CN105339316B - 制造薄玻璃块的方法 - Google Patents

Abstract

制造玻璃块的方法包括提供具有在玻璃板的第一主要表面和第二主要表面之间小于约1.6mm的厚度的玻璃板的步骤。方法包括刻划玻璃板的第一主要表面以提供边界刻痕线和凹入刻痕线。在某些实例中，方法提供大于边界刻痕深度的凹入刻痕深度。在另一实例中，方法包括将玻璃板放置在包含大于或等于70的肖氏A硬度的传送带上。在另一些实例中，提供了通过超出尺寸模板断裂玻璃板的方法。

Description

制造薄玻璃块的方法

本申请要求2013年2月25日提交的美国临时申请第61/768887号的优先权，其内容全部以参见的方式纳入本文。

领域

本发明总的涉及一种制造薄玻璃块的方法，并且更具体地说，涉及一种包括刻划玻璃板的第一主要表面以提供边界刻痕线和凹入刻痕线的步骤的制造薄玻璃块的方法。

背景

众所周知的是，用由相对较厚的钠钙玻璃构成的玻璃板生产汽车车窗。汽车玻璃窗可包括具有4mm总厚度的玻璃和/或玻璃层压板。这种玻璃窗构型可提供足够强度。然而，相对较厚玻璃窗会给车辆增加额外重量，这可以减小一加仑汽油所行驶的里程并且增加车辆的CO₂排放。

发明内容

下文介绍了本公开的简要内容以提供对在详细描述中描述的某些示例方面的基本理解。

根据本公开的第一示例方面，制造玻璃块的方法包括提供具有在玻璃板的第一主要表面和第二主要表面之间小于约1.6mm的厚度的玻璃板的步骤(I)。该方法还包括刻划玻璃板的第一主要表面以提供具有边界刻痕深度的边界刻痕线的步骤(II)。边界刻痕线至少部分地包围玻璃板的中心目标区以限定在玻璃板的中心目标区和外周界区之间的分离线。外周界区至少部分地包围玻璃板的中心目标区。该方法还包括刻划玻璃板的第一主要表面以提供具有凹入刻痕深度的凹入刻痕线的步骤(III)。凹入刻痕线限定在外周界区中并朝向边界刻痕线延伸。凹入刻痕线深度大于边界刻痕线深度。方法还包括将玻璃板的外周界区沿分离线从玻璃板的中心目标区断开的步骤(IV)。

根据第一方面的一个实例，步骤(II)刻划玻璃板的第一主要表面使得边界刻痕深度是玻璃板的厚度的从约10％至约20％。

根据第一方面的另一实例，步骤(III)刻划玻璃板的第一主要表面使得凹入刻痕深度是玻璃板的厚度的从约20％至约50％。

根据第一方面的又一实例，步骤(III)提供至少一条凹入刻痕线作为绕中心目标区径向间隔开并且各自沿朝向中心目标区的方向延伸的多条凹入刻痕线。

根据第一方面的再一实例，步骤(IV)包括沿位于外周界区内并包围中心目标区的施力路径施加断裂力。例如，步骤(IV)可以包括通过沿施力路径行进的施力器施加断裂力。此外或替代地，步骤(IV)可以提供与分离线间隔开从约6mm至约18mm的距离的施力路径。

根据第一方面的另一实例，步骤(III)刻划第一主要表面使得至少一条凹入刻痕线朝向边界刻痕线延伸到位于外周界区内并与边界刻痕线间隔开间隙的端点。

第一方面可以单独或者与上述第一方面的实例中的一个或任何组合结合实施。

根据本公开的第二方面，制造玻璃块的方法包括提供具有在玻璃板的第一主要表面和第二主要表面之间小于约1.6mm的厚度的玻璃板的步骤(I)。该方法还包括将玻璃板放置在包含大于或等于70的肖氏A硬度的传送带上。该方法还包括刻划由传送带支承的玻璃板的第一主要表面以提供边界刻痕线的步骤(III)，该边界刻痕线至少部分地包围玻璃板的中心目标区以限定在玻璃板的中心目标区和外周界区之间的分离线。外周界区至少部分地包围玻璃板的中心目标区。该方法还包括刻划由传送带支承的玻璃板的第一主要表面以提供限定在外周界区中并朝向边界刻痕线延伸的至少一条凹入刻痕线的步骤(IV)。该方法还包括将玻璃板的外周界区沿分离线从玻璃板的中心目标区断开的步骤(V)。

根据第二方面的一个实例，该方法包括通过具有比中心目标区的占用面积大的占用面积的基本刚性模板来支承传送带的步骤，并且其中，模板包括几何学上类似于分离线的外周界。在一个实例中，模板可选地具有从约1.5mm至约3mm的厚度。此外或替代地，在另一实例中，模板与中心目标区对准使得模板的外周界和分离线之间的超出尺寸从约1.5mm至约3mm。

