CN111699160A - 用以处理拉辊表面的方法 - Google Patents

Abstract

一种处理用于玻璃制造工艺的拉辊的方法包括：以预定力使所述拉辊与挤压滚筒接触；和在施加所述预定力的同时使所述拉辊旋转，使得所述挤压滚筒在所述拉辊的表面上行进。可处理所述拉辊的接触表面，使得所述接触表面的边缘呈辐射状。

Description

用以处理拉辊表面的方法

技术领域

相关申请案

本申请案主张2017年10月10日申请的美国临时申请案第62/570,119号的优先权，本申请案依赖于所述美国临时申请案的内容且所述美国临时申请案以全文引用的方式并入本文中，如同在下文完全阐述。

本发明通常涉及玻璃制造工艺，且更具体而言，涉及用于处理用以拉制熔融玻璃的拉辊的方法。

背景技术

例如用于制造照明面板、液晶显示器及其他电子装置的玻璃基板的玻璃基板的制造通常涉及从熔融玻璃中拉制玻璃带。在拉制工艺中，玻璃带可通过拉辊(通常为反向旋转和相对的辊)拉制，其夹紧玻璃带的边缘部分且从成形体拉制玻璃。

随着对越来越薄的公称厚度的玻璃薄片的需求增大，置于可供获得此种薄片的玻璃带的表面中的玻璃疵点(缺陷)占了带总厚度的较大百分比。另外，随着带变薄，带更容易弯曲，或在一些情况下，可能作为制造工艺的部分而有意地弯曲，由此增大玻璃带上的表面张力。在存在缺陷的情况下，引入玻璃带表面中的应力可产生玻璃带的开裂及破裂。带的开裂为导致拉辊(尤其是用于制造薄玻璃(即公称厚度小于约0.4mm的玻璃)的拉辊)频繁和过早更换的主要因素。

发明内容

在玻璃制造工艺中，拉辊的接触表面可与高温玻璃长时间接触，且因此通常由耐高温的耐火材料构成。尽管如此，由于使用拉辊的恶劣环境，拉辊的预期寿命相对较短。因此，拉辊频繁更换。对于薄玻璃，即厚度等于或小于约0.4mm的玻璃，玻璃的开裂为拉辊比用于较厚玻璃的对应物更早更换的主要原因，对于生产小于0.4mm的薄玻璃尤其如此。举例而言，在等于或小于约0.3mm的厚度下的平均拉辊寿命小于在约0.5mm至约0.7mm的厚度范围内的平均寿命的40％。

已发现，在安装新拉辊之后1天内，厚度等于或小于约0.4mm的玻璃的开裂失效多达65％。此种失效可追溯至拉辊的至少三个主要属性：表面粗糙度、表面顺应度和表面轮廓(辊形状)。

因此，在实施方式中，公开一种用于处理拉辊的方法，其包含：使所述拉辊绕旋转轴旋转；和在所述拉辊旋转时，以预定力F使所述拉辊的接触表面与挤压滚筒接触。所述预定力F可在约13N至约147N的范围内，例如在约49N至约118N的范围内。接触步骤之后的接触表面的平均表面粗糙度Ra在接触之后可等于或小于2μm。

在所述接触期间由所述挤压滚筒在所述接触表面上行进的距离可等于或大于所述接触表面的周长，且可例如等于或大于5,000cm，例如在约5,000cm至约70,000cm的范围内。

在一些实施方式中，所述接触表面可通过过渡表面接合至所述拉辊的倒角表面，所述过渡表面包含在约1.5cm至约7.6cm的范围内的曲率半径。

所述挤压滚筒可包含氧化铝，但在其他实施方式中，所述挤压滚筒可包括不锈钢，例如不锈钢滚筒，其上安置有陶瓷(例如氧化铝)层。所述挤压滚筒的直径通常小于拉辊的接触表面的直径。

在进一步的实施方式中，所述方法也可包括将拉辊安装至拉辊组件的轴上。接着可使用拉辊组件来拉制玻璃带。在拉制之后，玻璃带在其中心线处的厚度可等于或小于约0.7mm，例如等于或小于约0.4mm。

在一些实施方式中，可使用多个挤压滚筒。

在其他实施方式中，描述一种处理用于玻璃制造工艺的拉辊的方法，其包含：使所述拉辊绕旋转轴旋转；和在所述拉辊旋转时，以预定力F使所述拉辊的接触表面与挤压滚筒接触，所述预定力在约13N至约147N的范围内，例如在约49N至约118N的范围内，或在约78N至约118N的范围内。

接触可进行的时间范围为大于0分钟至等于或小于约60分钟，例如等于或大于约5分钟但等于或小于约15分钟。

在一些实施方式中，接触可包含使接触表面与多个挤压滚筒接触。

在一些实施方式中，在接触之后接触表面的平均表面粗糙度Ra可等于或小于约2μm，例如等于或小于约1μm。

在实施方式中，接触表面可通过过渡表面接合至拉辊的倒角表面，所述过渡表面包含在约1.5cm至约7.6cm的范围内的曲率半径。

所述方法可进一步包含在接触之后将拉辊安装至拉辊组件的轴。接着，拉辊组件可用于在安装之后拉制玻璃带。在拉制之后玻璃带在其中心线处的厚度可等于或小于约0.7mm，例如等于或小于约0.4mm。

在其他实施方式中，公开一种处理用于玻璃制造工艺的拉辊的方法，其包含：以面对面关系定位厚纸板材料的多个烧制圆盘；轴向压缩所述多个烧制圆盘；在某温度下烧制轴向压缩的所述多个烧制圆盘且历时足以将所述多个烧制圆盘的至少一部分熔合在一起以形成一拉辊的时间；和将所述拉辊的外表面铣削成预定轮廓，所述预定轮廓包含包括圆柱形接触表面的圆柱形部分和包含倒角部分表面的倒角部分，其中定位于所述圆柱形接触表面与所述倒角部分表面之间的过渡表面包含在约1.5cm至约7.6cm的范围内的曲率半径。

所述方法可进一步包含：使所述拉辊绕旋转轴旋转；和在所述拉辊旋转时，以预定力F使所述拉辊的接触表面与挤压滚筒接触。所述预定力F可在约13N至约147N的范围内，例如在约49N至约118N的范围内，或在约78N至约118N的范围内。

在一些实施方式中，在接触步骤期间由所述挤压滚筒在所述接触表面上行进的距离可等于或大于所述接触表面的周长，例如等于或大于5,000cm，例如在约5,000cm至约70,000cm的范围内。

所述方法可进一步包含将所述拉辊安装至拉辊组件的轴。接着可使用所述拉辊组件来拉制玻璃带。所述玻璃带在其中心线处的厚度可等于或小于约0.4mm。

本文公开的实施方式的其他特征及优点将在下文的详细描述中阐述，且部分地对于所属领域的技术人员而言将轻易地从所述描述显而易见或通过实践如本文所述的本发明(包括以下详细说明、权利要求书和附图)而认识到。

应理解，前文的一般性描述及以下详细描述两者皆旨在提供用于理解本文公开的实施方式的性质及特征的概述或框架。包括附图以提供进一步的理解，且附图并入本说明书且构成本说明书的部分。附图说明本发明的各种实施方式，且与说明书一起用于解释其原理及操作。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式的例示性玻璃制造设备的示意图。

