CN115551813A - 制造低液相粘度玻璃片的方法 - Google Patents

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尼尔斯·保罗·弗内尔
艾伦·马克·弗雷德霍尔姆
郭晓菊
肖恩·瑞切尔·马克汉姆
威廉·安东尼·惠顿
帕斯卡·弗杜尔梅
张锐
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Abstract

公开自液相粘度小于5kP的熔融玻璃形成玻璃片的各种方法及设备。亦公开一种辊筒，所述辊筒用以接收并冷却液相粘度小于5kP的玻璃的连续地馈送到所述辊筒的外表面上的条带，其中辊筒被组态以维持在预定温度下并且可以预定速度旋转，以使得玻璃条带接触辊筒达设定的持续时间，并且在设定的持续时间结束时滚离辊筒。

Description

制造低液相粘度玻璃片的方法
技术领域
本申请案请求2020年4月29日申请的美国临时申请案第63/017257号的优先权益，本文依赖于所述美国临时申请案的内容并且所述美国临时申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。本公开内容涉及制造低液相粘度玻璃片的方法。
背景技术
为了满足现代消费性电子装置(诸如，智能手机及平板)的显示器覆盖玻璃对改善稳健性的日益增长的需求，玻璃制造商正研发具有较高断裂韧性及较深应力曲线图的玻璃。通过使用锂含量较高的玻璃成分，此领域中的一些推进已成为可能。然而，此类玻璃配方的一个缺点在于液相粘度大幅降低(通常小于5kP)，所述大幅降低的液相粘度通常与玻璃形成工艺不相容。因此，存在对可适应较低液相粘度的改善的玻璃形成工艺的需求。
发明内容
提供一种用于自熔融玻璃形成玻璃片的方法。方法包含：形成液相粘度小于5kP的玻璃的玻璃条带；以及使玻璃条带在包含在漂浮槽中的熔融金属浴的表面上流动，所述熔融金属浴具有限定在第一端与第二端之间并且不大于500cm的长度，其中玻璃条带在流动方向上自第一端流过漂浮槽的长度到第二端，以使得玻璃条带在第二端处达到其均衡厚度，并且玻璃条带在第二端处的粘度为至少100kP。
亦提供另一种自熔融玻璃形成玻璃片的方法。方法包含：自液相粘度小于5kP的熔融玻璃形成玻璃条带；以及将玻璃条带递送到辊筒上，其中辊筒维持在预定温度下并且以预定速度旋转，以使得玻璃条带接触辊筒达设定的持续时间，并且在设定的持续时间结束时滚离辊筒，藉此玻璃条带滚离辊筒的部分具有至少100kP的粘度。
在另一方面中，公开一种自熔融玻璃形成玻璃片的设备的实施方式。设备包含：辊筒，所述辊筒用以接收并冷却连续地馈送到辊筒的外表面上的液相粘度小于5kP的玻璃条带；以及玻璃条带递送装置，所述玻璃条带递送装置被组态以用于将玻璃条带连续地递送到辊筒。辊筒被组态以维持在预定温度下并且可以预定速度旋转，以使得玻璃条带接触辊筒达设定的持续时间，并且在设定的持续时间结束时滚离辊筒，藉此玻璃条带滚离辊筒的部分将获得至少100kP的粘度。
亦公开自液相粘度小于5kP的熔融玻璃形成玻璃片的设备的另一实施方式。设备包含：一对辊筒，所述对辊筒用于接收并冷却连续地馈送到所述对辊筒上、两个辊筒之间的外表面上的玻璃条带；以及玻璃条带递送装置，所述玻璃条带递送装置被组态以用于将玻璃条带连续地递送到所述对辊筒。两个辊筒维持在预定温度下并且以预定速度旋转，以使得玻璃条带接触两个辊筒达设定的持续时间，并且在设定的持续时间结束时滚离两个辊筒，藉此玻璃条带滚离两个辊筒的部分具有至少100kP的粘度。
附图说明
仅出于例示的目的提供这些附图，应当理解，本文所公开及论述的实施方式并不限于所示的布置及手段。附图为示意性的，并且并未按比例绘制。附图并非意欲展示尺寸或实际比例。
图1为根据本公开案的用于低液相粘度玻璃的混合漂浮浴槽及下拉工艺的总工艺布局的例示。
图2为图1所示的工艺布局的俯视图的例示。
图3为本公开案的熔融锡浴槽及提离到下拉工艺的例示。
图4为水平递送玻璃条带提取方法的实例的例示。
图5为竖直递送玻璃条带提取方法的实例的例示。
图5A至图5D为竖直玻璃条带分配器的一些实例的例示。
