專利名稱：具有減小的殘余應(yīng)力的對玻璃片進行熱邊緣精整的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對玻璃片的熱邊緣精整，更具體來說涉及首先對玻璃片 的邊緣進行加熱拉張，然后對邊緣進行激光精整，然后在激光精整操作之 后對邊緣進行退火，激光精整之前和之后的操作結(jié)合起來用于減少沿所述 邊緣的殘余拉伸應(yīng)力。
背景技術(shù)：
至少一種現(xiàn)有的對用于液晶顯示器(LCD)的玻璃片進行精整的方法需 要施涂用于表面保護的涂層，機械切割工藝，例如刻劃輪進行機械刻劃，以 及精整工藝，例如磨光。在歷史上，這些工藝都是濕法工藝，需要對玻璃 片進行清洗以除去在機械刻劃和磨光過程中產(chǎn)生的玻璃碎屑造成的污染。 人們需要能夠在邊緣精整過程中略去對玻璃片的清洗，在成形過程之后，在 精整過程中略去相關(guān)的步驟。
人們已知能夠清潔地切割玻璃片的方法，例如使用激光進行玻璃刻劃 和分離，以及/或者使用激光切割玻璃。例如，參見美國專利第U.S. 6,713,730; U.S. 6,204,472; U.S. 6,327,875; U.S. 6，407，360; U.S. 6,420,678; U.S. 6,541,730和U.S. 6,112,967號。但是，熱工藝(包括使用激光束進行玻璃刻 劃或玻璃切割的工藝)會在玻璃中產(chǎn)生很高的殘余應(yīng)力，這是因為在此過程 中，玻璃被局部加熱至高于其應(yīng)變點的溫度。人們不希望存在這些應(yīng)力， 因為它們會導(dǎo)致玻璃在隨后的加工、運輸和使用過程中發(fā)生破壞。另外， 這些應(yīng)力會阻礙隨后的將玻璃切割成較小尺寸的操作。人們可以使用輻射 加熱器，通過局部加熱處理(退火)工藝減少殘余應(yīng)力。但是，玻璃的光學(xué) 性質(zhì)限制了通過輻射加熱器可以達到的應(yīng)力釋放。
已知可以使用激光器對已經(jīng)用機械精整技術(shù)倒角的玻璃片的邊緣進行
5燒制拋光。例如，美國專利第6,521,862號揭示了使用激光使得表面劃痕平 整化。但是，美國專利第6，521，862號中優(yōu)選的激光束使用9.25微米的輻射， 以盡可能減小激光束的透入深度，因為僅需要表面精整。需要注意的是， 美國專利第6,521,862號沒有揭示使用激光為玻璃的切割表面提供圓化的 (倒角的)邊緣，也沒有揭示如何或者是否釋放了殘余應(yīng)力。另外，激光束會 聚到邊緣，激光束經(jīng)過數(shù)次，因此該方法無法用于連續(xù)的玻璃成形工藝。 WO 03015976描述了使用橢圓形激光點對玻璃邊緣進行倒角。但是， 該激光點以一定的角度施加于邊緣的角上，而不是垂直于邊緣，另外，所述 激光點的峰值功率直接置于角上，因此激光必須通過每個角(即需要至少通 過兩次)。WO 03015976還揭示了可以使用第二激光束進行邊緣退火，但是 并未報道應(yīng)力減小的程度。其中僅僅報道了邊緣不會因為倒角操作發(fā)生裂 紋。需要注意的是，所述倒角法僅僅使得邊緣的角圓化，沒有使得邊緣形 成單獨的滿半徑。
美國專利第4,682,003號描述了使用激光使得激光切割的玻璃的邊緣 圓化。但是，其沒有揭示任何用來釋放殘余應(yīng)力的方法。另外，邊緣沒有 完全圓化，而是僅僅對角進行倒角。
因此，人們需要用于玻璃的清潔的邊緣精整的方法和設(shè)備，其中沿精 整的玻璃邊緣的殘余拉伸應(yīng)力減小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及對玻璃片或陶瓷片之類的脆性片材的切割邊緣進行的清潔 的精整，該精整工藝包括激光前操作和激光后操作，這些操作結(jié)合起來用來 減小沿邊緣的殘余拉伸應(yīng)力。這通過較少的邊緣精整步驟完成，無需在邊 緣精整工藝中采用特別的工藝或步驟。本發(fā)明體系還提供了能夠與玻璃片 連續(xù)制造工藝(例如用于LCD的連續(xù)制造工藝)相容的可重復(fù)的均一的工 藝。
