CN102421711A - 用于形成连续玻璃板的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于从玻璃管形成连续玻璃板的方法包括通过将玻璃管牵拉到包括形成内部腔室的多孔侧壁的基座承载件上来使玻璃管膨胀和变薄。基座承载件的直径可在顶部和底部之间增大。当玻璃管被牵拉到基座承载件上时，玻璃管可保持在高于玻璃软化点的温度。当玻璃管被牵拉到基座承载件上时，玻璃管通过用加压流体来沿径向将玻璃管吹离基座承载件而被悬挂在基座承载件之上，这些加压流体被供给到内部腔室并从多孔侧壁排出。此后，玻璃管被冷却并切割以形成连续玻璃板。

Description

用于形成连续玻璃板的方法及系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年5月13日提交的、题为“用于形成连续玻璃板的方法及系统”的欧洲专利申请第09305425.2号的权益和优先权，本申请所依赖的内容以参见的方式纳入本文。
技术领域
本文所述的实施例总体涉及用于形成玻璃板的方法及系统，且更具体地涉及用于形成连续薄玻璃板的方法及装置。
背景技术
近年来，有机发光二极管(OLED)由于它们广泛应用于很多种电致放光器件的潜力而成为了受到大量研究的对象。例如，单个OLED可用作不连续的发光器件，或者OLED阵列可用于照明应用场合或者诸如挠性显示器的平板应用场合。然而，OLED显示器且尤其是各个OLED的电极和有机层容易由于与氧气和湿气的相互作用而退化。用作挠性OLED显示器中基质的聚合物材料可以透过氧气和湿气，并因此对于密封显示器和防止OLED装置的退化并不有效。金属箔提供对于聚合物材料的一种合适替代物，这是因为一些金属箔既不透氧气也不透湿气。然而，金属箔的光学性能，特别是金属箔的透明度或缺乏透明度使箔不适合与OLED显示器装置结合使用。
玻璃可对于聚合物材料和金属箔来说是合适的替代物以与OLED显示器结合使用。玻璃提供期望的光学透明度同时不透湿气和氧气。这样，玻璃可适于在显示器中的OLED周围形成气密密封。然而，玻璃一般不是挠性材料，除非玻璃是超薄的，且用于生产超薄玻璃的现有技术不适于大量商业生产。
因此，需要用于生产连续薄玻璃板的替代方法和系统。
发明内容
根据在此所示和所述的一个实施例，用于形成连续玻璃板的方法包括通过将玻璃管牵拉到包括形成内部腔室的多孔侧壁的基座承载件上以使玻璃管膨胀和变薄。基座承载件的直径可在基座承载件的顶部和基座承载件的底部之间增大。当玻璃管被牵拉到基座承载件上时，玻璃管可保持在高于玻璃软化点的温度。当玻璃管被牵拉到基座承载件上时，玻璃管可通过用加压流体来沿径向将玻璃管吹离基座承载件而被悬于基座承载件之上，这些加压流体被供给到内部腔室并从多孔侧壁排出。此后，玻璃管可被冷却并切割以形成连续玻璃板。
在另一实施例中，用于形成连续玻璃板的系统包括基座承载件、围绕基座承载件的加热系统、牵拉机构和切断装置。基座承载件可包括形成用于容纳加压流体的内部腔室的多孔侧壁。基座承载件的直径可在基座承载件的顶部和基座承载件的底部之间增大。基座承载件可操作以经过多孔侧壁排出加压流体，因而，当加热的玻璃管被牵拉到基座承载件上时，加热的玻璃管沿径向被吹离基座承载件，由此使玻璃管悬于基座承载件上方。加热系统可与从基座承载件排出的加压流体协作以调节被牵拉到基座承载件上的玻璃管的温度。牵拉机构设置在基座承载件下方并可包括至少一个牵引轮，该牵引轮定位成与玻璃管接触并将玻璃管沿向下的方向牵拉到基座承载件上。切断装置可定位在牵拉机构下方并可操作以将玻璃管切割成连续玻璃板。
在下面的详细说明中将阐述本文所述实施例的其它特征和优点，它们对本领域的技术人员来说部分地可从该说明书中变得显而易见，或可通过如本文(包括下面的详细说明、权利要求书以及附图)所述那样来实践本发明认识到。
应理解的是，上述总体说明和下面的详细说明都意在提供概况或框架以便理解权利要求书的性质和特征。包括附图是为了提供对本文所述的各实施例的进一步理解，附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出本文所述的各实施例，并与说明书一起用于解释本文所述实施例的原理和操作。
