CN207130153U - 划线设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及划线设备。划线设备包括：划线元件，第一室(其构造成使得流体流向至少部分围绕划线元件的第一区域)，以及第二室(其构造成使得流体流出至少部分围绕划线元件的第二区域)。当对脆性材料(例如玻璃)的片材进行分离时，划线设备可以实现增强的表面颗粒减少。

Description

划线设备

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119，要求2016年2月22日提交的美国临时申请系列第62/298165号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

技术领域

本实用新型一般地涉及用于对脆性材料(例如玻璃片)进行划线的设备，更具体地，涉及用于对脆性材料进行划线同时使得颗粒对其粘附最小化的设备。

背景技术

随着显示器装置分辨率的增加，用于这些装置的材料表面要求不断质朴。当脆性材料(例如玻璃)用于此类装置作为经由其显示图像的介质时，涉及它们的制造的工艺通常包括从大的片材或带材分离材料片。

例如，在一些制造工艺中，通过如下方式从玻璃带分离玻璃片：首先横跨片材宽度划线出划痕线，之后沿着划痕线弯曲片材，从而有助于从带材分离片材。当通过机械机制(例如划线轮)产生划痕线时，会在划线轮的边缘附近以及沿着玻璃表面上的切割线产生碎玻璃和玻璃碎片。此类碎玻璃和碎片会容易与玻璃片的表面发生粘附，并且可能贯穿后续加工步骤留在表面上，从而对玻璃片的表面质量造成负面影响。此外，在切割过程期间，此类颗粒还会蓄积在划线轮上或阻碍划线轮的转动，从而诱发玻璃切割线的损坏风险或者造成后续分离步骤期间玻璃片的破坏。

之前，已经设计了用于减少切割过程中颗粒与玻璃表面粘附的喷嘴，其具有开放类型的流体注入或吸取装置，其通常固定在单个位置(不可移动)，并且仅施加吹动或真空空气流。一些方法还使用超声装置或喷嘴。但是，此类装置和方法可能无法完全满足对于高效颗粒去除的不断增加的需求。

实用新型内容

划线设备包括：划线元件，第一室(其构造成使得流体流向至少部分围绕划线元件的第一区域)，以及第二室(其构造成使得流体流出至少部分围绕划线元件的第二区域)。

在以下的详细描述中提出了本文所述实施方式的其他特征和优点，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本实用新型而被认识。

应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都是用来提供理解要求保护的本实用新型的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图举例说明了本文的各种实施方式，并与描述一起用来解释其原理和操作。

附图说明

图1是示例性熔合下拉玻璃制造工艺的示意图；

图2是采用划线轮的划线工艺的剖视俯视图；

图3是根据本文实施方式的划线设备的剖视图；以及

图4是采用根据本文实施方式的划线设备的划线工艺的俯视图。

具体实施方式

下面将详细参考本文的优选实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。但是，本文可以以许多不同的方式实施，不应被解读成局限于在此提出的实施方式。

本文中，范围可以表示为从“约”一个具体值和/或到“约”另一个具体值的范围。当表示这样一个范围的时候，另一个实施方式包括从一个特定值和/ 或到另一个特定值。类似地，例如当使用前缀“约”表示数值为近似值时，应理解，具体数值形成另一个方面。还应理解的是，每个范围的端点值在与另一个端点值有关和与另一个端点值无关时，都是有意义的。

本文所用的方向术语，例如上、下、左、右、前、后、顶、底，仅仅是参照绘制的附图而言，并不用来表示绝对的取向。如本文中所用，单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指代形式，除非文中另有明确说明。因此，例如，提到的一种“组件”包括具有两种或更多种这类组件的方面，除非文本中有另外的明确表示。

如图1所示是示例性玻璃制造设备10。在一些例子中，玻璃制造设备10 可以包括玻璃熔炉12，其可以包括熔化容器14。除了熔化容器14之外，玻璃熔炉12可任选地包括一个或多个额外组件，例如加热元件(例如燃烧器或电极)，其对原材料进行加热并将原材料转变成熔融玻璃。在其他例子中，玻璃熔炉12可包括热管理装置(例如，隔热组件)，其降低了来自熔化容器附近的热损耗。在其他例子中，玻璃熔炉12可以包括电子装置和/或电机械装置，其促进了原材料熔化成为玻璃熔体。此外，玻璃熔炉12可以包括支撑结构(例如，支撑底盘、支撑部件等)或者其他组件。