在本發(fā)明的一個方面，用來對包括至少一個邊緣的脆性片材(例如玻 璃片和陶瓷片)進行熱邊緣精整的方法包括以下步驟對包括一條材料的片材的至少一個邊緣進行加熱，所述材料條沿著邊緣延伸，但是位于所述邊 緣之內(nèi)側(cè)。所述方法還包括相對于邊緣處的溫度升高所述條的溫度，用激光 束之類的熱學(xué)加熱源處理所述邊緣以對邊緣進行圓化和精整，然后對所述 邊緣和材料條進行退火，以減小邊緣精整過程中產(chǎn)生的應(yīng)力。
在本發(fā)明的另一個方面， 一種用來對玻璃片和陶瓷片之類的片材的邊 緣進行熱邊緣精整的方法包括以下步驟通過對邊緣進行預(yù)熱，同時使得 位于片內(nèi)的離開邊緣的一個區(qū)域的溫度高于所述邊緣的溫度，沿所述邊緣 對片材進行加熱拉張。所述方法還包括將所述邊緣激光精整成不尖銳的形 狀。
在本發(fā)明的另一個方面，對具有邊緣的玻璃片和陶瓷片之類的片材進 行熱精整的設(shè)備包括第一熱源，其用來加熱所述片材的邊緣，包括加熱 沿所述邊緣延伸但是位于片內(nèi)的材料條。所述設(shè)備還包括第二熱源，其用 來使得所述條的溫度相對于邊緣處的溫度升高；熱學(xué)加熱源，例如激光器 裝置，其用來產(chǎn)生適于對邊緣進行圓化和精整的激光束；第三熱源，其用 來對邊緣和材料條進行退火，以減少用熱學(xué)加熱源對邊緣進行精整的過程 中產(chǎn)生的應(yīng)力。
在以下的詳細描述中提出了本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點，其中的部分特 性和優(yōu)點對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言由所述內(nèi)容而容易理解，或通過按照本 文所述實施本發(fā)明而被認(rèn)可。出于說明的目的，以下討論用于描述玻璃制 造。但是應(yīng)當(dāng)理解，由所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍不限于這些具 體說明，將脆性材料限定為玻璃的權(quán)利要求除外。
應(yīng)理解前面的一般性描述和以下的詳細描述都只是對本發(fā)明的示例， 用來提供理解下文要求的本發(fā)明的性質(zhì)和特性的總體評述或框架。同樣， 以上列出的本發(fā)明的方面以及下文討論和要求的本發(fā)明的優(yōu)選實施方式和 其它實施方式，可以獨立地采用或以任意或全體的組合的形式采用。
包括的附圖提供了對本發(fā)明的進一步的理解，附圖被結(jié)合在本說明書 中并構(gòu)成說明書的一部分。附示說明了本發(fā)明的一些實施方式，并與 說明書一起用來說明本發(fā)明的原理和操作。應(yīng)當(dāng)注意的是，附圖中所示的各種特征不一定是按比例繪制的。實際上，為了能夠清楚地進行討論，尺 寸可以任意放大或縮小。


圖1是使用加熱拉張的邊緣精整法的流程圖。
圖2是預(yù)熱工藝的示意圖，圖2A顯示了預(yù)熱工藝中玻璃內(nèi)的加熱拉張, 實線表示從邊緣表面向內(nèi)間隔的位置處的溫度曲線。
圖3是會聚預(yù)熱法的示意圖，該方法用來在即將進行激光邊緣精整處 理之前，使邊緣產(chǎn)生會聚的熱拉張，圖3A顯示了即將進行激光邊緣精整處 理之前，玻璃內(nèi)產(chǎn)生的熱拉張，實線表示離開邊緣表面向內(nèi)的間隔位置處的 溫度曲線。
圖4，4A和4B為邊緣透視圖，玻璃片的截面圖，以及用于邊緣精整的 激光束形狀和標(biāo)記圖。
圖5是用于局部熱處理的加熱器和燃燒器結(jié)構(gòu)的示意圖，圖5A是所得 的離開邊緣表面向內(nèi)的間隔位置處的局部熱處理溫度圖。
圖6和6A是使用本發(fā)明方法和設(shè)備邊緣精整的玻璃片的俯視圖和截面圖。
具體實施例方式
在以下的詳述中，為了說明而非限制，給出了說明具體細節(jié)的示例性 實施方式，以提供對本發(fā)明的充分理解。但是，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 顯而易見的是，在從本說明書獲益后，可以以不同于本文詳述的其它實施 方式實施本發(fā)明。另外，本文會省去對于眾所周知的裝置、方法和材料的 描述，以不使本發(fā)明的描述難以理解。
