TW201325908A - 以靜電釘固之玻璃捲及其製造方法與裝置 - Google Patents

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Abstract

玻璃帶(20)及夾層材料(40)之捲(10)設置成交替層，其中夾層材料之層藉由靜電力釘固至玻璃帶之相鄰層，該靜電力具有一值，使得引起夾層材料與玻璃帶之間的滑動所需要的剪切力大於或等於當未以靜電釘固在一起時引起夾層材料與玻璃帶之間的滑動所需要的彼剪切力的10倍。亦揭示用於捲繞及退繞捲的方法，以及用於將玻璃帶及夾層材料捲繞至捲中的裝置。

Description

以靜電釘固之玻璃捲及其製造方法與裝置 相關申請案之交叉引用
本申請案主張在2011年10月31日提出申請的美國臨時申請案第61/553,360號的優先權之權益，本案依賴該美國臨時申請案之內容，且該申請案之內容以引用之方式全部併入本文。
本發明係針對玻璃捲以及用於滾軋玻璃之方法及裝置。更特定言之，本發明係針對與夾層材料捲繞在一起的玻璃帶捲，並且係針對用於將玻璃帶捲及夾層材料滾軋在一起的裝置及方法。
儘管玻璃可形成為連續帶，但通常當玻璃一冷卻及凝固時即分段成片狀。最近的產品趨勢(例如，在電子報前平面基板、光電模組中的保護蓋片、觸控感測器、固態照明及電子裝置中的產品趨勢)已產生對於愈來愈薄的玻璃的需求。然而，隨著玻璃厚度持續減小，此等薄片變得更具可撓性。此狀況自搬運之角度來看會產生挑戰，尤其對於0.3 mm或更薄的玻璃而言。因此，已試圖將薄玻璃捲繞至捲中作為便於搬運之方式。然而，玻璃之若干獨特特徵為成功實施捲繞製程帶來了挑戰。
第一，與在玻璃之邊緣「珠粒」之間的恆定厚度區域相比，所形成的玻璃之邊緣「珠粒」實質上更厚。第二，玻璃對表面缺陷極度敏感。此等缺陷造成產生裂縫且導致斷裂之應力點。因此，使玻璃與玻璃自身直接面對面的接觸是不可取的，該直接面對面的接觸在繞在線軸上的材料捲中較典型。藉由在捲繞時於玻璃帶的層之間使用各種夾層材料，已解決來自此等前兩個特性的挑戰。
第三，如本案揭示中之標的之發明者注意到，且尚未解決的是(在對捲繞薄玻璃帶(亦即，0.3 mm或更薄玻璃帶)之效應方面)成形製程可能在整個玻璃帶之寬度上引入有差異的厚度及/或曲度(由(例如)兩個邊緣珠粒之間的差溫冷卻所引起的沿一個方向的連續曲率)。當捲繞具有有差異的跨帶厚度及/或曲度的玻璃帶時，在經捲繞之捲中產生橫向力，該等橫向力在經捲繞之捲上產生成角度而非平直的側壁。在一些情況下，側壁之角度可能導致玻璃帶接觸供該玻璃帶捲繞至其上的線軸之凸緣，從而造成損壞玻璃帶的風險。此外，當退繞捲以在連續製造製程中使用玻璃帶時，該捲之成角度的側壁在處理中產生困難。因此，需要用於將玻璃帶與夾層材料捲繞在一起使得捲具有較直側壁之方法及裝置。
第四，如本案揭示中之標的之發明者再次注意到，隨後需要在搬運、運輸及儲存捲期間將側壁維持在平直狀態。
為形成具有平直側壁的經捲繞玻璃帶捲，發明者已發現，可藉由在夾層材料及玻璃帶在捲中捲繞在一起時，將夾層材料以靜電釘固至玻璃帶，來抵消(尤其是)有差異的跨帶厚度及/或曲度之效應。舉例而言，當夾層材料及玻璃帶彼此相鄰時，可將正電荷施加於夾層材料且將負電荷施加於玻璃帶(或以相反的方式)。隨後將此夾層材料/玻璃帶組合捲繞至捲中，其中玻璃帶之連續包覆藉由夾層材料之層彼此分離。由於帶正電荷的夾層材料及帶負電荷的玻璃之連續層之間的靜電引力，經捲繞捲對於後續運送及搬運的穩定性極大地增強。當在極低張力(例如，與1-2磅/線性吋的典型網捲繞製程參數相比，小於0.25磅/線性吋)下捲繞捲時尤其如此，該極低張力產生低層間壓力(例如，與10磅/平方吋至50磅/平方吋的典型網捲繞製程參數相比，小於7磅/平方吋)，以試圖最小化玻璃帶中之曲度之效應。亦即，在捲繞期間的低網張力及捲內層之間的低壓力為導致該等層相對於彼此滑動的因素。然而，使用靜電釘固有助於減小滑動量或防止滑動，否則該滑動會產生具有非平直側壁的捲。此外，交替的帶正電荷的層及帶負電荷的層產生玻璃之淨中性線軸，因此不產生任何電擊危險。