玻璃熔化容器14通常包括难熔材料，例如难熔陶瓷材料，或者包含氧化铝或氧化锆的难熔陶瓷材料。在一些例子中，玻璃熔化容器14可以由难熔陶瓷砖构建成。

在一些例子中，玻璃熔炉可以结合作为玻璃制造设备的组件，来制造玻璃基材，例如连续长度的玻璃带。在一些例子中，本文的玻璃熔炉可以结合作为玻璃制造设备的组件，所述玻璃制造设备包括：狭缝拉制设备、浮法浴设备、下拉设备(例如熔合工艺)、上拉设备、压辊设备、管式拉制设备或者会受益于本文所揭示方面的任意其他玻璃制造设备。例如，图1示意性显示玻璃熔炉 12作为熔合下拉玻璃制造设备10的组件，其用于对玻璃带进行熔合拉制用于后续加工成单个玻璃片。

玻璃制造设备10(例如，熔合下拉设备10)可任选地包括位置相对于玻璃熔化容器14处于上游的上游玻璃制造设备16。在一些例子中，一部分或者整个上游玻璃制造设备16可以结合作为玻璃熔炉12的部件。

如示意性例子所示，上游玻璃制造设备16可以包括储料仓18、原材料传递装置20以及与原材料传递装置相连的电机22。储料仓18可以构造成储存一定量的原材料24，可以将其进料到玻璃熔炉12的熔化容器14中，如箭头26 所示。原材料24通常包含一种或多种形成玻璃的金属氧化物以及一种或多种改性剂。在一些例子中，原材料传递装置20可以由电机22供给动力，从而原材料传递装置20将预定量的原材料从储料仓18传递到熔化容器14。在其他例子中，电机22可以为原材料传递装置20供给动力，从而基于熔化容器14下游传感的熔融玻璃水平，以受控速率引入原材料24。之后，可以对融化容器 14内的原材料24进行加热以形成熔融玻璃28。

玻璃制造设备10还可任选地包括位置相对于玻璃熔炉12下游的下游玻璃制造设备30。在一些例子中，可以将一部分的下游玻璃制造设备30结合作为玻璃熔炉12的部件。在一些情况下，可以将下文所述的第一连接管道32或者下游玻璃制造设备30的其他部分结合作为玻璃熔炉12的部件。下游玻璃制造设备的元件(包括第一连接管道32)可以由贵金属形成。合适的贵金属包括铂族金属，选自：铂、铱、铑、锇、钌和钯，或其合金。例如，玻璃制造设备的下游组件可以由铂-铑合金形成，其包括约70-90重量％的铂以及约10-30重量％的铑。但是，其他合适的金属可以包括钼、钯、铼、钽、钛、钨，及其合金。

下游玻璃制造设备30可以包括第一调节(即加工)容器，例如澄清容器 34，其位于熔化容器14的下游，并且通过上文所述的第一连接管道32的方式与熔化容器14相连。在一些例子中，可以通过第一连接管道32的方式将熔融玻璃28从熔化容器14重力进料到澄清容器34。例如，重力可以引起熔融玻璃 28通过第一连接管道32的内部路径从熔化容器14到澄清容器34。但是，应理解的是，可以将其他调节容器布置在熔化容器14的下游，例如位于熔化容器14和澄清容器34之间。在一些实施方式中，可以在熔化容器和澄清容器之间采用调节容器，其中，对来自第一熔化容器的熔融玻璃进一步加热以继续熔化过程，或者对其冷却至低于熔化容器中的熔融玻璃的温度，之后进入澄清容器。

