TWI744410B - 用於清潔玻璃板的方法、設備及組合件 - Google Patents

Abstract

本案提供一種用於清潔一玻璃板的設備。該設備包括一刷洗裝置，該刷洗裝置包括一刷頭及複數個刷毛，各個刷毛具有附接至該刷頭的第一端及相對於該第一端的第二端。在清潔該玻璃板期間該等第二端接觸該玻璃板的一邊緣。本案也提供用於清潔玻璃板的方法。

Description

用於清潔玻璃板的方法、設備及組合件

本案主張申請於2016年11月8日之美國第62/418,830號臨時申請案之優先權益，該案的內容為本案所依賴並在此藉引用方式整體併入。

本揭示案有關於玻璃板之製造，更特定於用於清潔玻璃板的方法及設備。

現今，玻璃基材（例如玻璃板或玻璃片）被應用於許多高科技裝置，像是用於電視的顯示面板、電腦顯示器、用於手持裝置及行動電話的顯示器。該些裝置的製造商要求更高品質的玻璃以使能展現更佳的解析度。已發現影響玻璃品質的問題之一是玻璃表面上的「粒子數」（粒子的個數）。

非所欲的粒子可能來自周圍的汙染，或甚至產生在玻璃板之製造程序期間，該製造程序例如刻劃（或切割）玻璃板成為所欲尺寸、邊緣研磨及/或拋光。後續程序（像是清洗玻璃板）被採用以從玻璃板表面移除粒子。然而，已知手法似乎無法輕易地將粒子數降低到可接受的品質，或者該些手法有時需要昂貴的設備或重複的程序以從玻璃板表面移走粒子。已知在玻璃板上的殘留粒子將不只在玻璃板的兩主要表面（頂表面及底表面）形成所謂的「粒子霧」（“particle mist”），即薄薄一層小粒子，也會在玻璃板的邊緣（在玻璃板的兩主要表面之間的接合表面）上形成粒子霧。

已發現粒子霧傾向在運送玻璃板期間轉移。因此，即使玻璃板的兩主要表面已被清潔，來自玻璃板之邊緣的粒子霧仍將在運送期間汙染該些主要表面。進一步，在製造玻璃板期間，該等主要表面的粒子數也與邊緣表面的粒子數有強烈相關性。按照一些實驗，若玻璃板之邊緣上的粒子較少，則玻璃板之主要表面上的粒子密度也將減少。

至少鑒於以上，需要發展玻璃板之邊緣清潔方式，以在沒有提高製造程序之龐大成本金額之下改善玻璃板的品質。

本案提供一種用於清潔一玻璃板的設備，該設備包含一刷洗裝置，該刷洗裝置包括一刷頭及從該刷頭延伸的複數個刷毛，該複數個刷毛中至少一刷毛包含一研磨材料且包括附接至該刷頭的第一端及相對於該第一端的第二端。該研磨材料可包含Al₂ O₃ 或SiC或以上的組合。

該設備進一步包含一馬達，該馬達耦合至該刷頭以圍繞該刷頭的一中心軸旋轉該刷頭，及其中該等第二端的至少一部分在清潔該玻璃板期間接觸該玻璃板的一邊緣。在一些實施例中，該刷頭可拆卸地耦合至該馬達。

在一些實施例中，該複數個刷毛可彼此平行地在實質上與該刷頭的該中心軸相同的方向中從該刷頭延伸。例如，該複數個刷毛可經排列成由一最大直徑界定的一圓形圖案，且其中該最大直徑大於該玻璃板的一厚度。可將一擋板定位於鄰接該複數個刷毛。