所示的關(guān)于熱邊緣精整的工藝(圖1)包括四個主要步驟:預(yù)熱(步驟20), 沿玻璃邊緣的熱拉張(步驟21)，激光邊緣精整(步驟22),以及激光后局部熱 處理/退火(步驟23)。通過升高玻璃邊緣以內(nèi)的玻璃的溫度，使得沿邊緣的 玻璃材料熱拉張。結(jié)果，通過激光邊緣精整操作施加的熱量不會引起如下文
8討論那么多的沿精整過的玻璃片邊緣的殘余應(yīng)力。這是很重要的，因為在 保持形狀和光學(xué)性質(zhì)之類的性質(zhì)的同時，能夠?qū)ΣＡ┘拥耐嘶鸬某潭?是受到限制的。通過使用該方法，沿邊緣進行熱拉張，最終的玻璃片具有 較低的邊緣應(yīng)力，例如沿處理過的邊緣的最初1毫米內(nèi)的殘余應(yīng)力小于 1000 psi,相比之下，對于不使用本發(fā)明的應(yīng)力減小方法的處理過的邊緣， 最初1毫米內(nèi)的殘余應(yīng)力約為8000 psi。從而可以減少或消除在處理過程中
和之后不希望出現(xiàn)的邊緣破裂。另外，較低的邊緣應(yīng)力使得能夠在之后對 玻璃片進行進一步切割，同時使得出現(xiàn)邊緣破裂、產(chǎn)生碎屑、以及不希望 存在的玻璃裂紋和斷裂的風(fēng)險降低。低的邊緣應(yīng)力還最大程度地減小了面 內(nèi)撓曲，這對于例如消費者組裝工藝來說可能是很重要的。
如圖2所示，預(yù)熱步驟20使用相對的輻射加熱器24(圖2)升高邊緣26 附近的玻璃片25的溫度，以產(chǎn)生所需的短暫的拉張和壓縮圖案，由此減少 沿冷卻的片材邊緣的殘余應(yīng)力。注意相對于所述玻璃和邊緣，加熱器24不 一定處于相同的相對位置。熱拉張步驟21包括使得成角度的燃燒器27(圖 3)(或者輻射加熱器)會聚，對離開邊緣26向內(nèi)間隔的材料條28進行加熱，使 得在即將施加激光束29之前，所述材料條28的溫度高于邊緣26,從而導(dǎo) 致材料沿邊緣的熱拉張。所述激光邊緣精整步驟22(圖4)包括將激光29施 加到邊緣26以對邊緣26進行圓化和精整(圖6)。所述激光后熱處理/退火步 驟23(圖5)包括使用輻射加熱器30，同時還使用局部取向可變的燃燒器31 對邊緣26和條28進行局部熱處理，以減少玻璃片25中的殘余應(yīng)力。圖中 顯示的步驟23包括第一步23A(圖1)，將具有激光處理的邊緣26的玻璃 片25移動到局部熱處理區(qū)域；第二步23B，將邊緣溫度保持在高于沿著邊 緣的材料的退火溫度；第三步23C，從高于退火溫度的溫度控制冷卻到低 于應(yīng)變點的溫度。
下面將描述一個具體的例子。所示的玻璃片25的厚度約為0.65毫米。 (預(yù)期所述玻璃片可以具有任意的厚度。但是，本發(fā)明方法非常適用于薄玻 璃，例如厚度約為例如0.03-2.0毫米的玻璃片。)所述玻璃片25具有至少一 條切割邊26，該切割邊26具有較尖銳的角26A和26B(圖2A)(g卩"邊緣的末端")。本發(fā)明的附圖顯示了單獨的不連續(xù)尺寸的玻璃片，似乎其在處理過程 中保持靜止，但是預(yù)期所述玻璃片在處理過程中可以移動，只要所述玻璃片 精確地保持在已知的位置即可。或者，預(yù)期本發(fā)明的方法可以與用來形成 玻璃片的連續(xù)法結(jié)合應(yīng)用，例如沿玻璃片前端(或后端)上的相對的修整邊 緣或一條修整邊緣應(yīng)用。例如，所述連續(xù)法可以以大約100毫米/秒的線速 度操作。
在步驟20中，LCD玻璃片25(圖2和2A)在相對的輻射加熱器24之間 進行加熱，所述相對的輻射加熱器24在玻璃的相反側(cè)面上沿玻璃片25的 邊緣26設(shè)置。隨著邊緣26和條28的溫度升高，沿著圖2A的溫度線，通 常會在Al處產(chǎn)生瞬時的拉張應(yīng)力，通常會在內(nèi)部位置A2產(chǎn)生瞬時的壓縮 應(yīng)力。需要注意的是，拉張應(yīng)力和壓縮應(yīng)力可能會根據(jù)玻璃的熱力學(xué)性質(zhì)和 物理性質(zhì)、以及根據(jù)具體的工藝參數(shù)，沿邊緣26和沿條28變化。所述輻 射加熱器24在邊緣26和沿著條28升高玻璃片25的溫度。