TW201806884A

TW201806884A - 玻璃積層系統與方法

Info

Publication number: TW201806884A
Application number: TW106114581A
Authority: TW
Inventors: 保羅班奈特多恩
Original assignee: 康寧公司
Priority date: 2016-05-04
Filing date: 2017-05-03
Publication date: 2018-03-01
Also published as: WO2017192797A1

Abstract

一種玻璃積層方法與系統，包括：第一玻璃源，該第一玻璃源經配置而提供第一帶的玻璃材料；第二玻璃源，該第二玻璃源經配置而提供第二帶的玻璃材料，使得該第二帶設置在該第一帶上；第三玻璃源，該第三玻璃源經配置而提供第三帶的玻璃材料，使得該第三帶設置在該第二帶上，及該第二帶層疊在該第一帶與該第三帶之間；及熔融輥，該等熔融輥經配置而對層疊的該第一、第二與第三帶施加壓力，使得該第一、第二與第三帶熔合以形成玻璃積層。第一、第二和第三帶中的至少兩者可以以熔融狀態提供。

Description

玻璃積層系統與方法

本揭示案係關於用於形成層合玻璃製品的玻璃積層系統和方法，更具體言之，係關於生產連續軋製、高強度層合玻璃製品的方法。

目前，可透過熔融拉製處理、離子交換處理、回火處理或以上之組合來生產強化的層合玻璃，以產生強固且薄的玻璃。然而，熔融拉製處理的玻璃通常受限於2mm以下的厚度，這使得玻璃無法使用於需要較大厚度的應用中，如使用於窗戶、防火門等中。此外，這種熔融拉製處理可能需要昂貴的設備。

非層合玻璃通常需要後處理以增加其強度。此外，加熱可降低熱回火玻璃的強度。

因此，仍然需要用於形成高強度層合玻璃製品的改良方法。

本案揭露了用於生產強化層合玻璃製品的系統和方法。

根據各式實施例，提供了玻璃積層系統，包括：第一玻璃源，該第一玻璃源經配置而提供第一帶的玻璃材料；第二玻璃源，該第二玻璃源經配置而提供第二帶的玻璃材料且將該第二帶層疊在該第一帶上；及第三玻璃源，該第三玻璃源經配置而提供第三帶的玻璃材料且將該第三帶層疊在該第二帶上，使得該第二帶設置在該第一帶與該第三帶之間；及熔融輥，該等熔融輥經配置而對層疊的該第一、第二與第三帶施加壓力，使得該第一、第二與第三帶熔合以形成玻璃積層。在各種實施例中，第一、第二和第三帶中的至少兩者可以以熔融狀態提供。

將第一、第二和第三帶層疊，使得該第二帶設置在該第一和第三帶之間，該第一、第二和第三帶各自包括一玻璃材料，在該層疊期間，該第一、第二或第三帶中的至少兩者具有一熔融狀態；向層疊的該第一、第二和第三帶施加壓力，使得該第一、第二和第三帶藉由壓力而熔合以形成一玻璃積層；回火該玻璃積層；及將該冷卻的玻璃積層切割而形成該玻璃製品。

本揭示額外的特徵與優點於之後有詳盡的描述，且其中部分將從該等描述中向該發明所屬領域具有通常知識者輕易彰顯或藉由施行如說明書（包含下述的實施方式、專利申請範圍與附圖）所述之實施例以識明。

可以理解前述的概括說明與之後的詳盡說明僅為示範，並意欲提供概述與架構以瞭解申請專利範圍的特性與特徵。包含的附圖提供進一步理解，且併入說明書中及構成本說明書的一部分。圖式繪示了一個或更多個實施例，並與說明書一併作為解釋各個實施例的原理與操作。

現在將詳細地參考附圖中所示的示例性實施例。可能的話，相同的數字編號使用於全部圖式中以用來代表相同或相似的部分。圖式中的元件不一定按比例繪示，而是重點放在說明示例性實施例的原理上。

如本說明書所使用的術語「約」代表數量、尺寸、組成、參數及其他量與特性不是精確的且不必是精確的，但可以根據需要為近似及（或）較大或較小，由此反映公差、轉換因子、捨入、量測誤差等及其他本領域具有通常知識者所知悉的因素。一般來說，數量、尺寸、組成、參數或其他量或特性為「約」或者「近似的」，無論是否進行此類明確表述。

本說明書所用的術語「或」是包含性的；亦即，短語「A或B」表示「A、B或者A及B」。此外，除非另有明確說明，本說明書所述之範圍包括其端點。此外，當一個數量、濃度或其他數值或參數以範圍、一個或更多個優選範圍或優選上限數值和優選下限數值的列表形式給出時，它應理解為具體地揭露由任何範圍上限或優選數值和任何範圍下限或優選數值的任何一對所構成的所有範圍，而不管此類範圍是否被單獨地描述。本發明的範圍不限於在限定範圍時所述之具體值。

