被冷卻至低於熔化容器中之熔化玻璃之溫度的溫度。

可藉由各種技術在精製容器34內從熔化玻璃28移除氣泡。例如，原始材料24可包括多價化合物（亦即淨化劑）（例如錫氧化物），該等多價化合物在被加熱時經歷化學還原反應且釋放氧。其他合適的淨化劑包括（不限於）砷、銻、鐵及鈰。精製容器34被加熱至大於熔化容器溫度的溫度，藉此加熱熔化玻璃及淨化劑。由溫度引發之淨化劑的化學還原所產生的氧氣泡透過精製容器內的熔化玻璃升起，其中熔化熔爐中所產生之熔化玻璃中的氣體可擴散或聚結成由淨化劑所產生的氧氣泡。擴大的氣泡可接著上升至精製容器中之熔化玻璃的自由面，且之後被排出精製容器。氧氣泡可進一步引發精製容器中之熔化玻璃的機械性混合。

下游玻璃製造裝置30可更包括另一調節容器，例如用於混合熔化玻璃的混合容器36。混合容器36可定位在精製容器34的下游。混合容器36可用以提供均一的玻璃熔化物成分，藉此減少可能原本存在於離開精製容器之經精製的熔化玻璃內的化學索（cords of chemical）或熱不均勻性。如所示，精製容器34可藉由第二連接導管38耦合至混合容器36。在某些實例中，熔化玻璃28可藉由第二連接導管38從精製容器34重力饋送至混合容器36。例如，重力可使得熔化玻璃28透過從精製容器34到混合容器36之第二連接導管38的內部路徑。應注意的是，儘管混合容器36被圖示為在精製容器34的下游，混合容器36可定位在精製容器34的上游。在某些實施例中，下游玻璃製造裝置30可包括多個混合容器，例如在精製容器34上游的混合容器及在精製容器34下游的混合容器。這些多個混合容器可具有相同的設計，或它們可具有不同的設計。

下游玻璃製造裝置30可更包括另一調節容器，例如可定位在混合容器36下游的供應容器40。供應容器40可調節要被饋進下游形成設備的熔化玻璃28。例如，供應容器40可充當蓄積器及/或流動控制器，以藉由出口導管44調整及/或提供熔化玻璃28前往形成主體42的連貫流動。如所示，混合容器36可藉由第三連接導管46耦合至供應容器40。在某些實例中，熔化玻璃28可藉由第三連接導管46從混合容器36重力饋送至供應容器40。例如，重力可將熔化玻璃28從混合容器36向供應容器40驅動透過第三連接導管46的內部路徑。

下游玻璃製造裝置30可更包括形成裝置48，該形成裝置包括上述的形成主體42及入口導管50。出口導管44可被定位為從供應容器40向形成裝置48的入口導管50供應熔化玻璃28。例如，在實例中，出口導管44可嵌套在入口導管50的內表面內且與該內表面隔開，藉此提供了定位在出口導管44的外表面及入口導管50的內表面之間的熔化玻璃自由表面。熔融下拉玻璃製造裝置中的形成主體42可包括定位於形成主體的上表面中的溝槽52及沿著形成主體的底緣56在拉製方向上收斂的收斂形成面54。透過供應容器40、出口導管44及入口導管50供應至形成主體槽的熔化玻璃溢出槽的側壁且沿收斂形成面54下降成為單獨的熔化玻璃流。單獨的熔化玻璃流在底緣56下方且沿著該底緣結合，以藉由向玻璃條帶施加張力（例如藉由重力、邊緣輥72及拉取輥82）以在玻璃冷卻及玻璃的黏度增加時控制玻璃條帶的尺度，來產生從底緣56以拉製方向60拉製的單一玻璃條帶58。據此，玻璃條帶58經歷黏彈性轉變，且獲得給予玻璃條帶58穩定尺度特性的機械性質。在某些實施例中，玻璃條帶58可藉由玻璃條帶之彈性區域中的玻璃分離裝置100分離成個別的玻璃片62。自動機64可接著使用抓握工具65向輸送系統傳輸個別的玻璃片62，於是該等個別的玻璃片可被進一步處理。

