TW201817687A - 用於玻璃帶熱管理之方法與設備 - Google Patents

Abstract

用於製造玻璃製品的方法及設備包含：在外殼中形成玻璃帶，並且在該外殼之出口處將加熱機構施加至該玻璃帶之中心區域，並且將冷卻機構施加至該玻璃帶之第一珠狀區域及第二珠狀區域中之至少一者。冷卻機構可經配置以將來自流體源的流體之流動導向第一珠狀區域及第二珠狀區域之至少一個表面。

Description

用於玻璃帶熱管理之方法與設備

此申請案根據專利法主張於2016年9月29日申請之美國臨時申請案序號第62/401,467號之優先權之權益，依據該案之內容並將該案之內容以全文引用方式併入本文。

本揭示案大致上關於用於製作玻璃製品的方法及設備，並且更具體而言關於在玻璃製品之製造中提供改進的玻璃帶之熱管理的方法及設備。

於玻璃製品之生產中，例如用於顯示器應用（包含電視機及手持裝置，例如手機及平板電腦）的玻璃片，玻璃製品可由連續流過外殼的玻璃之帶所生產。最終，玻璃帶離開外殼進入通常較低溫度的環境中。外殼之內部與外部的環境之間的差異可能導致玻璃帶之熱曲率(thermal curvature)，由於未知的或不受控制的冷卻速率的改變而造成該帶之不期望的形狀及應力。該熱曲率在玻璃之溫度於橫向(widthwise)方向上不同的情況下特別難以理解及控制，例如當與玻璃之相對較薄的區域相比玻璃之相對較厚的區域冷卻至較高的溫度時。因此，期望更加理解及控制當玻璃帶離開外殼時該玻璃帶之熱曲率，以便於玻璃製品之製造中提供改進的熱管理。

本文揭示的實施例包含用於製造玻璃製品的方法。該方法包含於外殼中形成玻璃帶，該玻璃帶包括第一邊緣、在該玻璃帶之於橫向方向上與該第一邊緣相反側上的第二邊緣、於該橫向方向上在該第一邊緣與該第二邊緣之間延伸的中心區域、於該橫向方向上在該第一邊緣與該中心區域之間延伸的第一珠狀區域以及於該橫向方向上在該第二邊緣與該中心區域之間延伸的第二珠狀區域。方法亦包含於外殼之出口處施加加熱機構至玻璃帶之中心區域。此外，方法包含於外殼之出口處施加冷卻機構至玻璃帶之第一珠狀區域及第二珠狀區域中之至少一者。

本文揭示的方法亦包含施加冷卻機構至玻璃帶之第一珠狀區域及第二珠狀區域中之至少一者，其中該冷卻機構包括將來自流體源的流體之流動導向該第一珠狀區域及該第二珠狀區域之至少一個表面。

本文揭示的實施例亦包含用於製造玻璃製品的設備。該設備包含外殼，該外殼經配置以於該外殼中形成玻璃帶，該玻璃帶包括第一邊緣、在該玻璃帶之於橫向方向上與該第一邊緣相反側上的第二邊緣、於該橫向方向上在該第一邊緣與該第二邊緣之間延伸的中心區域、於該橫向方向上在該第一邊緣與該中心區域之間延伸的第一珠狀區域以及於該橫向方向上在該第二邊緣與該中心區域之間延伸的第二珠狀區域。設備亦包含加熱機構，該加熱機構經配置以於外殼之出口處將來自熱源的熱施加至玻璃帶之中心區域。此外，設備包含冷卻機構，該冷卻機構經配置以將來自流體源的流體之流動導向第一珠狀區域及第二珠狀區域之至少一個表面。

本文揭示的實施例之附加特徵及優點將於以下的實施方式中記載，並且部分地對於本領域熟知技術者而言從該實施方式將為顯而易見的，或藉由實踐本文所述的揭示的實施例而認知，揭示的實施例包含以下的實施方式、申請專利範圍以及附圖。

應瞭解，前述一般性描述及以下實施方式兩者呈現意欲提供用以瞭解所主張的實施例之本質及特性的概要或架構的實施例。本文包含附圖以提供進一步瞭解，且附圖併入此說明書中且構成此說明書之一部分。圖式繪示本揭示案之各種實施例，且圖式與說明一起用以解釋實施例之原理及操作。

現將詳細參照本揭示案之目前較佳實施例，該等實施例之實例繪示於附圖中。在圖式各處將儘可能使用相同的元件符號來指稱相同或相似的部件。然而，此揭示案可以許多不同的形式來實現，並且不應被解釋為限於本文所記載的實施例。

在本文中可將範圍表示為從「約」一個特定值，及/或至「約」另一個特定值。當表示如此的範圍時，另一個實施例包含從該特定值及/或至該另一個特定值。類似地，當將數值表示為近似值時，舉例而言，藉由使用先行詞「約」，將理解，該特定值形成另一個實施例。將進一步理解的是，每個範圍之端點對於另一個端點皆為有意義的，並且獨立於該另一個端點。