將在隨後的詳細描述中闡述額外的特徵及優點，且額外的特徵及優點部分地將由熟習此項技術者根據該描述 而顯而易見或將藉由實踐書面描述及附加圖式中例示的本發明來辨識。應理解，上文一般描述與下文詳細描述兩者皆僅為本發明之實例，且上文一般描述與下文詳細描述兩者皆意欲提供用於理解所主張的本發明之本質及特性之概述或框架。
包括隨附圖式以提供對本發明之原理的進一步理解，且該等隨附圖式併入本說明書中且構成本說明書之一部分。圖式圖示一或更多個實施例，且圖式與描述一起用來經由舉例之方式解釋本發明的原理及操作。應理解，可以任何組合及全部組合使用本說明書中及圖式中揭示的本發明之各種特徵。以非限制性實例之方式，本發明之各種特徵可如以下態樣中闡述與彼此組合。
根據第一態樣，提供一種玻璃捲，該玻璃捲包含：玻璃帶及夾層材料，該玻璃帶及該夾層材料滾軋在一起，以便設置成交替層，其中夾層材料之層藉由靜電力釘固至相鄰的玻璃帶之層，其中靜電力具有一值，使得引起夾層材料與玻璃帶之間的滑動所需要的剪切力大於或等於當未以靜電釘固在一起時引起夾層材料與玻璃帶之間的滑動所需要的彼剪切力的10倍。
根據第二態樣，提供根據態樣1之玻璃捲，其中靜電力具有一值，使得當夾層材料藉由靜電力在176平方吋(1135平方公分)的接觸區域內釘固至玻璃帶時，引起夾層材料與玻璃帶之間的滑動所需要的剪切力大於100 盎司(2835公克)。
根據第三態樣，提供根據態樣1或態樣2之玻璃捲，其中玻璃帶的厚度為≦0.3 mm。
根據第四態樣，提供一種滾軋玻璃之方法，該方法包含以下步驟：相對於第一充電頭輸送玻璃帶，以便賦予該玻璃帶第一電荷；相對於第二充電頭輸送夾層材料，以便賦予該夾層材料第二電荷；並列(juxtaposing)玻璃帶及夾層材料，使得第一電荷及第二電荷彼此吸引，以便將該玻璃帶及該夾層材料以彼此接觸之方式釘固在一起；以及將經釘固玻璃帶及夾層材料一起滾軋至捲中，該捲包括玻璃帶及夾層材料之交替層。
根據第五態樣，提供態樣4之方法，其中第一充電頭及第二充電頭設置為橫跨一間隙彼此相鄰，其中夾層材料及玻璃帶之輸送路徑延伸穿過該間隙，且其中不存在設置於該間隙內的滾輪。
根據第六態樣，提供態樣4或態樣5之方法，其中第一充電頭不接觸玻璃帶。
根據第七態樣，提供態樣4至態樣6中任一態樣之方法，其中第一電極與第二電極間隔範圍為自1吋至4吋(2.5 cm至10 cm)的距離。
根據第八態樣，提供態樣7之方法，該方法進一步包 含以下步驟：在夾層材料及玻璃帶已以靜電釘固在一起之後導引該夾層材料及該玻璃帶，以防止該夾層材料及該玻璃帶隨著捲的直徑增加而接觸第一電極或第二電極。
根據第九態樣，提供態樣8之方法，其中該導引步驟包含以下步驟：使夾層材料與滾輪接觸。
根據第十態樣，提供態樣4之方法，其中第一電荷為負，且第二電荷為正。
根據第十一態樣，提供態樣4或態樣10之方法，其中平衡第一電荷及第二電荷，使得捲具有淨中性電荷。
根據第十二態樣，提供態樣4至態樣11中任一態樣之方法，其中第一電荷與第二電荷之間的差值為自24 kV至36 kV。
根據第十三態樣，提供一種退繞玻璃捲之方法，該玻璃捲具有以靜電釘固在一起的玻璃帶及夾層材料之層，該方法包含以下步驟：將玻璃帶及夾層材料之第一層與捲分離；自玻璃帶剝離夾層材料；以及中和玻璃帶上的靜電荷。
根據第十四態樣，提供態樣13之方法，該方法進一步包含以下步驟：中和夾層材料上的靜電荷。
根據第十五態樣，提供一種靜電場施加裝置，該靜電場施加裝置包含：框架； 第一充電頭，該第一充電頭耦接至該框架且能夠在第一範圍內施加電荷；第二充電頭，該第二充電頭耦接至該框架且能夠在第二範圍內施加電荷，其中該第二充電頭設置為橫跨間隙鄰近該第一充電頭，其中用於夾層材料及玻璃帶之輸送路徑延伸穿過該間隙，且其中不存在設置於該間隙內的滾輪；以及滾輪，該滾輪耦接至該框架，且該滾輪位於鄰近該輸送路徑處以及該間隙下游及該第一範圍及該第二範圍之外。