圖2為圖1之裝置之實施例的頂視圖，其中玻璃製造裝置包括可用以處理離開形成裝置48之玻璃條帶及玻璃片中的至少一者的片體運輸元件150。在圖2中所繪示的實施例中，在出口導管44上游且包括該出口導管的組分包括了熔化及遞送元件140。如圖2中所示，玻璃製造裝置被配置為使熔化玻璃沿著遞送路徑流動，該遞送路徑可沿著熔化及遞送元件140的至少一部分（例如沿著整個熔化及遞送元件140、沿著第一方向D1）延伸。例如，沿著D1延伸的遞送路徑可至少從混合容器36延伸至供應容器40。沿著D1延伸的遞送路徑亦可沿著熔化及遞送元件140延伸較長的距離，例如從精製容器34到供應容器40，包括從熔化容器14到供應容器40，且更包括從儲存料架18到供應容器40。

圖2中所繪示之實施例中的形成裝置48以縱向方向L定向。在此實施例中，片體運輸元件150在第二方向D2上延伸，該第二方向與第一方向D1大約垂直。

本文中所揭露的實施例包括形成裝置48在縱向方向L上延伸的那些實施例，該縱向方向相對於第一方向D1呈一定角度。圖3圖示一分解頂視圖，圖示形成裝置48的縱向方向L及第一方向D1之間的角度θ。角度θ可為任何非零值，例如從約1度到約360度，例如從約1度到約180度，且進一步地例如從約1度到約90度，包括約90度。

形成裝置48可例如藉由改變形成裝置48的入口導管50相對於第一方向D1的定向（例如如圖3中所示地，圖3圖示了入口導管50相對於供應容器40之出口導管44的可變定向），來在相對於第一方向D1呈角度θ的縱向方向L上延伸。具體而言，供應容器40與出口導管44流體連通，而形成裝置48的形成主體42與入口導管50流體連通，其中入口導管50可相對於出口導管44而定向。如圖3中可見的，因為出口導管44及入口導管50兩者各具有大約圓形的截面（在圖3的實施例中，入口導管50沿圓周圍繞出口導管44），入口導管50可如由箭頭170所指示地相對於出口導管44而定向。具體而言，入口導管50可相對於出口導管44及第一方向D1以任何角度定向，例如從約0到約360度的任何角度，包括從約0到約180度的任何角度。

因為形成裝置48的入口導管50可相對於第一方向D1以任何角度定向，形成裝置48的縱向方向L（如圖2、4及5中所示）被配置為可相對於第一方向D1以角度θ定向。這允許熔化玻璃沿著第一方向D1流進供應容器40及沿著形成裝置48的縱向方向L流進形成主體42，藉此取決於相對於第一方向D1的縱向方向L而允許了各種流動定向。例如，如圖2中所示，形成裝置48的縱向方向L可與第一方向D1大約相同。或者，如圖示（例如在圖4及5中），形成裝置48的縱向方向L可與第一方向D1大約垂直。形成裝置48的縱向方向L亦可相對於第一方向D1以其他角度延伸（未圖示）。

儘管圖4及5兩者圖示了形成裝置48的縱向方向L與第一方向D1大約垂直的實施例，該等圖式各分別圖示了在大約相反的第二方向D2上延伸的片體運輸元件150。具體而言，圖4圖示了圖1之裝置之實施例的頂視圖，其中片體運輸元件150在與第一方向D1大約相同的第二方向D2上延伸。反過來，圖5圖示了圖1之裝置之實施例的頂視圖，其中片體運輸元件150在與第一方向D1大約相反的第二方向D2上延伸。

儘管圖2、4及5分別圖示了第二方向D2與第一方向D1大約垂直、相同及相反的實施例，要瞭解的是，本文中所揭露的實施例包括了第二方向D2被配置為相對的第一方向D1以任何角度延伸的那些實施例（例如其中第二方向D2相對於第一方向D1的範圍是從約0或到約360度，例如從約0度到約180度）。

