TW201714809A - 連續玻璃處理裝置及處理撓性玻璃條帶的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一種針對一連續玻璃處理裝置的一傳遞結構選擇一曲率半徑以處理具有不多於約0.3mm之一厚度的一可撓玻璃條帶的方法。該方法包括以下步驟：識別該可撓玻璃條帶的一厚度。選擇在該可撓玻璃條帶的該處理期間適用於該可撓玻璃條帶的一預定彎曲應力位準。基於該預定彎曲應力以及片材偏轉角及線張力中的至少一者針對一傳遞結構選擇一曲率半徑，該傳遞結構適於在該可撓玻璃條帶的該處理期間將該可撓玻璃條帶傳遞通過該玻璃處理裝置。將該玻璃處理裝置提供為包括該傳遞結構。

Description

連續玻璃處理裝置及處理撓性玻璃條帶的方法
此申請案主張於2015年3月3日所提出之第62/127524號美國申請案的優先權權益，該申請案之整體內容於本文中以引用方式併入本文中。
本發明關於用於處理撓性玻璃條帶的裝置及方法，且具體而言，是關於利用撓性玻璃條帶的抗撓性以在傳遞結構上管理彎曲應力的方法。
薄玻璃基板可用於各種應用中，例如包括消費者或商用電子設備、消費者或商用器具、建築或建造材料應用。用於如此基板的玻璃可為相當薄的，舉例而言例如小於約0.3mm。這樣的基板可藉由將基板傳遞為長的、可撓的玻璃條帶來處理(例如在卷對卷處理中)。
通常相信的是，對於玻璃處理裝置需要較大直徑的輥以將可撓玻璃條帶的彎曲應力維持在適於可靠地處理可撓玻璃條帶的預定應力位準下。例如，用於可撓玻璃條帶的一個通用的設計參數是使用具有至少六吋或更多的直徑的輥以用於處理200μm厚或更薄的可撓玻璃條帶。其意圖是最小化可撓玻璃條帶中所產生的彎曲應力，藉此減少肇因於疲乏的缺陷生長及破裂傳播的風險。
本概念涉及利用可撓玻璃條帶抗撓性來在輥或具有曲率半徑的其他表面上管理彎曲應力的方法。將例如曲率半徑周圍之可撓玻璃條帶的片材偏轉角及線張力等參數計入可提供更準確及可靠的由可撓玻璃條帶所實現的彎曲應力的預測，且相較於由梁理論(beam theory)所預測的那些半徑長度可允許選擇範圍更大的半徑長度。
依據第一態樣，提供一種針對一連續玻璃處理裝置的一傳遞結構選擇一曲率半徑以供處理具有不多於約0.3mm之一厚度的一可撓玻璃條帶的方法。該方法包括以下步驟：識別該可撓玻璃條帶的一厚度。選擇在該可撓玻璃條帶的該處理期間適用於該可撓玻璃條帶的一預定彎曲應力位準。基於該預定彎曲應力以及片材偏轉角及線張力中的至少一者針對一傳遞結構選擇一曲率半徑，該傳遞結構適於在該可撓玻璃條帶的該處理期間將該可撓玻璃條帶傳遞通過該玻璃處理裝置。將該玻璃處理裝置提供為包括該傳遞結構。
依據第二態樣，提供態樣1的方法，其中選擇該曲率半徑的該步驟包括以下步驟：使用具有一表格的一設計指引。
依據第三態樣，提供態樣2的方法，其中該表格包括條帶厚度資訊、線張力資訊、輥直徑資訊、片材偏轉資訊及彎曲應力資訊。
依據第四態樣，提供態樣3的方法，其中該表格係顯示於一印刷媒體上。
依據第五態樣，提供態樣3的方法，其中該表格係儲存於一電腦的記憶體中。
依據第六態樣，提供態樣1-5中之任一者的方法，包括以下步驟：基於片材偏轉角及線張力中的至少一者針對多個傳遞結構選擇一曲率半徑，該多個傳遞結構適於在該可撓玻璃條帶的該處理期間將該可撓玻璃條帶傳遞通過該玻璃處理裝置。
依據第七態樣，提供態樣6的方法，其中該多個傳遞結構是相鄰的，該方法更包括以下步驟：決定該等相鄰傳遞結構之間的一距離。
依據第八態樣，提供態樣7的方法，其中若該等相鄰傳遞結構之間的該距離小於一預定距離，則選擇該曲率半徑的該步驟包括以下步驟：使用具有一表格的一設計指引。
依據第九態樣，提供態樣7的方法，其中若該等相鄰傳遞結構之間的該距離小於一預定距離，則選擇該曲率半徑的該步驟包括以下步驟：使用一有限元素分析軟體工具。
依據第十態樣，提供一種使用一玻璃處理裝置來連續處理具有不多於0.30mm之一厚度之可撓玻璃條帶的方法。該方法包括以下步驟：提供一玻璃處理裝置，該玻璃處理裝置包括一傳遞結構，該傳遞結構具有一曲率 半徑，該曲率半徑適於在該可撓玻璃條帶的該處理期間將該可撓玻璃條帶傳遞過該玻璃處理裝置。該曲率半徑係基於該可撓玻璃條帶之一預定彎曲應力以及一片材偏轉角及一線張力中的至少一者來選擇的。該可撓玻璃條帶係在處理該可撓玻璃條帶期間連續饋送於該傳遞結構周圍。