在一些實施例中，該馬達藉由一軸桿耦合至該刷頭，且該刷頭的該中心軸與該軸桿的一縱向軸平行。該馬達可對該刷頭賦予圍繞該軸桿之該縱向軸的往復運動。

在其他實施例中，該馬達藉由一軸桿耦合至該刷頭，且該刷頭的該中心軸與該軸桿的一縱向軸垂直。

在一些實施例中，該複數個刷毛可從該刷頭徑向地並垂直於該中心軸延伸。

該設備可進一步包含一冷卻劑遞送裝置以將冷卻劑朝該複數個刷毛的第二端導向。該設備可進一步包含一噴灑裝置以朝該玻璃板的該邊緣導向一粒子移除流體之噴射。

在一些實施例中描述一種用於清潔一玻璃板的方法，該方法包含：在該玻璃板的一邊緣及一刷洗裝置之間產生相對運動，該刷洗裝置包含一刷頭，該刷頭包括一中心軸及自該刷頭延伸的複數個刷毛，該複數個刷毛中至少一刷毛包含一研磨材料、附接至該刷頭的一第一端及相對於該第一端的一第二端。該方法可進一步包含圍繞該中心軸旋轉該刷頭，並在該旋轉步驟期間以該等刷毛接觸該玻璃板的該邊緣。在一些實施例中，該刷頭的一旋轉速度能在每分鐘大約3,600轉到每分鐘大約10,000轉的範圍中。該複數個刷毛中至少一部分經設置成該等第二端延伸超過該玻璃板的該邊緣的距離為大約1.5～2.5 mm。

在一些實施例中，該方法可進一步包含朝向該複數個刷毛的該等第二端導向一冷卻劑。

在一些實施例中，在該玻璃板的一邊緣及一刷洗裝置之間產生相對運動的步驟可包含在一輸送方向中移動該玻璃板，且其中該冷卻劑被以相對於該輸送方向的方向導向。

該方法可進一步包含朝向該玻璃板的該邊緣導向一粒子移除流體。

在一些實施例中，該方法可包含對該刷頭賦予一往復運動，使得該中心軸在平行於該玻璃板之一主要表面的一平面上畫出一個弧。

在一些實施例中，該中心軸平行於該邊緣。

在以下的實施方式中將闡述額外的特徵及優點，且其部分將為本領域之技術人員從該些說明中顯而易見或藉由實施本說明書中所述（包括以下實施方式、申請專利範圍、還有隨附之圖式）實施例所能得知。

將理解，前述的概略說明及以下的詳細說明僅為例示性，且意圖用以了解申請專利範圍之性質及特性的概觀或架構。隨附圖式經納入以提供進一步了解，且該等圖式經併入此說明書中並構成其一部分。該等圖式描繪一或更多個實施例，且連同說明書一起用以解釋各不同實施例的原理及操作。

現將詳細參照本案的較佳實施例，該等實施例的實例經描繪於隨附圖式中。在適用的時候，在整份圖式中將利用相同的參考元件符號來指稱相同或類似的部件。

以下內容針對有關利用本揭示案之設備及/或方法來進行處理（更特定地說，清潔）的玻璃板的說明。

第1A～1C圖是本說明書中所述玻璃板10的示意性視圖。玻璃板10包含一第一主要表面（例如頂表面20）、大致平行於頂表面20的一第二主要表面（例如底表面40），以及接起頂表面20及底表面40的邊緣60。頂表面20及底表面40之間的距離界定了玻璃板10的厚度T，其也是邊緣60的高度。在製造程序期間，玻璃板10可在方向30中輸送。儘管邊緣表面60在第1A～1C圖中被顯示成一平面表面，應注意在進一步實施例中邊緣表面60可包含其他形狀。例如,在一些實施例中，邊緣表面60可包含一倒角（chamfered）表面或磨圓表面，例如因為研磨及/或拋光操作程序所致。

如本說明書中所用的，用語「頂」及「底」是按照玻璃板（如圖中顯示）之置放的方位來決定。應理解，玻璃板能被置放成不同方位，且基於不同程序的組態設定該輸送方向可有不同。進一步，儘管本說明書中的實施例乃針對具矩形的玻璃板，應理解玻璃板可經形成成許多不同形狀。

第2A～2C圖是按照本揭示案的一些實施例之例示性邊緣清潔設備的示意圖。參看第2A圖，該邊緣清潔設備包括一刷洗裝置100，該刷洗裝置包含一刷頭102及從該刷頭延伸的複數個刷毛104。