此處術語「覆層（clad）」和「芯（core）」是相對的。

在各種實施例中，玻璃製品至少包括第一層和第二層。例如，第一層包括芯層，第二層包括與芯層相鄰的一個或更多個覆層。第一層和（或）第二層是包括玻璃、玻璃陶瓷或其組合的玻璃層。在一些實施例中，第一層和（或）第二層是透明玻璃層。在一些實施例中，第一層和（或）第二層包括半透明或不透明的乳白玻璃。玻璃製品可以包括玻璃片或包含合適的三維（3D）形狀的成形玻璃製品。在一些實施例中，第一層的平均熱膨脹係數（CTE）大於第二層的平均CTE。這種CTE失配可以幫助加強玻璃製品。

圖 1 是根據本揭示各種實施例的示例性玻璃積層系統100的截面圖。參考圖 1 ，系統100可包括多個玻璃源。例如，系統100可至少包括第一玻璃源110、第二玻璃源120和第三玻璃源130。玻璃源110、120、130可以是經配置而產生玻璃帶（如熔融玻璃片）的任何源。例如，玻璃源110、120、130可包括熔融拉製裝置的溢流分配器或靜壓管（isopipe）、槽拉伸裝置的槽分配器、浮槽（float bath）、前爐和（或）相應的玻璃熔化爐，且可以包括配置將玻璃帶保持在液體或黏性狀態的加熱元件。在某些實施例中，只要將玻璃源材料裝載在相應的玻璃熔化爐中，玻璃源110、120、130則可經配置連續地形成玻璃帶。在各種實施例中，系統100亦可包括支撐件150、一對第一輥140、一對第二輥142和一對熔融輥144。

支撐件150可以是經配置支撐設置在其上的玻璃帶之任何類型的支撐件，例如支撐板或滑槽（chute）。在一些實施例中，支撐件150可包括一個或更多個輥及空氣軸承，或者其他合適的支撐機構，以用於支撐在支撐件上移動的玻璃帶。可選地，在各種實施例中，第一輥140中的一者和（或）熔化輥144的一者可設置在在支撐件150中形成的相應開口中。支撐件150可以可選地以所示的角度設置以利於玻璃帶的移動。然而，在其他實施例中，支撐件150可實質水平地或垂直地定向。

第一玻璃源110可經配置使用來自玻璃熔化爐（未圖示）接收的熔融玻璃材料來形成第一帶112的玻璃。具體言之，第一帶112可以以熔融狀態中（如在高於玻璃材料的軟化溫度之溫度）的第一玻璃源110提供。在一些實施例中，如下所述，第一帶112可用於形成覆層。

第一輥140可經配置將第一帶112引導或拉到支撐件150上且引導或拉向熔融輥144。第一輥140可作為夾持輥操作，夾持輥經配置而藉由對第一帶112的相對側施加特定量的壓力來控制第一帶112的尺寸。

第二玻璃源120可經配置使用來自玻璃熔化爐（未圖示）接收的熔融第二玻璃材料來形成第二帶114的玻璃。具體言之，第二帶114可以以熔融狀態中的第二玻璃源120提供。在一些實施例中，第二帶114可用於形成芯層，如下所述。

第二輥142可以經配置引導或拉動第二帶114，使得第二帶114設置在第一帶112上。第二輥142可作為夾持輥操作，夾持輥經配置而藉由對第二帶114的相對側施加特定量的壓力來控制第二帶114的尺寸。

第三玻璃源130可經配置使用來自玻璃熔化爐（未圖示）接收的熔融第三玻璃材料來形成第三帶116的玻璃。在各種實施例中，第三帶116可以以熔融狀態中的第三玻璃源130提供。在一些實施例中，第三帶116可用於形成覆層，如下所述。

在各種實施例中，第一和第三玻璃材料可以是相同類型的玻璃材料，且可以任選地在相同的玻璃熔化爐中製造。例如，第一和第三玻璃源110、130可以是相同玻璃熔化爐的前爐。在其他實施例中，第一和第三玻璃材料可以是不同類型的玻璃材料，且可自不同的玻璃熔化爐接收。在某些實施例中，第一和第三玻璃源110、130可以是不同玻璃熔化爐的前爐。

熔融輥144可經配置引導或拉動第三帶116，使得第三帶116設置在第二帶114上。熔融輥144可作為夾持輥操作，以對第一、第二和第三帶112、114、116施加壓力，及從而將其熔合在一起，以形成玻璃積層118。熔融輥144亦可操作以將玻璃積層118沿著支撐件150引導或拉動。

系統100亦可包括輸送器154和徐冷窯（lehr）156。具體言之，輸送器154可經配置而接收來自支撐件150的玻璃積層118，並將玻璃積層118輸送到徐冷窯156。輸送器154可經配置將玻璃積層118移動到徐冷窯156中及（或）移動經過徐冷窯156。

徐冷窯156可經配置退火玻璃積層118。在某些實施例中，徐冷窯156可經配置而藉由緩慢冷卻玻璃積層118來退火玻璃積層118，以防止或減少其破裂。可根據玻璃積層118的厚度來設定退火冷卻速率。例如，對於薄帶，冷卻速率可以為每小時幾十℃，對於厚帶，冷卻速率可以為每小時幾分之一°C。

在退火之後，玻璃積層118可離開徐冷窯156，可選地被切割和精加工。例如，可使用任何合適的技術（如刻痕、彎曲、熱衝擊（thermally shocking）和（或）雷射切割來切割玻璃積層118。然而，根據一些實施例，玻璃積層118可在退火之前被切割成段（sections）。