依據第十一態樣，提供態樣10的方法，其中提供該玻璃處理裝置的該步驟包括以下步驟：基於該預定彎曲應力以及片材偏轉角及線張力中的至少一者針對該傳遞結構選擇該曲率半徑，該傳遞結構適於在該可撓玻璃條帶的該處理期間將該可撓玻璃條帶傳遞通過該玻璃處理裝置。
依據第十二態樣，提供態樣11的方法，其中選擇該曲率半徑的該步驟包括以下步驟：使用具有一表格的一設計指引。
依據第十三態樣，提供態樣12的方法，其中該表格包括條帶厚度資訊、線張力資訊、輥直徑資訊、片材偏轉資訊及彎曲應力資訊。
依據第十四態樣，提供態樣13的方法，其中該表格係顯示於一印刷媒體上。
依據第十五態樣，提供態樣13的方法，其中該表格係儲存於一電腦的記憶體中。
依據第十六態樣，提供態樣10-15中之任一者的方法，包括以下步驟：基於片材偏轉角及線張力中的至少一者針對多個傳遞結構選擇一曲率半徑，該多個傳遞結 構適於在該可撓玻璃條帶的該處理期間將該可撓玻璃條帶傳遞通過該玻璃處理裝置。
依據第十七態樣，提供態樣16的方法，其中該多個傳遞結構是相鄰的，該方法更包括以下步驟：決定該等相鄰傳遞結構之間的一距離。
依據第十八態樣，提供態樣17的方法，其中若該等相鄰傳遞結構之間的該距離小於一預定距離，則選擇該曲率半徑的該步驟包括以下步驟：使用具有一表格的一設計指引。
依據第十九態樣，提供態樣17的方法，其中若該等相鄰傳遞結構之間的該距離小於一預定距離，則選擇該曲率半徑的該步驟包括以下步驟：使用一有限元素分析軟體工具。
依據第二十態樣，提供態樣11-19中之任一者的方法，包括以下步驟：基於該預定彎曲應力位準以及該片材偏轉角及該線張力中的兩者針對該傳遞結構選擇該曲率半徑，該傳遞結構適於在該可撓玻璃條帶的該處理期間將該可撓玻璃條帶傳遞通過該玻璃處理裝置。該可撓玻璃條帶係在處理該可撓玻璃條帶期間以該片材偏轉角及該線張力兩者連續饋送於該傳遞結構周圍。
依據第二十一態樣，提供一種連續處理具有不多於0.3mm之一厚度之可撓玻璃條帶的方法。該方法包括以下步驟：連續將該可撓玻璃條帶饋送於一傳遞結構周 圍，該傳遞結構具有小於使用公式(1)所計算之一最小曲率半徑(R)的一曲率半徑： 其中σ係一預定彎曲應力，E係該可撓玻璃條帶的楊氏模量，且h係該可撓玻璃條帶的該厚度。
依據第二十二態樣，提供請求項21的方法，更包括以下步驟：使用具有小於該最小曲率半徑的該傳遞結構向該可撓玻璃條帶至少施加該預定的彎曲應力。
依據第二十三態樣，提供態樣1或態樣2的方法，更包括以下步驟：向該可撓玻璃條帶施加一線張力，該可撓玻璃條帶適於使用具有小於該最小曲率半徑的該傳遞結構向該可撓玻璃條帶至少施加該預定的彎曲應力。
依據第二十四態樣，提供態樣21-23中之任一者的方法，更包括以下步驟：向該可撓玻璃條帶施加一片材偏轉角，該可撓玻璃條帶適於使用具有小於該最小曲率半徑的該傳遞結構向該可撓玻璃條帶至少施加該預定的彎曲應力。
依據第二十五態樣，提供態樣1-24中之任一者的方法，其中該傳遞結構係一輥或一空氣壩。
依據第二十六態樣，提供一種用於處理具有不多於約0.3mm之一厚度之一可撓玻璃條帶的連續玻璃處理裝置。該裝置包括一傳遞結構，具有小於使用公式(1)所計算之一最小曲率半徑(R)的一曲率半徑： 其中σ係一預定彎曲應力，E係該可撓玻璃條帶的楊氏模量，且h係該可撓玻璃條帶的該厚度。
依據第二十七態樣，提供態樣26的裝置，其中該傳遞結構係一輥或一空氣壩。
依據第二十八態樣，提供態樣26或27的裝置，更包括：一解開站，配置為從一供應輥解開該可撓玻璃條帶；及一成捲站，配置為將該可撓玻璃條帶纏繞至一捲取輥上。
依據第二十九態樣，提供態樣26-28中之任何者的裝置，更包括：一真空沉積站，配置為向該可撓玻璃條帶施加一塗層。
將在以下的詳細說明中闡述額外特徵及優點，且該等額外特徵及優點的部分從本說明或藉由實行如所載說明及隨附繪圖中所舉例說明及如隨附請求項中所定義的本發明來辨識，對於本領域中具技藝者而言將是輕易理解的。要了解的是，上述的一般說明及以下的詳細說明兩者僅為本發明的示例，且係欲提供概觀或架構以了解如所請求之本發明的本質及特質。
