CN105026325B

CN105026325B - 玻璃带的球边部分的热控制

Info

Publication number: CN105026325B
Application number: CN201380071146.9A
Authority: CN
Inventors: K·W·阿尼奥莱克; S·R·伯德特; V·Y·戈尔雅廷; I·A·尼库林
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2018-02-06
Anticipated expiration: 2033-11-22
Also published as: TW201429894A; EP2922792A1; US20160297703A1; TWI619682B; CN105026325A; US9790119B2; JP2016501816A; WO2014082000A1; KR20150091093A; EP2922792B1; JP6205429B2

Abstract

一种用于制备层压玻璃带的设备,所述玻璃带具有:中央层压区域、第一边缘、第二边缘和第一、第二、第三和第四如本文所定义的球边部分，所述设备包括:球边热调节区域，其包括:用于选择性地向第一、第二、第三和第四球边部分中的一个或多个施加流体的流体来源。还批露了用于在批露的层压熔合设备中进行球边热调节的方法。

Description

玻璃带的球边部分的热控制

本申请要求2012年11月26日提交的美国申请第61/729805号的优先权，其全文通过引用结合于此。

本文所述的任何出版物或专利文献的全文内容通过参考结合于本文。

背景

本发明总体涉及熔合拉制法中玻璃带(ribbon)或层压玻璃带的球边(bead)部分的热控制。

概述

本发明提供用于熔合拉制法中玻璃带或层压玻璃带的球边(bead)部分的热控制的设备和方法。球边部分的热控制可提供具有优异应力性质的玻璃板或层压玻璃板产品。

附图说明

在本发明的实施方式中：

图1显示沿着玻璃流入或流出页面平面的方向观察到的层压熔合带(100)的球边带厚度或横截面分布。

图2显示示例性来自层压熔合法的与拉制方向横切方向(ATD)上的带厚度分布。

图3显示在各种下拉制(DTD)位置的示例性与拉制方向横切方向上的(ATD)带温度分布。

图4A和4B分别显示两个用于批露的球边热调节设备的替代构造。

图5A和5B显示两个用于批露的球边热调节设备的替代构造。

图6显示批露的球边热调节设备的另一替代构造。

图7显示批露的球边热调节设备的另一替代构造。

图8显示如图1所示的一部分的玻璃带的横截面，显示具有流体来源的构造，该流体来源包括在外部球边(120)处导向的一对相对的冷却或加热喷嘴。

图9显示如图1所示的一部分的玻璃带的横截面，显示具有流体来源(405)的构造，该流体来源包括在外部球边(120)处锐角地导向的一对冷却或加热喷嘴(410)。

图10显示用于附加地或可选地热调节任选的较薄的凹槽区域(115)的另一示例构造,但对附近的较厚的内部球边(110)和外部球边(120)区域影响极小。

图11显示线性熔合拉制机(1110)中的示例进口(1111,1112)。

图12是一部分的层压熔合拉制玻璃制造设备和下拉区域的示意图。

图13是显示用拉制法形成的代表性玻璃带和相关的区域的示意图。

详细描述

下面将参考附图(如果有)详细描述本发明的各种实施方式。对各种实施方式的参考不限制本发明的范围，本发明范围仅受所附权利要求书的范围的限制。此外，在本说明书中列出的任何实施例都不是限制性的，且仅列出要求保护的本发明的诸多可能的实施方式中的一些实施方式。

定义

在实施方式中，"流体"指例如如液体或气体的物质，其趋于流动或匹配其来源容器或递送设备的轮廓，直到被排出到玻璃带工件。在实施方式中，"流体"还可指例如光或热量的辐射或来源，例如当适当地导向和排出这种流体时辐射加热器可为玻璃带工件提供选择性的照明或加热。

用来描述本发明各种实施方式的修饰例如组合物中成分的量、浓度、体积、过程温度、过程时间、产量、流速、压力等数值及它们的范围的“约”指数量的变化，可发生在例如：制备制品、组合物、复合物、浓缩物或应用制剂的典型测定和处理步骤中；这些步骤中的无意误差；制造、来源或用来实施所述方法的原料或成分的纯度方面的差异中；以及类似考虑因素中。