本文所使用的方向性用語──舉例而言，上、下、右、左、前、後、頂部、底部──僅為參照所繪製的圖式而作出，而並非意圖暗示絕對定向。

除非另外明確指出，否則本文記載的任何方法決不意圖解釋為要求以特定順序實行該方法的步驟，亦無要求以任何設備特定的定向進行。因此，當方法請求項實際上並未敘述該方法的步驟所要遵循的順序時，或當任何設備請求項實際上並未敘述對個別部件的順序或定向時，或當在申請專利範圍或說明書中並未另外特定說明步驟將限於特定的順序時，或當並未描述對設備之部件之特定順序或定向時，決不意圖在任何方面推斷順序或定向。此適用於用於解釋的任何可行的非明白表示依據，包含：關於步驟之安排、操作流程、部件之順序或部件之定向之邏輯事項；自語法組織或標點得到的簡單含義，以及；說明書中所述的實施例之數量或類型。

如本文所使用的，除非上下文另有明確指示，否則單數形式「一(a)」、「一(an)」及「該(the)」包含複數指示物。因此，舉例而言，除非上下文另有明確指示，否則對「一」部件的參照包含具有兩個或兩個以上該等部件的態樣。

如本文所使用的，用語「加熱機構」指相對於不存在該加熱機構的情況，提供從玻璃帶之至少一部分減少的熱傳遞的機構。減少的熱傳遞可經由傳導、對流及輻射中之至少一者發生。舉例而言，相對於不存在加熱機構的情況，該加熱機構可提供在玻璃帶之至少一部分與其環境之間減少的溫差。藉由舉例，相對於不存在加熱機構的情況，該加熱機構亦可減少玻璃帶之至少一部分的附近的流體之流動。

如本文所使用的，用語「冷卻機構」指相對於不存在該冷卻機構的情況，提供從玻璃帶之至少一部分增加的熱傳遞的機構。增加的熱傳遞可經由傳導、對流及輻射中之至少一者發生。舉例而言，相對於不存在冷卻機構的情況，該冷卻機構可提供在玻璃帶之至少一部分與其環境之間增加的溫差。藉由舉例，相對於不存在冷卻機構的情況，該冷卻機構亦可增加玻璃帶之至少一部分的附近的流體之流動。

如本文所使用的，用語「外殼」指於其中形成玻璃帶的包殼，其中當該玻璃帶行進通過該外殼時，該玻璃帶通常從相對較高的溫度冷卻至相對較低的溫度。儘管已參照熔融下拉製程描述了本文揭示的實施例，其中玻璃帶以大致上垂直的方向向下流過外殼，但應理解，該等實施例亦可應用於其他玻璃形成製程，例如浮式(float)製程、流孔拉伸(slot draw)製程、上拉製程及壓滾式(press-rolling)製程，其中該玻璃帶可以各種方向（例如大致上垂直方向或大致上水平方向）流過外殼。

如本文所使用的，用語「外殼之出口」指其中玻璃帶在行進通過外殼之後從外殼內過渡至外殼之外部的區域。

如本文所使用的，用語「干擾」(upset)或「干擾狀態」指玻璃製造過程中斷的任何狀態，使得例如玻璃片的高品質玻璃製品至少暫時不能製作。干擾之實例包含高品質玻璃製品之形成至少暫時明顯地跌出預定規格的狀態，包含其中外殼（於其中形成熔融玻璃帶）開始以不期望的方式填充熔融玻璃的狀態。

第1圖圖示示例的玻璃製造設備10。在一些實例中，玻璃製造設備10可包括玻璃熔爐12，玻璃熔爐12可包含熔融槽14。除了熔融槽14之外，玻璃熔爐12可任選地包含一或更多個額外的部件，例如加熱元件（例如，燃燒器或電極），該等加熱元件加熱原料並且將該原料轉換為熔融玻璃。在進一步實例中，玻璃熔爐12可包含熱管理裝置（例如，絕熱部件），該等熱管理裝置減少從熔爐的附近損失的熱。在更進一步的實例中，玻璃熔爐12可包含電子裝置及/或機電裝置，該等裝置促使將原料熔融成玻璃熔體。更進一步，玻璃熔爐12可包含支撐結構（例如，支撐底座、支撐構件等）或其他部件。

玻璃熔融槽14通常由耐火材料所組成，例如耐火陶瓷材料，舉例而言，包括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可由耐火陶瓷磚所構成。以下將更詳細描述玻璃熔融槽14之具體實施例。

在一些實例中，可將玻璃熔爐併入作為玻璃製造設備之部件來製造玻璃基板，舉例而言，連續長度的玻璃帶。在一些實例中，可將本揭示案之玻璃熔爐併入作為玻璃製造設備之部件，該玻璃製造設備包括流孔拉伸設備、浮浴(float bath)設備、例如熔融製程的下拉設備、上拉設備、壓滾式設備、抽管(tube drawing)設備或將受益於本文揭示的態樣的任何其他玻璃製造設備。藉由舉例，第1圖示意地繪示玻璃熔爐12作為熔融下拉玻璃製造設備10之部件，用於熔融拉製玻璃帶以用於後續處理成個別的玻璃片。

玻璃製造設備10（例如，熔融下拉設備10）可任選地包含相對於玻璃熔融槽14定位於上游的上游玻璃製造設備16。在一些實例中，上游玻璃製造設備16之一部分或整個上游玻璃製造設備16可併入作為玻璃熔爐12之一部分。

