CN102786203B - 结晶化玻璃的连续成形方法及结晶化玻璃的连续成形设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种结晶化玻璃的连续成形方法及结晶化玻璃的连续成形设备。该结晶化玻璃的连续成形方法包含：熔解步骤，将玻璃原料熔解而得到熔融玻璃；成形步骤，将熔融玻璃压延成形为带状而得到带状板玻璃；结晶化步骤，将带状板玻璃热处理，令其结晶化而得到带状结晶化玻璃板；以及切断步骤，切断带状结晶化玻璃板；且该结晶化步骤具有晶核形成步骤、升温步骤、结晶成长步骤以及缓冷步骤。该结晶化玻璃的连续成形方法可以缩短带状板玻璃结晶化所需的热处理时间。

Description

结晶化玻璃的连续成形方法及结晶化玻璃的连续成形设备
技术领域
本发明为关于一种结晶化玻璃的连续成形方法以及结晶化玻璃的连续成形设备。
背景技术
一般而言，结晶化玻璃为熔解含有晶核形成成分的玻璃原料，令熔融玻璃成形为板状而得到结晶性玻璃，并施加结晶化热处理于该结晶性玻璃而制得。目前为止，为了提高结晶化玻璃的可生产性，人们已进行制造方法以及制造设备的开发。例如，有人揭示一种结晶化玻璃的连续成形设备（例如，参照专利文献日本特开2005-41726号公报），可连续进行玻璃原料的熔解、成形、结晶化、退火、至切断的一连串步骤。
在连续进行玻璃原料的熔解、成形、结晶化、退火、至切断的结晶化玻璃的制造方法中，结晶化的步骤成为速率决定步骤。其理由在于：用以结晶化的热处理，为了抑制玻璃板中产生波纹、变形、破裂、以及裂纹，需要一种不会使急剧的温度变化影响玻璃板的多阶段温度处理。
例如，日本特开2005-41726号公报记载的连续成形设备中，该结晶化设备具备：保温区域，令带状板玻璃保持于玻璃转移温度附近的温度；第1升温区域，令带状板玻璃升温至晶核形成温度为止；核形成区域，令带状板玻璃保持于晶核形成温度；第2升温区域，令带状板玻璃升温至结晶成长温度为止；结晶成长区域，令带状板玻璃保持于结晶成长温度；以及退火区域，去除带状结晶化玻璃板的变形。
发明内容
结晶化玻璃的连续成形方法中，若可改良结晶化的热处理的步骤，则结晶化所需的热处理时间会缩短，可生产性将提高。
本发明的目的在于提供一种结晶化玻璃的连续成形方法，其可缩短带状板玻璃的结晶化所需的热处理时间。
再者，本发明的目的在于提供一种结晶化玻璃的连续成形设备，其可缩短带状板玻璃的结晶化所需的热处理区域。
本案发明人发现：关于结晶化玻璃的连续成形方法，令压延成形而得到的带状板玻璃不经保持于玻璃转移温度附近的热处理步骤，由投入于晶核形成温度开始热处理，可连续成形结晶化玻璃。
用以解决前述问题的具体方案如以下所述。
本发明提供了一种结晶化玻璃的连续成形方法，所述连续成形方法包括：
熔解步骤，将玻璃原料熔解而得到熔融玻璃；
成形步骤，将熔融玻璃压延成形为带状而得到带状板玻璃；
结晶化步骤，将带状板玻璃热处理，令其结晶化而得到带状结晶化玻璃板；以及
切断步骤，切断带状结晶化玻璃板；
且所述结晶化步骤具有：
晶核形成步骤，将藉由所述成形步骤得到的带状板玻璃投入晶核形成温度的环境中，并保持于晶核形成温度，令晶核于所述带状板玻璃中形成；
升温步骤，将形成晶核的带状板玻璃升温至结晶成长温度；
结晶成长步骤，将形成晶核的带状板玻璃保持于结晶成长温度，令其结晶化成为带状结晶化玻璃板；以及
缓冷步骤，逐渐冷却带状结晶化玻璃板。
优选地，在上述的方法中，在所述熔解步骤与所述成形步骤之间，所述连续成形方法还包括：
调整步骤，调整藉由所述熔解步骤得到的熔融玻璃的均匀性、黏度与液面；以及
抗失透步骤，防止经所述调整步骤后的熔融玻璃发生失透。
本发明还提供了一种结晶化玻璃的连续成形设备，所述连续成形设备包括：
熔解设备，将玻璃原料熔解而得到熔融玻璃；
成形设备，将熔融玻璃压延成形为带状而得到带状板玻璃；
结晶化设备，将带状板玻璃热处理，令其结晶化而得到带状结晶化玻璃板；以及
切断设备，切断带状结晶化玻璃板；
且所述结晶化设备具有：
晶核形成区域，将藉由所述成形设备得到的带状板玻璃收容于晶核形成温度的环境中，并保持于晶核形成温度，令晶核于所述带状板玻璃中形成；
升温区域，将形成晶核的带状板玻璃升温至结晶成长温度；
结晶成长区域，将形成晶核的带状板玻璃保持于结晶成长温度，令其结晶化成为带状结晶化玻璃板；以及