附隨的圖示係經包括以提供本發明之原理的進一步了解，且經併入及構成此說明書的一部分。繪圖繪示一或更多個實施例，且與本說明一起用以以示例的方式解釋本發明的原理及操作。要了解的是，揭露於此說明書 以及圖示中之本發明之各種特徵可用於任何或所有組合中。
10‧‧‧可撓玻璃構件
12‧‧‧箭頭
14‧‧‧箭頭
16‧‧‧表面
20‧‧‧可撓玻璃條帶
22‧‧‧輥
25‧‧‧線
30‧‧‧輥
32‧‧‧輥
100‧‧‧可撓玻璃處理裝置
102‧‧‧解開及清理站
104‧‧‧可撓玻璃條帶
106‧‧‧供應輥
108‧‧‧清理站
110‧‧‧真空沉積站
112‧‧‧成捲站
114‧‧‧捲取輥
120‧‧‧方法
122‧‧‧步驟
124‧‧‧步驟
126‧‧‧步驟
128‧‧‧步驟
130‧‧‧設計指引
132‧‧‧條帶厚度資訊
134‧‧‧線張力資訊
136‧‧‧輥直徑資訊
138‧‧‧條帶偏轉資訊
140‧‧‧彎曲應力資訊
150‧‧‧設計指引
152‧‧‧條帶厚度資訊
154‧‧‧線張力資訊
156‧‧‧輥直徑資訊
158‧‧‧條帶偏轉資訊
160‧‧‧彎曲應力資訊
dY1‧‧‧第一篩選器輥嵌入值
dY2‧‧‧第二篩選器輥嵌入值
h‧‧‧厚度
D‧‧‧距離
D1‧‧‧第一篩選器輥直徑
D2‧‧‧第二篩選器輥直徑
Dd‧‧‧驅動輥直徑
Ds‧‧‧供應輥直徑
F‧‧‧力
L‧‧‧供應及驅動輥之間的距離
Ls‧‧‧篩選器輥之間的距離
M‧‧‧力矩
NA‧‧‧中軸
R‧‧‧彎曲半徑
R1‧‧‧半徑
R2‧‧‧半徑
T‧‧‧片材張力
X1‧‧‧第一篩選器輥坐標
X2‧‧‧第二篩選器輥坐標
α‧‧‧纏繞角
θ‧‧‧條帶偏轉角
圖1繪示彎曲時的玻璃構件以繪示彎曲應力的示例；圖2係在輥周圍前行藉此在可撓玻璃條帶中引發彎曲應力之可撓玻璃條帶的示意圖；圖3係一示例性圖表，針對多線張力繪示梁理論(beam theory)最大應力對上片材撓曲角的百分比；圖4係在多個輥周圍前行之可撓玻璃條帶的示意圖；圖5係一示意性圖表，針對多個片材撓曲角繪示彎曲應力對上輥間隔；圖6係可撓玻璃處理裝置之實施例的圖解說明；圖7係可撓玻璃處理裝置之另一實施例的圖解說明；圖8繪示使用圖7之可撓玻璃處置裝置的示例性模型；圖9繪示選擇輥直徑之方法的實施例；圖10繪示用於針對可撓玻璃處理裝置選擇輥直徑之示例性設計指引的實施例；及圖11繪示用於針對可撓玻璃處理裝置選擇輥直徑之示例性設計指引的另一實施例。
於下的詳細說明中，為了解釋而非限制的目的，揭露特定細節的示例實施例係經闡述以提供本揭示案之各種原理的完整理解。然而，本發明可施行於其他脫離本文所揭露之特定細節的實施例中，這對於本揭示案所屬領域具有通常技藝者(已受惠於本揭示案)將是明顯的。此外，眾所周知的裝置、方法及材料之說明可被忽略以便不模糊本揭示案之各種原理的說明。最後，在任何適用的情況下，類似的參考標號係指類似的元件。
範圍在本文中可表達為從「約」一個特定值及/或至「約」另一特定值。當表達這樣的範圍時，另一實施例包括從該一個特定值及/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，將了解的是，該特定值形成另一實施例。將進一步了解的是，範圍中之各者的端點相對於另一端點及獨立於另一端點而言皆是顯著的。
如本文中所使用的方向性用語(例如上、下、右、左、前、後、頂、底)係僅參照如所描繪的圖式而作出的，且不欲暗示絕對定向。
除非原本明確表明，絕不欲本文中所闡述的任何方法被建構為需要其步驟以特定順序執行。據此，凡方法請求項實際上並不記載要由其步驟所遵循的順序或在請求項或說明書中原本未具體表明將步驟限於特定順序，絕不欲在任何方面推斷順序。這對於解譯之任何可能 的非明示基礎都是如此，包括：針對步驟或操作流程之佈置的邏輯事項；推導自文法組織或標點符號的一般意義；說明書中所述之實施例的數量或類型。
如本文中所使用的，單數形式「一個(a)」、「一個(an)」及「該(the)」包括了複數的指涉對象，除非在其他情況下上下文清楚指示。例如，因此對於「元件」的指稱包括具有二或更多個如此元件的態樣，除非在其他情況下上下文清楚指示。