实施方式中“主要由……组成”是指例如本发明的方法、组合物、制品、装置或设备，可包括权利要求中列出的组分或步骤，以及对本发明的组合物、制品、设备或制备和使用方法的基本性质和新颖性不造成实质性影响的其他组分或步骤，如所选的特定反应物、添加剂、成分、试剂、条件，或者类似结构、材料或工艺变量。实质影响本发明的组分或步骤的基本性质的或者可能给本发明带来不利特征的项目包括例如在玻璃带的球边凹槽区域中没有或非常低的温度控制，以及类似的相反性质或步骤。

除非另外说明，否则，本文所用的不定冠词“一个”或“一种”及其相应的定冠词“该”表示至少一(个/种)，或者一(个/种)或多(个/种)。

可采用本领域普通技术人员熟知的缩写(例如，表示小时的“h”或“hr”，表示克的“g”或“gm”，表示室温的“rt”，以及类似缩写)。

组分、成分、添加剂和类似方面的公开的具体和优选数值及其范围仅用于说明，它们不排除其它定义数值或定义范围内的其它数值。本发明的制剂、组合物、装置、设备和方法可包括本文所述的任何数值或数值的任何组合、具体数值、更具体的数值和优选数值。

层压熔合拉制机(LFDM)中玻璃带的与拉制方向横切方向上的厚度分布通常是不均匀的。玻璃的球边(边缘)包含例如交替的可比高质量区更厚、更薄(至少局部的)和随后更厚的区域,该高质量区即玻璃带或所得切割玻璃板或玻璃轧制产品的中部或中央区域。这导致球边区域中的温度分布包含局部最大值和最小值。对于大多数的带长度，与带的中央相比球边的厚部分是较热的。带边缘中较高的温度和伴随的热梯度可在带和最终玻璃制品中导致不利地应力和形状。具体控制带边缘区域中的玻璃温度的能力，允许更好地控制玻璃或层压玻璃带(即,连续拉制材料)、玻璃卷或玻璃板(即,带的单个切割或分离的部分)的应力和形状。球边区域中的热调节可包括例如冷却、加热或两者的组合。

此外，对于层压熔合的具体情况，玻璃的芯体和包覆组分之间的高Δ热膨胀系数(CTE)可在带生长时于包覆球边之下的芯体玻璃中形成显著的拉伸应力。这些拉伸应力与暂时的和残留的应力相互作用(因为它们可出现在相同平面)，可进而导致不稳定，且在板形成或分离时可为特别危险，潜在地导致断裂(即辊筒下面的轻度破碎)和界限(rubicons)(即包括不受控的断裂或碎片形成的更严重的破碎)。

在层压熔合拉制机(LFDM)或熔合拉制机(FDM)内侧的玻璃带的与拉制方向横切方向上的温度分布可通过使用传热方法来成形，例如电阻线圈和冷却卡销(bayonet)。温度分布的主要目标是管理高质量区朝向带的中央,参见例如2012年11月16日提交的共同拥有和转让的共同待审的美国专利申请号13/679,263(SP12-305)。但是，这些传热方法不用于改变熔合板拉制法中的球边温度。在拉制底部(BOD)区域，允许玻璃带自然冷却，主要通过自由地对流和辐射。

共同拥有和转让的US 8,037,716提及一种控制玻璃带的边缘区域的温度的方法，该玻璃带在带各侧的最边缘处包括较厚的单一球边。提及冷却作为对照方法。该‘716专利没有提及使用具有不匹配的CTE的不类似的玻璃的层压熔合。没有提及双球边，或使用主动加热,或主动加热和冷却组合作为带边缘热控制方法。

已知在制造其它类型的玻璃中使用冷却的其它设备。例如,US2006/0015619提及为冷却用于应力控制的载体玻璃的边缘的制造的边缘专门设计的冷却环组件。US 2005/0166639提及用于边缘冷却一对成形玻璃板同时支撑在轮廓模具上以增加边缘压缩的设备。US 2005/0166639申请还提及汽车玻璃制造，其中冷却通过空气或其它气体来实现。WO2006/083902提及使用冷空气的周界淬冷来强化窗户玻璃的边缘。US 4,375,370还提及在制造平坦的玻璃中应用边缘-冷却来减少牵拉辊之间的“扇形化(scalloping)”。在制造CRT玻璃中已提及周界冷却,例如,US 2005/0122025其中使用这种冷却来增加强度。

