CN107001098B - 用于减小板状玻璃的板宽度衰减的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本文公开了用于拉制板状玻璃的设备和方法。更具体而言，一组或多组边缘辊可配置成具有偏离与玻璃的带材的流动方向正交的线的旋转轴，并且放置成与拉制的粘性区域中的玻璃接触。通过控制一组或多组边缘辊的定向和位置，可消除板宽度的衰减，可减小沿着玻璃板边缘形成的凸缘的厚度，并且可消除与板宽度变化有关的不稳定性。

Description

用于减小板状玻璃的板宽度衰减的方法和设备

本申请要求于2014年10月3日提交的美国临时申请62/059528的优先权，其全部内容通过引用纳入本文。

技术领域

本公开涉及用于形成玻璃板的方法和系统，更具体而言，涉及用于通过使用边缘辊拉制板状玻璃以形成玻璃板的方法和系统，可对所述边缘辊进行定向，以使旋转轴与水平面形成一个角度。

背景

玻璃显示器面板用于各种应用中——从手持式移动装置到平板电脑到计算机显示器到电视显示器。这些应用要求玻璃板具有完好且无瑕疵的表面。

一种生产用于光学显示器的玻璃的方法是利用溢流下拉工艺(也被称为熔融下拉工艺)。相比于在文献中被称为浮法技术和狭缝技术的其它工艺，该工艺能够生产完好的表面品质。美国专利第3338696号和第3682609号(Dockerty)公开了一种熔融下拉工艺，其包括使熔融玻璃流过通常被称为等压槽的成形楔的边缘或堰，上述文献通过引用全文纳入本文。还参见美国专利申请第2005/0268657号和第2005/0268658号，上述文献通过引用全文纳入本文。熔融玻璃流过等压槽的会聚的成形表面，分离的流体在两个会聚的成形表面相会的顶点或根部处重新汇合以形成玻璃带或板。因此，与成形表面接触的玻璃位于玻璃板的内侧部分，而玻璃板的外表面则不与其接触。

随着板材在重力和牵引设备的作用下的成形，其厚度减小。具体而言，牵拉辊被放置于等压槽根部的下游，以调节带材离开等压槽的速率，从而帮助确定成品板材的厚度。牵引设备被放置于足够远的下游处，从而粘性玻璃已经冷却并变得足够坚硬以接受牵拉。随后将接触的边缘部分从成品玻璃板上除去。随着玻璃带从等压槽的根部向下移动，其冷却而形成固体的弹性玻璃带，该玻璃带随后被切割以形成更小的玻璃板。

然而，利用熔融下拉工艺生成的玻璃板的宽度比根部处的粘性玻璃带更窄。宽度的损失是由于玻璃带在拉制工艺的粘性区域内的横向收缩所致，这也被称为板宽度衰减。带在拉制工艺的粘性阶段内的横向收缩还与被称为板宽度变化的不稳定性有关，所述板宽度变化可通过粘性玻璃带内的不稳定的速度等值线来表征。

板宽度在下拉工艺的粘性区域内的损失还表现为在板材的边缘具有累积厚度或凸缘(bead)。由于板材的凸缘和中心在厚度和温度上具有差异，这些边缘凸缘的形成会导致众多问题。例如，边缘凸缘的形成可导致会在拉制工艺过程中产生不稳定带形状的暂时应力以及/或者在玻璃冷却后在板材的某些区域内导致永久应力。边缘凸缘还可能妨碍作业者将玻璃带弯曲成所需的曲率半径，而制备玻璃以用于某些应用时这种曲率半径是必需的。因此，这些问题在工业上亟待解决。

发明概述

在各种实施方式中，本公开涉及用于例如从熔融下拉工艺中的等压槽的根部对板状玻璃进行拉制的设备或系统。实施方式还可被用于其它玻璃成形工艺中，例如狭缝拉制工艺、双熔融工艺、浮法工艺，且参照熔融下拉系统所进行的对于一些实施方式的描述不应限制所附权利要求的范围。

一些实施方式涉及用于对板状玻璃进行拉制的设备，所述设备包含第一对边缘辊和第二对边缘辊，所述第一对边缘辊配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第一边缘接触，而所述第二对边缘辊配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第二边缘接触。第一对边缘辊和第二对边缘辊可沿着与玻璃的带材的移动方向正交的第一线相互对齐。且对第一对边缘辊和第二对边缘辊中的至少一对进行定向，以提供与第一线呈约3度～约55度角之间的旋转轴，或者配置成形成非零角度。

用于对板状玻璃进行拉制的设备的另一种实施方式包含第三对边缘辊和第四对边缘辊，所述第三对边缘辊配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第一边缘接触，而所述第四对边缘辊配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第二边缘接触。第三对边缘辊和第四对边缘辊可沿着与玻璃的带材的移动方向正交的第二线相互对齐。且可对第三对边缘辊和第四对边缘辊中的至少一对进行定向，以提供与第二线呈约3度～约55度角的旋转轴。

在一些实施方式中，设备包含成形楔，所述成形楔具有一对在其底部会聚以形成根部的成形表面部分。系统还可包含至少一组边缘辊。边缘辊组包含一对配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第一边缘接触的边缘辊(即第一对边缘辊)和一对配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第二边缘接触的边缘辊(即第二对边缘辊)。这两对边缘辊在拉制工艺中的粘性区域中的第一位置处相互对齐。对这两对边缘辊中的至少一对进行定向，优选对这两对边缘辊都进行定向，以使各边缘辊的旋转轴在约3度～约55度之间。