缓冷区域，逐渐冷却带状结晶化玻璃板。
优选地，在上述的设备中，在所述熔解设备与所述成形设备之间，所述连续成形设备还包括：
调整设备，调整藉由所述熔解设备所得到的熔融玻璃的均匀性、黏度与液面；以及
抗失透设备，防止自所述调整设备流出的熔融玻璃发生失透。
根据本发明，可提供一种结晶化玻璃的连续成形方法，其可缩短带状板玻璃的结晶化所需的热处理时间。
再者，根据本发明，可提供一种结晶化玻璃的连续成形设备，其可缩短带状板玻璃的结晶化所需的热处理区域。
附图说明
图1表示本发明的结晶化玻璃的连续成形设备的一实施形态的概略图。
图2A以及图2B为表示各自在本发明的结晶化玻璃的连续成形设备的一实施形态中，结晶化设备内环境温度的梯度的曲线图。
【元件符号说明】
11  熔解设备
12  调整设备
12a 液面控制设备
12b  搅拌设备（搅拌棒）
12c  发热元件
12d  热电偶
13   抗失透设备
13a  保温设备（保温耐火物）
13b  唇砖
13c  支架
13d  发热元件
14   辊压成形设备
14a  上侧辊轴
14b  下侧辊轴
14c  冷却水箱
15   搬运设备
16   压制辊轴
17   结晶化设备(辊轴式隧道窑)
18   加热元件
19   搬运辊轴
20   热电偶
23   晶核形成区域
24   升温区域
25   结晶成长区域
26   缓冷区域
27   切断设备
28   搅拌设备
A    带状板玻璃
B    带状结晶化玻璃板
C    被切断的结晶化玻璃板
具体实施方式
第一的本发明为结晶化玻璃的连续成形方法，包含：
熔解步骤，将玻璃原料熔解而得到熔融玻璃；
成形步骤，将熔融玻璃压延成形为带状而得到带状板玻璃；
结晶化步骤，将带状板玻璃热处理，令其结晶化而得到带状结晶化玻璃板；以及
切断步骤，切断带状结晶化玻璃板；
且该结晶化步骤具有：
晶核形成步骤，将藉由该成形步骤得到的带状板玻璃投入晶核形成温度的环境中，并保持于晶核形成温度，令晶核于该带状板玻璃中形成；
升温步骤，将形成晶核的带状板玻璃升温至结晶成长温度；
结晶成长步骤，将形成晶核的带状板玻璃保持于结晶成长温度，令其结晶化成为带状结晶化玻璃板；以及
缓冷步骤，逐渐冷却带状结晶化玻璃板。
本发明的结晶化玻璃的连续成形方法，藉由依序进行该熔解步骤、该成形步骤、该结晶化步骤、以及该切断步骤，而可连续进行玻璃原料的熔解、成形、结晶化、退火、至切断的一连串步骤。
该熔解步骤为：藉由加热而熔解玻璃原料，得到熔融玻璃的步骤。加热温度为令玻璃原料熔解的温度即可，没有特别限制。该熔解步骤可包含：熔解玻璃原料前的调制玻璃原料过程，而根据可生产性的观点，较理想的样态为连续进行玻璃原料的调制至熔解。
该成形步骤为：将熔融玻璃压延成形为带状而得到带状板玻璃的步骤。压延成形方法可采公知的方法，例如，可使用藉由一对辊轴将熔融玻璃进行压延加工的辊压成形法。
该结晶化步骤为：将带状板玻璃热处理，令其结晶化而得到带状结晶化玻璃板的步骤。关于该结晶化步骤，以下会详细描述。
该切断步骤为：将带状结晶化玻璃板切割成为所需长度的步骤。切断方法可采公知的方法，例如，可使用利用钻石制切刀的切断法或是利用水刀的切断法。
该结晶化步骤具有：晶核形成步骤，将藉由该成形步骤得到的带状板玻璃投入晶核形成温度的环境中，并保持于晶核形成温度，令晶核于该带状板玻璃中形成；升温步骤，将形成晶核的带状板玻璃升温至结晶成长温度；结晶成长步骤，将形成晶核的带状板玻璃保持于结晶成长温度，令其结晶化成为带状结晶化玻璃板；以及缓冷步骤，逐渐冷却带状结晶化玻璃板。
该结晶化步骤，为将用以使带状板玻璃结晶化的热处理过程，从将带状板玻璃投入晶核形成温度的环境中开始。亦即，本发明不包含已知的连续成形方法中所包含的使保持于玻璃转移温度附近的热处理步骤。
再者，本发明中，玻璃转移温度附近，是指玻璃转移温度±10℃以内的范围。
该晶核形成步骤为：将藉由该成形步骤得到的带状板玻璃直接投入晶核形成温度的环境中，并保持于晶核形成温度，令晶核于该带状板玻璃中形成的步骤。投入晶核形成温度的环境中的带状板玻璃，自位于该成形步骤与该结晶化步骤之间时的温度，连续地升温至晶核形成温度，并保持于晶核形成温度，而形成晶核。