WO 2007/037871和US 2007/0062219提及使用边缘加热来减少制造的平坦的玻璃板的边缘中的S-翘曲的程度。所述方法同时包括熔合法和浮法，其中边缘辊筒导致接近玻璃转变温度范围(GTTR)地局部冷却球边,进而导致最终玻璃板的S-翘曲。这两篇发明没有覆盖带形状控制或球边冷却。WO 2008/036227提及通过操控熔合拉制法中凝固区温度分布用于控制平坦的玻璃板中扭曲的步骤。凝固区是带从粘性区转变成弹性区的区域。本发明提供用于控制熔合拉制机中带扭曲的优异方法,尤其是特别考虑层压熔合拉制中的带扭曲。

本发明提供用于热控制层压玻璃带的球边部分的方法。所述方法可改变层压熔合拉制机中带的靠近边缘的玻璃的较厚和薄部分(称为球边)的温度。如果没有合适的热控制，玻璃带中可存在较大的局部温度梯度。在层压熔合玻璃带中,靠近带边缘存在交替的厚–薄–厚玻璃区域,那些区域中的任一种和全部可用于具体热控制。这个区域的热梯度可导致非优化的带应力和形状。如有需要，可通过改变球边温度减少或放大温度梯度,这可提供其它改进包括例如:改善的板划割和分离,划割时更低水平的带移动,和操控最终玻璃制品中的应力和形状。层压玻璃带球边温度改变的方法可涉及加热、冷却或同时涉及加热和冷却,取决于例如球边区域、带区域和所需厚度分布。取决于所追求的性质或优势，可通过外部的加热或冷却方式来改变例如熔合拉制机区域(FDM)、拉制底部区域(BOD)或两个区域中的球边温度。如果需要球边冷却，优选的方法包括对流气体喷射口冷却,例如提供冷却气体刀的喷嘴、真空抽吸或其组合。如果需要球边加热，优选的方法包括其中流体来源是辐射热量、加热气体传热或两者。

在实施方式中，出于热控制目的的层压玻璃带球边温度改变的方法可包括例如同时:

冷却第一和第二球边(即,外部球边)，其包括在层压带的相对侧面或边缘上的芯体玻璃；

冷却第三球边和第四球边部分(即,内部球边)，其包括层压带的包覆玻璃；和

加热第一和第二球边凹槽，其包括位于外部球边和内部球边之间的芯体玻璃。

控制熔合拉制法中球边温度的能力可操控,例如:残留应力的形成；因为局部温度分布的非线性导致的暂时应力；和避免因芯体玻璃和包覆玻璃之间的CTE不匹配产生的层压应力。残留应力部分地取决于凝固区(即,粘-弹区)中的温度分布，暂时应力取决于弹性区中的温度。这些应力组合来得到总体应力状态。拉制时改变各种位置处的球边温度可对整个带中的一种或更多种应力提供控制。

操控残留应力、暂时应力或两者可带来实际的优势例如:改变熔合拉制机(FDM)和拉制底部(BOD)区域中的带形状；改善的板划割和分离(两者都取决于用于划割的靠近移动砧机机械装置(TAM)的带形状)；划割和分离时更低水平的带移动(这也取决于靠近TAM的带形状)；和控制最终玻璃板的形状,其取决于残留应力。批露的球边热调节方法可提供例如,靠近球边的暂时应力低于断裂极限的层压玻璃带,例如,为约10000psi或更小。

通过适当地热调节球边来增加残留或暂时压缩以操控粘-弹区或弹性区(例如,BOD)中的层压应力,可减缓芯体拉伸应力和最小化潜在的板和球边分离问题。例如,考虑康宁(Corning)和分别作为包覆和芯体玻璃，组合的包覆和芯体玻璃靠近内部球边的厚度为仅含芯体的厚度的约2.5倍。靠近包覆球边(即,内部球边)的玻璃带的厚度比例(其等于:芯体厚度/2包覆厚度)可为例如,约2.5。对于350℃的BOD温度，芯体玻璃中的拉伸应力可例如最高达50MPa,该水平高到足以导致玻璃破碎和工艺不稳定。通过局部加热使内部球边再大于BOD温度50℃,可将拉伸应力降低约30MPa(通过下述公式估算:应力＝杨氏模量*CTE*ΔT＝70/GPa*90/ppm/C*50℃)，并使应力水平下降到可管理的水平，例如约20MPa。如果考虑具有球边的层压板,其中从带分离或切割板和冷却到室温,估算用于包覆球边的应力为120MPa或更大，这可导致非被动的失效。虽然这难以减缓暂时热应力(例如,这需要约150℃的局部加热),但可通过在粘弹区域用本文所述的批露的球边热调节方法操控残留应力来管理暂时热应力。

