CN208440516U - 用于分离玻璃制品的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于分离玻璃制品的设备，所述设备包括：成形设备，所述成形设备被构造用于沿着拉制路径以预定的拉制速度拉制玻璃带；位于拉制路径附近的分离设备，所述分离设备被构造成以与预定的拉制速度相等的速度平行于拉制路径移动，所述分离设备包含刻划装置，所述刻划装置被构造成在玻璃带中形成裂缝；第一热元件和第二热元件，第一和第二热元件被构造成使玻璃带的第一主表面接触相应的接触表面，所述相应的接触表面被构造成在第一主表面上的相应接触位置处冷却玻璃带。

Description

用于分离玻璃制品的设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年1月26日提交的系列号为62/450,610的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础，并通过引用的方式将其全文纳入本文。

技术领域

本实用新型一般涉及用于分离玻璃制品的方法和设备，尤其是涉及用于从玻璃带中分离玻璃片，或者从较大的玻璃片中分离较小的玻璃片的方法和设备。

背景技术

通过对玻璃进行刻划，然后在刻划线上施加弯矩来分离玻璃是已知的。由弯曲引起的应力可造成对玻璃片的主表面有害的碎屑，例如玻璃屑和末(chards)。另外，控制裂纹扩展对于薄玻璃带或片来说变得困难。

实用新型内容

传统来说，玻璃片已经通过“刻划和断裂”方法从较大的玻璃片中切割出来，其中，刻划线通过机械刻划产生，或者在一些情况中，通过电磁辐射(例如激光束) 的冲击产生，在这之后，在玻璃中产生了弯曲，该弯曲穿过刻划线(例如垂直于刻划线)赋予了拉伸应力，从而将玻璃片分离成多个单独的片材。然而，“刻划和断裂”方法易于产生玻璃屑，如果不立即去除，其可粘附于玻璃片的表面。最终，玻璃屑可能变为永久地结合于玻璃表面。另外，由于用于特定应用的玻璃片变得越来越薄，例如用于视觉显示应用的玻璃片，因此，精确控制弯曲应力的施加变得越来越困难。因此，存在裂纹扩展可能不沿着刻痕线并且切割变得不均匀的危险。如果玻璃片处于远高于室温的温度下，例如在等于或高于约200℃的温度下，则这些危害可加剧。

公开了用于分离玻璃制品的设备，所述设备包括成形设备，所述成形设备被构造用于沿着拉制路径以预定的拉制速度拉制玻璃带；位于拉制路径附近的分离设备，所述分离设备被构造成以与预定的拉制速度相等的速度平行于拉制路径移动，所述分离设备包含刻划装置，所述刻划装置被构造成在玻璃带中形成裂缝；第一热元件和第二热元件，所述第一和第二热元件被构造成使玻璃带的第一主表面接触相应的接触表面，所述相应的接触表面被构造成在第一主表面上的相应接触位置处冷却玻璃带。第一和第二热元件在回缩位置和接触位置之间可移动。

分离设备还可以包含第三热元件，其被构造成接触玻璃带的第二主表面。第三热元件包含构造用于对第二主表面进行加热的接触表面。第三热元件位于第一和第二热元件之间。

在另外的实施方式中，公开了使用所述设备形成玻璃片的方法，所述方法包括拉制玻璃带，在玻璃带的第一主表面中形成初始裂缝以及分别使玻璃带的第一主表面与第一和第二热元件的第一和第二接触表面接触，所述初始裂缝位于第一和第二接触表面之间，例如在第一和第二接触表面中间。第一和第二接触表面的温度可比第一和第二接触表面的接触位置处的玻璃带的温度低至少约200℃。接触导致玻璃带中的裂纹扩展，所述裂纹从初始裂缝中延伸出来。例如，裂纹可以穿过玻璃带的宽度扩展，或者穿过玻璃带的宽度的仅一部分扩展。裂纹可进而导致玻璃片基于赋予初始裂缝上的热应力而从玻璃带中分离出来，并且随后通过第一和第二热元件而开裂。例如，在第一接触位置的玻璃带的温度可在等于或大于约200℃至约700℃的范围内。

在一些实施方式中，在第一和第二接触表面的接触位置的玻璃带的温度可在等于或大于约300℃至约600℃的范围内。

在一些实施方式中，第一和第二接触表面的温度可在约0℃至约10℃的范围内。

与玻璃带的第一主表面接触的第一和第二接触表面通过分离距离δ分离。分离距离δ在第一和第二接触表面的长度上可以是恒定的。

在一些实施方式中，第一和第二接触表面之间的分离距离δ可在约5毫米至约 15毫米的范围内。

在一些实施方式中，第一和第二接触表面各自的宽度在第一和第二接触表面的长度上可以是恒定的。

在一些实施方式中，第一和第二接触表面各自的宽度可在约2毫米至约5毫米的范围内。

在另外的实施方式中，所述方法还可以包括使玻璃带的第二主表面与第三热元件的接触表面接触，第三热元件的接触表面的温度比第三热元件接触表面的接触位置处的玻璃带的温度高至少约100℃，第三热元件接触表面位于与初始裂缝相对的装置。在一些实施方式中，第三热元件接触表面的温度可以比第三热元件接触表面的接触位置处的玻璃带的温度高至少约200℃。第三热元件接触表面的宽度可小于第一与第二接触表面之间的分离距离δ。

在一些实施方式中，所述方法还可以包括使玻璃带的第二主表面与第三热元件的接触表面接触，第三热元件的接触表面的温度比第三热元件接触表面的接触位置处的玻璃带的温度低至少约200℃，第三热元件接触表面位于与初始裂缝相对的装置。