该晶核形成温度，只要是可形成晶核的温度即可。该晶核形成温度，为依照玻璃组成选择适当的温度。再者，根据玻璃组成，带状板玻璃的晶核形成与结晶成长有可能同时进行，结晶亦可于晶核形成温度中成长。
该晶核形成温度，较理想的样态为几乎固定的温度。
该晶核形成步骤的保持温度、保持时间没有特别限制，可适当选择：能够充分地形成所需的晶核的条件。
该晶核形成步骤的保持温度，设定成已知结晶化玻璃制造方法中的晶核形成温度或是其附近较为理想。该晶核形成步骤的保持温度通常为600℃~1000℃，而较理想的样态为650℃~900℃，更理想的样态为700℃~850℃，且令温度几乎保持固定(±5℃以下)较为理想。
该晶核形成步骤的保持时间，可为已知结晶化玻璃制造方法中的晶核形成所需时间。该晶核形成步骤的保持时间通常为10分钟~3小时左右。
晶核形成，例如在玻璃原料中，藉由预先添加TiO2、ZrO2、P2O5、F2等核形成成分而变得易于进行。
该升温步骤为：将带状板玻璃周围的环境温度，从可形成晶核的温度升温至结晶可成长的温度的步骤。该升温步骤中，升温的温度梯度没有特别限制，为依照带状板玻璃的玻璃组成或尺寸而选择。例如，以0.5℃／分~10℃／分的升温速度升温较为理想。当然，升温速度越慢，越不容易于带状板玻璃中产生波纹、变形、破裂、以及裂纹。
该结晶成长步骤为：将带状板玻璃周围的环境温度保持于结晶可成长的温度（较理想的样态为几乎固定的温度），令结晶进行成长而成为带状结晶化玻璃板的步骤。
该结晶成长步骤的保持温度、保持时间没有特别限制，可适当选择：能够令所需的结晶充分成长的条件。
该结晶成长步骤的保持温度，设定成已知结晶化玻璃制造方法中的结晶成长温度或是其附近较为理想。该结晶成长步骤的保持温度通常为750℃~1100℃，而较理想的样态为800℃~1000℃，更理想的样态为850℃~950℃，且令温度几乎保持固定(±5℃以下)较为理想。
该结晶成长步骤的保持时间，可为：已知结晶化玻璃制造方法中的结晶成长所需的时间。该结晶成长步骤的保持时间通常为10分钟~3小时左右。
该缓冷步骤为：为了自带状结晶化玻璃板去除永久变形，同时形成均匀化玻璃而逐渐冷却带状结晶化玻璃板的步骤。本发明中，缓冷意指以能消除变形程度的降温速度进行冷却。该缓冷步骤中，冷却的温度梯度没有特别限制，为依照带状板玻璃的玻璃组成或尺寸而选择。例如，以0.5℃／分~20℃／分的降温速度冷却较为理想。当然，降温速度越慢，永久变形越少。
本发明不经过已知结晶化玻璃连续成形方法认为必须将带状板玻璃保持于玻璃转移温度附近的热处理步骤，将藉由压延成形得到的带状板玻璃直接投入晶核形成温度。因此，可缩短该结晶化步骤整体的处理时间，且，在不延长该结晶化步骤整体处理时间的条件下，可加长该升温步骤及该缓冷步骤的时间。加长该升温步骤时间的话，可使升温的温度梯度变缓，因此，不容易在带状板玻璃中产生波纹、变形、破裂、以及裂纹。再者，加长该缓冷步骤时间的话，可令缓冷的温度梯度变缓，亦可使缓冷的温度梯度成为多阶段，因此，可有效地去除结晶形成的带状结晶化玻璃板的变形。其结果为本发明得到的结晶化玻璃的平坦度、冲击强度等都良好。
本发明的结晶化玻璃的连续成形方法较理想的样态为：在该熔解步骤与该成形步骤之间，更包含：
调整步骤，调整藉由该熔解步骤得到的熔融玻璃的均匀性、黏度与液面；以及
抗失透步骤，防止经该调整步骤后的熔融玻璃发生失透。
本发明藉由包含该调整步骤与该抗失透步骤而均匀化熔融玻璃，控制熔融玻璃的黏度，防止熔融玻璃发生失透，且可以固定的流速将熔融玻璃供应至该形成步骤。
该调整步骤由搅拌熔融玻璃令其均匀化、加热熔融玻璃控制黏度、以及控制熔融玻璃的液面所构成。控制熔融玻璃的液面，为根据：检测自该熔解步骤导入该调整步骤的熔融玻璃的液面高度，且将对应液面高度的变化量的讯号反馈至将玻璃原料投入的玻璃原料投入设备，修正投入该熔解设备的原料投入量而进行。
该抗失透步骤较理想的样态为：由保温熔融玻璃、以及加热熔融玻璃所构成。藉由保温与加热而将导入该成形步骤前的熔融玻璃保持于所定温度，防止熔融玻璃发生失透。
对于经以上说明的各步骤后得到的结晶化玻璃板，应其所需，可实施为了调整厚度或表面精加工等的研磨表面的研磨步骤、或是加工成所定大小或形状的加工步骤。
本发明的结晶化玻璃的连续成形方法，适于以下说明的本发明的结晶化玻璃的连续成形设备。
第二的本发明为结晶化玻璃的连续成形设备，具备：
