BR112020014507A2 - Método e sistema para reduzir falhas no vidro de inclusões à base de sulfeto de níquel - Google Patents
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Abstract
a presente invenção revela um método e/ou sistema para reduzir falhas no vidro após a têmpera devido a inclusões, como inclusões à base de sulfeto de níquel. durante pelo menos parte de um período de resfriamento de um processo de têmpera térmica, mais energia é direcionada na(s) inclusão(ões), como inclusão(ões) à base de sulfeto de níquel no vidro. o vidro pode ser vidro flotado de sílica à base de soda-cal. a energia adicional pode estar sob a forma, por exemplo, de luz visível e/ou infravermelha (iv) de ao menos uma fonte de luz que é direcionada em direção à(s) inclusão(ões) à base de sulfeto de níquel.
Description
[0001] Este pedido reivindica a prioridade do pedido provisório US nº 62/639.566, depositado em 7 de março de 2018, cuja revelação está aqui incorporada a título de referência.
[0002] Exemplos de modalidades desta invenção se referem a um método e/ou sistema para reduzir falhas de vidro após a têmpera devido a inclusões, como inclusões à base de sulfeto de níquel. Os métodos e/ou sistemas da presente invenção podem ser usados em relação ao vidro, como vidro flotado de sílica à base de soda-cal, no qual tais inclusões tendem a ocorrer. Em certas modalidades exemplificadoras desta invenção, durante pelo menos parte de um período de resfriamento de um processo de têmpera térmica, mais energia é direcionada na(s) inclusão(ões), como inclusão(ões) à base de sulfeto de níquel no vidro. A energia adicional pode estar sob a forma, por exemplo, de luz visível e/ou infravermelha (IV) de ao menos uma fonte de luz que é direcionada em direção à(s) inclusão(ões) à base de sulfeto de níquel. Descobriu-se que a energia adicional direcionada na(s) inclusão(ões) durante pelo menos parte da parte de resfriamento de um processo de têmpera térmica reduz as chances de a(s) inclusão(ões) ser(em) aprisionada(s) na fase alfa, e permite que as inclusões relaxem até a fase beta relativamente inócua.
[0003] O processo de fabricação de vidro flotado é conhecido na técnica. Por exemplo, consulte as Patentes US nºs 3.954.432, 3.083.551, 3.220.816, 7.743.630,
8.677.782, 9.016.094 e 5.214.008, cujas descrições estão aqui incorporadas em suas totalidades a título de referência. De modo geral, em uma linha de produção de vidro flotado, os materiais do lote são aquecidos em um forno ou fundidor para formar material fundido de vidro. O vidro fundido é colocado em um banho de resfriado para formar uma fita de vidro flotado. A fita de vidro flotado é em seguida encaminhada para um recozimento tipo lehr para processamento adicional e pode então ser cortada para formar artigos de vidro sólidos, como folhas planas de vidro. Para o vidro flotado, o lote de vidro frequentemente inclui soda, cal e sílica para formar vidro de sílica plano à base de soda-cal.
[0004] O vidro flotado é amplamente usado em janelas em prédios comerciais e residenciais, móveis em vidro, portas de chuveiro e em parabrisas automotivos. Para muitos produtos, o vidro flotado precisa ser termicamente temperado (passar por aquecimento até ao menos 580 graus C, seguido de um rápido resfriamento) para garantir a segurança em caso de quebra. Impurezas de matérias-primas, enxofre de aditivo(s) e/ou contaminações do processo de flutuação formam, ocasionalmente e imprevisivelmente, compostos químicos indesejados (por exemplo, inclusões) durante a formação do vidro, que são defeitos indesejáveis no vidro. O níquel, por exemplo, é conhecido por se ligar espontaneamente com enxofre para formar inclusões de ou à base de sulfeto de níquel (de qualquer estequiometria adequada, como NIiS).
[0005] Embora seja tipicamente inofensivo em vidro recozido (por exemplo, feito por meio do processo de flutuação sem qualquer tratamento térmico adicional, como têmpera térmica), as inclusões de sulfeto de níquel são conhecidas por causar a quebra espontânea do vidro termicamente temperado. Além disso, as inclusões/defeitos de sulfeto de níquel no vidro termicamente temperado causaram falhas catastróficas no vidro em longos períodos de tempo nos produtos instalados.
[0006] Vários métodos têm sido usados para detecção de inclusões de NÍiS em linha e outros microdefeitos de escala de tamanho similar (por exemplo, defeitos com tamanho de 40 a 150 mícrons). A patente US nº 7.511.807, aqui incorporada a título de referência, por exemplo, direciona a luz no vidro e busca dispersões de luz para detectar as inclusões.
[0007] Será entendido que existe uma necessidade na técnica de reduzir tais falhas no vidro.
