TWI619682B - 玻璃帶之珠狀部分之熱控制 - Google Patents

玻璃帶之珠狀部分之熱控制 Download PDF

Info

Publication number
TWI619682B
TWI619682B TW102143093A TW102143093A TWI619682B TW I619682 B TWI619682 B TW I619682B TW 102143093 A TW102143093 A TW 102143093A TW 102143093 A TW102143093 A TW 102143093A TW I619682 B TWI619682 B TW I619682B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
bead
fluid
zone
optional
edge
Prior art date
Application number
TW102143093A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201429894A (zh
Inventor
安尼歐雷克肯尼斯威廉
伯德特史帝夫羅伊
哥雅亭維拉蒂斯萊夫俄耶維奇
尼庫林伊利亞
Original Assignee
康寧公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 康寧公司 filed Critical 康寧公司
Publication of TW201429894A publication Critical patent/TW201429894A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI619682B publication Critical patent/TWI619682B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets
    • C03B17/067—Forming glass sheets combined with thermal conditioning of the sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets
    • C03B17/064—Forming glass sheets by the overflow downdraw fusion process; Isopipes therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)

Abstract

一種用於製造層壓玻璃帶之設備，該玻璃帶具有：如本文定義之中心層壓區、第一邊緣、第二邊緣以及第一、第二、第三及第四珠狀部分，該設備包括：珠狀體熱調節區，該珠狀體熱調節區包括：用於選擇性地對第一、第二、第三及第四珠狀部分中之一或多者施加流體之流體來源。
本文亦揭示一種在所揭示之層壓熔融設備中進行珠狀體熱調節之方法。