附图说明
图1是根据本文所示和所述的一个或多个实施例的用于生产连续玻璃板的系统的横截面的示意图；
图2是根据本文所示和所述的一个或多个实施例的用于生产连续玻璃板的系统的横截面的示意图；
图3是图1和2中所示的在用于生产连续玻璃板的系统中使用的基座(susceptor)承载件的一个实施例的示意图；
图4是被牵拉到图3的基座承载件上的玻璃管的示意图；
图5是图4的基座承载件的一部分的放大图，其示出软化玻璃和基座承载件之间的间距；以及
图6A-6C示意地示出用于从膨胀玻璃管中切割出玻璃板以生产具有基本上无缺陷边缘的玻璃板的过程。
具体实施方式
现在将详细参照用于形成本文所述的连续玻璃板的各种方法和装置，在附图中示出了各实施例的例子。只要有可能，在所有附图中都用相同的附图标记来表示相同或类似的部件。在图1中示出用于从玻璃管中生产出连续玻璃板的系统的一个实施例。该系统一般包括大体钟形的基座承载件、加热系统、牵拉系统和切断装置。在此将更详细地描述系统和使用该系统来使连续玻璃板成形的方法的各种实施例。
现参照图1和2，以剖视图示意示出用于从玻璃管形成连续玻璃板的系统200、300的两个实施例。系统200、300垂直定向，并且一般可包括基座承载件100、加热系统118、牵拉机构128和切断装置140。系统200、300可附加地包括将连续玻璃板绕到辊子或储存卷轴(spool)上的收卷(take-up)机构160。图2中所示的系统300可附加地包括用于容纳熔融玻璃152的玻璃输送箱150。
现参照图1-3，基座承载件100可以大体呈钟形并关于中心线CL旋转对称。基座承载件100可包括形成内部腔室116(图1和2中示出)的侧壁110。在一个实施例中，基座承载件100如图3中所示可包括顶部102、上中部104、下中部106和底部108。顶部102和底部108可大体为圆筒形，而底部108具有比顶部102直径大的直径。例如，顶部102可具有从约28毫米到约350毫米的直径，而底部108可具有从约60毫米到约700毫米的直径。
上中部104可大体为锥形，因而，基座承载件100的直径从顶部102到下中部106增大。例如，在一个实施例中，上中部104可以成形为侧壁110的表面相对于基座承载件100的中心线CL形成从约30°到约45°的角度。
下中部106可以大体为球形。如在此所用，术语大体球形是指基座承载件100的下中部106在基座承载件的表面处具有均匀的曲率半径，该表面如果延伸的话将形成球体。因此，应当理解到基座承载件100的下中部106可具有类似于球形横截面的几何构造。例如，基座承载件100在下中部106内的表面可具有形成上中部104的大体锥形和底部108的大体圆筒形之间的过渡的曲率半径。
在一个实施例中，上中部104可包括第一部分104A和第二部分104B。第一部分104A中的侧壁110的表面可形成相对于中心线CL的第一角度θ1，而第二部分104B中的侧壁110的表面可形成相对于中心线CL的第二角度θ2，且θ1＜θ2。
尽管基座承载件100在此描述为大体钟形且包括顶部102、上中部104、下中部106和底部108，但应当理解到基座承载件100可具有其它构造。例如，基座承载件100可以大体为锥形或者替代地大体为抛物线形。因此，应当理解到基座承载件可以是适于使被牵拉到基座承载件表面上的加热玻璃管膨胀和变薄的任何构造，如下面将更为详细所述。
还参照图1-3，基座承载件100的侧壁110可以是多孔的，因而，被引入内部腔室116的加压流体可从基座承载件100中经由侧壁110排出。例如，构成基座承载件100的材料可具有大于约1％、更佳为大于约2％且最佳为从约3％到约6％的孔隙率。构成基座承载件100的材料应当在升高的温度下是稳定的，因而，基座承载件不会污染被牵拉到基座承载件上的加热玻璃。