在实施方式中，并参考图1,本发明提供用于制备层压玻璃带工件的设备,所述玻璃带具有:

中央(105)层压区域,即在宽度中间并平行于带边缘的线,

第一边缘(101),

第二边缘(102),

第一球边部分(120a),即芯体球边或外部球边,其起始于第一边缘和延伸朝向中央(105)层压区域,

第二球边部分(120b),即芯体球边或外部球边,其起始于第二边缘和延伸朝向中央层压区域,

所述第一球边部分和第二球边部分包括在层压带(100)的相对边缘上的芯体玻璃,

第三球边部分(110a),即包覆球边或内部球边,其远离第一边缘起始和延伸朝向中央(105)层压区域,

第四球边部分(110b),即包覆球边或内部球边,其远离第二边缘起始和延伸朝向中央(105)层压区域,

第三球边和第四球边部分包括层压玻璃带的包覆玻璃,

第一(120a)和第三(110a)球边部分之间的第一任选的球边凹槽区域(115a),和

第二(120b)和第四(110b)球边部分之间的第二任选的球边凹槽区域(115b),

第一和第二任选的球边凹槽区域包括芯体玻璃。

在实施方式中，设备可包括:

层压拉制区域中的球边热调节区域，其包括:

流体来源,例如,具有相关的导管、控制阀和分配组件例如喷射口、喷嘴或类似引导或调整装置的增压气体，其取向以选择性地靠近层压玻璃带的第一、第二、第三或第四球边部分及其组合中的至少一种和任选的球边凹槽区域施加流体。

在实施方式中，流体来源可位于层压拉制区域中的粘弹区域(即凝固区)、弹性区域或其组合。

在实施方式中，流体来源可为例如,第一喷嘴提供冷却来源和第二喷嘴提供加热来源,或者,第一喷嘴提供加热来源和第二喷嘴提供冷却来源。

在实施方式中，流体来源可为例如冷却流体或真空的来源例如冷却或冷冻的气体,其被引导朝向第一和第二球边以及第三和第四球边,即厚内部球边,以及加热的流体来源例如加热的气体,其被引导朝向第一和第二任选的球边凹槽,即外部和内部球边之间的更薄的区域(115a,115b)。

在实施方式中，设备的作用可改变残留应力,例如,降低所得层压玻璃板中的应力。

在实施方式中，流体来源可为例如至少一个气体喷嘴,例如在带的一侧面上的单一喷嘴、在带的相对侧面的一对喷嘴,或在带的相对侧面上的多个成对喷嘴,其正交地取向朝向带的长横截面轴线或相对于带的长横截面轴线锐角地取向并突起朝向带边缘和远离中央。

在实施方式中，流体来源可为例如多个气体喷嘴，其正交地取向朝向带的长横截面轴线、相对于带长横截面轴线锐角地取向并突起朝向带边缘和远离带中央层压区域,或其组合。

在实施方式中，流体来源可为例如:冷冻的气体或真空、加热的气体、冷冻的液体、加热的液体、辐射来源例如光束或辐射加热器或其组合。

在实施方式中，本发明提供用于在如上所述的层压熔合设备中进行球边热调节的方法，所述方法包括:

在设备的球边热调节区域中:

从流体来源引导第一流体朝向第一、第二、第三和第四球边部分，即更厚的内部球边、更厚的外部球边或两者中的至少一个,任选地从流体来源引导第一流体朝向第一和第二球边部分；和

同时从第二流体来源引导第二流体朝向第一和第二任选的球边凹槽部分,即外部和内部球边之间的更薄的横截面区域(115)。

在实施方式中，球边热调节可提供具有“通过厚度平均的”残留应力的层压玻璃板,即包覆和芯体可具有可视为残留的非常大的应力，从-1,000psi到约+1,000psi,或更小(其中1000psi＝6.89MPa)。对于许多玻璃板制品，在带的高质量区域，可存在例如小于约250psi通过厚度平均的绝对应力。残留应力是保留在玻璃板中的固有应力，而暂时应力是短暂的且当玻璃板达到热平衡时消除。批露的球边热调节方法可提供层压玻璃带或板，其在高质量区域的通过厚度平均的残留应力为例如,从-1,000psi到约+1,000psi,从-500psi到约+500psi,从-250psi到约+250psi,从-100psi到约+100psi或更小,包括中间值和范围。残留应力优选地为例如从-50psi到约+50psi,或更小,和更优选地接近零或为零。