本文中所述的實施例大致關於利用可撓玻璃條帶抗撓性以在傳遞結構的曲率半徑上管理彎曲應力的方法。利用可撓玻璃條帶抗撓性的該等方法例如可用於設計卷對卷系統，該等系統包括具有相對小直徑的輥，該等輥可對於由梁理論(beam theory)所預測的應力分數(fraction)產生及控制彎曲應力位準，這指示了在可撓玻璃處理期間相對大的輥的使用。雖然在本文中主要描述使用或多個輥，可使用具有曲率半徑的其他傳遞結構，例如空氣壩或空氣傳遞器軸承。應注意的是，雖然輥或其他傳遞結構可具有恆定的曲率半徑，傳遞結構可具有改變的曲率半徑。
本文中所述的可撓玻璃條帶可具有約0.3mm或更少的厚度，包括(但不限於)以下厚度：例如，約0.01-0.05mm、約0.05-0.1mm、約0.1-0.15mm、約0.15-0.3mm、0.3、0.275、0.25、0.225、0.2、0.19、0.18、0.17、0.16、0.15、0.14、0.13、0.12、 0.11、0.10、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02或0.01mm。可撓玻璃條帶可以玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷材料時其合成物形成。形成高品質可撓玻璃條帶的熔融處理(例如下拉製處理)可用於各種裝置中，且一個這樣的應用是平板顯示器。熔融處理中所產生的玻璃條帶可具有表面，該等表面在相較於由其他方法所產生的玻璃片時具有優越的扁平度及平滑度。熔融處理係描述於序號第3,338,696及3,682,609號的美國專利案中。
雖然玻璃一般稱為脆性材料、不可撓且容易刮損、破裂及斷裂，具有薄的橫截面的玻璃事實上可為相當可撓的。長薄片或條帶中的玻璃可纏繞及從輥解開，更像是紙或塑膠薄膜。儘管如此，可撓玻璃條帶具有某些抗撓性且相較於許多紙或塑膠薄膜而言更不柔軟。此外，在處理期間，可撓玻璃條帶通常並不達成「纏繞」在玻璃來源及玻璃目的地間之一或更多個處理輥、空氣壩、捲軸、紡錘體等等周圍，尤其是取決於一或更多個輥的半徑。如本文中所使用的，用語「纏繞」指的是可撓玻璃條帶彎曲於輥的周圍，該輥具有在將可撓玻璃條帶符合至該輥周邊的情況下的直徑。換言之，可撓玻璃條帶的彎曲半徑在輥的周邊周圍大約相同於該輥的半徑。據此，提供實現條帶(有時稱為線)張力T的方法，且條帶(有時稱為片材)徧轉角θ可用以管理在彎曲事件期間所產生的應力位準，高達且包括由梁理論所預測的最大應力值。
參照圖1，可撓玻璃構件10係繪示為正在彎曲，其中彎曲力矩(由箭頭12及14所表示)係施加於可撓玻璃構件10的相反端處。如所繪示的，這樣的彎曲在中軸NA的一側上產生伸張力且在中軸NA的相反側上產生壓縮力。因為最大的彎曲引發的抗拉強度發生在表面16(y=h/2)處，使用梁理論的最大彎曲應力可由以下公式所給定： 其中，σ為彎曲應力，E是楊氏模量，h是玻璃厚度且R是彎曲半徑。
在不希望被理論束縛的情況下，相信的是，除了可撓以外，可撓玻璃抗撓性將可撓玻璃條帶的纏繞抑制在處理條件下由可撓玻璃條帶之某些張力及角度配置下的最大梁應力(beam stress)所定義的位準，造成較低的彎曲應力。因此，相信的是，僅僅使用最大彎曲應力的方程式以決定特定可撓玻璃處理裝置的曲率半徑可能造成為了努力減少玻璃應力而不必要地利用大的半徑。進一步地，即使需要玻璃應力的預定位準(例如近似、包括或超過最大彎曲應力)，由於可撓玻璃抗撓性，使用以上的最大彎曲應力方程式可能不足以可靠地及一致地供應該所需的彎曲應力。例如，篩選裝置或篩選器可用以確保可撓玻璃對於所欲的應用具有充足的強度。可撓玻璃可饋送於輥周圍，該輥具有經選擇以在可撓玻璃中產生預定應 力位準的半徑。若可撓玻璃在被饋送於輥周圍後倖存，則可撓玻璃具有充足的強度。若輥未適當地調整尺寸以產生預定應力位準，即使可撓玻璃並不具有充足的強度，可撓玻璃亦可在被饋送於輥周圍後倖存。換言之，若篩選器並不對可撓玻璃施加預定應力，則倖存於篩選器的可撓玻璃可能不具有所需的強度。
參照圖2，可撓玻璃條帶20係繪示為彎曲於輥22上，該輥22具有半徑R。如可見的，在承受輥22的某些形狀時，可撓玻璃條帶20具有抗撓性，該抗撓性阻礙小於纏繞角α(從相對於力矩臂MA的垂直線且正切於輥22測量)之可撓玻璃條帶20的纏繞。如可理解的，隨著纏繞角α減少，可撓條帶20中的彎曲應力增加。反過來說，隨著纏繞角α增加，可撓條帶20中的彎曲應力減少。以下方程式可用以決定由可撓玻璃條帶20的恆定線張力T所提供之力F的力矩M(假設無摩擦的輥且忽略任何驅動輥)：