用于对板状玻璃进行拉制的设备的另一种实施方式包含至少一组附加的边缘辊，其位于拉制工艺中的粘性区域中的第二垂直位置处。附加的边缘辊组包含一对配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第一边缘接触的边缘辊(即第三对边缘辊)和一对配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第二边缘接触的边缘辊(即第四对边缘辊)。边缘辊组在拉制工艺中的粘性区域中的第二位置处相互对齐，且第二垂直位置不同于第一组边缘辊的垂直位置。对这两对边缘辊中的至少一对进行定向，优选对这两对边缘辊都进行定向，以使各边缘辊的旋转轴在约3度～约55度之间。

在各种实施方式中，本公开还涉及用于减小拉制的板状玻璃的板宽度衰减和/或板宽度变化的方法。

一些实施方式涉及用于通过使玻璃的粘性带通过第一对边缘辊和第二对边缘辊以减小拉制的板状玻璃的板宽度衰减的方法，所述第一对边缘辊配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第一边缘接触，而所述第二对边缘辊配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第二边缘接触。第一对边缘辊和第二对边缘辊可沿着与玻璃的带材的移动方向正交的第一线相互对齐。且可对第一对边缘辊和第二对边缘辊中的至少一对进行定向，以提供与第一线呈约3度～约55度角的旋转轴。

用于减小拉制的板状玻璃的板宽度衰减的方法的另一种实施方式包括使玻璃的粘性带通过第三对边缘辊和第四对边缘辊，所述第三对边缘辊配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第一边缘接触，而所述第四对边缘辊配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第二边缘接触。第三对边缘辊和第四对边缘辊可沿着与玻璃的带材的移动方向正交的第二线相互对齐。且可对第三对边缘辊和第四对边缘辊进行定向，以提供与第二线呈约3度～约55度角的旋转轴。

在一些实施方式中，该方法包括使熔融拉制的玻璃的粘性带通过一对配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第一边缘接触的边缘辊(即第一对边缘辊)和一对配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第二边缘接触的边缘辊(即第二对边缘辊)。这两对边缘辊在拉制工艺中的粘性区域中的第一位置处相互对齐。对这两对边缘辊中的至少一对进行定向，优选对这两对边缘辊都进行定向，以使各边缘辊的旋转轴在约3度～约55度之间。

用于减小熔融拉制的玻璃板的板宽度衰减和/或板宽度变化的另一种实施方式包括使玻璃的粘性带通过至少一个附加的边缘辊组，其位于拉制工艺中的粘性区域中的第二垂直位置处。附加的边缘辊组包含一对配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第一边缘接触的边缘辊(即第三对边缘辊)和一对配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第二边缘接触的边缘辊(即第四对边缘辊)。这两对边缘辊在拉制工艺中的粘性区域中的第二位置处相互y轴对齐，且第二位置不同于第一组边缘辊的位置。对这两对边缘辊中的至少一对进行定向，优选对这两对边缘辊都进行定向，以使各边缘辊的旋转轴在约3度～约55度之间。

通过使用本文所述的系统和方法的实施方式，意外地发现可生产宽度与离开根部的粘性玻璃带的宽度相近或者相等的玻璃板。在一些熔融拉制的实施方式中，玻璃板甚至可具有比离开根部的粘性玻璃带更大的宽度。

通过使用本文所述的系统和方法的实施方式，还可生产凸缘厚度与中心厚度之比有所降低的玻璃板。通过限制板材的凸缘和中心在厚度和温度上的差异，可生产具有改善的稳定性和性能特征的玻璃板。

还意外地发现，通过使用本文所述的系统和方法，可通过在拉制的玻璃带的边缘处产生基本上平行的速度等值线，减轻板宽度变化。

在以下的详细描述中给出了本发明的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。

应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都仅仅是示例性，用来提供理解权利要求的性质和特性的总体评述或框架。所附附图提供了对本发明的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了本发明的一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。

附图的简要说明

图1是一种熔融下拉设备的局部剖面透视图。

图2是用于对板状玻璃进行拉制的包含一组边缘辊的系统的一种实施方式的侧面正视图。

图3是用于对板状玻璃进行拉制的包含第一组边缘辊和第二组边缘辊的系统的一种实施方式的侧面正视图。

图4和5是一些实施方式的实验数据的图示。

图6～8是另一些实施方式的垂直速度的等值线图。

发明详述

下面将详细说明本文的实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。只要可能，在附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的组件。

如本文所用，下拉玻璃板制造工艺是指在向下拉动粘性玻璃的同时形成玻璃板的任何形式的玻璃板制造工艺。在熔融下拉成形工艺中，熔融玻璃流入槽中，然后溢流并沿着等压槽的两侧向下流动，在被称为根部的位置处熔合在一起，然后被向下拉制直至冷却。可借助图1来描述一种示例性的溢流玻璃板制造工艺，其中，溢流槽部件或成形楔10包含纵向侧由壁部分30限定的向上开口的通道20，所述通道20在其上端终止于相对的纵向延伸的溢流唇边或堰40中。然而，应当注意的是，尽管会参照本文所述的下拉熔融玻璃板制造工艺，但所附的权利要求不应受此所限，因为示例性的实施方式可被用于浮法玻璃工艺、狭缝拉制工艺以及其它玻璃板制造工艺中。堰40与相对的外侧板相连，形成成形楔10的表面。如图所示，成形楔10可具有一对与堰40相连的基本上垂直的成形表面部分50，以及一对在基本上水平的下顶点或根部70终止以形成笔直的玻璃拉制线的倾斜的会聚的表面部分60。