在一些实施方式中，第三热接触元件接触表面的温度在约0℃至约10℃的范围内。

第三热元件接触表面的宽度可基本上等于第一和第二热元件接触表面的宽度与第一和第二接触表面之间的分离距离δ的和。

在实施方式中，第一和第二接触表面可同时接触玻璃带。

在一些实施方式中，玻璃带在接触期间移动。

在另一个实施方式中，公开了一种形成玻璃片的方法，所述方法包括拉制玻璃带并在玻璃带的第一和第二主表面中形成初始裂缝。所述方法还包括使玻璃带的第一主表面与第一热元件的第一接触表面接触。第一接触表面的温度可比第一接触表面的接触位置处的玻璃带的温度低至少约200℃。所述方法还包括使玻璃带的第二主表面与第二热元件的第二接触表面接触，所述第二接触表面的温度比第二接触表面的接触位置处的玻璃带的温度低至少约200℃。第二接触表面位于与第一接触表面相反的位置，并且初始裂缝位于第一和第二接触表面之间。例如，在第一接触表面接触玻璃带的第一主表面的第一接触位置处，玻璃带可处于约200℃至约 700℃范围内的温度。在第二接触表面接触玻璃带的第二主表面的第二接触位置处，玻璃带可处于约200℃至约700℃范围内的温度。接触导致玻璃带中的裂纹扩展，所述裂纹从初始裂缝中延伸出来。例如，裂纹可以穿过玻璃带的宽度扩展，或者穿过玻璃带的宽度的仅一部分扩展。裂纹可进而导致玻璃片基于赋予初始裂缝上的热应力而从玻璃带中分离出来，并且随后通过第一和第二热元件而开裂。

在一些实施方式中，在第一接触位置的玻璃带的温度可在等于或大于约300℃至约600℃的范围内。

在一些实施方式中，在第二接触位置的玻璃带的温度可在等于或大于约300℃至约600℃的范围内。

在一些实施方式中，第一接触表面的温度可在约0℃至约10℃的范围内。

在一些实施方式中，第二接触表面的温度可在约0℃至约10℃的范围内。

在一些实施方式中，第一和第二接触表面各自的宽度在第一和第二接触表面的长度上可以是恒定的。

在一些实施方式中，第一和第二接触表面各自的宽度可在约5毫米至约10毫米的范围内。

在一些实施方式中，第一和第二热元件可同时接触玻璃带。

在另一个实施方式中，描述了分离玻璃片的方法，所述方法包括在玻璃片的第一主表面中形成初始裂缝以及使玻璃片的第一主表面接触第一和第二热元件的第一和第二接触表面，所述第一和第二接触表面的温度比第一和第二接触表面接触玻璃片的第一主表面的接触位置处的玻璃片的温度低至少约200℃，初始裂缝位于第一和第二接触表面之间，所述接触导致玻璃片中的裂纹扩展，所述裂纹从初始裂缝中延伸出来。例如，裂纹可以穿过玻璃片的宽度扩展，或者穿过玻璃片的宽度的仅一部分扩展。裂纹可进而导致玻璃片基于赋予初始裂缝上的热应力而分离成多个子片玻璃片，并且随后通过第一和第二热元件而开裂。

在以下的详细描述中提出了本文所述的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。

应当理解的是，前面的一般性描述和以下的详细描述都旨在提供用于理解本公开的性质和特性的总体评述或框架。所包括的附图提供了进一步理解，附图被结合在本公开中并构成公开的一部分。附图例示了本公开的各个实施方式，并与说明书一起用来解释本公开的原理和操作。

附图说明

图1为示例性玻璃制造设备的示意图；

图2A为从图1的玻璃制造设备中拉制出来的玻璃带的一部分的边缘视图，该图示出了在玻璃带的第一主表面上接触玻璃带的热元件；

图2B为图2A的玻璃带的一部分的侧(面)视图；

图3为图2A的玻璃带的边缘视图，该图例示了图2A的玻璃带在玻璃带的第二主表面上与热元件的进一步接触；

图4为图3的玻璃带的另一个实施方式的边缘视图；

图5为从图1的玻璃制造设备中拉制出来的玻璃带的一部分的另一个实施方式，该图示出了在玻璃带的第一主表面和第二主表面上接触玻璃带的热元件；

图6为对于本公开的实施方式的四个经过的时间间隔，示出了水平应力作为距离的函数的图，其中在玻璃基材的第一主表面上采用两个热冷却元件；

图7为对于图6的实施方式的四个经过的时间间隔，示出了温度作为距离的函数的图；

图8为对于本公开的实施方式的四个经过的时间间隔，示出了水平应力作为距离的函数的图，其中在玻璃基材的第一主表面上采用两个热冷却元件并且使加热热元件与第二主表面接触；

图9为对于图8的实施方式的四个经过的时间间隔，示出了温度作为距离的函数的图；

图10为对于本公开的实施方式的四个经过的时间间隔，示出了水平应力作为距离的函数的图，其中使两个冷却热元件与玻璃基材的第一主表面接触并且使第三热冷却元件与第二主表面接触；

图11为对于图10的实施方式的四个经过的时间间隔，示出了温度作为距离的函数的图；

图12为对于本公开的实施方式的四个经过的时间间隔，示出了水平应力作为距离的函数的图，其中使第一冷却热元件与玻璃基材的第一主表面接触并且使第二冷却热元件与和第一冷却热元件相对的第二主表面接触；以及

图13为对于图12的实施方式的四个经过的时间间隔，示出了温度作为距离的函数的图。

具体实施方式

下面将详细说明本公开的实施方式，这些实施方式的实例在附图中示出。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部分。但是，本公开可以以许多不同的形式实施并且不应被解读成限于本文中提出的实施方式。