如於繪示的實例中所示，上游玻璃製造設備16可包含儲存倉(storage bin) 18、原料輸送裝置20及連接至該原料輸送裝置的馬達22。儲存倉18可經配置以儲存可饋入玻璃熔爐12之熔融槽14的大量原料24，如箭頭26所指出。原料24通常包括一或更多個玻璃形成金屬氧化物及一或更多個改質劑(modifying agent)。在一些實例中，原料輸送裝置20可藉由馬達22提供動力，使得原料輸送裝置20將預定量的原料24從儲存倉18輸送至熔融槽14。在進一步實例中，馬達22可對原料輸送裝置20提供動力，以基於在熔融槽14的下游所感測到的熔融玻璃之水平面(level)以受控速率來引入原料24。熔融槽14內的原料24可隨後被加熱以形成熔融玻璃28。

玻璃製造設備10亦可任選地包含相對於玻璃熔爐12定位於下游的下游玻璃製造設備30。在一些實例中，可將下游玻璃製造設備30之一部分併入作為玻璃熔爐12之一部分。在一些情況下，可將以下論述的第一連接導管32或下游玻璃製造設備30之其他部分併入作為玻璃熔爐12之一部分。下游玻璃製造設備之元件（包含第一連接導管32）可由貴金屬所形成。適合的貴金屬包含選自由以下所組成的金屬之群組的鉑族金屬：鉑、銥、銠、鋨、釕及鈀或上述之合金。舉例而言，玻璃製造設備之下游部件可由鉑-銠合金所形成，該合金包含從約70%至約90%重量的鉑及約10%至約30%重量的銠。然而，其他適合的金屬可包含鉬、鈀、錸、鉭、鈦、鎢及上述之合金。

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(fining vessel) 34，澄清槽34位於熔融槽14的下游且藉由上述的第一連接導管32耦接至熔融槽14。在一些實例中，熔融玻璃28可藉由第一連接導管32從熔融槽14重力饋送至澄清槽34。舉例而言，重力可導致熔融玻璃28穿過第一連接導管32之內部路徑而從熔融槽14至澄清槽34。然而，應當理解，其他調節槽可定位於熔融槽14的下游，舉例而言，介於熔融槽14與澄清槽34之間。在一些實施例中，可於熔融槽與澄清槽之間採用調節槽，其中來自主要熔融槽的熔融玻璃進一步被加熱以繼續熔融處理，或在進入澄清槽之前被冷卻至低於在熔融槽中熔融玻璃之溫度的溫度。

可藉由各種技術從澄清槽34內的熔融玻璃28移除氣泡。舉例而言，原料24可包含多價化合物（亦即，澄清劑），例如氧化錫，當加熱時經歷化學還原反應並釋出氧氣。其他適合的澄清劑包含但不限於砷、銻、鐵及鈰。將澄清槽34加熱至比熔融槽溫度更高的溫度，由此加熱熔融玻璃及澄清劑。由一或更多個澄清劑之溫度誘發的化學還原所產生的氧氣氣泡上升通過澄清槽內的熔融玻璃，其中熔爐中產生的熔融玻璃中的氣體可擴散或聚結至由澄清劑所產生的氧氣氣泡中。變大的氣泡隨後可上升至澄清槽中熔融玻璃之自由表面，及隨後自澄清槽排出。氧氣氣泡可進一步引起澄清槽中熔融玻璃之機械混合。

下游玻璃製造設備30可進一步包含另一個調節槽，例如用於混合熔融玻璃的混合槽36。混合槽36可位於澄清槽34的下游。混合槽36可用於提供均質的玻璃熔融組成物，由此減少否則可能存在於離開澄清槽的已澄清的熔融玻璃內的化學或熱不均勻性之波筋(cord)。如圖所示，澄清槽34可藉由第二連接導管38耦接至混合槽36。在一些實例中，熔融玻璃28可藉由第二連接導管38從澄清槽34重力饋送至混合槽36。舉例而言，重力可導致熔融玻璃28穿過第二連接導管38之內部路徑而從澄清槽34至混合槽36。應注意，儘管所示的混合槽36在澄清槽34的下游，但混合槽36可定位於澄清槽34的上游。在一些實施例中，下游玻璃製造設備30可包含多個混合槽，舉例而言，澄清槽34的上游的混合槽及澄清槽34的下游的混合槽。這些多個混合槽可具相同的設計，或者他們可具不同的設計。

下游玻璃製造設備30可進一步包含另一個調節槽，例如可位於混合槽36下游的輸送槽40。輸送槽40可調節熔融玻璃28以將熔融玻璃28饋送入下游形成裝置中。舉例而言，輸送槽40可作為累積槽(accumulator)及/或流量控制器以藉由出口導管44來調整及/或提供一致流量的熔融玻璃28至形成主體42。如圖所示，混合槽36可藉由第三連接導管46耦接至輸送槽40。在一些實例中，熔融玻璃28可藉由第三連接導管46從混合槽36重力饋送至輸送槽40。舉例而言，重力可驅動熔融玻璃28透過第三連接導管46之內部路徑而從混合槽36至輸送槽40。

