TWI571446B - 一種製作一玻璃片的方法 - Google Patents

Description

一種製作一玻璃片的方法 【本申請案之優先權】

此申請案依據專利法主張美國臨時申請案第61/388141號之優先權，該臨時申請案於2010年9月30日提出申請，本申請案仰賴其內文，且其內文以全文引用方式在此併入。

本發明所揭示的內容關於用於製造玻璃片的方法與設備，詳言之，是關於用於在玻璃片的製造中減少缺陷的方法與設備。

玻璃片的製造涉及各種製程，在該等製程中，透過施加力量或摩擦(諸如切割、磨碾(grinding)、斜截(beveling)、拋光(polishing)或類似方法)而使玻璃片呈現期望形狀。此類製程生成玻璃片段或碎片，該等玻璃片段或碎片可能附著至固化製程中的玻璃片，因而造成有缺陷的玻璃片。因此，需要一種方法或設備減少缺陷產品的頻率。

在此揭示本發明的數種態樣。應瞭解該等態樣可(或不可)彼此重疊。因此，一個態樣的一部分可能落入另一態樣的範疇內，反之亦然。

透過一些實施例說明各態樣，該等實施例進而可包括一或多個特定實施例。應瞭解該等實施例可(或不可)彼此重疊。因此，一個實施例(或其特定實施例)的一部分可(或可不)落入另一實施例(或其特定實施例)的界限內，反之亦然。