根據第十六態樣，提供態樣15之裝置，其中該輸送路徑設置在該間隙之中心附近。
根據第十七態樣，提供態樣15或態樣16之裝置，其中該間隙的範圍為自1吋至4吋(2.5 cm至10 cm)。
在以下詳細描述中，出於解釋而非限制之目的，闡述揭示特定細節的示例性實施例，以提供對本發明之各種原理的透徹理解。然而，一般技術者將顯而易見，在已具有本案揭示之權益的情況下，可在脫離本文所揭示之特定細節的其他實施例中實踐本發明。此外，可省略對熟知的設備、方法及材料的描述，以免模糊本發明之各種原理的描述。最後，在任何適用的情況下，相同元件 符號代表相同元件。
範圍在本文可表達為自「約」一個特定值及/或至「約」另一特定值。當表達此範圍時，另一實施例包括自該一個特定值及/或至該另一特定值。類似地，當藉由使用先行詞「約」將值表達為近似值時，應理解，該特定值形成另一實施例。應進一步理解，該等範圍中之每一範圍之終點無論是相對於另一終點，還是獨立於另一終點皆為有效的。
本文所使用的方向性術語(例如，向上、向下、向右、向左、向前、向後、頂部、底部)僅參閱所繪製的諸圖而使用且不意欲暗示絕對定向。
如本文所使用的，除非上下文中另外清楚地規定，否則單數形式「一個」、「一種」及「該」包括多個指示物。因此，例如，除非上下文中另外清楚地指示，否則對「組件」的引用包括具有兩個或兩個以上此等組件之態樣。
現將結合第1圖至第3圖描述用於將玻璃帶與夾層材料以靜電釘固在一起及將玻璃帶及夾層材料一起捲繞至捲中的裝置之一個實施例。
第1圖為裝置之示意圖，該裝置用於藉由施加電荷於玻璃帶20及夾層材料40來將玻璃帶20與夾層材料40以靜電釘固在一起且將玻璃帶20及夾層材料40一起捲繞至捲10中。裝置包括滾輪50及電荷產生器60，滾輪50用於導引夾層材料40。
自上游製程22(例如，直接自成形製程)或結合使用 或操縱帶20的任何類型之輸送製程供應玻璃帶20。成形製程可為(例如)下拉製程、狹槽拉製製程、融合拉製製程、上拉製程或浮動製程。輸送製程可為(例如)在使用期間輸送玻璃帶(例如，將功能層及/或元件應用於玻璃帶之表面上或先前置放的功能層或元件上)或處理帶自身(例如：將塗層塗敷於帶的表面；退繞具有珠粒的帶、移除該等珠粒及隨後重繞不具有珠粒的玻璃帶；及/或將帶切割成隨後在捲中捲繞在一起的一或更多個寬度減小的部分)之製程。可輸送帶20的製程之進一步實例包括(例如)在形成玻璃之後的任何步驟，該任何步驟包括(但不限於)研磨、拋光、清潔、在玻璃上沉積額外層及/或組件(例如，聚合物保護層、電氣/電子組件或電氣/電子組件的部分)、在玻璃上形成薄膜元件(例如，電晶體、電致發光層等)、切割(包括調整寬度)、拼接、自另一捲(具有或者不具有夾層材料)滾軋、濕式蝕刻製程或者電漿蝕刻製程或層壓至其他膜或結構。上游製程可為生產玻璃帶20的一部分或處理帶(包括使用捲軸式製程方法)的一部分。
如第2圖中所示(第2圖為沿第1圖中的線2-2截取的捲10之橫截面圖)，玻璃帶20包括寬度24及厚度26。厚度26可為自10微米至300微米，例如，10微米、20微米、30微米、40微米、50微米、60微米、80微米、100微米、110微米、120微米、130微米、140微米、150微米、160微米、180微米、200微米、210微米、 220微米、230微米、250微米、260微米、270微米、280微米、290微米或300微米。此外，帶20可包括珠粒27，珠粒27為(例如)當使用下拉融合製程形成帶20時由帶成形製程產生之帶的邊緣處之變厚的部分。