[0008] Modalidades exemplificadoras desta invenção se referem a um método e/ou sistema para reduzir falhas de vidro após a têmpera devido a inclusões, como inclusões à base de sulfeto de níquel. Os métodos e/ou sistemas da presente invenção podem ser usados em relação ao vidro, como vidro flotado de sílica à base de soda-cal, no qual tais inclusões tendem a ocorrer. Em certas modalidades exemplificadoras desta invenção, durante pelo menos parte de um período de resfriamento de um processo de têmpera térmica, mais energia é direcionada na(s) inclusão(ões), como inclusão(ões) à base de sulfeto de níquel no vidro. A energia adicional pode estar sob a forma, por exemplo, de luz visível e/ou infravermelha (IV) de ao menos uma fonte de luz que é direcionada em direção à(s) inclusão(ões) à base de sulfeto de níquel. A energia adicional, em certas modalidades exemplificadoras, pode ser direcionada para a(s) inclusão(ões) através de uma janela (por exemplo, uma janela de quartzo) fornecida em uma parede de uma câmara de têmpera, de modo que a(s) fonte(s) de luz possa(m) opcionalmente estar situada(s) fora da câmara de têmpera. Descobriu-se que a energia adicional direcionada na(s) inclusão(ões) durante pelo menos parte da parte de resfriamento de um processo de têmpera térmica reduz as chances de a(s) inclusão(ões) ser(em) aprisionada(s) na fase alfa, e permite que as inclusões relaxem até a fase beta relativamente inócua.
[0009] Em uma modalidade exemplificadora da presente invenção, é fornecido um método de temperar termicamente vidro para reduzir as falhas de vidro devido às inclusões à base de sulfeto de níquel, sendo que o método compreende: temperar termicamente o vidro, incluindo uma composição de vidro de base, compreendendo: 67-75 % de SiO>2, 10-20 % de NazO, 5-15 % de compreende aquecer o vidro até pelo menos uma temperatura de amolecimento através da(s) temperatura(s) de pelo menos 580 graus C, e então resfriar rapidamente o vidro por meio de ar frio forçado; e durante pelo menos parte do resfriamento rápido, direcionar energia Adicional em uma inclusão à base de sulfeto de níquel no vidro para diminuir a velocidade do resfriamento da inclusão em relação à outra área do vidro, de modo a permitir que a inclusão à base de sulfeto de níquel faça a transição de forma segura de uma fase alfa de alta temperatura para uma fase beta.
[0010] Em uma modalidade exemplificadora da presente invenção, é fornecido um sistema para temperar termicamente vidro para reduzir as falhas de vidro devido às inclusões à base de sulfeto de níquel, sendo que o sistema compreende: uma câmara configurada para temperar termicamente o vidro; pelo menos uma fonte de calor (por exemplo, fonte(s) de IV) configurada para aquecer o vidro na câmara até pelo menos uma temperatura de amolecimento através da(s) temperatura(s) de pelo menos 580 graus C, ao menos uma porta de resfriamento (por exemplo, um ou mais jatos de resfriamento) configurada para resfriar rapidamente o vidro por meio de ar frio forçado; e ao menos um processador configurado para, durante pelo menos parte do resfriamento rápido, controlar ao menos uma fonte de energia para direcionar mais energia em uma inclusão à base de sulfeto de níquel no vidro para diminuir a velocidade do resfriamento da inclusão em relação à outra área do vidro, de modo a permitir que a inclusão à base de sulfeto de níquel faça a transição de forma segura de uma fase alfa de alta temperatura para uma fase beta.
[0011] Um sistema para processar vidro para reduzir as falhas de vidro das inclusões à base de sulfeto de níquel, sendo que o sistema compreende: uma câmara configurada para aquecer vidro, incluindo uma composição de vidro de base, compreendendo: 67-75 % de SiO>z, 10-20 % de NazO, 5-15 % de CaO, 0-
aquecer o vidro na câmara até pelo menos uma temperatura de amolecimento através da(s) temperatura(s) de pelo menos 580 graus C, ao menos uma porta de resfriamento configurada para resfriar o vidro; e ao menos um processador configurado para, durante pelo menos parte do resfriamento, controlar ao menos uma fonte de energia para direcionar mais energia em direção ao vidro para diminuir a velocidade do resfriamento da inclusão em relação à outra área do vidro, de modo a permitir que a inclusão faça a transição de forma segura de uma primeira fase para uma segunda fase.
[0012] A Figura 1 é um gráfico de temperatura (graus C) vs. tempo (segundos) que ilustra um processo de acordo com uma modalidade exemplificadora desta invenção, onde energia adicional é direcionada na(s) inclusão("ões") no vidro durante pelo menos parte de uma porção de resfriamento de um processo de têmpera térmica.
[0013] A Figura 2 é um diagrama esquemático de um sistema/aparelho de têmpera para reduzir falhas no vidro de inclusões, como inclusões à base de sulfeto de níquel de acordo com uma modalidade exemplificadora da presente invenção, cujo sistema/aparelho pode utilizar o procedimento mostrado na Figura 1.