(3) M=FD
(4) F=Tcos(α)
其中，σ是彎曲應力，R是彎曲半徑，M是力矩，F是力，D是距離，T是片材張力，E是楊氏模量，I是慣性矩，b是片材寬度，h是玻璃厚度而α是纏繞角(圖2)。力矩M 可用於針對特定輥直徑決定彎曲應力，該彎曲應力可小於由梁理論所預測的最大彎曲應力，如上所述。
參照圖3，繪示例如使用有限元素分析(FEA)工具(例如市場上可從歐特克(Autodest)公司取得的)針對不同參數集合(輥直徑、張力及條帶偏轉角)所決定之200μm厚的可撓玻璃條帶的單一輥彎曲應力分析。如本文中所使用的，「有限元素分析」指的是用於預測產品(例如可撓玻璃條帶)對於各種力及在各種條件下是如何反應的電腦化方法。在圖3的示例中，FEA可用以針對可撓玻璃處理裝置產生設計指引，該可撓玻璃處理裝置提供針對不同輥直徑2R、條帶張力T及條帶偏轉角θ由梁理論所預測之最大彎曲應力的預定百分比。如圖2中所示，條帶偏轉角θ係從線25(來自力矩M之力分量F的力矩臂垂直線)測量。為了說明，利用兩吋直徑的輥及約60度的條帶偏轉角θ將造成針對具有0.3pli(每線性吋磅數)條帶張力T之200μm厚的可撓玻璃條帶由梁理論所預測之最大彎曲應力的約85%。確實，具有0.3pli條帶張力T的此200μm厚的可撓玻璃條帶使用兩吋的輥直徑將不達到由梁理論所預測的最大彎曲應力，直到使用至少90度的條帶偏轉角θ為止。相較之下，具有0.3pli條帶張力T之200μm厚的可撓玻璃條帶使用三吋的輥直徑將於約60度的條帶偏轉角θ處達到由梁理論所預測的最大彎曲應力。然而，針對三吋直徑輥由梁理論所預測的最大彎曲 應力係小於兩吋直徑輥的最大彎曲應力，假設增加輥直徑而保持其他參數相同。
圖2及3的說明假設使用單一輥，或隔開遠大於(例如至少多約10倍)輥22之直徑之距離的多個輥，使得所關注的輥可被視為是單一輥。當在較小間隔(例如不多於10倍直徑)之可撓玻璃條帶的路徑中存在相鄰輥時，輥對輥的間隔Ls可在力矩M的解析解中扮演重要角色。也就是說，當間隔Ls小時，將可撓玻璃條帶彎曲於一個輥周圍可與將可撓玻璃條帶彎曲於另一輥周圍交互作用。
參照圖4，作為一示例，若輥30及32之間的距離Ls(中心對中心)足夠大(例如10倍的2R1)，則具有半徑R1之輥30處的彎曲應力可計算為單一輥(圖2)，假設R1及R2是相等的。然而，當間隔Ls更小時，彎曲於輥32周圍之可撓玻璃片材的阻力可在彎曲於輥30周圍的可撓玻璃條帶上具有交互作用效應，造成以下方程式：(6) R=f(T,h,E,θ,Ls)
如可理解的，引入多個輥30及32針對可撓玻璃基板的給定厚度h及輥直徑可顯著增加輥間隔Ls、線張力T及條帶偏轉角θ的組合數量。FEA模型可允許增加針對潛在的多輥設計允許有效取捨決定的效率。圖5繪示100μm厚可撓玻璃條帶之兩個輥分析的示例，使用三吋直徑的輥及0.11pli的線張力T。使用圖5，於給定輥處 所產生的彎曲應力σ係條帶偏轉角θ(其為輥間隔Ls的函數)的函數。例如，使用40吋的輥間隔Ls及6度以下的片材偏轉角θ，所產生的彎曲應力σ將不超過約60MPa。類似於圖5的額外圖表可被產生為圖示針對其他線張力T值及可允許之條帶偏轉角θ的彎曲應力σ。
簡要參照圖6，示例性可撓玻璃處理裝置100可包括多個站，例如解開及清理站102，在該處，可撓玻璃條帶104從供應輥106解開且於清理站108處清理。可撓玻璃條帶104可接著通過一系列的輥到真空沉積站110，在該真空沉積站110處，任何合適的塗層可施加至可撓玻璃條帶104。可撓玻璃條帶104可接著傳遞至成捲站112，在該成捲站112處，可撓玻璃條帶104係纏繞至捲取輥114上。本文中所述的指引及FEA技術可施用於可撓玻璃處理裝置100之輥中的任何一者，可撓玻璃條帶104係在該等輥上傳遞。
示例
使用FEA軟體工具來建構及模擬一分析模型。該分析係用以針對三個輥直徑(3、4及5吋)中的任何一者決定模型的最大理論彎曲應力性能。建模分析中所使用的模型佈局、操作輸入及材料參數係圖示於以下的表格I及II及圖7中。