複數個刷毛104於一端附接至刷頭102，並在大致相同的方向朝向將清潔的玻璃板10的邊緣60延伸。如第2A～2C圖中顯示，刷毛104可分組成束並被維持在刷頭102上形成的洞中。進一步，刷毛104可彼此平行地並在大致與刷頭102之中心軸80相同的方向中延伸。刷毛104的長度經設計，使得刷毛104可大致維持其原始的配置方式以在清潔程序期間均勻地接觸玻璃板10的邊緣60。第2A～2C圖中，刷毛104具有大致相同的長度。然而，應理解刷毛104可具有不同的長度，例如圍繞刷頭102之周長設置較長或較短的刷毛104（若需要的話）。

刷毛104可由尼龍或任何其他適合用於刷洗或清潔目的的天然或合成的材料製成。實施例中，刷毛104可包含例如氧化鋁（Al₂ O₃ ）及/或碳化矽（SiC）之一研磨材料，來增加清潔效率及刷毛104的持久性。應理解，可設想出其他研磨材料。

刷頭102可耦合至一馬達700以將刷頭102圍繞刷頭102的中心軸80旋轉。在清潔動作之前，可將刷洗裝置100定位於玻璃板10的邊緣60旁，且至少一些刷毛104的尖端觸碰邊緣60。如第2B及2C圖中顯示，刷頭102可經定位使得中心軸80大致平行於玻璃板10的頂表面20及底表面40，使得刷毛104的尖端平均地接觸邊緣60。

接著，將刷頭102向前推一短距離以向邊緣60移得更近，使得至少一些刷毛104延伸超過玻璃板10的邊緣60，覆蓋頂表面20及底表面40的一部分。如此，隱藏在邊緣60之任何空洞中的粒子、碎片、或其他殘留物可在清潔期間被移除。在一些實施例中，刷毛104被推超過邊緣60的短距離不超過大約3公釐（mm），以確保玻璃板10的邊緣60不被過度擦洗及刮傷。在一些實施例中，此短距離在大約1.5到大約2.5 mm的範圍中。

在第2A～2C圖中，刷頭102被圍繞中心軸80旋轉，使得刷毛104的尖端在一旋轉運動中輪流接觸並掃過玻璃板10的邊緣60。同時，可以其他製造流程的類似方式來在方向30中輸送玻璃板10。應理解，儘管第2A～2C圖顯示玻璃板10在方向30中被輸送，但若需要，也可設想出刷洗裝置100及玻璃板10之間的相對運動，其經由刷頭102的移動或是刷頭102及玻璃板10兩者的移動。

在一些實施例中，被複數個刷毛104之尖端覆蓋的範圍稍微大於玻璃板10的厚度T。進一步，在清潔步驟之前，可將刷頭102的中心軸80對齊沿平行於頂表面20及底表面40的一方向中分邊緣60的一中間平面，使得邊緣60完全被刷毛104覆蓋。如此，一旦玻璃板10相對於邊緣清潔設備100移動，藉由移動玻璃板10或刷洗裝置100中之一者，或是移動其兩者，玻璃板10的邊緣60可在一回合中清潔完成而無需在另外方向移動。然而，若刷毛104經設計使得沒有完全覆蓋邊緣60，當然可採用多回合。也應理解，儘管刷頭102經顯示為具圓形，也可設想出其他形狀（像是矩形或橢圓形）。

如之前提及，刷洗裝置100的刷頭102可由馬達700（第2A圖）驅動以在清潔玻璃板10的期間圍繞中心軸80旋轉。可設想在順時針或逆時針兩種旋轉方向。旋轉速度經控制使得刷毛104的外圍能夠在清潔期間接觸玻璃板10的邊緣60。實施例中，刷頭的旋轉速度可為至少大約每分鐘3600轉（rpm），以有效地從邊緣60移除粒子、碎片、或其他殘留物。在一些實施例中，依照刷頭102的直徑而異，刷頭的旋轉速度可達到約7200 rpm或甚至達到大約10000 rpm。

在一些實施例中，馬達700可亦為防水的以預防潮濕損壞。例如, 在一些實施例中，可進一步提供一外殼以局部地或完全地封裝馬達700。在一些實施例中，馬達700可經直接連接刷洗裝置100的刷頭102。在其他實施例中，馬達700可經由一軸桿操作連接至刷頭102，使得刷洗裝置100可輕易地經移除或替換。第3圖因此顯示按照本揭示案的一些實施例的另一例示性刷洗裝置200的示意性透視圖，其中刷洗裝置200包含一刷頭202、複數個刷毛204、及連接至刷頭202的一軸桿206。

