CN102557416A - 用于制造钢化玻璃的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于制造钢化玻璃的设备和方法。运送单元运送待钢化的玻璃基板。离子发生器通过向玻璃基板上辐射能量而使玻璃基板中的碱氧化物电离。电介质加热单元提高了在其中碱氧化物被离子发生器电离的玻璃基板的内部的温度。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年12月30日提交的申请号为10-2010-0139258的韩国专利申请的优先权，为了所有目的通过引用将其整个内容合并于此。
技术领域
本发明涉及用于制造钢化玻璃的设备和方法，更具体地，涉及用于制造钢化玻璃、其中使玻璃基板的内部和外部之间的温度差达到最大值的设备和方法，从而通过淬火更为全面地实现钢化。
背景技术
通常，钢化玻璃具有优于普通玻璃基板的耐压和耐温度变化，且当被打碎时，被粉碎成具有颗粒形状的小碎片，从而使它不可能由于碎片而造成伤害。因此，钢化玻璃广泛应用于太阳能电池、显示器装置、汽车、建筑物等。
玻璃基板在加热室中被加热至从大约600℃至大约900℃范围内的温度，然后在托架上被运到冷却室中，在冷却室通过空气冷却设备的空气喷嘴从加热的玻璃基板的上方和下方喷射空气，使得加热的玻璃的表面温度急速下降到从200℃至400℃范围内的温度。因此，造成了压缩变形，以保持在加热的玻璃的表面层中，从而制造了强度得到提高的钢化玻璃，从而优于那些普通玻璃基板。
然而，用于制造相关技术的钢化玻璃的设备在其提高钢化玻璃的强度的能力受到限制，这是因为其利用空气冷却设备进行冷却，而空气冷却设备吸收周围的空气，然后直接地将其喷射到玻璃上。当玻璃被冷却的越快，则钢化玻璃的强度就越高。然而，在相关技术中，加热的玻璃被缓慢地冷却，这是因为其是利用处于室温下的空气被冷却。因此，没有完全地实现钢化，从而增加了产品的缺陷比例。而且，在夏天当周围的空气的温度更高时，这种现象变得更加严重。
在该发明背景部分中公开的信息仅仅是为了增强对本发明的背景的了解，不应当被看作是承认或任何形式的暗示该信息形成了已为本领域技术人员所知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面提供了用于制造钢化玻璃设备和方法，其中使玻璃基板的内部和外部之间的温度差达到最大值，从而通过淬火更为全面地实现钢化。
还提供了一种用于制造钢化玻璃设备和方法，其中缩短了用于制造钢化玻璃所需的大量时间，且可提高生产率。
在本发明的一个方面，用于制造钢化玻璃的设备包括运送待钢化的玻璃基板的运送单元；通过向玻璃基板上辐射能量而使玻璃基板中的碱氧化物电离的离子发生器；以及提高了在其中碱氧化物被离子发生器电离的玻璃基板的内部的温度的电介质加热单元。
在本发明的实施例中，运送单元可以包括利用空气使玻璃基板悬浮的基板悬浮部分。
根据本发明的实施例，用于制造钢化玻璃的设备被执行为包括通过向玻璃基板上辐射能量而使玻璃基板中的碱氧化物电离的离子发生器，提高了在其中碱氧化物被离子发生器电离的玻璃基板的内部的温度的电介质加热单元。因此，该设备通过辐射具有规定波长的能量可在玻璃基板内部有利地产生非桥键氧和自由电子，使自由电子提高玻璃基板内部的高频吸收率，从而使玻璃基板的内部和外部之间的温差达到最大值。
另外，根据本发明的实施例，用于制造钢化玻璃的设备被执行以包括离子发生器和电介质加热单元，由此可有利地缩短通过提高玻璃的高频吸收率来提高玻璃的温度所需的大量时间，从而缩短了制造钢化玻璃的大量时间，提高了生产率。
本发明的方法和设备具有其它的特点和优点，根据合并于此的附图，这些将是明显的或被更具体地阐述，且在下述具体实施方式中，与附图一起用于解释本发明的某些原理。
附图说明
图1是解释根据本发明的示例性实施例用于制造钢化玻璃的设备的示例图；