根据第二方面的另一实例，步骤(II)包括刻划玻璃板的第一主要表面以提供具有边界刻痕深度的边界刻痕线。此外，步骤(III)包括刻划玻璃板的第一主要表面以提供具有凹入刻痕深度的凹入刻痕线，其中凹入刻痕深度大于边界刻痕深度。

在第二方面的又一实例中，步骤(II)刻划玻璃板的第一主要表面使得边界刻痕线的边界刻痕深度是玻璃板的厚度的从约10％至约20％。

在第二方面的再一实例中，步骤(III)刻划玻璃板的第一主要表面使得凹入刻痕线的凹入刻痕深度是玻璃板的厚度的从约20％至约50％。

在第一方面的另一实例中，步骤(V)包括通过沿位于外周界区内并包围中心目标区的施力路径行进的施力器来施加断裂力。在一个可选实例中，步骤(V)提供与分离线间隔开从约6mm至约18mm的距离的施力路径。

在第二方面的再一实例中，步骤(III)刻划第一主要表面使得至少一条凹入刻痕线向边界刻痕线延伸到位于外周界区内并与边界刻痕线间隔开间隙的端点。

第二方面可以单独或者与上述第二方面的实例中的一个或任何组合结合实施。

根据本公开的第三示例方面，制造玻璃块的方法包括提供具有在玻璃板的第一主要表面和第二主要表面之间小于约1.6mm的厚度的玻璃板的步骤(I)。该方法还包括将玻璃板放置在通过包含从约1.5mm至约3mm的厚度的基本刚性模板来支承的传送带上的步骤(II)。该方法又包括刻划由传送带支承的玻璃板的第一主要表面以提供边界刻痕线的步骤(III)，该边界刻痕线至少部分地包围玻璃板的中心目标区以限定在玻璃板的中心目标区和外周界区之间的分离线。外周界区至少部分地包围玻璃板的中心目标区，刚性模板包括大于中心目标区的占用面积的占用面积，并且模板包括几何学上类似于分离线的外周界。该方法还包括刻划由传送带支承的玻璃板的第一主要表面以提供限定在外周界区中并朝向边界刻痕线延伸的至少一条凹入刻痕线的步骤(IV)。该方法又包括将模板与中心目标区对准使得模板的外周界和分离线之间的超出尺寸从约1.5mm至约3mm的步骤(V)。该方法又包括通过沿位于外周界区内并包围中心目标区的施力路径行进的施力器来施加断裂力以将玻璃板的外周界区沿分离线从玻璃板的中心目标区断开的步骤(VI)。施力路径与分离线间隔开从约6mm至18mm的距离。

第三方面可单独提供或与提供具有大于或等于70的肖氏A硬度的传送带结合提供。

附图说明

在参照附图阅读了下面的详细描述之后，就可更好地理解本公开的这些和其它特征、方面以及优点，在附图中：

图1示出了位于传送带上的玻璃板的俯视图；

图2是沿图1的线2-2的剖视图；

图3是与图2所示的边界刻痕线和模板的周界边缘有关的施力器的放大图；

图4是刻划图2所示的刻痕线的刻划装置的放大图；以及

图5是示出根据本公开的示例方法实施的示例方法步骤的流程图。

具体实施方式

现将参照其中示出本公开的示例实施例的附图在下文中更全面地描述方法。在全部附图中尽可能地使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。然而，本公开可具体实施成许多不同形式，而不应理解成对这里所述的实施例进行限制。

需要提供减小厚度的玻璃块。这种玻璃块可例如用于提供与包含传统窗构型的车辆相比减少一加仑汽油所行驶的里程和车辆排放的轻质车窗。还需要提供制造技术以从没有可能由传统处理技术产生的缺陷的相对较厚玻璃板来加工玻璃块。本公开的具体特征可以允许玻璃块从玻璃板断开而没有在具有小于约1.6mm、诸如从约0.5mm至约1.6mm、诸如从约0.5mm至约1.1mm的厚度的薄玻璃板的处理过程中可能另外发生的复杂化。

参照图5，制造玻璃块的方法可包括提供玻璃板的步骤501。玻璃板可以各种方法提供，例如，玻璃板可从通过下拉法、上拉法、浮法、熔制、压轧、狭槽拉制或其它玻璃成型处理技术生产的玻璃带得到。在仅一个实例中，玻璃带可从成型楔熔融下拉以生产具有原始表面的玻璃。此外，玻璃带可拉制成具有小于约1.6mm厚、诸如从约0.5mm至约1.6mm、诸如从约0.5mm至约1.1mm厚的厚度。这样，玻璃板可通过各种分离技术(例如，机械和/或激光刻划或断裂技术)从具有适当大小的玻璃带提供。