图6A为带有拉制的单侧冷却辊子的例示。
图6B为带有拉制的双侧冷却辊子的例示。
图7A为用于冷却辊子的内部冷却配置的例示。
图7B及图7C为可用于冷却辊子的内部冷却的喷水嘴的例示。
图7D为展示本公开案的冷却辊子的横截面视图的例示。
图8为根据实施方式的自熔融低液相粘度玻璃形成玻璃片的方法的流程图。
图9为根据另一实施方式的自熔融低液相粘度玻璃形成玻璃片的方法的流程图。
尽管本描述可包括特定实例，这些不应解释为对范畴的限制，而是作为可特定于特定实施方式的特征的描述。
具体实施方式
下文参照附图描述改善的玻璃形成工艺的各种实施方式，其中类似元件已给定类似附图标识以有助于理解。
亦应当理解，除非另作说明，否则诸如“顶部”、“底部”、“向外”、“向内”及类似者的术语为简便表达，并且不应解释为限制性术语。另外，每当一群组被描述为包含一组要素中的至少一者及其组合时，所述群组可包含任何数目的那些所列举要素、基本上由那些要素组成或由那些要素组成，那些要素是单独的或彼此组合的。
类似地，每当一群组被描述为由一组要素中的至少一者或其组合组成时，所述群组可由任何数目的那些所列举要素组成，那些要素是单独的或彼此组合的。除非另作说明，否则值的范围在被陈述时包括所述范围的上限及下限。除非另作说明，否则如本文所使用，不定冠词“一(a/an)”及对应定冠词“所述(the)”意谓“至少一个”或“一或多个”。
如本文所使用，术语“液相粘度”意指玻璃成分在液相温度下的剪切粘度。液相粘度是根据ASTM C829标准、梯度船法(gradient boat method)测量。
如本文所使用，术语“液相温度”意指玻璃成分中发生去玻时的最高温度。液相温度是根据ASTM C829标准、梯度船法测量。
那些所属领域的技术人员将认识到，可对所描述的实施方式进行许多改变，同时仍获得本公开案的有益结果。亦将显而易见，本公开案的期望益处中的一些可通过选择所描述的特征中的一些而并不使用其他特征来获得。因此，那些所属领域的技术人员将认识到，许多修改及调适为可能的，并且甚至可在特定情形中为期望的并且是本公开案的部分。因此，以下描述提供为本公开案的原理的例示，但是并非限制本公开案的原理。
本文公开用于自具有低液相粘度的玻璃配方形成玻璃片的新颖方法及系统的各种实施方式。如本文所使用，低液相粘度意谓小于5kP。在一个实施方式中，作为一种自低液相粘度玻璃成分制造高质量覆盖玻璃的方法，工艺将熔融低液相粘度玻璃自修改的漂浮浴槽递送到下拉工艺。
在其他实施方式中，熔融低液相粘度玻璃以均匀的条带厚度通过水平递送系统或竖直递送系统递送到新颖的快速冷却机制(有效冷却式辊筒或一对有效冷却式辊筒)，以便形成可工作粘度为至少100kP、优选地约200kP，并且至多1MP的玻璃条带。
在修改的漂浮浴槽及下拉工艺系统中，用于延展熔融玻璃并将其形成为厚度均匀的条带的熔融锡浴具有不大于500cm的长度，所述长度实质上比习知漂浮玻璃工艺短，在所述习知漂浮玻璃工艺中，漂浮浴槽为数十米并且至多60米长。混合的漂浮浴槽及下拉工艺系统亦包含用以将具有低液相粘度(小于5kP)的玻璃条带自熔融锡浴槽的水平表面转变到下拉机器的馈送部分中的竖直定向的设备，以使得条带可经拉制为低于7mm厚度的期望厚度，并且视产品厚度及应用而定将条带切割为个别片或卷绕在辊子上。此工艺与典型漂浮工艺的不同之处在于，最小化玻璃递送系统及条带的自由表面(暴露到空气的玻璃表面)，因此最小化玻璃条带递送系统中的潜在玻璃挥发效应(玻璃成分的组分通过汽化流失)。最小化玻璃递送系统及条带的自由表面亦引入相比具有闸板的典型通道的替代流动控制方法，并且可最小化顶部条纹类型的缺陷。闸板为在漂浮工艺中使用的耐火阻挡，以便调节自炉膛到熔融金属浴的玻璃流动。闸板通常自顶部插入，并且可通过调整其下垂高度而控制流动。
将不长于500cm的漂浮浴用于玻璃延展缩短玻璃条带与熔融锡浴的接触时间，并且减少穿过玻璃条带接触熔融锡的底表面到玻璃条带中的锡扩散。此工艺被组态以使得玻璃条带的粘性到弹性转变点位于工艺的竖直拉制部分。玻璃自均衡液体状态转变到超冷却状态(固体)，并且其机械性态可通过粘性到粘弹性来描述。机械属性中的大多数视粘性与弹性状态之间的转变历史而定。为了形成平坦的薄玻璃片，玻璃的粘性到弹性转变需要谨慎控制，以使得残留应力及翘曲最小化。通过将粘性到弹性转变点移动到竖直拉制部分，在习知漂浮或专业漂浮管在线观察到的微皱褶及表面波纹的效应可得以减弱。