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。当表述这样的范围时，另一个实施方式包括自所述一个具体值始和/或至所述另一具体值止。类似地，用先行词“约”将数值表示为近似值时，应理解该具体值构成了另一个实施方式。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，并不用来暗示绝对的取向。

除非另有明确说明，否则本文所述的任何方法不应理解为其步骤需要按具体顺序进行，或者对于任何装置，需要具体的取向。因此，如果方法权利要求没有实际叙述其步骤要遵循的顺序，或者任何设备没有实际叙述各组件的顺序或取向，或者权利要求书或说明书中没有另外具体陈述步骤限于具体顺序，或者没有叙述设备组件的具体顺序或取向，那么在任何方面都不应推断顺序或取向。这适用于解释上的任何可能的非表达性基础，包括：涉及步骤安排的逻辑问题、操作流程、组件的顺序或组件的取向问题；由语法组织或标点派生的明显含义问题和说明书中描述的实施方式的数量或类型问题。

如本文所用，单数形式的“一个”、“一种”和“该/所述”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。

如下文更完整描述的，提出了一种能够使玻璃制品产生良好控制分离的方法，并且在具体的实施方式中，提出了从移动的玻璃带中分离离散的玻璃片的方法。所述方法在等于或大于约350℃的温度下对产生分离特别有效。所述方法还能够使产生的玻璃碎屑最少，这使得所述方法适用于碎屑控制是特别需要的应用，例如切割用于制造视觉显示装置的玻璃片。

图1所示为示例性玻璃制造设备10的示意图。在一些实施方式中，玻璃制造设备10可包括玻璃熔炉12，该玻璃熔炉12可包含熔融容器14。除了熔融容器14 外，玻璃熔炉12可任选包含一个或多个其他组件，如加热元件(例如燃烧器和/ 或电极)，构造其以加热原料并将原料转化为熔融玻璃。例如，熔融容器14可以为电助熔融容器，其中，通过燃烧器及通过直接加热向原料添加能量，其中，使电流通过原料，从而通过对原料进行焦耳加热而添加能量。如本文中所使用的，在熔融操作期间，当通过直接电阻加热(焦耳加热)而赋予原料和/或熔体的能量的量等于或大于约20％时，熔融容器将被考虑为电助熔融容器。

在另外的实施方式中，玻璃熔炉12可以包含热管理装置(例如绝热组件)，其减少了熔融容器的热损失。在另外的实施方式中，玻璃熔炉12可以包含电子装置和/或机电装置，其有助于将原料熔化为玻璃熔体。更进一步，玻璃熔炉12可以包含支撑结构(例如支撑底座、支撑元件等)或其他组件。

玻璃熔融容器14通常由耐火材料形成，例如耐火陶瓷材料，如包含氧化铝或氧化锆的耐火陶瓷材料，但是其他耐火材料，例如钇可以替换性地或附加使用。在一些实例中，玻璃熔融容器14可用耐火陶瓷砖建造。

在一些实施方式中，熔炉12可以作为玻璃制造设备的组件纳入，所述玻璃制造设备被构造用于制造玻璃制品，例如具有不确定长度的玻璃带，虽然在另外的实施方式中，玻璃制造设备可以被构造用于形成其他玻璃制品而不加以限制，例如玻璃棒、玻璃管、玻璃封套(例如用于照明装置的玻璃封套，如灯泡)和玻璃透镜，但也可以考虑许多其他的玻璃制品。在一些实例中，熔炉可以作为玻璃制造设备的组件纳入，该玻璃制造设备包括狭缝拉制设备、浮浴设备、下拉设备(例如熔合下拉设备)、上拉设备、压制设备、辊设备、拉管设备或者能够得益于本公开的任何其他玻璃制造设备。举例而言，图1示意性地例示了作为熔合下拉玻璃制造设备 10的组件的玻璃熔炉12，该制造设备10用于熔合拉制玻璃带以用于随后将玻璃带加工成单独的玻璃片或将玻璃带卷绕到卷轴上。

玻璃制造设备10(例如熔合下拉设备10)可任选地包含上游玻璃制造设备16，该上游玻璃制造设备16位于玻璃熔融容器14的上游。在一些实例中，上游玻璃制造设备16的一部分或整体可以作为玻璃熔炉12的一部分纳入。

如图1例示的实施方式所示，上游玻璃制造设备16可包含原料储存仓18、原料输送装置20和连接至该原料输送装置的发动机22。储存仓18可以被构造成储存一定量的原料24，可通过一个或多个加料口将该原料24加料到玻璃熔炉12的熔融容器14中，如箭头26所示。原料24通常包含一种或多种形成玻璃的金属氧化物和一种或多种改性剂。在一些实例中，原料输送装置20可由发动机22提供动力，使得原料输送装置20将预定量的原料24从储存仓18送入熔融容器14。在另外的实例中，发动机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融容器14下游检测到的熔融玻璃水平，以受控速率加入原料24。此后，可加热熔融容器14内的原料24以形成熔融玻璃28。通常，在初始的熔融步骤中，原料作为颗粒，例如作为包含各种“砂”被加入到熔融容器中。原料还可以包含前面熔融和/或成形操作的废玻璃(即碎玻璃)。燃烧器通常用于使熔融过程开始。在电助熔融过程中，一旦使原料的电阻充分降低(例如，当原料开始液化时)，通过与原料接触的各电极之间形成电势而开始电助，从而建立通过原料的电流，此时原料通常进入熔融状态或者处于熔融状态。