類似參照第2A～2C圖所述的刷洗裝置100，刷頭202朝向玻璃板10的邊緣60並與玻璃板10的邊緣60對齊。刷頭202可經由軸桿206耦合至馬達700，以往復地圍繞軸桿206的中心軸82旋轉，使得一旦馬達700驅動軸桿206旋轉或震動後刷毛204以振盪運動的方式清潔邊緣60。亦即，隨著刷頭202圍繞軸80旋轉，該刷頭也可同步地圍繞軸82往復地旋轉。在一些實施例中，刷頭202的來回振盪可達到且包括大約每分鐘7200次，以有效地從邊緣60移除粒子、碎片、或其他殘留物。儘管刷頭202在第3圖中描繪為具有大致圓盤形，應理解刷頭202可具有其他形狀。再一次，由刷毛204之尖端覆蓋的範圍較佳為夠大，以在清潔程序期間涵蓋玻璃板10的整個厚度T。

第4圖顯示按照本揭示案之實施例的又另一例示性邊緣清潔設備的示意性透視圖。第4圖中，邊緣清潔設備包含一刷洗裝置300，該刷洗裝置包括一軸桿302及一刷頭306，該刷頭306能經耦合至軸桿302，不過在進一步實施例中刷頭306可為軸桿302的延伸。複數個刷毛304附接至軸桿302（即刷頭306）的至少一部分並從該至少一部分徑向地延伸。在清潔步驟之前，刷洗裝置300經定位使得軸桿302（及刷頭306）的中心軸84大致平行於玻璃板10的邊緣60，且刷洗裝置300離邊緣60的距離使得刷毛304的尖端接觸邊緣60，或是稍微延伸超出邊緣60。

刷洗裝置300可在順時針或逆時針方向中圍繞中心軸84旋轉。由於軸84平行於邊緣60，刷毛304可在單一旋轉方向期間掃過頂表面20或底表面40中任一者。因此，為了得到對玻璃板10的邊緣60的均勻清潔效果，刷洗裝置300可圍繞中心軸84往復地轉動（例如，如同在一軌道中）。

如先前在前面的實施例中所述，在清潔期間刷毛104、204、304的尖端與玻璃板10的邊緣60形成持續接觸，因此產生了摩擦熱，其可能損壞玻璃板10或不利地影響刷毛104、204、304之壽命。第5A圖因此描繪按照本揭示案的一些實施例的例示性邊緣清潔組合件400，其藉由修改第2A至2C圖中顯示的配置方式。如第5A圖中顯示，一選擇性的冷卻劑遞送裝置510位於鄰近刷洗裝置100處。冷卻劑遞送裝置510包含連接至冷卻劑來源（未顯示）的管道514及用於朝刷毛104之尖端發配冷卻劑800的出口512。因此，冷卻劑遞送裝置510可協助從刷毛104的尖端移除摩擦熱。

實施例中，冷卻劑遞送裝置510所發配的冷卻劑800能為水，不過應理解也可設想出其他類型的冷卻劑（若需要）。冷卻劑遞送裝置510的出口512可經調整角度以面向刷毛104的尖端而以相反於玻璃板10之輸送方向的方向來發配冷卻劑流。如此，除了散熱，冷卻劑遞送裝置510也可促進從玻璃板10的邊緣60移除粒子或碎片。在一些實施例中，邊緣60之表面及出口512之間的角度可在大約20度到大約25度的範圍中以提供足夠的移除力卻不造成反擊的飛濺。

第5B圖是按照本揭示案的一些實施例之例示性邊緣清潔組合件500的示意性透視圖。在此圖中，組合件500進一步包含一選擇性的噴灑裝置520及一選擇性的擋板560。噴灑裝置520包含用於輸送移除粒子的流體810的一管道524及一噴嘴522，該噴嘴用於朝玻璃板10的邊緣60發配流體810。噴嘴522可形成噴射流促進從邊緣60移除粒子、碎片、及/或冷卻劑。在一些實施例中，可將噴嘴522定位成面向邊緣清潔設備100且讓噴嘴522及中心軸80之間的角度在大約45度到大約50度的範圍中，以緩和反擊的飛濺（若有的話）。