在实施方式中，引导朝向第一和第二任选的球边凹槽部分的流体来源可为例如强制空气对流加热器，其局部化即局部地保持在各任选的球边凹槽部分中的温度改变或温度梯度。

在实施方式中，可最小化或保持温度改变或温度梯度例如在从5到约150℃和优选地从25到约100℃的温度改变或梯度之内,包括中间值和范围。在实施方式中，流体可为例如气体、真空或其组合,所述气体可为例如空气或空气以外的气体例如氮气、氩气、氦气等气体或混合气体。氦气具有高热导率，是用于增强冷却的优异选择

。在实施方式中，气体可与下述组合或包括下述：水蒸汽、液体水、非水性液体或其组合中的至少一种。

在实施方式中，第一流体可为例如引导朝向较厚的第一、第二、第三或第四球边部分中至少一个的第一冷却的气体，第二流体可为例如引导朝向较薄的任选的球边凹槽区域中至少一个的第二加热的气体。

在双等压槽熔合层压法中,与常规的单一等压槽熔合拉制法的仅仅一个相比带包含两个球边。在边缘或端部具有两个球边的两球边带见图1。带的中央的高质量区(105)是最宽的部分(不成比例)，并被较窄但厚的内部球边区域(110),较薄的任选的球边区域内部或“球边凹槽”(115a,115b),和较厚的外部球边区域(120a,120b)包围。各区域的相对厚度和长度不成比例，为了理解已进行夸大。较厚的内部球边区域的厚度可比得上、小于或大于较厚的外部球边区域的厚度。

内部球边(110)和外部球边(120)两者的特征在于例如:与带高质量区(105)(可出售的玻璃)相比玻璃较厚；以及与球边相比中间玻璃可为较薄的并称为球边凹槽区域(115)。内部球边还可称为包覆球边且外部球边称为芯体球边,指示它们与层压玻璃的包覆和芯体部分的关系。在实施方式中，例如球边凹槽的厚度可等于高质量区的厚度或比它更薄。在与拉制方向横切方向上的(ATD)观察到的厚度变化如图2图形化显示。图1所示的球边区域在图2中用相同的附图标记来表示。

当存在玻璃厚度差异时,层压玻璃可差异化地在不同区域传递能量。玻璃厚度的变化可导致这些区域中的带温度的变化，例如取决于局部对流和对环境的辐射。更厚的区域保留更多的热量，并趋于比附近的较薄的区域相对更热。在计算机模型-模拟的图3所示的各种下拉制位置处的与拉制方向横切方向上的(ATD)温度分布可观察到这种效果，其中带的最边缘处具有对应于外部球边(120)的局部最大温度。稍微在该最大温度特征内侧的局部最小温度对应于较薄的球边凹槽区域(115)。在带拉制的下面，还存在对应于内部球边(110)的第二最大温度。因为减缓局部对流和辐射效果和在熔合拉制机上部零件中所选择的特定功率装置，在熔合拉制机中两者都不可能存在更高的最大值。分布或升高具有更高带温度在拉制中更高(例如,300,310,320和330)，以及分布或升高具有更低温度在拉制中更低(例如,340)。

在实施方式中，可冷却玻璃带的较厚的球边部分(110和120)来提供更平坦的温度分布。在实施方式中，冷却可只引导向内部球边、只引导向外部球边或两者。在实施方式中，可沿着拉制从FDM顶部到玻璃板与带分离的BOD底部连续进行冷却。在实施方式中，冷却可在FDM和BOD的离散位置、只在FDM中或只在BOD中进行。冷却位置可确定受影响的特征，例如:在FDM高处(靠近凝固区)冷却可影响残留应力和附近的暂时应力以及带和最终玻璃板的应力和形状；在FDM低处或BOD冷却可最多地影响暂时应力和导致的拉制低处的带形状。尽管其它益处还可包括例如凝固区中降低的移动和改变的应力。