可以通过各种技术从澄清容器34内的熔融玻璃28去除气泡。例如，原材料24可以包括多价化合物(即澄清剂，例如氧化锡)，其当受热时，发生化学还原反应并释放氧气。其他合适的澄清剂包括但不限于砷、锑、铁和铈。将澄清容器34的温度加热至大于熔化容器温度，从而对熔融玻璃和澄清剂进行加热。经由温度诱发的澄清剂的化学还原所产生的氧气泡上升通过澄清容器内的熔融玻璃，其中，熔炉中产生的熔融玻璃中的气体可以扩散或合并到澄清剂产生的氧气泡中。然后，扩大的气泡可以上升至澄清容器中的熔融玻璃的自由表面，之后从澄清容器排出。氧气泡还可进一步诱发澄清容器中的熔融玻璃的机械混合。

下游玻璃制造设备30还可包括其他调节容器，例如用于对熔融玻璃进行混合的混合容器36。混合容器36可位于澄清容器34的下游。混合容器36可用于提供均匀的玻璃熔体组合物，从而降低化学或热不均匀性缺陷，否则的话其可能存在于离开澄清容器的经澄清的熔融玻璃中。如所示，澄清容器34可以通过第二连接管道38的方式与混合容器36相连。在一些例子中，可以通过第二连接管道38的方式将熔融玻璃28从澄清容器34重力进料到混合容器36。例如，重力可以引起熔融玻璃28通过第二连接管道38的内部路径从澄清容器 34到混合容器36。应注意的是，虽然显示混合容器36位于澄清容器34的下游，但是混合容器36也可位于澄清容器34的上游。在一些实施方式中，下游玻璃制造设备30可以包括多个混合容器，例如，位于澄清容器34上游的混合容器和位于澄清容器34下游的混合容器。这些多个混合容器可以是相同设计，或者它们可以是不同设计。

下游玻璃制造设备30还可包括其他调节容器，例如可位于混合容器36下游的传递容器40。传递容器40可以对待进料到下游成形装置中的熔融玻璃28 进行调节。例如，传递容器40可以作为储料器和/或流动控制器，来调节和/或提供熔融玻璃28的一致流动，通过出口管道44的方式流动到成形体42。如所示，混合容器36可以通过第三连接管道46的方式与传递容器40相连。在一些例子中，可以通过第三连接管道46的方式将熔融玻璃28从混合容器36重力进料到传递容器40。例如，重力可以驱动熔融玻璃28通过第三连接管道46 的内部路径从混合容器36到传递容器40。

下游玻璃制造设备30还可包括成形设备48，其包括上文所述的成形体42 和入口管道50。出口管道44可以放置成将熔融玻璃28从传递容器40传递到成形设备48的入口管道50。例如，在一些例子中，可以将出口管道44套入入口管道50并与入口管道50的内表面在空间上是分开的，从而提供位于出口管道44的外表面与入口管道50的内表面之间的熔融玻璃的自由表面。熔合下拉玻璃制造设备中的成形体42可以包括位于成形体的上表面中的凹槽52，以及以沿着成形体的底边缘56以拉制方向会聚的会聚成形表面54。经由传递容器 40、出口管道44和入口管道50传递到成形体凹槽的熔融玻璃溢流过凹槽的侧壁，并沿着会聚成形表面54作为分开的熔融玻璃流流下。分开的熔融玻璃流沿着底边缘56并在其下方接合，产生单个玻璃带58，通过向玻璃带施加张力 (例如，通过重力、边缘辊和牵拉辊(未示出))将其从底边缘56以拉制方向60拉制，以控制随着玻璃冷却时的玻璃带的尺寸并且玻璃的粘度增加。因此，玻璃带58通过粘弹性过渡并获得使得玻璃带58具有稳定尺寸特性的机械性质。在一些实施方式中，可以通过玻璃分离设备100，在玻璃带的弹性区域中，将玻璃带58分成单块玻璃片62。然后，自动装置64可以采用抓取工具 65，将单块玻璃片62转移到传输机系统，之后可以对单块玻璃片进行进一步加工。