在一个实施例中，基座承载件100由多孔碳材料构成，诸如由法国卡朋罗兰(Carbon Lorraine)生产的参考编号2020(Ref.2020)。参考编号2020(Ref.2020)一般包括从约5微米到约20微米的平均碳粒尺寸和约4％的孔隙率。当基座承载件100由碳构成时，侧壁110可具有从约6毫米到约12毫米的径向厚度T。在一个实施例中，侧壁110的径向厚度T可以是从顶部102到底部108基本均匀的。替代地，侧壁110的径向厚度T可以是不均匀的。例如，当侧壁110的径向厚度T是不均匀的时，径向厚度可变化达到侧壁110的最大径向厚度T的约30％。在此实施例中，侧壁的具有较小径向厚度的区域可以对于被引入内部腔室116的加压气体更透气，并因此可具有穿过侧壁110的较大局部气体通量。
尽管基座承载件100的一个例子在此示出为包括多孔碳材料，当应当理解到基座承载件可由高温下稳定的其它多孔材料构成，诸如陶瓷材料。例如，在一个实施例中，青石陶瓷或类似的陶瓷材料可用于构成基座承载件100。
又参见图1和2，基座承载件100可密封地安装到支承体114上。支承体114可包括流体连接到基座承载件100的内部腔室116的流体供给通道112，诸如管子、导管或类似的流体输送装置。该流体供给通道112可操作以将加压流体供给到内部腔室116。在本文所述的实施例中，加压流体可以是加压气体，特别是惰性加压气体，包括但不限于氮气、氦气、氩气、氪气、氙气等。
在图1中所示的系统200的实施例中，基座承载件100和支承体114被固定，并且被牵拉到基座承载件100上的管状玻璃预制件170在基座承载件上被加热、膨胀和变薄时相对于基座承载件100进行转动。
然而，在图2中所示的系统300的实施例中，系统300包括用于将熔融玻璃管供给到基座承载件100的玻璃输送箱150，该基座承载件100可操作以相对于玻璃输送箱150转动，因而，基座承载件100在被牵拉到基座承载件100上的玻璃管之内转动。例如，在此实施例中，基座承载件100和附连的支承体114可操作以诸如当支承体114机械联接到电动机的转动电枢时进行转动。
又参见图1和2，加热系统118可设置在基座承载件100周围。在一个实施例中，加热系统118可包括诸如由阿柯索(Axio)制造的10kW感应加热单元的感应加热系统。然而，应当理解到可使用其它类型的加热系统，这些加热系统包括但不限于红外式、聚焦红外式、电阻式和/或其组合。此外，应当理解到，尽管图1和2将加热系统示出为设置在基座承载件100周围，但诸如当加热系统118是电阻加热系统时，加热系统118可与基座承载件100集成。
加热系统118可操作以在基座承载件100周围产生至少两个不同的加热区域。例如，在图1和2中所示的实施例中，加热系统118包括三个分开的感应线圈：上感应线圈120、中感应线圈122和下感应线圈124。每个感应线圈可独立操作，因而，在基座承载件100周围产生三个分开的加热区域。例如，上感应线圈120可在第一温度T1下操作以将基座承载件100加热到被牵拉到基座承载件上的玻璃的软化温度或刚低于该温度。中感应线圈122可在大于T1的第二温度T2下操作，而第三感应线圈可在小于T1的第三温度T3下操作(例如，小于玻璃的软化点的温度)。下面将参见被牵拉到基座承载件100上的玻璃的具体成分来详细描述各个感应线圈被加热的温度。
此外，应当理解到加热系统118可与从基座承载件的表面排出的压缩流体协作以控制被牵拉到基座承载件上的玻璃温度。
加热系统118和基座承载件100可以至少局部地设置在外壳126内，以使被牵拉到基座承载件100上的受热软化玻璃171免于诸如灰尘和/或其它颗粒物之类的大气污染物。外壳126还可向基座承载件和加热系统118提供隔热。
还参见图1和2，用于从玻璃管形成玻璃板的系统200、300还可包括牵拉机构128。牵拉机构128一般设置在基座承载件100下方并可包括至少一个牵引轮(tractor wheel)，牵引轮可操作以与被牵拉到基座承载件100上的玻璃管接触并向下牵拉该玻璃管。牵拉机构128还可有助于玻璃管的转动。因此，由于牵拉机构可使牵拉的玻璃管作向下运动和转动运动，所以应理解到至少一个牵引轮围绕其转动的转动轴线不平行于水平轴线。具体来说，至少一个牵引轮可定位成其角度定向与玻璃管被切割的角度或斜度(pitch)相同。