转到图1-3，玻璃板101可以设有在玻璃板101的第一主要表面103和第二主要表面105之间小于约1.6mm厚、诸如从约0.5mm至约1.6mm、诸如从约0.5mm至约1.1mm厚的厚度“T”。玻璃板101可以是大致平坦的，但玻璃板101可以根据通过本公开的方法生产的玻璃块107的应用而包括弯曲形状。玻璃板101可根据具体应用由各种玻璃材料构成。在一个实例中，玻璃板101由玻璃材料构成，该玻璃材料在处理以形成最终玻璃块构型之后，可以被化学强化(例如，通过离子交换强化)以提供耐用且轻质的玻璃块。例如，玻璃板101可包括可被处理以得到从玻璃板101断开的玻璃块107的铝硅酸盐玻璃、碱铝硼硅酸盐玻璃或其它玻璃配方，如下面更全面描述的。一旦被处理成最终形状，玻璃块107可随后被化学强化以提供具有化学强化特性的最终玻璃块构型。

如图5所示，方法还包括刻划玻璃板101的第一主要表面103以提供图1和3所示的边界刻痕线109的步骤503。边界刻痕线109可以包括可以用于在分离程序期间集中应力的裂缝、凹槽或其它表面缺陷。边界刻痕线109可以是基本上连续的或可包括彼此对齐的一系列不连续点以共同限定边界刻痕线。如图3所示，边界刻痕线109可以包括边界刻痕深度D1。边界刻痕深度D1可以选择成相对较浅以减少玻璃板101的中心目标区106中的碎屑和其它缺陷。增加深度可具有允许容易用减小的力要求沿刻痕线断裂的益处。然而，刻划相对较深刻痕线可以导致过多豁口、裂缝或其它缺陷留在中心目标区的周界处。在某些实例中，该方法刻划第一主要表面103使得边界刻痕深度D1是玻璃板101的厚度“T”的从约10％至约20％。提供具有玻璃板101的厚度“T”的从约10％至约20％的边界刻痕深度D1的边界刻痕线109可以有助于使中心目标区的周界中的过多豁口、裂缝或其它缺陷降到最少，同时允许当玻璃块107从玻璃板101分离时分离裂缝沿边界刻痕线适当传播。

如图1所示，边界刻痕线109至少部分地包围玻璃板101的中心目标区106。例如，边界刻痕线109可包括完全包围可断裂成玻璃块107的中心目标区106的闭环边界刻痕线。边界刻痕线109限定玻璃板101的中心目标区106与外周界区113之间的分离线111。外周界区113至少部分地包围玻璃板101的中心目标区106。例如，如图1所示，外周界区113可以用构成中心目标区106和外周界区113之间的闭环分离线的分离线111来完全包围中心目标区106。

如图5所示，该方法还包括刻划以提供至少一条凹入刻痕线的步骤505。凹入刻痕线可以包括可以用于在分离程序期间集中应力的裂缝、凹槽或其它表面缺陷。凹入刻痕线可以是基本上连续的或可包括彼此对齐的一系列不连续点以共同限定凹入刻痕线。如箭头507所示，步骤505可以在上述的刻划以提供边界刻痕线109的步骤503之后实施。如箭头509所示，在另一些实例中，刻划以提供凹入刻痕线的步骤505可首先实施，并且接着，如箭头511所示，方法可随后前进至刻划以提供边界刻痕线的步骤503。在另一些实例中，边界刻痕线和凹入刻痕线可同时或者以其它顺序的时间安排来刻划。

关于步骤505，如图1所示，该方法可以包括刻划玻璃板101的第一主要表面103以提供限定在外周界区113中并向边界刻痕线109延伸的至少一条凹入刻痕线115的步骤。如图1所示，虽然单条凹入刻痕线是可能的，但可以提供绕中心目标区106径向间隔开并各自沿向中心目标区106的方向延伸的多条凹入刻痕线。例如，如图所示，多条凹入刻痕线115可以随意地与中心目标区106以轴辐式的方式布置，其中，中心目标区106构成轮轴，该轮轴具有作为远离中心目标区106径向延伸并绕中心目标区106径向间隔开的径向辐延伸的凹入刻痕线115。提供凹入刻痕线115可以有助于减小将中心目标区106沿分离线111从玻璃板101断开所需的力并且还可以允许断开具有相对复杂形状的玻璃块。此外，提供多条凹入刻痕线115可以提供外周界区113的各部分的可控断开以有助于提供中心目标区106从玻璃板101的可控断开，同时有助于将中心目标区106与可产生在中心目标区106的表面或边缘部分中的缺陷的应力集中及其它情况隔离开。