返回參閱第1圖，自具有中心縱軸43的捲42中供應夾層材料40。當將夾層材料40拉動至捲10中時，捲42沿箭頭45的方向旋轉。夾層材料具有寬度44及厚度46，且夾層材料可由(例如)發泡聚乙烯(開放式泡體或封閉式泡體)、波紋紙材料或具有壓印表面或紋理化表面的軟質聚乙烯材料片形成。夾層材料40為厚度順應性的，亦即，夾層材料40可壓縮至某種程度。
如第1圖至第2圖中所示，捲10可包括核心14，核心14具有中心縱軸11，核心14圍繞中心縱軸11沿箭頭13的方向旋轉。如第2圖中所見，捲10包括捲繞成交替層的玻璃帶20及夾層材料40。在捲10中，玻璃帶20圖示為設置成三個層，而夾層材料40圖示為設置成四個層中，然而，在捲10中可能存在任何適合數目的玻璃帶層及夾層材料層。隨著玻璃帶20及夾層材料40之連續層捲繞在捲10上，捲10的直徑12增大。
在第2圖中，玻璃帶20圖示為包括具有厚度32的珠粒27。選擇厚度46，使得當夾層材料40經受捲中之層之間的壓力時，夾層材料40維持相鄰珠粒27之間的間隙30，藉此允許在沒有因珠粒27彼此接觸而造成損壞的情況下將玻璃帶20捲繞至捲10中。如圖所示，寬度 44小於寬度24，但此種情況並非必須。
帶成形製程可能產生在玻璃帶的整個寬度上的玻璃帶之厚度的變化以及帶運動中的「曲度」。第7圖圖示顯示曲度5之量(在此圖式中出於說明之目的被大大誇示)的玻璃帶20。可以看出，曲度5為帶沿一個方向(亦即，在第7圖中向左的方向)的連續曲率。此曲率可能由(例如)帶之邊緣珠粒的不同冷卻速率引起。玻璃帶中的曲度變化、厚度變化及殘留應力可能使帶橫向移位，而非沿直線輸送。而在試圖將玻璃帶捲繞至捲中之後，此橫向位移使捲之側面「凹陷」、「套疊」或者並非為平直的，亦即，平直側壁將大體包括(例如)實質上位於一個平面中的邊緣29中之每一邊緣29(參見第4圖)。
為克服捲繞期間的曲度及/或厚度變化之效應，當以低網張力及在捲的層之間的低壓力捲繞時，將玻璃帶以靜電釘固至夾層材料，且將玻璃帶/夾層材料之連續包覆以靜電彼此釘固。
可藉由電荷產生器60將靜電荷施加於玻璃帶20及夾層材料40，電荷產生器60經由連接61耦接至第一充電頭62及第二充電頭64。第一充電頭62鄰近玻璃帶20設置且第一充電頭62可將負電荷施加於玻璃帶20。第二充電頭64鄰近夾層材料40設置且第二充電頭64可將正電荷施加於夾層材料40。舉例而言，電荷產生器60可為MKS離子系統型號7306雙極性電荷產生器，而充電頭62、充電頭64可為購自同一公司(最近由Simco 收購，在Hatfield Pennsylvania USA有辦事處)的型號7430充電頭，充電頭62、充電頭64為非接觸充電頭。當然，或者可將正電荷施加於玻璃帶20，而可將負電荷施加於夾層材料40。電荷產生器60可經設定以將13.5 kV至16 kV直流電的電荷施加於(例如)充電頭62、充電頭64中之一者，且將負13.5 kV至負16 kV直流電的電荷施加於(例如)充電頭62、充電頭64中之另一者，藉此自27 kV至32 kV直流電的電荷差(例如)可存在於充電頭62、充電頭64之間。充電頭62、充電頭64分別向玻璃帶20及夾層材料40添加電荷；充電頭62、充電頭64並非僅極化存在於玻璃帶20及夾層材料40中的電荷。經添加以便將玻璃帶20與夾層材料40釘固在一起的電荷量將取決於玻璃帶20的厚度及夾層材料40的特性(例如，夾層材料40的厚度及製造夾層材料40的材料之類型)。充電頭62、充電頭64橫跨玻璃帶20與夾層材料40之間的重疊之全寬度延伸(在此實施例中重疊之量為全寬度44)，然而，此種情況並非必須。作為替代，充電頭62、充電頭64可僅橫跨寬度24、寬度44的一部分延伸或充電頭62、充電頭64可橫跨寬度24、寬度44的各個部分延伸，以便沿著帶20及夾層材料40的長度在單獨的連續條帶中施加電荷。此外，儘管充電頭62、充電頭64沿著玻璃帶20及夾層材料40的長度提供連續電荷之區域，但再次，此種情況並非必須。舉例而言，可間歇地激發充電頭，使得沿著玻璃帶 20及夾層材料40的長度施加電荷之不連續區域，藉此將玻璃帶20及夾層材料40的間歇區段釘固在一起。