Description

玻璃帶之珠狀部分之熱控制
本申請案主張2012年11月26日申請之美國申請案第61/729805號之優先權權益，該申請案之內容全部以引用之方式併入本文中。
本文中提及之任何公開案或專利文獻之全部揭示內容均以引用之方式併入本文中。
本發明大致上係關於以熔融拉製方法對玻璃帶或層壓玻璃帶之珠狀部分進行熱控制。
先前技術仍存在不足。本發明旨在解決該等不足及/或對先前技術提供改良。
本發明提供以熔融拉製方法對玻璃帶或層壓玻璃帶之珠狀部分進行熱控制之設備及方法。對珠狀部分進行熱控制可提供具有優良應力特性之玻璃薄片或層壓玻璃薄片產品。
15‧‧‧帶
17‧‧‧中心線
19a‧‧‧外邊緣
19b‧‧‧外邊緣
21a‧‧‧珠狀部分
21b‧‧‧珠狀部分
23a‧‧‧線
23b‧‧‧線
25a‧‧‧線
25b‧‧‧線
100‧‧‧層壓熔融帶/層壓帶/玻璃帶
101‧‧‧第一邊緣
102‧‧‧第二邊緣
105‧‧‧中心層壓區/優質區
110‧‧‧內部珠狀體/內部珠狀區
110a‧‧‧第三珠狀部分
110b‧‧‧第四珠狀部分
115‧‧‧可選槽區/珠狀體/珠狀槽區
115a‧‧‧第一可選珠狀槽區/內部珠狀區/珠狀槽
115b‧‧‧第二可選珠狀槽區/內部珠狀區/珠狀槽
120‧‧‧外部珠狀體
120a‧‧‧第一珠狀部分/外部珠狀區
120b‧‧‧第二珠狀部分/外部珠狀區
300‧‧‧拉製機上方較高處
310‧‧‧拉製機上方較高處
320‧‧‧拉製機上方較高處
330‧‧‧拉製機上方較高處
340‧‧‧拉製機下方較低處
400‧‧‧箭頭/拉製方向
405‧‧‧流體來源/熱調節管
405a‧‧‧加熱或冷卻流體/氣體
405b‧‧‧加熱或冷卻流體/氣體
405c‧‧‧加熱或冷卻流體/氣體
410‧‧‧氣體噴嘴
700‧‧‧氣體「刀」/「刀」區
1010‧‧‧抽吸噴嘴
1015‧‧‧真空來源
1110‧‧‧熔融拉製機/拉力機
1111‧‧‧接入口
1112‧‧‧接入口
1113‧‧‧上方隔離管
1120‧‧‧護套玻璃流
1130‧‧‧下方隔離管
1140‧‧‧核玻璃流
1150‧‧‧間隙
1160‧‧‧護套屏障間尺寸
1170‧‧‧邊緣滾筒/邊緣滾筒對
1180‧‧‧拉力滾筒/拉力滾筒對
在本發明實施例中：第1圖顯示由流入或流出頁面平面之玻璃方向觀測之層壓熔融帶(100)的珠狀帶厚度或橫截面輪廓。
第2圖顯示來自層壓熔融方法之示例性跨拉(across-the-draw；ATD)帶厚度概況。
第3圖顯示多個下拉(down-the-draw；DTD)位置之示例性跨拉(ATD)帶溫度分佈。
第4A及4B圖分別顯示所揭示珠狀體熱調節設備之兩種替代性配置。
第5A及5B圖顯示所揭示之珠狀體熱調節設備之兩種替代性配置。
第6圖顯示所揭示之珠狀體熱調節設備之另一替代性配置。
第7圖顯示所揭示之珠狀體熱調節設備之另一替代性配置。
第8圖顯示如第1圖中之玻璃帶橫截面部分，此玻璃帶橫截面部分說明一種具有包括一對導向外部珠狀體(120)之相對冷卻或加熱噴嘴之流體來源的配置。
第9圖顯示如第1圖中之玻璃帶橫截面部分，此玻璃帶橫截面部分說明一種具有包括一對呈銳角導向外部珠狀體(120)之冷卻或加熱氣體噴嘴(410)之流體來源(405)的配置。
第10圖顯示另一種替代性地或額外地對相對較薄之選擇性地選用之槽區(115)進行熱調節，但對附近相對較 厚之內部珠狀體(110)及外部珠狀體(120)區具有最小影響的實例配置。
第11圖為一部分層壓熔融拉製玻璃製造設備及下拉區的示意圖。
第12圖為說明由拉製方法形成之代表性玻璃帶及相關區域的示意圖。
若存在，將參考圖式詳細描述本發明之各種實施例。對各種實施例之參考不限制本發明之範疇，本發明之範疇僅由隨附申請專利範圍之範疇來限制。另外，此說明書中陳述之任何實例均為非限制性的且僅陳述所主張發明之多種可能實施例中的一些實施例。
定義
在實施例中，「流體」係指例如傾向於流動或順應該流體源容器及傳遞設備之外形直至排向玻璃帶工件之物質，諸如液體或氣體。在實施例中，「流體」亦可係指例如光或熱輻射或來源，諸如在該流體經適當引導及排放時可向玻璃帶工件提供選擇性照明或加熱之輻射加熱器。
在描述本發明之各種實施例中使用之修飾例如組成物中之成分量、濃度、體積、加工溫度、加工時間、產量、流速、壓力及其類似值以及其範圍的「約」係指例如經由用於製造物件、組成物、複合物、濃縮物或使用調配物之典型量測及處理程序；經由該等程序中之無意誤差；經由用於進行該等方法之起始材料或成分之製造、來源或純度方面之差 異；及其類似考慮因素而可發生之數值量的變化。
在實施例中，「基本上由......組成(Consisting essentially of)」係指例如本發明之一種方法、組成物、物件、裝置或設備，且可包括申請專利範圍中列舉之組分或步驟，外加其他不實質性影響本發明之組成物、物件、設備或製造及使用方法之基本及新穎特性的組分或步驟，諸如所選之特定反應物、添加劑、成分、藥劑、條件或類似結構、材料或方法變數。可實質性影響本發明組分或步驟之基本特性或可賦予本發明不利特徵之項目包括例如不對玻璃帶之珠狀體及槽區進行溫度控制或極低溫度控制，及類似相反特性或步驟。
除非另外規定，否則如本文中所用之不定冠詞「一」及其相應定冠詞「該」意謂至少一種或一或多種。
可使用一般熟習此項技術者熟知之縮寫(例如，「h」或「hr」代表小時，「g」或「gm」代表公克，且「rt」代表室溫及其類似縮寫)。
關於組分、成分、添加劑及其類似態樣揭示之特定及較佳值及其範圍僅用於說明目的；該等特定及較佳值及其範圍不排除其他定義值或定義範圍內之其他值。本發明之調配物、組成物、裝置、設備及方法可包括本文所述之值、特定值、更特定值及較佳值之任何值或任何組合。