如图3的虚线所示，凹入刻痕线115可以包括凹入刻痕深度D2。在某些实例中，如图所示，凹入刻痕深度D2大于边界刻痕深度D1。例如，某些方法可以刻划玻璃板101的第一主要表面103使得凹入刻痕深度D2是玻璃板101的厚度“T”的从约20％至约50％。增加凹入刻痕深度D2的深度可以有利于用减小的力促进裂缝沿凹入刻痕线115传播。此外，在刻划过程期间由相对较深凹入刻痕线115引起的增加的豁口、裂缝或其它缺陷因包含这些缺陷的外周界区113将随后被断开并从玻璃块107的附近去除而不是所关注的问题。这样，相对较深凹入刻痕线115中产生的任何缺陷将由玻璃板的外周界区113带走并且不会污染中心目标区106。

边界刻痕线109和/或凹入刻痕线115的刻划可通过各种技术实施。在一个实例中，刻划的方法可通过具有刻划轮203的刻划装置201实施，刻划轮203可包括多晶金刚石，但在另一些实例中可使用其它切割材料。此外，刻划轮可以具有锋利顶锥角。如图4所示，刻划轮203的顶锥角“A”可以在从约110°至约125°的范围内，但在另一些实例中可设置其它顶锥角。在另一些实例中，刻划轮203可包括约3mm的直径，但另一些实例中也可使用其它大小的刻划轮。

刻划装置201可在计算机数字控制(CNC)或可实施所需型式刻划技术的其它自动化系统下通过马达驱动。此外，刻划装置201可以操作成产生边界刻痕线109和凹入刻痕线115，但可以在不同实例中提供不同的刻划装置。在一个实例中，由刻划轮201施加的向下力可以根据诸如顶锥角、刻划轮材料、玻璃特性、板厚及其它参数的各种参数来控制以获得所需深度。在某些实例中，当与用于产生边界刻痕线109的力相比时，当产生凹入刻痕线115时由刻划装置201施加的向下力可以更大以产生更大的凹入刻痕深度D2。例如，刻划装置201可以用于用在从约45N至约55N的范围内的向下力刻划以产生具有从约10％至约20％的玻璃板101的厚度“T”的边界刻痕深度D1的边界刻痕线109。刻划装置201还可以用于用在从约55N至约65N的范围内的向下力刻划以产生具有从约20％至约50％的玻璃板101的厚度“T”的凹入刻痕深度D2的凹入刻痕线115。

在某些实例中，直径3mm的刻划轮且在45N至55N的范围内的可控向下力以及从30m/min变化到150m/min的刻划速度可导致具有约100μm其破坏(中值裂缝)深度的、在整个路径上的均匀刻痕线，而边缘碎屑的大小可显著减小到小于30μm。

在一个实例中，在步骤505期间，该方法可以包括刻划第一主要表面103使得至少一条凹入刻痕线115向边界刻痕线109延伸到位于外周界区113内并与边界刻痕线109间隔开间隙118的端点117。例如，如果刻划边界刻痕线109的步骤503首先实施，则凹入刻痕线115可以从端点117开始刻划并且接着沿向玻璃板101的外边缘119的方向刻划。或者，凹入刻痕线115可以从外边缘119开始刻划并接着沿向边界刻痕线109的方向刻划并终止于端点117使得间隙118存在于边界刻痕线109和凹入刻痕线115之间。如果步骤505在步骤503之前实施，则边界刻痕线可以在步骤503期间以这样的方式提供：使得间隙118存在于对应端点117和边界刻痕线109之间。提供间隙118有助于防止对中心目标区106的损坏，该损坏否则可能会因为在凹入切口的端点处的缺陷越过分离线11并损坏中心目标区106的周界而发生。

如图5进一步所示，该方法还包括将玻璃板101放置在传送带121上的可选步骤513。传送带212可以有助于促进沿装配线的自动处理以快速生产多块玻璃块107。在另一些实例中，传送带121包含大于或等于70的肖氏A硬度。提供具有大于或等于70的肖氏A硬度的相对较硬传送带121可以有助于刻划程序，尤其是关于边界刻痕线109的刻划。实际上，提供具有大于或等于70的肖氏A硬度的传送带121可以有助于在刻划边界刻痕线109时防止玻璃板101局部弯曲，从而有助于使否则可能损坏中心目标区106的豁口、裂缝或其它缺陷降到最少。传送带121还可以包括相对较细纹理以进一步防止玻璃板101局部弯曲。例如，传送带121可设有相对较细纹理，例如，具有小于0.5mm特征高度以及小于0.5mm的特征间距。例如，传送带121的支承表面形貌通常是粗糙的并且因此基本不光滑。粗糙表面具有可以具有诸如粗糙表面中小于0.5mm高度和小于0.5mm的间距的尖峰的特征以有助于防止玻璃板101局部弯曲。在另一些实例中，传送带121的支承表面形貌可具有基本光滑表面，该基本光滑表面具有基本没有可察觉的表面特征或具有显著小于0.5mm的高度和间距的表面特征。