無論形成裝置48相對於第一方向D1的定向，形成裝置48的高度（且同樣地，形成主體42的高度）可被調整為使得將玻璃流過形成主體42造成產生具有所需特性的玻璃條帶。例如，如圖6中所示，可針對本文中所揭露的任何定向在縱向方向L及橫向方向T中的至少一者上獨立調整形成裝置48的高度。可例如藉由使用可獨立調整的懸吊起重機機構（suspension jack mechanism）來作出此類調整，該懸吊起重機機構位在形成裝置48的轉角位置上方，如由圖6中的點A-D所繪示。

片體運輸元件150可在第二方向D2上運輸玻璃條帶或從玻璃條帶分離的個別片體。例如，在某些示例性實施例中，片體運輸元件150包括懸索區，該懸索區可透過特定的掠角從大約垂直的方向向第二方向彎曲玻璃條帶（例如薄的、可撓的玻璃條帶）。片體運輸元件150可更包括其他的條帶或片體加工、偵測及/或包裝元件，例如清洗元件、塗覆元件、邊緣加工元件、蝕刻元件且在薄的、可撓的玻璃條帶的情況下例如為滾軋元件（未圖示）。

本文中所揭露的實施例（包括在相對於第一方向呈一定角度的縱向方向上延伸的形成裝置）可相對於先前習知的玻璃製品製造裝置及方法允許若干優點，包括更有效率地使用設施空間，特別是在第二方向被配置為與流動方向相同或相反時。本文中所揭露的實施例亦可減少可能存在於供應容器的出口導管中及在方向上取決於該出口導管的潛在的不想要的梯度效應（例如黏度或成分梯度），該減少步驟是藉由允許將形成裝置的流動方向調整為最小化如此梯度的效應的定向來進行的。這可反過來造成形成具有改良屬性（例如改良的厚度或成分均勻性）的玻璃製品或玻璃片。

儘管已參照熔融下拉製程來描述上述實施例，要瞭解的是，此類實施例亦可應用於其他玻璃形成製程，例如浮製製程、槽拉製程、上拉製程及壓軋製程。

對於本領域中具技藝者而言將是清楚的是，可在不脫離本揭示案之精神及範圍的情況下對本揭示案的實施例作出各種更改及變化。因此，所要的是，唯若修改及變化是在隨附之請求項及它們的等效物的範圍內，本揭示案才涵蓋如此的修改及變化。

10‧‧‧玻璃製造裝置
12‧‧‧玻璃熔化熔爐
14‧‧‧熔化容器
16‧‧‧上游玻璃製造裝置
18‧‧‧儲存料架
20‧‧‧原始材料供應設備
22‧‧‧馬達
24‧‧‧原始材料
26‧‧‧箭頭
28‧‧‧熔化玻璃
30‧‧‧下游玻璃製造裝置
32‧‧‧第一連接導管
34‧‧‧精製容器
36‧‧‧混合容器
38‧‧‧第二連接導管
40‧‧‧供應容器
42‧‧‧形成主體
44‧‧‧出口導管
46‧‧‧第三連接導管
48‧‧‧形成裝置
50‧‧‧入口導管
52‧‧‧溝槽
54‧‧‧收斂形成面
56‧‧‧底緣
58‧‧‧玻璃條帶
60‧‧‧拉製方向
62‧‧‧玻璃片
64‧‧‧自動機
65‧‧‧抓握工具
72‧‧‧邊緣輥
82‧‧‧拉取輥
100‧‧‧玻璃分離裝置
140‧‧‧熔化及遞送元件
150‧‧‧片體運輸元件
170‧‧‧箭頭
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
L‧‧‧縱向方向
T‧‧‧橫向方向
θ‧‧‧角度