本發明的第一態樣關於一種製作玻璃片的方法，該方法包含以下步驟：

a.　切削(machining)玻璃條(strip of glass)的目標區域，其中從該玻璃條形成及脫落多個玻璃片段；以及

b.　施加滑走劑(slip agent)於該等玻璃片段上。

在本發明的第一態樣的某些實施例中，該切削的步驟切穿由熔合曳引製程所製作的玻璃帶(ribbon of glass)以形成該玻璃片。

在本發明的第一態樣的某些實施例中，該方法進一步包括以下步驟：在該切削的步驟期間，改變該玻璃條的該目標區域。

在本發明的第一態樣的某些實施例中，該滑走劑被引導朝向該玻璃條的該目標區域以及該目標區域的鄰近地帶(proximity)。

本發明的第一態樣的某些實施例中，該施加該滑走劑的步驟是透過噴塗執行。

本發明的第一態樣的某些實施例中，該施加該滑走劑的步驟是與該切削之步驟同時執行。

本發明的第一態樣的某些實施例中，該切削的步驟修改該玻璃條的周圍邊緣的外形。

本發明的第一態樣的某些實施例中，將用於從該玻璃條移除該等玻璃片段的巨量部分的流體施加到該目標區域，並且該流體包括該滑走劑。

本發明的第一態樣的某些實施例中，該流體冷卻該玻璃條。

本發明的第一態樣的某些實施例中，該方法進一步包括以下步驟：從該玻璃條的該目標區域以及該目標區域的該鄰近地帶移除該滑走劑。

本發明的第二態樣關於一種用於製作玻璃片的設備，該設備包括：

(I)　切削工具，包括邊緣，該邊緣設以切削玻璃條的目標區域，使得從該玻璃條形成及脫落多個玻璃片段；以及

(II)　發射裝置，設以施加滑走劑於該等玻璃片段上。

本發明的第二態樣的某些實施例中，該發射裝置被定向成朝向該玻璃條的該目標區域以及該目標區域的鄰近地帶。

本發明的第二態樣的某些實施例中，該工具設以在玻璃帶周圍移動，使得該玻璃條的該目標區域改變，而該發射裝置設以移動以便朝該目標區域與該目標區域的該鄰近地帶定向。

本發明的第二態樣的某些實施例中，當該工具移動，該發射裝置設以使一層該滑走劑留在該目標區域與該目標區域的該鄰近地帶上。

本發明的第二態樣的某些實施例中，該切削工具包括設以旋轉的輪。

本發明的第二態樣的某些實施例中，該切削工具的該邊緣經定位以切削玻璃片的周圍邊緣。

本發明的第二態樣的某些實施例中，該切削工具的該邊緣經定位以切削玻璃帶的面。

本發明的一或多個實施例及/或態樣具有下列一或多個優點。首先，申請人相信施加滑走劑塗層於玻璃顆粒上顯著地減少了玻璃加工(finishing)期間附著到玻璃表面的玻璃顆粒數。其次，申請人進一步相信，即使顆粒仍附著於玻璃表面，由於滑走劑的存在與施加，故附著力減少，因而使得下游的洗滌與清潔設施和步驟中的移除更容易且更有效。第三，可便利地在噴嘴中執行施加滑走劑，該噴嘴在玻璃加工製程期間供應冷卻流體給玻璃表面，因而造成容易將此技術更新至先前既存的玻璃加工線。

本發明的額外特徵與優點將在隨後的詳細說明書內文中提出，且熟悉該項技藝者將可藉由操作本發明的書面說明及申請專利範圍(以及附圖)所述的發明而輕易地瞭解一部份的特徵與優點。

應瞭解前述的大體的敘述與隨後的詳細敘述都僅是提供本發明之示例，且申請人希望提供概視或框架以使人瞭解如本發明所請的本質與特質。

在此納入附圖以提供對本發明之進一步理解，該些附圖納入說明書中且構成本案說明書的一部分。

請參考顯示範例實施例的伴隨的圖式，現在將更全面地從此開始描述範例。只要可能，於所有圖式中使用相同的元件符號指相同或類似的部件。然而，可用許多不同的形式實施多個態樣，且不應將該等態樣詮釋為限制在就此提出的實施例。

高品質的薄玻璃片可透過熔合製程生產，該製程諸如為溢流向下曳引製程。第1圖顯示玻璃製造系統(或稱熔合曳引機器)101的示範實施例，詳言之，該系統101實行用於製造玻璃片117的熔合製程。玻璃製造系統101可包括熔融容器103、澄清容器105、混合容器107(例如，所繪示的攪拌腔室)、遞送容器109(例如，所繪示的槽池)、形成容器111(例如，所繪示的等靜壓管(isopipe))、拉引輥子組件113以及行進砧機器115(TAM)。

該熔融容器103是如箭號119所示般導入玻璃批量材料並且熔融該材料以形成熔融玻璃121之處。澄清容器105具有高溫處理區，該高溫處理區接收來自熔融容器103的熔融玻璃121，並且在該區中從熔融玻璃121移除氣泡。澄清容器105透過澄清器至攪拌腔室連接管123連接到混合容器107。之後，混合容器107透過攪拌腔室至槽池連接管125連接到遞送容器109。遞送容器109遞送熔融玻璃121通過降流管127至入口129並且進入形成容器111。形成容器111包括開口131，該開口131接收熔融玻璃121，該熔融玻璃121流進貯槽133並且隨後溢流且向下沿形成容器111的兩側流淌，之後熔融玻璃於已知為根部135之處熔合在一起。根部135是兩側會合在一起之處，也是兩道熔融玻璃121之溢流壁再重合之處，之後熔融玻璃由拉引輥子組件113向下曳引以形成玻璃帶137。之後，TAM 115刻劃受到曳引的玻璃帶137，該玻璃帶隨後分離成個別的玻璃片117。玻璃片117可經歷進一步的切削製程，諸如額外的切割、磨碾、斜截、拋光或類似方法，該等方法可能產生玻璃片段或碎片，玻璃片段或碎片可能附接或附著至平板，該等片段或碎片會附接到平板是由於凡德瓦力所致。玻璃片117可能需要滿足精確的尺度需求(諸如用於如LCD平板的用途)，而該等玻璃片段的附著可能造成有缺陷的產品。

現在請參考第2圖，圖中顯示第一切削製程生成的玻璃片段201。圖中顯示切削工具203的第一實施例，該切削工具203是玻璃製造系統101的一部分，且在一個範例中，該切削工具203可以是繞軸線A旋轉的第一輪205並且包括尖銳邊緣207，該尖銳邊緣207作用如刀鋒。在此實施例中，軸線A平行可以垂直、水平或呈角度配置的玻璃條209。雖然第2圖顯示將切削工具203實施作為具有旋轉圓形刀鋒的切割器，然而該刀鋒可以是多邊形(例如矩形)或者可不旋轉。切削工具203可以經裝設使得軸線A的位置可移動到各位置，並且使得尖銳邊緣207可以被帶至與玻璃條209接觸或從接觸狀態移開，以用於橫越玻璃條209的面切割。