如图2所示，玻璃分离设备100包括划线设备102，其包括划线元件外壳 104和划线元件(划线轮)106。玻璃分离设备100还包括压条(nosing bar)120。在操作中，划线设备102以箭头150所示方向移动，横跨玻璃带58的第一表面划痕出划痕线，同时将压条120压靠住玻璃带58的第二表面。在划线之后，可以通过例如靠住压条120弯曲玻璃带58，沿着划痕线从玻璃带58分离单块玻璃片62。

图3是根据本文实施方式的划线设备102的剖视图。划线设备102包括划线元件外壳104、划线元件(划线轮)106、第一室110、以及第二室108。第一室110构造成使得流体流向至少部分围绕划线元件的第一区域，其中，流体流动的方向如箭头130所示。第二室108构造成使得流体流出至少部分围绕划线元件的第二区域，其中，流体流动的方向如箭头140所示。

在图3所示的实施方式中，第二室108至少部分周向环绕划线轮106，以及第一室110至少部分周向环绕第二室108。例如，第二室108可以完全围绕划线轮106，以及第一室110可以完全围绕第二室108。

在图3所示的实施方式中，划线设备102在横跨玻璃带的第一表面划线的移动方向如箭头150所示。从图3可以看出，第一室110构造成使流体流向第一区域的第一部分，其在移动方向150上是位于划线轮106之前的(即，如图 3所示，低于划线轮106右边的第一室110的区域)，以及使流体流向第一区域的第二部分，其在移动方向150上是位于划线轮106之后的(即，如图3所示，低于划线轮106左边的第一室110的区域)。此外，第二室108构造成使流体流出第二区域的第一部分，其在移动方向150上是位于划线轮106之前的 (即，如图3所示，低于划线轮106右边的第二室108的区域)，以及使流体流出第二区域的第二部分，其在移动方向150上是位于划线轮106之后的(即，如图3所示，低于划线轮106左边的第二室108的区域)。

图4显示图3的划线设备102的俯视图，其中，在操作中，划线设备102 以箭头150所示方向移动，横跨玻璃带58的第一表面划痕出划痕线，同时将压条120压靠住玻璃带58的第二表面。在划线之后，可以通过例如靠住压条 120弯曲玻璃带58，沿着划痕线从玻璃带58分离单块玻璃片62。

在某些示例性实施方式中，第二室108可构造成使得流出第二区域的第二部分的流体比流出第二区域的第一部分更多。换言之，第二室108可构造成以移动方向150而言，从划线轮106后面的区域流出的流体比以移动方向150而言，从划线轮106前面的区域流出的流体更多。例如，在某些示例性实施方式中，第二室108可构造成以移动方向150而言，从划线轮106后面的区域流出的流体比以移动方向150而言，从划线轮106前面的区域流出的流体多至少 10％、例如至少20％又例如至少30％(包括10-100％)。

在某些示例性实施方式中，第一室110可构造成流向第一区域的第一和第二部分的流体是近似相等的量。在替代实施方式中，第一室110可构造成使不同量的流体流向第一区域的第一和第二部分，例如流向第一区域的第一部分的流体比流向第一区域的第二部分的流体多。

在某些示例性实施方式中，第二室108可构造成使得流出第二区域的流体比第一室110所构造成的流向第一区域的流体更多。例如，在某些示例性实施方式中，第二室108可构造成从第二区域流出的流体比第一室110所构造成的流向第一区域的流体多至少10％、例如至少20％又例如至少30％(包括 10-50％)。

在某些示例性实施方式中，第二室108可构造成使得流出第二区域的流体的量近似等于第一室110所构造成的流向第一区域的流体的量。

虽然上文所述涉及到达第一区域和离开第二区域的相对流量，但是理解的是，本领域技术人员可以取决于所涉及的具体加工条件(包括玻璃带的尺寸和流量)来确定绝对流量。

在某些示例性实施方式中，划线设备102可以包括导电材料，例如金属。例如，划线设备102可以包括以下至少一种：铝、铜、镍、镁和锰，以及包含其的合金，例如铝青铜。在划线设备中使用导电材料可以帮助消散可能在操作过程中产生的静电。划线设备102还可包括陶瓷或聚合物材料。