另外，具有漂浮浴槽将玻璃条带在工艺早期转向竖直定向。此举降低出现表面凝结滴液缺陷的可能性，同时实现漂浮浴槽工艺中的升高温度，以便实现较低液相粘度成分的递送。漂浮浴槽温度需要高于低液相粘度成分的液相温度，以避免在漂浮浴槽中生成去玻作用。
图1例示根据本公开案的实施方式的用于自低液相粘度玻璃形成玻璃片的漂浮浴槽及下拉工艺100的实例的总工艺布局。玻璃制造设备100包含漂浮槽160、下拉(拉伸及冷却)工艺180，以及各种下游工艺台120(例如，检查、卷边移除、横切，以及包装，等等)。漂浮槽160固持熔融金属浴162，诸如，熔融锡或类似物。熔融金属浴的长度LM并不很长，以使得低液相粘度玻璃条带并未延展为很薄。优选地，LM可介于自200cm至1000cm长的范围内。更优选地，LM为500cm(±10cm)。漂浮槽160在其入口处接收流动的熔融低液相粘度玻璃300，并且在其出口端165处输出玻璃条带310。
下拉工艺180利用一系列辊筒182及温度控制件181将玻璃条带310拉伸并冷却为期望尺寸。下拉工艺中的温度控制件181提供玻璃自熔融状态转变到固体状态时的受控冷却。此工艺被谨慎控制。温度控制件181可包含加热机制来控制冷却速率。下拉工艺180的温度受控区亦可包含退火及牵引区，以便减轻固化玻璃条带中的内部应力。然后，各种下游工艺台120视需要执行诸如检查、卷边移除、横切，以及包装的工艺。任选地，在下拉工艺180与下游工艺台120之间，可设置缓冲区190。缓冲区190可在下拉工艺180与下游工艺台120之间提供工艺隔离。在缓冲区190内，玻璃条带310可呈悬链形式，亦即，自由悬挂回路(loop)。视缓冲区190中施加在玻璃条带310上的牵引力及重力的量而定，悬链形状可自我调整。
低液相粘度玻璃的玻璃条带310是通过以受控方式使熔融低液相粘度玻璃300流动到漂浮槽160中并且到熔融金属浴162的表面上而形成。当低液相粘度玻璃条带310在熔融金属浴162的表面上朝向漂浮槽160的出口端165流过熔融金属浴162的长度LM时，低液相粘度玻璃条带310变薄，并且亦延展为较宽。玻璃条带310在熔融金属浴162的表面上移动的速度经控制以使得在玻璃条带达到熔融金属浴162的出口端165时玻璃条带达到其均衡厚度(亦即，达到期望宽度及期望粘度的点)。如上文所提及，熔融金属浴162的长度LM不长于5米，因为与具有较高液相粘度的习知漂浮玻璃成分相比，低液相粘度玻璃达到均衡厚度较快。另外，通过限制熔融金属浴162的长度LM，形成不当去玻作用的机会得以最小化。
在一些实施方式中，多个顶部边缘表面辊筒170可经设置以确保低液相粘度玻璃条带310快速地达到其均衡厚度时延展为期望宽度。当玻璃条带310位于熔融金属浴162的表面上时，多个顶部边缘表面辊筒170接触玻璃条带的上表面，并且顶部边缘表面辊筒在相对于玻璃条带310的流动方向的侧向方向上向外拉制玻璃条带310。
参照图2，图为玻璃片制造设备100的俯视图，其中两个位置A及B标示熔融金属浴162的整个长度LM。在呈玻璃条带310形式的熔融低液相粘度(小于5kP)玻璃进入熔融金属浴162的位置A，玻璃条带的粘度在厚度为约22mm的情况下可小于10kP。在靠近出口端165的位置B，玻璃已延展并冷却到在厚度为约7mm的情况下液相粘度为至少100kP并且可至多1MP的点。在此粘度范围中，玻璃条带可通过已知机制自熔融金属浴162提升，并且转向为竖直下拉工艺。在一些实施方式中，玻璃片制造设备100能够处置液相粘度小于1kP的玻璃配方的条带310。