图2是解释根据本发明的示例性实施例用于制造钢化玻璃的设备通过辐射具有规定波长的能量而在玻璃基板内部产生非桥键氧和自由电子的机制；和
图3是图示根据本发明的示例性实施例用于制造钢化玻璃的方法的流程图。
具体实施方式
现在将具体描述本发明的各种实施例、在附图中被图示的且在下面被描述的示例。虽然将结合其示例实施例来描述本发明，但应当理解的是，该描述并不旨在将本发明限于那些示例实施例。相反，本发明旨在不仅包含示例实施例，而且还包含各种替代、修改、等同和其它可包括于所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的实施例。
图1是解释根据本发明的示例性实施例用于制造钢化玻璃的设备的示例图。
如图1中所示，该实施例的用于制造钢化玻璃的设备100通常包括运送单元110、离子发生器120(121、122)、电介质加热器130(131、132)以及冷却单元140。
运送单元110运送打算被钢化的玻璃基板1。虽然在图1中示出运送单元110包括辊子，但本发明并不限于此。可替代地，本发明的用于制造钢化玻璃的设备可以按照其可通过非接触技术来运送玻璃基板1的方式而被实施。
利用辊子的玻璃运送单元遇到问题，即在使玻璃基板1的表面与辊子的表面接触的过程中，损坏了玻璃基板1的表面。作为示例，当在高温环境中利用辊子运送玻璃基板1时，例如在加热室中，玻璃基板1的外部形状可能遭受变形，例如扭曲、下陷、刮擦以及波状槽(称作“辊子波纹”)。
运送单元110可被执行为包括可利用空气使玻璃基板1悬浮的基板悬浮部分。基板悬浮部分可被执行为包括向玻璃基板供应空气的气源。
离子发生器120用于通过向即将被运送单元110运送的玻璃基板1上辐射能量而使玻璃基板1的碱氧化物电离。离子发生器120在玻璃基板1的内部通过辐射例如UV辐射、X射线或γ射线的电磁波而产生非桥键氧和自由电子，从而提高了玻璃基板1的电导率。当离子发生器120通过使玻璃基板1的碱氧化物电离而进行对玻璃基板1的高频电介质加热时，其起着提高玻璃基板1的高频吸收率的作用。
电介质加热单元130具有高频电极131和132。电介质加热单元可以利用微波、无线电波等电介质地加热玻璃基板。
电介质加热单元130能够将玻璃基板1的内部温度比玻璃基板1的外部温度提高更多，在玻璃基板1中碱氧化物被离子发生器120电离。在电介质加热之前，可提供利用普通方法加热玻璃基板的步骤。可替代地，可以在通常的加热步骤中的最后时间点进行玻璃基板的电离。
冷却单元140将玻璃基板1淬火(500～800w/m2K)，玻璃基板1继续穿过离子发生器120和电介质加热单元130。作为示例，冷却单元140可被执行为包括提供被冷却和被压缩的空气的空气压缩机、将空气压缩机提供的压缩空气引入喷嘴的供气管、产生细水雾的细水雾产生部分、以及将细水雾产生部分所产生的细水雾引到喷嘴的细水雾供应管。在这里，细水雾产生部分通过利用频率为大约1.69MHz的超声波振动水箱而从水箱除去水。
图2是解释根据本发明的示例性实施例用于制造钢化玻璃的设备通过辐射具有规定波长的能量而在玻璃基板内部产生非桥键氧和自由电子的机制。
通常，为了将高频电介质加热应用于玻璃基板的钢化，必须形成和维持能够刺激玻璃基板的高频吸收率的温度环境。这要求处于大约350℃到大约500℃范围内的环境温度。关于绝缘体的介电常数，在高温下介电损失通常增大(阻抗减小)，且当应用高频波时温度从内部增加。为了提供上述可刺激玻璃基板的高频吸收率的温度环境，要求另外加热供给和时间。
然而，用于制造本发明的钢化玻璃的设备被执行，以使其在高频电介质加热之前利用离子发生器在玻璃基板中产生介质损失，从而可有效地进行高频电介质加热。