图2是成形设备的一部分的侧视横截面图；

图3是图2的成形设备的一部分的前视图；

图4是例示性拉辊套管的侧视图；

图5是另一例示性拉辊套管的侧视图；

图6是例示性拉辊套筒的侧视图；

图7是根据本发明的实施方式的拉辊组件的至少一部分的侧视图；

图8是根据本发明的实施方式的用于处理拉辊的接触表面的例示性设备的前视图；

图9是用于处理图8中所示的拉辊的接触表面的设备的侧视图；

图10是根据本发明的实施方式的用于处理拉辊的接触表面的另一例示性设备的前视图；

图11是根据本发明的实施方式的三组数据的曲线图，所述三组数据用于玻璃强度以及由处理拉辊的接触表面引起的拉辊接触平均表面粗糙度及硬度；

图12说明表示在挤压之前的拉辊(a)和在挤压之后的拉辊(b)的两张照片；

图13是展示拉辊处理和部署的各种条件下的玻璃强度的曲线图；

图14A是张开的拉辊的顶视图，其中在接触表面与倒角部分表面之间具有弧形过渡表面。

图14B是图14A的张开的拉辊的特写图；

图15A是在接触表面与倒角部分表面之间无弧形过渡表面的张开的拉辊的顶视图；

图15B是图15A的张开的拉辊的特写图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施方式，其实例在附图中说明。只要有可能，在整个附图中将使用相同的元件符号来指代相同或类似的部分。然而，本发明可以许多不同形式体现，且不应被解释为限于本文阐述的实施方式。

范围在本文中可表达为从“约”一个特定值和/或至“约”另一特定值。当表达此种范围时，另一实施方式包括从一个特定值和/或至另一特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表达为近似值时，将理解，所述特定值形成另一实施方式。将进一步理解，每一范围的端点相对于另一端点是重要的，且独立于另一端点。

本文可能使用的方向术语(例如上、下、右、左、前、后、顶部、底部)仅参考所绘制的附图而指出，并不意味着暗示绝对定向。

除非另有明确陈述，否则决不希望将本文所述的任何方法解释为要求以特定顺序执行其步骤，亦不要求任何设备需要特定定向。因此，在方法权利要求实际上未叙述其步骤应遵循的次序，或任何设备权利要求实际上未叙述个别组件的次序或定向，或在权利要求书或描述中未另外特别陈述步骤应限于特定次序，或未叙述对设备的组件的特定次序或定向的情况下，决不希望在任何方面推断出次序或定向。此适用于任何可能的非表达解释基础，包括：关于步骤安排、操作流程、组件次序或组件定向的逻辑问题；从语法组织或标点符号得出的简单含义；以及说明书中描述的实施方式的数目或类型。

如本文所用，单数形式“一”及“所述”包括复数指代，除非上下文另有明确指示。因此，例如，除非上下文另有明确指示，否则对“一”组件的引用包括具有两个或更多个此种组件的方面。

本文使用词语“例示性”、“实例”或其各种形式来表示用作实例、例项或说明。本文描述为“例示性”或“实例”的任何方面或设计不必被解释为比其他方面或设计更佳或更具优势。此外，提供实例仅用于清楚和理解的目的，并不意味着以任何方式限制或约束所公开的主题或本发明的相关部分。应了解，可呈现多种不同范围的额外或替代实例，但出于简洁的目的而省略了此等实例。

除非另有指示，否则如本文所用，术语“包含”及“包括”及其变体应被解释为同义及开放式的。过渡短语包含或包括之后的元件清单是非排他性清单，使得也可存在除了清单中具体列出的元件之外的元件。

如本文所用，“熔融玻璃”应解释为熔融的无机材料，其在冷却时可进入玻璃态。术语熔融玻璃与术语“熔体”同义使用。熔融玻璃可形成例如大多数硅酸盐玻璃，但本发明不限于此。

如本文所用，术语“流体”应表示任何气体、气体混合物、液体、气体与液体混合物、蒸气，或其组合。

如本文所用，术语“耐火”或“耐火材料”用于表示非金属材料，其具有的化学及物理性质使得其适用于曝露于高于538℃、例如等于或大于约700℃、诸如等于或大于约800℃的环境的结构或适合用作曝露于所述环境的系统的组件。

如本文所用，除非另有相反陈述，否则组分的“wt.％”或“重量百分比”是基于其中包括所述组分的组合物的总重量。

如本文所用，除非另有指示，否则术语“整体”是指在构造上统一的制品或主体，而非连接的部件的集合，例如单体。

如本文所用，拉辊的接触表面是拉辊的表面，其旨在且构造成接触粘性、粘弹性或弹性材料的带(例如，玻璃带)。

通过下拉工艺制造玻璃薄片涉及从成形体拉制熔融玻璃作为不确定长度的带。所述带包含侧边缘部分及其间的中央部分。拉制工艺包含将带的侧边缘部分夹紧在成对的反向旋转的拉辊组件之间，此等组件在带上施加向下力，从而将熔融玻璃拉离成形体。玻璃带冷却至弹性状态，切割成个别玻璃薄片，且去除由拉辊组件接触的边缘部分。

通常，拉辊本身包含耐火材料且安装在金属(例如钢)轴上。拉辊可以是整体，或由堆叠的耐火圆盘构成的主体。在实施方式中，拉辊可以是套管或套筒的形式，其有助于容易地从轴上附接及去除。

图1所示为例示性玻璃制造设备10。在一些实施方式中，玻璃制造设备10可包含玻璃熔炉12，其可包括熔化容器14。除熔化容器14外，玻璃熔炉12也可视情况包括一或多个诸如加热元件(例如，燃烧器和/或电极)的额外组件，其被构造以加热原料并将原料转换成熔融玻璃。举例而言，熔炉14可以是电增强熔化容器，其中通过燃烧器和直接加热两者将能量加至原料，其中电流通过原料，电流由此经由对原料的焦耳加热而增大能量。如本文所用，电增强熔化容器为从焦耳加热和表面上燃烧加热两者获得热能的熔化容器，且经由焦耳加热赋予原料和/或熔体的能量的量等于或大于约20％。如本文所用，电增强熔化容器不包括浸没式燃烧工艺。在一些实施方式中，与经由表面上燃烧器和焦耳加热两者加至熔融材料的总热能相比，通过焦耳加热加至熔融材料的热能可在约20％至约80％的范围内，诸如等于或大于30％、等于或大于40％、等于或大于50％、等于或大于60％，或等于或大于70％。

在进一步的实施方式中，玻璃熔炉12可包括热管理装置(例如，绝缘组件)，其减少熔化容器的热损失。在更进一步的实施方式中，玻璃熔炉12可包括便于将原料熔化成玻璃熔体的电子装置和/或机电装置。此外，玻璃熔炉12可包括支撑结构(例如，支撑底盘、支撑部件等)或其他组件。

玻璃熔化容器14通常由耐火材料形成，诸如耐火陶瓷材料，例如包含氧化铝或氧化锆的耐火陶瓷材料，但耐火陶瓷材料可包含可替代地或以任何组合使用的其他耐火材料，例如钇(例如，氧化钇、氧化钇稳定的氧化锆、磷酸钇)、锆石(ZrSiO4)或氧化铝-氧化锆-二氧化硅或甚至氧化铬。在一些实例中，玻璃熔化容器14可由耐火陶瓷砖构造而成。