玻璃帶在層壓熔融拉製機(laminate fusion draw machine；LFDM)中之交叉拉製厚度概況通常係非均勻的。玻璃之珠狀(邊緣)區含有例如與玻璃帶或所得切割玻璃薄片或玻璃輥產品之與優質區(亦即，中間或中心區)相比可 交替較厚、較薄(至少局部)且隨後較厚之區域。此產生在珠狀區中含有局部最大值與最小值之溫度分佈。對於帶之大部分長度而言，厚珠狀部分與帶中心相比相對較熱。帶邊緣之相對高溫及伴隨熱梯度可導致帶及最終玻璃產品之不良應力及形狀。特定控制帶邊緣區之玻璃溫度的能力使得可更佳控制玻璃或層壓玻璃帶(亦即，連續拉製材料)、玻璃輥或玻璃薄片(亦即，帶之個別切割或分離部分)之應力及形狀。珠狀區中之熱調節可包括例如冷卻、加熱或兩者之組合。
又，對於層壓熔融之特定情形而言，核與護套組分玻璃之間之高δ熱膨脹係數(coefficient of thermal expansion；CTE)隨帶生長可在護套珠狀體下之核玻璃中產生顯著之拉伸應力。該等拉伸應力與暫時及殘餘應力相互作用(由於可在同一平面內發生)且又可導致不穩定性，且在薄片形成或分離期間可尤其危險，可能導致裂縫(亦即，滾筒下方輕度破裂)及界線(rubicon)(亦即更嚴重破裂，包括不受控開裂或形成碎片)。
玻璃帶在層壓熔融拉製機(LFDM)或熔融拉製機(FDM)內部之交叉拉製溫度分佈可藉由使用熱轉移方法(例如電阻繞線及冷卻插旋)來成形。溫度分佈之主要目標在於管理朝向帶中心之優質區，例如參見2012年11月16日申請之共同擁有與讓渡之同在申請中之美國專利申請案第13/679,263號。然而，該等熱轉移方法不欲改變熔融薄片拉製方法中之珠狀體溫度。在底部拉製(bottom-of-draw；BOD)區中，使玻璃帶主要經由自由對流及輻射而自然冷卻。
共同擁有且讓渡之US 8,037,716提及一種控制玻璃帶之邊緣區之溫度的方法，該玻璃帶之每一側之極度邊緣上具有相對較厚單一珠狀體。提及冷卻作為一種控制方法。'716專利未提及使用具有錯配CTE之不同玻璃的層壓熔融。未提及雙珠狀體、或使用主動加熱或主動加熱與冷卻組合作為帶邊緣熱控制方法。
已知在製造其他類型玻璃中使用冷卻之其他設備。舉例而言，US 2006/0015619提及一種冷卻環總成，該冷卻環總成經特定設計以用於冷卻車輛玻璃製品之邊緣以用於應力控制。US 2005/0166639提及一種用於邊緣冷卻一對成形玻璃薄片、同時支撐在外形模具上以增加邊緣壓縮之設備。US 2005/0166639申請案亦提及以空氣或其他氣體實現冷卻之汽車玻璃製造。WO 2006/083902提及藉由以冷空氣冷卻來進行外圍驟冷以增強窗格玻璃之邊緣。US 4,375,370亦提及在平板玻璃製造中應用邊緣冷卻以減少牽引輥間之「扇形扭曲(scalloping)」。在CRT玻璃製造中亦已提及外圍冷卻，例如US 2005/0122025，其中使用該種冷卻來增加強度。
WO 2007/037871及US 2007/0062219提及使用邊緣加熱來減少所製造之平板玻璃薄片邊緣中之S形翹曲程度。該方法包括熔融與浮動過程，其中邊緣滾筒導致局部冷卻接近玻璃轉移溫度範圍(glass transition temperature range；GTTR)之珠狀體，從而導致最終玻璃薄片之S形翹曲。該兩項揭示案未涵蓋帶形狀控制或珠狀體冷卻。WO 2008/036227提及一種經由以熔融拉製方法操控定型區溫度分佈來控制平 板玻璃薄片變形之程序。定型區係帶由黏性區轉變至彈性區之區域。本發明提供一種以熔融拉製機控制帶變形之優良方法，尤其對於層壓熔融拉製中之特殊考慮因素而言。
本發明提供層壓玻璃帶之珠狀部分之熱控制方法。該方法可在層壓熔融拉製機中改變接近帶邊緣之相對較厚及較薄之玻璃部分(稱為珠狀體)內部之溫度。在不存在適當熱控制時，玻璃帶中可能產生相對大之局部溫度梯度。在層壓熔融玻璃帶中，接近帶邊緣處具有交替之厚-薄-厚玻璃區，且任何或所有該等區域均可用於特定熱控制。此區域中之熱梯度可導致非優化之帶應力及形狀。可視需要藉由改變珠狀體溫度來減小或擴大溫度梯度，此可提供其他改良，例如可包括：改良之薄片計分與分離、在計分期間帶運動程度更低及操控最終玻璃產品之應力及形狀。層壓玻璃帶珠狀體溫度改變之方法例如視珠狀區、帶區及所需厚度概況可包含以下步驟：加熱、冷卻或加熱與冷卻。視以何種特性或優勢為目標而定，可藉由例如熔融拉製機區(FDM)、底部拉製區(BOD)或兩個區域中之外部加熱或冷卻構件(external heating or cooling means)來改變珠狀體溫度。若需要珠狀體冷卻，則一種較佳方法包括對流氣體噴射冷卻，諸如提供冷卻氣刀之噴嘴、真空抽吸或其組合。若需要珠狀體加熱，則一種較佳方法包括流體來源為輻射熱、加熱氣體熱轉移器或其兩者。
在實施例中，目的在於熱控制之層壓玻璃帶珠狀體溫度改變之方法例如可同時包括以下步驟：冷卻包含層壓帶之相對側或邊緣上之核玻璃的第一及第 二珠狀體(亦即，外部珠狀體)；冷卻包含層壓帶之護套玻璃的第三珠狀體及第四珠狀體部分(亦即，內部珠狀體)；及加熱包含位於外部珠狀體與內部珠狀體之間之核玻璃的第一及第二珠狀槽。
以熔融拉製方法控制珠狀體溫度之能力例如可操控：形成殘餘應力；由局部溫度分佈之非線性產生之任何暫時應力；及避免由核玻璃與護套玻璃間之CTE錯配產生層壓應力。殘餘應力部分取決於定型區(亦即，黏性-彈性區)中之溫度分佈，且暫時應力取決於彈性區中之溫度。該等應力合併產生總體應力狀態。在拉製中改變多個位置之珠狀體溫度可提供對整個帶中之一或多種應力的控制。
操控殘餘應力、暫時應力或其兩者可產生實際優勢，諸如：改變熔融拉製機(FDM)與底部拉製(BOD)區兩者中之帶形狀；改良薄片計分與分離(兩者均取決於鄰近用於計分之橫向砧機(transverse anvil machine；TAM)機構的帶形狀)；在計分與分離期間降低帶運動程度(帶運動程度亦取決於鄰近TAM之帶形狀)；及控制取決於殘餘應力之最終玻璃薄片形狀。所揭示之珠狀體熱調節方法例如可提供具有低於接近珠狀體斷裂極限之暫時應力(例如，約10000psi或10000psi以下)之層壓玻璃帶。