下游玻璃製造設備30可進一步包含形成設備48，形成設備48包括上述的形成主體42及入口導管50。出口導管44可經定位以將熔融玻璃28從輸送槽40輸送至形成設備48之入口導管50。舉例而言在實例中，出口導管44可嵌套於入口導管50之內表面內且與入口導管50之內表面間隔開，由此提供定位於出口導管44之外表面與入口導管50之內表面之間的熔融玻璃之自由表面。熔融下拉玻璃製作設備中的形成主體42可包括定位於形成主體之上表面中的槽(trough) 52及在沿形成主體之底部邊緣56的拉引方向上收斂(converge)的收斂形成表面54。經由輸送槽40、出口導管44及入口導管50輸送至形成主體槽的熔融玻璃溢出該槽之側壁並沿收斂形成表面54下降為分流的熔融玻璃。分流的熔融玻璃在底部邊緣56下且沿底部邊緣56結合以產生單一玻璃帶58，藉由施加張力至該玻璃帶，例如藉由重力、邊緣輥子72及拉引輥子82，在拉引方向60上從底部邊緣56拉製該玻璃帶，以控制當玻璃冷卻及玻璃之黏性增加時該玻璃帶之尺寸。因此，玻璃帶58經過黏彈性(visco-elastic)過渡並獲得給予玻璃帶58穩定的尺寸特性的機械性質。在一些實施例中，藉由玻璃分離設備100在玻璃帶58之彈性區域中可將玻璃帶58分離成個別的玻璃片62。隨後機器人64可使用夾持工具65將個別的玻璃片62傳送至輸送機系統，於該處可進一步處理個別的玻璃片。

第2圖及第3圖示意地繪示位於外殼200之出口240處的熱管理系統250之俯視剖切圖及端部剖切圖。外殼200可包括任何能夠在升高的溫度（例如範圍從約200°C至約1200°C的溫度）下容納熔融玻璃帶同時在延長的一段時間內維持結構完整性的材料。舉例而言，外殼200可包括鋼，鋼可任選地內襯耐火陶瓷材料。

於第2圖及第3圖中繪示的實施例中，玻璃帶58向下流過外殼200並且流出出口240。玻璃帶58包含第一邊緣58A、在玻璃帶58之於橫向方向上與第一邊緣58A相反側上的第二邊緣58E、於橫向方向上在第一邊緣58A與第二邊緣58E之間延伸的中心區域58C、於橫向方向上在第一邊緣58A與中心區域58C之間延伸的第一珠狀區域58B以及於橫向方向上在第二邊緣58E與中心區域58C之間延伸的第二珠狀區域58D。如第2圖中所示，珠狀區域58B及58D具有比中心區域58C更大的厚度。

在某些示例實施例中，於外殼200之出口240處玻璃帶58之中心區域58C之溫度的範圍從約300°C至約700°C，例如從約350°C至約650°C，且進一步例如從約400°C至約600°C。

熱管理系統250包含加熱機構202及冷卻機構226。如第2圖及第3圖之實施例所示，加熱機構202於橫向方向上沿玻璃帶58之兩側之一部分延伸，儘管應當理解，本文揭示的實施例包含那些其中加熱機構202僅沿玻璃帶58之一側延伸（未圖示）的實施例。

於第2圖及第3圖中所示的實施例中，加熱機構202包含至少一個加熱元件204，該加熱元件204放置於與中心區域58C之至少一個表面相隔預定的距離處。具體而言，加熱機構202包括具有加熱元件204的複數個加熱區域（在第2圖中圖示為在帶之每一側上四個區域），每個加熱區域可獨立地受控制。

各加熱元件204可包括加熱器，例如電阻加熱器或紅外加熱器，該加熱器可放置於與中心區域58C之至少一個表面相距預定距離處。舉例而言，當使用電阻加熱器時，舉例而言，該加熱器可放置於與中心區域58C之至少一個表面相距從約2吋至約10吋的距離處，包含從約4吋至約6吋的距離處。

供應至每個加熱區域的功率量可獨立地受控制並且可為許多因素之函數，例如區域之數量、區域與帶的距離、帶之厚度以及於帶之橫向方向上給定位置處的帶之溫度，包含於橫向方向上量測的帶之溫度與於橫向方向上帶之期望的溫度之間的差。舉例而言，如第2圖中所示，當在帶之每一側上使用四個加熱區域時，供應至每個加熱區域的功率量範圍可從約1200瓦至約3600瓦，例如從約1800瓦至約3000瓦，包含約2400瓦。

如第2圖及第3圖之實施例中所示，將冷卻機構226施加至第一珠狀區域58B及第二珠狀區域58D中之每一者之表面，儘管應當理解，本文揭示的實施例包含那些其中將冷卻機構施加至第一珠狀區域及第二珠狀區域中之每一者之兩側上的表面的實施例（未圖示）。

如第2圖~第5B圖中所示，冷卻機構226包含底板212、安裝支架214、定位控制器216、回縮(Retraction)致動器218及探針組件224，探針組件224包含探針塊220及探針延伸部222。

底板212提供用於將冷卻機構226安裝至外殼200上的支撐機構並且固定地耦接至安裝支架214。定位控制器216可移動地耦接至安裝支架214並且可含有至少一個馬達，例如至少一個伺服馬達，該馬達能夠實現定位控制器216之二維移動（於第4圖中由箭頭X及Y圖示），以便相關於以下距離而精確地將探針組件224定位於預定的位置處：於帶之厚度方向上（亦即，於由第4圖中的箭頭Y所指出的方向上）探針延伸部222之尖端228與玻璃帶58之最接近的表面之間的距離，以及於帶之橫向方向上（亦即，於由第4圖中的箭頭X所指出的方向上）探針延伸部222之尖端228與玻璃帶58之最接近的邊緣之間的距離。亦可由操作者使用手動操作的滑動機構來移動定位控制器216以進行二維移動（亦即，如第4圖中的箭頭X及Y所示）。