圖 2 是根據本揭示各種實施例的示例性玻璃積層系統200的截面圖。系統200類似於系統100，因此將僅詳細討論它們之間的差異。參考圖 2 ，系統200包括捲軸122，非熔融的彈性玻璃卷材可繞捲軸122纏或「捲繞（spooled）」。在各種實施例中，彈性玻璃卷材可以是繞捲軸122纏繞的芯玻璃。彈性玻璃卷材可被退繞（unspooled）以提供第二帶114。

例如，彈性玻璃卷材可以是可商購取得的硼矽酸鹽玻璃，如Corning® Willow®玻璃等。根據各種示例性實施例，第二帶可具有小於約300μm的厚度，例如約25μm至約300μm的範圍，如約150μm至約250μm。第二帶114可由第二輥142引導到第一帶112上，使得第二帶114設置在第一帶112上或設置在第一帶112與第三帶116之間。

在至少某些示例性實施例中，使用非熔融彈性玻璃卷材可提供對玻璃積層118的改良尺寸控制。具體言之，這種彈性玻璃卷材可具有一致的厚度、寬度和（或）長度。此外，第二輥142可作為引導輥操作，因為由捲繞的玻璃材料形成的第二帶114可不需要厚度控制。來自第一和第三帶112、116的熱量與相對小厚度的捲繞的玻璃結合可足以將第二帶114加熱到帶112、114、116熔合並形成玻璃積層118的溫度。然而，在一些實施例中，系統200可以可選地包括額外的熱源147，以在第二帶114設置在第一帶112上及（或）設置在第一帶112與第三帶116之間之前，預熱第二帶114。

圖 3 是根據本揭示的各種實施例之示例性玻璃積層系統300的截面圖。系統300類似系統100，因此將僅詳細討論它們之間的差異。參考圖 3 所示，系統300包括經配置從第三玻璃源130引導或拉動第三帶116的一對第三輥146。具體言之，第三輥146可作為夾持輥操作，夾持輥經配置而藉由向第三帶116施加壓力來控制第三帶116的厚度。

因此，系統300可經配置而藉由控制相應的輥140、142、146對帶112、114、116的各者所施加的壓力量來獨立地控制帶112、114、116的各者之厚度。此外，系統300亦可藉由控制熔融輥144施加到玻璃積層118的壓力量來控制玻璃積層118的厚度。

根據本揭示的各種實施例，第三輥146可應用於本說明書所述之任何系統。例如，系統100和200亦可以可選地包括第三輥146。

圖 4 是根據本揭示的各種實施例之示例性玻璃積層系統400的截面圖。系統400類似系統200，因此將僅詳細討論它們之間的差異。參考圖 4 所示，系統400包括設置在熔融輥144和輸送器154之間的一對第四輥148。第四輥148可經配置而圖案化玻璃積層118的一側或兩側。例如，第四輥148中的一個或兩個可以是經配置圖案化玻璃積層118表面的壓紋輥。例如，壓紋輥可具有圖案化或紋理化表面（如噴砂、脊狀或滾花表面），其經配置以當圖案化或紋理化表面抵靠玻璃積層118滾動時，賦予玻璃積層118表面的全部或一部分相應的特徵。在一些實施例中，為了對玻璃積層118的一側圖案化，可單獨使用壓紋的第四輥148或將壓紋的第四輥148與平面輥結合使用。例如，一個第四輥148可經配置將玻璃積層118壓靠支撐件150。

然而，根據其他示例性實施例，一個或更多個熔融輥144可被壓紋以圖案化玻璃積層118。如此一來，可圖案化玻璃積層118而不需使用任選的第四輥148。

圖 5 是說明根據本揭示各種實施例的產生玻璃製品的示例性方法之方塊圖，可使用以上系統中的一個來施行此示例性方法。圖參考圖 1-5 ，在步驟500，該方法可包括形成或提供至少兩個不同玻璃材料的帶。在各種實施例中，可藉由流動來自相應的玻璃材料源的熔融玻璃材料而形成帶，使得熔融帶由至少兩個不同的玻璃材料形成。例如，可由三個不同的熔融玻璃材料形成三個熔融帶。在替代實施例中，第一和第三帶可由第一熔融玻璃材料形成，且第二帶可由不同的第二熔融玻璃材料形成。若帶處於熔融狀態，只要用於形成帶的玻璃材料在相應玻璃熔化爐中補充，則可連續地供應帶。

在替代實施例中，第一和第三帶可由相同或不同的熔融玻璃材料形成，且可提供由第二非熔融、薄的、彈性的玻璃卷材（如先前形成的帶）形成的第二帶。例如，此類第二帶可從包含該帶的捲軸展開。

步驟500亦可包括調整一個或更多個帶的厚度。作為非限制性實例，熔融帶中的任一者或各者可經饋送經過輥，輥經配置藉由對熔融帶施加壓力而控制其厚度。

在示例性方法的步驟502中，該方法可包括將第二帶層疊在第一帶上，且若存在第三玻璃帶，則將第三帶層疊在第二帶上。換句話說，在具有三層疊玻璃帶的實施例中，層疊該等帶，使得第二帶設置在第一和第三帶之間。