藉由經對珠狀體進行適當熱調節而添加殘餘或暫時壓縮來操控黏性-彈性區或彈性區(例如，BOD)中之層壓應力，可減輕核拉伸應力且最小化潛在薄片與珠狀體分離問 題。舉例而言，考慮分別以Corning EAGLE XG®及GORILLA®作為護套及核玻璃，鄰近內部珠狀體之合併護套與核玻璃具有單獨核厚度約2.5倍之厚度。鄰近護套珠狀體(亦即，內部珠狀體)之具有厚度比(等於核厚度/2倍護套厚度)之玻璃帶例如可為約2.5。對於350℃而言，核玻璃中之BOD溫度拉伸應力例如可高達50MPa，此位準高至足以引起玻璃破裂及加工不穩定性。藉由再將內部珠狀體局部加熱超過BOD溫度50℃，可使拉伸應力降低約30MPa(由下式估算：應力=楊氏模數(Young’s Modulus)×CTE×△T=70/GPa×90/ppm/C×50℃)且使應力位準降至可控水平，諸如約20MPa。若考慮具有珠狀體之層壓薄片，其中薄片自帶分離或切割且冷卻至室溫，估算護套珠狀體具有120MPa或120MPa以上之應力，此可導致非被動失效。儘管由暫時熱應力難以減輕此失效(例如，需要約150℃局部加熱)，但可在如本文揭示之黏性-彈性區中藉由所揭示之珠狀體熱調節方法操控殘餘應力來管理暫時熱應力。
在實施例中，且參考第1圖，本發明提供一種製造層壓玻璃帶工件之設備，該玻璃帶具有：中心(105)層壓區，即在寬度中間且與帶之邊緣平行之一條線，第一邊緣(101)，第二邊緣(102)，第一珠狀部分(120a)，即自第一邊緣開始且向中心(105)層壓區延伸之核珠狀體或外部珠狀體， 第二珠狀部分(120b)，即自第二邊緣開始且向中心層壓區延伸之核珠狀體或外部珠狀體，第一珠狀部分及第二珠狀部分包含位於層壓帶(100)之相對邊緣上之核玻璃，第三珠狀部分(110a)，即在遠離第一邊緣處開始且向中心(105)層壓區延伸之護套珠狀體或內部珠狀體，第四珠狀部分(110b)，即在遠離第二邊緣處開始且向中心(105)層壓區延伸之護套珠狀體或內部珠狀體，第三珠狀部分及第四珠狀部分包含層壓玻璃帶之護套玻璃，第一可選珠狀槽區(115a)，其位於第一(120a)與第三(110a)珠狀部分之間，及第二可選珠狀槽區(115b)，其位於第二(120b)與第四(110b)珠狀部分之間，第一與第二可選珠狀槽區包含核玻璃。
在實施例中，該設備可包含：位於層壓拉製區中之珠狀體熱調節區，該珠狀體熱調節區包括：流體來源，例如具有關聯導管、控制閥及施配組件(諸如噴射器、噴嘴或類似引導或調節機構)之加壓氣體，該流體來源經定向以選擇性地接近層壓玻璃帶之第一、第二、第三或第四珠狀部分中至少一者及其組合以及選擇性地該層壓玻璃帶之珠狀槽區施加流體。
在實施例中，流體來源可位於層壓拉製區中之黏性- 彈性區(即，定型區)、彈性區或其組合中。
在實施例中，流體來源例如可為提供冷卻來源之第一噴嘴及提供加熱來源之第二噴嘴，或者提供加熱來源之第一噴嘴及提供冷卻來源之第二噴嘴。
在實施例中，流體來源例如可為導向第一與第二珠狀體及第三與第四珠狀體(即，厚內部珠狀體)之冷卻流體或真空來源(例如冷卻或冷凍氣體)，及導向第一與第二珠狀可選槽(即，外部珠狀體與內部珠狀體(115a，115b)之間之較薄區)之加熱流體來源(例如，加熱氣體)。
在實施例中，該設備之作用可改善殘餘應力，例如減小所得層壓玻璃薄片中之應力。
在實施例中，流體來源例如可為至少一個氣體噴嘴，諸如一側上之單一噴嘴、帶之相對側上之一對噴嘴或帶之相對側上之複數對噴嘴，該(等)噴嘴與帶之長橫截面軸正交定向或相對於帶之長橫截面軸呈銳角定向且朝向帶邊緣突出且遠離中心。
在實施例中，流體來源例如可為與帶之長橫截面軸正交定向、相對於帶之長橫截面軸呈銳角定向且朝向帶邊緣突出且遠離帶之中心層壓區或其組合的複數個氣體噴嘴。
在實施例中，流體來源例如可為：冷凍氣體或真空、加熱氣體、冷凍液體、加熱液體、輻射來源(諸如光束或輻射加熱器)或其組合。
在實施例中，本發明提供一種在上述層壓熔融設備中進行珠狀體熱調節之方法，該方法包含以下步驟： 在設備之珠狀體熱調節區中：將來自流體來源之第一流體導向第一、第二、第三及第四珠狀部分中之至少一者(即，較厚內部珠狀體、較厚外部珠狀體或其兩者)，選擇性地將來自流體來源之第一流體導向第一及第二珠狀部分；及同時將來自第二流體來源之第二流體導向第一及第二可選珠狀槽部分(即，外部珠狀體與內部珠狀體(115)之間之較薄橫截面區)。
在實施例中，珠狀體熱調節可提供具有「平均穿過」厚度殘餘應力之層壓玻璃薄片，亦即護套與核可具有可視作殘餘之-1,000psi至約+1,000psi或+1,000psi以下(其中1000psi=6.89MPa)之極大應力。在帶之優質區域中，對於多種玻璃薄片產品而言例如可存在小於約250psi之平均穿過厚度之絕對應力。殘餘應力係玻璃薄片中保留之固有應力，而暫時應力係瞬時的且在玻璃薄片達到熱平衡時減弱。所揭示之珠狀體熱調節方法可提供在優質區域中具有例如-1,000psi至約+1,000psi、-500psi至約+500psi、-250psi至約+250psi、-100psi至約+100psi或+100psi以下(包括中間值及範圍)之平均穿過厚度殘餘應力。殘餘應力較佳例如為-50psi至約+50psi或+50psi以下，且更佳接近零或為零。
在實施例中，導向第一及第二可選珠狀槽部分之流體來源例如可為使各別可選珠狀槽部分中之溫度變化或溫度梯度局部化(亦即，局部維持)之強制空氣對流加熱器。
在實施例中，溫度變化或溫度梯度可最小化或例如 維持在5℃至約150℃、且較佳25℃至約100℃(包括中間值及範圍)之溫度變化或梯度內。在實施例中，流體例如可為氣體、真空或其組合，且氣體例如可為空氣或非空氣，諸如氮氣、氬氣、氦氣或類似氣體或混合氣體。氦氣具有高熱導率且為用於增強冷卻之優良選擇。