可通过递送通路90将熔融玻璃80供给入通道20内。通道20的进料可以是单端的，或者，如果需要，可以是双端的。可在溢流堰40的上方以邻接通道20的各端的方式提供一对限流坝100，以将溢流堰40上方的熔融玻璃80的自由表面110的溢流引导成分离的物流，并且使其沿着相反的成形表面部分50、60向下流动至根部70，在根部70处，以虚线表示的分离的物流会聚以形成具有完好表面的玻璃120的板材。

在熔融拉制工艺中，牵拉辊130可被置于成形楔10的根部70的下游，并且可被用于调整形成的玻璃的带材离开会聚的成形表面的速率，从而帮助确定成品板材的标称厚度。合适的牵拉辊在例如美国专利第6896646号中有所描述，该文献通过引用全文纳入本文。

牵拉辊可设计成与玻璃带在玻璃带的外侧边缘处接触，具体而言，在与出现在带材边缘处的增厚的凸缘紧邻的内侧区域中接触。与牵拉辊接触的玻璃边缘部分140可在被从板材上分离之后从基材上废弃。

在图1所示的拉制设备中，随着玻璃板(玻璃带)沿着设备的拉制部分向下移动，板材不仅在物理尺寸上还会在分子层面上经历复杂的结构变化。从例如位于成形楔的根部处的柔软但浓稠的液体形态转变为具有所需厚度的坚硬的玻璃板可通过小心地选择温度场来实现，所述温度场能够微妙地平衡机械和化学要求以完成从液态或粘性态向固态或弹性态的转变。

上述熔融成形工艺的一个优势在于玻璃板能够在玻璃表面不与任何耐火成形表面接触的条件下形成。这能够提供平滑、无污染物的表面。另外，这项技术能够形成具有高容差的平坦薄板。然而，其它板材成形技术也可从本公开受益，包括但不限于狭缝拉制技术和再拉制成形技术。在狭缝拉制技术中，熔融玻璃流入底部具有加工过的狭缝的槽中。玻璃的板材可经由狭缝向下拉出。除了其它因素以外，玻璃的品质还可取决于加工过的狭缝的精度。再拉制工艺通常包括使玻璃组合物重新形成块体，然后将玻璃进行再次加热和拉制成更薄的板材产品。

本文所述的系统和方法的一些实施方式能够通过以下方式对图1所述的拉制设备进行改进：在玻璃带可处于拉制工艺中的粘性区域中的同时，提供一组或多组可被配置成与玻璃带的边缘接触的边缘辊210。当然，本文所述的实施方式可被用于其它玻璃成形工艺中，例如狭缝拉制工艺、双熔融工艺、浮法工艺，且参照图示的拉制工艺所进行的对于一些实施方式的描述不应限制所附权利要求的范围。如图2所示，可对一组或多组边缘辊中的至少一组进行定向，以提供与熔融拉制工艺中的水平面呈角度α的旋转轴，或者与正交于玻璃板移动方向的线呈角度α且与由玻璃板形成的平面平行的旋转轴。

如本文所用，各组边缘辊210包含一对配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第一外侧边缘接触的边缘辊220或第一对边缘辊。第一对边缘辊220包含用于与玻璃带的正面接触的边缘辊和用于与玻璃带的背面接触的边缘辊。

各组边缘辊210还可包含一对配置成沿着正面和背面与玻璃的粘性带的第二或相反外侧边缘接触的边缘辊230或第二对边缘辊。第二对边缘辊230包含用于与玻璃带的正面接触的边缘辊和用于与玻璃带的背面接触的边缘辊。

在一些实施方式中，可对第一对边缘辊220或第二对边缘辊230中的任一对进行定向，以提供与熔融拉制工艺中的水平面呈角度α的旋转轴，或者与正交于玻璃板移动方向的线呈角度α且与由玻璃板形成的平面平行的旋转轴。在另一些实施方式中，可对第一对边缘辊220和第二对边缘辊230都进行定向，以提供与熔融拉制工艺中的水平面呈一个角度的旋转轴，或者与正交于玻璃板移动方向的线呈一个角度且与由玻璃板形成的平面平行的旋转轴。在另一些实施方式中，不对第一或第二对边缘辊220、230进行定向，以提供呈这种角度的旋转轴。在另一些实施方式中，可对第一对边缘辊220和第二对边缘辊230都进行定向，以使由各对边缘辊形成的角度α基本上相同。

在一些实施方式中，角度α可在约0度～约55度之间，在约0度～约45度之间，在约0度～约40度之间，在约0度～约35度之间，在约0度～约30度之间，在约0度～约25度之间，在约0度～约15度之间，以及在上述范围的所有子范围之间。或者，在一些实施方式中，角度α可在约3～7度与约55度之间，在约3～7度与约45度之间，在约3～7度与约40度之间，在约3～7度与约35度之间，在约3～7度与约30度之间，在约3～7度与约25度之间，在约5～7度与约15度之间，以及在上述范围的所有子范围之间。

第一对边缘辊220和第二对边缘辊230可在熔融拉制工艺中的根部下方的第一位置240处垂直对齐，或者沿着玻璃板材的移动方向相互对齐。位置240可基于在示例性的熔融拉制实施方式中的第一对边缘辊220的内端中心与第二对边缘辊230的内端中心之间水平延伸的线，或者可基于与玻璃板材的移动方向正交延伸且与由玻璃板材形成的平面平行的线。位置240可位于玻璃带呈粘性态的区域内。