在示例性方法的步驟504中，層疊帶饋送經過熔融輥。熔融輥經配置施加足以將帶彼此熔合的壓力。如上所述，當該等帶彼此層疊時，該等帶可各自處於熔融狀態。在其他實施例中，當層疊時，該等帶的至少一者（例如第二帶）可處於非熔融狀態，且來自第一和（或）第三帶的熱可加熱第二帶的至少一部分，使得該等帶可熔合在一起。在某些實施例中，可在該等帶的一個或更多個介面處形成擴散層，在熔合期間，在這些介面處該等帶的玻璃組成至少部分地混合。

例如，可根據該等帶的玻璃組成的黏性來設定熔合期間該等帶的溫度。在一些實施例中，該等帶的溫度可在正被融合的該等帶之加工點（working points）和軟化點之間的範圍內。在各種實施例中，加熱到加工點和軟化點之間的這種溫度的該等帶可具有約10⁴ 泊（poise，加工點黏性）至約10^7.6 泊（軟化點黏性）的黏性。

示例性方法的步驟504亦可包括圖案化玻璃積層的一個或更多個表面。例如，玻璃積層可以饋送經過一個或更多個壓紋輥，該壓紋輥經配置而圖案化玻璃積層的至少一個表面。在一些實施例中，可將一個或更多個熔融輥壓紋以對玻璃積層圖案化。

在示例性方法的步驟506中，冷卻玻璃積層。例如，玻璃積層可設置在輸送器上，輸送器經配置使玻璃積層移動經過徐冷窯。當玻璃積層通過徐冷窯時，玻璃積層可逐漸冷卻以使玻璃積層退火。或者，當玻璃積層通過徐冷窯時，玻璃積層可被快速冷卻以使玻璃積層回火。在各種實施例中，可基於玻璃積層的厚度來選擇冷卻速率。在冷卻處理之後，玻璃積層（或其冷卻處理下游的玻璃積層部分）可以稱為冷卻的玻璃積層。

在示例性方法的步驟508中，冷卻的玻璃積層可以被切割或成形以形成玻璃製品。可使用任何合適的切割或成形方法。例如，可使用刻痕、彎曲、熱衝擊和（或）雷射切割來切割玻璃積層。步驟508亦可包括一個或更多個額外的精加工處理。例如，玻璃製品可經清洗、模製、彎曲、經受離子交換處理等。

根據各種實施例，步驟500-508可連續地和（或）同時地或實質同時地發生，使得可由冷卻的玻璃積層順序地形成多個玻璃製品。例如，當玻璃積層的部分被冷卻時，以及當玻璃積層的冷卻部分被週期性地切割以形成玻璃製品時，可繼續提供、層疊和熔合帶以形成玻璃積層。換句話說，只要玻璃材料源提供有對應的玻璃批料，該方法可包括連續地形成玻璃製品和（或）玻璃積層。例如，該方法可包括連續形成玻璃製品達1小時至數天的時間週期。

應當理解，關於圖 5 所述的方法僅為示例性。本領域具有通常知識者將理解，可改變一個或更多個步驟的順序，和（或）可增加或省略一個或更多個步驟。

圖 6 是根據本揭示各種實施例所產生的示例性層合玻璃製品10的截面圖。參考圖 1-4 和圖 6 所示，可自藉由現在所揭露的系統和（或）方法之一所形成的玻璃積層118切割玻璃製品10。玻璃製品10可以如圖 6 所示是平坦的或實質平坦的，或者可以是非平坦的。在其他實施例中，玻璃製品10可以是成形的玻璃製品。例如，玻璃製品10可經模製為特定的形狀。

玻璃製品10可包括由第一帶112形成的第一覆層12、由第二帶114形成的芯層14和由第三帶116形成的第二覆層16。芯層14可設置在第一覆層12和第二覆層116之間。在一些實施例中，第一覆層12和第二覆層16是外層，如圖 6 所示。在其他實施例中，第一覆層12和（或）第二覆層16可以是設置在芯層14和一個或更多個外層之間的中間層。

芯層14包括第一主表面以及與第一主表面相對的第二主表面。在一些實施例中，第一覆層12熔合到芯層14的第一主表面。或者或甚者，第二覆層16熔合到芯層14的第二主表面。在此類實施例中，第一覆層12與芯層14之間的介面及（或）第二覆層16與芯層14之間的介面可以沒有任何接合材料，例如聚合物介層、黏合劑、塗層或經添加或配置以將個別覆層黏接芯層的任何非玻璃材料。因此，第一覆層12和（或）第二覆層16直接熔合到芯層14，以及（或）直接與芯層14相鄰。

在一些實施例中，玻璃製品10包括設置在芯層和第一覆層之間以及（或）芯層和第二覆層之間的一個或更多個中間層。例如，中間層可包括在芯層和覆層的介面處形成的中間玻璃層和（或）擴散層。擴散層可包括包含相鄰擴散層的各層的成分之混合區域。因此，兩個直接相鄰的玻璃層在擴散層處熔合。在一些實施例中，玻璃製品10包括玻璃-玻璃積層（如原位（in situ）熔合的多層玻璃-玻璃積層），其中直接相鄰的玻璃層之間的介面是玻璃-玻璃介面。