熔解设备，将玻璃原料熔解而得到熔融玻璃；
成形设备，将熔融玻璃压延成形为带状而得到带状板玻璃；
结晶化设备，将带状板玻璃热处理，令其结晶化而得到带状结晶化玻璃板；以及
切断设备，切断带状结晶化玻璃板；
且该结晶化设备具有：
晶核形成区域，将藉由该成形设备得到的带状板玻璃收容于晶核形成温度的环境中，并保持于晶核形成温度，令晶核于该带状板玻璃中形成；
升温区域，将形成晶核的带状板玻璃升温至结晶成长温度；
结晶成长区域，将形成晶核的带状板玻璃保持于结晶成长温度，令其结晶化成为带状结晶化玻璃板；以及
缓冷区域，逐渐冷却带状结晶化玻璃板。
本发明的结晶化玻璃的连续成形设备藉由依序具备该熔解设备、该成形设备、该结晶化设备、该切断设备，而可连续进行玻璃原料的熔解、成形、结晶化、退火、至切断的一连串步骤。
该熔解设备为：藉由加热玻璃原料令其熔解而得到熔融玻璃的设备。该熔解设备可由具有熔解玻璃原料所需的加热机构的炉子构成，也可使用已知的各种玻璃熔解炉。该熔解设备也可以包含在熔解玻璃原料所需的加热机构的前段的调制玻璃原料的调制机构。
该成形设备为：将熔融玻璃压延成形为带状，得到带状板玻璃的设备。该成形设备中，压延成形方法没有特别限制，例如，可以由利用一组辊轴进行压延加工的辊压成形法构成。
该结晶化设备为：将带状板玻璃热处理，令其结晶化而得到带状结晶化玻璃板的设备。该结晶化设备，以下会详细描述。
该切断设备为：将带状结晶化玻璃板切成所定长度的设备。该切断设备中，切断方法可为公知的方法，例如，可由利用钻石制的切刀进行切断或是利用水刀进行切断构成。
该结晶化设备具有：
晶核形成区域，将藉由该成形设备得到的带状板玻璃收容于晶核形成温度的环境中，并保持于晶核形成温度，令晶核于该带状板玻璃中形成；
升温区域，将形成晶核的带状板玻璃升温至结晶成长温度；
结晶成长区域，将形成晶核的带状板玻璃保持于结晶成长温度，令其结晶化成为带状结晶化玻璃板；以及
缓冷区域，逐渐冷却带状结晶化玻璃板。
该结晶化设备为在最上游具有该晶核形成区域者，且不具有已知连续成形设备具备的保持于玻璃转移温度附近的热处理区域。
该晶核形成区域为将藉由该成形设备得到的带状板玻璃收容于晶核形成温度的环境中，并保持于晶核形成温度，令晶核于该带状板玻璃中形成的区域。收容于该晶核形成区域的带状板玻璃，在通过该晶核形成区域的期间，自位于该成形设备与该结晶化设备之间时的温度，连续地调整至晶核形成温度，并保持于晶核形成温度，而形成晶核。
该晶核形成温度，只要是可形成晶核的温度即可。该晶核形成温度，为依照玻璃组成而选择适当的温度。再者，根据玻璃组成，有些带状板玻璃的晶核形成与结晶成长会同时进行，即使结晶于该晶核形成区域中成长也没有关系。
该晶核形成区域，较理想的样态为几乎保持固定的温度。
该晶核形成区域的环境温度没有特别限制，可适当选择：能够充分形成所希望的结晶核的温度。该晶核形成区域的环境温度，设定成已知结晶化玻璃的制造方法中的晶核形成温度或是其附近较为理想。该晶核形成区域的环境温度通常为600℃~1000℃，而较理想的样态为650℃~900℃，更理想的样态为700℃~850℃，且令温度几乎保持固定(±5℃以下)较为理想。
该晶核形成区域的长度以及该晶核形成区域内的带状板玻璃的搬运速度没有特别限制，可适当选择条件，使其可确保充分形成所希望的晶核的时间。该时间，可为已知结晶化玻璃的制造方法中的晶核形成所需的时间，通常为10分钟~3小时左右。
再者，该晶核形成区域内的带状板玻璃的搬运速度，可依照该熔解设备或是／以及该成形设备的处理量而适当选择。然后，该晶核形成区域内的带状板玻璃的搬运速度慢时，可依照该搬运速度缩短该晶核形成区域的长度，而该晶核形成区域内的带状板玻璃的搬运速度快时，可依照该搬运速度加长该晶核形成区域的长度。
该升温区域，为将带状板玻璃周围的环境温度由可形成晶核的温度升温至结晶可成长的温度的区域。升温区域内，较理想的样态为设置所定的温度梯度，且随着带状板玻璃被搬运往结晶化设备出口方向的同时，使带状板玻璃逐渐被升温。该升温区域中，区域内的温度梯度没有特别限制，为依照带状板玻璃的玻璃组成或尺寸而选择。当然，温度梯度越缓越不容易于带状板玻璃中产生波纹、变形、破裂、以及裂纹。
该结晶成长区域，为将该区域内的环境温度保持于结晶可成长的温度（较理想的样态为几乎固定）的区域。带状板玻璃，在通过该结晶成长区域的期间，结晶会成长，并成为带状结晶化玻璃。