玻璃制造设备10还可任选包含下游玻璃制造设备30，其相对于熔融玻璃28 的流动方向位于玻璃熔炉12的下游。在一些实例中，下游玻璃制造设备30的一部分可以作为玻璃熔炉12的一部分纳入。然而，在一些情况中，下文论述的第一连接导管32，或者下游玻璃制造设备30的其他部分，可以作为玻璃熔炉12的一部分纳入。包括第一连接管道32在内的下游玻璃制造设备的元件可由贵金属形成。合适的贵金属包括选自下组金属的铂族金属：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由铂-铑合金形成，该铂-铑合金包含约70重量％至约90重量％的铂和约10重量％至约30重量％的铑。然而，其他合适的金属可包括钼、铼、钽、钛、钨和其合金。

下游玻璃制造设备30可包含第一调节(即处理)容器，如澄清容器34，其位于熔融容器14下游并通过上述第一连接管道32与熔融容器14连接。在一些实例中，熔融玻璃28可从熔融容器14经第一连接管道32借助于重力加料到澄清容器 34。例如，重力可以驱动熔融玻璃28通过第一连接管道32的内部通路，从熔融容器14到达澄清容器34。但应理解，其他调节容器可位于熔融容器14下游，例如在熔融容器14与澄清容器34之间。在一些实施方式中，可在熔融容器与澄清容器之间采用调节容器，其中来自主熔融容器的熔融玻璃可在次级容器中进一步加热，以延续熔融过程，或者可冷却到比主熔融容器中的熔融玻璃的温度更低的温度，然后进入澄清容器。

在澄清容器34中，可以通过各种技术去除熔融玻璃28中的气泡。例如，原料24可以包含多价化合物(即澄清剂)，例如氧化锡，它们在加热时发生化学还原反应并释放氧气。其他合适的澄清剂包含但不限于砷、锑、铁和铈，但是如前所述，在一些应用中，因为环境原因可能阻碍砷与锑的使用。将澄清容器34加热到比熔融容器温度高的温度，由此加热澄清剂。由包含在熔体中的一种或多种澄清剂的温度引发的化学还原反应所产生的氧气泡上升通过澄清容器内的熔融玻璃，其中，熔炉内产生的熔融玻璃中的气体可聚并或扩散到澄清剂所产生的氧气泡中。然后，浮力增加的增大的气泡可上升到在澄清容器中的熔融玻璃的自由表面并随后排出澄清容器。随着氧气泡上升通过熔融玻璃，其可进一步引发澄清容器中熔融玻璃的机械混合。

下游玻璃制造设备30还可包含另一个调节容器，如用于混合从澄清容器34 向下游流动的熔融玻璃的混合设备36。混合设备36可用于提供均匀的玻璃熔体组合物，从而减少化学或热不均匀性，该化学或热不均匀性本来可存在于离开澄清容器的经过澄清的熔融玻璃中。如图所示，澄清容器34可以通过第二连接管道38 与混合设备36连接。在一些实施方式中，熔融玻璃28可以从澄清容器34经第二连接管道38借助于重力加料到混合设备36。例如，重力可以驱动熔融玻璃28通过第二连接管道38的内部通路，从澄清容器34到达混合设备36。应注意的是，虽然图中显示混合设备36相对于熔融玻璃的流动方向处于澄清容器34下游，但是在其他实施方式中，混合设备36可以位于澄清容器34上游。在一些实施方式中，下游玻璃制造设备30可以包含多个混合设备，例如位于澄清容器34上游的混合设备和位于澄清容器34下游的混合设备。这些多个混合设备可以具有相同设计，或者它们可以具有彼此不同的设计。在一些实施方式中，所述容器和/或管道中的一个或多个可以包括位于其中的静态混合叶片以促进熔融材料的混合和随后的均化。

下游玻璃制造设备30还可包含另一个调节容器，例如输送容器40，其可以位于混合设备36下游。输送容器40可以调节要加料到下游成形装置中的熔融玻璃 28。例如，输送容器40可起到蓄积器和/或流量控制器的作用，以调整熔融玻璃28 的流量并通过出口管道44向成形主体42提供恒定流量的熔融玻璃28。如图所示，混合设备36可以通过第三连接管道46连接至输送容器40。在一些实例中，熔融玻璃28可通过第三连接管道46从混合设备36借助于重力加料到输送容器40。例如，重力可以驱动熔融玻璃28通过第三连接管道46的内部通路，从混合设备36 到达输送容器40。

下游玻璃制造设备30还可包含成形设备48，该成形设备48包括上述成形主体42，该成形主体42包括入口管道50。可设置出口管道44以将熔融玻璃28从输送容器40输送到成形设备48的入口管道50。熔合下拉玻璃制造设备中的成形主体42可包含位于成形主体上表面中的槽52和在拉制方向上沿着成形主体底部边缘 (根部)56汇合的汇合成形表面54。经由输送容器40、出口管道44和入口管道50输送至成形主体槽的熔融玻璃溢流过槽壁，并且作为分开的熔融玻璃流沿汇合成形表面54下行。分开的熔融玻璃流沿着根部在根部下方接合，产生单一的熔融玻璃带58，通过对玻璃带施加张力[例如借助于重力、边缘辊和牵拉辊(未示出)] 在拉制方向60上从根部56拉制熔融玻璃带58，从而随着熔融玻璃冷却和材料的粘度增加而控制玻璃带尺寸。表面张力可造成带在宽度方向上(垂直于拉制方向 60)收缩(变薄)，从而形成玻璃带的增厚边缘区域(厚边)。玻璃带58经历粘弹转变并获得机械性质，该机械性质赋予玻璃带58稳定的尺寸特征。在厚边之间并且包含基本上均匀厚度的玻璃带的区域可以被称为“品质”区域，因为这是包含商业价值的区域。可以去除玻璃带的厚边，并且在一些实施方式中可以通过玻璃分离设备64将玻璃带58分离成单独的玻璃片62。