在一些实施方式中，垂直位置240可位于靠近根部70的位置处。如本文所用，根部70是指熔融拉制实施方式中分离的玻璃物流会聚以形成表面完好的玻璃板材120的位置。因此，在包含诸如美国第3537834号中所述的那类在倾斜的会聚表面部分60的底部下方延伸的边缘引导凸起件(edge director projection)的实施方式中，根部70可被认为是边缘引导凸起件的尖端，分离的玻璃物流在该处会聚，上述文献通过引用全文纳入本文。

在一些实施方式中，例如，垂直或水平位置240可位于根部70下方约3cm～约30cm处。或者，垂直或水平位置240可位于根部70下方约3cm～约25cm处，位于根部下方约3cm～约20cm处，位于根部下方约3cm～约18cm处，位于根部下方约3cm～约16cm处，位于根部下方约3cm～约14cm处，位于根部下方约3cm～约12cm处，位于根部下方约3cm～约10cm处，以及上述范围的所有子范围。

将一组边缘辊210放置于根部70附近可特别有利于防止板宽度变化或者使其最小化，因为认为位于根部70下方且紧邻根部70的带材边缘的横向收缩是导致板宽度变化的主要因素。因此，通过将一组边缘辊210放置于根部70附近，可使板宽度变化最小化或者甚至防止板宽度变化的发生。所以，在一些实施方式中，垂直或水平位置240位于根部70下方且距离根部70小于25cm，位于根部70下方且距离根部70小于20cm，位于根部70下方且距离根部70小于18cm，位于根部70下方且距离根部70小于16cm，位于根部70下方且距离根部70小于14cm，位于根部70下方且距离根部70小于14cm，位于根部70下方且距离根部70小于12cm，位于根部70下方且距离根部70小于10cm，以及上述范围的所有子范围。

在一些实施方式中，可提供超过一组边缘辊210。例如，如图3所示，可提供第一组边缘辊210a和第二组边缘辊210b。尽管未示出，可考虑在本文所述的系统和方法的实施方式中提供任意数量的附加组的边缘辊。例如，实施方式可包含三组边缘辊、四组边缘辊等。

与第一组边缘辊210a相同，第二组边缘辊210b包含一对配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第一外侧边缘接触的边缘辊250或第三对边缘辊。第三对边缘辊250包含用于与玻璃带的正面接触的边缘辊和用于与玻璃带的背面接触的边缘辊。

第二组边缘辊210b还包含一对配置成沿着正面和背面与玻璃的粘性带的第二或相反的外侧边缘接触的边缘辊260或第四对边缘辊。第四对边缘辊260包含用于与玻璃带的正面接触的边缘辊和用于与玻璃带的背面接触的边缘辊。

可对第三对边缘辊250和/或第四对边缘辊260中的任一对进行定向，以提供与熔融拉制工艺中的水平面呈角度β的旋转轴，或者与正交于玻璃板移动方向的线呈角度β且与由玻璃板形成的平面平行的旋转轴。在一些实施方式中，可对第三对边缘辊250和第四对边缘辊260都进行定向，以提供与熔融拉制工艺中的水平面呈一个角度的旋转轴，或者与正交于玻璃板移动方向的线呈一个角度且与由玻璃板形成的平面平行的旋转轴。在另一些实施方式中，不以上述方式对第三和第四对边缘辊250、260进行定向。在另一些实施方式中，可对第三对边缘辊250和第四对边缘辊260都进行定向，以使由各对边缘辊形成的角度β基本上相同。

在一些实施方式中，角度β可在约0度～约55度之间，在约0度～约45度之间，在约0度～约40度之间，在约0度～约35度之间，在约0度～约30度之间，在约0度～约25度之间，在约0度～约15度之间，以及在上述范围的所有子范围之间。在一些实施方式中，角度β可在约3～7度与约55度之间，在约3～7度与约45度之间，在约3～7度与约40度之间，在约3～7度与约35度之间，在约3～7度与约30度之间，在约3～7度与约25度之间，在约3～7度与约15度之间，以及在上述范围的所有子范围之间。或者，在另一些实施方式中，角度β可在约15度～约55度之间，在约15度～约45度之间，在约15度～约40度之间，在约15度～约35度之间，在约15度～约30度之间，在约15度～约25度之间，以及在上述范围的所有子范围之间。

在一些实施方式中，第二组边缘辊210b的可被定向的角度β不同于第一组边缘辊210a的可被定向的角度α。例如，可能希望对第二组边缘辊210b进行配置以形成大于角度α的角度β。在一些实施方式中，例如，可对第一组边缘辊210a进行定向，以形成在约3度～约20度之间的角度，且可对第二组边缘辊210b进行定向，以形成在约15度～约40度之间的角度。或者，可对第一组边缘辊210a进行定向，以形成在约3度～约12度之间的角度，且可对第二组边缘辊210b进行定向，以形成在约15度～约30度之间的角度。当然，这些实施方式只是示例性的，不应当限制本文所附的权利要求的范围。

第三对边缘辊250和第四对边缘辊260可在熔融拉制工艺中的第二位置270处垂直对齐，或者沿着玻璃板材的移动方向相互对齐。第二位置270的位置可基于在示例性的熔融拉制实施方式中的第三对边缘辊250的内端中心与第四对边缘辊260的内端中心之间水平延伸的线，或者可基于与玻璃板材的移动方向正交延伸且与由玻璃板材形成的平面平行的线。第二位置270的位置可在玻璃带呈粘性态的区域内，但在第一位置240的下方。