「條」之用語是用於涵蓋各製造階段的玻璃，且該用語可指連續的玻璃帶137、個別的玻璃片117(該玻璃片已從玻璃帶137切下)或者是在其他製造階段的形式的玻璃。因此，第2圖中的切削工具203可例如為TAM 115的一部分，該TAM 115在熔合曳引機器的曳引底部處切過玻璃帶137；或者該切削工具203可以在曳引底部的垂直珠狀物刻劃區域(圖中未示)操作，並且切除玻璃帶137的珠狀物區段(拉引輥子組件113可能已經在該區段上留下痕跡)。

第一輪205的尖銳邊緣207在玻璃條209上接觸並且切削目標區域211，在該處玻璃片段213形成並且脫落。第2圖並未按照比例尺繪製，且可能以誇大的方式繪示一些玻璃片段213的尺寸。目標區域211是指玻璃條209受到切削工具203處理或切削的區域且可以是玻璃條209接觸切削工具203的部分。同樣，玻璃片段213可能(或可不)為類似尺寸。如第2圖中進一步所示，玻璃製造系統101可包括第一發射裝置215，與供應滑走劑217的容器219流體連通。舉例而言，第一發射裝置215可以是噴嘴。第一發射裝置215被定向成朝向目標區域211並且噴塗滑走劑217至目標區域211以及該區域的鄰近地帶，然而，第一發射裝置215可以各種方式配置或定向。再者，可使用複數個第一發射裝置215且例如可將另一第一發射裝置215配置在第一輪205的相對端上(第2圖)或者是在玻璃條209的相對表面使用另一第一發射裝置215(第3圖)。期望第一發射裝置215以滑走劑217塗佈(透過噴塗的方式)例如玻璃片段213的外部，使得滑走劑217的阻障層223在玻璃片段213與玻璃條209之間形成邊界。阻障層223可由滑走劑217的隔開的液滴221製成，如第2圖所示，在該實例中，阻障層223不連續並且在液滴221之間存在間隙。或者，阻障層223可以是滑走劑217的連續層。阻障層223的存在可防止玻璃片段213變得附著至玻璃條209。

施加滑走劑217於目標區域211上及目標區域211鄰近地帶也留下滑走劑217的沉積層225覆於玻璃條209上面，該沉積層225有別於形成在玻璃片段213外部上的阻障層223。雖然沉積層225顯示為連續層，該沉積層225可由滑走劑的液滴形成，與阻障層223類似。噴塗留下滑走劑217的沉積層225覆於玻璃條209上面，在製造的稍後階段可使用例如水與清潔劑清潔玻璃條209以移除滑走劑217。因為較薄的沉積層225較容易在清潔階段被移除，故可將第一發射裝置215形成薄沉積層225的能力列入考量而挑選第一發射裝置215。例如，沉積層225可具有奈米等級的厚度，諸如15奈米以下。

第一發射裝置215位在目標區域211周圍，使得滑走劑217可以被施加到目標區域211與目標區域211鄰近地帶處的大量玻璃片段213。第一發射裝置215的位置與走向可以根據一些因子確定，該等因子諸如為一旦噴塗時即抵達的距離、噴塗時滑走劑217的擴張角度等。

當玻璃片段213在脫落製程中及/或玻璃片段213已經脫落後，可將滑走劑217施加到玻璃片段213。再者，當玻璃片段213完全從玻璃條209脫落時，玻璃片段213可能經歷各種隨機移動。當玻璃片段213在轉成脫落後移動遠離玻璃條209時，除了從玻璃條209位移之外，玻璃片段213可能經歷一些旋轉。玻璃片段213此類旋轉與其他隨機移動可助於塗佈更大部分的玻璃片段213之外表面，並且可增加提供滑走劑217的阻障層223為玻璃條209與玻璃片段213之間的適當邊界的可能性。