图2A和2B分别描述了玻璃带58的边缘视图和侧(面)图，所述玻璃带58 包含第一主表面100和与第一主表面100基本上平行的第二主表面102。玻璃带沿着玻璃带的纵向中心线的厚度可在约0.05毫米至约3毫米的范围内，例如在约0.05 毫米至约1毫米的范围内，在约0.05毫米至约0.7毫米的范围内，在约0.05毫米至约0.5毫米的范围内，在约0.05毫米至约0.3毫米的范围内。

在一些实施方式中，玻璃带58的温度等于或大于约350℃，例如在约350℃至约800℃的范围内，在约350℃至约700℃的范围内，在约250℃至约600℃的范围内，在约350℃至约500℃的范围内。然而，在另外的实施方式中，玻璃带可以处于更低的温度，例如小于350℃的温度，例如在约200℃至约350℃的范围内。在一些实施方式中，玻璃带58可以在约200℃至约500℃范围内的温度，例如在约250℃至约450℃的范围内，或者在约300℃至约400℃的范围内。

由于玻璃带58从成形主体42下向拉制，因此在玻璃带的表面上，例如在第一主表面100上产生了初始裂缝104。初始裂缝104可以通过任何常规方式形成。例如，初始裂缝可以通过机械接触，例如通过碳化物或金刚石划线器或轮形成。在其他实施方式中，可以使用激光，例如通过使用合适波长和功率的激光束，如使用 CO₂激光束烧蚀玻璃带。在一些实施方式中，激光束可以为脉冲激光束。

在一些实施方式中，初始裂缝可以形成于玻璃带的边缘处，例如沿着边缘108a 或108b形成，但是在另外的实施方式中，初始裂缝可以形成于与玻璃带的边缘间隔开的位置处。初始裂缝104可以是在玻璃片的边缘处产生的小缺陷(例如长度小于约5mm，长度小于3mm，如长度小于1mm)，但是在另外的实施方式中，初始裂缝可以为穿过玻璃带宽度的一部分(如相当大的一部分)产生的刻划线。例如，在如上文所述的示例性的熔合下拉工艺和设备中，随着玻璃带以拉制方向60从成形主体下拉，初始裂缝104可以在玻璃带的扩大的边缘部分(厚边)109a、109b 之间形成，例如，在其间或与其相邻的品质区域Q中形成。如在本文中所使用的，品质区域是指具有稳定(一致)厚度、通常在各厚边之间延伸的玻璃带的区域，之所以被称为品质区域是因为其是指表现出高品质并且适于作为产品(例如光学显示面板的制造中的产品)销售的玻璃带的区域。品质区域的厚度可以是例如在约10 微米至约3mm的范围内，例如在约0.1毫米至约1毫米的范围内，在约0.1毫米至约0.7毫米的范围内，或者在约0.1毫米至约0.5毫米的范围内。裂缝形成工具，例如划线器或轮，可以与玻璃分离设备64相连或者为玻璃分离设备64的一部分。玻璃分离设备64可以例如包括与玻璃带58的移动同步的行进台架。例如，裂缝形成工具可以跨越行进台架上的玻璃带的宽度行进。随着玻璃带在拉制方向60上以预定的拉制速度移动，行进台架也在拉制方向60上以预定的拉制速度移动。因此，在裂缝形成期间，行进台架与玻璃带之间不存在相对移动。

一旦形成了初始裂缝104，则通过在玻璃带中形成热应力而在初始裂缝上引入应力。根据本文所述的实施方式，可以将相反的热元件置于初始裂缝104的相对侧上，以使得初始裂缝位于各热元件之间。参考图2A、2B，第一热元件110a沿着初始裂缝104的一侧，位于与玻璃带58的第一主表面100接触的位置。另外，第二热元件110b沿着初始裂缝104的相对侧，位于与玻璃带58的第一主表面100 接触的位置，从而使初始裂缝104定位在第一和第二热元件110a、110b之间。在各热元件之间的玻璃带中产生的热应力造成裂纹从初始裂缝中扩展出来。裂纹可以延伸穿过仅一部分的宽度W，或者穿过整个宽度W，由此从玻璃带中分离出玻璃片。

第一和第二热元件110a、110b可以与第一主表面100同时接触，由此确保在初始裂缝104上对称施加热应力。根据所例示的实施方式，第一热元件110a和第二热元件110b可以为冷却元件。第一和第二热元件110a、110b可以为热电冷却元件，但是在另外的实施方式中，取决于所需温度，热元件110a、110b可以配备流体(冷却剂)并且包括一个多个通道用于通过其的冷却剂的流动。热元件110a、 110b应具有高的热导率，并且通常由高热导率的金属形成。例如，在一些实施方式中，第一和第二热元件110a、110b可以包含铝或铜，但是也可以使用具有相似热导率的其他金属。

在第一和第二热元件110a、110b用于下拉设备，例如图1的示例性下拉设备的实施方式中，第一和第二热元件110a、110b可以连接到玻璃分离设备64。因此，当玻璃带58在拉制方向60上移动的同时，第一和第二热元件110a、110b可以与第一主表面100接触。第一和第二热元件110a、110可以移动地连接到行进台架。可以构造热元件以在产生了初始裂缝104之后，可以使热元件移动到与玻璃带58 接触的位置，并且当不再需要热元件时，其可以回缩远离玻璃带。