在图1和2中所示系统200、300的实施例中，牵拉机构128包括围绕支承体114等间距隔开的至少三对相对的牵引轮。例如，当牵拉机构128包括三对相对的牵引轮时，牵引轮可围绕支承体114每隔120°设置。
每对相对的牵引轮包括内牵引轮130和外牵引轮132。内牵引轮130和外牵引轮132中的至少一个可联接到电动机，以使牵引轮被驱动。内牵引轮130安装在支承体114上，而外牵引轮132安装在外支承结构上(未示出)。外牵引轮132与对应的内牵引轮130间隔开，因而，经膨胀的玻璃管172可设置在内牵引轮130和外牵引轮132之间。由此，内牵引轮130可与经膨胀的玻璃管172在该管的内表面上接触(例如，沿经膨胀的玻璃管172的内径或ID)，而外牵引轮132可与经膨胀的玻璃管172在该管的外表面上接触(例如，沿经膨胀的玻璃管172的外径或OD)。
在本文所述实施例中，牵拉机构128可以低于基座承载件100一足够距离而设置，因而，在与牵拉机构128的牵引轮接触之前，经膨胀的玻璃管172被空气冷却到高于玻璃应变点的温度。例如，对于被牵拉到基座承载件100上并被加热的诸如派莱克斯
Figure BPA00001463380100071
Figure BPA00001463380100072
7761(应变点＝458℃)的硼硅玻璃管来说，牵拉机构128可定位在基座承载件100下方，因而，经膨胀的玻璃管172在其与牵拉机构128接触之前被空气冷却到至少650℃。
还参见图1和2，用于从玻璃管形成玻璃板的系统200、300还可包括切断装置140，该切断装置可操作以将经膨胀的玻璃管172切割成连续玻璃板400或连续条带。切断装置140可包括诸如CO2激光器、四倍频266纳米YAG激光器或准分子激光器(193/248/308纳米)的激光器，诸如刀片、剪刀或金刚石刻划器的机械切断装置，或者基于材料中热应力传播来切割膨胀玻璃管172的装置。连续玻璃板400的宽度可通过变化玻璃管被馈送到基座承载件的速度、玻璃管被牵拉到基座承载件上的速度、基座承载件和玻璃管的相对转速和经膨胀的玻璃管172被切断的斜率来控制。
在一个实施例中，切断装置140是定位在牵拉机构128下方的CO2激光器。具体来说，切断装置可定位在牵拉机构128下方一合适距离，因而，当玻璃管处于高于玻璃应变点的温度时用CO2激光器来切割玻璃管。在高于玻璃应变点的温度下切割玻璃减轻经切割的连续玻璃板400中残余应力的形成。
参见图6A-6C，在另一实施例中，切断装置140是定位成当玻璃处于低于玻璃应变点的温度时切割经膨胀的玻璃管172的CO2激光器。CO2激光器可用于切割玻璃，因而，所得玻璃板具有无缺陷边缘。在此实施例中，CO2激光器可以使具有80W最大功率和7.2毫米束径的106微米波长新锐(Synrad)射频激发CO2激光器。CO2激光器的光束可聚焦到将用2.5英寸聚焦镜头来切割的玻璃表面上，从而在玻璃上产生131微米的光点尺寸。
现参见图6A-6C，为了切割玻璃，CO2激光器的光束306可指向经膨胀的玻璃管172上(如在图6A中以局部剖视图示出)，该激光器具有足够的功率来通过分离部350的任一侧上的热影响区域(TAZ)302的熔合和形成来在玻璃中产生分离部350。为了切割具有高达约150微米厚度的硼硅玻璃，CO2激光器的功率可以是从约60W到约80W。TAZ302(在图6B中示出)的宽度一般可以是约1毫米。通过CO2激光器在玻璃中感应出的较高热应力可引起裂缝310在直接与TAZ302相邻并平行于CO2激光器的切断路径的玻璃中形成和传播。裂缝致使TAZ302与玻璃的剩余部分离(例如与经膨胀的玻璃管172和经切割的玻璃板400分离)，如图6C中所示，从而在经膨胀的玻璃管172和经切割的连续玻璃板400上留下无缺陷边缘308。