本發明的任一實施例的滑走劑之組成可根據一些因子決定，該等因子諸如保護玻璃條209以防刮傷的能力、洗滌製程期間便於移除的能力等，且該滑走劑可由例如長鏈的脂肪酸酯或長鏈的脂肪醯胺形成。

切削工具203可在玻璃條209周圍移動，使得目標區域211(切削工具203在該目標區域上操作)改變。例如，切削工具203可逐漸移動到第2圖的左邊，以如箭號227所指般切過玻璃條209。第一發射裝置215可裝設成與切削工具203一起移動，使得第一發射裝置215因此依循目標區域211(玻璃片段213從該目標區域生成)及目標區域211鄰近地帶。此舉可例如透過將第一發射裝置215裝設成切削工具203安裝在上面的玻璃製造系統101的相同次系統的一部分而完成，然而也可利用此技術領域中已知的其他手段完成。雖然第2圖顯示在移動期間第一發射裝置215安裝在第一輪205的左邊或超前切削工具，但第一發射裝置215可位在切削工具203周圍的各位置，且可如圖所示般設置一或多個第一發射裝置215。

在切削工具203操作(在該操作期間，玻璃片段213生成)開始之前或開始的同時，第一發射裝置215可開始噴塗滑走劑217。或者，縱使在操作開始時有些延遲，但只要滑走劑217的噴塗可以覆蓋大量的玻璃片段213，第一發射裝置215即可在切削工具203已開始操作後開始噴塗滑走劑217。

現在參考第3圖，圖中顯示生成玻璃片段213的第二切削製程301以及切削工具303的第二實施例。切削工具303可以是第二輪305，該第二輪繞軸線B旋轉，該軸線B垂直於正被切削的玻璃條209。第二輪305可由研磨材料(abrasive material)製成並且可包括研磨邊緣307以供磨碾、斜截或拋光玻璃條209的邊緣。例如，如第3圖中所示，研磨邊緣307可包括外圍延伸的溝槽309以及V型截面，使得玻璃條209的周圍邊緣311可以被容納在溝槽309內。然而，溝槽309的截面形狀可有所變化，舉例而言，該溝槽309可以是凹面或凸面。或者，第二輪305的研磨邊緣307可以單純為平面。再者，可有多種在玻璃條209周圍配置具有給定的截面形狀的研磨邊緣307的方法，且具有不同形狀的研磨邊緣307可以不同方式接觸周圍邊緣311。

類似第2圖，第3圖中玻璃條209的切削可改變玻璃條209的周圍邊緣311的外型313，同時在製程中生成會附著至玻璃條209的玻璃片段213。在此實施例中，第3圖中的第一發射裝置215在玻璃條209周圍呈垂直配置。然而，第一發射裝置215可以替代的方式定向，並且用於噴塗滑走劑217的目標區域317可以例如是接觸研磨邊緣307的周圍邊緣311的轉角。

不同類型的切削製程可生成不同數量的玻璃片段213。例如，相較於切割製程，改變周圍邊緣311的外型313的製程可能需要從玻璃條209移除大量的玻璃片段。在第3圖的切削製程中，第二輪305可切削玻璃條209的目標區域317達一段延長的時間，然而，在第2圖的切削製程中，第一輪205花在每一目標區域211的時間量可短得多。在此等實例中，第二發射裝置327可用於移除大量的玻璃片段213使之遠離玻璃條209，相較於第一發射裝置215，所述第二發射裝置327可供應更大量的流體319。流體319可單獨由滑走劑217構成，或者可由滑走劑217與一或多個額外物質的混合物所構成。此舉可透過對目標區域317供應較大體積流速下的流體319之流動而完成，且可透過噴塗、注射、傾注或類似方式。因此，透過在目標區域317上面移動的流體319之流動，玻璃片段213的巨量部分可從玻璃條209移除。