在實施例中，氣體可與水蒸氣、液態水、非水的液體(non-aqueous liquid)中之至少一者或其組合進行組合或包括水蒸氣、液態水、非水的液體中之至少一者或其組合。
在實施例中，第一流體例如可為導向相對較厚之第一、第二、第三或第四珠狀部分中至少一者之第一冷卻氣體，且第二流體例如可為導向相對較薄之可選珠狀槽區中至少一者之第二加熱氣體。
在雙隔離管(isopipe)熔融層壓方法中，帶含有兩個珠狀體，相比而言習知單隔離管熔融拉製方法僅含一個。第1圖中顯示每個邊緣或末端上具有兩個珠狀體之雙珠狀帶。帶中心之優質區(105)為最寬部分(非按比例)且由相對較窄但較厚之內部珠狀區(110)、相對較薄之可選內部珠狀區或「珠狀槽」(115a、115b)及相對較厚之外部珠狀區(120a、120b)圍繞。每個區之相對厚度及長度並非按比例且已放大以供理解。相對較厚之內部珠狀區可具有與相對較厚之外部珠狀區相當、較小或較大之厚度。
內部珠狀體(110)與外部珠狀體(120)兩者均可例如由以下表徵：與帶優質區(105)相比相對較厚之玻璃(可售玻璃)；及與珠狀體相比可相對較薄且稱作珠狀槽區(115) 之介入玻璃。參考內部珠狀體及外部珠狀體與層壓玻璃之護套及核部分之關係，內部珠狀體亦可稱作護套珠狀體且外部珠狀體可稱作核珠狀體。在實施例中，珠狀槽之厚度例如可與優質區厚度相同或較薄。第2圖中以圖式顯示在跨拉(ATD)方向上可見之厚度變化實例。第1圖中顯示之珠狀區在第2圖中以相同參考數字表示。
當存在玻璃厚度差異時，層壓玻璃可在不同區域中以不同方式轉移能量。視例如與周圍之局部對流及輻射而定，玻璃厚度變化可引起該等區域中之帶溫度變化。較厚區域保持更多熱量且傾向於比附近相對較薄之區域相對更熱。此效應可見於第3圖中所顯示之多個下拉位置處之電腦模型模擬跨拉(ATD)溫度分佈中，其中帶之最邊緣具有與外部珠狀體(120)對應之局部溫度最大值。略微位於此溫度最大值特徵內側之局部溫度最小值對應於相對較薄之珠狀槽區(115)。在拉製帶下方處亦存在對應於內部珠狀體(110)之第二溫度最大值。兩個最大值在熔融拉製機中均未呈現更高，此係由於減輕局部對流與輻射作用及在熔融拉製機之上方部分中選擇之特定功率設定。該等分佈或高度在拉製機上方較高處(例如300、310、320及330)具有較高帶溫度且在拉製機下方較低處(例如，340)具有較低溫度。
在實施例中，玻璃帶之相對厚珠狀部分(110及120)可經冷卻以提供相對較平坦之溫度分佈。在實施例中，冷卻可僅針對內部珠狀體、僅針對外部珠狀體或其兩者。在實施例中，冷卻可沿拉製機自FDM頂部至BOD底部向下連續進 行，其中自帶分離玻璃薄片。在實施例中，冷卻可在FDM與BOD兩者中、僅在FDM中或僅在BOD中之離散位置進行。冷卻位置可決定影響何種屬性，例如：在FDM中高處冷卻(接近定型區)可影響殘餘應力及附近暫時應力以及帶與最終玻璃薄片之應力及形狀；且在FDM或BOD中低處冷卻可主要影響暫時應力且因此影響拉製機下方之帶形狀。儘管如此，其他益處亦可例如包括定型區中減少之運動及改變之應力。
在實施例中，厚內部珠狀區與外部珠狀區之間之相對較薄區(即槽，若存在)可經加熱以產生相對較平坦之溫度分佈。熱控制目標區亦可略微位於接近且可能包括優質區之內部珠狀體內側。在實施例中，加熱可沿拉製機自FDM頂部至拉製機底部(BOD)向下連續進行，其中自帶分離玻璃薄片。另外或或者，加熱可在FDM與BOD兩者中、僅在FDM中或僅在BOD中之離散位置進行。
在實施例中，一種較佳之冷卻或加熱方法為槽強制氣體或空氣對流，該方法中噴射器旨在使目標區內之溫度變化或溫度梯度局部化或最小化。受影響區域之大小可例如由選擇噴射口之大小、噴射器與玻璃間之距離、氣體噴射流速或氣體在氣體噴射器上之角度分散來設計。氣體噴射口例如可為圓形或長方形，諸如在氣刀或氣簾中。在實施例中，加熱例如可藉由校準輻射性方法來實現。
第4圖至第10圖中顯示本發明實施例之一些實例說明。本發明之其他實施例可包括例如不同噴嘴數目之變化或排列、各種不同跨拉(ATD)位置、各種多個下拉(DTD)定 位位置、各種噴嘴之各種不同氣體流速、輻射性加熱及類似修改或變化。
第4A圖及第4B圖分別顯示珠狀體熱調節設備之兩種變化形式。第4A圖包括三個導向外部珠狀體(120)之離散噴嘴(410)。第4B圖包括三個導向內部珠狀體(110)之離散噴嘴(410)。供應流體(405)(諸如氣體)之溫度可比局部珠狀體溫度更熱或更冷。拉製方向由箭頭(400)指示。第4圖至第10圖中僅顯示玻璃帶及關聯熱控制設備之右側或右半部之一部分。
第5A圖及第5B圖顯示珠狀體熱調節設備之兩種變化形式。第5A圖中之珠狀體熱調節設備具有總計六個由流體來源(405)供料之位於帶邊緣區(所示之一個邊緣)之噴嘴(410)，其中使用共用氣體歧管使三個離散噴嘴導向外部珠狀體(120)且三個噴嘴導向內部珠狀體(110)。第5B圖中之珠狀體熱調節設備具有三個具有相對較薄玻璃厚度之導向珠狀槽區(115)之離散噴嘴。相對較薄之玻璃珠狀槽區例如可為約0.25mm至1mm、約0.3mm至0.8mm，包括中間值及範圍。相對較厚之玻璃珠狀區例如可為約1.0mm至3.0mm，及約1.3mm至1.5mm，包括中間值及範圍。
供應氣體(405)之溫度可比局部珠狀體溫度更熱或更冷。拉製方向(400)及其他特徵係如第4A圖及第4B圖中所示。顯示玻璃帶及關聯熱控制設備之一側或一半之一部分。流體(諸如氣體、液體飽和氣體或液體)可比局部玻璃溫度更熱或更冷。第4圖及第5圖中之每一者中之噴嘴數可 為兩個或兩個以上，諸如2至約10個噴嘴。