[0014] Exemplos de modalidades desta invenção se referem a um método e/ou sistema para reduzir falhas de vidro após a têmpera devido a inclusões, como inclusões à base de sulfeto de níquel (por exemplo, inclusões de sulfeto de níquel e/ou de outros microdefeitos, tendo um tamanho de cerca de 30 a 200 um, e com mais preferência de cerca de 40 a 150 um). Os métodos e/ou sistemas da presente invenção podem ser usados em relação ao vidro, como vidro flotado de sílica à base de soda-cal, no qual tais inclusões tendem a ocorrer. Em certas período de resfriamento de um processo de têmpera térmica, mais energia é direcionada na(s) inclusão(ões), como inclusão(ões) à base de sulfeto de níquel no vidro. A energia adicional pode estar sob a forma, por exemplo, de luz visível e/ou infravermelha (IV) de ao menos uma fonte de luz que é direcionada em direção à(s) inclusão(ões) à base de sulfeto de níquel. A energia adicional, em certas modalidades — exemplificadoras, pode ser direcionada para a(s) inclusão(ões) através de uma janela (por exemplo, uma janela de quartzo) fornecida em uma parede de uma câmara de têmpera, de modo que a(s) fonte(s) de luz possa(m) opcionalmente estar situada(s) fora da câmara de têmpera. À câmara pode ser uma fornalha, forno e/ou similares, e ao menos uma fonte de calor (por exemplo, fonte de IV) pode estar situada na câmara para aquecer o vidro para temperar, conforme foi discutido neste documento. Descobriu-se que a energia adicional direcionada na(s) inclusão(ões) durante pelo menos parte da parte de resfriamento de um processo de têmpera térmica reduz as chances de a(s) inclusão(ões) ser(em) aprisionada(s) na fase alfa, e permite que as inclusões relaxem até a fase beta relativamente inócua.
[0015] O sulfeto de níquel existe em fases diferentes em diferentes temperaturas. Por exemplo, duas fases específicas de NiS conhecidas são a fase alfa e a fase beta. A temperaturas abaixo de 715 graus F (379 OC), o sulfeto de níquel é relativamente estável na forma da fase beta. Acima dessa temperatura, ele é estável na fase alfa. Portanto, quando o vidro é produzido em um forno de alta temperatura, é provável que quaisquer inclusões de NÍS estejam na fase alfa. No vidro recozido típico, o processo de resfriamento lento proporcionado pelo recozimento tipo lehr permite ao NiS tempo suficiente para se transformar de sua fase alfa para a sua fase beta de modo relativamente inócuo, à medida que o vidro resfria.
[0016] No entanto, o vidro (por exemplo, vidro flotado de sílica à base de têmpera térmica, por motivos de segurança. Um processo típico de têmpera térmica envolve o aquecimento do vidro usando temperatura(s) de pelo menos 580 graus C (por exemplo, de cerca de 580 a 640 graus C, e com mais preferência de cerca de 580 a 620 Graus C) e, em seguida, o rápido resfriamento do vidro por meio de ar frio forçado. No processo de resfriamento rápido/veloz para produzir tanto vidro temperado como termoendurecido, frequentemente não há tempo suficiente para que as inclusões à base de sulfeto de níquel completem uma transição de fase (que é um processo relativamente lento) da fase alfa problemática para a fase beta relativamente inócua. As inclusões de sulfeto de são, dessa forma, frequentemente aprisionadas no vidro na fase alfa de alta temperatura, por exemplo, em vidro termicamente temperado. No entanto, uma vez que o vidro resfria além da temperatura de mudança de fase, essa inclusão de sulfeto de níquel tende a entrar novamente na fase beta de energia mais baixa. Para as inclusões aprisionadas, esse processo leva meses ou anos. Isto pode não ter efeito sobre o vidro, se não for pelo fato de que quando o NiS muda da fase alfa para a fase beta, ele aumenta em volume de 2 a 4%. Esta expansão pode criar resistências à tração localizadas que podem causar falhas no vidro. Dessa forma, as inclusões à base de sulfeto de níquel, que estão aprisionadas no vidro termicamente tratado (por exemplo, termicamente temperado) em sua fase alfa são problemáticas e podem causar falhas posteriores do vidro.
[0017] O sulfeto de níquel é um composto que se apresenta de várias formas. As formas mais comuns de sulfeto de níquel são Ni7Ss, NÍS, NiS103, NizgS2 e NIizgS2+Ni. Quando vistos com um microscópio eletrônico, Niz7Ss, NÍIS e NiS1o3 apresentam coloração amarelo-dourada e têm uma superfície rugosa similar a uma bola de golfe. Estes três tipos são não magnéticos e causam falhas no vidro temperado, como discutido acima.
[0018] Em certas modalidades exemplificadoras, o vidro de sílica à base de soda-cal compreende uma porção de vidro de base que inclui, em porcentagem em peso: 67-75 % de SiO>, 10-20 % de NazO, 5-15 % de CaO, 0-7 % de Al2Osz, 0-7 % de MgO e 0-7 % de K2O. Opcionalmente, uma porção corante do vidro pode adicionalmente incluir um ou mais corantes como ferro, selênio, cobalto, érbio e/ou similares. Alternativamente, uma porção corante do vidro pode adicionalmente incluir um ou mais corantes como ferro, selênio, cobalto, érbio e/ou similares.