传送带还可设有设计成去除表面碎屑以免污染用于支承玻璃板101的传送带121的表面的清洁机构，诸如连续清洁机构。例如，如图2所示，传送带121可设有可用于潮湿或干燥环境中的旋转刷213。此外或替代地，传送带121可设有单个流体清洁喷嘴215或一排流体清洁喷嘴215。在一个实例中，提供了一排清洁喷嘴215，气体或水射流通过该清洁喷嘴215用于清洁传送带121的表面。清洁剂可以是干燥空气或任何无害液体或实现带清洁的目的的任何组合。旋转刷213和/或流体清洁喷嘴215可将玻璃碎屑、玻璃碎片或其它硬颗粒或碎屑从传送带121的附近去除以准备传送带来支承待处理的另一玻璃板101。清洁传送带121可特别有利于具有大于或等于70的肖氏A硬度的用于支承相对较薄的玻璃板的相对较硬传送带，因为任何碎屑可通过不顺从的相对较硬传送带压紧玻璃板101，这可导致对由传送带121的表面支承的第二主要表面105的损坏(例如，碎屑、裂缝、刮痕等)。

具有大于或等于70的肖氏A硬度的相对较硬传送带与具有锋利顶锥角(例如，从约110°至约125°的顶锥角A)的多晶金刚石或类似材料的刻划轮203的使用结合的组合可以特别组合地用于辅助提供具有所需边界刻痕深度D1(例如，从约10％至约20％的玻璃板101的厚度“T”的边界刻痕深度D1)的清洁边界刻痕线109，对中心目标区106的周界部分有最少或基本没有碎屑、裂缝和/或其它缺陷污染。

参照图5，该方法还包括将玻璃板101的外周界区113沿分离线111从玻璃板101的中心目标区106断开的步骤515。在一个实例中，力可施加在外周界区113中，其中裂缝可沿凹入刻痕线115传播通过间隙118至边界刻痕线109并接着沿分离线111传播以将外边界区113从中心目标区106断开来提供玻璃块107。在包括图1所示的多条凹入刻痕线115的实例中，凹入刻痕线115可有助于将外周界区113分成段使得外周界区113的不同段可以容易地从中心目标区106断开。

在一个实例中，断开的步骤515可以包括沿位于外周界区113内并包围中心目标区106的施力路径123施加断裂力。如图所示，在一个实例中，施力路径123具有几何学上类似于分离线111的形状的形状。在一个实例中，施力路径123与分离线间隔开从约6mm至18mm的距离301。这样，施加的力和/或弯矩可绕中心目标区106的周界保持基本一致。在一个实例中，按压构件可包括具有匹配施力路径123的形状的柱塞构件。例如，柱塞可包括周界环，该周界环可被迫同时按压施力路径123的各部分以基本上同时断开外周界区113的所有部分。

在另一些实例中，断开的步骤515可以通过用沿施力路径123行进的施力器211施加断裂力来实施。参照图3，在一个实例中，施力器211可以包括滚压断裂头303，滚压断裂头303由例如用橡胶覆盖的钢或聚酰胺制成并具有从约10mm至约25mm，诸如约10mm至约15mm的直径。施力器211可通过诸如小于30N(即，30牛顿)的可控接近力操作以避免否则可能使玻璃板破碎的局部撞击。在这种实例中，计算机系统可在各种可控向下力下使施力器211沿三个方向在任何所需路径上移动，使得外周界区113的位于相应凹入刻痕线115之间的各段可以以可控的方式连续断开以避免在相对猛烈断裂情况下过多的力积聚，该相对猛烈断裂情况当试图基本上同时断开整个外周界区113时可能会发生。

断开的步骤还可包括用基本刚性模板205支承传送带121的步骤。模板205可由具有其体积模量例如是约4GPa或以上的诸如塑料或金属的多种坚硬材料制成。在一个实例中，模板205可具有由模板205的外边缘限定的外周界209，外周界209限定具有比中心目标区106的占用面积大的占用面积的形状。例如，由于通过在图1的传送带121下面的虚线所示的外周界209显而易见，外周界209几何学上类似于分离线111并且限定大于中心目标区106的占用面积的占用面积。如图3所示，模板205可以与中心目标区106对准使得模板205的外周界209和分离线111之间的超出尺寸305从约1.5mm至约3mm。超出尺寸305可以促进绕外周界209的枢转点以促进断裂。虽然未示出，但模板205的中心部分可以包括真空口的模式，该真空口可与传送带121中的类似真空口对齐以促进中心目标区106可松开保持抵靠传送带。这样，在本公开的刻划和/或断裂步骤期间，中心目标区106可以通过真空保持抵靠传送带121。相对较小真空口可以设置成在刻划玻璃板的过程期间允许玻璃板稳定并抑制弯曲。