在一些实施方式中，熔炉12可作为玻璃制造设备的组件并入，所述玻璃制造设备被构造以制造玻璃制品，例如不确定长度的玻璃带，但在其他实施方式中，玻璃制造设备可被构造以无限制地形成其他玻璃制品，诸如玻璃棒、玻璃管、玻璃封套(例如，用于照明装置的玻璃封套，例如灯泡)和玻璃透镜，但涵盖许多其他玻璃制品。在一些实例中，熔炉可作为玻璃制造设备的组件并入，所述玻璃制造设备包含槽拉制设备、浮槽设备、下拉设备(例如，熔融下拉设备)、上拉设备、压制设备、轧制设备、管拉制设备或将受益于本发明的任何其他玻璃制造设备。作为实例，图1示意性地说明玻璃熔炉12，其作为熔融下拉玻璃制造设备10的组件，用于熔融拉制玻璃带，用于随后处理成个别玻璃薄片或将玻璃带卷绕至卷轴上。

玻璃制造设备10(例如，熔融下拉设备10)可视情况包括相对于玻璃熔融容器14定位于上游的上游玻璃制造设备16。在一些实例中，上游玻璃制造设备16的一部分或整个上游玻璃制造设备可作为玻璃熔炉12的一部分并入。

如图1中所说明的实施方式中所示，上游玻璃制造设备16可包括原料存储箱18、原料输送装置20和连接至原料输送装置的电动机22。原料存储箱18可被构造以存储一定量的原料24，所述原料可经由一或多个馈送口馈送至玻璃熔炉12的熔化容器14中，如箭头26所示。原料24通常包含一或多种玻璃形成金属氧化物及一种或多种改性剂。在一些实例中，原料输送装置20可由电动机22提供动力，使得原料输送装置20将预定量的原料24从存储箱18输送至熔化容器14。在另外的实例中，电动机22可为原料输送装置20提供动力，以基于相对于熔融玻璃的流动方向在熔化容器14下游感测到的熔融玻璃层位以受控速率引入原料24。此后，可加热熔化容器14内的原料24以形成熔融玻璃28。通常，在初始熔化步骤中，将原料作为颗粒添加至熔化容器中，例如包含各种“砂”。原料也可包括来从先前熔化和/或成形操作的废玻璃(即，碎玻璃)。燃烧器通常用于开始熔化工艺。在电促进熔化工艺中，一旦原料的电阻充分降低(例如，当原料开始液化时)，通过在与原料接触的电极之间产生电位开始电促进，由此建立经过原料的电流，原料通常进入或处于熔融状态。

玻璃制造设备10也可视情况包括相对于熔融玻璃28的流动方向定位在玻璃熔炉12下游的下游玻璃制造设备30。在一些实例中，下游玻璃制造设备30的一部分可作为玻璃熔炉12的部分而并入。然而，在一些情况下，下文论述的第一连接导管32或下游玻璃制造设备30的其他部分可作为玻璃熔炉12的部分而并入。下游玻璃制造设备的元件(包括第一连接导管32)可由贵金属形成。合适的贵金属包括选自铂、铱、铑、锇、钌及钯的铂族金属，或其合金。举例而言，玻璃制造设备的下游组件可由铂-铑合金形成，包括约70重量％至约90重量％的铂及约10重量％至约30重量％的铑。然而，用于形成玻璃制造设备的下游组件的其他合适金属可包括钼、铼、钽、钛、钨及其合金。

下游玻璃制造设备30可包括第一调节(即，处理)容器，例如精炼容器34，其位于熔化容器14的下游且藉助于上述第一连接导管32连接至熔化容器14。在一些实例中，熔融玻璃28可藉助于第一连接导管32从熔化容器14靠重力馈送至精炼容器34。举例而言，重力可驱动熔融玻璃28穿过第一连接导管32的内部通道从熔化容器14到达精炼容器34。然而，应理解，其他调节容器可定位于熔化容器14的下游，例如在熔化容器14与精炼容器34之间。在一些实施中，可在熔化容器与精炼容器之间使用调节容器，其中来自初级熔化容器的熔融玻璃在二级容器中进一步加热以继续熔化工艺，或在进入精炼容器之前冷却至低于初级熔化玻璃中的熔融玻璃的温度的温度。

如前所述，可通过各种技术从熔融玻璃28去除气泡。举例而言，原料24可包括诸如氧化锡的多价化合物(即，精炼剂)，其在加热时经历化学还原反应并释放氧气。其他合适的精炼剂包括但不限于砷、锑、铁及铈，但在某些应用中，出于环境原因可能不鼓励使用砷和锑。将精炼容器34加热至高于熔化容器温度的温度，由此加热精炼剂。通过包括在熔体中的一或多种精炼剂的温度诱导的化学还原产生的氧气泡穿过精炼容器内的熔融玻璃上升，其中在熔炉中产生的熔融玻璃中的气体可聚结或扩散至由精炼剂产生的氧气泡中。接着，具有增大的浮力的加大的气泡可上升至精炼容器内的熔融玻璃的自由表面，此后从精炼容器排出。当氧气泡穿过熔融玻璃上升时，氧气泡可进一步引起精炼容器中的熔融玻璃的机械混合。

诸如混合设备36的下游玻璃制造设备30可进一步包括另一调节容器，例如搅拌容器，用于混合从精炼容器34向下游流动的熔融玻璃。混合设备36可用于提供均匀的玻璃熔体组合物，由此减少原本可能存在于退出精炼容器的精炼熔融玻璃中的化学或热不均匀性。如图所示，精炼容器34可藉助于第二连接导管38耦接至混合设备36。在一些实施方式中，熔融玻璃28可藉助于第二连接导管38从精炼容器34靠重力馈送至混合设备36。举例而言，重力可驱动熔融玻璃28经由第二连接管道38的内部通道从精炼容器34到达混合设备36。通常，混合设备36内的熔融玻璃包括自由表面，其中自由容积在自由表面与混合设备的顶部之间延伸。应注意，尽管混合设备36相对于熔融玻璃的流动方向展示于精炼容器34的下游，但在其他实施方式中，混合设备36可定位于精炼容器34的上游。在一些实施方式中，下游玻璃制造设备30可包括多个混合设备，例如在精炼容器34上游的混合设备及在精炼容器34下游的混合设备。此等多个混合设备可以是相同的设计，或其可以是彼此不同的设计。在一些实施方式中，容器和/或导管中的一或多个可包括定位于其中的静态混合叶片，以促进熔融材料的混合及随后的均质化。

下游玻璃制造设备30可进一步包括另一调节容器，诸如输送容器40，其可位于混合设备36的下游。输送容器40可调节熔融玻璃28以馈送至下游成形装置中。举例而言，输送容器40可用作储存器(accumulator)和/或流量控制器，以藉助于出口导管44调整和提供熔融玻璃28至成形体42的一致流动。在一些实施方式中，输送容器40内的熔融玻璃可包括自由表面，其中自由容积从所述自由表面向上延伸至输送容器的顶部。如图所示，混合设备36可藉助于第三连接导管46连接至输送容器40。在一些实例中，熔融玻璃28可藉助于第三连接导管46从混合设备36靠重力馈送至输送容器40。举例而言，重力可驱动熔融玻璃28穿过第三连接导管46的内部通道从混合设备36到达输送容器40。