[0019] Um exemplo de vidro à base de sílica de soda-cal, de acordo com certas modalidades da presente invenção que podem ser feitos através do processo de flotação ou outro processo adequado, em uma base de porcentagem em peso, inclui os seguintes ingredientes básicos: Tabela 1: Exemplo de vidro de base Ingrediente % em peso SiO>z 67 a75% Na2zo 10a20% Cao 5a15% MgOoO 0a7% Al2O3 0a7% K20 0a7%
[0020] Outros ingredientes secundários, incluindo vários adjuvantes de refino, como pastilhas de sal, água cristalina e/ou similares também podem ser incluídos no vidro de base. Em certas modalidades, por exemplo, o vidro na presente invenção pode ser produzido a partir de matérias-primas em lote, como areia silicosa, cinzas de soda, dolomita, calcário, com o uso de pastilhas de sal (SO) como um agente de refino. Agente(s) redutor(es) e oxidante(s) também pode(m) ser usado(s) em certos casos. Em certos casos, os vidros de base de sílica à
15% de NazO e de cerca de 6 a 12% de CaO. Além dos materiais de vidro de base discutidos acima, o lote de vidro e/ou o vidro final também pode incluir uma porção de colorante incluindo material(is) como ferro, érbio, cobalto, selênio e/ou similares em quantidades adequadas para fornecer coloração e/ou absorção para o vidro de maneira desejada. Em certas modalidades exemplificadoras desta invenção, a quantidade de ferro total no vidro pode ser de cerca de 0,05 a 1,2%, e com mais preferência, de cerca de 0,3 a 0,8%. No caso de certos vidros transparentes de elevada transmissão, o ferro total pode ser de cerca de 0,005% a 0,025%. A quantidade total de ferro presente no vidro, e dessa forma na porção de colorante do mesmo, é expressa na presente invenção em termos de Fe2O;, de acordo com a prática padrão. Isso, no entanto, não implica que todo o ferro esteja realmente sob a forma de Fe203. Da mesma forma, a quantidade de ferro no estado ferroso é relatada na presente invenção como FeO, apesar de nem todo o ferro no estado ferroso no vidro pode estar sob a forma de FeO.
[0021] Ao produzir vidro através do processo de flotação, por exemplo, as matérias-primas de lote do vidro (por exemplo, areia silicosa, cinzas de soda, dolomita, calcário, corante(s) etc.) são fornecidas e aquecidas em um forno ou fundidor para formar um material fundido de vidro. O vidro fundido é colocado em um banho de material fundido, como estanho (banho de estanho), onde o vidro se forma e é continuamente resfriado para formar uma fita de vidro flotado. A fita de vidro flotado prossegue para o recozimento tipo lehr, para ser submetido a um resfriamento lento. Opcionalmente, antes de entrar no recozimento tipo lehr, a(s) porção(ões) da borda lateral da folha de vidro pode(m) ser aparada(s) a quente. A folha de vidro tipicamente alcança o início do recozimento tipo lehr a uma temperatura de ao menos cerca de 540 graus C, com mais preferência pelo menos cerca de 580 graus C, com uma faixa possível de cerca de 540 (ou 580) a 800 graus C. A folha de vidro tipicamente de 540 graus C, com mais preferência pelo menos cerca de 580 graus C, com uma faixa possível de cerca de 540 (ou 580) a 800 graus C. Embora essas faixas de temperatura sejam preferenciais para recozimento, temperaturas diferentes podem ser usadas em determinados casos. A lâmina de vidro contínua pode ser sustentada por cilindros ou gás durante o recozimento. Após o recozimento, a folha de vidro contínua é movida para processamento adicional como um ou mais dentre corte, resfriamento adicional, revestimento e/ou similares. Na linha de flutuação, ou após a linha de flutuação, pode ser fornecido um sistema para detectar inclusões (por exemplo, inclusões à base de sulfeto de níquel) no vidro. As inclusões podem ser detectadas, por exemplo, por meio de imageamento térmico, análise de comprimento de onda, análise a olho nu, análise de imageamento e/ou análise de dispersão de luz, por exemplo. Esse vidro recozido pode ser usado como tal (por exemplo, em janelas ou outras aplicações adequadas) ou, alternativamente, ele pode ser subsequentemente termotratado (por exemplo, termicamente temperado) para aplicações de Segurança. A energia adicional discutida na presente invenção que é direcionada para o vidro pode, em certas modalidades exemplificadoras, ser direcionada de forma direta e indiscriminadamente em todo ou através substancialmente de todo o vidro, quando não sabemos a localização exata de qualquer possível inclusão à base de sulfeto de níquel, ou mesmo se qualquer tal(is) inclusão(ões) está(ão) presente(s) no vidro. Entretanto, em outras modalidades exemplificadoras, quando a presença e o local das inclusões à base de sulfeto de níquel são conhecidos, a energia adicional pode ser direcionada apenas para locais no vidro onde se sabe que as inclusões à base de sulfeto de níquel estão presentes.