如第5B圖中顯示，擋板560可位於接近刷毛104的上部處，藉以避免非所欲的物體（也就是噴射流、冷卻劑、及/或被移除的粒子/碎片）回擊到玻璃板10的表面20、40。擋板560可具有能夠將噴射流、冷卻劑、及/或非所欲的粒子/碎片從玻璃板10的表面20、40導向離開的任何形狀。

顯然在本揭示案的範疇內也可在其他邊緣清潔設備中（像是上述的刷洗裝置200、300）實施在第5A及5B圖中的替代修改。

第6圖是按照本揭示案的一些實施例之例示性的玻璃板製造程序600的流程圖。在形成玻璃板10之後，頂表面20及底表面40、還有邊緣60可於步驟602研磨以達成所期望的邊緣輪廓線及/或表面粗糙度。在一些實施例中，研磨步驟602可包含對玻璃板10之邊緣表面進行粗研磨及細拋光中之一者。

習知地，在玻璃板10的研磨步驟602之後，程序將進行到用於清洗玻璃板10之頂表面20及底表面40的步驟606。接著，玻璃板10的最終產品將被運送走，同時粒子霧仍殘留在邊緣60上且在運送期間遷移而污染表面20、40。進一步，已知留在玻璃板10表面上的玻璃粒子可在短時間之內成為化學性黏合至表面20、40。據此，需要在研磨或拋光步驟之後很快移除粒子霧以避免粒子沉積回玻璃板的表面（或黏著至玻璃板的表面）。第6圖中，可在步驟602研磨玻璃板之後進行邊緣清潔步驟604。按照第6圖，在邊緣清潔步驟604期間，能利用上述的設備、裝置、及組合件100、200、300、400、500以從玻璃板10的邊緣60上移走粒子霧或其他化學殘留物。已發現邊緣清潔步驟604將有利地降低整體粒子數並改善被運送之玻璃板的品質。

然而，可同時與玻璃製造期間之任何其他步驟一起（或在其之後）進行邊緣清潔步驟604（若需要的話）。本揭示案的範疇也設想全部不同邊緣清潔步驟的順序。

本揭示案中採取用於清潔玻璃板之邊緣的做法有利地減少邊緣的粒子數，也減少頂及底表面上的粒子數。第7A及7B圖是顯示在施用了本揭示案中所述用於清潔玻璃板邊緣的技術之後之量測結果的圖表。如第7A圖中顯示，玻璃板之邊緣處在研磨步驟之後即刻的粒子數正常為平均200.645每0.1平方公釐；另一方面經過邊緣清潔程序的玻璃板將把邊緣處的平均粒子數減少到大約97.463每0.1平方公釐。換言之，邊緣清潔程序可從玻璃板之邊緣減少大約51%的粒子。進一步，如第7B圖中顯示，玻璃板之頂表面在研磨步驟之後即刻的粒子數正常為平均28,240每0.1平方公釐；另一方面經過邊緣清潔程序的玻璃板的平均粒子數為大約18,567.5每0.1平方公釐。換言之，邊緣清潔程序可從玻璃板之頂表面減少大約34%的粒子。鑒於以上，本揭示案的邊緣清潔程序不僅從玻璃板之邊緣移除粒子霧，也促進玻璃板之頂表面及底表面的清潔。因此，本揭示案的設備及方法有利地改善玻璃板的整體品質。

本揭示案提供用於清潔玻璃板的技術，以從玻璃板減少殘留物及/或粒子。應理解本揭示案的技術可被運用於從玻璃板移除其他物體（像是汙染物的混合物或合成物）。本領域之技術人員也顯而易知參照一實施例所述的特徵可能有利地套用至另外的實施例，且能在沒有背離本揭示案之精神或範疇下做出各種修改及變化。