下游玻璃制造设备30可进一步包括成形设备48，所述成形设备包含上述成形体42，包括入口导管50。出口导管44可定位成将熔融玻璃28从输送容器40输送至成形设备48的入口导管50。熔融上拉玻璃制造设备中的成形体42可包含定位于成形体的上表面中的槽52和沿着成形体的底部边缘(根部)56在拉制方向上会聚的会聚成形表面54(仅展示一个表面)。经由输送容器40、出口导管44和入口导管50输送至成形体槽52的熔融玻璃溢出槽52的壁，且作为单独的熔融玻璃流沿着会聚成形表面54下降。单独熔融玻璃流在根部56下方且沿着根部56汇合，以产生单个熔融玻璃带58，其通过将向下的张力施加至玻璃带(诸如通过重力)、边缘辊62和拉辊组件64，以在熔融玻璃冷却且材料的粘度增大时控制玻璃带的尺寸而沿着拉制平面59(见图2)在拉制方向60上从根部56拉制。因此，玻璃带58经历粘弹性转变且获得机械性质，此使玻璃带58具有稳定的尺寸特性。在一些实施方式中，玻璃带58可通过玻璃分离设备(图中未示)在玻璃带的弹性区域中分离成个别玻璃薄片68，而在另外的实施方式中，玻璃带可缠绕至卷轴上且存储以用于进一步处理。

图2和图3分别展示成形设备48的至少一部分的侧(边缘)视图和正视图，其展示成形体42、边缘辊62及拉辊组件64。

拉辊组件64可组装为模块化组件。在各种实施方式中，此种模块化组件可在使用时快速更换，以最小化与拉辊组件的运输及修理相关联的停机时间及成本。在一些实施方式中，模块化组件可包括已至少部分地熔合在一起的烧制、压缩、耐热圆盘的套管，使得套管可作为单个单元定位在拉辊轴上及从拉辊轴去除。在其他实施方式中，模块化组件可包含被构造以滑动至拉辊轴上的套筒。如本文所用，术语拉辊组件是指用于拉制玻璃带的组件。拉辊组件包含：轴、提供与玻璃带接触的接触表面的拉辊、用于使轴旋转且因此使拉辊旋转的电动机，和例如将拉辊紧固至轴、控制拉辊电动机等可能需要的各种其他硬件及软件。术语拉辊包含拉辊组件的与玻璃带58接触的部分。通常，拉辊包含耐火材料的套管，例如面对面组装且烧制以产生套管的耐热耐火圆盘。然而，在其他实施方式中，拉辊可包含组装至卷轴或其他框架以产生可去除地安装至轴的模块化可更换套筒的套管。

拉辊组件可包含沿着轴定位的一或多个配件。此等配件可包含轴环(固定、可移动和/或可去除的)、锁定环、卡环、开口保持环或能够将一或多个耐热圆盘紧固在轴上的适当位置的其他装置。能够对安装在轴上的多个耐热圆盘施加轴向压缩力的任何装置可用作配件。

取决于给定拉辊组件的所需配置，可沿着轴定位耐热圆盘的一或多个区域。在各种实施方式中，耐热圆盘的一个、两个、三个或更多个个别区域可沿轴定位，其中每一区域包含至少两个配件，其可向安置在其间的耐热圆盘施加轴向压缩力。

应了解，文献中存在各种拉辊配置，且适用于制造平板玻璃。举例而言，美国专利第6,896,646号描述由厚纸板材料生产拉辊的方法。本发明不限于特定的拉辊构造或配置，且所属领域的技术人员可容易地选择合适的拉辊构造。

在实施方式中，拉辊组件可包含包括在轴的长度或其一部分上延伸的单个耐热圆盘区域的配置。此种拉辊组件可包括一或多个特别适于接触玻璃薄片的部分，其中所述部分中的耐热圆盘的外周边比周围的耐热圆盘距轴的延伸距离更远。此种构造可减少来从拉辊的颗粒作为“夹杂物”(例如，表面颗粒)沉积在玻璃薄片上的可能性。在全卷结构中，单个耐热圆盘区域包含适于在不同位置(例如，在玻璃带的相对边缘处)接触玻璃带的两个部分。在其他实施方式中，拉辊组件可包含裸轴配置，其中适于例如在相对的边缘部分处接触玻璃带的两个或更多个耐热圆盘区域由轴的不包含圆盘的区域分开。每一个别区域可具有配件以将耐热圆盘紧固在适当位置且向安置在其间的那些耐热圆盘提供轴向压缩力。

在短截线拉辊组件64中，如图3所示，安装至轴的耐热圆盘的单个区域适于接触玻璃薄片的一个边缘部分，且单独的短截线拉辊组件64(包含单独的轴)可用于接触玻璃薄片的相对边缘。即，在短截线辊构造中，一个轴不延伸穿过玻璃带的整个宽度。

用于压缩拉辊的一部分且实现接触表面的特定硬度的轴向压缩力可变化。在各种实施方式中，力的范围可以是约31,376牛顿至约134,467牛顿(N)、约44,822N至约89,644N，或约35,858N至约58,269N。在其他实施方式中，力可小于约31,376N或大于约134,467N。轴向压缩力应足以在加热时使至少一部分耐热烧制圆盘熔合在一起。

例示性拉辊包含多个耐热平面圆盘(视情况烧制)，其以面对面定向定位在轴上，且被压缩而使得多个圆盘中的每一圆盘的外部边缘形成能够接触玻璃带的拉辊的外表面。多个耐热圆盘中的任何一或多个的特定形状、大小及组成可取决于例如所得拉辊的预期应用及操作条件而变化。拉辊的外表面的至少一部分可经构造以接触玻璃薄片。

任何一或多个耐热圆盘的组成可取决于拉辊的所需性质而变化。在实施方式中，一或多个圆盘可由厚纸板材料形成。在一些实施方式中，一或多个圆盘可包含硅酸盐、粘土、耐火陶瓷纤维或其组合。在一些实施方式中，一或多个圆盘可包含市售的厚纸板材料，例如Nichias SD-115(可购自日本东京的Nichias Corporation)。尽管本文叙述了特定厚纸板材料的某些组分和浓度范围，但此等为例示性的且不旨在限制任何特定厚纸板材料、组分和/或浓度范围。

在一些实施方式中，形成耐热圆盘的至少一部分的厚纸板可包含无石棉、无渣球的耐火组合物，例如美国专利第US7507194B2号中所述的组合物。在各种例示性实施中，此种厚纸板以干重计可包含约5重量％至约30重量％的耐火陶瓷纤维、约1重量％至约10重量％的有机纤维(例如，纤维素)、约10重量％至约40重量％的硅酸镁(例如镁橄榄石)、约5重量％至约32重量％的云母、约10重量％至约35重量％的高岭土、小于约0.5重量％的结晶二氧化硅和少于约0.8重量％的二氧化钛。

用于此种厚纸板材料的陶瓷纤维可包含天然存在的材料和/或由高岭石及二氧化硅制成的人造陶瓷纤维。有用的陶瓷纤维可包含各种纤维等级的纤维，此等等级通过生产方法、渣球(非纤维)含量、润滑等来判定。拥有本发明的所属领域的技术人员可容易地选择合适的陶瓷纤维材料。在一些实施方式中，此种陶瓷纤维可具有至多约5微米的纤维长度、至多约3微米的直径和大于约5:1的纵横比。应注意，此等值为例示性的，且可取决于所得拉辊的所需性质而使用其他纤维。在实施方式中，用于拉辊的陶瓷纤维材料不应在低于约1,760℃的温度下熔化，且当经受高达约1,260℃的连续温度时应保持物理和化学完整性。