这种切割技术可用于以约25毫米/秒到约45毫米/秒的切断速度来切割具有从约20微米到约150微米厚度的玻璃，而对于给定激光功率来说较薄的玻璃需要较快的切断速度。例如，对于具有120微米厚度的硼硅玻璃，激光功率为约80W的约25毫米/秒到约30毫米/秒的切断速度可用于生产在经切割的玻璃中基本无缺陷的边缘。类似地，对于具有100微米厚度的硼硅玻璃，激光功率为约80W的约35毫米/秒到约40毫米/秒的切断速度可用于生产基本无缺陷的边缘，而具有70微米厚度的硼硅玻璃可用约80W的激光功率以约40毫米/秒到约45毫米/秒的切断速度来生产基本无缺陷的边缘。
不管用于切割玻璃的技术如何，切断装置140可以定位成沿牵拉机构128的牵引轮与经膨胀的玻璃管172接触的线切割经膨胀的玻璃管172，因而，可通过与牵拉机构的牵引轮接触而被引入玻璃中的任何缺陷位于激光器的切断路径中，并因此当玻璃被切割时被消除。
此外，应当理解到切断装置140可定位成相对于玻璃成一角度或斜度，因而，玻璃以螺旋面形或以螺旋形与经膨胀的玻璃管172切割开。斜度可通过调节切断装置相对于经膨胀玻璃管的角度定向来设定。切断装置的斜度结合牵拉机构的牵拉速度决定了所得连续玻璃板400的宽度。
还参见图1和2，用于从玻璃管形成玻璃板的系统200、300还可包括收卷机构160。收卷机构160一般可包括转动芯轴或辊子162，经切割的连续玻璃板400可被绕到该转动芯轴或辊子上。收卷机构160的转动轴线161一般可垂直于经膨胀的玻璃管172进行切割的斜度，因而，切割的连续玻璃板400可被均匀地卷绕到芯轴或辊子上。此外，收卷机构160的转动速度可变化以与玻璃管被牵拉到基座承载件100上以及被切割成连续玻璃板400的速率相一致。
现参见图1和2来说明用于从玻璃管形成连续玻璃板的系统200、300的功能。在一个实施例中，玻璃管是刚性的管状玻璃预制件170，该预制件如图1中所示定位在基座承载件100的顶部102上。如本文所述，管状玻璃预制件170一般可包括中空玻璃筒，该玻璃筒具有略微大于基座承载件100的顶部直径的内径。玻璃管可具有在几毫米量级上的壁厚。例如，在一个实施例中，玻璃管可以是2毫米厚。然而，应当理解到玻璃管可具有大于或小于2毫米的壁厚。此外，尽管管状玻璃预制件在此示出和描述成圆筒或圆筒形的，但应当理解到管状玻璃预制件可具有各种其它的几何构造。例如，在一个实施例中，管状玻璃预制件170可以是椭圆形或卵形横截面或类似的细长横截面。
管状玻璃预制件170可包括硼硅玻璃，诸如7761派莱克斯
Figure BPA00001463380100091
或类似的派莱克斯
Figure BPA00001463380100092
玻璃组合物、杰德TM(JadeTM)或者伊格2000TM(Eagle 2000TM)之类。在一个实施例中，当管状玻璃预制件170通过重力被馈送到基座承载件100时，管状玻璃预制件170可相对于基座承载件100以从约2rpm到约10rpm的速率进行转动。
当管状玻璃预制件170被馈送到基座承载件100上时，加热系统118可用于将管状玻璃预制件170加热到高于玻璃软化点的温度。例如，当被馈送到基座承载件100上的玻璃管是固态玻璃预制件时，上感应线圈120可操作以将玻璃管预加热到刚低于玻璃的软化点的温度。例如，当管状玻璃预制件170包括7761派莱克斯
Figure BPA00001463380100093
时，感应线圈120可用于将管状玻璃预制件170加热到650℃的第一温度T1。
尽管在一个实施例中被牵拉到基座承载件100上的玻璃管是固态管状玻璃预制件170，但在另一实施例中，玻璃管起初可以是熔融玻璃管。例如，如图2中所示，基座承载件100的顶部可联接到包含熔融玻璃152的玻璃输送箱150。熔融玻璃可以是硼硅玻璃组合物，诸如7761派莱克斯
Figure BPA00001463380100094
或类似的派莱克斯玻璃组合物、杰德TM或者伊格2000TM之类。当熔融玻璃152离开玻璃输送箱150并流动到基座承载件100上时，基座承载件100的顶部使熔融玻璃形成到中空管内，该中空管具有与基座承载件100的顶部直径相同尺寸的内径。在此实施例中，当玻璃流动到基座承载件100上时，基座承载件100可从约2rpm到约10rpm进行转动。