出乎意料地，如由圖8所示，該模型在使用3、4或5吋之輥直徑中的任何者時於第一篩選器輥處產生大約約115MPa的相同彎曲應力值。因為輥的最大可允許偏轉是2.5吋，產生額外彎曲應力的能力被限制了。例如，針對200μm的可撓玻璃基板及三吋直徑輥由梁理論所預測的最大彎曲應力為194MPa。為了增加可撓玻璃基板的 彎曲應力，可增加張力容量及/或可增加可允許的輥偏轉，藉此增加條帶偏轉角。
參照圖9，圖示將輥直徑選為玻璃厚度、條帶張力及條帶偏轉角之函數的方法120。方法120係用以決定是否應使用輥設計指引(針對單一輥情況)或是否應使用FEA軟體工具(針對多輥情況)。於步驟122處，決定玻璃處理裝置是否包括單一輥或多個輥。若使用單一輥，則於步驟124處，設計指引可用以針對所需的彎曲應力決定合適的輥直徑、線張力、條帶厚度及條帶偏轉角。若使用多個輥，則於步驟126處，決定相鄰輥之間的距離是否大於所關注之輥的直徑約10倍。若相鄰輥之間的距離大於所關注之輥的直徑10倍，則可於步驟124處使用設計指引。若相鄰輥之間的距離小於或等於所關注之輥之直徑的10倍，則可於步驟128處使用FEA軟體工具(例如使用以上的方程式2-5)。
參照圖10，示例性設計指引130係以表格的形式來繪示，且包括條帶厚度資訊132、線張力資訊134、輥直徑資訊136、條帶偏轉資訊138及彎曲應力資訊140。設計指引130於印刷的媒體上取得或可作為儲存在電腦記憶體中的表格來取得，舉例而言。操作時，可假設要處理(例如篩選、塗覆、清潔等等)100μm厚的可撓玻璃條帶。作為示例，若在處理期間在可撓玻璃條帶中需要至少100MPa的彎曲應力，則可看到的是，三及四吋直徑的輥係不能單獨供應至少100MPa的彎曲應力、至少 高達0.5pli的線張力。然而，兩吋直徑的輥可能夠使用30度的片材偏轉角及0.1pli的線張力來產生至少100MPa的彎曲應力。
參照圖11，另一示例性設計指引150係以表格的形式來繪示，且亦包括條帶厚度資訊152、線張力資訊154、輥直徑資訊156、條帶偏轉資訊158及彎曲應力資訊160。如上所述，設計指引150於印刷的媒體上取得或可作為儲存在電腦記憶體中的表格來取得，舉例而言。操作時，可假設要處理(例如篩選、塗覆、清潔等等)200μm厚的可撓玻璃條帶。作為一示例，若在處理期間在可撓玻璃條帶中需要至少144.9MPa的彎曲應力，則可看到的是，144.9Mpa是針對四吋輥由梁理論所預測的最大彎曲應力。然而，吾人可藉由在約0.4pli的線張力及約30度的條帶偏轉角的情況下選擇兩吋輥來減少輥的佔用空間。亦可觀察到的是，針對四吋輥使用小於0.4pli的線張力可造成顯著小於由梁理論所預測之144.9MPa之最大彎曲應力的彎曲應力，其中條帶偏轉角是30度或更少。
上述系統及方法利用可撓玻璃條帶抗撓性以管理輥上的彎曲應力。卷對卷裝置的可撓性可藉由允許使用較小的輥直徑同時符合所需的彎曲應力需求及提供在不影響可靠性的情況下作出卷對卷取捨的能力來改良。可利用改良的設計資訊來藉由減少所施加的彎曲應力輻度來最小化玻璃處理期間之可撓玻璃條帶中的缺陷成長，這 可保留玻璃強度屬性。可更可靠地從可撓玻璃條帶移除強度限制缺陷群體的移除，其為所施加之彎曲應力的函數。篩選有效性可被改良，這可減少與肇因於玻璃斷裂之捲退貨相關聯的潛在品質成本。本文中所述的方法可允許設備製造商針對超薄玻璃的可靠處理使用減少的輥直徑來設計裝置。可更輕易地轉換當前的卷對卷系統(例如用以處理聚合物)以供可靠地處理可撓玻璃條帶。
應強調的是，本發明以上所描述的實施例(特別是任何「較佳的」實施例)僅為實施方式的可能示例，僅為了清楚了解本發明的各種原理而闡述。可對於本發明的上述實施例作出許多變化及更改，而實質上不脫離本發明之精神與各種原理。所有這樣的更改及變化係欲於本文中包括在此揭示案及以下請求項的範圍內。
20‧‧‧可撓玻璃條帶
22‧‧‧輥
25‧‧‧線
h‧‧‧厚度
D‧‧‧距離
F‧‧‧力
M‧‧‧力矩
R‧‧‧彎曲半徑
T‧‧‧片材張力
α‧‧‧纏繞角
θ‧‧‧條帶偏轉角

Claims (20)

  1. 一種連續處理具有不多於0.3mm之一厚度之一可撓玻璃條帶的方法，該方法包括以下步驟：連續將該可撓玻璃條帶饋送於一傳遞結構周圍，該傳遞結構具有小於使用公式(1)所計算之一最小曲率半徑(R)的一曲率半徑： 其中σ係一預定彎曲應力，E係該可撓玻璃條帶的楊氏模量，且h係該可撓玻璃條帶的該厚度。