在实施方式中，第一和第二热元件110a、110b可以是细长的热元件，例如所述细长的热元件包含与玻璃带58的整个宽度W相等或超过其的长尺寸(长度)L。然而，在其他实施方式中，第一和第二热元件110a、110b的长度L可以小于玻璃带的宽度W(与拉制方向60正交)，以使得热元件在厚边之间合适，例如在品质区域Q的宽度内。

每个热元件110a、110b包含相应的接触表面112a、112b，所述相应的接触表面112a、112b为与玻璃带58接触的表面。在一些实施方式中，第一和第二热元件 110a、110b可以包含基本上为矩形的接触表面，并且被排列成使矩形接触表面沿着热元件的长度互相平行。第一和第二接触表面112a、112b分别包含短尺寸(宽度)W1、W2。在一些实施方式中，W1等于W2，但是在另外的实施方式中，W1 与W2可以不相同，例如W1可以小于或大于W2。W1和/或W2可以在约1mm 至约10mm的范围内，例如在约2mm至约8mm的范围内，例如在约2mm至约 6mm的范围内，包括其间的所有范围和子范围。

第一热元件110a的接触表面112a与第二热元件110b的接触表面112b之间的分离距离δ被定义为两个热元件的相应接触表面之间的最短距离。分离距离δ可以例如在约2毫米至约15毫米的范围内，例如在约3mm至约12毫米的范围内，或者在约4mm至约10mm的范围内。在一些实施方式中，第一和第二接触表面112a、 112b之间的分离距离δ可以是基本上恒定的。因此，初始裂缝104可以位于沿着分离距离δ的中点，即，在第一和第二接触表面112a、112b之间的中点处。

第一和第二接触表面112a、112b的温度可以基本上小于在玻璃带58上热元件接触表面与玻璃带相接触的位置处的玻璃带58的温度。例如，在实施方式中，第一和第二接触表面的温度可以比热元件接触玻璃带的位置处的玻璃带的平均温度低至少约200℃，例如低至少约210℃，低至少约230℃，低至少约250℃，低至少约280℃，低至少约310℃，低至少约320℃，低至少约330℃，低至少约330℃，低至少约340℃和低至少约350℃。在一些实施方式中，第一和第二接触表面112a、 112b可以处于约0℃至约10℃范围内的温度，例如在约3℃至约7℃范围内，但是在另外的实施方式中，接触表面112a、112b的温度可选自小于0℃或大于10℃的其他温度，这取决于玻璃带58的温度以及需要使裂纹扩展的应力。建模已经示出了在接触表面112a、112b接触的瞬间起的小于约1秒的时间内可在初始裂缝上产生最大应力。

在图3例示的另一个实施方式中，第一和第二热元件110a、110b可以与第三热元件110c组合，例如，其中，第一和第二热元件110a、110b为冷却热元件，而第三热元件110c为加热热元件，其被构造用于加热玻璃片的主表面。例如，在一些实施方式中，构造成加热元件的第三热元件110c可以与玻璃带58的第二主表面 102接触并且使其位于被构造成冷却元件的第一和第二热元件110a、110b之间。第三热元件110c可以与第一和第二热元件110a、110b同时接触第二主表面102。因此，当玻璃带58沿着拉制方向60以预定的拉制速度移动的同时，第三热元件 110c可以与第二主表面102接触。第三接触表面112c的宽度W3可以在约1mm 至约10mm的范围内，例如在约2mm至约8mm的范围内，例如在约2mm至约 6mm的范围内，包括其间的所有范围和子范围。在一些实施方式中，W3小于分离距离δ。

在实施方式中，第一和第二接触表面112a、112b的温度可以基本上小于在玻璃带58上的玻璃带与接触表面112a、112b之间进行接触的位置处的玻璃带58的温度。例如，在实施方式中，第一和第二接触表面112a、112b的温度可以比热元件接触玻璃带的位置处的玻璃带的平均温度低至少约200℃，例如低至少约210℃，低至少约230℃，低至少约250℃，低至少约280℃，低至少约310℃，低至少约 320℃，低至少约330℃，低至少约330℃，低至少约340℃和低至少约350℃。在一些实施方式中，第一和第二接触表面112a、112b可以处于约0℃至约10℃范围内的温度，例如在约3℃至约7℃范围内，但是在另外的实施方式中，接触表面112a、112b的温度可选自小于0℃或大于10℃的其他温度，这取决于玻璃带58的温度以及需要使裂纹从初始裂缝中扩展出来的应力。第三热元件110c可以构造有一个或多个电阻元件，其中，向所述一个或多个电阻元件提供电流以加热第三热元件110c。电阻元件可以位于热元件110c的表面上或者嵌于其中(并与其适当绝缘)。然而，在另外的实施方式中，第三热元件110c可以为金属热元件，并且通过第三热元件直接提供电流。

可以构造第三热元件110c以使得接触表面112c的温度比玻璃片(在被第三接触表面接触之前)被接触表面112c所接触的接触位置处的玻璃片的温度高至少100℃，并且在一些实施方式中，比其中玻璃片被第三热元件接触的玻璃片的温度高至少约200℃。例如，对于其中玻璃片被第三热元件接触的温度为约350℃的玻璃片，第三热元件110c的温度可以在约450℃至约550℃的范围内。因此，第一和第二热元件110a、110b可以位于一定的位置以冷却玻璃带58的第一主表面100，同时使第三热元件110c位于一定的位置以加热第一和第二热元件110a、110b之间的玻璃带58的第二主表面102。第三热元件110c可以例如位于与初始裂缝104相对的位置。如在前述实施方式中一样，建模已经示出了在被第一、第二和第三热元件接触的小于约1秒的时间内可在初始裂缝上产生最大应力。