本文揭示的示例實施例包含那些其中定位控制器216定位探針組件224之位置使得探針延伸部222之尖端228於操作條件期間坐落於與玻璃帶58之最接近的表面及邊緣相隔預定距離的實施例。舉例而言，定位控制器216可定位探針組件224，使得探針延伸部222之尖端228定位於與玻璃帶58之最接近的邊緣距離從約1毫米至約20毫米處，例如從約2毫米至約10毫米處，並且進一步例如從約3毫米至約7毫米處。定位控制器216亦可定位探針組件224，使得探針延伸部222之尖端228定位於與玻璃帶58之最接近的表面距離從約5毫米至約50毫米處，例如從約10毫米至約20毫米處。

回縮致動器218固定地耦接至定位控制器216並且含有使探針組件224能從例如第一位置自動回縮至第二位置的機構，其中比起第二位置，第一位置相對更靠近玻璃帶58之表面，例如珠狀區域之表面。舉例而言，回縮致動器218可含有馬達或氣動機構，該馬達或氣動機構使回縮致動器218當舉例而言感測到干擾狀態時能自動地將探針組件224從第一位置回縮至第二位置。在那方面，第5A圖及第5B圖為圖示探針組件224之移動的端部剖切圖，其中探針組件於第5A圖中處於第一位置並且回縮至第5B圖中的第二位置，其中於第5B圖中藉由箭頭A指出第一位置與第二位置之間的移動。

舉例而言，第一位置可為由定位控制器216所建立的位置，例如舉例而言，探針延伸部222之尖端228定位於距離玻璃帶之最接近的表面約5毫米至約50毫米處。反之，第二位置可使探針延伸部222之尖端228實質上離玻璃帶之最接近的表面更遠，例如距離玻璃帶之最接近的表面約5吋至約10吋。

當在回縮致動器218中使用氣動機構時，該機構可含於外殼中以用於保護，並且可包含圓柱形孔(bore)，例如由例如鋁的金屬材料所製成的孔，其中所容納流體之壓力及推力經調節以便使探針組件224能在第一位置與第二位置之間移動。舉例而言，當期望探針組件224快速自動回縮時，例如舉例而言當感測到干擾狀態時，可使用相對較高的壓力的所容納流體。反之，當期望探針組件224相對較慢的移動時，例如舉例而言當將探針組件224從第二位置移動至第一位置時，可使用相對較低的壓力的所容納流體。

探針組件224可移動地耦接至回縮致動器218並且包含可以可拆卸地耦接至探針塊220的探針延伸部222。舉例而言，探針塊220可包含夾持機構，例如肘節(toggle)夾持機構，該機構使得能移除或替換探針延伸部222。

第6A圖圖示根據本文揭示的實施例探針延伸部222之透視圖。具體而言，探針延伸部222包含具有開槽開口230的尖端228，來自流體源的流體之流動舉例而言可從該開槽開口導向玻璃帶58之第一珠狀區域58B及第二珠狀區域58D之至少一個表面。探針延伸部222亦包含位置標記232，該位置標記可用於輔助開槽開口230之定向。

第6B圖圖示第6A圖之虛線區域內的分解圖，如第6B圖所示，開槽開口230具有高度H及寬度W，其中高度H於與玻璃帶58之縱向方向大約平行的方向上延伸，寬度W於與玻璃帶58之橫向方向大約平行的方向上延伸，其中W的長度大於H。舉例而言，在某些示例實施例中，W與H之長度之比可為至少2:1，例如至少5:1，並且進一步例如至少10:1，並且可舉例而言範圍從約2:1至約20:1，例如從約3:1至約15:1，並且進一步例如從約4:1至約12:1。

儘管第6A圖及第6B圖圖示具有開槽（或矩形）開口230的探針延伸部222，本文揭示的實施例亦可包含其他開口，例如圓形、橢圓形、正方形、三角形及具有五邊或更多邊的多邊形。且儘管該等開口形狀在本文揭示的實施例之範疇內，但申請人意外地發現，例如於第6A圖及第6B圖所示的開槽開口，可在預定的期望位置（例如在具有最大厚度的珠狀區域58B及58D處）提供更集中及可控制的冷卻。接著，此可實現玻璃帶58之更精確的控制及均勻冷卻，因為珠狀區域58B及58D由於他們更大的厚度而傾向於比玻璃帶58之其餘部分更慢地冷卻。

儘管第2圖~第5B圖圖示冷卻機構226於外殼200之出口240處，但應當理解，本文的實施例包含那些其中至少一個冷卻機構可存在於其他位置處的實施例，例如於外殼200內的沿玻璃帶58之縱向方向的相對較高的位置處的至少一個位置，例如當玻璃帶58（包含珠狀區域58B及58D）處於比外殼200之出口240處相對更高的溫度時。以此方式，可將冷卻機構226施加至第一珠狀區域58B及第二珠狀區域58D中之至少一者，且於沿玻璃帶58之縱向方向上的各種位置處。