  2. 如請求項1所述之方法，更包括以下步驟：使用具有小於該最小曲率半徑的該傳遞結構向該可撓玻璃條帶至少施加該預定的彎曲應力。
  3. 如請求項1所述之方法，更包括以下步驟：向該可撓玻璃條帶施加一線張力，該可撓玻璃條帶適於使用具有小於該最小曲率半徑的該傳遞結構向該可撓玻璃條帶至少施加該預定的彎曲應力。
  4. 如請求項1至3中之任何者所述之方法，更包括以下步驟：向該可撓玻璃條帶施加一片材偏轉角，該可撓玻璃條帶適於使用具有小於該最小曲率半徑的該傳遞結構向該可撓玻璃條帶至少施加該預定的彎曲應力。
  5. 如請求項1至3中之任何者所述之方法，其中該傳遞結構包括一輥或一空氣壩。
  6. 一種用於處理具有不多於約0.3mm之一厚度之一可撓玻璃條帶的連續玻璃處理裝置，該裝置包括：一傳遞結構，具有小於使用公式(1)所計算之一最小曲率半徑(R)的一曲率半徑： 其中σ係一預定彎曲應力，E係該可撓玻璃條帶的楊氏模量，且h係該可撓玻璃條帶的該厚度。
  7. 如請求項6所述之裝置，其中該傳遞結構包括一輥或一空氣壩。
  8. 如請求項7或請求項7所述之裝置，更包括：一解開站，配置為從一供應輥解開該可撓玻璃條帶；及一成捲站，配置為將該可撓玻璃條帶纏繞至一捲取輥上。
  9. 如請求項6或請求項6所述之裝置，更包括一真空沉積站，該真空沉積站係配置為向該可撓玻璃條帶施加一塗層。
  10. 如請求項6或請求項7所述之裝置，其中該裝置包括一篩選器，該篩選器配置為在該可撓玻璃條帶中至少產生該預定彎曲應力。
  11. 一種針對一連續玻璃處理裝置的一傳遞結構選擇一曲率半徑以供處理具有不多於約0.3mm之一厚度的一可撓玻璃條帶的方法，該方法包括以下步驟：識別該可撓玻璃條帶的一厚度；選擇在該可撓玻璃條帶的該處理期間適用於該可撓玻璃條帶的一預定彎曲應力位準；及基於該預定彎曲應力位準及片材偏轉角及線張力中的至少一者針對該傳遞結構選擇一曲率半徑。
  12. 如請求項11所述之方法，其中選擇該曲率半徑的該步驟包括以下步驟：使用包括一表格的一設計指引。
  13. 如請求項12所述之方法，其中該表格包括條帶厚度資訊、線張力資訊、輥直徑資訊、片材偏轉資訊及彎曲應力資訊。
  14. 如請求項12所述之方法，其中該表格係顯示於一印刷媒體上或儲存在一電腦的記憶體中。
  15. 如請求項11至14中之任何者所述之方法，包括以下步驟：基於片材偏轉角及線張力中的至少一者針對多個傳遞結構選擇一曲率半徑，該多個傳遞結構適於在該可撓玻璃條帶的該處理期間將該可撓玻璃條帶傳遞通過該玻璃處理裝置。
  16. 如請求項15所述之方法，其中該多個傳遞結構是相鄰的，該方法更包括以下步驟：決定該等相鄰傳遞結構之間的一距離。
  17. 如請求項16所述之方法，其中若該等相鄰傳遞結構之間的該距離小於一預定距離，則選擇該曲率半徑的該步驟包括以下步驟：使用包括一表格的一設計指引。
  18. 如請求項16所述之方法，其中若該等相鄰傳遞結構之間的該距離大於一預定距離，則選擇該曲率半徑的該步驟包括以下步驟：使用一有限元素分析軟體工具。
  19. 如請求項11至14中之任何者所述之方法，其中該傳遞結構包括一輥或一空氣壩。
  20. 一種連續處理具有不多於0.3mm之一厚度之一可撓玻璃條帶的方法，該方法包括以下步驟：以一片材偏轉角及一線張力連續將該可撓玻璃條帶饋送於一傳遞結構周圍，該傳遞結構具有一曲率半徑，該曲率半徑係基於一預定彎曲應力位準以及該片材偏轉角及該線張力中的至少一者來選擇的。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6748920B2 (ja) * 2017-03-13 2020-09-02 日本電気硝子株式会社 ガラスフィルムの製造方法
CN111566032B (zh) * 2017-10-30 2022-08-09 康宁公司 用于处理薄玻璃带的系统和方法
CN108548729B (zh) * 2018-03-30 2021-02-19 佛山市诺威科技有限公司 一种测量材料最大弯曲应力的方法和装置