如果使用，那么有机纤维可以是适用于厚纸板材料或拉辊应用的任何有机纤维。有机纤维可包含例如纤维素。在一些实施方式中，纤维素可包含未漂白、半漂白或漂白的木浆。在其他实施方式中，厚纸板组合物不包含有机纤维。

如果存在，那么无机粘合剂可包含一或多种无机化合物，包括例如粘土、石膏、飞灰及碱性离子硅酸盐，诸如钠、钾或镁的硅酸盐。举例而言，基于厚纸板组合物的总干重，无机粘合剂可包含约10至约30重量％的高岭土和约10至约40重量％的硅酸镁。

在一些实施方式中，可制备厚纸板组合物的含水浆料，可视情况添加絮凝剂，且通过例如将浆料沉积至具有旋转筛的圆筒上而将所得浆料形成为薄片。

可在形成期间和/或之后压缩厚纸板薄片，以提供均匀或基本均匀的厚度。可例如通过加热去除所形成的厚纸板薄片中的任何残留水分。

可在组装之前烧制耐热圆盘和/或切割出一或多个耐热圆盘的材料以形成拉辊，使得耐热圆盘在曝露于辊操作的温度时基本上不展现组成或尺寸变化。举例而言，耐热圆盘可在烧制步骤中在约650℃至约1,000℃、或约760℃至约1,000℃、或约900℃至约1,000℃的温度下加热，且保持至少两个小时的时段。接着可将耐热圆盘冷却至环境温度，并组装以形成拉辊或如本文所述的模块化组件。模块化组件可以是例如由已至少部分地熔合在一起的被烧制、压缩的耐热圆盘形成的套管，或具有安置在其上的耐热材料的套筒，例如套管。

套管可由多个耐热圆盘，例如由厚纸板材料制备而成，所述厚纸板材料在压缩和加热时可变硬且至少部分地熔合在一起。在输送至使用点之前，套管可被制备和/或构造成所需尺寸，以进一步最小化修理拉辊所需的停机时间和精力。

例如，可通过从一或多片厚纸板材料冲压或切割多个圆盘来制备套管。接着可在足以干燥圆盘的时间和温度下烧制圆盘，并从圆盘去除挥发性和/或可燃组分。圆盘可被烧制，使得在烧制后其在使用期间曝露于与拉辊相关联的温度时基本上不展现重量损失(例如，<1.5重量％)，且因此在操作条件下尺寸稳定。举例而言，可通过在约650℃至约1,000℃、或约760℃至约1,000℃、或约900℃至约1,000℃的温度下加热圆盘来烧制圆盘，并保持在所述温度达至少两小时的时段，接着冷却回至室温，随后组装至轴上以形成套管。

接着可将烧制的圆盘以面对面定向定位至轴上。贯穿本发明，为了便于描述，当圆盘仅被称为“圆盘”时，应理解，在将圆盘组装至轴上以形成拉辊组件的模块化组件之前，其可被烧制或不被烧制。另一方面，“烧制圆盘”具体是指已经加热干燥且去除圆盘中的任何挥发性和/或可燃组分的圆盘，如上所述。在各种实施方式中，用于制备套管的轴可以是拉辊轴或仅用于制备此种套管的模型轴。当轴为拉辊轴时，其可或可不也随后用作稍后用于生产平板玻璃的拉辊组件的拉辊轴。

在实施方式中，轴可被构造而使得经定位的圆盘可以轴向方式压缩。举例而言，在各种实施方式中，轴的至少一端可包含固定轴环或背板，以防止圆盘沿轴的长度移动。在一些实施方式中，轴的至少一端可包含用于紧固、压缩和/或防止多个圆盘沿轴的长度移动的配件。

在一些实施方式中，可去除式轴环、锁定环或用于紧固及压缩多个圆盘的其他配件可定位在轴的相对端处和/或沿着轴的长度的一或多个位置处。举例而言，轴可包含定位在轴的一端上的固定轴环。在此种实施方式中，多个烧制圆盘可沿着轴以面对面定向定位，邻接固定的轴环。在将多个烧制圆盘定位在轴上之后，可移除式轴环可定位在轴的相对端上且被调整以向多个烧制圆盘提供压缩轴向力。

在定位及压缩多个烧制圆盘之后，可视情况将所有或一部分圆盘铣削(例如，切割、研磨、砂磨等)至所需尺寸。举例而言，拉辊组件可被构造而使得拉辊的一部分接触玻璃薄片。因此，压缩烧制圆盘组件的外表面可被铣削或以其他方式设定尺寸以提供所需的轮廓。举例而言，可铣削烧制圆盘，以提供能够适合各种辊形状和/或构造中的任一个的套管。

接着可在足以将多个圆盘熔合在一起的温度和时间下烧制压缩烧制圆盘组件。举例而言，压缩烧制圆盘组件可在至少约925℃的温度下加热至少约24小时的时段，诸如在至少约950℃下加热至少约48小时。举例而言，此种加热步骤可在窑中执行。

用于烧制压缩烧制圆盘组件的特定压缩以及时间和温度条件可变化，且本发明不旨在限于任何特定条件组，只要所述条件足以将压缩烧制圆盘组件熔合在一起以形成套管即可。在一些实施方式中，烧制时间及温度也可足以在拉辊的接触表面的至少一部分上形成富铝红柱石层(拉辊的接触玻璃的表面)。富铝红柱石层可减少和/或消除灰尘产生，且可导致拉辊的接触表面的硬度(例如肖氏D硬度)增大，因此使得所得拉辊更耐受工艺损坏。在一些实施方式中，烧制时间和温度可足以在拉辊的表面的至少一部分上形成方石英层。

在烧制压缩烧制圆盘组件之后，所述组件可作为套管从轴去除。理想情况下，轴及配件(例如轴环)被设计以使得套管在从轴移除时不会损坏。用于制备套管的轴可被设计以使得套管长度可经控制以例如匹配用于将安装套管的特定拉辊轴的所需长度的耐热材料。轴的表面应足够光滑，且无毛刺、焊缝或粗糙区域，以允许去除套管。

在一些实施方式中，压缩烧制圆盘组件可成形为预定的轮廓，例如通过切割、砂磨、锉削、刮削、研磨或任何其他合适的方法或方法的组合，随后烧制以形成套管。在其他实施方式中，套管可在烧制压缩烧制圆盘组件之后成形。在烧制压缩烧制圆盘组件之前及之后，可执行各种其他尺寸设定步骤。举例而言，图4说明烧制之后的多个压缩烧制圆盘，在所述实例中，在烧制之后已执行切割，虚线70指示经去除以产生成形套管72的材料轮廓。

如图4所示，烧制圆盘的套管72可被成形(例如，铣削)，使得套管的外表面包含圆柱形部分74，所述圆柱形部分包括接触表面76和包含倒角部分表面80的倒角部分78。在实施方式中，圆柱形部分74定位于两个倒角部分78之间。因此，接触表面76定位于一对倒角部分表面80之间。接触表面处的套管的外周边与倒角部分表面相比从纵向轴线82延伸更远的距离。倒角部分表面80相对于接触表面76的角度α可在约16至20度的范围内。套管72进一步包含沿着纵向轴线82延伸的孔84，所述纵向轴线是套管的中心且含有旋转轴。

在进一步的实施方式中，且如图5所示，弧形过渡表面86可形成于圆柱形接触表面76与倒角部分表面80之间。每一弧形过渡表面可包含在约1.5cm至约7.6cm范围内的曲率半径，但在其他实施方式中，过渡表面的曲率半径取决于需要可小于1.5cm或大于7.6cm。