[0022] A Figura 1 é um gráfico de temperatura (graus C) vs. tempo (segundos) que ilustra um processo de acordo com uma modalidade exemplificadora desta durante pelo menos parte de uma porção de resfriamento de um processo de têmpera térmica. e a Figura 2 é um diagrama esquemático de um sistema/aparelho de têmpera para reduzir falhas no vidro de inclusões, como inclusões à base de sulfeto de níquel de acordo com uma modalidade exemplificadora da presente invenção, cujo sistema/aparelho pode utilizar o procedimento mostrado na Figura 1.
[0023] O processo de têmpera térmica envolve o aquecimento do vidro até uma temperatura de amolecimento usando temperatura(s) de pelo menos 580 graus C (por exemplo, de cerca de 580 a 640 graus C, e com mais preferência de cerca de 580 a 620 Graus C) e, em seguida, o rápido resfriamento do vidro por meio de ar frio forçado, tal como é mostrado na Figura 1. O vidro é aquecido durante cerca de 0,5 a 10 minutos, e com mais preferência de cerca de 1 a 8 minutos. O vidro é, em seguida, rapidamente resfriado através de ar frio forçado através de bocais ou similares, e a temperatura do vidro diminui (por exemplo, consulte a Figura 1). Entretanto, a queda de temperatura é muito acentuada, tal como é mostrado pela linha sólida na Figura 1, de modo que não há tempo suficiente para que as inclusões à base de sulfeto de níquel completem uma transição de fase (que é um processo relativamente lento) da fase alfa problemática para a fase beta relativamente inócua. As inclusões de sulfeto de são, dessa forma, frequentemente aprisionadas no vidro na fase alfa de alta temperatura, por exemplo, em vidro termicamente temperado.
[0024] Com referência às Figuras 1 e 2, este problema é resolvido, durante pelo menos parte do período de resfriamento do processo de têmpera térmica, pelo direcionamento de energia adicional na(s) inclusão(ões), como na(s) inclusão(ões) à base de sulfeto de níquel no vidro a fim de retardar o processo de resfriamento das inclusões (por exemplo, consulte a linha pontilhada na Figura 1). O perfil de aquecimento, resfriamento e energia adicional podem ser controlados por ao menos um processador configurado para controlar o mesmo, como da maneira exemplificadoras desta invenção, a energia adicional não é direcionada para todo o vidro, mas além disso, é direcionada apenas em área(s) do vidro com inclusão(ões) (por exemplo, inclusões à base de sulfeto de níquel) de modo a não interferir significativamente no processo de têmpera para o restante do vidro, e de modo a tornar o processo de resfriamento da(s) inclusão(ões) mais lento em relação ao resfriamento da massa do vidro sendo temperado. No entanto, a energia adicional pode ser aplicada a todo o substrato de vidro inteiro nas modalidades alternativas exemplificadoras da presente invenção. A energia adicional pode estar sob a forma, por exemplo, de luz visível e/ou infravermelha (IV) de ao menos uma fonte de luz que é direcionada em direção à(s) inclusão(ões) à base de sulfeto de níquel. A(s) fonte(s) de luz pode(m) ser um laser, uma fonte de luz de alta intensidade ou similares, e em certas modalidades exemplificadoras, a energia adicional pode ser focalizada na área incluindo a inclusão. A energia adicional pode compreender ao menos um comprimento de onda na faixa de cerca de 300 a 1100 nm, e com mais preferência de cerca de 380 a 700 nm, em certas modalidades exemplificadoras desta invenção. A energia adicional pode ser um único comprimento de onda ou apenas alguns comprimentos de onda, ou pode ser uma combinação de vários comprimentos de onda na faixa de comprimento de onda especificada.
[0025] A energia adicional, em certas modalidades exemplificadoras, pode ser direcionada para a(s) inclusão(ões) através de uma ou mais janelas (por exemplo, pelo menos uma janela de quartzo) fornecida em uma parede de uma câmara de têmpera, de modo que a(s) fonte(s) de luz possa(m) opcionalmente estar situada(s) fora da câmara de têmpera. A(s) janela(s) através da(s) qual(is) a energia adicional é direcionada pode(m) ser fornecida(s) em (uma) parede(s) lateral(is) e/ou no teto da câmara de têmpera, em modalidades exemplificadoras desta invenção. Descobriu-se que a energia adicional direcionada na(s) inclusão(ões) durante pelo menos parte da parte de resfriamento de um processo de têmpera térmica torna níquel e, assim, reduz as chances de a(s) inclusão(ões) ser(em) aprisionada(s) na fase alfa, e permite que as inclusões relaxem até a fase beta relativamente inócua. A energia adicional é fornecida em uma quantidade suficiente para (i) evitar que ao menos uma inclusão à base de sulfeto de níquel no vidro seja aprisionada na fase alfa, e (ii) permitir que a inclusão à base de sulfeto de níquel na fase alfa relaxe até a fase beta relativamente inócua dentro de 24 horas após o final da aplicação do ar frio forçado, de modo que a inclusão no produto de vidro final esteja na fase beta.