如图2中所示，离子发生器通过短时间辐射例如UV辐射线、X射线或γ射线的电磁波而在玻璃基板内部产生关于碱氧化物的非桥键氧(NBO)和自由电子e-。在这里，自由电子e-作为电荷载体，从而提高了玻璃基板的电导率。当在电荷载体被增加的玻璃基板上进行高频电介质加热时，因为提高了玻璃基板1的高频吸收率，因此增强了电介质加热的效果。因为与未被电离的玻璃基板的温度相比，被电离的玻璃基板的内部温度升高的更多，因此在冷却时增大了玻璃基板的内部和外部之间的温度差ΔT。因此，即使未形成或维持环境温度(从大约350℃到大约500℃)，也可有效地改善电介质加热的效率。
图3是图示根据本发明的示例性实施例用于制造钢化玻璃的方法的流程图。
如图3中所示，在该实施例的用于制造钢化玻璃的方法中，首先，在S301运送负载的玻璃基板。可通过利用例如运输辊或传送带的接触技术、或通过在空气中运送玻璃基板的非接触技术来运送玻璃基板。
之后，在S302，能量辐射到已被运送的玻璃基板上，从而使玻璃基板中的碱氧化物电离。在示例中，可通过利用UV辐射线、X射线或γ射线的一种在玻璃基板上辐射能量来使玻璃基板中的碱氧化物电离。
之后，在S303，进行高频电介质加热，以提高在其中碱氧化物被电离的玻璃基板的内部的温度。然后，在S304，将玻璃基板淬火。
为了图示和说明的目的，进行了本发明的具体示例实施例的上述描述。它们不旨在是详尽的或将本发明限于所公开的精确形式，且显然根据上面的教义，许多修改和变化是可能的。选择和描述示例实施例以解释本发明的某些原理和它们的实际应用，从而使本领域其它技术人员可进行和使用本发明的各种示例实施例，以及其各种替代和修改。本发明的范围旨在由在此所附的权利要求和它们的等同限定。
Claims (12)
1.一种用于制造钢化玻璃的方法，包括：
使玻璃基板电离；
电介质地加热所述玻璃基板；和
冷却所述玻璃基板。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述使玻璃基板电离包括使所述玻璃基板中的碱氧化物电离。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述使玻璃基板电离包括向所述玻璃基板上辐射电离辐射线。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述电离辐射线包括选自由UV辐射线、X射线和γ射线构成的组中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电介质地加热所述玻璃基板包括以高频电介质地加热所述玻璃基板，使所述玻璃基板的内部的温度比所述玻璃基板的表面的温度升高的更多。
6.根据权利要求1所述的方法，包括在所述使玻璃基板电离、所述电介质地加热所述玻璃基板和所述冷却所述玻璃基板中的至少一个期间在空气中运送所述玻璃基板。
7.一种用于制造钢化玻璃的设备，包括：
使玻璃基板电离的离子发生器；
电介质地加热被所述离子发生器电离的所述玻璃基板的电介质加热单元；和
冷却被所述电介质加热单元电介质地加热的所述玻璃基板的冷却单元。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述离子发生器使所述玻璃基板中的碱氧化物电离。
9.根据权利要求7所述的设备，其中，所述离子发生器向所述玻璃基板上辐射电离辐射线。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述电离辐射线包括选自由UV辐射线、X射线和γ射线构成的组中的至少一种。
11.根据权利要求7所述的设备，其中，所述电介质加热单元以高频电介质地加热所述玻璃基板，使所述玻璃基板的内部的温度比所述玻璃基板的表面的温度升高的更多。
12.根据权利要求7所述的设备，进一步包括运送所述玻璃基板的运送单元，其中所述运送单元包括使所述玻璃基板在空气中悬浮的基板悬浮部分。
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