10‧‧‧玻璃板20‧‧‧頂表面30‧‧‧方向40‧‧‧底表面60‧‧‧邊緣80‧‧‧刷頭的中心軸82‧‧‧軸桿的中心軸84‧‧‧軸桿的中心軸100、200、300‧‧‧刷洗裝置102、202‧‧‧刷頭104、204、304‧‧‧刷毛206‧‧‧軸桿306‧‧‧刷頭302‧‧‧軸桿400‧‧‧邊緣清潔組合件500‧‧‧邊緣清潔組合件510‧‧‧冷卻劑遞送裝置512‧‧‧出口514、524‧‧‧管道520‧‧‧噴灑裝置522‧‧‧噴嘴560‧‧‧擋板700‧‧‧馬達800‧‧‧冷卻劑810‧‧‧流體

第1A圖是歷經不同程序之玻璃板的示意性俯視圖，第1B圖是此玻璃板的示意性側面圖而第1C圖是示意性透視圖；

第2A圖是按照本揭示案的一些實施例之例示性邊緣清潔設備的示意性透視圖；而第2B及2C圖是被清潔中的玻璃板的側面圖；

第3及4圖是按照本揭示案之替代實施例之例示性邊緣清潔設備的示意性透視圖；

第5A圖是按照本揭示案的一些實施例之例示性邊緣清潔設備的示意性俯視圖；

第5B圖是按照本揭示案的一些實施例之另一例示邊緣清潔設備的示意性透視圖；

第6圖是按照本揭示案的一些實施例的例示性玻璃板製造程序的流程圖；及

第7A及7B圖是顯示對玻璃板施用本揭示案之清潔方法後該等玻璃板之品質改善的圖表。

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

10‧‧‧玻璃板

20‧‧‧頂表面

30‧‧‧方向

60‧‧‧邊緣

80‧‧‧中心軸

100‧‧‧刷洗裝置

102‧‧‧刷頭

104‧‧‧刷毛

700‧‧‧馬達

Claims (8)

1. 一種用於清潔一玻璃板的設備，包含：一刷洗裝置，包含：一刷頭；及附接至該刷頭的複數個刷毛，該複數個刷毛從該刷頭延伸，該複數個刷毛中的至少一刷毛包含一研磨材料且包括一第一端及一第二端，該第一端附接至該刷頭，該第二端相對於該第一端；一馬達，該馬達耦合至該刷頭以圍繞該刷頭的一中心軸旋轉該刷頭；及其中在清潔該玻璃板期間該第二端的至少一部分經安排為接觸該玻璃板的一邊緣，其中該複數個刷毛彼此平行地從該刷頭延伸，且延伸所在的一方向大致與該刷頭的該中心軸相同。
2. 如請求項1所述之設備，其中該馬達藉由一軸桿耦合至該刷頭且該刷頭的該中心軸平行於該軸桿的一縱向軸。
3. 如請求項1所述之設備，其中該馬達藉由一軸桿耦合至該刷頭，且該刷頭的該中心軸與該軸桿的一縱向軸成一角度延伸。
4. 如請求項3所述之設備，其中該馬達經配置以對該刷頭賦予圍繞該軸桿的該縱向軸的一往復運 動。
5. 一種用於清潔一玻璃板的方法，包含下列步驟：(a)在該玻璃板的一邊緣及一刷洗裝置之間產生相對運動，該刷洗裝置包含一刷頭，該刷頭包含一中心軸及自該刷頭延伸的複數個刷毛，該複數個刷毛中至少一刷毛包含一研磨材料、附接至該刷頭的一第一端及相對於該第一端的一第二端，該複數個刷毛彼此平行地從該刷頭延伸，且延伸所在的一方向大致與該刷頭的該中心軸相同；(b)圍繞該中心軸旋轉該刷頭；及(c)在該旋轉步驟期間以該複數個刷毛接觸該玻璃板的該邊緣。
6. 如請求項5所述之方法，其中在步驟(c)期間，該至少一刷毛經設置成該第二端延伸超過該玻璃板之該邊緣一距離，該距離大約為1.5到2.5mm。
7. 如請求項5或6所述之方法，進一步包含下列步驟：對該刷頭賦予一往復運動，使得該中心軸在平行於該玻璃板之一主要表面的一平面中畫出一個弧。
8. 如請求項5或6所述之方法，其中該中心軸平行於該邊緣。

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