在實施例中，第6圖中顯示一種替代性珠狀體熱調節設備。替代性配置提供對內部及外部珠狀體與可選珠狀槽區之同時調節。可使用獨立傳遞之加熱或冷卻流體(諸如氣體(例如，405a、405b、405c))之任何組合。一種較佳實施例可包括例如使用包括一或多個提供冷卻氣體且引導至厚珠狀體(110，120)上或導向厚珠狀體(110，120)之噴嘴的第一氣體來源，及包括一或多個提供引導至相對較薄珠狀槽區(115)上之加熱氣體之噴嘴的第二氣體來源。僅顯示玻璃帶及關聯熱控制設備之一側或一半之一部分。在實施例中，一種較佳熱控制方法包括在黏性-彈性區冷卻厚珠狀部分及加熱薄部分。在實施例中，在彈性區(例如在拉製機底部)之一種較佳熱控制方法包括若護套與核之間之CTE差異顯著，則加熱內部珠狀部分。加熱拉製機底部之護套珠狀體可產生暫時壓縮應力，此暫時壓縮應力可抵消核中之層壓拉伸應力。對於具有比護套玻璃之CTE高之CTE之核玻璃的層壓熔融之特定情形而言，一種較佳實施例可具有引導至內部珠狀體上之加熱玻璃以抵消由於△CTE而在核中產生之拉伸應力。
第7圖顯示第4圖中之配置之一種替代形式，其中連續供應之第一流體(諸如加熱或冷卻流體形式之調節氣體(405)歧管，諸如氣體「刀」(700))可導向外部珠狀區(120)以沿整個「刀」區(700)傳遞均勻氣流。在實施例中，刀可導向包括可選珠狀槽區(115)之任何或所有珠狀區(110、120)。僅顯示玻璃帶及關聯熱控制設備之右側或右半部之一部分。
第8圖顯示層壓玻璃帶之橫截面部分，此層壓玻璃帶之橫截面部分說明一種具有包括一對導向外部珠狀體(120)之對置冷卻或加熱氣體噴嘴(410)之流體來源(405)的配置。該等氣體噴嘴(例如，噴射器)與帶正交定向。
第9圖顯示具有玻璃帶或層壓玻璃帶之另一配置的橫截面部分，此部分具有流體來源(405)，諸如冷卻或加熱氣體噴嘴(410)，該流體來源(405)如第8圖中導向外部珠狀體(120)，但按遠離帶之方式以銳角角度投影而非正交投影，以使得對玻璃帶(100)之相對較薄之鄰近可選槽區(115)之熱影響最小化。此對噴嘴以銳角角度且遠離中心層壓區定向以使得對相對較薄之鄰近可選槽玻璃區(115)之熱影響最小化。僅顯示玻璃帶及關聯熱控制設備之右側或右半部之一部分。
第10圖顯示用於替代性或另外熱調節相對較薄之可選珠狀槽區(115)、但對鄰近相對較厚之內部珠狀體(110)及外部珠狀(120)區具有最小化影響之另一實例配置。例如與真空來源(1015)連通之抽吸噴嘴(1010)例如可位於薄槽區(115)附近及珠狀區之間以及接近槽處理噴嘴(410)以在調節氣體一旦影響所需區時將其移除。或者或另外，此配置可適用於任一珠狀體。或者或另外，此配置亦可適用於調節任一相鄰珠狀體。僅顯示玻璃帶及關聯熱控制設備之右側或右半部之一部分。
作為背景，第11圖顯示先前技術雙熔融設備及方法之示例性側視圖，在此設備及方法中，來自上方隔離管(1113) 之護套玻璃流(1120)穿過間隙(1150)流向來自下方隔離管(1130)之核玻璃流(1140)上。第11圖另外顯示可視需要變化之護套屏障間(dam-to-dam)尺寸(1160)、可與核流或核玻璃薄片之寬度尺寸保持一致或防止此寬度尺寸衰減之可選邊緣滾筒或邊緣滾筒對(edge roller，ER)(1170)及可與層壓厚度保持一致且進一步調節層壓過程速度之可選拉力滾筒或拉力滾筒對(puller roller，PR)(1180)或牽引滾筒。
LCD玻璃(特定言之，Corning Incorporated之Code Eagle® 2000 LCD玻璃)之代表性值，玻璃轉移溫度區(glass transition temperature region，GTTR)之上限通常小於或等於約850℃且GTTR之下限通常大於或等於約650℃，例如GTTR之下限可大於或等於約700℃。邊緣滾筒可在高於GTTR之位置與帶接觸，而拉力滾筒顯示位於GTTR以內。若需要，拉力滾筒亦可位於GTTR以下(參見Aniolek等人共同擁有之Corning專利US 8,037,716)。邊緣滾筒之溫度可低於玻璃溫度，例如邊緣滾筒可經水或空氣冷卻。由於此較低溫度，邊緣滾筒使玻璃溫度局部降低。此冷卻可減少帶之衰減，亦即局部冷卻有助於控制在拉製期間(例如，經由拉力滾筒之作用)發生之帶寬度減少。拉力滾筒通常亦比其接觸之玻璃更冷，但因為其進一步位於拉製機下方，因此溫度差異可小於邊緣滾筒處。
如第11圖中所進一步顯示，此設備可用於熔融方法中或經修改用於層壓熔融拉製且可分為熔融拉製機(FDM)之第一部分(其中控制玻璃所暴露之空氣溫度)及第二部分 底部拉製(BOD)(其中玻璃暴露於周圍溫度)。BOD包括個別薄片可沿劃痕線自帶分離之部分。
第12圖顯示用於描述帶(15)之代表性命名。在熔融拉製機中，帶可具有外邊緣(19a)、(19b)、中心線(17)及珠狀部分(21a)、(21b)，該等珠狀部分(21a)、(21b)自邊緣(19a及19b)向內朝向中心線延伸。珠狀部分之最厚部分可沿線(23a及23b)且認為珠狀部分之內部程度係沿線(25a及25b)，其中帶之最終厚度首先升至高於1.05×t中心，其中t中心係帶沿中心線之最終厚度。應注意，認為1.05×t中心之厚度係優質或接近優質厚度。亦應注意，如WO 2007/014066中所論述，最終厚度出現在拉製機中高於GTTR之高處。此後，厚度基於熱膨脹係數(CTE)而隨玻璃冷卻略微減小。然而，為達成本發明之目的，該基於CTE之收縮因其不足百分之幾而可忽略。儘管珠狀部分(21a)及(21b)顯示為對稱的，但實際上珠狀部分可具有不同寬度且其最厚部分之位置對於兩珠狀體而言可不同，例如任一最厚部分均無需位於珠狀部分中心。更一般而言，應注意第11圖及第12圖並非按比例描繪且不欲顯示相對尺寸。在層壓熔融拉製機中，如第1圖之橫截面圖中所說明，帶可另外具有內部珠狀部分及可選第一珠狀槽與可選第二珠狀槽。
已參考各種特定實施例及技術描述本發明。然而應理解，在本發明之範疇內可能進行多種變化及修改。