如上所述，在至少一些實施例中，芯層14包括第一玻璃成分，且第一和（或）第二覆層12和16包括與第一玻璃成分不同的第二玻璃成分。在這種情況下，第一和第三玻璃源110、130可包括相同的玻璃材料或者可連接到相同的玻璃供應。例如，第一和第三玻璃源110、130可以是相同玻璃熔化鍛爐的前爐，且第二玻璃源120可以是單獨的玻璃熔化鍛爐的前爐。

在其他實施例中，第一覆層12包括第二玻璃成分，及第二覆層16包括不同於第一玻璃成分和（或）第二玻璃成分的第三玻璃成分。在這種情況下，第一、第二和第三玻璃源110、120、130可以是不同玻璃熔化鍛爐的前爐。

儘管所示玻璃製品10包括三層，但是在此揭示中進一步包括其他實施例。在其他實施例中，玻璃製品可以具有確定數量的層，如兩層、四層或更多層。例如，可以藉由省略帶112、114、116中的一者來形成包括兩層的玻璃製品。在額外的示例性實施例中，可以使用額外的玻璃源和相應的帶形成包括四層或更多層的玻璃製品。

在一些實施例中，玻璃製品10和（或）玻璃積層118可具有約1mm至約80mm的厚度範圍，如約2mm至約80mm，約2.5mm至約80mm的厚度，約3毫米至約78毫米，或約3.2毫米至約76.2毫米。根據至少某些實施例，本系統和方法可以能夠生產具有大於約2mm厚度的玻璃製品，此厚度的玻璃製品是一些傳統融合拉製處理的上限厚度極限。

在一些實施例中，芯層14的厚度對玻璃製品10的厚度之比至少為約0.7、至少為約0.8、至少為約0.85、至少為約0.9或至少為約0.95。在一些實施例中，第二層（如第一覆層12和第二覆層16中的各者）的厚度為約0.01mm至約0.3mm。

在一些實施例中，第一覆層12和第二覆層16中的一個或兩個可比芯層14更薄。在一些此類實施例中，第一覆層12和（或）第二覆層16可包括著色劑，使得相應的覆層包括著色層。

在一些實施例中，玻璃製品10配置為強化的玻璃製品。例如，在一些實施例中，第一覆層12和（或）第二覆層16的玻璃成分包含與芯層14的玻璃成分不同的平均熱膨脹係數（CTE）。例如，第一和第二覆層12和16可由具有比芯層14更低的平均CTE的玻璃成分形成。CTE失配（即第一和第二覆層12和16的平均CTE與芯層14的平均CTE之間的差異）可使得玻璃製品10一旦冷卻，覆層中的壓應力與芯層中的拉伸應力的形成。在不對玻璃製品進行熱強化（如回火）或化學強化（如離子交換））處理的情況下，可以實現這種強化。因此，藉由如本案所述之CTE失配來強化玻璃製品10可以能夠使用與熱強化和（或）化學強化處理不兼容的著色劑。在各種實施例中，第一和第二覆層中的各者獨立地可以具有比芯層更高的平均CTE、較低的平均CTE或實質相同的平均CTE。

在一些實施例中，芯層14的平均CTE和第一和（或）第二覆層12和16的平均CTE相差至少約5x10^- ⁷ °C^-1 、至少約15x10^-7 °C^-1 、至少約25x10^-7 °C^-1 或者至少約30x10^-7 °C^-1 。或者或甚者，芯層14的平均CTE和第一和（或）第二覆層12和16的平均CTE至多相差約100x10^-7 °C^-1 、至多約75x10^-7 °C^-1 、至多約50x10^-7 °C^-1 、至多約40x10^-7 °C^-1 、至多約30x10^-7 °C^-1 、至多約20x10^‑ ⁷ °C^-1 或者至多約10x10^-7 °C^-1 。在一些實施例中，第一和（或）第二覆層12、16的玻璃成分包含至多約66x10^-7 °C^-1 、至多約55x10^-7 °C^-1 、至多約50x10^-7 °C^-1 、至多約40x10^-7 °C^-1 或者至多約35x10^-7 °C^-1 的平均CTE。

或者或甚者，第一和（或）第二覆層12和16的玻璃成分包含至少約25x10^-7 °C^-1 或至少約30x10^-7 °C^-1 的平均CTE。或者或甚者，芯層14的玻璃成分包含至少約40x10^-7 °C^-1 、至少約50x10^-7 °C^-1 、至少約55x10^-7 °C^-1 、至少約65x10^-7 °C^-1 、至少約70x10^-7 °C^-1 、至少約80x10^-7 °C^-1 或者至少約90x10^-7 °C^-1 的平均CTE。或者或甚者，芯層14的玻璃成分包含至多約110x10^-7 °C^-1 、至多約100x10^-7 °C^-1 、至多約90x10^-7 °C^-1 、至多約75x10^-7 °C^-1 或者至多約70x10^-7 °C^-1 的平均CTE。