套管可根据客户和生产线的特定需求而以各种形状、大小及构造加以制备和分配。可维持此种套管的库存，以便能够快速修理拉辊组件，且因此最小化工艺停机时间。

在一些实施方式中，本发明可提供模块化拉辊，其中模块化组件是包含卷轴和安置在其上的耐热材料的套筒。耐热材料可以是由压缩耐热圆盘组件形成的套管72。耐热材料可形成为压缩圆盘组件。包含压缩圆盘的此种套筒可成形为所需的轮廓。在各种实施方式中，套筒的耐热材料可在组装之前、组装之后和/或在使用时成形。举例而言，可将套筒生产成所需的初步轮廓，并运输至使用点，以便在拉辊轴上进行最终成形和安装。

在实施方式中，可通过从一或多片厚纸板材料切割和/或冲压圆盘来制备套筒。接着可在足以干燥圆盘的时间和温度下烧制圆盘，并去除圆盘中的任何挥发性和/或可燃组分。举例而言，圆盘可被烧制，使得其在使用期间曝露于与拉辊相关联的温度时基本上不展现重量损失(例如，<1.5重量％)，且因此在操作条件下尺寸稳定。举例而言，可在约650℃至约1,000℃、或约760℃至约1,000℃、或约900℃至约1,000℃的温度下加热圆盘，并保持在所述温度达至少两小时的时段，接着冷却回至室温，随后通过将圆盘(例如，套管)安置在卷轴上而组装成套筒。

本发明的卷轴可以是用于拉辊的任何合适的材料和/或设计。在一些实施方式中，卷轴可包含陶瓷材料。在一些实施方式中，卷轴可包含金属。在其他实施方式中，卷轴包含能够耐受在玻璃生产和拉辊使用期间通常产生的温度的材料。在其他实施方式中，卷轴可包含抵抗或基本上抵抗氧化或化学侵蚀的材料。在其他实施方式中，卷轴的热膨胀系数可匹配或基本匹配(选择为等于或基本等于)拉辊轴或耐热圆盘中的至少一个。合适的卷轴可满足前述属性中的任一个或组合。

卷轴可包含适合与拉辊一起使用的任何几何形状。在实施方式中，如图6所示，卷轴88可包含中空管90和凸缘92，和附接至管90的一端的锁定轴环或其他配件，其限制耐热圆盘沿着管90的移动。用于组装套筒和/或将套筒定位在拉辊轴上的配件可如上文关于套管所描述的那些配件。在一些实施方式中，定位在管90上的锁定轴环、凸缘或其他配件可包括与管的中空部分对齐的开口，使得管可至少部分地在拉辊轴上滑动。

接着可将圆盘以面对面定向定位在管90上。被定位的圆盘可用本文所述的任何合适的配件(例如卡环或可去除式轴环)压缩并保持在适当位置。在一些实施方式中，圆盘可用卡环以及用于收纳和定位此种卡环的凹槽保持在适当位置。举例而言，可在管90的圆周中切割出凹槽。在组装和定位圆盘之后，可视情况对组件进行烧制以从耐热材料去除任何残留的水、挥发性和/或可燃组分。

在将圆盘定位在卷轴88上之后，圆盘可沿着管轴向压缩。此种压缩步骤可包含任何合适的技术，例如液压机。在压缩之后，适合于紧固圆盘并维持其压缩的任何装置或构件可定位在卷轴上。举例而言，第二凸缘92可定位在管90上，且卡环可定位在管上的预切凹槽中，以将第二凸缘92紧固在管90上并维持圆盘在卷轴上的压缩。

一旦定位并压缩在卷轴88上，圆盘可视情况成形(例如，铣削)成所需的轮廓。卷轴的锁定轴环或可去除式轴环中的至少一个可视情况包含凸起区域、纹理区域、锥体或其他构件，以防止耐热圆盘围绕管独立旋转。卷轴和圆盘(例如，套管)一起形成套筒94，所述套筒可容易地定位在轴上。或者，替代将个别圆盘定位和压缩在卷轴88上，套管72可定位在卷轴88上。因此，进一步的套筒论述将基于包含卷轴88的拉辊，所述卷轴包括安装在其上的套管72。

在一些实施方式中，包含套管72的套筒可在即将使用之前被烧制并成形为所需尺寸，如关于前述套管所描述。在一些实施方式中，套筒可投入使用，使得套筒在使用期间曝露于的操作温度提供接触表面的所需硬度。举例而言，套管可在套筒的外表面(例如，接触表面)的至少一部分上具有或可形成富铝红柱石层。在其他实施方式中，套管可在筒套的外表面的至少一部分上具有或可形成方石英层。

现在参考图7，将拉辊96(例如，套筒94，或个别地，套管72)安装至拉辊轴98上可包含将拉辊96滑动至拉辊轴98上。轴98或管90的内表面中的任一个可包含匹配的键和键槽，以防止套筒或套管在轴上的独立旋转。接着可使用保持环、锁定轴环或其他配件或装置(图中未示)将套筒保持在轴上并使移动和/或滑动最小化。在一些实施方式中，可在拉辊的两端皆使用配件以将其保持在拉辊轴上的所需轴向位置。在其他实施方式中，螺纹可定位在拉辊轴上，由此螺母可经由螺纹紧固至轴。螺纹应具有足够低的螺距(例如，每英寸的螺纹数)以防止与固定环咬合。

已发现，与用于较厚玻璃带的拉辊组件相比，拉辊组件，特别是用于拉制薄玻璃带(例如厚度等于或小于约0.4毫米，例如等于或小于约0.3mm，诸如等于或小于约0.2毫米，诸如等于或小于约1毫米的玻璃带)的拉辊，的寿命相当小。在某些情况下，此种寿命的减少可能大于60％。此种减小的寿命可导致更频繁的拉辊更换。然而，已进一步发现，薄玻璃带中的许多断裂发生在新拉辊安装的1天内。导致由拉辊引入玻璃带的缺陷的因素可包括玻璃上的接触压力和拉辊的接触表面的粗糙度。

图8及图9所示为用于处理拉辊96(例如，拉辊套筒94)的圆柱形接触表面76的设备100。设备100包含驱动组件102，所述驱动组件包括例如经由减速齿轮组件108耦接至主轴106的驱动电动机104，主轴106被构造以收纳拉辊96。举例而言，主轴106的大小可设计成适配在中空管90内。拉辊96可安装在主轴106上，其中驱动电动机104使主轴106和拉辊96以预定转速旋转。在一些实施方式中，设备100可包括安装在主轴106上的背板110，拉辊96可与所述背板接合。在一些实施方式中，背板110可固定至主轴106，使得当主轴106旋转时背板110与主轴106一起转动，但在其他实施方式中，背板可在主轴106上自由地旋转。压缩板112可接着在主轴106上滑动并通过螺母114或其他合适的紧固装置被推抵拉辊96，由此将拉辊96紧固至主轴106并抵靠背板110。拉辊96可通过驱动电动机104以任何合适的转速(例如在约5转/分钟至约50转/分钟(RPM)的范围内、例如在约10RPM至约40RPM的范围内、约15RPM至约35RPM、例如在约20RPM至约30RPM的范围内的转速)绕旋转轴旋转。