当熔融玻璃152流动到基座承载件100上时，玻璃开始空气冷却和固化。为了保持玻璃管在基座承载件100上的流动，加热系统118可用于保持玻璃管的温度在玻璃的软化点之上。例如，如上所述，当玻璃被向下馈送时，上感应线圈120可用于使基座承载件100上的玻璃保持在高于玻璃的软化点之上的第一温度T1。
玻璃的初始馈送是重力馈送或向下牵拉或拉动到基座承载件100上，直到玻璃可置于与牵拉机构128的牵引轮接触为止。此后，重力馈送和用牵拉机构128牵拉的组合用于保持玻璃在基座承载件100上被连续牵拉。
现参见图1-4，当玻璃170到达基座承载件100的上中部104时，玻璃可进一步由中感应线圈122加热到高于玻璃软化点的第二温度T2以增大玻璃的塑性流动。例如，当玻璃是7761派莱克斯时，第二温度T2可以是约885℃。一旦预制件的玻璃被加热高于软化温度，当玻璃被向下馈送时，基座承载件上的玻璃变得柔软并且一般符合基座承载件100的形状。因此，由于基座承载件100的上中部104的形状，当软化玻璃171被牵拉到基座承载件100的上中部104上时，软化玻璃171的直径既膨胀(例如，软化玻璃171的周缘增大)又变薄(例如，软化玻璃171的厚度减小)。
现参见图4和5，当软化玻璃171被牵拉到基座承载件100上时，特别是当软化玻璃171被牵拉到基座承载件100的上中部104、下中部106和底部108上时，软化玻璃171被支承或悬于基座承载件100的表面上，因而，在基座承载件100和软化玻璃171之间没有机械接触。这通过将诸如压缩氮气之类的压缩流体经由流体供给通道112供给到基座承载件100的内部腔室116来完成。内部腔室中的流体压力可从约0.5到约3bar，因而，加压流体的通量经基座承载件100的多孔侧壁排出。穿过多孔侧壁的流体通量将软化玻璃171沿径向向外吹离基座承载件100的表面，由此使软化玻璃171进一步膨胀和变薄，同时防止软化玻璃171与基座承载件100的表面接触。例如，如图5中所示，软化玻璃171可通过流体通量而支承于基座承载件100的侧壁110的表面上方小于约200微米、较佳地小于约150微米、更佳地小于约120微米的距离S。
应当理解到软化玻璃171的膨胀和变薄由于基座承载件的形状而主要发生在基座承载件100的上中部104上。发生在软化玻璃171内的径向膨胀量可与基座承载件100的形状和尺寸以及经过基座承载件100的侧壁110的流体通量有关(例如，流体通量越大，软化玻璃171被越远地吹到或悬于基座承载件100上)。软化玻璃171的变薄或厚度减小量可以取决于基座承载件100的形状和尺寸、经过基座承载件100的侧壁110的流体通量、玻璃被馈送到基座承载件100上的速率以及玻璃通过牵拉机构128被牵拉到基座承载件100上的速率。一般来说，软化玻璃被牵拉得越快，软化玻璃变得越薄。
又参见图1-4，在软化玻璃171在基座承载件100的上中部104上膨胀和变薄之后，下中部106使软化玻璃过渡到基座承载件100的底部108，在那里，软化玻璃171被校准成其最终尺寸。当软化玻璃171横穿基座承载件100的底部108时，玻璃的温度快速降低到玻璃的软化点以下，以使玻璃固化，因而，玻璃保持其圆筒形状和厚度。例如，当玻璃是7761派莱克斯
Figure BPA00001463380100111
时，下感应线圈124可设定成将玻璃加热到810℃的温度，因而，玻璃可快速空气冷却到“冷冻”成期望尺寸。
在冷却到软化点下之后，玻璃管(现在为经膨胀的玻璃管172)与牵拉机构128接触，该牵拉机构在经膨胀的玻璃管172上施加向下牵拉力和切向力或转动力。如上所述，当玻璃高于玻璃应变点时，牵拉机构128的牵引轮130、132可与经膨胀的玻璃管172接触。例如，当玻璃是7761派莱克斯时，牵拉机构128在玻璃具有约600℃的温度时与经膨胀的玻璃管172接触。