该结晶成长区域的环境温度没有特别限制，可适当选择：能够令所需的结晶充分成长的温度。该结晶成长区域的环境温度，设定成已知结晶化玻璃的制造方法中的结晶成长温度或是其附近较为理想。该结晶成长区域的环境温度通常为750℃~1100℃，而较理想的样态为800℃~1000℃，更理想的样态为850℃~950℃，且令温度几乎保持固定(±5℃以下)较为理想。
该结晶成长区域的长度以及该结晶成长区域内的带状板玻璃的搬运速度没有特别限制，可适当选择条件，使其可确保所需的结晶具有充分成长的时间。该时间，可为已知结晶化玻璃的制造方法中的结晶成长所需的时间，通常为10分钟~3小时左右。
再者，该结晶成长区域内的带状板玻璃的搬运速度，可依照该熔解设备或是／以及该成形设备的处理量适当选择。还有，该结晶成长区域内的带状板玻璃的搬运速度慢时，可依照该搬运速度缩短该结晶成长区域的长度，该结晶成长区域内的带状板玻璃的搬运速度快时，可依照该搬运速度加长该结晶成长区域的长度。
该缓冷区域为：为了自带状结晶化玻璃板去除永久变形，同时，形成均匀化玻璃，因而逐渐冷却带状结晶化玻璃板的区域。该缓冷区域中，区域内的温度梯度没有特别限制，为依照带状板玻璃的玻璃组成或尺寸而选择。当然，温度梯度越缓，永久变形越少。
本发明省略以往结晶化玻璃连续成形设备中认为必须具有的将带状板玻璃保持于玻璃转移温度附近的热处理区域，将自该成形设备引出的带状板玻璃直接收容于晶核形成温度。因此，可缩短该结晶化设备整体的长度，或者是，在不加长该结晶化设备整体长度的条件下，可加长该升温区域及该缓冷区域的长度。加长该升温区域的话，可使升温的温度梯度变缓，因此，不容易在带状板玻璃中产生波纹、变形、破裂、以及裂纹。再者，加长该缓冷区域的话，可令缓冷的温度梯度变缓，亦可使缓冷的温度梯度成为多阶段，因此，可有效地去除形成结晶的带状结晶化玻璃板的变形。其结果为本发明得到的结晶化玻璃的冲击强度佳。
本发明的结晶化玻璃的连续成形设备，较理想的样态为在该熔解设备与该成形设备之间具备：
调整设备，调整藉由该熔解设备所得到的熔融玻璃的均匀性、黏度与液面；以及
抗失透设备，防止自该调整设备流出的熔融玻璃发生失透。
本发明藉由具备该调整设备与该抗失透设备而均匀化熔融玻璃，控制熔融玻璃的黏度，防止熔融玻璃发生失透，且可以所定流速将熔融玻璃供应至该成形设备。
该调整设备，由均匀化熔融玻璃的均匀化设备、控制熔融玻璃黏度的黏度控制设备、以及控制熔融玻璃液面的液面控制设备构成。该均匀化设备为具备搅拌熔融玻璃的设备。该黏度控制设备为具备加热熔融玻璃的加热设备。该液面控制设备检测自该熔解设备导入该调整设备的熔融玻璃的液面高度，且将对应液面高度的变化量的讯号反馈至将玻璃原料投入的玻璃原料投入设备，修正投入至该熔解设备的原料投入量。因为可以藉由该液面控制设备测定通过该调整设备的熔融玻璃的液面高度，并修正原料投入量，故可将该成形设备所形成的带状板玻璃的厚度控制为所定厚度。因此，可自动化、量产化结晶化玻璃的制造，同时，可规划品质的稳定化，程序管理也极为容易实施。
该抗失透设备较理想的样态为：由保温熔融玻璃的保温设备、以及加热熔融玻璃的加热设备构成。藉由利用保温设备的保温与利用加热设备的加热将导入该成形设备前的熔融玻璃保持于所定温度，防止熔融玻璃发生失透。
本发明的结晶化玻璃的连续成形设备较理想的样态为：于该成形设备与该结晶化设备之间，更具备压制辊轴，压制自该成形设备输出的带状板玻璃。自该成形设备输出的带状板玻璃的表面，为藉由该压制辊轴而形成平坦的辊轴面。藉由具备该压制辊轴，可使该成形设备所形成的带状板玻璃平坦化并导入结晶化设备。
本发明的结晶化玻璃连续成形设备，是一种广泛被使用于彩色滤光片用基板或影像感测用基板等高科技产品用基板、电子零件烧成用托架、电磁炉面板、光零件、微波炉用架板、防火门用窗玻璃、石油暖炉、木柴暖炉的前方玻璃、建筑用的材料等结晶化玻璃的制造设备，由玻璃原料开始连续成形加工的理想的结晶化玻璃制造设备。
以下参考图示说明本发明的结晶化玻璃的连续成形设备的一实施形态。但是，本发明并非限定于该实施形态。
图1所示的连续成形设备具备：熔解设备11、调整设备12、抗失透设备13、辊压成形设备14、结晶化设备17(辊轴式隧道窑17)、以及切断设备27。