设备100进一步包含挤压装置116，所述挤压装置包含至少一个挤压滚筒118，所述挤压滚筒经构造以沿着垂直于接触表面76的线119以预定力F压抵接触表面76。如本文所用，“挤压”通常是指对表面的反复按压，更具体地说，是指当挤压滚筒在拉辊的接触表面上滚动时，通过辊以预定力按压拉辊的表面。挤压滚筒118可以可旋转方式安装在框架120中，所述框架定位成使得当拉辊96被驱动组件102旋转时，挤压滚筒118可以预定力被推抵(接合)接触表面76。挤压滚筒118可由陶瓷材料(例如氧化铝)形成。然而，在其他实施方式中，挤压滚筒118可以是金属滚筒，例如不锈钢滚筒。在其他实施方式中，挤压滚筒188可包含不锈钢滚筒，其上涂有陶瓷(例如氧化铝)涂层或层。在设备100的操作期间，当拉辊96旋转时，可以预定力F迫使挤压滚筒118抵靠接触表面76。举例而言，在一些实施方式中，框架120可耦接至弹簧122，所述弹簧在朝向拉辊96的方向上推动框架120和挤压滚筒118。替代地或另外，气动或液压缸(图中未示)可用来供应预定力F。在一些实施方式中，预定力F可在约10N至约100N的范围内，例如在约15N至约100N的范围内，诸如在约20N至100N的范围内，在约30N至约100N的范围内，在约40N至约100N的范围内，在约50N至约100N的范围内，在约60N至约100N的范围内，在约70N至约100N的范围内，在约80N至约100N的范围内，或在约90N至约100N的范围内，包括其间的所有范围及子范围。

图10说明可与驱动组件102结合使用的挤压装置216的另一实施方式，挤压装置216包含框架220，所述框架被构造以将多个挤压滚筒218压抵拉辊96的接触表面76。

举例而言，挤压滚筒218可以可旋转方式安装在框架220中，且定位成使得当拉辊96通过驱动组件102而绕旋转轴旋转时，挤压滚筒218可被推抵(接合)拉辊96的接触表面76。如在先前实施方式中，挤压滚筒218可由陶瓷材料(例如氧化铝)形成。然而，在其他实施方式中，挤压滚筒218可以是金属滚筒，例如不锈钢滚筒。在其他实施方式中，挤压滚筒218可以是具有陶瓷(例如氧化铝)层或涂层的不锈钢滚筒。在一些实施方式中，框架220可耦接至弹簧222，所述弹簧以预定力F1向前推动框架220，使得当拉辊96旋转时，挤压滚筒218以预定力F被迫抵靠接触表面76，其中预定力F为通过挤压滚筒218沿着垂直于接触表面76的线施加至接触表面76的力。替代地或另外，可使用气动或液压缸(图中未示)来施加力F1。在一些实施方式中，预定力F可在约10N至约100N的范围内，例如在约15N至约100N的范围内，诸如在约20N至100N的范围内，在约30N至约100N的范围内，在约40N至约100N的范围内，在约50N至约100N的范围内，在约60N至约100N的范围内，在约70N至约100N的范围内，在约80N至约100N的范围内或在约90N至约100N的范围内，包括其间的所有范围及子范围。

应显而易见，可将任何数目的挤压滚筒推抵拉辊96的接触表面，且本发明不限于所说明的挤压滚筒的数目。

图11说明用于烧结拉辊的三组数据，包括由曲线300(正方形)及302(三角形)表示的两个线图，及5个不同的挤压时间的条形图：无挤压(0分钟)、挤压5分钟、挤压10分钟、挤压15分钟，及挤压60分钟。拉辊包含圆形过渡表面，其具有约1.5cm的曲率半径，定位于接触表面与倒角部分表面之间。图11中的所有挤压皆用如图10所示的挤压装置的设备执行，其中总力F1为98N(且其中由每一挤压滚筒施加在拉辊上的个别垂直力为86.4N)，且拉辊96以24RPM的速度旋转。曲线300描绘使用肖氏压头测量的接触表面72的硬度变化(相对于左垂直轴绘制)。数据展示，在挤压60分钟后拉辊接触表面的硬度略有增大，从而指示几乎稳定的硬度，但小的增大表明较长挤压时间可提供较大的硬度增益。另一方面，由曲线302表示的平均表面粗糙度展示显著下降，其中平均表面粗糙度Ra从无挤压的约225μm减小至挤压60分钟后的约1μm。Ra表示根据评估长度内的绕中心线的偏差判定的筛选后的粗糙度轮廓的算术平均值。使用Mitutoyo Surftest SJ-301表面粗糙度测试仪测量平均粗糙度。数据进一步指示，超过约10分钟的挤压产生了较小的改进，此表明尽管通过挤压超过10分钟可获得平均粗糙度的额外改进(例如，约2倍)，但如果考虑时间，那么可接受的益处可在较短的时间段(例如小于约10分钟的挤压间隔，且在一些实施方式中，小于约5分钟的挤压间隔)内获得。应注意，前述结果是基于进行测试的条件而预测，且可能在不同条件下获得结果的变化。

在实施方式中，当拉辊旋转时，可在接触表面的周向距离上推动一个或多个挤压滚筒抵靠接触表面76，所述周向距离等于或大于接触表面的一个周长。在一些实施方式中，挤压滚筒在接触表面上行进的周向距离可以是至少5000cm。然而，应注意，应将挤压滚筒施加在拉辊接触表面上的周向距离至少取决于拉辊的材料、拉辊接触表面的大小(例如，直径)，和通过挤压滚筒施加在拉辊接触表面上的预定力F。因此，在一些实施方式中，最小周向距离可小于5000cm，而在其他实施方式中，最小周向距离可大于5,000cm，例如等于或大于8,000cm、等于或大于10,000cm、或等于或大于15,000cm、等于或大于20,000cm、等于或大于40,000cm或甚至等于或大于60,000cm，例如在约5,000cm至约100,000cm的范围内，包括其间的所有范围及子范围。举例而言，施加在拉辊接触表面上的周长为44cm、以24RPM的速度旋转60分钟的挤压滚筒将行进大于63,000cm(约63,360cm)的周向距离。

图11的条形图描绘基于环上环测试的玻璃样本的破裂应力。测试如下执行。制备尺寸为2.5cm×2.5cm的

Eagle

玻璃样本，并用49牛顿的力保持在旋转的拉辊上达0.2秒的时段。接着根据ASTM C1499-09使用环上环测量来测试样本的破裂强度。数据展示，当曝露于未经挤压的拉辊的样本与被挤压5分钟(120.2MPa与约210MPa)的相同拉辊相比时，破裂强度几乎增大200％，此后的挤压时间仅有小的变化。总体而言，来自图11的数据展示，挤压改进了耐火材料拉辊的平均表面粗糙度，由此减少了可能损坏玻璃的尖锐表面突起的出现，且进一步增大由拉辊接触表面接触的玻璃表面的强度。图12说明挤压之前的拉辊(a)和挤压之后的拉辊(b)的两张照片，突出显示从接触表面与邻接的倒角部分表面之间的较为线性的界面明显看出的增大的表面均匀性。