在一些實施例中，玻璃製品10的一層或更多層包括可離子交換的玻璃成分。例如，第一覆層12和（或）第二覆層16可包括可離子交換的玻璃成分，使得玻璃製品在形成之後可以被進一步強化（如達到大於由CTE失配所達到的表面壓應力）。適用於覆層的示例性可離子交換玻璃成分包括但不限於在美國專利申請公開號第2015/0030827號所述的可離子交換玻璃成分，其全部內容藉由引用併入本文。

例如，在一些實施例中，第一覆層12和（或）第二覆層16可包括鹼金屬。芯層14可以包含鹼金屬或實質不含（如小於約0.1mol％）鹼金屬或不含鹼金屬。或者或甚者，芯層14包括可離子交換的玻璃成分，使得玻璃製品可以在其形成之後進一步被強化（如藉由在玻璃製品的相鄰層之間的離子交換來增加芯/覆層介面處壓應力以及（或）在芯層沿玻璃製品的邊緣之暴露部分實現表面壓應力）。適用於芯層的示例性市售可離子交換玻璃成分包括但不限於Corning® Gorilla® Glass玻璃成分。例如，在一些實施例中，芯層包含鹼金屬。覆層可以包含鹼金屬或可以實質不含（如包含小於約0.1mol％）鹼金屬或不含鹼金屬。

在各種實施例中，可以選擇玻璃層的相對厚度以實現具有所需強度特性的玻璃製品。例如，在一些實施例中，可選擇芯層14的玻璃成分及第一和（或）第二覆層12和16的玻璃成分以實現所需的CTE失配，且可選擇玻璃層的相對厚度與所需的CTE失配相結合以實現覆層中所需的壓應力和芯層中的拉伸應力。

不希望受任何理論束縛，相信玻璃製品的強度分佈可以主要由玻璃層的相對厚度和覆層中的壓應力來決定，及相信玻璃製品的斷裂圖案可以主要由玻璃層的相對厚度和芯層中的拉伸應力來決定。因此，可以選擇玻璃成分和玻璃層的相對厚度來達到具有所需強度分佈和（或）斷裂圖案的玻璃製品。玻璃製品可以在以此形成條件（as‑formed condition）下具有所需的強度分佈和（或）斷裂圖案，而無需額外的處理（如熱回火或離子交換處理）。例如，相較於本說明書所述之熱回火或離子交換的玻璃製品，以此方法形成的（as‑formed）玻璃片或成形玻璃製品可具有改良的強度分佈。

在一些實施例中，覆層12、16的壓應力為至多約800MPa、至多約500MPa、至多約350MPa或至多約150MPa。或者或甚者，覆層12、16的壓應力為至少約10MPa、至少約20MPa、至少約30MPa、至少約50MPa或至少約250MPa。或者或甚者，芯層14的拉伸應力為至多約150MPa或者至多約100MPa。或者或甚者，芯層14的拉伸應力為至少約5MPa、至少約10MPa、至少約25MPa或至少約50MPa。

在一些實施例中，玻璃製品10可經配置為耐用的玻璃製品。例如，玻璃製品10可抵抗回應暴露於試劑的分解（degradation）。在各種實施例中，試劑包含酸、鹼或其組合。在一些實施例中，第一和（或）第二覆層12和16的玻璃成分中的一或兩者包含抵抗回應暴露於試劑的分解之耐用玻璃成分。

在一些實施例中，玻璃製品包括包封在覆層內的芯。例如，如圖 6 所示，芯層14可被包封在包含第一覆層12和第二覆層16的覆層內。在一些此類實施例中，芯層14的玻璃成分包含無法抵抗回應暴露於試劑的分解之非耐用玻璃成分。耐用的覆層可以幫助保護芯免於暴露於試劑。在其他實施例中，芯層14的玻璃成分包含抵抗回應暴露於試劑的分解之耐用玻璃成分。因此，因為芯被包封在覆層內，耐用玻璃製品的芯層的玻璃成分可以包括耐用或非耐用的玻璃成分。

在各種實施例中，玻璃製品可以用於有利強度和（或）化學耐用性的應用中。例如，化學耐用性可以有利於玻璃用於室外的應用（如汽車玻璃或建築玻璃）或者有利於玻璃製品可能與潛在腐蝕性試劑（如酸或鹼）接觸的其他應用（如實驗台）。強度在這些相同的應用中是有益的，以避免玻璃製品的破裂。

芯層14的玻璃成分及第一和（或）第二覆層12和16的玻璃成分可以包括能夠形成具有如本案所述之所需性質的玻璃製品之合適的玻璃成分。示例性玻璃成分和示例性玻璃成分的選定性質可以包括國際專利申請公開號2015171883的申請案，其全部內容藉由引用併入本文。

在各種實施例中，玻璃製品包括第一層（如芯層）與第二層（如一個或更多個覆層），第一層包含示例性玻璃成分中之一個，第二層包含另一種示例性玻璃成分。選擇第一層和（或）第二層的玻璃成分，使得玻璃製品包含如本說明書所述之強度和（或）化學耐用性。例如，選擇第一層和第二層的玻璃成分，使得玻璃製品包含所需的CTE失配。或者或甚者，選擇第一層和（或）第二層的玻璃成分，使得玻璃製品包含所需的化學耐用性。