如图3进一步所示，模板可类似包含从约1.5mm至约3mm的厚度307。这种模板厚度可以允许外周界区113适当弯曲以实施外周界区113从中心目标区106的断开。

如图3所示，具体尺寸构型设置可以提供有利断裂环境以有效地将外周界区113从中心目标区106断开，其中，玻璃板具有小于1.6mm、诸如从约0.5mm至约1.6mm、诸如从约0.5mm至约1.1mm的厚度。在这种实例中，该方法可以包括提供具有在玻璃板101的第一主要表面103和第二主要表面105之间从约0.5mm至约1.6mm的厚度的玻璃板101的步骤501。接着，该方法可以包括将玻璃板101放置在传送带上的步骤513。传送带121可以由例如包括从约1.5mm至约3mm的厚度307的基本刚性模板205支承。在刻划步骤503和/或505期间，传动带121可以由模板205支承，但这些刻划步骤可在传送带121由基本刚性传送支承构件207支承时实施。

不管是否由模板205或支承构件207支承，接着，该方法可以包括刻划由传送带121，诸如包括大于或等于70的肖氏A硬度和/或包括或设有上述特征的传送带121支承的第一主要表面103的步骤503。刻划由传送带121支承的第一主要表面103的步骤503可以提供至少部分地、诸如完全地包围玻璃板101的中心目标区106的边界刻痕线109以限定在玻璃板101的中心目标区106和外周界区103之间的分离线111。外周界区113至少部分地、诸如完全地包围玻璃板101的中心目标区106。

不管是否由模板205或支承构件207支承，该方法还包括刻划由传送带121支承的玻璃板101的第一主要表面103以提供限定在外周界区113中并向边界刻痕线109延伸的至少一条凹入刻痕线115的步骤505。

刚性模板205可以包括大于中心目标区106的占用面积的占用面积，并且其中模板包括几何学上类似于分离线111的外周界。该方法还包括将模板205与中心目标区106对准使得模板205的外周界209和分离线111之间的超出尺寸305从约1.5mm至约3mm的步骤。

接着，该方法可以包括通过沿位于外周界区113内并包围中心目标区106的施力路径123行进的施力器211施加断裂力以将玻璃板101的外周界区113沿分离线111从玻璃板101的中心目标区106断开的步骤515。在这种实例中，施力路径可以与分离线111间隔开从约6mm至18mm的断裂偏移量301并且施加例如从约40N至约70N的可控断裂力。在某些实施例中，模板205的厚度307、模板的超出尺寸305以及断裂偏移量301可以设计成使得在施力器211的向下力作用下产生的弯曲应力沿周界刻痕线109大于或等于70MPa。

一旦玻璃块107从玻璃板101断开，玻璃板可被进一步处理，如图5所示的步骤517所示。例如，玻璃块可以在某些实例中成形成提供在玻璃板的第一和第二主要表面上的所需玻璃表面形貌。或者，玻璃块的任何形状可以是在执行本公开的刻划/断裂程序之前玻璃板的先前成形的结果。在另一些实例中，玻璃块的边缘可被研磨以去除玻璃缺陷和/或以微调玻璃块的形状。边缘还可被抛光或以其它方式处理以有助于进一步去除小缺陷，以从而强化玻璃块107的边缘。

玻璃块107可以通过化学强化进一步处理，如图5所示的步骤519所示。在一个实例中，玻璃块可以化学强化成构成来自科宁公司的 玻璃的玻璃块。这种化学强化玻璃例如可以根据美国专利申请第7,666,511、4,483,700和5,674,790号实施。化学强化可以通过离子交换法实施。例如，在从通过熔化拉制制成的玻璃板(例如，铝硅酸盐玻璃、碱铝硼硅酸盐玻璃)生产上述玻璃块并将玻璃块从玻璃板断开之后，玻璃块可通过将玻璃块浸入熔融盐槽中一段预定时间来化学强化。在玻璃块的表面处或附近的玻璃块内的离子与例如来自盐槽较大金属离子交换。在一个实施例中，熔融盐槽的温度是约430℃并且预定时长是约8小时。在另一实施例中，熔融盐槽的温度是约450℃并且预定时长是约4.5小时。

将较大离子掺入玻璃通过产生在近表面区中的压应力来强化玻璃块。对应拉应力在玻璃块的中心区内产生以平衡压应力。

玻璃的化学强化法可用于强化窗格107。一旦被强化，玻璃块就可以具有在离表面的相对较深深度处(例如，约40微米；乃至能够大于100微米)的相对较高的压应力(例如，从约700MPa至约730MPa；乃至能够大于800MPa)。这种玻璃可以具有高保持强度和高抗刮损坏、高耐冲击性、高挠曲强度以及原始表面。一种示例玻璃成分可以包括SiO₂、B₂O₃和Na₂O，其中(SiO₂+B₂O₃)≥66mol.％并且Na₂O≥9mol.％。