在圖2A中，位 置Al(位于邊緣表面26上)的溫度Tl大約比溫度T4高400-44(TC,而位置 A2(位于內(nèi)部玻璃片上，條28中心附近，例如與邊緣26近距離相隔，例如 相距約10毫米)的溫度T2略高于溫度Tl (例如高25-40°C)。所述位置A3(位 于位置A2以內(nèi)，例如又靠里IO毫米，位于內(nèi)部殘余應(yīng)力在條28的內(nèi)向側(cè) 上平衡的位置)的溫度T3與溫度Tl接近，但是略低于溫度Tl。位置A4(位 于條28的更內(nèi)側(cè)，位于位置A3內(nèi)側(cè))具有溫度T4。如圖所示，輻射加熱器 24在位置A4至A2之間引起溫度梯度，所述溫度以較平穩(wěn)但是以很迅速的 升溫速率從T4升高到T2。但是，溫度在位置T2達到峰值，然后從位置 A2 (即溫度T2)朝著位置Al略微降低(即在邊緣26具有溫度Tl)。
Tl和T4之差最優(yōu)選約為400°C,但是需要注意，該最優(yōu)溫度可能會根 據(jù)材料性質(zhì)和工藝參數(shù)非常顯著地變化。Tl和T2之間的溫差可以變化， 但是在本實施例中，預(yù)期其溫差約為25-40°C。在內(nèi)向位置A4處，殘余應(yīng) 力(圖2A的灰色區(qū)域表示)是壓縮應(yīng)力，該壓縮應(yīng)力會減小，直至在位置 A3(在條28的內(nèi)向側(cè))減小到基本為零或"平衡"。在位置A3,所述內(nèi)部 殘余應(yīng)力反向，在條28的中心之上的位置A2變成拉張應(yīng)力。在邊緣26
10處的位置A，所述殘余應(yīng)力又一次基本為零或平衡。值得注意的是，位置
A4不可能經(jīng)受壓縮應(yīng)力，這是因為玻璃片中會有一定程度的翹曲。本發(fā)明 的關(guān)鍵特征是在瞬時加熱過程中，通過邊緣下面的熱壓縮，沿著所述邊緣 產(chǎn)生熱拉張。其他的瞬時應(yīng)力僅僅是根據(jù)玻璃尺寸和形狀產(chǎn)生的"平衡"應(yīng) 力。
在步驟21中，使用會聚的第二熱源(例如燃燒器27)對邊緣26內(nèi)側(cè)的 條28進行加熱，沿邊緣26提供增大的熱拉張。在即將進行邊緣精整之前， 所述燃燒器27在邊緣下面產(chǎn)生較大的熱梯度。該梯度將造成邊緣處的溫度 低于緊鄰地位于該邊緣下方的所述狹窄區(qū)域內(nèi)的溫度。所述燃燒器27以一 定的入射角對玻璃加熱。使得所述入射角以及燃燒器和玻璃之間的距離發(fā) 生變化，以改變沿邊緣產(chǎn)生的局部熱點的面積以及溫度。該方法迫使邊緣 相對于其下方的熱點發(fā)生瞬時拉張。通過(燃燒器控制)控制溫度大小和位 置還有助于在施加激光束的過程中保持玻璃對齊，例如通過幫助將玻璃片 保持在平面內(nèi)。
具體來說，通過使用成角度的/會聚的燃燒器27對條28上的特定位置 A2進行加熱，同時對所述相對的輻射加熱器24之間的LCD玻璃片25的邊 緣26和條28繼續(xù)加熱，完成了所述熱拉張(圖3和3A)。如圖所示，通過 控制器可變地控制所述會聚的燃燒器27，使得位置A2周圍的玻璃片25的 溫度升高，在峰值處(即位置A2)的溫度升高約為另外的25-85°C。因此， 所示的邊緣位置Al和條位置A2之間的溫差約為50-125°C,優(yōu)選約為 100°C,導(dǎo)致沿邊緣的熱張力顯著增大。位置A2位于玻璃片上內(nèi)側(cè)的條28 的中心附近，與邊緣26相隔短距離，例如相距約10毫米。該范圍的溫差 能夠在激光操作之前產(chǎn)生最優(yōu)的熱拉張。所述位置A3(位于位置A2以內(nèi)， 例如又靠里IO毫米，位于內(nèi)部殘余應(yīng)力在條28的內(nèi)向側(cè)上平衡的位置)的 溫度T3與溫度T1接近，但是略低于溫度T1。需要注意的是，圖3A所示 的溫度T3可能會由于玻璃片25在加熱器24、后燃燒器27之間移動的時 候、以及移動到激光處理位點的時候在玻璃片25內(nèi)和周圍發(fā)生的熱力學(xué)影 響和傳熱，從圖2A所示的溫度略微升高。瞬時應(yīng)力(見圖3A)類似于圖2A中在位置A2變大的應(yīng)力。