施加於帶20及夾層材料40的電荷在帶20及夾層材料40進入捲10之前將帶20及夾層材料40固持在一起，且該等電荷使帶20/夾層材料40之連續包覆彼此固持在捲10內。亦即，玻璃帶20/夾層材料40之組合將不會相對於玻璃帶20/夾層材料40之另一組合滑動，其中該玻璃帶20/夾層材料40之組合已捲繞於另一組合之上。然而，捲10自身為淨中性的，因為玻璃帶20/夾層材料40之相鄰包覆的電荷彼此平衡。因為玻璃帶20/夾層材料40之連續包覆藉由靜電荷彼此固持，所以捲10自身在運送及儲存期間非常穩定。舉例而言，使用上文描述的技術，長度大於800呎(240 m)的玻璃帶已與夾層材料一起捲繞至具有平直側壁的捲中，且隨後成功地(亦即，無側壁之平直度的損失)藉由卡車以水平定向(亦即，捲10之縱軸11大體水平地設置)運送跨越大於500哩(300公里)的距離；以及退繞進入後續捲軸式製程(例如，珠粒移除製程)。如上文所述，由於玻璃帶20與夾層材料40之間的靜電釘固以及玻璃帶20/夾層材料40之連續包覆之間的靜電釘固，可在捲繞期間以對網(玻璃帶20及/或夾層材料40)的低張力及以玻璃帶20與夾層材料40之間的低壓力捲繞捲10。然而，即使使用此種低網張力及捲中層之間的低壓力(此種低網張力及低壓力用以製造具有平直側壁的玻璃捲)，捲中的層亦不 相對於彼此滑動。因此，捲之側壁仍為平直的。此外，夾層材料40經選擇以便作為良好介電質(正如玻璃帶20)，藉此可長時段(亦即，大約幾年)維持將玻璃帶20釘固至夾層材料40的靜電力。舉例而言，使用本文描述的靜電釘固及捲繞條件，將Corning玻璃編號0211的100微米厚玻璃帶的捲與經輻照交聯醋酸乙烯酯(厚度為1/32吋(0.8 mm)的EVA發泡共聚物)(可購自FLEXcon(Spencer,MA)，如白色不含PS的FLEXcon P.E.F.32)的夾層材料滾軋在一起，將該捲沿水平定向置放於無條件環境中，且超過一年半後不存在電荷已耗散的指示；該捲維持該捲的平直側壁。使用其他類型及厚度的玻璃預期得到類似結果。
如第3圖中所示，充電頭62、充電頭64可為靜電場施加設備80的一部分，靜電場施加設備80包括框架82及導引滾輪70。
充電頭62、充電頭64安裝在框架82上，使得充電頭62、充電頭64藉由間隙66彼此分離，間隙66具有距離67及中心69。例如，距離67的範圍可為自1吋至4吋(2.5 cm至10.5 cm)。距離67經選擇使得玻璃帶20及夾層材料40彼此非常接近地通過，藉此在玻璃帶20及夾層材料40由各別充電頭62、充電頭64施加電荷之後，立刻將玻璃帶20及夾層材料40彼此釘固。因此，粒子被吸引至玻璃帶20或者夾層40之機會極小，藉此玻璃20可維持在清潔狀態。玻璃帶20之表面上的粒子 可能導致進一步處理帶之困難、應用於玻璃帶20的結構損壞，或帶20自身的表面損壞，此狀況又可能導致玻璃帶20斷裂。輸送路徑68延伸穿過間隙67之中心69且輸送路徑68沿著導引滾輪70之外徑的切線延伸。
導引滾輪70安裝至框架82且導引滾輪70位於充電頭62、充電頭64的下游一距離78處。距離78經選擇使得滾輪70接近充電頭，但不在被該等充電頭賦予的電荷場內。玻璃帶20及夾層材料40在中心69之任一側進入間隙67，且到玻璃帶20及夾層材料40到達導引滾輪70時，玻璃帶20及夾層材料40彼此釘固且沿著輸送路徑68行進。導引滾輪70亦經定位使得導引滾輪70的中心72設置於距捲10之縱軸11橫向距離74處，且使得導引滾輪70的外徑位於距核心14之外徑距離76處。距離76亦為自輸送路徑68至核心14之外徑的距離。藉由適當地選擇距離76(相對於距離67)及滾輪70之直徑(與距離74一起)，可在不接觸充電頭62、充電頭64的情況下，自玻璃帶20及夾層40首先圍繞核心14包覆之時且此後隨著捲10之直徑12隨玻璃帶20及夾層材料40圍繞核心14的每一連續包覆而沿方向17增大，玻璃帶20及夾層40可經由間隙67連續地輸送。