在实施方式中，当存在时，在厚的内部和外部球边区域之间的较薄的区域即凹槽可加热以得到较平坦的温度分布。用于热控制的目标区域还可稍微位于内部球边内侧且靠近和可能包括高质量区。在实施方式中，可沿着拉制从FDM顶部到玻璃板与带分离的拉制底部(BOD)连续进行加热。附加的或可选的，加热可在FDM和BOD的离散位置、只在FDM中或只在BOD中进行。

在实施方式中，优选地冷却或加热方法是凹槽强制气体或空气对流，其具有引导朝向局部化或最小化在目标区域之内的温度改变或温度梯度的喷射口。例如可通过选择喷射孔的尺寸、喷射口和玻璃之间的距离、气体喷射流动速率、或气体在气体喷射口上的分散角度，来改变受影响的区域的尺寸。例如,气体喷射孔可为圆形或矩形例如是空气刀或空气帘。在实施方式中，加热可通过例如用准直辐射过程来实现。

在本发明的实施方式的一些示例显示见图4-10。本发明的其它实施方式可包括例如不同喷嘴数目的变化或排列、各种不同的与拉制方向横切方向上的(ATD)位置、各种多个下拉制(DTD)位置、用于各种喷嘴的各种不同的气体流动速率、辐射加热和类似的修改或改变。

图4A和4B分别显示两种用于球边热调节设备的变体。图4A包括在外部球边(120)处引导的三个离散的喷嘴(410)。图4B包括在内部球边(110)处引导的三个离散的喷嘴(410)。供应流体(405)例如气体的温度可比局部球边温度更热或更冷。拉制方向通过箭头(400)表示。图4-10中只显示了玻璃带和相关热控制设备的右侧或右边一半的一部分。

图5A和5B显示两种用于球边热调节设备的变体。图5A的球边热调节设备总计具有6个喷嘴(410)，其位于带边缘区域(显示了一个边缘)并由流体来源(405)供应，其中3个离散的喷嘴在外部球边(120)处引导和3个喷嘴在内部球边(110)处引导且使用公用的气体总管。图5B的球边热调节设备具有3个离散的喷嘴，其在具有较薄的玻璃厚度的球边凹槽区域(115)处引导。较薄的玻璃球边凹槽区域可为例如约0.25mm-1mm,约0.3mm-0.8mm,包括中间值和范围。较厚的玻璃球边区域可为例如约1.0mm-3.0mm,和约1.3mm-1.5mm,包括中间值和范围。

供应气体(405)的温度可比局部球边温度更热或更冷。拉制方向(400)和其它特征见图4A和4B。只显示了玻璃带和相关的热控制设备的一侧或一半的一部分。流体例如气体、用液体饱和的气体或液体可比局部玻璃温度更热或更冷。图4和5中的喷嘴的数目可分别为2个或更多，例如2-约10个喷嘴。

在实施方式中，一种替代球边热调节设备见图6。替代构造提供同时调节内部和外部球边以及任选的球边凹槽区域。可使用独立递送、加热或冷却的流体例如气体(例如,405a,405b,405c)的任意组合。优选的实施方式可包括例如使用包括一个或多个提供冷却的气体并在厚球边(110,120)上引导或引导朝向该厚球边的喷嘴的第一气体来源,以及包括一个或多个提供在较薄的球边凹槽区域(115)上引导的加热的气体的喷嘴的第二气体来源。只显示了玻璃带和相关的热控制设备的一侧或一半的一部分。在实施方式中，优选的热控制方法包括在粘-弹性区冷却厚球边部分和加热薄部分。在实施方式中，弹性区中例如拉制底部中的优选的热控制方法包括如果包覆和芯体之间的CTE差异显著，则加热内部球边部分。在拉制底部加热包覆球边可产生暂时压缩应力，其可抵销芯体中的层压拉伸应力。对于芯体玻璃的CTE高于包覆玻璃CTE的层压熔合的具体情况,优选的实施方式可使得在内部球边上引导加热的气体来抵销因ΔCTE而在芯体中产生的拉伸应力。

图7显示图4的构造的替代,为加热或冷却流体形式的第一流体例如调节气体(405)的连续供应总管例如气体“刀”(700)可在外部球边区域(120)处引导，从而沿着整个“刀”区域(700)递送均匀的气流。在实施方式中，可在包括任选的球边凹槽区域(115)的球边区域(110,120)中的任一种或全部引导刀。只显示了玻璃带和相关的热控制设备的右侧或右半边的一部分。