步驟22(圖4， 4A和4B)包括使用具有"帽形"光束輪廓的橢圓形激光 束29對玻璃25的邊緣26進行精整。需要注意的是，所述激光束的"帽"略 大于玻璃25的厚度，允許激光束29的相對位置發(fā)生一些變化，但是不會使 得激光束29錯過玻璃片25的邊緣26a和26b。所述邊緣26是切割邊緣，包 括較尖銳的頂角26A和底角26B。激光束29是細長的，以垂直于玻璃片邊 緣的方式定位。優(yōu)選激光束為橢圓形的，因為這樣可以提供較高的加工速 度。使用市售的反射和折射光學(xué)元件獲得了激光束的形狀，例如所述光學(xué)元 件可以購自II-IV公司，或者激光研究光學(xué)元件公司(Laser Research Optics company)。對"D"模式輪廓進行改良，以提供大禮帽結(jié)構(gòu)(圖4)。所述輪廓 在激光束寬度上使用近乎恒定的峰值功率，從而減少了邊緣圓化隨玻璃與 激光束對齊情況的變化而發(fā)生的變動。這會得到均一的邊緣圓化，減少瞬 時變化中導(dǎo)致的破裂。
玻璃在激光束下方移動，當(dāng)對邊緣施加足夠的流量的時候，會產(chǎn)生圓 的邊緣。最大程度地減少了玻璃片"成蘑菇狀"偏離玻璃片平面的現(xiàn)象(即 小于0.5微米)。可以通過改變工藝參數(shù)，例如施加的激光功率、激光停留 時間，來調(diào)節(jié)曲率半徑。由于采用了激光邊緣精整處理，可以在沿玻璃邊 緣的最初1毫米內(nèi)產(chǎn)生高的局域化應(yīng)力(例如大于8000psi)。這是不希望出 現(xiàn)的，因為這會導(dǎo)致在加工過程中或加工后產(chǎn)生斷裂，還會阻礙將基片切 割成所需尺寸的操作。但是，通過使用本發(fā)明的熱拉張，如下文所述，可以 將邊緣應(yīng)力減小到大約1000psi。需要注意，可以通過改變激光工藝參數(shù)， 例如施加的激光功率、激光停留時間，來調(diào)節(jié)曲率半徑。
退火步驟23(圖5和5A)包括用天然氣和氫氣作為燃料提供能量的燃燒 器31。在局部熱處理工藝中使用氧氣和/或空氣作為氧化源。用燃燒器31 對邊緣26施加處理，使得邊緣26的溫度高于玻璃的退火溫度。在該施加 熱處理的過程中，燃燒器31沿玻璃片25的長度移動，以盡可能減小橫跨 火焰前緣的溫度變化，并在該熱處理工藝過程中為玻璃片25提供加熱和冷 卻(松弛)的機會。通過控制燃燒器31通過邊緣26的次數(shù)，以及控制氣體和空氣的質(zhì)量流速隨時間的變化關(guān)系，將玻璃片25的溫度保持在高于退火
溫度。燃燒器31以一定的入射角對玻璃片25進行局部加熱，同時消除掉 對火焰前緣的浮力驅(qū)動的流動影響。所述燃燒器31能夠沿著玻璃片25的 移動方向可調(diào)節(jié)地移動，還能夠沿著垂直于玻璃片25的移動方向可調(diào)節(jié)地 移動。另外，可以使得氣體和空氣輸入發(fā)生變化，以便可調(diào)節(jié)地控制輸出 能量/玻璃溫度。通過該過程使得能夠得到具有以下性能的邊緣其殘余拉 張應(yīng)力低于3000 psi,更優(yōu)選低于1000 psi,甚至最低達600 psi,所述殘余 應(yīng)力是使用購自應(yīng)力光學(xué)元件有限公司(StrainOptics Inc)的DIAS-1600之 類的裝置，用標(biāo)準(zhǔn)操作步驟測得的讀數(shù)。需要注意的是，邊緣沖擊測試和 沿邊緣進行的彎曲測試得到了與上述低殘余邊緣應(yīng)力讀數(shù)相符的改進的結(jié) 果。需要注意殘余邊緣應(yīng)力低于3000 psi可能是很重要的，因為由此可以 進行進一步的玻璃切割和加工，同時不造成無法接受的缺陷和玻璃破壞。
如圖6和6A所示，玻璃片的邊緣(使用本發(fā)明所述的熱拉張工藝精整 過)具有清潔圓化的邊緣。需要注意的是，所述制得的邊緣可以具有從玻璃
的前表面延伸到后表面的連續(xù)的弓形(半圓柱形)形狀(如圖所示)。但是， 預(yù)期玻璃片的邊緣(使用本文所述的熱拉張法進行過精整)也可制成具有被 平面相連的兩個弓形角的形式，用激光束對角進行處理，而兩個角之間的平 面不進行處理(或者略微處理)。還考慮可以對邊緣進行處理，使其變成不 對稱的形狀、拋物線形狀或其它形狀。