Claims (16)

  1. 一種用於製造一層壓玻璃帶之設備，該玻璃帶具有：一中心層壓區，一第一邊緣，一第二邊緣，一第一珠狀部分，該第一珠狀部分在該第一邊緣處開始且朝向該中心層壓區延伸，一第二珠狀部分，該第二珠狀部分在該第二邊緣處開始且朝向該中心層壓區延伸，該第一珠狀部分及該第二珠狀部分包含位於該層壓帶之相對邊緣上之核玻璃，一第三珠狀部分，該第三珠狀部分在遠離該第一邊緣處開始且朝向該中心層壓區延伸，一第四珠狀部分，該第四珠狀部分在遠離該第二邊緣處開始且朝向該中心層壓區延伸，該第三珠狀部分及該第四珠狀部分包含該層壓玻璃帶之護套玻璃，一第一可選珠狀槽區，該第一可選珠狀槽區位於該第一珠狀部分與該第三珠狀部分之間，及一第二可選珠狀槽區，該第二可選珠狀槽區位於該第二珠狀部分與該第四珠狀部分之間，該第一可選珠狀槽區及該第二可選珠狀槽區包含該核玻璃； 該設備包含：一位於該層壓拉製區中之珠狀體熱調節區，該珠狀體熱調節區包括：一流體來源，該流體來源經定向以選擇性地接近該第一、第二、第三或第四珠狀部分中之至少一者施加一流體。
  2. 如請求項1所述之設備，其中該流體來源係位於該層壓拉製區中之黏性-彈性區、彈性區或其組合中。
  3. 如請求項1所述之設備，其中該流體來源包含一提供一冷卻來源之第一噴嘴及一提供一加熱來源之第二噴嘴。
  4. 如請求項1所述之設備，其中該流體來源包含一導向該第一珠狀體及該第二珠狀體以及該第三珠狀體及該第四珠狀體之一冷卻流體來源，及一導向該第一可選珠狀槽及該第二可選珠狀槽之一加熱流體來源。
  5. 如請求項1所述之設備，其中該流體來源包含至少一個流體傳遞噴嘴，該流體傳遞噴嘴與該帶之長橫截面軸正交定向或相對於該帶之長橫截面軸呈銳角定向且朝向該帶邊緣突出且遠離該中心層壓區。
  6. 如請求項1所述之設備，其中該流體來源包含複數個流體傳遞噴嘴，該等流體傳遞噴嘴與該帶之長橫截面軸正交定 向或相對於該帶之長橫截面軸呈銳角定向且朝向該帶邊緣突出且遠離該中心層壓區。
  7. 如請求項1所述之設備，其中該流體來源包含：一冷卻氣體、一加熱氣體、一冷卻液體、一加熱液體、一輻射來源或其組合。
  8. 一種在如請求項1所述之該層壓熔融設備中進行珠狀體熱調節之方法，包括以下步驟：在該珠狀體熱調節區中：將來自該流體來源之一第一流體導向該第一、第二、第三及第四珠狀部分中之至少一者；及同時將來自該流體來源之一第二流體導向該第一可選珠狀槽部分及該第二可選珠狀槽部分。
  9. 如請求項8所述之方法，其中該珠狀體熱調節提供一在優質區具有-1,000psi至約+1,000psi之殘餘應力的層壓玻璃帶。
  10. 如請求項8所述之方法，其中該珠狀體熱調節提供一在接近該等珠狀體處具有低於斷裂極限之一暫時應力的層壓玻璃帶。
  11. 如請求項8所述之方法，其中導向該第一可選珠狀槽部分及該第二可選珠狀槽部分之該流體來源包含一強制空氣對流加熱器，該強制空氣對流加熱器使得該等各別可選珠狀槽部分中之溫度變化局部化。
  12. 如請求項11所述之方法，其中溫度變化維持在25℃至約100℃以內。
  13. 如請求項8所述之方法，其中該流體為一氣體。
  14. 如請求項13所述之方法，其中該氣體不為空氣。
  15. 如請求項14所述之方法，其另外包含與該氣體組合之水蒸氣、液態水、非水的液體(non-aqueous liquid)中之至少一者或其組合。
  16. 如請求項8所述之方法，其中該第一流體包含導向該等相對較厚之第一、第二、第三及第四珠狀部分中至少一者之一冷卻第一氣體，且該第二流體包含導向該等相對較薄之可選珠狀槽區中至少一者之一加熱第二氣體。
TW102143093A 2012-11-26 2013-11-26 玻璃帶之珠狀部分之熱控制 TWI619682B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261729805P 2012-11-26 2012-11-26
US61/729,805 2012-11-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201429894A TW201429894A (zh) 2014-08-01
TWI619682B true TWI619682B (zh) 2018-04-01