於操作中，冷卻機構226可將來自流體源的流體之流動導向玻璃帶58之第一珠狀區域58B及第二珠狀區域58D之至少一個表面。具體而言，流體可從探針延伸部222之尖端228流向第一珠狀區域58B及第二珠狀區域58D，且流體之類型、流動速率及溫度可受控制用以實現期望的冷卻效果。舉例而言，當期望相對較大的冷卻效果時，只要流體流動速率、類型及溫度之組合不會不利地影響穩定帶管理所必須的條件，可採用較高的流體流動速率、較高的導熱流體及較低溫度的流體中之至少一者。

在某些示例的實施例中，流體為氣體並且舉例而言可包括選自由空氣、氮氣、水蒸氣及惰性氣體（例如氦氣）所組成的群組的至少一種氣體。流體之溫度應低於珠狀區域（冷卻機構應用至該珠狀區域）之溫度，舉例而言，範圍從約0°C至約250°C，例如從約10°C至約150°C，進一步例如從約20°C至約100°C。來自每個探針延伸部222的流體之流動速率舉例而言範圍可從約每小時1標準立方呎至約每小時200標準立方呎，例如從約每小時5標準立方呎至約每小時100標準立方呎，進一步例如從約每小時10標準立方呎至約每小時50標準立方呎。

儘管本文揭示的實施例圖示冷卻機構226將來自流體源的流體之流動在大致上與帶58正交的流體流動方向上（參見例如第2圖）導向玻璃帶58之第一珠狀區域58B及第二珠狀區域58D之至少一個表面，但應理解，本文揭示的實施例可包含那些其中冷卻機構226以某角度導向流體之流動的實施例，例如美國專利號第8,037,716號中所揭示的，將該案之全文內容以引用方式併入本文。

本文揭示的實施例可進一步包含量測玻璃帶之溫度，例如量測於外殼之出口處於橫向方向上玻璃帶之溫度。舉例而言，如第2圖及第3圖所示，本文揭示的實施例可包括溫度感測器210，該溫度感測器經由延伸部224從支撐結構206延伸（儘管第2圖及第3圖圖示在玻璃帶58之一側上的一個溫度感測器，但應理解，本文揭示的實施例可包含多於一個溫度感測器，例如在玻璃帶之每一側上至少一個溫度感測器）。在某些示例的實施例中，溫度感測器210可包括紅外線路掃描器(line scanner)，該紅外線路掃描器在玻璃帶58的整個寬度上於恆定的高度處量測玻璃帶58之溫度。溫度感測器210可操作以提供關於加熱機構及冷卻機構中之至少一者之能力的反饋。

本文揭示的實施例可進一步包含量測玻璃帶之位置，例如量測外殼之出口處玻璃帶之位置。舉例而言，如第2圖及第3圖所示，本文揭示的實施例可包括位置感測器208，例如採用光學及超音波感測中之至少一者以隨著時間量測帶上的至少一個位置的感測器（儘管第2圖及第3圖圖示玻璃帶58之一側上的一個位置感測器，但應理解，本文揭示的實施例可包含多於一個位置感測器，例如在玻璃帶之每一側上的至少一個位置感測器）。舉例而言，位置感測器可在一段時間內在玻璃帶之橫向方向上大約中間位置處量測玻璃帶在玻璃帶之厚度方向上的位置，此舉可提供關於加熱機構202及冷卻機構226中之至少一者對帶形狀的影響的反饋。

舉例而言，溫度感測器210及位置感測器208中之至少一者可通訊地耦接至控制器（未圖示），該控制器可回應於玻璃帶58之偵測到的溫度及位置中之至少一者來控制加熱機構202，例如藉由控制供應至加熱機構202之至少一個加熱元件204的功率量，以便提供玻璃帶58之改進的形狀控制，例如在國際專利申請案WO 2014/078262中所述的反饋控制方法，將該案之全文內容以引用方式併入本文。此外，溫度感測器210及位置感測器208中之至少一者可通訊地耦接至控制器（未圖示），該控制器可回應於玻璃帶58之偵測到的溫度及位置中之至少一者來控制冷卻機構226，例如藉由控制以下中之至少一者：來自流體源的流體朝向第一珠狀區域58B及第二珠狀區域58D之至少一個表面的流動速率，探針延伸部222之尖端228朝向第一珠狀區域58B及第二珠狀區域58D之間的距離，導向第一珠狀區域58B及第二珠狀區域58D之至少一個表面的流體之類型，以及導向第一珠狀區域58B及第二珠狀區域58D之至少一個表面的流體之溫度。

舉例而言，本文揭示的實施例包含那些其中溫度感測器210及位置感測器208中之至少一者通訊地耦接至控制器（未圖示）的實施例，該控制器可回應於玻璃帶58之偵測到的溫度及位置中之至少一者而控制加熱機構202及冷卻機構226兩者。以此方式，比起當回應於玻璃帶58之偵測到的溫度及位置中之至少一者僅控制加熱機構202或冷卻機構226中之一者時，可實現玻璃帶58之更大的形狀控制。舉例而言，藉由同時控制加熱機構202及冷卻機構226兩者，可更精確地控制中心區域58C與珠狀區域58B及58D之間的冷卻速率差，此接著可提供玻璃帶58內應力分佈之更大的控制，由此提供熱曲率之更佳的控制，並且允許將帶形成為用於片移除過程的更期望的形狀。中心區域58C與珠狀區域58B及58D之間的冷卻速率差之精確控制在外殼200之出口240處特別重要，於該處玻璃帶58另外經歷冷卻速率的突然改變。