在另一些实例中，化学强化玻璃块107可以包括酸蚀刻玻璃板以进一步强化玻璃块。在某些实例中，酸蚀刻步骤可以从化学强化玻璃块的表面去除从约1.5至约1.7微米。酸蚀刻解决了玻璃强度对表面瑕疵的大小和尖端形状极其敏感的事实。通过去除上述表面层，酸蚀刻可以清除大部分小于1微米的表面瑕疵。虽然，酸蚀刻程序往往会使瑕疵尖端变圆，这将另外显著地减小应力集中因子。玻璃表面的改善(例如，去除小的表面瑕疵以及使较大瑕疵的尖端变圆)可以显著地提高玻璃强度，诸如耐冲击性。此外，仅去除相对较小深度的玻璃，这不会导致在诸如在某些实例中离表面40微米，乃至大于100微米的进入玻璃板大得多的深度下的、具有相对较高压应力的化学强化玻璃块的压应力显著下降。

在一个实例中，酸蚀刻步骤可以用1.5M HF/0.9M H₂SO₄的化学溶液在水平喷射蚀刻系统上执行。其它过程参数可以包括90°F(32.2℃)的过程温度、40秒的过程时间、20psi的喷射压力、每分钟15个循环的喷射振荡以及使用0.48加仑/分钟的锥形喷嘴。在酸蚀刻之后，处理过的玻璃块可以通过使用水、具有20psi喷射压力以及通过0.3加仑/分钟的涡轮风扇模式喷嘴的冲洗步骤清洁。接着，酸蚀刻化学强化玻璃块可以在提供空气给气流干燥系统的5马力气涡轮机下干燥。

本公开的方法可以提供例如小于约1.6mm厚、诸如从约0.5mm至约1.6mm、诸如从约0.5mm至约1.1mm厚的薄玻璃的稳定刻划而没有引入沿玻璃块的边缘的过多碎屑。此外，本公开的方法可以使得能够沿弯曲刻痕线完全自动断裂，具有卓越的边缘质量和过程产量。此外，本公开的方法可以通过引入传送带的清洁步骤提高过程稳定性，该清洁步骤可证明对用具有大于或等于70的肖氏A硬度的传送带处理来说特别有用。此外，本公开的方法可用于具有生产车辆玻璃的处理设备的高速处理技术。此外，本公开的方法可以提供形成包括诸如玻璃的化学强化玻璃的玻璃块的薄玻璃的刻划和断裂。

本公开的方法可以提供减小厚度并具有各种边缘形状的玻璃块并且可以是适合具体应用的大致平坦的或弯曲的或其它形状。在一个实例中，大致弯曲的玻璃块可设有各种周界边缘。这样，本公开的方法特别适合薄玻璃板的完全自动化刻划和断裂成可提供诸如用作车窗的各种应用的复杂弯曲形状的玻璃块。当与现有窗构型相比时，窗的减小厚度提供具有相对较小重量的玻璃。这样，本公开的玻璃块可以促进车辆的总重降低以及车辆的一加仑汽油所行驶的里程和CO₂排放相应减少。本公开的方法的技术允许将薄玻璃板加工成薄玻璃块，其中，对玻璃块的边缘和主要表面的损坏减小，该损坏可另外导致强度降低，诸如玻璃块的边缘强度降低。此外，增强质量的玻璃块可以通过修整边缘进一步处理并且还可以包括化学强化技术，例如以提供如玻璃的玻璃块。此外，可执行诸如酸蚀刻的技术以进一步强化玻璃块。这样，可以提供不仅较低重量而且可以包括较高强度玻璃块的玻璃块，较高强度玻璃块可以促进具有可抵抗由车窗经常碰到的碎屑或其它环境因素引起的损坏的强结构构型的轻质车窗形成。此外，玻璃块可以由高质量显示玻璃形成以允许增强车辆的驾驶员和乘员透过车窗的观察。

对本领域技术人员显而易见的是，可对本公开做出各种修改和变化而不偏离本发明的精神和范围。因此本发明旨在覆盖本公开的修改和变化，只要这些修改和变化在所附权利要求及其等价物的范围内。

Claims (15)

1.一种制造玻璃块的方法，所述方法包括以下步骤：

(I)提供具有在玻璃板的第一主要表面和第二主要表面之间小于1.6mm的厚度的玻璃板；

(II)刻划所述玻璃板的所述第一主要表面以提供具有范围从所述玻璃板的厚度的10％至20％的边界刻痕深度的边界刻痕线，其中，所述边界刻痕线至少部分地包围所述玻璃板的中心目标区以限定在所述玻璃板的所述中心目标区与外周界区之间的分离线，以及其中，所述外周界区至少部分地包围所述玻璃板的所述中心目标区；