虽然不限于此，但是流动通过第一和第二室中的至少一个的流体可以包括气体和液体中的至少一种。在优选实施方式中，流体包括选自下组的至少一种气态组分：氧气、氮气、氩气、氦气和空气。流体也可包括水。流体的温度可以是例如约10-200℃，例如约20-100℃，但不限于此。

通过将划线设备102构造成如本文所述使得流体流向第一区域和流出第二区域，申请人惊讶地发现可以实现比在孤立、分离加工步骤中进行流体流向表面和流出表面更多的表面颗粒的粘附的减少。特别地，申请人发现，通过如本文所述使得流体流向第一区域从而将颗粒举离表面的行为以及通过如本文所述使得流体流出第二区域从而俘获举离的颗粒，本文所述实施方式可实现更多的表面颗粒粘附的减少。为此，流出第二区域的流体流动可以作为完全或部分真空，从而俘获通过流向第一区域的流体流动被举离表面的颗粒。

申请人还惊讶地发现，本文所述的实施方式(其中，划线设备102包括如本文所述构造的第一和第二室)提供了增加的流速和随着而来的表面颗粒减少，这是相比于“开放”无室构造而言(其使得流体在表面上流向区域和流出区域)(具体来说，流动多了至少1.6倍)。申请人还发现，如本文所述，当第二室构造成流出第二区域的第二部分的流体比流出第二区域的第一部分更多时，进一步增强了流速和随着而来的表面颗粒减少，这是相比于“开放”无室构造可实现的情况而言(具体来说，流动多了至少1.8倍)。

虽然图2和4的实施方式显示可用于水平片材分离过程的划线工艺的俯视图，但是理解的是，本文所述实施方式还可用于垂直分离过程，例如从玻璃片的中心部分去除边缘或珠部分。沿着这些线，划线设备可用于处于各种温度范围的脆性材料(例如玻璃片)，例如，玻璃片的温度范围约为25-500℃，例如约为50-250℃。并且，虽然图2-4的实施方式显示划线设备102如箭头150所示方向的移动，但是理解的是，本文所述实施方式还包括划线设备102以与箭头150所示相反方向移动的那些情况。此外，如上文所述，本文所揭示的实施方式可用于各种不同成形工艺，包括但不限于，熔合下拉成形工艺、狭缝拉制工艺、浮法工艺、上拉工艺和压辊工艺。为此，本文所揭示的实施方式不限于在形成之后立即进行片材分离的情况，而是还可用于任意后续切割或划线过程，例如涉及从较大玻璃片分离玻璃面板的工艺。

对本领域的技术人员而言显而易见的是，可以在不偏离本文的范围和精神的前提下对本文的实施方式进行各种修改和变动。因此，本文旨在覆盖本文内容的修改和变动，只要这些修改和变动在所附权利要求及其等同方案的范围之内。

Claims (9)

1.一种划线设备，其包括：

划线元件；

第一室，其构造成使得流体流向至少部分围绕所述划线元件的第一区域；以及

第二室，其构造成使得流体流出至少部分围绕所述划线元件的第二区域，

其特征在于，所述第二室至少部分周向环绕所述划线元件。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一室至少部分周向环绕所述第二室。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备在移动方向上是可移动的，以及所述第一室构造成使得流体流向：

所述第一区域的第一部分，其在所述移动方向上位于所述划线元件之前；以及

所述第一区域的第二部分，其在所述移动方向上位于所述划线元件之后。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备在移动方向上是可移动的，以及所述第二室构造成使得流体流出：

所述第二区域的第一部分，其在所述移动方向上位于所述划线元件之前；以及

所述第二区域的第二部分，其在所述移动方向上位于所述划线元件之后。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述第二室构造成使得流出所述第二区域的所述第二部分的流体比流出所述第二区域的所述第一部分的流体更多。

6.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第一室构造成流向所述第一区域的所述第一和第二部分的流体是近似相等的量。

7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二室构造成使得流出所述第二区域的流体比所述第一室所构造成的流向所述第一区域的流体更多。

8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述划线元件包括划线轮。

9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述流体包括空气。