图13描绘条形图，其展示强度测试的结果，所述强度测试的结果由施加在如下拉辊上的玻璃样本的平均破裂应力表示：如图11的测试中的无挤压(未经处理，无弧形过渡表面)的拉辊、无挤压(且无弧形过渡表面)且在垂直于拉制方向60的水平方向上具有模拟的张角α(即，其中拉辊的旋转轴与玻璃样本的平面成5度角)的拉辊、已挤压60分钟且包括相对于玻璃样本表面的5度张角α的拉辊(包括曲率半径为1.5cm的弧形过渡表面，其定位于拉辊的接触表面与倒角部分表面之间)，以及包括定位于拉辊的接触表面与倒角部分表面的间的弧形过渡表面(包含1.5cm的曲率半径)的拉辊。图14A作为实例描绘一对拉辊组件64在其间夹紧玻璃带的俯视图，拉辊组件展现张开。应清楚，张开可使拉辊96的边缘(例如，过渡表面86)直接承载在玻璃表面上。接触区域(在图14A中标记为区域“A”)的特写图在图14B中展示。弧形过渡表面的使用避免了接触表面76与倒角部分表面80之间的尖锐界面，尖锐界面可能导致损坏玻璃带58的风险增大。在无弧形过渡表面的情况下，即，如果接触表面与倒角表面之间的界面为尖锐边缘(见例如图15A)，那么可能招致玻璃的损坏，特别是如果平均表面粗糙度大，例如大于约9μm。接触区域(在图15A中标记为区域“B”)的特写图在图15B中展示。

用于产生图13的数据的测试设置与用于产生图11的数据的测试设置相同。拉辊具有13.2cm直径的接触表面，且在挤压期间以24RPM的速率旋转。在挤压期间施加至框架(包含两个挤压滚筒)的力F1为98N。在挤压之后，将玻璃样本以49N的力保持抵靠拉辊(仍然以24RPM的速率旋转)0.2秒。随后使用环上环测试程序测试玻璃样本。

来自图13的数据展示，在无弧形过渡表面(例如，圆形边缘)的情况下，5度张开(其中玻璃样本曝露于接触表面与倒角部分表面之间的接面处的非圆形边缘)导致破裂应力的下降(玻璃强度下降)。

对于所属领域的技术人员将显而易见，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明的实施方式进行各种修改和变化。举例而言，尽管已经在中心线厚度等于或小于0.4mm的玻璃带的背景下论述了本文所述的方法，但应显而易见，本文所述的益处可适用于具有更大厚度(例如，在大于0.4mm至等于或小于0.5mm的范围内，在大于0.4mm至等于或小于0.6mm的范围内，在大于0.4mm至等于或小于0.7mm的范围内，在大于0.4mm至等于或小于0.8mm的范围内，或甚至更大，诸如在大于0.4mm至至少2mm的范围内)的玻璃带。因此，本发明旨在涵盖此等修改和变化，只要其落入所附权利要求书及其等效物的范围内。

Claims (36)

1.一种处理用于玻璃制造工艺的拉辊的方法，包含：

使所述拉辊绕旋转轴旋转；和

在所述旋转期间，以预定力F使所述拉辊的接触表面与挤压滚筒接触。

2.如权利要求1所述的方法，其中在所述接触期间由所述挤压滚筒在所述接触表面上行进的周向距离等于或大于所述接触表面的周长。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述挤压滚筒在所述接触表面上行进的所述周向距离等于或大于约5,000cm。

4.如权利要求2或权利要求3所述的方法，其中所述挤压滚筒在所述接触表面上行进的所述周向距离在从约5,000cm至约70,000cm的范围内。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述接触表面通过过渡表面接合至所述拉辊的倒角表面，所述过渡表面包含在约1.5cm至约7.6cm的范围内的曲率半径。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述预定力F在从约13N至约147N的范围内。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述预定力F在从约49N至约118N的范围内。

8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中在所述接触之后，所述接触表面的平均表面粗糙度Ra等于或小于2μm。

9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述挤压滚筒包含氧化铝。

10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述挤压滚筒的直径小于所述接触表面的直径。

11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，进一步包含在接触之后将所述拉辊安装至拉辊组件的轴。

12.如权利要求11所述的方法，进一步包含在安装之后用所述拉辊组件拉制玻璃带。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述玻璃带在所述玻璃带的中心线处的厚度等于或小于约0.7mm。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述厚度等于或小于约0.4mm。

15.如权利要求1至14中任一项所述的方法，其中所述接触包含使所述拉辊的所述接触表面与多个挤压滚筒接触。

16.一种处理用于玻璃制造工艺的拉辊的方法，其包含：

使所述拉辊绕旋转轴旋转；和

在所述旋转期间，以预定力F使所述拉辊的接触表面与挤压滚筒接触，所述预定力在约13N至约147N的范围内。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述预定力F在约49N至约118N的范围内。

18.如权利要求16所述的方法，其中所述预定力F在约78N至约118N的范围内。

19.如权利要求16至18中任一项所述的方法，其中所述接触进行大于0分钟但等于或小于约60分钟的时间。

20.如权利要求16至19中任一项所述的方法，其中所述接触进行等于或大于约5分钟但等于或小于约15分钟的时间。

21.如权利要求16至20中任一项所述的方法，其中所述接触包含使所述接触表面与多个挤压滚筒接触。

22.如权利要求16所述的方法，其中在所述接触之后，所述接触表面的平均表面粗糙度Ra等于或小于约2μm。

23.如权利要求16所述的方法，其中在所述接触之后，所述接触表面的平均表面粗糙度Ra等于或小于约1μm。

24.如权利要求16至23中任一项所述的方法，其中所述接触表面通过过渡表面接合至所述拉辊的倒角表面，所述过渡表面包含在约1.5cm至约7.6cm的范围内的曲率半径。

25.如权利要求16至24中任一项所述的方法，进一步包含在所述接触之后将所述拉辊安装至拉辊组件的轴。

26.如权利要求25所述的方法，进一步包含在安装之后用所述拉辊组件拉制玻璃带。

27.如权利要求26所述的方法，其中所述玻璃带在所述玻璃带的中心线处的厚度等于或小于约0.7mm。

28.如权利要求27所述的方法，其中所述厚度等于或小于约0.4mm。

29.一种处理用于玻璃制造工艺的拉辊的方法，包含：

以面对面关系定位厚纸板材料的多个烧制圆盘；

轴向压缩所述多个烧制圆盘；

烧制轴向压缩的所述多个烧制圆盘以将所述多个烧制圆盘的至少一部分熔合在一起以形成拉辊；

将所述拉辊的外表面铣削成预定轮廓，所述预定轮廓包含包括圆柱形接触表面的圆柱形部分和包含倒角部分表面的倒角部分，其中定位于所述圆柱形接触表面与所述倒角部分表面之间的过渡表面包含在约1.5cm至约7.6cm的范围内的曲率半径。

30.如权利要求29所述的方法，进一步包含：

使所述拉辊绕旋转轴旋转；以及

在所述旋转期间，以预定力F使所述拉辊的接触表面与挤压滚筒接触。

31.如权利要求30所述的方法，其中所述预定力F在约13N至约147N的范围内。

32.如权利要求30或权利要求31所述的方法，其中在所述接触期间由所述挤压滚筒在所述接触表面上行进的周向距离等于或大于所述接触表面的周长。

33.如权利要求30或权利要求31所述的方法，其中在所述接触期间由所述挤压滚筒在所述接触表面上行进的周向距离大于5000cm。

34.如权利要求29至33中任一项所述的方法，进一步包含在接触之后将所述拉辊安装至拉辊组件的轴。

35.如权利要求34所述的方法，进一步包含在安装之后用所述拉辊组件拉制玻璃带。

36.如权利要求35所述的方法，其中所述玻璃带在所述玻璃带的中心线处的厚度等于或小于约0.4mm。

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