熔解设备11为令玻璃原料熔解成熔融玻璃的设备，亦可为具备玻璃原料的熔解、澄清、均匀化等功能的间歇式间歇炉、或是将上述各功能连结成单元类型的连结式连结炉。
在熔解设备11得到的熔融玻璃被运送至配置于搬运方向下游的调整设备12。调整设备12为调整熔融玻璃的均匀性与黏度与液面高度的设备。调整设备12中，设有液面控制设备12a、搅拌设备12b（搅拌棒12b）、发热元件12c以及热电偶12d。
液面控制设备12a检测熔融玻璃的液面高度，且将对应液面高度的变化量的讯号反馈至将玻璃原料投入于熔解设备11的玻璃原料投入设备(无图示)，修正原料投入量。如前述，调整设备12内的液面高度被调节至所定值。
搅拌设备12b搅拌熔融玻璃使其均匀化。发热元件12c与热电偶12d调节熔融玻璃的温度，并调节熔融玻璃的黏度至所定值。
自调整设备12流出的熔融玻璃流入配置于搬运方向下游的抗失透设备13。抗失透设备13中，设有保温设备13a（保温耐火物13a）、唇砖13b、以及支架13c。保温设备13a保温熔融玻璃，并保持于所定温度。唇砖13b将熔融玻璃引导至辊压成形设备14。支架13c为支撑唇砖13b的支撑物。再者，虽不一定必要，但亦可于抗失透设备13中设置发热元件13d。发热元件13d为贯穿支架13c而设置的加热设备，且藉由发热元件13d可加热支架13c与唇砖13b。
抗失透设备13，利用保温设备13a保温，藉此方式保持导入辊压成形设备14前的熔融玻璃于所定温度，防止熔融玻璃发生失透。在抗失透设备13中设置发热元件13d时，利用发热元件13d加热，亦可防止熔融玻璃发生失透。
自调整设备12流出而通过抗失透设备13的熔融玻璃供应至配置于搬运方向下游的辊压成形设备14。辊压成形设备14将熔融玻璃压延成形为带状板玻璃。辊压成形设备14中，设有上侧辊轴14a、下侧辊轴14b、以及冷却水箱14c。构成上侧辊轴14a与下侧辊轴14b的辊轴可为市售品，由耐热性、耐热冲击性、高温强度、耐热裂性皆优异的材料制成。
上侧辊轴14a与下侧辊轴14b为配置成相对向，并将供应至该辊轴对之间的熔融玻璃压延成形为带状。冷却水箱14c为了冷却熔融玻璃而连续供应水至其内部，使压延成形为带状的玻璃冷却，并维持带状的形状。
在辊压成形设备14压延成形为带状的玻璃，由配置于搬运方向下游的搬运设备15所运载。搬运设备15，为复数根辊轴排列而构成，用以搬运压延成形的带状板玻璃。搬运设备15，除辊轴以外，亦可由耐热带等可搬运带状板玻璃的机构所构成。
搬运设备15的搬运方向上游的上侧，设有压制经由辊压成形设备14压延成形的带状板玻璃的压制辊轴16。压制辊轴16为耐热性佳的钢制成，由1根至数根的辊轴构成。在辊压成形设备14压延成形为带状的玻璃之后，藉由压制辊轴16的压制，形成平坦的带状板玻璃A。再者，根据辊压成形设备14压延成形的带状板玻璃的表面性质，不一定需要压制辊轴16，亦可以省略。
带状板玻璃A藉由搬运设备15搬运，并导入结晶化设备17。结晶化设备17，自搬运方向上游依序由下述区域构成：晶核形成区域23，将带状板玻璃A保持于晶核形成温度，令其形成晶核；升温区域24，将环境温度自晶核形成温度升温至结晶成长温度；结晶成长区域25，将带状板玻璃A保持于结晶成长温度，令结晶成长而成为带状结晶化玻璃板B；以及缓冷区域26，逐渐冷却带状结晶化玻璃板B。晶核形成区域23、升温区域24、结晶成长区域25、缓冷区域26控制各区域的环境温度，使其成为如图2A或图2B所示的温度梯度。图2A所示的温度梯度为：将缓冷的温度梯度设定成缓慢者。图2B所示的温度梯度为：将缓冷的温度梯度设定成急冷－保温－急冷的多阶段者。
结晶化设备17为市售的辊轴式隧道窑，设有加热元件18、搬运辊轴19、热电偶20、以及搅拌设备28。
加热元件18，在晶核形成区域23、升温区域24、结晶成长区域25、以及缓冷区域26中的搬运辊轴19上下的炉的侧壁上配置1个或是复数个，并于每个加热元件18上设置热电偶20，使其可进行温度控制，且该精度为±5℃以下。搅拌设备28搅拌各区域内的空气，并使各区域的温度均匀。藉由该等设备可确实地实施结晶化热处理，并可容易且确实地进行压延成形的带状板玻璃的结晶化。再者，加热源可根据所需温度而适当选择SiC发热元件、硅钼棒加热器、瓦斯、电等。
搬运辊轴19，由耐热辊轴构成，无停滞而连续地搬运结晶化设备17内的带状板玻璃。