圖1為示例熔融下拉玻璃製造裝置及製程的示意圖；

圖2為圖1之示例性裝置及製程之實施例的頂視圖，其中形成裝置如本文中所述地被定向為使得片體運輸元件在第二方向上延伸，該第二方向與第一方向大約垂直；

圖3為一分解頂視圖，圖示如本文中所述之形成裝置的縱向方向及第一方向之間的角度以及形成裝置之入口導管的定向相對於供應容器之出口導管的定向之間的關係；

圖4為圖1之示例性裝置及製程之替代實施例的頂視圖，其中形成裝置如本文中所述地被定向為使得片體運輸元件在第二方向上延伸，該第二方向與第一方向大約相同；

圖5為圖1之示例性裝置及製程之替代實施例的頂視圖，其中形成裝置如本文中所述地被定向為使得片體運輸元件在第二方向上延伸，該第二方向與第一方向大約相反；及

圖6為依據本文中所揭露之實施例之形成裝置的頂剖視圖，其中可在縱向及橫向方向中的至少一者上獨立調整形成裝置的高度。

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

Claims (18)

1. 一種玻璃製品製造裝置，包括： 一形成裝置；及 一熔化及遞送元件，被配置為使熔化玻璃沿著一遞送路徑流動，該遞送路徑沿著一第一方向沿著該熔化及遞送元件的至少一部分延伸； 其中該形成裝置在一縱向方向上延伸，該縱向方向相對於該第一方向呈一角度。
2. 如請求項1所述之玻璃製品製造裝置，更包括在一第二方向上延伸的一片體運輸元件。
3. 如請求項1所述之玻璃製品製造裝置，其中該熔化及遞送元件包括與一出口導管流體連通的一供應容器，且該形成裝置包括與一入口導管流體連通的一形成主體，其中該玻璃製品製造裝置被配置為使熔化玻璃沿著該第一方向流進該供應容器且被配置為使熔化玻璃沿著該縱向方向流進該形成主體。
4. 如請求項1所述之玻璃製品製造裝置，其中該第一方向及該縱向方向之間的該角度的範圍為從約1度到約90度。
5. 如請求項2所述之玻璃製品製造裝置，其中該第二方向與該第一方向大約相同。
6. 如請求項2所述之玻璃製品製造裝置，其中該第二方向與該第一方向大約相反。
7. 如請求項1所述之玻璃製品製造裝置，其中該第一方向沿著整個的該熔化及遞送元件延伸。
8. 如請求項1所述之玻璃製品製造裝置，其中可在該縱向方向及橫向方向中的至少一者上獨立調整該形成裝置的高度。
9. 如請求項2所述之玻璃製品製造裝置，其中該片體運輸元件包括一懸索區。
10. 一種用於製作一玻璃製品的方法，包括以下步驟： 沿著一熔化及遞送元件處理一玻璃熔化物，該熔化及遞送元件被配置為使熔化玻璃沿著一遞送路徑流動，該遞送路徑沿著一第一方向沿著該熔化及遞送元件的至少一部分延伸；及 在一形成裝置中處理該玻璃熔化物； 其中該形成裝置在一縱向方向上延伸，該縱向方向相對於該第一方向呈一角度。
11. 如請求項10所述之方法，更包括以下步驟：沿著在一第二方向上延伸的一片體運輸元件處理一玻璃條帶及玻璃片中的至少一者。
12. 如請求項10所述之方法，其中該熔化及遞送元件包括與一出口導管流體連通的一供應容器，且該形成裝置包括與一入口導管流體連通的一形成主體，其中該玻璃製品製造裝置被配置為使熔化玻璃沿著該第一方向流進該供應容器且被配置為使熔化玻璃沿著該縱向方向流進該形成主體。
13. 如請求項10所述之方法，其中該第一方向及該縱向方向之間的該角度的範圍為從約1度到約90度。
14. 如請求項11所述之方法，其中該第二方向與該第一方向大約相同。
15. 如請求項11所述之方法，其中該第二方向與該第一方向大約相反。
16. 如請求項10所述之方法，其中該第一方向沿著整個該熔化及遞送元件延伸。
17. 如請求項10所述之方法，其中可在該縱向方向及橫向方向中的至少一者上獨立調整該形成裝置的高度。
18. 如請求項11所述之方法，其中該片體運輸元件包括一懸索區。