图3展示本公开案的熔融金属浴162以及将玻璃条带310提离到下拉工艺180以供进一步处理玻璃条带310的组态。如上文所提及，多个顶部边缘表面辊筒170设置在沿熔融金属浴162的长度LM的各个点处，并且接触玻璃条带310的顶表面以确保玻璃在达到均衡厚度时延展到期望宽度。在熔融金属浴162的末端，玻璃条带310已达到约7mm的均衡厚度，然而仍处于液相粘度为至少100kP、至多1MP的粘性状态，此低液相粘度玻璃的所得条带并不适用于水平下游工艺。需要将处于粘性状态的玻璃提离熔融金属浴，然后导向到竖直下拉处理。优选地，此提离在并不产生表面损坏的情况下完成。此提升可通过浸没在熔融锡浴槽162中的提离辊筒175来实现。在提离之后，玻璃条带310转向为竖直的，以供下拉工艺180。此转向可通过全宽非接触转向装置177来实现。非接触转向装置的实例为本发明所属领域中众所周知的气承(air bearing)辊筒。非接触转向装置177与玻璃速度控制装置179协同操作。玻璃速度控制装置179并不致使玻璃条带310的任何表面损坏。玻璃速度控制装置179的实例可为仅挤压并驱动玻璃条带的边缘的一组边缘辊筒。提离辊筒175与非接触转向装置177之间的区域为热受控区140，热受控区140将玻璃条带310保持在适当温度，以便当玻璃处于粘性状态时将其粘度维持在100kP、至多1MP或更高之间。在下拉工艺区180中，一系列辊筒182牵引玻璃条带310并将其拉伸为条带冷却时的期望尺寸。在此实施方式中，粘性到弹性转变靠近图3中的辊筒182的下拉工艺区中发生。
参照图8中的流程图500，提供一种使用熔融金属浴162来自熔融玻璃形成玻璃片的方法。方法包含：形成液相粘度小于5kP的玻璃条带(参见方块510)；以及使玻璃条带在熔融金属浴162的表面上流动(参见方块520)，熔融金属浴162具有限定在第一端A与第二端B之间且不大于500cm的长度，其中玻璃条带在流动方向上自第一端流过漂浮槽的长度到第二端，以使得玻璃条带在第二端处达到其均衡厚度，并且玻璃条带在第二端处的粘度为至少100kP、优选地约200kP，并且至多1MP。
图4为根据一些实施方式的利用水平递送玻璃条带提取方法的低液相粘度(小于5kP)玻璃的玻璃片形成设备200的实例的例示。在此实施方式中，在标准的熔融及净化台210上制备低液相粘度玻璃。然后，将熔融玻璃条带通过水平递送系统220递送到冷却辊筒250。冷却辊筒250自玻璃条带吸收热量，并且冷却玻璃条带。水平递送系统220可包含熔融玻璃分配器222，熔融玻璃分配器222将低粘度玻璃的条带310分配到倾斜板225上，倾斜板225将玻璃条带310水平地递送到冷却辊筒250。
水平递送系统220的熔融玻璃分配器222可为已知的熔融玻璃递送方法中的一者。此类熔融玻璃递送组态在本领域中众所周知。此类水平递送熔融玻璃分配器的一些实例为鱼尾件，以及具有侧面狭槽的铂(Platinum,Pt)管，以及其他熟知装置。水平递送鱼尾件及具有侧面狭槽的水平递送Pt管类似于图5C(竖直递送鱼尾狭槽94)及图5D(在底部具有延长狭槽的Pt管96)所示的竖直递送系统，但被组态以水平地递送。将熔融玻璃条带300分配到倾斜板225上。
当低液相粘度玻璃的条带300离开熔融玻璃分配器222时，玻璃的粘度小于5kP。当玻璃条带300在倾斜板225上水平地行进并且达到冷却辊筒250时，粘度可为约介于5kP到8kP之间。在一些实施方式中，玻璃片形成设备200能够处置液相粘度小于1kP的玻璃配方的条带300，并且能够使玻璃条带310在达到冷却辊筒250时具有约介于1kP到3kP之间的粘度。因此，在此实施方式中，粘性到弹性转变点位于靠近图4到图5中的辊筒272的下拉工艺区中。辊筒250提供至少两个性能：(1)快速地(数秒内)以受控方式冷却玻璃条带300，以形成可工作粘度介于100kP到1MP之间的玻璃条带310；以及(2)将玻璃条带310定向为竖直定向以供玻璃条带310的后续下拉片形成处理，以便达到期望厚度、表面亮度等等。
冷却辊筒250被组态以快速地在数秒内冷却熔融玻璃300，以便生产期望粘度至少约100kP并且优选地约200kP的玻璃条带310。视成分而定，熔融玻璃的温度通常介于1400℃到1600℃之间。视成分而定，低液相粘度玻璃在期望粘度下的温度约介于850℃到1000℃之间。然而，冷却需要以受控方式进行以便准确地控制玻璃条带310脱离冷却辊筒250时的粘度，同时防止在玻璃条带中形成外表缺陷。若冷却辊筒250的温度维持过低，则玻璃条带310可能会具有外表缺陷，诸如已知为冷硬皱纹的波状表面，或严重的橘皮，或者可能会在玻璃条带310中形成裂缝。为了准确地控制熔融玻璃的冷却，有效冷却式辊筒250可包含加热及冷却能力。