在一些实施方式中，第二位置270可位于根部70下方约12cm～约50cm处，位于根部70下方约15cm～约50cm处，位于根部下方约15cm～约45cm处，位于根部下方约15cm～约40cm处，位于根部下方约15cm～约30cm处，位于根部下方约20cm～约45cm处，位于根部下方约20cm～约40cm处，位于根部下方约30cm～约45cm处，位于根部下方约30cm～约50cm处，以及上述范围的所有子范围。

在一些实施方式中，第二位置270可位于第一位置240下方且距离第一位置240小于24cm，位于第一位置下方且距离第一位置小于22cm，位于第一位置下方且距离第一位置小于20cm，位于第一位置下方且距离第一位置小于18cm，位于第一位置下方且距离第一位置小于16cm等。

各组边缘辊210可独立地配置成以转速恒定的模式或者以扭矩恒定的模式运行。例如，当发生板宽度变化/不稳定性时，以速度恒定模式运行的边缘辊的扭矩可以与板宽度变化在振荡模式和周期上相一致的方式变化。从而，可使用扭矩恒定的模式以可控的方式保持由边缘辊施加的张力，且在一些实施方式中，可能希望使第一组边缘辊210a以扭矩恒定的模式运行，并且使第二组边缘辊210b以速度恒定的模式运行。

各组边缘辊210可独立地配置成包含基本上平滑的接触表面或者有滚花(knurled)的接触表面。可利用示例性的边缘辊上的滚花来抓握玻璃板从而防止滑动(以及提供额外的冷却)。然而，申请人注意到，当使用多于一组边缘辊时，就会产生当两组边缘辊都具有滚花图案时，第二组边缘辊对玻璃板的抓握会变得困难的顾虑。因此，在一些实施方式中，可能希望使第一组边缘辊210a和第二组边缘辊210b中的一组具有滚花表面，第一组边缘辊和第二组边缘辊中的另一组具有基本上平滑的表面。

通过对一组或多组边缘辊210的倾斜角度和位置进行选择，可减小拉制的板状玻璃的板宽度衰减。拉制的板状玻璃的板宽度衰减的减小可在以下情况下进行：玻璃带的横向收缩量已被减轻，以使所得到的板状玻璃的宽度大于采用常规定向边缘辊或不具备边缘辊时的宽度。然而，如本文所用，拉制的板状玻璃的板宽度衰减的减小也可在以下情况下进行：(a)玻璃带的横向收缩被完全防止，以使所得到的板状玻璃的宽度与根部处(即板宽度的衰减为零的位置)的玻璃带的宽度基本上相同，以及(b)板材被拉伸，以使所得到的板状玻璃的宽度大于根部处的玻璃带的宽度。

通过对一组或多组边缘辊210的倾斜角度和位置进行选择，可生产宽度为根部处的粘性玻璃带的宽度的至少约90％的板状玻璃。或者，可生产宽度为根部处的粘性玻璃带的宽度的至少约92％、宽度为根部处的粘性玻璃带的宽度的至少约94％、宽度为根部处的粘性玻璃带的宽度的至少约95％、宽度为根部处的粘性玻璃带的宽度的至少约96％、宽度为根部处的粘性玻璃带的宽度的至少约97％、宽度为根部处的粘性玻璃带的宽度的至少约98％、宽度为根部处的粘性玻璃带的宽度的至少约99％、或者宽度与根部处的粘性玻璃带的宽度相等的板状玻璃，从而有效地防止了板宽度衰减。

在一些实施方式中，通过对一组或多组边缘辊210的倾斜角度和位置进行选择，可生产宽度大于根部处的粘性玻璃带的宽度的板状玻璃。除了有效地防止板宽度衰减以外，还可通过控制一组或多组边缘辊210的倾斜角度和位置来拉伸板宽度。例如，可生产宽度为根部处的粘性玻璃带的宽度的至少约100％、至少约102％、至少约104％、或者宽度为根部处的粘性玻璃带的宽度的至少约105％的板状玻璃。

另外，通过对一组或多组边缘辊210的倾斜角度和位置进行选择，可减小已知会沿着玻璃板边缘形成的凸缘的厚度。如上所述，边缘凸缘的厚度增加以及由厚度增加而导致的冷却减缓可导致诸多与板材稳定性有关的问题。所以，减小边缘凸缘的厚度能够提高带材和玻璃板的稳定性。

在一些实施方式中，凸缘厚度与板材中心厚度之比可被用作表示凸缘厚度减小的程度的指标。通过使用本文所述的实施方式，即对一组或多组边缘辊210的倾斜角度和位置进行选择，可生产凸缘厚度与中心厚度之比小于12:1的玻璃板。或者，可生产凸缘厚度与中心厚度之比小于10:1、小于8:1、小于6:1、小于5:1、小于4:1、小于3:1、小于2.5:1、小于2:1、小于1.5:1、以及上述范围之间的所有子范围内的玻璃板。

板宽度变化还可通过对一组或多组边缘辊210的倾斜角度和位置、不同组的边缘辊之间的相对距离以及不同组的边缘辊的相对速度进行选择来减小。例如，如上所述，可能经常希望将至少一组边缘辊210置于靠近根部处，以防止任何离开根部后立刻发生的衰减，其可能是板宽度变化的一个关键动因。在另一个例子中，可根据根部条件而不是牵拉速度来调整第一组边缘辊的速度，以避免对根部附近的玻璃产生过大的张力，其可导致玻璃流在边缘引导器上分开流动，当形成超薄玻璃(例如＜200微米、＜100微米等)时尤为如此。第二组边缘辊还可被用于使第一组边缘辊不受牵拉辊的任何影响。