图8显示一部分的层压玻璃带的横截面，显示具有流体来源(405)的构造，该流体来源包括在外部球边(120)处引导的一对相对的冷却或加热喷嘴(410)。这些气体喷嘴(例如,喷射口)正交于带取向。

图9显示一部分的具有玻璃带或层压玻璃带的另一构造的横截面，其包括流体来源(405)例如冷却或加热气体喷嘴(410),如图8所示在外部球边(120)处引导但以锐角突起远离带而不是正交突起，从而最小化对玻璃带(100)的较薄的附近的任选的凹槽区域(115)的热影响。一对喷嘴以锐角取向和远离中央层压区域，从而最小化对较薄的附近的任选的凹槽玻璃区域(115)的热影响。只显示了玻璃带和相关的热控制设备的右侧或右半边的一部分。

图10显示用于附加地或替代地热调节任选的较薄的凹槽区域(115)的另一示例构造,但对附近的较厚的内部球边(110)和外部球边(120)区域影响极小。例如,与真空来源(1015)连通的抽吸喷嘴(1010)可位于例如薄凹槽区域(115)附近以及位于球边区域和靠近凹槽处理喷嘴(410)之间，从而一旦调节气体影响所需区域后去除调节气体。附加的或替代的,可把这种构造施加到任一球边。附加的或替代的，还可应用这个实施方式来调节任一相邻的球边。只显示了玻璃带和相关的热控制设备的右侧或右半边的一部分。

图11显示在熔合拉制机(FDM)中实施球边热调节设备和方法。图11显示了在熔合拉制机(FDM)牵拉机(1110)中实施球边热调节方法，其具有进口(1111,1112)以允许引入一个或多个热调节管(405),即冷却、加热、真空或其组合。在实施方式中，可改变标准FDM牵拉机钢支架设计，来包括加工进入端部壁或侧面壁中的狭缝，该狭缝足够大且位于用于球边调节的所需位置。

例如，图12显示现有技术双熔合设备和方法的示例侧视图，其使得来自上部等压槽(1113)的包覆玻璃流(1120)穿过间隙(1150)流到来自下部等压槽(1130)的芯体玻璃流(1140)上。此外，图12显示包覆坝到坝尺寸(1160)(如有需要，其可变化)、保持芯体流或芯体玻璃板宽度尺寸的一致性或防止其衰减的任选的边缘辊或边缘辊对(ER)(1170),和保持层压厚度一致性和进一步调整层压工艺速度的任选的牵拉辊或牵拉辊对(PR)(1180)或牵引辊。

用于LCD玻璃特别是康宁有限公司(Corning Incorporated)的代码2000LCD玻璃的代表性数值为，玻璃转变温度区域(GTTR)的上限通常小于或等于约850℃和GTTR的下限通常大于或等于约650℃,例如,GTTR的下限可大于或等于约700℃。边缘辊可在GTTR以上的位置接触带,而显示的牵拉辊位于GTTR之内。如有需要，牵拉辊也可位于GTTR下面(参见共同拥有的康宁(Corning)专利US 8,037,716,安尼耳勒克(Aniolek)等)。边缘辊的温度可低于玻璃的温度，例如，所述边缘辊可为水冷却或空气冷却的。由于边缘辊温度较低，其会局部降低玻璃的温度。这种冷却会减少玻璃带的变薄,即所述局部冷却有助于控制拉制过程中发生的玻璃带宽度的减小(例如通过牵拉辊的作用使得宽度减小)。所述牵拉辊通常温度也低于其接触的玻璃,但是由于牵拉辊位于拉制工艺更为靠下的位置，所以温度的差别会小于边缘辊处。

还如图12所示,设备可用于熔合法或作为改性的用于层压熔合拉制，并可分为熔合拉制机(FDM)的第一段，其中控制玻璃所暴露的空气温度，和拉制底部(BOD)的第二段，其中玻璃暴露于环境温度。BOD包括一个段，其中可沿着划割线从带分离单个板。