在一些實施例中，本說明書所述之玻璃製品可以用作玻璃-聚合物積層中的第一窗格或夾層。例如，示例性的玻璃-聚合物積層至少包括彼此層合的第一窗格和第二窗格，其中聚合物介層設置於第一窗格和第二窗格之間。在一些實施例中，第二窗格包括如本說明書所述之第二玻璃製品。第一窗格可以具有與第二窗格相同或不同的配置。在玻璃-聚合物積層的示例性實施例中，第一窗格可以包括單層玻璃片（如退火玻璃片、熱強化玻璃片或化學強化玻璃片）或聚合物片材（如聚碳酸酯片）。玻璃-聚合物積層的介層可包括聚乙烯縮丁醛（PVB）或介於第一和第二玻璃窗格之間的其他合適的聚合材料。

本案所述的玻璃製品可以用於各種應用，包括用於消費者或商業電子裝置中的蓋玻璃或玻璃背板應用（包含如LCD、LED、微型LED、OLED和量子點顯示器）、電腦監視器及自動取款機（ATM）；用於觸控螢幕或觸摸感測器應用，用於可攜式電子裝置（包含如行動電話、個人媒體播放器和平板電腦）；用於積體電路應用（包含如半導體晶圓）；用於光伏應用；用於建築玻璃應用；用於汽車或車輛玻璃應用（包含如玻璃和顯示器）；用於商業或家用電器應用；用於照明或標牌（如靜態或動態標牌）應用；或用於運輸應用（包含如鐵路和航空應用）。

根據各種實施例，本系統和方法提供了比形成強化玻璃的傳統系統和方法（如熔融拉製伸、層合和（或）回火處理）還多的實質優點。例如，本系統和方法可具有較低的資本成本且可不需要後期處理回火。此外，本系統和方法可提供大於2mm厚度的玻璃製品，且該種玻璃製品比回火製品更耐熱分解。此外，可將連續提供的玻璃積層切割為玻璃製品，從而提高生產效率。

顯然地，在不背離本發明的精神或範圍下，本發明所屬領域中具有通常知識者可以作各種改良與變化。因此，除了所附專利申請範圍及其等效物之外，本發明不受限制。

10‧‧‧玻璃製品
12‧‧‧第一覆層
14‧‧‧芯層
16‧‧‧第二覆層
100‧‧‧系統
110‧‧‧玻璃源
112‧‧‧第一帶
114‧‧‧第二帶
116‧‧‧第三帶
118‧‧‧玻璃積層
120‧‧‧玻璃源
122‧‧‧捲軸
130‧‧‧玻璃源
140‧‧‧第一輥
142‧‧‧第二輥
144‧‧‧熔融輥
146‧‧‧第三輥
147‧‧‧熱源
148‧‧‧第四輥
150‧‧‧支撐件
154‧‧‧輸送器
156‧‧‧徐冷窯
200‧‧‧系統
300‧‧‧系統
400‧‧‧系統
500‧‧‧步驟
502‧‧‧步驟
504‧‧‧步驟
506‧‧‧步驟
508‧‧‧步驟

圖 1 是根據本揭示各種實施例的用於產生玻璃積層的示例性系統的截面圖。

圖 2 是根據本揭示各種實施例的用於產生玻璃積層的示例性系統的截面圖。

圖 3 是根據本揭示各種實施例的用於產生玻璃積層的示例性系統的截面圖。

圖 4 是根據本揭示各種實施例的用於產生玻璃積層的示例性系統的截面圖。

圖 5 是根據本揭示各種實施例的形成玻璃積層的示例性方法之方塊圖。

圖 6 是根據本揭示各種實施例的示例性玻璃積層的截面圖。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100‧‧‧系統