如图4所示，加热器单元255可设置在冷却辊筒250附近，以便视需要加热玻璃条带与冷却辊筒250接触的部分。
为了控制自冷却辊筒250的排热而并不实体地干扰在辊筒250的外表面上滚过的玻璃条带310，在玻璃形成设备200的一些实施方式中，冷却辊筒250可被组态为中空圆柱体，并且将液体冷却剂喷射到中空内部空间中。如下文将更详细地描述，液体冷却剂的递送可被组态以使得液体冷却剂喷射到冷却辊筒的中空内部空间的内壁的期望部分上。
冷却辊筒250的下游可为各种额外辊筒270及272，如图4及图5所示。下游辊筒270可用以控制玻璃条带310的厚度。若必要，可在冷却辊筒250的下游实施再加热及/或表面抛光。亦可实施基于激光的表面抛光及厚度调谐。这些辅助步骤示意性地表示为图4及图5中的260。
图7A为用于将液体冷却剂递送到冷却辊筒250的内部空间的内部冷却配置的实例的例示。冷却辊筒250为中空圆柱体，并且包含具有内部表面253的中空内部空间251。冷却辊筒250在提供通向中空内部空间251的通路的一端处包含开口255。冷却辊筒250的相对端256被组态以啮合用于旋转冷却辊筒的适合驱动机制，此举辅助玻璃条带310的传送。包含一或多个射流喷嘴12的液体冷却剂供应管道10通过开口255定位在中空内部空间251内部。当冷却辊筒250需要经冷却以将其外表面(接触玻璃条带310的表面)维持在期望温度时，启动液体冷却剂的供应源到供应管道10，并且液体冷却剂离开射流喷嘴12并且喷射到冷却辊筒250的内部表面253上。为了避免液体冷却剂在内部空间251的底部积聚并淤塞，可通过气体供应管道20引入气体射流(例如，空气或优选地惰性气体)，以便将液体冷却剂吹离内部空间251。气体供应管道20通过开口255定位在中空内部空间251内部。气体供应管道20的终端22优选地被组态以在开口255的方向上导向气体射流，以便将液体冷却剂吹离内部空间251。或者，除了吹离液体冷却剂，管道20可用以通过抽吸来移除液体冷却剂。液体冷却剂可为水或其他适当液体。优选地，水可经化学地处理以防止腐蚀冷却辊筒250。
参照图7B及图7C，图为射流喷嘴12的示例性结构的详细例示。射流喷嘴12可螺拧到液体冷却剂供应管道10中的螺纹孔中，如图7B所示。或者，射流喷嘴12可设置有阴型螺纹，并且螺拧到液体冷却剂供应管道10中具有阳型螺纹的孔上，如图7C所示。射流喷嘴12包含通道13，通道13朝向液体冷却剂供应管道10的内部开口，从而允许水穿过喷嘴离开。
如图7D中的冷却辊筒250的横截面视图所示，玻璃条带掉落到冷却辊筒250上靠近旋转的冷却辊筒250的顶部位置处。上文所描述的喷离射流喷嘴12的液体冷却剂喷射到冷却辊筒的内壁253上并且提供冷却。在一些实施方式中，射流喷嘴12可以在任何预设方向上并且优选地在选择的方向上导向液体冷却剂的射流的阵列设置，以使得内壁253的期望成角区段可得以选择性地冷却。例如，若有必要仅冷却冷却辊筒250的特定部分，则射流喷嘴可以仅在冷却辊筒250的内壁的所述成角区段部分中导向液体冷却剂的射流的阵列设置。如图7D中所识别，射流喷嘴12可经配置以将液体冷却剂的射流仅导向内壁253在成角区段α内的部分，亦即，冷却辊筒250与热玻璃条带310接触的部分。
通过射流喷嘴12的组态，热量移除速率的范围可通过以下各者来达成：调谐液体冷却剂温度；通过控制液体冷却剂的流动速率来调谐液体冷却剂的递送量；调谐液体冷却剂递送硬件的几何组态，诸如射流喷嘴12的密度(亦即，射流喷嘴的间隔)、射流喷嘴通道13的直径；以及液体冷却剂递送的定时及频率，自连续供应、以各种间隔脉冲式供应等变化到并不供应。此冷却技术提供在玻璃形成工艺中能够应用以冷却其他表面的额外优势。
返回参照图4，玻璃片形成工艺200的下拉片形成工艺部分可包括多个辊子，诸如边缘辊子270(通常为金属)及牵引辊子272(通常为陶瓷)。下拉片形成工艺亦可包括一或多个再加热单元260，以便必要时再加热玻璃条带310。例如，若脱离冷却辊筒250的玻璃条带310对于进一步的适当形成工艺而言过于粘稠，则玻璃条带将需要以受控方式经再加热以降低其粘度，以使其更可弯曲。片形成处理亦可包括额外处理以达成期望的表面属性，诸如，用于玻璃条带厚度调谐及/或表面抛光的基于激光的处理。