[0026] Em uma modalidade exemplificadora, conforme mostrado na Figura 1, a energia adicional é aplicada a partir de um ponto próximo ao início do período de resfriamento e pode continuar até um ponto pouco antes, em ou após o fim da têmpera do vidro. Como resultado, a folha de vidro fica temperada e as inclusões à base de sulfeto de níquel são deixadas sofrer a transição com segurança de sua fase alfa de alta temperatura para a fase beta relativamente inócua.
[0027] Consequentemente, em uma modalidade exemplificadora da presente invenção, é fornecido um método de temperar termicamente vidro para reduzir as falhas de vidro devido às inclusões à base de sulfeto de níquel, sendo que o método compreende: temperar termicamente o vidro, incluindo uma composição de vidro de base, compreendendo: 67-75 % de SiO>2, 10-20 % de Na2O, 5-15 % de CaO, 0-7 % de Al2O;3 e 0-7 % de K2O, sendo que temperar termicamente compreende aquecer o vidro até pelo menos uma temperatura de amolecimento através da(s) temperatura(s) de pelo menos 580 graus C, e então resfriar rapidamente o vidro por meio de ar frio forçado; e durante pelo menos parte do resfriamento rápido, direcionar energia adicional em direção a pelo menos uma inclusão à base de sulfeto de níquel no vidro para diminuir a velocidade do resfriamento da inclusão em relação à outra área do vidro, de modo a permitir que a inclusão à base de sulfeto de níquel faça a transição de forma segura de uma fase alfa de alta temperatura para uma fase beta.
[0028] No método do parágrafo imediatamente acima, a energia adicional pode ser direcionada a partir de ao menos uma fonte de luz, em direção à inclusão à base de sulfeto de níquel no vidro, através de pelo menos uma janela em uma câmara de têmpera na qual o vidro é termicamente temperado. A ao menos uma janela pode compreender ao menos uma janela de quartzo.
[0029] No método de qualquer um dos dois parágrafos anteriores, pode ocorrer a concentração de energia adicional sobre uma área do vidro, incluindo a inclusão à base de sulfeto de níquel.
[0030] No método de qualquer um dos três parágrafos anteriores, a energia adicional pode compreender ao menos um comprimento de onda em uma faixa de 300 a 1100 nm, e com mais preferência de 380 a 700 nm. A energia adicional pode compreender uma pluralidade de comprimentos de onda na(s) faixa(s).
[0031] No método de acordo com qualquer um dos quatro parágrafos anteriores, a energia adicional pode ser direcionada para a inclusão durante ao menos uma maior parte do processo de resfriamento rápido.
[0032] No método de acordo com qualquer um dos cinco parágrafos anteriores, a energia adicional pode ser fornecida em uma quantidade suficiente para: (i) evitar que ao menos uma inclusão à base de sulfeto de níquel no vidro seja aprisionada na fase alfa, e (ii) permitir que a inclusão à base de sulfeto de níquel na fase alfa relaxe até a fase beta relativamente inócua dentro de 24 horas após o final da aplicação do ar frio forçado, de modo que a inclusão no produto de vidro final esteja na fase beta.
[0033] No método de acordo com qualquer um dos seis parágrafos anteriores, (a) a energia adicional pode ser indiscriminadamente direcionada através da toda, ou através de substancialmente toda (por exemplo, ao longo de pelo menos 80% de uma dimensão do vidro), uma dimensão do vidro, como quando a(s) localização(ões) da(s) inclusão(ões) de sulfeto de níquel não é/são está(ão) presente(s) no vidro; ou (b) a energia adicional pode ser direcionada apenas em locais no vidro onde as se sabe que as inclusões à base de sulfeto de níquel estão presentes, como nas modalidades e/ou nas situações nas quais a presença e localização das inclusões à base de sulfeto de níquel são conhecidas.
[0034] Em uma modalidade exemplificadora da presente invenção, é fornecido um sistema para temperar termicamente vidro para reduzir as falhas de vidro devido às inclusões à base de sulfeto de níquel, sendo que o sistema compreende: uma câmara configurada para temperar termicamente o vidro, incluindo uma composição de vidro de base que compreende: 67-75 % de SiO>, 10-20 % de Na2O, 5-15 % de CaO, 0-7 % de Al2O;3 e 0-7 % de K2O; pelo menos uma fonte de calor (por exemplo, fonte(s) de IV) configurada para aquecer o vidro na câmara até pelo menos uma temperatura de amolecimento através da(s) temperatura(s) de pelo menos 580 graus C, ao menos uma porta de resfriamento (por exemplo, um ou mais jatos de resfriamento) configurada para resfriar rapidamente o vidro por meio de ar frio forçado; e ao menos um processador configurado para, durante pelo menos parte do resfriamento rápido, controlar ao menos uma fonte de energia para direcionar mais energia em uma inclusão à base de sulfeto de níquel no vidro para diminuir a velocidade do resfriamento da inclusão em relação à outra área do vidro, de modo a permitir que a inclusão à base de sulfeto de níquel faça a transição de forma segura de uma fase alfa de alta temperatura para uma fase beta.