在另一个实施方式中，可以构造第一和第二热元件110a、110b以冷却第一主表面100，并且可以构造第三热元件110c以冷却第二主表面102。可以将第一、第二和第三热元件110a、110b和110c构造成同时接触第一和第二主表面100、102。如图4所示，在一些实施方式中，第三热元件110c可以包含接触表面112c，其宽度W3基本上等于位于玻璃带58的第一主表面100上的第一和第二接触表面112a、 112b的总宽度。即，位于玻璃带58的第一主表面100上的第一和第二接触表面的总宽度为W1+W2+δ。然而，在另外的实施方式中，第三热元件110c的宽度W3 可大于或小于第一和第二接触表面112a、112b的总宽度。在一些实施方式中，第三热元件110c的接触表面112c的宽度W3可在约5毫米至约10毫米的范围内，尽管也可以采用其他宽度。

在实施方式中，接触表面112a、112b和112c的温度可比相应的接触位置处的玻璃带的温度低至少200℃，例如低至少约210℃，低至少约230℃，低至少约 250℃，低至少约280℃，低至少约310℃，低至少约320℃，低至少约330℃，低至少约330℃，低至少约340℃或低至少约350℃。在一些实施方式中，接触表面 112a、112b和112c可以处于约0℃至约10℃范围内的温度，例如在约3℃至约 7℃范围内，但是在另外的实施方式中，接触表面112a、112b和112c的温度可选自其他温度，这取决于玻璃带58的温度以及需要使裂纹扩展的应力。建模已经示出了在被接触表面接触的小于约1秒的时间内可在初始裂缝上产生最大应力。

在图5例示的另一个实施方式中，仅单个热元件，例如被构造成冷却元件的热元件110a位于与玻璃带58的第一主表面100接触的位置，并且第二单个热元件，例如也被构造成冷却元件的热元件110c位于与第一热元件110a相对的第二主表面 102接触的位置，其中，初始裂缝104形成于第一或第二主表面100、102的任一者上，例如，在其边缘处，所述初始裂缝位于两个热元件110a、110c之间，例如在热元件的接触表面112a、112c的宽度上的中点处。如上文所描述的，初始裂缝 104可以在玻璃带的边缘处形成，在与玻璃带的边缘间隔的玻璃带的表面上形成，例如，在玻璃带的厚边109a、109b之间形成，并且可以为单一的小型初始裂缝的形式，或者延伸穿过各厚边之间的玻璃带(如延伸穿过品质区域Q的宽度)的刻划线的形式。如前文所述，在热元件之间的玻璃带中产生的热应力造成裂纹从初始裂缝中扩展出来。裂纹可以延伸穿过仅一部分的宽度W，或者穿过整个宽度W，从而从玻璃带中分离出玻璃片。

可以使热元件110a和110c同时分别接触第一和第二主表面100和102。在玻璃带58沿着拉制方向60以预定的拉制速度移动的同时，热元件110a和110c可以与第一和第二主表面100和102接触。

当热元件被构造成冷却热元件时，热元件接触表面的温度可以比热元件接触表面与玻璃带接触的接触位置处的玻璃带的温度低至少约200℃，例如低至少约 210℃，低至少约230℃，低至少约250℃，低至少约280℃，低至少约310℃，低至少约320℃，低至少约330℃，低至少约330℃，低至少约340℃或者低至少约 350℃。例如，在一些实施方式中，玻璃带的温度可以等于或大于约200℃、等于或大于约210℃、等于或大于约230℃、等于或大于约250℃、等于或大于约280℃、等于或大于约300℃、等于或大于约320℃、等于或大于约350℃，例如在约200℃至约800℃的范围内，在约250℃至约800℃的范围内，在约300℃至约800℃的范围内，在约300℃至约700℃的范围内，在约300℃至约600℃的范围内或者在约300℃至约500℃的范围内。建模已经示出了在被相应的接触表面接触的小于约1秒的时间内可在初始裂缝上产生最大应力。

鉴于前文描述，应显而易见的是，热元件的使用，例如热元件110a、110b和 /或110c的使用可以用于其他应用，并且不限于下拉玻璃制造工艺，如熔合工艺、狭缝拉制工艺或再拉制工艺。例如，热元件110a、110b和/或110c的使用可以用于其他片材玻璃拉制工艺，如玻璃以基本上水平方向拉制的浮法工艺。在实施方式中，热元件的使用，例如热元件110a、110b和/或110c的使用可以用于在从玻璃带中分离出玻璃片之后对玻璃片进行分离，因为带与片材之间的分离以及片材与随后的子片材之间的分离不需要相关联。例如，一旦进行从玻璃带58中分离玻璃片，例如根据前述方法和设备进行分离，可以根据前述布置中的任一种，在玻璃片中产生初始裂缝之后，通过使用热元件110a、110b和/或110c将玻璃片分离成多个更小的玻璃片(多个子片材)，其中，可以接触玻璃片的主表面放置热元件110a、110b和/或110c。玻璃片的厚度可在约0.05毫米至约3毫米的范围内，例如在约 0.05毫米至约1毫米的范围内，在约0.05毫米至约0.7毫米的范围内，在约0.05 毫米至约0.5毫米的范围内，在约0.05毫米至约0.3毫米的范围内。