图5为根据一些实施方式的利用竖直递送玻璃条带提取方法的低液相粘度玻璃的玻璃片形成设备200'的实例的例示。在此实施方式中，在标准的熔融及净化台210上制备熔融低液相粘度玻璃。然后，将熔融玻璃通过竖直熔融玻璃递送系统220'递送到冷却辊筒250。竖直熔融玻璃递送系统220'可包含竖直玻璃条带分配器222'，竖直玻璃条带分配器222'将熔融玻璃的条带直接递送到有效冷却式辊筒250。
竖直熔融玻璃递送系统220'的竖直玻璃条带分配器222'可为已知的熔融玻璃递送方法中的一者。此类玻璃条带分配器的一些实例为溢流熔合递送装置(参见图5A)、单侧溢流工艺、自半凹槽的单侧溢流工艺92(参见图5B)、竖直鱼尾狭槽94(参见图5C)，或在底部具有延长狭槽的Pt管96(参见图5D)，等等。在每一实例例示中，箭头指示被分配的熔融玻璃的流动方向。
当熔融低粘度玻璃离开玻璃条带分配器222'并且着陆在冷却辊筒250时，玻璃的粘度可为约5kP。粘性到弹性转变点位于靠近图5所示的牵引辊子272的下拉工艺中。如在图4所示的实施方式中，单侧冷却辊筒250提供至少两个性能：(1)快速地(数秒内)以受控方式冷却自玻璃条带分配器222'接收的熔融玻璃，以形成可工作粘度为约100kP并且优选地约200kP的玻璃条带310；以及(2)将玻璃条带310定向为竖直定向以供玻璃条带310的后续下拉片形成处理，以便达到期望厚度。下拉片形成工艺可包括多个辊子，诸如边缘辊子270(通常为金属)及牵引辊子272(通常为陶瓷)。下拉片形成工艺亦可包括一或多个再加热单元260，以便必要时再加热玻璃条带310。例如，若脱离冷却辊筒250的玻璃条带310对于进一步的适当形成工艺而言过于粘稠，则玻璃条带将需要以受控方式经再加热以降低其粘度，以使其更可弯曲。片形成处理亦可包括额外处理以达成期望的表面属性，诸如，用于玻璃条带厚度调谐及/或表面抛光的基于激光的处理。在一些实施方式中，玻璃片形成设备200'能够处置液相粘度小于1kP的玻璃配方的条带，并且能够使玻璃条带在达到冷却辊筒250时具有约介于1kP到3kP之间的粘度。
通过图4的玻璃片形成工艺200，玻璃片形成工艺200'的下拉片形成工艺部分可包括多个辊子，诸如边缘辊子270(通常为金属)及牵引辊子272(通常为陶瓷)。下拉片形成工艺部分亦可包括一或多个再加热单元260，以便在必要时再加热玻璃条带310。例如，若脱离单侧冷却辊筒250的玻璃条带310对于进一步的适当形成工艺而言过于粘稠，则玻璃条带将需要以受控方式经再加热以降低其粘度，以使其更可弯曲。片形成处理亦可包括额外处理以达成期望的表面属性，诸如，用于玻璃条带厚度调谐及/或表面抛光的基于激光的处理。
图6A为具有加热器单元255的冷却辊筒250的另一例示。在一些实施方式中，熔融玻璃300的受控冷却可通过一对冷却辊筒250a、250b来实现，如图6B所示。视低液相粘度玻璃的特定成分及制造产出量要求而定，可能期望使用一对冷却辊筒250a、250b，因为两个辊子可自通过的玻璃条带的两个侧面而不是一个侧面提取热量。冷却辊筒250、250a及250b在图6A及图6B中的箭头所标示的方向上相对于玻璃条带310旋转。因此，在具有一对冷却辊筒250a、250b的情况下，两个辊子在如所标示的相反方向上旋转，以使得玻璃条带在两个辊子之间滚动穿过，如图所示。冷却辊筒在某个方向上并且以某一速度旋转确保在辊筒与接触辊筒的玻璃条带310之间没有相对移动(亦即，没有滑移)。