[0035] Uma vez dada a revelação acima, muitos outros recursos, modificações e aprimoramentos ficarão evidentes ao versado na técnica. Esses recursos, modificações e aprimoramentos são, portanto, considerados como sendo uma parte da presente invenção, cujo escopo será determinado pelas reivindicações a seguir.
Claims (36)
1. Método de temperar termicamente o vidro para reduzir as falhas no vidro devido às inclusões à base de sulfeto de níquel, caracterizado por compreender: temperar termicamente o vidro, incluindo uma composição de vidro de base, que compreende: Ingrediente % em peso SiO> 67 a75% Na2Oo 10a20% Cao 5a15% Al2O3 0a7% K20 0a7% sendo que temperar termicamente compreende aquecer o vidro até pelo menos uma temperatura de amolecimento através da(s) temperatura(s) de pelo menos 580 graus C, e então resfriar rapidamente o vidro por meio de ar frio forçado; e durante pelo menos parte do resfriamento rápido, direcionar energia adicional em direção a pelo menos uma inclusão à base de sulfeto de níquel no vidro para diminuir a velocidade do resfriamento da inclusão em relação à outra área do vidro, de modo a permitir que a inclusão à base de sulfeto de níquel faça a transição de forma segura de uma fase alfa de alta temperatura para uma fase beta.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a energia adicional ser direcionada a partir de ao menos uma fonte de luz, em direção a pelo menos a inclusão à base de sulfeto de níquel no vidro, através de pelo menos uma janela em uma câmara de têmpera na qual o vidro é termicamente temperado.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a pelo menos uma janela compreender uma janela de quartzo.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por compreender adicionalmente concentrar a energia adicional em ao menos uma área do vidro, incluindo a inclusão à base de sulfeto de níquel.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por a energia adicional compreender pelo menos um comprimento de onda em uma faixa de 300 a 1100 nm.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a energia adicional compreender pelo menos um comprimento de onda em uma faixa de 380 a 700 nm.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por a energia adicional compreender uma pluralidade de comprimento de onda em uma faixa de 300 a 1100 nm.
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por a energia adicional ser direcionada para pelo menos a inclusão durante ao menos a maior parte do processo de resfriamento rápido.
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por a energia adicional ser fornecida em uma quantidade suficiente para: (i) evitar que ao menos uma inclusão à base de sulfeto de níquel no vidro seja aprisionada na fase alfa em um produto de vidro final, e (ii) permitir que a inclusão à base de sulfeto de níquel na fase alfa relaxe até a fase beta relativamente inócua dentro de 24 horas após o final da aplicação do ar frio forçado, de modo que a inclusão no produto de vidro final esteja na fase beta.
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por a energia adicional ser direcionada através de toda, ou de substancialmente toda uma dimensão do vidro.
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por a dita dimensão ser uma largura do vidro, conforme vista de cima.
12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por a energia adicional ser direcionada para o vidro, o(s) local(is) da(s) inclusão(ões) à base de sulfeto de níquel não ser(em) conhecido(s) e/ou não ser conhecido se a(s) inclusão(ões) à base de sulfeto de níquel está(ão) presente(s) no vidro para o qual a energia adicional é direcionada.
13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por a energia adicional ser direcionada apenas em direção às áreas do vidro onde acredita-se que as inclusões à base de sulfeto de níquel estão presentes.
14. Método para fabricação de vidro termicamente temperado, caracterizado por compreender: temperar termicamente o vidro, incluindo uma composição de vidro de base, que compreende: Ingrediente % em peso SiO> 67 a75% NazO 10a20% Cao 5a15% Al2O3 0a7% K2O0 0a7% sendo que temperar termicamente compreende aquecer o vidro até pelo menos uma temperatura de amolecimento através da(s) temperatura(s) de pelo menos 580 graus C, e então resfriar rapidamente o vidro em um processo de resfriamento rápido; e durante pelo menos parte do resfriamento rápido do vidro, direcionar energia adicional em direção a pelo menos uma inclusão à base de sulfeto de níquel no vidro para diminuir a velocidade do resfriamento da inclusão à base de sulfeto de níquel, de modo a permitir que a inclusão à base de sulfeto de níquel faça a transição de forma segura de uma fase alfa de alta temperatura para uma fase beta.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por a energia adicional ser direcionada a partir de ao menos uma fonte de luz, em direção a pelo menos a inclusão à base de sulfeto de níquel no vidro, através de pelo menos uma janela em uma câmara de têmpera na qual o vidro é termicamente temperado.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por a pelo menos uma janela compreender uma janela de quartzo.
17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado por compreender adicionalmente concentrar a energia adicional em ao menos uma área do vidro, incluindo a inclusão à base de sulfeto de níquel.
18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 17, caracterizado por a energia adicional compreender pelo menos um comprimento de onda em uma faixa de 300 a 1100 nm.
19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 18, caracterizado por a energia adicional ser direcionada para a inclusão durante ao menos a maior parte do processo de resfriamento rápido.
20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 19, caracterizado por a energia adicional ser fornecida em uma quantidade no vidro seja aprisionada na fase alfa em um produto de vidro final, e (ii) permitir que a inclusão à base de sulfeto de níquel na fase alfa relaxe até a fase beta relativamente inócua dentro de 24 horas após o final da aplicação do ar frio forçado, de modo que a inclusão no produto de vidro final esteja na fase beta.
21. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 20, caracterizado por a energia adicional ser direcionada através de toda, ou de substancialmente toda uma dimensão do vidro.
22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por a dita dimensão ser uma largura do vidro, conforme vista de cima.
23. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 22, caracterizado por a energia adicional ser direcionada para o vidro, o(s) local(is) da(s) inclusão(ões) à base de sulfeto de níquel não ser(em) conhecido(s) e/ou não ser conhecido se a(s) inclusão(ões) à base de sulfeto de níquel está(ão) presente(s) no vidro para o qual a energia adicional é direcionada.
24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 23, caracterizado por a energia adicional ser direcionada apenas em direção às áreas do vidro onde acredita-se que as inclusões à base de sulfeto de níquel estão presentes.
25. Sistema para temperar termicamente o vidro para reduzir as falhas no vidro devido às inclusões à base de sulfeto de níquel, caracterizado por o sistema compreender: uma câmara configurada para temperar termicamente o vidro, incluindo uma composição de vidro de base, que compreende: Ingrediente % em peso SiO, 67 a75% AI ff ana IA60
Cao 5a15% Al2O3 0a7% K20 0a7% pelo menos uma fonte de calor configurada para aquecer o vidro na câmara até pelo menos uma temperatura de amolecimento através da(s) temperatura(s) de pelo menos 580 graus C, ao menos uma porta de resfriamento configurada para resfriar rapidamente o vidro através de ar frio forçado; e ao menos um processador configurado para, durante pelo menos parte do resfriamento rápido, controlar ao menos uma fonte de energia para direcionar mais energia em direção a pelo menos uma inclusão à base de sulfeto de níquel no vidro para diminuir a velocidade do resfriamento da inclusão em relação à outra área do vidro, de modo a permitir que a inclusão à base de sulfeto de níquel faça a transição de forma segura de uma fase alfa de alta temperatura para uma fase beta.
26. Sistema, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado por a energia adicional ser direcionada a partir de ao menos uma fonte de luz, em direção a pelo menos a inclusão à base de sulfeto de níquel no vidro, através de pelo menos uma janela na câmara.
27. Sistema, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado por a pelo menos uma janela compreender uma janela de quartzo.
28. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 27, caracterizado por a energia adicional compreender pelo menos um comprimento de onda em uma faixa de 300 a 1100 nm.
29. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 28, caracterizado por o pelo menos um processador ser configurado para fazer com que a energia adicional seja direcionada em direção a pelo menos a inclusão durante ao menos a maior parte do resfriamento rápido.
30. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 29, caracterizado por a pelo menos uma fonte de energia e/ou processador ser(em) configurado(s) para fornecer a energia adicional em uma quantidade suficiente para: (i) evitar que ao menos uma inclusão à base de sulfeto de níquel no vidro seja aprisionada na fase alfa em um produto de vidro final, e (ii) permitir que a inclusão à base de sulfeto de níquel na fase alfa relaxe até a fase beta relativamente inócua dentro de 24 horas após o final da aplicação do ar frio forçado, de modo que a inclusão no produto de vidro final esteja na fase beta.
31. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 30, caracterizado por a pelo menos uma fonte de energia e/ou processador ser(em) configurado(s) para direcionar a energia adicional através de toda, ou através de substancialmente toda uma dimensão do vidro.
32. Sistema, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado por a dita dimensão ser uma largura do vidro, conforme vista de cima.
33. Sistema para processar o vidro para reduzir as falhas no vidro devido às inclusões à base de sulfeto de níquel, caracterizado por compreender: uma câmara configurada para aquecer o vidro, incluindo uma composição de vidro de base, que compreende: Ingrediente % em peso SiO, 67 a75% Na2O 10 a 20% Cao 5a15% Al2O3 0a7% K20 0a7%
pelo menos uma fonte de calor configurada para aquecer o vidro na câmara até pelo menos uma temperatura de amolecimento através da(s) temperatura(s) de pelo menos 580 graus C, ao menos uma porta de resfriamento configurada para resfriar o vidro; e ao menos um processador configurado para, durante pelo menos parte do resfriamento, controlar ao menos uma fonte de energia para direcionar mais energia em direção ao vidro para diminuir a velocidade do resfriamento da inclusão em relação à outra área do vidro, de modo a permitir que a inclusão faça a transição de forma segura de uma primeira fase para uma segunda fase.
34. Sistema, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado por a energia adicional ser direcionada a partir de ao menos uma fonte de energia, em direção a pelo menos a inclusão no vidro, através de pelo menos uma janela na câmara.
35. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 33 a 34, caracterizado por a energia adicional compreender pelo menos um comprimento de onda em uma faixa de 300 a 1100 nm.
36. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 33 a 35, caracterizado por o pelo menos um processador ser configurado para fazer com que a energia adicional seja direcionada em direção ao vidro durante pelo menos a maior parte do resfriamento rápido.
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