注意本發(fā)明的熱拉張工藝會導(dǎo)致"應(yīng)力消除"。術(shù)語"應(yīng)力消除"無需 在本說明書中詳細定義，在本文中用來幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員理解該邊緣精 整工藝的動力學(xué)機理。
盡管上文已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的具體示例性實施方式進行了描述，但是很 明顯，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過從上述內(nèi)容受益而進行許多的替代、改良 和變化。因此，本發(fā)明應(yīng)包括落入所附權(quán)利要求書的寬泛的精神和范圍之 內(nèi)的所有這些替代、改良和變化。
1權(quán)利要求
1. 一種用來對具有至少一個邊緣的脆性片材如玻璃片和陶瓷片進行精整的熱邊緣精整方法，所述方法包括以下步驟對片材的至少一個邊緣進行加熱，所述片材包括材料條，所述條沿著所述邊緣延伸，但是位于邊緣之內(nèi)；使得所述條的溫度相對于邊緣處的溫度升高；用熱學(xué)加熱源如激光束對邊緣進行處理，從而對邊緣進行圓化和精整；以及對所述邊緣和材料條進行退火，以減小邊緣精整過程中產(chǎn)生的應(yīng)力。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，升高溫度的步驟包括提供 取向的會聚熱源，用來將所述條加熱至高于邊緣溫度的溫度。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，升高溫度的步驟包括提供 會聚熱源，該會聚熱源包括燃燒器，所述燃燒器具有會聚到條上、并與邊 緣相隔開的火焰。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，升高溫度的步驟包括提供 包括可變熱源的燃燒器。
5. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，升高溫度的步驟包括使會 聚熱源與片材限定的平面成一定角度取向。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述加熱步驟包括提供在 相對側(cè)設(shè)置的加熱器，以對至少一個邊緣和所述條進行加熱。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述加熱步驟包括提供包 括輻射加熱器的側(cè)面加熱器。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述退火步驟包括提供包 括多程燃燒器的退火熱源。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述退火步驟包括基于時 間控制所述燃燒器的流動以及控制燃燒器相對于片材的相對位置。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括提供用于加熱的控制器，所述控制是程序化的，用來在退火步驟過程中控制所述條 的溫度。
11. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括提供一種 裝置，所述裝置適于產(chǎn)生具有圖案的激光束，所述圖案在平行于片材邊緣 的方向上是細長的，并且所述處理邊緣的步驟包括使激光束定向到邊緣上。
12. 如權(quán)利要求ll所述的方法，其特征在于，所述退火步驟包括通過 隨時間改變熱源的氣體和空氣的質(zhì)量流速，從而控制邊緣的冷卻時間。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述退火步驟包括通過 隨時間改變熱源與邊緣的距離，從而控制邊緣的冷卻時間。
14. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述加熱、升溫、處理邊緣和退火步驟將沿至少一個邊緣的應(yīng)力減小到約低于3000 psi。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述至少一個邊緣的殘 余應(yīng)力減小到約低于1000 psi。
16. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火步驟包括在足 夠的溫度下，對片材的邊緣中的多個邊緣進行退火足夠的時間，從而使所 述多個邊緣同時退火。
17. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述用熱學(xué)加熱源處理 邊緣的步驟包括用激光束對邊緣進行處理。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述片材限定出一個平 面，并且所述處理邊緣的步驟包括在片材的50%厚度內(nèi)將邊緣保持在面內(nèi)。
19. 一種用來對脆性片材如玻璃片和陶瓷片的邊緣進行精整的熱邊緣 精整方法，所述方法包括以下步驟通過對邊緣進行預(yù)熱，同時使得邊緣內(nèi)側(cè)的一個區(qū)域的溫度高于邊緣 的溫度，從而沿邊緣對片材進行熱拉張；以及 將邊緣激光精整成不尖銳的形狀。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法包括在對邊緣 進行激光精整之后，控制內(nèi)側(cè)區(qū)域和邊緣的溫度，以減小邊緣精整引發(fā)的 應(yīng)力。
21. —種用來對包括邊緣的片材如玻璃片和陶瓷片進行熱精整的設(shè)備，所述設(shè)備包括第一熱源，其用來對片材的邊緣進行加熱，包括加熱材料條，所述條沿著所述邊緣延伸，但是位于邊緣之內(nèi)；第二熱源，其用來使得所述條的溫度相對于邊緣處的溫度升高；熱學(xué)加熱源如激光裝置，其設(shè)計用來提供適于對邊緣進行圓化和精整的激光束；以及第三熱源，其用來對邊緣和材料條進行退火，以減少用熱學(xué)加熱源進 行邊緣精整的過程中產(chǎn)生的應(yīng)力。
22. 如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括用于支承片材的支架，所述支架和第三熱源中的至少一個可朝著使它們互相靠近和 互相遠離的方向進行調(diào)節(jié)。
23. 如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括控制器， 所述控制器與所述激光裝置和第三熱源可操控地連接，用來控制所述激光 裝置和第三熱源。
24. 如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于，所述第三熱源是可調(diào)節(jié) 的，用來改變與所述玻璃之間的距離，并且所述控制器控制該距離。
25. 如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于，所述第三熱源是可調(diào)節(jié) 的，用來改變所提供的熱量，并且所述控制器控制該熱量。
26. 如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于，所述熱學(xué)加熱源包括激 光裝置。
全文摘要
一種熱邊緣精整方法，其包括對玻璃片的邊緣進行預(yù)熱，對邊緣內(nèi)側(cè)會聚加熱，引起熱拉張，對邊緣進行激光精整，對邊緣進行局部退火。通過應(yīng)力消除，由激光邊緣精整操作施加的熱能不會導(dǎo)致那么多的殘余應(yīng)力。通過本發(fā)明的方法，在沿處理過的邊緣的最初1毫米內(nèi)，殘余應(yīng)力減小到低于3000psi，更優(yōu)選約為1000psi，最低達600psi。
文檔編號C03B29/16GK101506112SQ200780031271
公開日2009年8月12日 申請日期2007年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月21日
發(fā)明者G·N·庫德瓦, L·烏克蘭采克, N·D·卡瓦拉奧三世, S·S·朱彼, Z·-S·常, 羅偉煒 申請人:康寧股份有限公司