晶核形成区域23保持于所定温度，在该区域中，晶核于带状板玻璃A中形成。
升温区域24为将形成晶核的带状板玻璃A升温至结晶成长温度的区域。升温区域24内设有如图2A或图2B所示的所定的温度梯度，随着带状板玻璃A被搬运往结晶化设备17的出口方向，使带状板玻璃A逐渐被升温。
结晶成长区域25为将带状板玻璃A保持于结晶成长进行的温度，令其结晶化为带状结晶化玻璃板B的区域。
缓冷区域26为：为了从带状结晶化玻璃板B去除永久变形，同时，形成均匀化玻璃，因而逐渐冷却带状结晶化玻璃板B的区域。缓冷区域26内设有如图2A或图2B所示的所定的温度梯度，随着带状结晶化玻璃板B被搬运往结晶化设备17的出口方向，使带状结晶化玻璃板B逐渐被冷却。
藉由结晶化设备17使带状板玻璃A结晶化而得到的带状结晶化玻璃板B，被搬运至配置于搬运方向下游的切断设备27。切断设备27将带状结晶化玻璃板B切为所定的尺寸。藉由切断设备27切断而得到的结晶化玻璃板C被搬运至二次加工工厂，藉由二次加工而成为成品。
以下举出实施例，更具体说明本发明，但本发明的范围并非限定于以下所示的实施例。
藉由以下的实施例及比较例得到的结晶化玻璃板的冲击强度，为使用记载于国际电工委员会（IEC）出版物817《弹簧驱动的冲击测试设备及其校正》的冲击测试设备，以下述方法算出破损率（％）而评价。
使用0.5J的冲击测试设备，冲击切成30cm×30cm×4mm尺寸的结晶化玻璃板表面5个位置各3次。结晶化玻璃板没有裂纹或破裂为合格，有裂纹或破裂为不合格，且将不合格的比率（相对于供应至测试的总片数的不合格的片数）作为破损率（％）。
实施例，为准备与图示于图1的连续成形设备同样构成的设备并实施。比较例，为准备与揭示于日本特开2005-41726号公报的连续成形设备同样构成的设备并实施。在实施例及比较例的结晶化步骤中，温度为结晶化设备的各区域内的环境温度。
实施例1为：
将调制成质量百分率为SiO2 63.5％、Al2O3 21.5％、MgO 0.5％、ZnO1.5％、BaO 1.8％、TiO2 2.8％、ZrO2 1.5％、B2O3 0.3％、P2O5 1.0％、Na2O0.7％、K2O 0.5％、Li2O 3.6％、As2O3 0.5％、V2O5 0.3％组成的玻璃原料放入熔解设备。在1670℃下将玻璃原料熔融，接着，以成形设备压延成形为170cm×250m×4mm而得到带状板玻璃。
将藉由上述而得到的带状板玻璃，自成形设备搬运至结晶化设备，投入730℃的晶核形成区域，在晶核形成区域内被搬运的同时保持于730℃20分钟，令晶核于带状板玻璃中形成。
接着，使形成晶核的带状板玻璃以5℃／分的速度升温至880℃，同时，通过升温区域。
之后，将形成晶核的带状板玻璃导入880℃的结晶成长区域，在结晶成长区域内被搬运的同时保持于880℃30分钟，令结晶成长而成为带状结晶化玻璃板。
接着，使带状结晶化玻璃板以5℃／分的速度逐渐冷却至100℃，同时，通过缓冷区域。
然后，藉由切断设备将带状结晶化玻璃板沿着搬运方向切成长度100cm的板。
因此，析出主结晶为β-石英固熔体，得到黑色的结晶化玻璃板。结晶化玻璃板中没有波纹、变形、破裂、以及裂纹，其外观平坦且漂亮。结晶化玻璃板的破损率为5％以下。
实施例2为：
将调制成质量百分率为SiO2 64.0％、Al2O3 22.0％、MgO 0.5％、ZnO1.0％、BaO 2.0％、TiO2 2.5％、ZrO2 1.5％、B2O3 0.3％、P2O5 0.8％、Na2O0.8％、K2O 0.3％、Li2O 3.8％、As2O3 0.5％组成的玻璃原料放入熔解设备。在1650℃下将玻璃原料熔融，接着，以成形设备压延成形为170cm×250m×4mm而得到带状板玻璃。
将藉由上述而得到的带状板玻璃，自成形设备搬运至结晶化设备，投入750℃的晶核形成区域，在晶核形成区域内被搬运的同时保持于750℃20分钟，令晶核于带状板玻璃中形成。
接着，使形成晶核的带状板玻璃以5℃／分的速度升温至1000℃，同时，通过升温区域。
之后，将形成晶核的带状板玻璃导入1000℃的结晶成长区域，在结晶成长区域内被搬运的同时保持于1000℃30分钟，令结晶成长而成为带状结晶化玻璃板。
其次，使带状结晶化玻璃板以5℃／分的速度逐渐冷却至100℃，同时，通过缓冷区域。