如本文所用，板宽度变化的减小可包括那些板宽度变化被有效消除的实施方式。在一些实施方式中，板宽度变化可通过例如通常安装在拉制设备底部以记录板材最外侧边缘的位置的照相机来测量。板宽度变化还可通过追踪粘性玻璃在拉制的玻璃带的各种位置处的垂直速度来指示。这可通过例如对各种位置处的垂直速度进行绘图以得到粘性区域内的玻璃带的整个宽度上或者一部宽度上的垂直速度等值线。当然，这些显示垂直速度的图类似于具有水平移动方向的实施方式(浮法工艺)中的显示水平速度的图。在垂直速度等值线在玻璃带的整个宽度上以总体上平行的方式连续增加的场合下，板宽度变化能够得以减小或避免。

通过对一组或多组边缘辊210的倾斜角度和位置进行选择，能够得到拉制工艺的粘性区域内的总体上平行的垂直速度等值线。这些等值线表明玻璃速度在该方向上基本上平滑而连续地增加。所以，通过对一组或多组边缘辊210的倾斜角度和垂直位置进行选择，可减小或消除板宽度变化。

还发现即使不改变边缘辊的角度，在第一组边缘辊210a的下方不远处添加第二组边缘辊210b本身也有利于减小板宽度衰减、板宽度变化和边缘凸起。所以，在一些实施方式中，可对第一组边缘辊210a和第二组边缘辊210b中的任一组进行定向，以使旋转轴在熔融拉制工艺中呈水平，或者在正交于玻璃板移动方向且与由玻璃板形成的平面平行的线上。第二组边缘辊210b可放置在最终板宽度和/或厚度固定之前的位置，以产生有效的交叉拉制张力。

实施例

通过以下实施例对各种实施方式作进一步阐述。

为了评估具有所选的倾斜角度和位置的边缘辊在减小板宽度衰减、减小凸缘厚度以及/或者减小与板宽度变化有关的垂直速度不一致上的能力，进行了若干实验。利用流体流动原理和热传递原理，在拉制工艺中进行了玻璃带的流动。然后，将边缘辊置于根部线下方的规定位置处，并使其倾斜规定的角度。在插入边缘辊后，确定板边缘位置、板厚度以及根部线的起点到根部线下方某一距离之间的各种位置处的速度和温度场。

实施例1

确定将具有变化的倾斜角度的单组边缘辊210置于根部线下方一个位置处的效果。对边缘辊210进行定向，以使旋转轴与水平面呈10度角、与水平面呈20度角、与水平面呈30度角、与水平面呈40度角、与水平面呈50度角。

另外，确定根据板尺寸放置一组边缘辊的效果，并且示于以下的表1中，使用-50、-10、10、20、30、40和50度的角度。

表1

这些表格式的结果还图形化地示于图4中。图4图示了使用每一组边缘辊时所得到的板宽度结果、以及使用每一组边缘辊时的板材整个宽度上的厚度曲线。左右侧上的虚线表示玻璃带在根部线处的边缘。

参照点310表示具有与水平面呈-50度角的旋转轴的边缘辊。参照点320表示具有与水平面呈-10度角的旋转轴的边缘辊，参照点330表示具有与水平面呈20度角的旋转轴的边缘辊，而参照点340表示具有与水平面呈30度角的旋转轴的边缘辊。继续参考图4，参照点350表示具有与水平面呈40度角的旋转轴的边缘辊，参照点360表示具有与水平面呈50度角的旋转轴的边缘辊。

从图4中可以发现，随着边缘辊的倾斜角度的增大，板宽度增加。还注意到事实上点350在图4的两边上与虚线重叠，而点360在图4的两边上延伸超过虚线。当边缘辊倾斜至与水平面呈40度角时，板宽度与起始带材的宽度一致，而当边缘辊倾斜至与水平面呈50度角时，板宽度变得宽于起始带材。另外，还发现随着板宽度的增加，各边缘处的凸缘的厚度减小。

实施例2

还确定了使用多组具有变化的倾斜角度的边缘辊210的效果。在若干实验中，将第一组边缘辊210a置于位于根部线下方的位置处，且将第二组边缘辊置于位于根部线下方的位置处。对每一组边缘辊210a、210b进行定向，以使组210a、210b的旋转轴都与水平面呈10度角、与水平面呈20度角、与水平面呈30度角、与水平面呈40度角、与水平面呈50度角，表2提供了当上述各组边缘辊实施这些倾斜角度时所得到的板宽度的表格式结果。

表2

如表2所示，结果总体上反映了使用更大的倾斜角度能够使板宽度相对于根部的宽度增加。

实施例3

在附加的实验中，熔合机器装备有单组边缘辊210。在第一次运行中，使边缘辊210水平定向，即，使其旋转轴与水平面呈0度角。在第二次运行中，使边缘辊210倾斜，以提供与水平面呈约9度角的旋转轴。图5是这些实验的图示，其显示了使用约9度的边缘辊倾斜角度所生产的板材的宽度比使用常规边缘辊所生产的板材的宽度大约13mm。

该实验可被用于提供小熔融平台与商业熔融平台之间差异的预期结果。应当注意的是，实验平台的边缘辊之间的接触量比在商业环境中达到的量小得多，且玻璃板的拉伸量，即板材厚度的减小，可比在商业环境中达到的量小得多。尽管存在这些已知因素，使边缘辊倾斜至约9度的角度还是被证明能够显著增加玻璃板的宽度。