本文揭示的實施例可進一步包含干擾感測器（未圖示），該干擾感測器週期性地或連續地感測外殼內的干擾狀況，例如界線(rubicon)或裂開(crack out)的事件。舉例而言，至少一個紅外感測器可放置於相對於玻璃帶58的預定位置處，例如舉例而言，靠近玻璃帶58之第一邊緣58A及第二邊緣58E中之至少一者沿帶之縱向方向的預定距離處。當發生界線或裂開時，預期帶之至少一個邊緣會掉出(fall out)，使得至少一個感測器不會再偵測到相對高溫的帶，而是偵測到低得多的溫度，從而指示偵測到干擾事件。一旦偵測到該干擾事件，控制機構可操作以經由舉例而言回縮致動器218之動作將探針組件224從第一位置回縮至第二位置。該控制機構可自動地導致回縮致動器218回縮探針組件224，而不需要舉例而言操作人員參與回縮步驟。該控制機構亦可警告操作人員以回縮探針組件224，例如藉由啟動警報，例如藉由手動或藉由遠端控制（例如遠端控制機構以啟動回縮致動器218以回縮探針組件224）來警告操作人員以回縮探針組件224。

儘管已參照熔融下拉製程描述以上實施例，但應理解，該等實施例亦可應用於其他玻璃形成製程，例如浮式製程、流孔拉伸製程、上拉製程及壓滾式製程。

對於本領域熟知技術者而言將為顯而易見的是，可在不脫離本揭示案之精神及範疇的情況下對本揭示案之實施例作各種修改及變異。因此，只要本揭示案之修改及變異在所附申請專利範圍及其均等物之範疇內，預期本揭示案涵蓋該等修改及變異。

10‧‧‧玻璃製造設備/熔融下拉設備

12‧‧‧玻璃熔爐

14‧‧‧玻璃熔融槽

16‧‧‧上游玻璃製造設備

18‧‧‧儲存倉

20‧‧‧原料輸送裝置

22‧‧‧馬達

24‧‧‧原料

26‧‧‧箭頭

28‧‧‧熔融玻璃

30‧‧‧下游玻璃製造設備

32‧‧‧第一連接導管

34‧‧‧澄清槽

36‧‧‧混合槽

38‧‧‧第二連接導管

40‧‧‧輸送槽

42‧‧‧形成主體

44‧‧‧出口導管

46‧‧‧第三連接導管

48‧‧‧形成設備

50‧‧‧入口導管

52‧‧‧槽

54‧‧‧收斂形成表面

56‧‧‧底部邊緣

58‧‧‧玻璃帶

58A‧‧‧第一邊緣

58B‧‧‧第一珠狀區域

58C‧‧‧中心區域

58D‧‧‧第二珠狀區域

58E‧‧‧第二邊緣

60‧‧‧拉引方向

62‧‧‧玻璃片

64‧‧‧機器人

65‧‧‧夾持工具

72‧‧‧邊緣輥子

82‧‧‧拉引輥子

100‧‧‧玻璃分離設備

200‧‧‧外殼

202‧‧‧加熱機構

204‧‧‧加熱元件

206‧‧‧支撐結構

208‧‧‧位置感測器

210‧‧‧溫度感測器

212‧‧‧底板

214‧‧‧安裝支架

216‧‧‧定位控制器

218‧‧‧回縮致動器

220‧‧‧探針塊

222‧‧‧探針延伸部

224‧‧‧探針組件

226‧‧‧冷卻機構

228‧‧‧探針延伸部之尖端

230‧‧‧開槽開口

232‧‧‧位置標記

240‧‧‧出口

250‧‧‧熱管理系統

A‧‧‧箭頭

H‧‧‧高度

L‧‧‧長度

W‧‧‧寬度

第1圖為示例熔融下拉玻璃製作設備及流程之示意圖；

第2圖為根據本文揭示的實施例位於外殼之出口處的熱管理系統之俯視剖切示意圖；

第3圖為第2圖中繪示的實施例之端部剖切示意圖；

第4圖為根據本文揭示的實施例圖示定位控制器之移動的冷卻機構之俯視剖切示意圖；

第5A圖及第5B圖為根據本文揭示的實施例圖示探針組件之移動的冷卻機構之端部剖切示意圖；

第6A圖圖示根據本文揭示的實施例具有開槽開口(slotted opening)的探針延伸部之透視圖；及

第6B圖圖示第6A圖之探針延伸部之開槽開口之分解圖。

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 (23)