然后，藉由切断设备将带状结晶化玻璃板沿着搬运方向切成长度100cm的板。
因此，析出主结晶为β-锂辉石，得到白色的结晶化玻璃板。结晶化玻璃板中没有波纹、变形、破裂、以及裂纹，其外观平坦且漂亮。结晶化玻璃板的破损率为5％以下。
比较例1如下：
将调制成质量百分率为SiO2 63.5％、Al2O3 21.5％、MgO 0.5％、ZnO1.5％、BaO 1.8％、TiO2 2.8％、ZrO2 1.5％、B2O3 0.3％、P2O5 1.0％、Na2O0.7％、K2O 0.5％、Li2O 3.6％、As2O3 0.5％、V2O5 0.3％组成的玻璃原料放入熔解设备。在1670℃下将玻璃原料熔融，接着，以成形设备压延成形为170cm×250m×4mm而得到带状板玻璃。
将藉由上述而得到的带状板玻璃，自成形设备搬运至结晶化设备，投入600℃的温度区域，在该温度区域内被搬运的同时保持于600℃10分钟，保持于玻璃转移温度附近。
接着，使带状板玻璃以10℃／分的速度升温至730℃，同时，通过第一升温区域。
之后，将带状板玻璃投入730℃的晶核形成区域，在晶核形成区域内被搬运的同时保持于730℃20分钟，令晶核于带状板玻璃中形成。
其次，使形成晶核的带状板玻璃以5℃／分的速度升温至880℃，同时，通过第二升温区域。
接着，将形成晶核的带状板玻璃导入880℃的结晶成长区域，在结晶成长区域内被搬运的同时保持于880℃30分钟，令结晶成长而成为带状结晶化玻璃板。
之后，使带状结晶化玻璃板以5℃／分的速度逐渐冷却至100℃，同时，通过缓冷区域。
然后，藉由切断设备将带状结晶化玻璃板沿着搬运方向切成长度100cm的板。
因此，析出主结晶为β-石英固熔体，得到黑色的结晶化玻璃板。结晶化玻璃板中没有波纹、变形、破裂、以及裂纹，其外观平坦且漂亮。结晶化玻璃板的破损率为5％以下。

Claims (4)

1.一种结晶化玻璃的连续成形方法，其特征在于，所述连续成形方法包括：
熔解步骤，将玻璃原料熔解而得到熔融玻璃；
成形步骤，将熔融玻璃压延成形为带状而得到带状板玻璃；
结晶化步骤，将带状板玻璃热处理，令其结晶化而得到带状结晶化玻璃板；以及
切断步骤，切断带状结晶化玻璃板；
且所述结晶化步骤具有：
晶核形成步骤，将藉由所述成形步骤得到的带状板玻璃直接投入晶核形成温度的环境中，并保持于晶核形成温度，令晶核于所述带状板玻璃中形成；
升温步骤，以0.5℃/分～10℃/分的升温速度，将形成晶核的带状板玻璃升温至结晶成长温度；
结晶成长步骤，将形成晶核的带状板玻璃保持于结晶成长温度，令其结晶化成为带状结晶化玻璃板；以及
缓冷步骤，以0.5℃/分～20℃/分的降温速度，逐渐冷却带状结晶化玻璃板，其中将缓冷的温度梯度设定成急冷－保温－急冷的多阶段。
2.如权利要求1所述的连续成形方法，其特征在于，在所述熔解步骤与所述成形步骤之间，所述连续成形方法还包括：
调整步骤，调整藉由所述熔解步骤得到的熔融玻璃的均匀性、黏度与液面；以及
抗失透步骤，防止经所述调整步骤后的熔融玻璃发生失透。
3.一种结晶化玻璃的连续成形设备，其特征在于，所述连续成形设备包括：
熔解设备，将玻璃原料熔解而得到熔融玻璃；
成形设备，将熔融玻璃压延成形为带状而得到带状板玻璃；
结晶化设备，将带状板玻璃热处理，令其结晶化而得到带状结晶化玻璃板；以及
切断设备，切断带状结晶化玻璃板；
且所述结晶化设备具有：
晶核形成区域，将藉由所述成形设备得到的带状板玻璃直接收容于晶核形成温度的环境中，并保持于晶核形成温度，令晶核于所述带状板玻璃中形成；
升温区域，以0.5℃/分～10℃/分的升温速度，将形成晶核的带状板玻璃升温至结晶成长温度；
结晶成长区域，将形成晶核的带状板玻璃保持于结晶成长温度，令其结晶化成为带状结晶化玻璃板；以及
缓冷区域，以0.5℃/分～20℃/分的降温速度，逐渐冷却带状结晶化玻璃板，其中将缓冷的温度梯度设定成急冷－保温－急冷的多阶段。
4.如权利要求3所述的连续成形设备，其特征在于，在所述熔解设备与所述成形设备之间，所述连续成形设备还包括：
调整设备，调整藉由所述熔解设备所得到的熔融玻璃的均匀性、黏度与液面；以及
抗失透设备，防止自所述调整设备流出的熔融玻璃发生失透。
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