实施例4

还确定了边缘辊的位置和定向对垂直速度曲线和板宽度衰减的影响。在第一次运行中，进行了实验以评估将单组边缘辊210置于根部线下方约16.5cm处的效果。对边缘辊210进行定向，以使旋转轴与水平面呈约20度角。

图6是拉制的板状玻璃在边缘部分处的物理移动的二维图示。顶部界限代表根部线。选择使底部界限位于根部线下方约50cm。因为玻璃板的最终宽度可基本上在50cm标记处固定，所以玻璃板的最终宽度可通过板材在50cm标记处的宽度来估计。边缘辊的垂直位置，即距离根部线的距离，在图6中以箭头表示。确定了多个位置处的垂直速度(以黑点表示)，并且提供了具有代表性的阴影深度。这些阴影表示某一尺度上的速度从较慢速度(以较深的阴影表示)至较快速度(以较浅的阴影表示)。

图6中所示的结果表明最终板宽约为2.68m(2×1.34m)。因为板材在根部线处的宽度约为2.94m(2×1.47m)，所以所得到的玻璃板的宽度为根部宽度的约91％。然而，图6中的结果还表明在边缘辊下方紧邻边缘辊的区域中，玻璃的垂直速度向下减小。这种暂时性的减小使得垂直速度等值线可能在玻璃板的整体宽度上不一致。所以，可能存在一定程度的板宽度变化不稳定性。

实施例5

在另一个实验中，确定了将单组边缘辊210置于根部线下方约7cm处的效果。对边缘辊210进行定向，以使旋转轴与水平面呈约5度角，结果图示于图7中。参考图7，其表明最终板宽度约为2.66m，表示其为根部宽度的约90％。然而，尽管最终板宽度可能稍小于实施例4中得到的结果，但垂直速度等值线显示垂直速度曲线有所改善。如同在实施例4中，结果表明在边缘辊下方紧邻边缘辊的区域中，玻璃的垂直速度向下减小。然而，尽管这种减小也会产生可能在一开始就在玻璃板的整个宽度上不均匀的垂直速度等值线，但是发现这些等值线被拉平。因此，尽管可能仍然存在一定程度的板宽度变化，但其明显小于实施例4的结果。

实施例6

在另一个实验中，确定了放置多组边缘辊210的效果。按照该实施例，将第一组边缘辊210a置于根部线下方约7cm处，并且对其进行定向，以使旋转轴与水平面呈约5度角。将第二组边缘辊210b置于根部线下方约15cm处，并且对其进行定向，以使旋转轴与水平面呈约20度角，结果图示于图8中。参考图8，其表明最终板宽度约为2.82m，表示其为根部宽度的约96％。另外，垂直速度等值线显示速度在玻璃带的整个宽度上以基本上平行的方式始终如一地增大。所以，可预期使用该实施方式制得板状玻璃能够基本上不具有板宽度变化。

这些实施例的结果表示可通过按照本公开的实施方式对边缘辊进行定位和定向来获得板宽度、厚度曲线以及稳定性的改善。

应理解，多个公开的实施方式可涉及与特定实施方式一起描述的特定特性、原理或步骤。还应理解，虽然以涉及某一特定实施方式的形式描述，但特定特征、原理或步骤可以多种未说明的组合或排列方式与替代性实施方式互换或组合。

还应理解的是，本文所用术语“该”、“一个”或“一种”表示“至少一个(一种)”，不应局限为“仅一个(一种)”，除非明确有相反的说明。类似地，“多个(种)”旨在表示“多于一个(种)”。

本文中，范围可以表示为从“约”一个具体值开始和/或至“约”另一个具体值终止。当表述这种范围时，例子包括自某一具体值始和/或至另一具体值止。类似地，当使用先行词“约”表示数值为近似值时，应理解，具体数值构成另一种实施方式。还应理解的是，每个范围的端点值在与另一个端点值相结合以及独立于另一个端点值的情况下都是有意义的。

本文所用的术语“几乎”、“基本上”以及它们的变化形态旨在表示所描述的特征等于或约等于一个数值或描述。

除非另有表述，否则都不旨在将本文所述的任意方法理解为需要使其步骤以具体顺序进行。因此，当方法权利要求实际上没有陈述为其步骤遵循一定的顺序或者其没有在权利要求书或说明书中以任意其他方式具体表示步骤限于具体的顺序，都不旨在暗示该任意特定顺序。

虽然会用过渡语“包含”来公开特定实施方式的各种特征、元素或步骤，但是应理解的是，这暗示了包括可采用过渡语“由……构成”或“基本上由……构成”描述在内的替代实施方式。因此，例如包含A+B+C的设备的暗含的替代性实施方式包括设备由A+B+C构成的实施方式和设备基本上由A+B+C构成的实施方式。

对本领域技术人员显而易见的是，可以在不偏离本发明的范围和精神的情况下对本公开进行各种修改和变动。因此，本发明人的意图是本发明覆盖本公开的修改和变动，只要这些修改和变动在所附权利要求书和其等同内容的范围之内。

Claims (21)