(III)刻划所述玻璃板的所述第一主要表面以提供具有范围从所述玻璃板的厚度的20％至50％的凹入刻痕深度的至少一条凹入刻痕线，其中，所述凹入刻痕线限定在所述外周界区内并向边界刻痕线延伸，以及其中，所述凹入刻痕深度大于所述边界刻痕深度；以及

(IV)将所述玻璃板的所述外周界区沿所述分离线从所述玻璃板的所述中心目标区断开。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(III)提供至少一条凹入刻痕线作为绕所述中心目标区径向间隔开并且各自沿朝向所述中心目标区的方向延伸的多条凹入刻痕线。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(IV)包括沿位于所述外周界区内并包围所述中心目标区的施力路径施加断裂力。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(IV)包括通过沿所述施力路径行进的施力器施加所述断裂力。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(IV)提供与所述分离线间隔开从6mm至18mm的距离的所述施力路径。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(III)刻划所述第一主要表面使得所述至少一条凹入刻痕线向所述边界刻痕线延伸到位于所述外周界区内并与所述边界刻痕线间隔开间隙的端点。

7.一种制造玻璃块的方法，所述方法包括以下步骤：

(I)提供具有在玻璃板的第一主要表面和第二主要表面之间小于1.6mm的厚度的玻璃板；

(II)将所述玻璃板放置在包含大于或等于70的肖氏A硬度的传送带上；

(III)刻划由所述传送带支承的所述玻璃板的所述第一主要表面以提供边界刻痕线，所述边界刻痕线至少部分地包围所述玻璃板的中心目标区以限定在所述玻璃板的所述中心目标区和外周界区之间的分离线，并且其中，所述周界区至少部分地包围所述玻璃板的所述中心目标区；

(IV)刻划由所述传送带支承的所述玻璃板的所述第一主要表面以提供限定在所述外周界区中并朝向所述边界刻痕线延伸的至少一条凹入刻痕线；以及

(V)将所述玻璃板的所述外周界区沿所述分离线从所述玻璃板的所述中心目标区断开，

其中所述边界刻痕线具有范围从所述玻璃板的厚度的10％至20％的边界刻痕深度，所述至少一条凹入刻痕线具有范围从所述玻璃板的厚度的20％至50％的凹入刻痕深度，且所述凹入刻痕深度大于所述边界刻痕深度。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括用具有比所述中心目标区的占用面积大的占用面积的刚性模板来支承传送带的步骤，并且其中，所述模板包括几何学上类似于所述分离线的外周界。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述模板具有从1.5mm至3mm的厚度。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述模板与所述中心目标区对准使得所述模板的所述外周界和所述分离线之间的超出尺寸从1.5mm至3mm。

11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(V)包括通过沿位于所述外周界区内并包围所述中心目标区的施力路径行进的施力器来施加断裂力。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤(V)提供与所述分离线间隔开从6mm至18mm的距离的所述施力路径。

13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(III)刻划所述第一主要表面使得所述至少一条凹入刻痕线朝向所述边界刻痕线延伸到位于所述外周界区内并与所述边界刻痕线间隔开间隙的端点。

14.一种制造玻璃块的方法，所述方法包括步骤：

(I)提供具有在玻璃板的第一主要表面和第二主要表面之间小于1.6mm的厚度的玻璃板；

(II)将所述玻璃板放置在用包括从1.5mm至3mm的厚度的刚性模板来支承的传送带上；

(III)刻划由所述传送带支承的所述玻璃板的所述第一主要表面以提供边界刻痕线，所述边界刻痕线至少部分地包围所述玻璃板的中心目标区以限定在所述玻璃板的所述中心目标区和外周界区之间的分离线，其中，所述周界区至少部分地包围所述玻璃板的所述中心目标区，以及其中，所述刚性模板包括大于所述中心目标区的占用面积的占用面积，并且其中，所述模板包括几何学上类似于所述分离线的外周界；

(IV)刻划由所述传送带支承的所述玻璃板的所述第一主要表面以提供限定在所述外周界区中并向所述边界刻痕线延伸的至少一条凹入刻痕线；

(V)将所述模板与所述中心目标区对准使得所述模板的所述外周界与所述分离线之间的超出尺寸从1.5mm至3mm；以及

(VI)通过沿位于所述外周界区内并包围所述中心目标区的施力路径行进的施力器来施加断裂力以将所述玻璃板的所述外周界区沿所述分离线从所述玻璃板的所述中心目标区断开，其中，所述施力路径与所述分离线间隔开从6mm至18mm的距离，

其中所述边界刻痕线具有范围从所述玻璃板的厚度的10％至20％的边界刻痕深度，所述至少一条凹入刻痕线具有范围从所述玻璃板的厚度的20％至50％的凹入刻痕深度，且所述凹入刻痕深度大于所述边界刻痕深度。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述传送带包含大于或等于70的肖氏A硬度。