110‧‧‧玻璃源

112‧‧‧第一帶

114‧‧‧第二帶

116‧‧‧第三帶

118‧‧‧玻璃積層

120‧‧‧玻璃源

140‧‧‧第一輥

142‧‧‧第二輥

144‧‧‧熔融輥

148‧‧‧第四輥

150‧‧‧支撐件

154‧‧‧輸送器

156‧‧‧徐冷窯

Claims

一種系統，包括：一第一玻璃源，該第一玻璃源經配置而提供一第一帶的一玻璃材料；一第二玻璃源，該第二玻璃源經配置而提供待層疊在該第一帶上的一第二帶的一玻璃材料；一第三玻璃源，該第三玻璃源經配置而提供待層疊在該第二帶上的一第三帶的一玻璃材料，使得該第二帶設置在該第一帶與該第三帶之間；及第一與第二熔融輥，該第一與第二熔融輥經配置而對層疊的該第一、第二與第三帶施加壓力，使得該第一、第二與第三帶熔合以形成玻璃積層，其中該第一、第二或第三帶中的至少兩者係以一熔融狀態的相應該第一、第二或第三玻璃源提供。
如請求項1所述之系統，進一步包括：第一輥，該等第一輥經配置將該第一帶從該第一玻璃源拉向該第一和第二熔融輥；第二輥，該等第二輥經配置將該第二帶從該第二玻璃源拉向該第一帶；及第三輥，該等第三輥經配置將該第三帶從該第三玻璃源拉向該第二帶。
如請求項2所述之系統，其中該第一、第二和第三輥經配置而控制該第一、第二和第三帶的相應厚度。
如請求項1所述之系統，進一步包括一支撐件，該支撐件經配置而支撐該第一、第二和第三帶。
如請求項4所述之系統，其中該第一或第二熔融輥中的至少一者設置在該支撐件中形成的一開口中。
如請求項1所述之系統，進一步包括一個或更多個壓紋輥，該壓紋輥經配置而圖案化該玻璃積層的一個或更多個表面。
如請求項1至6中任一項所述之系統，其中：該第一和第三玻璃源包括一第一玻璃熔化爐的前爐，該等前爐經配置而輸送用於形成該第一和第三帶的一第一玻璃材料；及該第二玻璃源包括一第二玻璃熔化爐的一前爐，該前爐經配置而輸送用於形成該第二帶之不同的一第二玻璃材料。
如請求項1至6中任一項所述之系統，其中：該第一玻璃源包括一第一玻璃熔化爐的一前爐，該前爐經配置而輸送用於形成該第一帶的一第一玻璃材料；該第二玻璃源包括一第二玻璃熔化爐的一前爐，該前爐經配置而輸送用於形成該第二帶的一第二玻璃材料；該第三玻璃源包括一第三玻璃熔化爐的一前爐，該前爐經配置而輸送用於形成該第三帶的一第三玻璃材料；及該第一、第二和第三玻璃材料具有彼此不同的成分。
如請求項1至6中任一項所述之系統，進一步包括：一徐冷窯，該徐冷窯經配置而冷卻該玻璃積層；及一輸送器，該輸送器經配置將該玻璃積層移動經過該徐冷窯。
如請求項9所述之系統，進一步包括一支撐件，該支撐件經配置支撐該第一、第二和第三帶且將該玻璃積層往該輸送器引導。
如請求項1至6中任一項所述之系統，其中：該第一和第三玻璃源分別經配置而提供一熔融狀態的該第一和第三帶；及該第二玻璃源經配置而提供一非熔融狀態的該第二帶。
如請求項11所述之系統，其中：該第二帶包括一彈性玻璃卷材；及該第二玻璃源包括一捲軸，該彈性玻璃卷材以一非熔融狀態繞該捲軸纏繞。
如請求項1至6中任一項所述之系統，其中該玻璃積層包括：一第一覆層，該第一覆層由該第一帶形成；一第二覆層，該第二覆層由該第三帶形成；及一芯層，該芯層由該第二帶形成且設置在該第一和第二覆層之間。
如請求項1至6中任一項所述之系統，其中該第一和第二熔融輥經配置將該第一和第三帶直接熔合於該第二帶的相對表面。
一種形成一玻璃製品的方法，該方法包括以下步驟：將第一、第二和第三帶層疊，使得該第二帶設置在該第一和第三帶之間，該第一、第二和第三帶各自包括一玻璃材料，在該層疊期間，該第一、第二或第三帶中的至少兩者係在一熔融狀態；向層疊的該第一、第二和第三帶施加壓力，使得該第一、第二和第三帶熔合在一起以形成一玻璃積層；冷卻該玻璃積層；及將該冷卻的玻璃積層切割而形成該玻璃製品。
如請求項15所述之方法，其中在該層疊期間，該第一、第二和第三帶中的各者係在一熔融狀態。
如請求項15所述之方法，進一步包括以下步驟：在該層疊之前，將該第一、第二或第三帶中的至少兩者饋送經過輥而經配置以調整其厚度。
如請求項15所述之方法，其中該層疊步驟包括以下步驟：當該第一帶處於一熔融狀態且該第二帶處於一非熔融狀態時，將該第二帶層疊在該第一帶上；及當該第三帶處於一熔融狀態且該第二帶處於該非熔融狀態時，將該第三帶層疊在該第二帶上。
如請求項15所述之方法，其中該玻璃製品包括：一第一覆層，該第一覆層由該第一帶形成；一第二覆層，該第二覆層由該第三帶形成；及一芯層，該芯層由該第二帶形成且設置在該第一和第二覆層之間。
如請求項15至19中任一項所述之方法，其中該層疊、施加壓力、冷卻及切割步驟實質上是同時發生的。
如請求項15至19中任一項所述之方法，其中該層疊、施加壓力、冷卻及切割步驟連續地發生，使得自該冷卻的玻璃積層依順序地形成多個玻璃製品。
由如請求項15至19中任一項所述之方法所形成的一種玻璃製品，其中該玻璃製品具有大於2mm的一厚度。
一種玻璃製品，包括：一第一覆層，該第一覆層由一第一玻璃帶形成；一第二覆層，該第二覆層由一第三玻璃帶形成；及一芯層，該芯層設置在該第一覆層和該第二覆層之間且該芯層由一第二玻璃帶形成。其中當該第一玻璃帶和該第二玻璃帶中的各者處於一熔融狀態時，藉由以熔融輥對該第一玻璃帶和該第三玻璃帶施加壓力而將該第一覆層和該第二覆層中的各者熔融於該芯層。