若距離76與距離67相比大得多，則玻璃帶20將在圍繞核心14的初始包覆之時接觸充電頭62。隨著距離74越來越小，容納捲10之漸增直徑12的空間越來越小，此舉隨後限制可設置於捲10中的玻璃帶20之量。若距離74足夠大， 則直徑12可向上增大超過輸送路徑68，但仍將藉由接觸滾輪70之夾層材料40，來相對於輸送路徑68(且不與充電頭64接觸)適當地維持玻璃帶20/夾層材料40。隨著直徑12增大，玻璃帶20/夾層材料40將愈來愈遠地圍繞滾輪70彎曲。因此，滾輪70之直徑必須選擇為足夠大(相對於玻璃帶20之厚度26及楊氏模數)以避免玻璃帶20斷裂。
第4圖圖示捲10之替代性實施例，該替代性實施例歸因於玻璃帶20及夾層材料40中之每一者之替代性實施例。應理解，此圖式中所示之玻璃帶20(亦即，不具有珠粒的玻璃帶20，因為玻璃帶20形成為不具有珠粒的或者因為玻璃帶20的珠粒已被預先移除)可與第2圖之夾層材料40(一個條帶)一起使用，且此圖式中的夾層材料40(亦即，彼此間隔距離41的夾層材料之單獨的條帶48及49)可與第2圖之玻璃帶20(亦即，具有珠粒27的彼玻璃帶20)一起使用。與第2圖中之配置的主要差異在於玻璃帶20及夾層材料40的實體配置。因此，為了便於描述，將在理解剩餘性質及由相同元件符號表示的相同特性可保持不變之情況下主要描述該等差異。
如第4圖中所示，夾層材料40形成為藉由距離41分離的第一條帶48及第二條帶49。儘管僅圖示兩個條帶48、49，但可使用任何適合數目之條帶。夾層材料40包括厚度46。玻璃帶20包括邊緣29，邊緣29可為剛形 成的邊緣或切割邊緣。在此實施例中，充電頭62、充電頭64將經適當配置以便僅在介於玻璃帶20與夾層材料40之條帶48、條帶49之間橫跨寬度24的重疊區域內施加電荷。
亦描述形成玻璃帶20及夾層材料40之捲10，藉此捲10具有在搬運、運輸及儲存捲期間維持的平直側壁的方法。藉由將適合(亦即，大致相等且相反)的靜電荷施加於正在捲繞的玻璃帶20及夾層材料40，可產生玻璃帶及夾層材料40之層之間的適合引力，以及捲10中玻璃帶/夾層材料之連續包覆之間的適合引力，藉此獲得且維持捲10的平直側壁。
自上游製程22沿著方向23、通過第一充電頭62且朝向捲10饋送玻璃帶20，捲10沿方向13旋轉。電荷產生器60將(例如)負13.5 kV至負16 kV的電壓施加於充電頭62，以便向玻璃帶20添加負電荷。幾乎在朝向捲10饋送玻璃帶20的同時，自沿方向45旋轉的捲42退繞夾層材料40，且沿著方向47饋送夾層材料40。夾層材料40藉由導引滾輪50相對於捲10且相對於第二充電頭64定位。電荷產生器60將(例如)13.5 kV至16 kV的電壓施加於第二充電頭64，以便向夾層材料40添加正電荷。並列玻璃帶20及夾層材料40，藉此正電荷與負電荷彼此吸引，以便將玻璃帶20及夾層材料40以靜電釘固在一起。將經釘固的玻璃帶20及夾層材料40一起滾軋至捲10中，其中玻璃帶20/夾層材料40之連續 包覆亦彼此釘固，以防止連續包覆在運送及儲存捲10期間相對於彼此滑動。可藉由任何適合方式(例如，藉由使捲42斷裂)將≦0.25磅/線性吋(pli)(44 N/m)的張力施加於夾層材料40。≦0.25 pli(44 N/m)的張力在玻璃帶20及夾層材料40之相鄰層之間產生≦7磅/平方吋(48 kPa)的壓力。隨著捲10之直徑12沿方向17增大，滾輪70防止玻璃帶20/夾層材料40接觸第二充電頭64。