在初始裂缝存在于玻璃片(而非玻璃带)中的情况中，初始裂缝可以是在玻璃片边缘处产生的小缺陷(例如长度小于约5mm，长度小于3mm，例如长度小于1mm)，或者初始裂缝可以为在玻璃片的尺寸的较大一部分上延伸的刻划线，跨越该刻划线进行切割(例如跨越玻璃片的整个宽度或长度进行切割)。接着可以相对于前述实施方式所述的裂缝定位热元件。通过热元件在玻璃带中产生的热应力造成裂纹从初始裂缝中扩展出来。裂纹可以延伸穿过玻璃片的仅一部分的宽度，或者穿过整个宽度，由此将玻璃片分离成多个玻璃片。

实施例1

基于包含厚度等于0.5mm的Eagle 玻璃的玻璃片进行建模。建模第一和第二热元件以同时接触玻璃片的第一主表面。被构造成具有矩形接触表面的冷却元件的第一和第二热元件各自的宽度为5mm。假定第一和第二热元件接触表面之间的分离距离δ为10mm。假定玻璃片的温度为350℃。假定第一和第二热元件的温度为5℃。如图6所示，水平应力在与玻璃表面接触的1秒内达到刚好超过100,000千帕(kPa)的最大值。数据示出了水平应力在1.0秒至2.0秒之间没有显著的变化。正应力值和负应力值分别表示拉伸应力和压缩应力。图7描述了在接触：0.5秒、1秒、1.5秒和2秒的四个时间后的玻璃温度。图7的数据示出了在接触1秒内的温度稳定性。

实施例2

基于包含厚度等于0.5mm的Eagle 玻璃的玻璃片进行建模。对被构造成冷却元件的第一和第二热元件进行建模以同时接触玻璃片的第一主表面，同时假定被构造成加热热元件的第三热元件与第一和第二热元件同时接触玻璃片的第二主表面。具有矩形接触表面的第一和第二热元件各自的宽度为5mm，并且假定第一和第二热元件各自的温度为5℃。假定第一和第二热元件接触表面之间的分离距离δ为10mm。假定玻璃片的温度为350℃。假定同样为矩形的第三热元件的宽度为5mm，并且其位于第一和第二热元件的中间，以及温度为500℃。如图 8所示，应力在玻璃表面被三个热元件接触的1秒内达到刚好超过100,000kPa的最大值。数据示出了应力在1.0秒至2.0秒之间没有显著的变化。正应力值和负应力值分别表示拉伸应力和压缩应力。图9描述了在接触：0.5秒、1秒、1.5秒和2 秒的四个时间后的玻璃温度。图9的数据示出了在接触1秒内的温度稳定性。

实施例3

基于包含厚度等于0.5mm的Eagle玻璃的玻璃片进行建模。假定玻璃片的温度为350℃。对被构造成冷却热元件的第一和第二热元件进行建模，并且同时接触玻璃带的第一主表面，同时使同样被构造成冷却热元件的第三热元件接触与第一和第二热元件相对的玻璃片的第二主表面。具有矩形接触表面的第一和第二热元件各自的宽度为2mm，并且假定第一和第二热元件各自的温度为5℃。假定第三热元件的宽度为7mm，并且温度为5℃。假定第一和第二热元件的接触表面之间的分离距离为3mm。如图10所示，水平应力在玻璃表面被三个热元件接触的1秒内达到刚好超过100,000kPa的最大值。数据示出了应力在1.0秒至2.0 秒之间没有显著的变化。正应力值和负应力值分别表示拉伸应力和压缩应力。图 11描述了在接触：0.5秒、1秒、1.5秒和2秒的四个时间后的玻璃温度。图11的数据示出了在接触1秒内的温度稳定性。

实施例4

基于包含厚度等于0.5mm的Eagle玻璃的玻璃片进行建模。对第一热元件进行建模以接触玻璃片的第一主表面，与此同时使第二热元件接触与第一热元件相对的玻璃片的第二主表面，两个热元件均被构造成冷却热元件。具有矩形接触表面的第一和第二热元件各自的宽度为7mm，同时温度为5℃。假定玻璃片的温度为350℃。如图12所示，应力在玻璃表面被三个热元件接触的1秒内达到刚好超过100,000kPa的最大值。数据示出了应力在1.0秒至2.0秒之间没有显著的变化。正应力值和负应力值分别表示拉伸应力和压缩应力。图13描述了在接触： 0.5秒、1秒、1.5秒和2秒的四个时间后的玻璃温度。图13的数据示出了在接触1 秒内的温度稳定性。

前述实施例1-4中的每一个实施例例示了使用本公开的方法可获得显著的水平应力，并且所述应力可在最短的时间内获得，这使得所述方法适于工业应用。

对本领域的技术人员而言显而易见的是，可以对本公开的实施方式进行各种修改和变动而不偏离本公开的精神和范围。因此，本公开旨在覆盖这些修改和变动，只要这些修改和变动在所附权利要求和其等同内容的范围之内。

Claims (5)

1.一种用于分离玻璃制品的设备，其特征在于，所述设备包括：

成形设备，所述成形设备被构造用于沿着拉制路径以预定的拉制速度拉制玻璃带；

在成形设备下游并且位于拉制路径附近的分离设备，所述分离设备被构造成以与预定的拉制速度相等的速度平行于拉制路径移动，所述分离设备沿着拉制路径依次包含第一热元件、刻划装置和第二热元件，所述刻划装置被构造成在玻璃带中形成裂缝；所述第一热元件和第二热元件被构造成使玻璃带的第一主表面接触相应的接触表面，所述相应的接触表面被构造成在第一主表面上的相应接触位置处冷却玻璃带。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，第一和第二热元件在回缩位置和接触位置之间可移动。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，分离设备还包含第三热元件，所述第三热元件被构造用于接触玻璃带的第二主表面。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，第三热元件包含构造用于对第二主表面进行加热的接触表面。

5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，第三热元件位于第一和第二热元件之间。