参照图9中的流程图600，提供一种根据另一实施方式的使用设备200或200’自熔融低液相粘度玻璃形成玻璃片的方法。方法包含：自液相粘度小于5kP的熔融玻璃形成玻璃条带(参见方块610)；以及将玻璃条带递送到冷却辊筒上，其中冷却辊筒维持在预定温度下并且以预定速度旋转，以使得玻璃条带接触冷却辊筒达设定的持续时间，并且在设定的持续时间结束时滚离冷却辊筒，藉此玻璃条带滚离冷却辊筒的部分已获得至少约100kP并且优选地约200kP的粘度(参见方块620)。有效粘度将介于约100kP到1MP的范围内。脱离冷却辊筒的玻璃条带在其厚度范围内具有大的温度梯度，因此本文使用有效粘度来表示其平均粘度。在此类方法中，可将玻璃条带在水平定向(使用玻璃条带分配器222)上或在竖直定向(使用玻璃条带分配器222')上递送到冷却辊筒上。在方法的一些实施方式中，将玻璃条带连续地递送到冷却辊筒上。
那些所属领域的技术人员将了解，本文所描述的示范性实施方式的许多修改在并不偏离本公开案的精神及范畴的情况下可为可行的。因此，描述并非意欲并且不应解释为限于给定的实例，而是应给予附随权利要求书及其等效物提供的完整保护范围。另外，有可能使用本公开案的特征中的一些而并不对应地使用其他特征。因此，示例性或说明性实施方式的前述描述是出于例示本公开案的原理的目的而非限制的目的来提供，并且可包括所述实施方式的修改及置换。
尽管已描述本公开案的优选实施方式，应当理解，所描述的实施方式仅为例示性的，并且本发明的范畴是仅由给予完整等效范围时的附随权利要求书限定，从而那些所属领域的技术人员在阅读后将自然地想到许多变型及修改。

Claims (33)

1.一种用于自熔融玻璃形成玻璃片的方法，包含：
形成液相粘度小于5kP的玻璃的玻璃条带；以及
使所述玻璃条带在包含在漂浮槽中的熔融金属浴的表面上流动，所述熔融金属浴具有限定在第一端与第二端之间并且不大于500cm的长度，其中所述玻璃条带在流动方向上自所述第一端流过所述漂浮槽的所述长度到所述第二端，以使得所述玻璃条带在所述第二端处达到其均衡厚度，并且所述玻璃条带在所述第二端处的所述粘度为至少100kP。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述玻璃的所述液相粘度小于1kP。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包含：使用多个顶部辊筒在相对于所述玻璃条带的所述流动方向的侧向方向上向外拉制所述玻璃条带。
4.如权利要求1所述的方法，进一步包含：
当所述玻璃条带位于所述熔融金属浴的所述表面上时，使所述玻璃条带的上表面与多个顶部辊筒接触；以及
使用所述多个顶部辊筒在相对于所述玻璃条带的所述流动方向的侧向方向上向外拉制所述玻璃条带。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包含：将所述玻璃条带自所述熔融金属浴的所述第二端递送到下拉工艺，所述下拉工艺用以拉伸并冷却所述玻璃条带。
6.一种用于自熔融玻璃形成玻璃片的设备，包含：
辊筒，所述辊筒用以接收并冷却液相粘度小于5kP的玻璃的连续地馈送到所述辊筒的外表面上的玻璃条带；以及
玻璃条带递送装置，所述玻璃条带递送装置被组态以用于将所述玻璃条带连续地递送到所述辊筒；
其中所述辊筒被组态以维持在预定温度下并且可以预定速度旋转，以使得所述玻璃条带接触所述辊筒达设定的持续时间，并且在所述设定的持续时间结束时滚离所述辊筒，藉此所述玻璃条带滚离所述辊筒的部分将获得至少100kP的粘度。
7.如权利要求6所述的设备，其中所述玻璃的所述液相粘度小于1kP。
8.如权利要求6所述的设备，其中所述辊筒具有中空圆柱体结构，所述中空圆柱体结构包含具有内壁的内部空间，并且所述辊筒被组态以将所述液体冷却剂的供应源喷射到所述内壁的至少一部分上。
9.如权利要求7所述的设备，其中所述辊筒包含：
开口，所述开口在所述中空圆柱体结构的提供通向所述内部空间的通路的一端处；
液体冷却剂供应管道，所述液体冷却剂供应管道通过所述开口延伸到所述内部空间中，其中所述液体冷却剂供应管道包含一或多个射流喷嘴，所述一或多个射流喷嘴在所述液体冷却剂的供应源被供应到所述液体冷却剂供应管道时将所述液体冷却剂喷射到所述内壁的一部分上。
10.如权利要求8所述的设备，其中所述射流喷嘴以在默认方向上导向所述液体冷却剂的所述喷射的阵列设置。
11.如权利要求8所述的设备，其中所述射流喷嘴以在默认方向上导向所述液体冷却剂的所述喷射的阵列设置，所述默认方向覆盖所述内壁的期望成角区段。