WO2020261876A1 (ja) * 2019-06-27 2020-12-30 日東電工株式会社 積層フィルムの製造方法
KR102249556B1 (ko) * 2019-07-26 2021-05-10 창원대학교 산학협력단 코팅층의 크랙을 방지할 수 있는 롤투롤 인쇄방법
CN114956592A (zh) * 2022-06-28 2022-08-30 河北光兴半导体技术有限公司 超薄柔性玻璃制造方法及制造系统

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3338696A (en) 1964-05-06 1967-08-29 Corning Glass Works Sheet forming apparatus
BE757057A (fr) 1969-10-06 1971-04-05 Corning Glass Works Procede et appareil de controle d'epaisseur d'une feuille de verre nouvellement etiree
FR2691454B1 (fr) * 1992-05-21 1994-07-08 Saint Gobain Vitrage Int Procede et dispositif d'obtention de feuilles de verre bombees.
EP0609104B1 (en) * 1993-01-29 1998-05-20 Canon Kabushiki Kaisha Process for the formation of functional deposited films
FR2709483B1 (fr) * 1993-08-31 1995-10-20 Saint Gobain Vitrage Int Procédé et dispositif pour le bombage de feuilles de verre.
DE19514859C1 (de) * 1995-04-27 1996-09-19 Licentia Gmbh Vorrichtung zum radialen Umlenken von Sendungen in Transportanlagen
US7461564B2 (en) * 2006-10-04 2008-12-09 Corning Incorporated Method and apparatus for proof testing a sheet of brittle material
US7818980B2 (en) * 2006-11-30 2010-10-26 Corning Incorporated Forming glass sheets with improved shape stability
JP5532506B2 (ja) * 2008-10-01 2014-06-25 日本電気硝子株式会社 ガラスロール
JP5788134B2 (ja) * 2008-10-01 2015-09-30 日本電気硝子株式会社 ガラスロール及びガラスロールの製造方法
JP5435267B2 (ja) * 2008-10-01 2014-03-05 日本電気硝子株式会社 ガラスロール、ガラスロールの製造装置、及びガラスロールの製造方法
FR2952633B3 (fr) * 2009-11-19 2011-10-14 Fives Stein Formage en continu de structures de precision sur un ruban de verre
JP5589824B2 (ja) * 2010-12-21 2014-09-17 日本電気硝子株式会社 ガラス板製造方法、ガラス板製造装置及びガラスロール
CN104704350B (zh) * 2012-05-30 2019-05-10 康宁股份有限公司 用于检查柔性玻璃带的设备和方法
JP6268779B2 (ja) * 2013-07-12 2018-01-31 株式会社Ihi エアターンバー

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