在经膨胀的玻璃管172被向下牵拉之后，经膨胀的玻璃管172可如上所述被切割成连续玻璃板400。更具体地，经膨胀的玻璃管172沿牵引轮的行进路径被切割，由此消除由牵引轮与玻璃的机械接触所引起的任何缺陷。在本文所述和所示的实施例中，管子被螺旋面形或螺旋形地切割以将膨胀玻璃管形成为连续玻璃板。此后，连续玻璃板400可借助于收卷机构160而卷绕在储存芯轴或辊子上。
本文所述的系统和方法可用于从玻璃管形成连续玻璃板。更具体地，本文所述的方法和系统可用于形成具有小于约150微米、更佳地是小于约100微米以及最佳地是小于约50微米厚度的连续玻璃板。因为在形成玻璃板过程中减小了与玻璃机械的接触，所以使用本文所述的系统和方法形成的连续玻璃板可具有较小的表面粗糙度。例如，连续玻璃板可具有小于约2纳米Ra，更佳为小于约1纳米Ra且最佳为小于约0.6纳米Ra的表面粗糙度。
此外，应当理解到本文所述的方法和系统可用于形成具有各种宽度的玻璃板。例如，具有约700毫米最大外径(例如，底部的直径)的基座承载件可用于生产具有高达约2.1米宽度的连续玻璃板。然而，应当理解到相同的基座承载件通过调节切断装置的斜度和/或基座承载件上的玻璃馈送和牵拉速率还可用于形成玻璃窄带。
实例
通过下述实例来进一步阐释上述实施例。
实例1
具有56毫米内径、60毫米外径和2毫米厚度的7761派莱克斯
Figure BPA00001463380100121
的中空管状玻璃预制件(软化点＝820℃、应变点＝458℃)设置在基座承载件上，该基座承载件具有55.4毫米外径的顶部、102毫米外径的底部和6毫米厚度T的侧壁。管状玻璃预制件相对于基座承载件100以4rpm进行转动。当预制件以100毫米/分钟的速率被牵拉到基座承载件上时，管状玻璃预制件在基座承载件的顶部附近被加热到650℃的第一温度T1，在基座承载件的上中部附近被加热到885℃的第二温度T2，并在基座承载件的底部附近被加热到810℃的第三温度T3。管状玻璃预制件的软化玻璃通过向基座承载件的内部腔室提供压力为约0.8bar的加压氮气流而被吹到和悬浮到距离基座承载件上方约120微米的距离处，这些氮气流又经过基座承载件的侧壁被排出。在被牵拉到基座承载件上之后，膨胀的玻璃管被冷却到低于软化温度。管状玻璃预制件的最终周缘从约60毫米增大到约102毫米，同时管状玻璃预制件的厚度从2毫米减小到约50微米。此后，玻璃被切割且用翟柯(Zygo)表面度量仪器在切割的玻璃上进行表面粗糙度测量。切割的玻璃具有小于约0.6纳米Ra的表面粗糙度，这归因于从管状玻璃预制件形成玻璃的非接触方法。
本文所述的方法和系统的一个优点是能够从圆筒形玻璃进料形成连续玻璃板的能力，该玻璃板足够挠性地卷绕到储存芯轴上。因为玻璃板是连续的，所以玻璃可用于从单卷玻璃形成较大或较小的各板。此外，卷起的连续玻璃板可便于将材料包含到玻璃可精确地从单一源送出并切断成一定尺寸的大批量商业生产操作中，由此减少许多单独形成的玻璃板所需的处理操作。
除了使用本文所述的方法和系统形成的连续玻璃板的特征之外，本文所述的方法和系统还环保。例如，本文所述的系统是相对紧凑的系统，仅该系统的内部以非常有限的加热损失加热到外部环境温度。此外，由该过程消耗或释放的氮气量也相对较低。最后，在加热玻璃时消耗的功率相比于其它玻璃成形操作是相对较低的。
对本领域的技术人员来说很明显，可对在此描述的实施例进行各种修改和变化，而不偏离本发明的精神和范围。因此，本文所述的实施例想要覆盖落入所附权利要求书和其等同物范围内的任何改型和变型。

Claims (15)

1.一种用于形成连续玻璃板的方法，所述方法包括：
通过将玻璃管牵拉到基座承载件上而使玻璃管变薄和膨胀，所述基座承载件包括形成内部腔室的多孔侧壁，其中，所述基座承载件的直径在所述基座承载件的顶部和所述基座承载件的底部之间增大，且当所述玻璃管被牵拉到所述基座承载件上时，所述玻璃管被保持在高于玻璃软化点的温度；
当所述管被牵拉到所述基座承载件上时，用加压流体沿径向将所述玻璃管吹离所述基座承载件，从而使所述玻璃管悬于所述基座承载件之上，这些加压流体被供给到所述内部腔室并从所述多孔侧壁排出；
使所述玻璃管冷却；以及