12.如权利要求6所述的设备，其中所述玻璃条带递送装置被组态以将所述连续地馈送的玻璃条带水平地递送到所述辊筒。
13.如权利要求11所述的设备，其中所述玻璃条带递送装置为鱼尾件或具有侧面狭槽的Pt管。
14.如权利要求6所述的设备，其中所述玻璃条带递送装置被组态以将所述连续地馈送的玻璃条带竖直地递送到所述辊筒。
15.如权利要求13所述的设备，其中所述玻璃条带递送装置为以下各者中的一者：溢流熔合递送装置、单侧溢流工艺、自半凹槽的单侧溢流工艺、竖直鱼尾狭槽，或具有延长狭槽的Pt管。
16.一种用于自熔融玻璃形成玻璃片的方法，包含：
自液相粘度小于5kP的熔融玻璃形成玻璃条带；以及
将所述玻璃条带递送到辊筒上，其中所述辊筒维持在预定温度下并且以预定速度旋转，以使得所述玻璃条带接触所述辊筒达设定的持续时间，并且在所述设定的持续时间结束时滚离所述辊筒，藉此所述玻璃条带滚离所述辊筒的部分具有至少100kP的粘度。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述玻璃的所述液相粘度小于1kP。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述玻璃条带在水平定向上被递送到所述辊筒上。
19.如权利要求16所述的方法，其中所述玻璃条带在竖直定向上被递送到所述辊筒上。
20.如权利要求16所述的方法，其中所述玻璃条带被连续地递送到所述辊筒上。
21.如权利要求18所述的方法，其中所述玻璃条带被连续地递送到所述辊筒上。
22.如权利要求19所述的方法，其中所述玻璃条带被连续地递送到所述辊筒上。
23.如权利要求16所述的方法，进一步包含：将所述玻璃条带自所述辊筒递送到下拉工艺，所述下拉工艺用以拉伸并将所述玻璃条带进一步冷却为期望尺寸。
24.一种用于自熔融玻璃形成玻璃片的设备，包含：
一对辊筒，所述对辊筒用以接收并冷却液相粘度小于5kP的玻璃的连续地馈送到所述对辊筒上、所述两个辊筒之间的外表面上的玻璃条带；以及
玻璃条带递送装置，所述玻璃条带递送装置被组态以用于将所述玻璃条带连续地递送到所述对辊筒；
其中所述两个辊筒维持在预定温度下并且以预定速度旋转，以使得所述玻璃条带接触所述两个辊筒达设定的持续时间，并且在所述设定的持续时间结束时滚离所述两个辊筒，藉此所述玻璃条带滚离所述两个辊筒的部分具有至少100kP的粘度。
25.如权利要求24所述的设备，其中所述玻璃的所述液相粘度小于1kP。
26.如权利要求24所述的设备，其中所述两个辊筒中的每一者具有中空圆柱体结构，所述中空圆柱体结构包含具有内壁的内部空间，并且所述辊筒被组态以将所述液体冷却剂的供应源喷射到所述内壁的至少一部分上。
27.如权利要求24所述的设备，其中所述辊筒中的每一者包含：
开口，所述开口在所述中空圆柱体结构的提供通向所述内部空间的通路的一端处；
液体冷却剂供应管道，所述液体冷却剂供应管道通过所述开口定位在所述内部空间内部，其中所述液体冷却剂供应管道包含一或多个射流喷嘴，所述一或多个射流喷嘴在所述液体冷却剂的供应源被供应到所述液体冷却剂供应管道时将所述液体冷却剂喷射到所述内壁的一部分上。
28.如权利要求27所述的设备，其中所述等射流喷嘴以在默认方向上导向所述液体冷却剂的所述喷射的阵列设置。
29.如权利要求27所述的设备，其中所述射流喷嘴以在默认方向上导向所述液体冷却剂的所述喷射的阵列设置，所述默认方向覆盖所述内壁的期望成角区段。
30.如权利要求24所述的设备，其中所述玻璃条带递送装置被组态以将所述连续地馈送的玻璃条带水平地递送到所述对辊筒。
31.如权利要求30所述的设备，其中所述玻璃条带递送装置为鱼尾件或具有侧面狭槽的Pt管。
32.如权利要求24所述的设备，其中所述玻璃条带递送装置被组态以将所述连续地馈送的玻璃条带竖直地递送到所述对辊筒。
33.如权利要求32所述的设备，其中所述玻璃条带递送装置为以下各者中的一者：溢流熔合递送装置、单侧溢流工艺、自半凹槽的单侧溢流工艺、竖直鱼尾狭槽，或具有延长狭槽的Pt管。
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