雖然第3圖顯示第一發射裝置215與第二發射裝置327，可提供獨自的第二發射裝置327而不提供第一發射裝置215。視所施用的發射裝置之類型而定，可僅施加塗層於玻璃片段213上，或者提供充分量的流體319，該量足以可將玻璃片段213的巨量部分移除並且使留在玻璃條209上的玻璃片段213被塗上阻障層321(由滑走劑217的液滴323形成)。流體319可提供目標區域317周圍冷卻可能已變熱的玻璃條209(長時間切削所致)的額外功能。類似第2圖，可使用洗滌製程從玻璃條209清潔由流體319及/或滑走劑217形成的沉積層325。

類似第2圖的切削工具203，切削工具303可在玻璃條209周圍移動，即使並非是以一致的方式。例如，切削工具303可沿玻璃條209的周圍邊緣311移動，以均等地切削玻璃條209的周圍邊緣311。或者，可移動玻璃條209而同時切削工具303保持靜態。

對熟習此技術者而言，將清楚瞭解可製作各種修飾與變化而不背離所請之發明的精神與範圍。

101．．．玻璃製造系統

103．．．熔融容器

105．．．澄清容器

107．．．混合容器

109．．．遞送容器

111．．．形成容器

113．．．拉引輥子組件

115．．．行進砧機器

117．．．玻璃片

119．．．箭號

121．．．熔融玻璃

123．．．澄清器至攪拌腔室連接管

125．．．攪拌腔室至槽池連接管

127．．．降流管

129．．．入口

131．．．開口

133．．．貯槽

135．．．根部

137．．．玻璃帶

201．．．玻璃片段

203．．．切削工具

205．．．第一輪

207．．．尖銳邊緣

209．．．玻璃條

211．．．目標區域

213．．．玻璃片段

215．．．第一發射裝置

217．．．滑走劑

219．．．容器

221．．．液滴

223．．．阻障層

225．．．沉積層

227．．．箭號

301．．．第二切削製程

303．．．切削工具

305．．．第二輪

307．．．研磨邊緣

309．．．溝槽

311．．．周圍邊緣

313．．．外型

317．．．目標區域

319．．．流體

321．．．阻障層

323．．．液滴

325．．．沉積層

327．．．第二發射裝置

當參閱上文的詳細敘述並且參考附圖時，能較佳地瞭解該等態樣與其他態樣，該等附圖中：

第1圖是玻璃製造系統的示意圖；

第2圖是第一設備的示範實施例的側視圖，該設備用於減少來自玻璃條的附著的玻璃片段；以及

第3圖是第二設備的示範實施例的側視圖，該設備用於減少來自玻璃條的附著的玻璃片段。

201．．．玻璃片段

203．．．切削工具

205．．．第一輪

207．．．尖銳邊緣

209．．．玻璃條

211．．．目標區域

213．．．玻璃片段

215．．．第一發射裝置

217．．．滑走劑

219．．．容器

221．．．液滴

223．．．阻障層

225．．．沉積層

227．．．箭號

Claims (7)

1. 一種製作一玻璃片的方法，該方法包含以下步驟：a.切削(machining)一玻璃條(strip of glass)的一目標區域，其中從該玻璃條形成及脫落多個玻璃片段，其中該切削的步驟切穿由一熔合曳引製程所製作的一玻璃帶(ribbon of glass)以形成該玻璃片；以及b.施加一滑走劑(slip agent)於該等玻璃片段上，其中該滑走劑由長鏈的脂肪醯胺所形成。
2. 如請求項1的方法，其中該滑走劑被引導朝向該玻璃條的該目標區域以及該目標區域的一鄰近地帶(proximity)。
3. 如請求項1的方法，其中該施加該滑走劑的步驟是透過噴塗執行。
4. 如請求項1的方法，其中該施加該滑走劑的步驟是與該切削之步驟同時執行。
5. 如請求項1的方法，其中將用於從該玻璃條移除該等玻璃片段的一巨量部分的一流體施加到該目標區域，並且該流體包括該滑走劑。
6. 如請求項5的方法，其中該流體冷卻該玻璃條。
7. 如請求項1的方法，該方法進一步包括以下步驟：從該玻璃條的該目標區域以及該目標區域的一鄰近地帶移除該滑走劑。