為在運送及儲存捲10期間將玻璃帶20及夾層材料40之連續層固持在一起，靜電力必須足夠強。量化靜電力的一種度量為藉由增加相對於玻璃帶20移動夾層材料40所需的剪切力。亦即，將以靜電釘固在一起時相對於玻璃帶20移動夾層材料40的剪切力與未以靜電釘固在一起時，相對於玻璃帶20移動夾層材料40的剪切力相比較。參閱第5圖，發明者執行測試，在該測試中將具有176平方吋(1135平方公分)之區域100的夾層材料40置放於玻璃帶20上。沿箭頭102的方向拉動夾層材料40。拉力計在一點處連接至夾層材料40且拉力計用以量測使夾層材料40開始相對於玻璃帶20滑動所需要的力。當不存在靜電釘固時，需要10盎司(283公克)的力來使夾層材料40開始在玻璃帶20上滑動。當相同夾層材料40(材料的尺寸及類型相同)以上文描述的方式(發明者發現以該方式在運送及儲存捲10期間可適當地相對於玻璃帶20固持夾層材料40)靜電釘固至相同玻璃帶20時，需要160盎司(4536公克)的力來使夾 層材料40開始相對於玻璃帶20滑動。因為在每一情況下使用相同夾層材料40及相同玻璃帶20，所以由於(例如)兩種材料之間不同的摩擦係數造成的剪切力之任何差異得以消除。因此，當夾層材料及玻璃帶以靜電釘固在一起時，需要比未經釘固的夾層材料及玻璃帶之彼剪切力大10倍的剪切力來開始相對於玻璃帶移動夾層材料。儘管第5圖之玻璃帶20/夾層材料40配置類似於第2圖之彼配置，但測試同等地適用於第4圖中所示之配置，因為第4圖中所示之配置基於以靜電釘固的區域，其中，此處彼區域和夾層材料40與玻璃帶20之間的接觸區域共同延伸。
接著參閱第6圖，將描述一種退繞捲10的方法。捲10沿箭頭15的方向旋轉，且朝向滾輪50輸送釘固至夾層材料40的玻璃帶20之層。夾層材料40圍繞滾輪50旋轉，以便沿箭頭19的方向行進，而使玻璃帶20繼續沿著箭頭25的方向行進。因此，藉由在玻璃帶20與夾層材料40之間施加剝離力(與剪切力相反)，使玻璃帶20在滾輪50之位置附近與夾層材料40分離。然而，在將夾層材料40自玻璃帶20剝離之後，此等部件仍將此等部件的各別電荷保持為如在捲繞製程期間所設置。因此，就此而言，設置有第一中和頭90及第二中和頭92。中和頭90、中和頭92可為(例如)MKS離子系統型號8001KDT中和棒，該等中和棒可連接至型號8100電源(未圖示)。第一中和頭90中和玻璃帶20上的電荷，而 第二中和頭92中和夾層材料40上的電荷。藉由在剝離時中和來自玻璃帶20的電荷，減小玻璃帶將吸引非所要粒子的機會。
應強調，本發明之上文描述的實施例，尤其是任何「較佳」實施例，僅為實施之可能實例，並且僅經闡述以獲得對本發明之各種原理的清楚理解。可在不實質脫離本發明之精神及各種原理的情況下，對本發明之上文描述的實施例進行許多變化及修改。所有此等修改及變化意欲在本文包括於本案揭示及本發明之範疇內且由以下申請專利範圍保護。
舉例而言，儘管核心圖示為在該核心之端部上不具有凸緣，但可能存在凸緣。此外，凸緣可永久地附接至核心或凸緣可為可移除的。
此外，儘管圖示為四層夾層材料及三層玻璃帶捲繞在捲上，但可能存在任何適合數目的夾層材料層或玻璃帶層。
此外，儘管充電頭62、充電頭64圖示為非接觸充電頭，但可使用其他類型之充電頭。舉例而言，可使用與玻璃帶20及夾層材料40接觸的充電滾輪或充電刷(例如，碳纖維刷)。類似地，儘管中和頭90、中和頭92圖示為非接觸種類，但亦可使用其他類型之中和頭，例如，接觸夾層材料或玻璃帶的中和頭。
5‧‧‧曲度
10‧‧‧捲
11‧‧‧縱軸
12‧‧‧直徑
13‧‧‧方向
14‧‧‧核心
15‧‧‧箭頭
17‧‧‧方向
19‧‧‧箭頭
20‧‧‧玻璃帶
22‧‧‧上游製程
23‧‧‧方向
24‧‧‧寬度
25‧‧‧箭頭
26‧‧‧厚度
27‧‧‧珠粒
29‧‧‧邊緣
30‧‧‧間隙
32‧‧‧厚度
40‧‧‧夾層材料
41‧‧‧距離
42‧‧‧捲
43‧‧‧中心縱軸
44‧‧‧寬度
45‧‧‧箭頭
46‧‧‧厚度
47‧‧‧方向
48‧‧‧條帶
49‧‧‧條帶
50‧‧‧導引滾輪
60‧‧‧電荷產生器
61‧‧‧連接
62‧‧‧第一充電頭
64‧‧‧第二充電頭
66‧‧‧間隙
67‧‧‧距離
68‧‧‧輸送路徑
69‧‧‧中心