1.一种用于拉制板状玻璃的设备，该设备包含：

第一对边缘辊，所述第一对边缘辊配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第一边缘接触；

第二对边缘辊，所述第二对边缘辊配置成沿着正面和反面与玻璃的所述粘性带的第二边缘接触；

其中，所述第一对边缘辊和所述第二对边缘辊沿着与玻璃的所述带的移动方向正交的第一线相互对齐；且

对所述第一对边缘辊和所述第二对边缘辊中的至少一对进行定向，以提供与所述第一线呈3度～55度角的旋转轴，

其中第一和第二对边缘辊在第一和第二对边缘辊下游的玻璃粘性带宽度上以基本上平行的方式保持基本上一致的玻璃粘性带的纵向速度提高，其中纵向速度在玻璃带的移动方向上。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，对所述第一对边缘辊和所述第二对边缘辊中的至少一对进行定向，以提供与所述第一线呈5度～30度角的旋转轴。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包含具有一对成形表面的成形楔，所述成形楔配置成使熔融玻璃物流沿着所述成形表面向下流动而在根部汇聚以形成玻璃的粘性带。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第一对边缘辊和所述第二对边缘辊在所述根部下方3cm～15cm之间对齐。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包含：

第三对边缘辊，所述第三对边缘辊配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第一边缘接触；

第四对边缘辊，所述第四对边缘辊配置成沿着正面和反面与玻璃的所述粘性带的第二边缘接触；

其中，所述第三对边缘辊和所述第四对边缘辊沿着与玻璃的所述带的移动方向正交的第二线相互对齐；且

对所述第三对边缘辊和所述第四对边缘辊中的至少一对进行定向，以提供与所述第二线呈3～55度角的旋转轴。

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，对所述第三对边缘辊和所述第四对边缘辊中的至少一对进行定向，以提供与所述第二线呈5度～30度角的旋转轴。

7.如权利要求5所述的设备，其特征在于，

对所述第一对边缘辊和/或所述第二对边缘辊进行定向，以提供与所述第二线呈3度～55度角的旋转轴，且

对所述第三对边缘辊和/或所述第四对边缘辊进行定向，以提供与所述第二线呈3度～55度角的旋转轴。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第三对边缘辊和所述第四对边缘辊的定向角度大于所述第一对边缘辊和所述第二对边缘辊的定向角度。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，

将所述第一对边缘辊和所述第二对边缘辊定向在3度～20度之间的角度，且

将所述第三对边缘辊和所述第四对边缘辊定向在15度～30度之间的角度。

10.如权利要求5所述的设备，其特征在于，还包含具有一对成形表面的成形楔，所述成形楔配置成使熔融玻璃物流沿着所述成形表面向下流动而在根部汇聚以形成玻璃的粘性带，

其中，所述第一对边缘辊和所述第二对边缘辊在所述根部下方3cm～12cm之间对齐，且

所述第三对边缘辊和所述第四对边缘辊在所述根部下方13cm～50cm之间对齐。

11.一种用于减小拉制板状玻璃的板宽度衰减的方法，所述方法包括：使玻璃的粘性带通过

第一对边缘辊，所述第一对边缘辊配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第一边缘接触；和

第二对边缘辊，所述第二对边缘辊配置成沿着正面和反面与玻璃的所述粘性带的第二边缘接触，

其中，所述第一对边缘辊和所述第二对边缘辊沿着与玻璃的所述带的移动方向正交的第一线相互对齐，且

对所述第一对边缘辊和所述第二对边缘辊中的至少一对进行定向，以提供与所述第一线呈3度～55度角的旋转轴，

其中第一和第二对边缘辊在第一和第二对边缘辊下游的玻璃粘性带宽度上以基本上平行的方式保持基本上一致的玻璃粘性带的纵向速度提高，其中纵向速度在玻璃带的移动方向上。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，对所述第一和第二对边缘辊的角度以及所述第一线的位置进行选择，以减小板宽度变化。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，对所述第一和第二对边缘辊的角度以及所述第一线的位置进行选择，以生产凸缘厚度与中心厚度之比小于5的板状玻璃。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，对所述第一和第二对边缘辊的角度以及所述第一线的位置进行选择，以生产宽度为根部处的粘性玻璃带的宽度的90％的玻璃板。

15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括使玻璃的粘性带通过

第三对边缘辊，所述第三对边缘辊配置成沿着正面和反面与玻璃的粘性带的第一边缘接触，和

第四对边缘辊，所述第四对边缘辊配置成沿着正面和反面与玻璃的所述粘性带的第二边缘接触；

其中，所述第三对边缘辊和所述第四对边缘辊沿着与玻璃的所述带的移动方向正交的第二线相互对齐；且

对所述第三对边缘辊和所述第四对边缘辊进行定向，以提供与所述第二线呈3～55度角的旋转轴。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，对所述第三和第四对边缘辊的角度以及所述第二线的位置进行选择，以生产凸缘厚度与中心厚度之比小于3的板状玻璃。

17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，对所述第三和第四对边缘辊的角度以及所述第二线的位置进行选择，以生产宽度为根部处的粘性玻璃带的宽度的94％的玻璃板。

18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第三对边缘辊和所述第四对边缘辊的定向角度大于所述第一对边缘辊和所述第二对边缘辊的定向角度。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，将所述第一对边缘辊和所述第二对边缘辊定向在3度～20度之间的角度，且

将所述第三对边缘辊和所述第四对边缘辊定向在15度～30度之间的角度。

20.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述板状玻璃从根部熔融拉出，且所述第一对边缘辊和所述第二对边缘辊在所述根部下方3cm～12cm之间对齐，且

所述第三对边缘辊和所述第四对边缘辊在所述根部下方13cm～50cm之间对齐。

21.如权利要求11所述的方法，其特征在于，对所述第一对边缘辊和所述第二对边缘辊中的每一种进行定向，以提供呈5度～30度角的旋转轴。

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