切割所述玻璃管以形成连续玻璃板。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将所述连续玻璃板卷绕到储存芯轴上。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃管是熔融玻璃，且所述方法还包括当所述玻璃管被牵拉到所述基座承载件上时，将所述玻璃管冷却到高于玻璃软化点的温度。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述玻璃管被牵拉到所述基座承载件上时，所述玻璃管被空气冷却。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃管是固态玻璃预制件，且所述方法还包括当所述玻璃管被牵拉到所述基座承载件上时，将所述玻璃管加热到高于玻璃软化点的温度。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括当所述玻璃管被牵拉到所述基座承载件上时，使所述玻璃管相对于所述基座承载件转动。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括当所述玻璃管被牵拉到所述基座承载件上时，使所述基座承载件相对于所述玻璃管转动。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基座承载件包括所述顶部、上中部、下中部和所述底部，其中：
所述顶部是大体圆筒形的；
所述上中部是大体锥形的；
所述下中部是大体球形的；以及
所述底部是大体圆筒形的。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，用设置在所述基座承载件周围的加热系统来将所述玻璃管的温度保持在高于玻璃的软化温度的温度，并且所述加热系统与从所述基座承载件排出的加压流体协作以将玻璃的温度保持在高于玻璃的软化温度的温度。
10.一种用于形成连续玻璃板的系统，包括基座承载件、加热系统、牵拉机构和切断装置，其中：
所述基座承载件包括形成用于容纳加压流体的内部腔室的多孔侧壁，其中，所述基座承载件的直径在所述基座承载件的顶部和所述基座承载件的底部之间增大，且所述基座承载件能操作以经过所述多孔侧壁排出所述加压流体，因而，当加热的玻璃管被牵拉到所述基座承载件上时，加热的玻璃管沿径向被吹离所述基座承载件，由此，使所述玻璃管悬于所述基座承载件之上；
所述加热系统围绕所述基座承载件并与从所述基座承载件排出的加压流体协作，以调节被牵拉到所述基座承载件上的玻璃管的温度；
所述牵拉机构设置在所述基座承载件下方并包括至少一个牵引轮，所述牵引轮定位成与所述玻璃管接触并将所述玻璃管沿向下的方向牵拉到所述基座承载件上；以及
所述切断装置定位在所述牵拉机构下方并能操作以将所述玻璃管切割成连续玻璃板。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，还包括用于将所述连续玻璃板卷绕到储存芯轴上的收卷机构。
12.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述基座承载件包括顶部、上中部、下中部和底部，其中：
所述顶部是大体圆筒形的；
所述上中部是大体锥形的；
所述下中部是大体球形的；以及
所述底部是大体圆筒形的。
13.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述加热系统能操作以沿所述基座承载件的轴向长度提供至少两个温度区域。
14.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基座承载件能操作以相对于所述加热系统转动。
15.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述牵拉机构的所述至少一个牵引轮包括三对相对的牵引轮。
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