70‧‧‧導引滾輪
72‧‧‧中心
74‧‧‧橫向距離
76‧‧‧距離
78‧‧‧距離
80‧‧‧靜電場施加設備
82‧‧‧框架
90‧‧‧第一中和頭
92‧‧‧第二中和頭
102‧‧‧箭頭
100‧‧‧區域
第1圖為以靜電釘固至夾層材料且與夾層材料捲繞在一起的薄玻璃帶之示意圖。
第2圖為沿第1圖之線2-2截取的玻璃帶與夾層材料之捲之一個實施例的橫截面圖。
第3圖為第1圖之裝置的一部分之放大示意圖。
第4圖為沿第1圖之線2-2截取的玻璃帶與夾層材料之捲之另一實施例的橫截面圖。
第5圖為用於剪切力測試的配置之示意圖。
第6圖為薄玻璃帶與夾層材料分離之示意圖。
第7圖為玻璃帶之曲度的示意圖。
10‧‧‧捲
11‧‧‧縱軸
12‧‧‧直徑
13‧‧‧方向
20‧‧‧玻璃帶
22‧‧‧上游製程
23‧‧‧方向
40‧‧‧夾層材料
42‧‧‧捲
43‧‧‧中心縱軸
45‧‧‧箭頭
47‧‧‧方向
50‧‧‧導引滾輪
60‧‧‧電荷產生器
61‧‧‧連接
62‧‧‧第一充電頭
64‧‧‧第二充電頭
70‧‧‧導引滾輪

Claims (10)

  1. 一種玻璃捲，該玻璃捲包含：一玻璃帶及一夾層材料，該玻璃帶及該夾層材料滾軋在一起，以便設置成交替層，其中該夾層材料之一層藉由一靜電力釘固至相鄰的該玻璃帶之一層，其中該靜電力具有一值，使得引起該夾層材料與該玻璃帶之間的滑動所需要的一剪切力大於或等於當未以靜電釘固在一起時引起該夾層材料與該玻璃帶之間的滑動所需要的彼剪切力的10倍。
  2. 如請求項1所述之玻璃捲，其中該靜電力具有一值，使得當該夾層材料藉由該靜電力在176平方吋(1135平方公分)的一接觸區域內釘固至該玻璃帶時，引起該夾層材料與該玻璃帶之間的滑動所需要的一剪切力大於100盎司(2835公克)。
  3. 一種滾軋玻璃之方法，該方法包含以下步驟：相對於一第一充電頭輸送一玻璃帶，以便賦予該玻璃帶一第一電荷；相對於一第二充電頭輸送一夾層材料，以便賦予該夾層材料一第二電荷；並列該玻璃帶及該夾層材料，使得該第一電荷及該第二電荷彼此吸引，以便將該玻璃帶及該夾層材料以彼 此接觸之方式釘固在一起；以及將該經釘固玻璃帶及夾層材料一起滾軋至一捲中，該捲包括玻璃帶及夾層材料之交替層。
  4. 如請求項3所述之方法，其中該第一充電頭及該第二充電頭設置為橫跨一間隙彼此相鄰，其中該夾層材料及該玻璃帶之一輸送路徑延伸穿過該間隙，且其中不存在設置於該間隙內的滾輪。
  5. 如請求項3所述之方法，其中該第一電極與該第二電極間隔範圍為自1吋至4吋(2.5 cm至10 cm)的一距離。
  6. 如請求項5所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：在該夾層材料及該玻璃帶已以靜電釘固在一起之後導引該夾層材料及該玻璃帶，以防止該夾層材料及該玻璃帶隨著該捲的直徑增加而接觸該第一電極或該第二電極。
  7. 如請求項3所述之方法，其中平衡該第一電荷及該第二電荷，使得該捲具有一淨中性電荷。
  8. 如請求項3至請求項7中任一項所述之方法，其中該第一電荷與該第二電荷之間的差值為自24 kV至36 kV。
  9. 一種靜電場施加裝置，該靜電場施加裝置包含：一框架；一第一充電頭，該第一充電頭耦接至該框架且能夠在一第一範圍內施加一電荷；一第二充電頭，該第二充電頭耦接至該框架且能夠在一第二範圍內施加一電荷，其中該第二充電頭設置為橫跨一間隙鄰近該第一充電頭，其中用於夾層材料及玻璃帶之一輸送路徑延伸穿過該間隙，且其中不存在設置於該間隙內的滾輪；以及一滾輪，該滾輪耦接至該框架，且該滾輪位於鄰近該輸送路徑處以及該間隙下游及該第一範圍及該第二範圍之外。
  10. 如請求項9所述之裝置，其中該輸送路徑設置在該間隙之中心附近。
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