图13显示用于描述带(15)的术语。在熔合拉制中,带可具有外部边缘(19a),(19b),中央线(17),和球边部分(21a),(21b),其从边缘(19a和19b)向内延伸朝向中央线。球边部分的最厚的部分可沿着线(23a和23b)出现，球边部分的内部范围可认为沿着线(25a和25b),其中带的最终厚度首先升高到大于1.05*t_中央,其中t_中央是沿着中央线的带的最终厚度。注意1.05*t_中央的厚度被认为是高质量或接近高质量的厚度。还注意如WO 2007/014066所述,最终厚度在拉制时高，高于GTTR出现。然后，当玻璃基于热膨胀系数(CTE)冷却时，厚度稍微降低。但是，出于本发明之目的，这种基于CTE的收缩可忽略，因为它小于千分之几。尽管球边部分(21a)和(21b)显示为对称的，但实际中球边部分可具有不同的宽度且它们最厚的部分的位置对于两个球边而言可以是不同的,例如,最厚的部分都无需在球边部分中央。更概括地，应指出图12和13不成比例和无意于显示相对尺寸。在层压熔合拉制中,带还可具有内部球边部分,和任选的第一和任选的第二球边凹槽,如图1的横截面视图所示。

已结合各种具体实施方式和技术对本发明进行了描述。但是，应当了解可以在本发明的范围内做出多种变化和改进。

Claims

1.一种用于制备层压玻璃带的设备,

所述玻璃带具有：

中央层压区域,

第一边缘,

第二边缘,

第一球边部分，其起始于第一边缘和延伸朝向中央层压区域,

第二球边部分，其起始于第二边缘和延伸朝向中央层压区域,

所述第一球边部分和第二球边部分包括在层压带的相对边缘上的芯体玻璃,

第三球边部分，其远离第一边缘起始和延伸朝向中央层压区域,

第四球边部分，其远离第二边缘起始和延伸朝向中央层压区域,

第三球边和第四球边部分包括层压玻璃带的包覆玻璃,

第一和第三球边部分之间的第一球边凹槽区域,和

第二和第四球边部分之间的第二球边凹槽区域,

第一和第二球边凹槽区域包括芯体玻璃；

所述设备包含：

层压拉制区域中的球边热调节区域，其包括:

流体来源，其取向以选择性地施加最接近第一、第二、第三或第四球边部分中的至少一个的流体，其中所述流体来源包括引导朝向第一和第二球边和第三和第四球边的冷却流体来源，以及引导朝向第一和第二球边凹槽的加热的流体来源。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述流体来源位于所述层压拉制区域中的粘-弹性区、弹性区或其组合。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述流体来源包括提供冷却来源的第一喷嘴和提供加热来源的第二喷嘴。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述流体来源包括至少一个流体递送喷嘴，该喷嘴正交地取向朝向带的长横截面轴线，或相对于带的长横截面轴线锐角地取向并突起朝向带边缘和远离中央层压区域。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述流体来源包括多个流体递送喷嘴，该喷嘴正交地取向朝向带的长横截面轴线，或相对于带的长横截面轴线锐角地取向并突起朝向带边缘和远离中央层压区域。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述流体来源包括：冷冻的气体、加热的气体、冷冻的液体、加热的液体、辐射来源或其组合。

7.一种用于如权利要求1所述的用于制备层压玻璃带的设备中进行球边热调节的方法，所述方法包括:

在所述球边热调节区域中:

从流体来源引导第一流体朝向第一、第二、第三和第四球边部分中的至少一个；和

同时

从流体来源引导第二流体朝向第一和第二球边凹槽部分，其中所述流体来源包括引导朝向第一和第二球边和第三和第四球边的冷却流体来源，以及引导朝向第一和第二球边凹槽的加热的流体来源。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述球边热调节提供在高质量区域中具有从-1,000psi到+1,000psi的残留应力的层压玻璃带。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述球边热调节提供暂时应力低于靠近球边的断裂极限的层压玻璃带。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，引导朝向第一和第二球边凹槽部分的流体来源包括局部化各球边凹槽部分中温度改变的强制空气对流加热器。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，温度改变保持在25-100℃之内。

12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述流体是气体。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述气体是空气以外的气体。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述气体是水蒸汽。

15.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述流体是气体与下述组合：液体水、非水性液体或其组合中的至少一种。

16.如权利要求7所述的方法，其特征在于，第一流体包括引导朝向较厚的第一、第二、第三和第四球边部分中至少一个的冷却的第一气体,以及第二流体包括引导朝向较薄的球边凹槽区域中至少一个的加热的第二气体。