1. 一種用於製造一玻璃製品的方法，該方法包括以下步驟： 於一外殼中形成一玻璃帶，該玻璃帶包括一第一邊緣、在該玻璃帶之於橫向方向上與該第一邊緣相反側上的一第二邊緣、於該橫向方向上在該第一邊緣與該第二邊緣之間延伸的一中心區域、於該橫向方向上在該第一邊緣與該中心區域之間延伸的一第一珠狀區域以及於該橫向方向上在該第二邊緣與該中心區域之間延伸的一第二珠狀區域；於該外殼之一出口處施加一加熱機構至該玻璃帶之該中心區域；及於該外殼之該出口處施加一冷卻機構至該玻璃帶之該第一珠狀區域及該第二珠狀區域中之至少一者。
2. 如請求項1所述之方法，其中該加熱機構包括一電阻加熱器，該電阻加熱器放置於與該中心區域之至少一個表面相距一預定距離處。
3. 如請求項1所述之方法，其中該冷卻機構包括以下步驟：將來自一流體源的流體之流動導向該第一珠狀區域及該第二珠狀區域之至少一個表面。
4. 如請求項1所述之方法，其中該方法進一步包括以下步驟：於該外殼之該出口處量測於該橫向方向上該玻璃帶之一溫度。
5. 如請求項4所述之方法，其中該方法進一步包括以下步驟：於該外殼之該出口處量測該玻璃帶之一位置。
6. 如請求項2所述之方法，其中該電阻加熱器包括複數個可獨立控制的加熱區域。
7. 如請求項3所述之方法，其中該冷卻機構包括一探針組件，該探針組件能從一第一位置回縮至一第二位置，其中比起該第二位置該第一位置相對更靠近該第一珠狀區域及該第二珠狀區域之該至少一個表面。
8. 如請求項7所述之方法，其中該方法進一步包括以下步驟：感測於該外殼內的一干擾狀態，並且當感測到該干擾狀態時自動地將該探針組件從該第一位置回縮至該第二位置。
9. 如請求項1所述之方法，其中於該外殼之該出口處該玻璃帶之該中心區域之溫度的範圍從約300°C至約700°C。
10. 如請求項5所述之方法，其中該方法進一步包括以下步驟：回應於該外殼之該出口處該玻璃帶之量測到的溫度及位置，控制由該加熱機構所施加的一加熱量並且控制由該冷卻機構所施加的一冷卻量。
11. 一種用於製造一玻璃製品的方法，該方法包括以下步驟： 於一外殼中形成一玻璃帶，該玻璃帶包括一第一邊緣、在該玻璃帶之於橫向方向上與該第一邊緣相反側上的一第二邊緣、於該橫向方向上在該第一邊緣與該第二邊緣之間延伸的一中心區域、於該橫向方向上在該第一邊緣與該中心區域之間延伸的一第一珠狀區域以及於該橫向方向上在該第二邊緣與該中心區域之間延伸的一第二珠狀區域； 於該外殼之一出口處施加一加熱機構至該玻璃帶之該中心區域；及 施加一冷卻機構至該玻璃帶之該第一珠狀區域及該第二珠狀區域中之至少一者，其中該冷卻機構包括將來自一流體源的流體之流動導向該第一珠狀區域及該第二珠狀區域之至少一個表面。
12. 如請求項11所述之方法，其中該冷卻機構包括一探針組件，該探針組件能從一第一位置回縮至一第二位置，其中比起該第二位置該第一位置相對更靠近該第一珠狀區域及該第二珠狀區域之該至少一個表面。
13. 如請求項12所述之方法，其中該方法進一步包括以下步驟：感測於該外殼內的一干擾狀態，並且當感測到該干擾狀態時自動地將該探針組件從該第一位置回縮至該第二位置。
14. 如請求項12所述之方法，其中該探針組件包括一探針塊及一探針延伸部，其中該探針延伸部可拆卸地耦接至該探針塊。
15. 如請求項12所述之方法，其中該探針組件包括一探針延伸部，其中該探針延伸部包括一開槽開口。
16. 一種用於製造一玻璃製品的設備，該設備包括： 一外殼，該外殼經配置以於該外殼中形成一玻璃帶，該玻璃帶包括一第一邊緣、在該玻璃帶之於橫向方向上與該第一邊緣相反側上的一第二邊緣、於該橫向方向上在該第一邊緣與該第二邊緣之間延伸的一中心區域、於該橫向方向上在該第一邊緣與該中心區域之間延伸的一第一珠狀區域以及於該橫向方向上在該第二邊緣與該中心區域之間延伸的一第二珠狀區域； 一加熱機構，該加熱機構經配置以於該外殼之一出口處將來自一熱源的熱施加至該玻璃帶之該中心區域；及 一冷卻機構，該冷卻機構經配置以將來自一流體源的流體之流動導向該第一珠狀區域及該第二珠狀區域之至少一個表面。
17. 如請求項16所述之設備，其中該加熱機構包括一電阻加熱器，該電阻加熱器放置於與該中心區域之至少一個表面相距一預定距離處。
18. 如請求項17所述之設備，其中該電阻加熱器包括複數個可獨立控制的加熱區域。
19. 如請求項16所述之設備，其中該冷卻機構包括一探針組件，該探針組件能從一第一位置回縮至一第二位置，其中比起該第二位置該第一位置相對更靠近該第一珠狀區域及該第二珠狀區域之該至少一個表面。
20. 如請求項19所述之設備，其中該探針組件包括一探針塊及一探針延伸部，其中該探針延伸部可拆卸地耦接至該探針塊。
21. 如請求項19所述之設備，其中該探針組件包括一探針延伸部，其中該探針延伸部包括一開槽開口。
22. 一種由請求項1所述之方法所製成的玻璃製品。
23. 一種包括請求項22所述之玻璃製品的電子裝置。