Family

ID=49725392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102143093A TWI619682B (zh) 2012-11-26 2013-11-26 玻璃帶之珠狀部分之熱控制

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9790119B2 (zh)
EP (1) EP2922792B1 (zh)
JP (1) JP6205429B2 (zh)
KR (1) KR20150091093A (zh)
CN (1) CN105026325B (zh)
TW (1) TWI619682B (zh)
WO (1) WO2014082000A1 (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9346699B2 (en) * 2008-10-06 2016-05-24 Corning Incorporated Method of making a glass laminate having controlled strength
CN107001101A (zh) * 2014-09-22 2017-08-01 康宁股份有限公司 玻璃制造设备和方法
US10392288B2 (en) 2014-10-03 2019-08-27 Corning Incorporated Method and apparatus for reducing sheet width attenuation of sheet glass
JP2017530932A (ja) * 2014-10-06 2017-10-19 コーニング インコーポレイテッド 溶融ガラスの流れを変化させる方法およびそのための装置
US9399593B2 (en) 2014-10-10 2016-07-26 Corning Incorporated Thermal barriers to guide glass cutting and prevent crackout
WO2016104805A1 (ja) * 2014-12-27 2016-06-30 ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社 ガラス板の製造方法、及び、ガラス板の製造装置
KR102606261B1 (ko) 2015-05-01 2023-11-24 코닝 인코포레이티드 유리 시트의 두께를 제어하기 위한 방법 및 장치
CN108349772A (zh) * 2015-11-05 2018-07-31 康宁股份有限公司 形成层压玻璃制品的方法和设备
WO2017087585A1 (en) * 2015-11-20 2017-05-26 Corning Incorporated Laminated glass ribbons and apparatuses for forming laminated glass ribbons
JP6846092B2 (ja) * 2016-02-19 2021-03-24 コーニング インコーポレイテッド ガラスシート分離方法
CN109803933A (zh) * 2016-09-29 2019-05-24 康宁股份有限公司 用于玻璃带热管理的方法和设备
TWI774715B (zh) * 2016-12-21 2022-08-21 美商康寧公司 用於管理玻璃帶冷卻之方法及設備
KR20180100018A (ko) 2017-02-28 2018-09-06 코닝 인코포레이티드 에지 디렉터 클리닝 장치 및 에지 디렉터 클리닝 방법
TWI788338B (zh) * 2017-04-04 2023-01-01 美商康寧公司 用於製造玻璃片的設備與方法及用於拉引玻璃帶的拉引設備
WO2024049693A1 (en) * 2022-08-31 2024-03-07 Corning Incorporated Modular thermal control units for variable thickness glass ribbon

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070190340A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-16 Coppola Frank T Laminated glass articles and methods of making thereof
US8037716B2 (en) * 2009-02-27 2011-10-18 Corning Incorporated Thermal control of the bead portion of a glass ribbon

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US4375370A (en) 1980-04-04 1983-03-01 Ppg Industries, Inc. Thermal control in a method of bidirectionally attenuating glass in a float process
US5679124A (en) 1995-08-02 1997-10-21 Glasstech, Inc. Cooling ring assembly for controlling stresses in a formed glass sheet
WO2002086933A2 (en) 2001-04-19 2002-10-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method for manufacturing a glass panel for a cathode ray tube
US7459199B2 (en) 2004-01-29 2008-12-02 Ppg Industries Ohio, Inc. Method of and apparatus for strengthening edges of one or more glass sheets
US7899907B2 (en) 2004-06-30 2011-03-01 Siebel Systems, Inc. Access and synchronization with enterprise applications using remote hosted solution
US20060179722A1 (en) 2005-02-02 2006-08-17 Spindler Robert G Edge treatment for glass panes
EP1746076A1 (en) 2005-07-21 2007-01-24 Corning Incorporated Method of making a glass sheet using rapid cooling
US20070062219A1 (en) 2005-09-22 2007-03-22 Blevins John D Methods of fabricating flat glass with low levels of warp
KR101455875B1 (ko) 2006-09-20 2014-11-03 코닝 인코포레이티드 유리 기판의 형상-유도 평면내 응력에 대한 온도 보상
JP5611572B2 (ja) * 2009-05-18 2014-10-22 コーニング インコーポレイテッド 応力制御領域
JP5366883B2 (ja) 2009-05-21 2013-12-11 コーニング インコーポレイテッド ガラス成形法における成形体からの輻射熱損失を低減するための装置
US20110094267A1 (en) * 2009-10-28 2011-04-28 Kenneth William Aniolek Methods of producing glass sheets
US8141388B2 (en) * 2010-05-26 2012-03-27 Corning Incorporated Radiation collimator for infrared heating and/or cooling of a moving glass sheet

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070190340A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-16 Coppola Frank T Laminated glass articles and methods of making thereof
US8037716B2 (en) * 2009-02-27 2011-10-18 Corning Incorporated Thermal control of the bead portion of a glass ribbon

Also Published As

Publication number Publication date
TW201429894A (zh) 2014-08-01
JP2016501816A (ja) 2016-01-21
US20160297703A1 (en) 2016-10-13
CN105026325A (zh) 2015-11-04
US9790119B2 (en) 2017-10-17
WO2014082000A1 (en) 2014-05-30
KR20150091093A (ko) 2015-08-07
JP6205429B2 (ja) 2017-09-27
EP2922792B1 (en) 2017-04-19
CN105026325B (zh) 2018-02-06
EP2922792A1 (en) 2015-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI619682B (zh) 玻璃帶之珠狀部分之熱控制
US8037716B2 (en) Thermal control of the bead portion of a glass ribbon
JP2010229020A5 (zh)
JP6701168B2 (ja) 熱強化ガラス、ならびにガラスの熱強化のための方法および装置
JP6280503B2 (ja) ガラスリボンを形成するプロセス及び装置
CN103183463B (zh) 玻璃基板的制造方法及玻璃基板的制造装置
KR101825438B1 (ko) 유리 필름의 제조 방법
JP2015502315A5 (zh)
CN104203846A (zh) 用于在玻璃成型过程中减小来自成型体的辐射热损失的设备
TW201247565A (en) Production method for glass sheet and glass sheet production device
US20160145142A1 (en) Method for redrawing of glass
KR20150113898A (ko) 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판의 제조 장치
TWI453171B (zh) 玻璃帶之珠狀部分之熱控制
EP3408244A1 (en) Thermally strengthened glass sheets having characteristic near-edge retardance
EP3548442A1 (en) Apparatus and method for dynamic thermal tempering of glass
TW202402690A (zh) 製造帶的方法和設備
CN114644446A (zh) 浮法玻璃制造装置、浮法玻璃制造方法以及浮法玻璃

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees