專利名稱：用于制造鋼化玻璃的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造鋼化玻璃的設(shè)備和方法，更具體地，涉及用于制造鋼化玻璃、 其中使玻璃基板的內(nèi)部和外部之間的溫度差達(dá)到最大值的設(shè)備和方法，從而通過(guò)淬火更為全面地實(shí)現(xiàn)鋼化。
背景技術(shù)：
通常，鋼化玻璃具有優(yōu)于普通玻璃基板的耐壓和耐溫度變化，且當(dāng)被打碎時(shí)，被粉碎成具有顆粒形狀的小碎片，從而使它不可能由于碎片而造成傷害。因此，鋼化玻璃廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池、顯示器裝置、汽車(chē)、建筑物等。玻璃基板在加熱室中被加熱至從大約600°C至大約900°C范圍內(nèi)的溫度，然后在托架上被運(yùn)到冷卻室中，在冷卻室通過(guò)空氣冷卻設(shè)備的空氣噴嘴從加熱的玻璃基板的上方和下方噴射空氣，使得加熱的玻璃的表面溫度急速下降到從200°C至400°C范圍內(nèi)的溫度。 因此，造成了壓縮變形，以保持在加熱的玻璃的表面層中，從而制造了強(qiáng)度得到提高的鋼化玻璃，從而優(yōu)于那些普通玻璃基板。然而，用于制造相關(guān)技術(shù)的鋼化玻璃的設(shè)備在其提高鋼化玻璃的強(qiáng)度的能力受到限制，這是因?yàn)槠淅每諝饫鋮s設(shè)備進(jìn)行冷卻，而空氣冷卻設(shè)備吸收周?chē)目諝?，然后直接地將其噴射到玻璃上。?dāng)玻璃被冷卻的越快，則鋼化玻璃的強(qiáng)度就越高。然而，在相關(guān)技術(shù)中，加熱的玻璃被緩慢地冷卻，這是因?yàn)槠涫抢锰幱谑覝叵碌目諝獗焕鋮s。因此，沒(méi)有完全地實(shí)現(xiàn)鋼化，從而增加了產(chǎn)品的缺陷比例。而且，在夏天當(dāng)周?chē)目諝獾臏囟雀邥r(shí)，這種現(xiàn)象變得更加嚴(yán)重。在該發(fā)明背景部分中公開(kāi)的信息僅僅是為了增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的背景的了解，不應(yīng)當(dāng)被看作是承認(rèn)或任何形式的暗示該信息形成了已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個(gè)方面提供了用于制造鋼化玻璃設(shè)備和方法，其中使玻璃基板的內(nèi)部和外部之間的溫度差達(dá)到最大值，從而通過(guò)淬火更為全面地實(shí)現(xiàn)鋼化。還提供了一種用于制造鋼化玻璃設(shè)備和方法，其中縮短了用于制造鋼化玻璃所需的大量時(shí)間，且可提高生產(chǎn)率。在本發(fā)明的一個(gè)方面，用于制造鋼化玻璃的設(shè)備包括運(yùn)送待鋼化的玻璃基板的運(yùn)送單元；通過(guò)向玻璃基板上輻射能量而使玻璃基板中的堿氧化物電離的離子發(fā)生器；以及提高了在其中堿氧化物被離子發(fā)生器電離的玻璃基板的內(nèi)部的溫度的電介質(zhì)加熱單元。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，運(yùn)送單元可以包括利用空氣使玻璃基板懸浮的基板懸浮部分。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于制造鋼化玻璃的設(shè)備被執(zhí)行為包括通過(guò)向玻璃基板上輻射能量而使玻璃基板中的堿氧化物電離的離子發(fā)生器，提高了在其中堿氧化物被離子發(fā)生器電離的玻璃基板的內(nèi)部的溫度的電介質(zhì)加熱單元。因此，該設(shè)備通過(guò)輻射具有規(guī)定波長(zhǎng)的能量可在玻璃基板內(nèi)部有利地產(chǎn)生非橋鍵氧和自由電子，使自由電子提高玻璃基板內(nèi)部的高頻吸收率，從而使玻璃基板的內(nèi)部和外部之間的溫差達(dá)到最大值。另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于制造鋼化玻璃的設(shè)備被執(zhí)行以包括離子發(fā)生器和電介質(zhì)加熱單元，由此可有利地縮短通過(guò)提高玻璃的高頻吸收率來(lái)提高玻璃的溫度所需的大量時(shí)間，從而縮短了制造鋼化玻璃的大量時(shí)間，提高了生產(chǎn)率。本發(fā)明的方法和設(shè)備具有其它的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)合并于此的附圖，這些將是明顯的或被更具體地闡述，且在下述具體實(shí)施方式
中，與附圖一起用于解釋本發(fā)明的某些原理。


圖1是解釋根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例用于制造鋼化玻璃的設(shè)備的示例圖；圖2是解釋根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例用于制造鋼化玻璃的設(shè)備通過(guò)輻射具有規(guī)定波長(zhǎng)的能量而在玻璃基板內(nèi)部產(chǎn)生非橋鍵氧和自由電子的機(jī)制；和圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例用于制造鋼化玻璃的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將具體描述本發(fā)明的各種實(shí)施例、在附圖中被圖示的且在下面被描述的示例。雖然將結(jié)合其示例實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，該描述并不旨在將本發(fā)明限于那些示例實(shí)施例。相反，本發(fā)明旨在不僅包含示例實(shí)施例，而且還包含各種替代、修改、等同和其它可包括于所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的實(shí)施例。圖1是解釋根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例用于制造鋼化玻璃的設(shè)備的示例圖。如圖1中所示，該實(shí)施例的用于制造鋼化玻璃的設(shè)備100通常包括運(yùn)送單元110、 離子發(fā)生器120 (121、122)、電介質(zhì)加熱器130 (131、132)以及冷卻單元140。運(yùn)送單元110運(yùn)送打算被鋼化的玻璃基板1。雖然在圖1中示出運(yùn)送單元110包括輥?zhàn)?，但本發(fā)明并不限于此?？商娲?，本發(fā)明的用于制造鋼化玻璃的設(shè)備可以按照其可通過(guò)非接觸技術(shù)來(lái)運(yùn)送玻璃基板1的方式而被實(shí)施。利用輥?zhàn)拥牟Ａн\(yùn)送單元遇到問(wèn)題，即在使玻璃基板1的表面與輥?zhàn)拥谋砻娼佑|的過(guò)程中，損壞了玻璃基板1的表面。作為示例，當(dāng)在高溫環(huán)境中利用輥?zhàn)舆\(yùn)送玻璃基板1 時(shí)，例如在加熱室中，玻璃基板1的外部形狀可能遭受變形，例如扭曲、下陷、刮擦以及波狀槽(稱作“輥?zhàn)硬y”)。運(yùn)送單元110可被執(zhí)行為包括可利用空氣使玻璃基板1懸浮的基板懸浮部分?；鍛腋〔糠挚杀粓?zhí)行為包括向玻璃基板供應(yīng)空氣的氣源。離子發(fā)生器120用于通過(guò)向即將被運(yùn)送單元110運(yùn)送的玻璃基板1上輻射能量而使玻璃基板1的堿氧化物電離。離子發(fā)生器120在玻璃基板1的內(nèi)部通過(guò)輻射例如UV輻射、X射線或Y射線的電磁波而產(chǎn)生非橋鍵氧和自由電子，從而提高了玻璃基板1的電導(dǎo)率。當(dāng)離子發(fā)生器120通過(guò)使玻璃基板1的堿氧化物電離而進(jìn)行對(duì)玻璃基板1的高頻電介質(zhì)加熱時(shí)，其起著提高玻璃基板1的高頻吸收率的作用。電介質(zhì)加熱單元130具有高頻電極131和132。電介質(zhì)加熱單元可以利用微波、無(wú)線電波等電介質(zhì)地加熱玻璃基板。電介質(zhì)加熱單元130能夠?qū)⒉ＡЩ?的內(nèi)部溫度比玻璃基板1的外部溫度提高更多，在玻璃基板ι中堿氧化物被離子發(fā)生器120電離。在電介質(zhì)加熱之前，可提供利用普通方法加熱玻璃基板的步驟?？商娲?，可以在通常的加熱步驟中的最后時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行玻璃基板的電離。冷卻單元140將玻璃基板1淬火(500 800w/ml)，玻璃基板1繼續(xù)穿過(guò)離子發(fā)生器120和電介質(zhì)加熱單元130。作為示例，冷卻單元140可被執(zhí)行為包括提供被冷卻和被壓縮的空氣的空氣壓縮機(jī)、將空氣壓縮機(jī)提供的壓縮空氣引入噴嘴的供氣管、產(chǎn)生細(xì)水霧的細(xì)水霧產(chǎn)生部分、以及將細(xì)水霧產(chǎn)生部分所產(chǎn)生的細(xì)水霧引到噴嘴的細(xì)水霧供應(yīng)管。在這里，細(xì)水霧產(chǎn)生部分通過(guò)利用頻率為大約1.69MHz的超聲波振動(dòng)水箱而從水箱除去水。圖2是解釋根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例用于制造鋼化玻璃的設(shè)備通過(guò)輻射具有規(guī)定波長(zhǎng)的能量而在玻璃基板內(nèi)部產(chǎn)生非橋鍵氧和自由電子的機(jī)制。通常，為了將高頻電介質(zhì)加熱應(yīng)用于玻璃基板的鋼化，必須形成和維持能夠刺激玻璃基板的高頻吸收率的溫度環(huán)境。這要求處于大約350°C到大約500°C范圍內(nèi)的環(huán)境溫度。關(guān)于絕緣體的介電常數(shù)，在高溫下介電損失通常增大(阻抗減小)，且當(dāng)應(yīng)用高頻波時(shí)溫度從內(nèi)部增加。為了提供上述可刺激玻璃基板的高頻吸收率的溫度環(huán)境，要求另外加熱供給和時(shí)間。然而，用于制造本發(fā)明的鋼化玻璃的設(shè)備被執(zhí)行，以使其在高頻電介質(zhì)加熱之前利用離子發(fā)生器在玻璃基板中產(chǎn)生介質(zhì)損失，從而可有效地進(jìn)行高頻電介質(zhì)加熱。如圖2中所示，離子發(fā)生器通過(guò)短時(shí)間輻射例如UV輻射線、X射線或Y射線的電磁波而在玻璃基板內(nèi)部產(chǎn)生關(guān)于堿氧化物的非橋鍵氧(NBO)和自由電子e_。在這里，自由電子e_作為電荷載體，從而提高了玻璃基板的電導(dǎo)率。當(dāng)在電荷載體被增加的玻璃基板上進(jìn)行高頻電介質(zhì)加熱時(shí)，因?yàn)樘岣吡瞬ＡЩ?的高頻吸收率，因此增強(qiáng)了電介質(zhì)加熱的效果。因?yàn)榕c未被電離的玻璃基板的溫度相比，被電離的玻璃基板的內(nèi)部溫度升高的更多， 因此在冷卻時(shí)增大了玻璃基板的內(nèi)部和外部之間的溫度差ΔΤ。因此，即使未形成或維持環(huán)境溫度(從大約350°C到大約500°C )，也可有效地改善電介質(zhì)加熱的效率。圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例用于制造鋼化玻璃的方法的流程圖。如圖3中所示，在該實(shí)施例的用于制造鋼化玻璃的方法中，首先，在S301運(yùn)送負(fù)載的玻璃基板?？赏ㄟ^(guò)利用例如運(yùn)輸輥或傳送帶的接觸技術(shù)、或通過(guò)在空氣中運(yùn)送玻璃基板的非接觸技術(shù)來(lái)運(yùn)送玻璃基板。之后，在S302，能量輻射到已被運(yùn)送的玻璃基板上，從而使玻璃基板中的堿氧化物電離。在示例中，可通過(guò)利用UV輻射線、X射線或Y射線的一種在玻璃基板上輻射能量來(lái)使玻璃基板中的堿氧化物電離。之后，在S303，進(jìn)行高頻電介質(zhì)加熱，以提高在其中堿氧化物被電離的玻璃基板的內(nèi)部的溫度。然后，在S304，將玻璃基板淬火。為了圖示和說(shuō)明的目的，進(jìn)行了本發(fā)明的具體示例實(shí)施例的上述描述。它們不旨在是詳盡的或?qū)⒈景l(fā)明限于所公開(kāi)的精確形式，且顯然根據(jù)上面的教義，許多修改和變化是可能的。選擇和描述示例實(shí)施例以解釋本發(fā)明的某些原理和它們的實(shí)際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域其它技術(shù)人員可進(jìn)行和使用本發(fā)明的各種示例實(shí)施例，以及其各種替代和修改。本發(fā)明的范圍旨在由在此所附的權(quán)利要求和它們的等同限定。
權(quán)利要求
1.一種用于制造鋼化玻璃的方法，包括使玻璃基板電離；電介質(zhì)地加熱所述玻璃基板；和冷卻所述玻璃基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述使玻璃基板電離包括使所述玻璃基板中的堿氧化物電離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述使玻璃基板電離包括向所述玻璃基板上輻射電離輻射線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述電離輻射線包括選自由UV輻射線、X射線和 Y射線構(gòu)成的組中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述電介質(zhì)地加熱所述玻璃基板包括以高頻電介質(zhì)地加熱所述玻璃基板，使所述玻璃基板的內(nèi)部的溫度比所述玻璃基板的表面的溫度升高的更多。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括在所述使玻璃基板電離、所述電介質(zhì)地加熱所述玻璃基板和所述冷卻所述玻璃基板中的至少一個(gè)期間在空氣中運(yùn)送所述玻璃基板。
7.一種用于制造鋼化玻璃的設(shè)備，包括使玻璃基板電離的離子發(fā)生器；電介質(zhì)地加熱被所述離子發(fā)生器電離的所述玻璃基板的電介質(zhì)加熱單元；和冷卻被所述電介質(zhì)加熱單元電介質(zhì)地加熱的所述玻璃基板的冷卻單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述離子發(fā)生器使所述玻璃基板中的堿氧化物電離。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述離子發(fā)生器向所述玻璃基板上輻射電離輻射線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述電離輻射線包括選自由UV輻射線、X射線和Y射線構(gòu)成的組中的至少一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述電介質(zhì)加熱單元以高頻電介質(zhì)地加熱所述玻璃基板，使所述玻璃基板的內(nèi)部的溫度比所述玻璃基板的表面的溫度升高的更多。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括運(yùn)送所述玻璃基板的運(yùn)送單元，其中所述運(yùn)送單元包括使所述玻璃基板在空氣中懸浮的基板懸浮部分。
全文摘要
一種用于制造鋼化玻璃的設(shè)備和方法。運(yùn)送單元運(yùn)送待鋼化的玻璃基板。離子發(fā)生器通過(guò)向玻璃基板上輻射能量而使玻璃基板中的堿氧化物電離。電介質(zhì)加熱單元提高了在其中堿氧化物被離子發(fā)生器電離的玻璃基板的內(nèi)部的溫度。
文檔編號(hào)C03B27/012GK102557416SQ20111045381
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者尹敬敏, 崔宰榮, 曹瑞英, 樸敬旭, 權(quán)潤(rùn)瑛, 李會(huì)官, 李鐘聲, 根納吉·凱茲文 申請(qǐng)人:三星康寧精密素材株式會(huì)社