用于制造具有不同寬度的玻璃帶的方法和裝置的制造方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本申請要求根據(jù)35U.S.C.§ 119于2012年11月29日提交的美國臨時(shí)申請序列號(hào)61/731164的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容以引用形式全部參考并結(jié)合入本文中。
[0002]本說明書涉及一種用于由玻璃幅材制備具有不同寬度的玻璃帶的方法及裝置。
[0003]超薄玻璃幅材的連續(xù)處理，例如測量為小于約0.3mm的玻璃幅材，是一個(gè)相對(duì)新的領(lǐng)域且出現(xiàn)諸多制造挑戰(zhàn)。用于生產(chǎn)這類幅材的傳統(tǒng)工藝包括采用輥對(duì)輥技術(shù)，在該技術(shù)中，在供應(yīng)輥和收卷輥之間的連續(xù)傳輸機(jī)構(gòu)中傳送玻璃幅材。為了生產(chǎn)最終產(chǎn)品，例如用于平板顯示器或其它產(chǎn)品的玻璃，必須切割該玻璃幅材至合適尺寸的寬度和長度。然而，用于切割該玻璃幅材的傳統(tǒng)方法并未提供在連續(xù)傳輸系統(tǒng)中隨意切割寬度的能力。
[0004]據(jù)此，在該領(lǐng)域存在對(duì)用于從玻璃幅材制備具有不同寬度的玻璃帶的新的方法和裝置的需要。
發(fā)明概述
[0005]本說明書涉及在連續(xù)傳輸過程中分離超薄玻璃幅材至多個(gè)幅材(或帶)寬度。可以采用激光切割技術(shù)，在傳輸過程中割開該玻璃幅材，從而去除幅材熔凝珠緣(即，位于玻璃幅材周邊邊緣處的珠緣)。事實(shí)上，遞送給客戶的最終件部分通常必須呈現(xiàn)出具有最小邊緣缺陷和/或邊緣角缺陷的極佳無顆粒邊緣。在移除這些珠緣后，剩余的玻璃幅材仍然非常寬，遠(yuǎn)比遞送給客戶的最終件部分的寬度寬。此外，客戶通常要求不同的帶寬度，且因此，需要再次切割玻璃幅材至更窄的寬度。
[0006]具有挑戰(zhàn)性的是同時(shí)達(dá)成多個(gè)所需特征，包括:(i)在該過程中的高玻璃利用率；
(ii)連續(xù)傳輸過程的高效使用(即，消除多次傳遞)，及(iii)生產(chǎn)多種帶寬度的能力。事實(shí)上，雖然滿足上述特征將導(dǎo)致生產(chǎn)成本的有效降低及市場占有率的相應(yīng)增加，但是在傳統(tǒng)體系中，獲得這些特征所需的技術(shù)在實(shí)踐中無法使用。
[0007]依據(jù)本文的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案，開發(fā)出新的方法和裝置，其可以使用非對(duì)稱分離技術(shù)，在連續(xù)傳輸過程中同時(shí)切割至少兩個(gè)不同寬度的玻璃帶。應(yīng)注意，將該玻璃幅材分離至具有不對(duì)稱寬度的兩個(gè)帶，將引起潛在的應(yīng)力和應(yīng)變改變，這是由于在靠近切割組件(例如靠近激光)的區(qū)域中的不均勻載荷和/或微動(dòng)作(例如振動(dòng))。然而，由于玻璃幅材的高模量、切口敏感度和脆性特性，其需要在鄰近分離部位(切割尖端)具有非常一致且對(duì)稱的應(yīng)力場和應(yīng)變場，以便在切割后呈現(xiàn)出合適的邊緣特征(最小的強(qiáng)度降低缺陷)。由此，為了分離該玻璃幅材至多個(gè)不均等寬度的帶，該連續(xù)傳輸和支撐系統(tǒng)必須在激光分離區(qū)域提供一致且對(duì)稱的應(yīng)力場和應(yīng)變場。依據(jù)本文一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案，在每個(gè)帶中仔細(xì)且獨(dú)立地控制張緊，以便獲得一致且對(duì)稱的應(yīng)力和應(yīng)變場。該方法導(dǎo)致極佳的無顆粒邊緣，其最小化了邊緣和/或邊緣角缺陷。
[0008]本文的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)及益處包括以下任一:減弱了在傳送和切割過程中玻璃幅材的振動(dòng)；減弱了在切割區(qū)域中產(chǎn)生的橫向張力；在最小化邊緣和/或邊緣角缺陷的同時(shí)獲得了極佳的無缺陷邊緣質(zhì)量；可滿足可變的用戶質(zhì)量和尺寸調(diào)整需求。
[0009]依據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案，方法及裝置提供:獲得玻璃幅材，該玻璃幅材具有長度及垂直于長度的寬度；在傳輸方向上沿著該玻璃幅材的長度從源連續(xù)移動(dòng)該玻璃幅材至目的地；及當(dāng)該玻璃幅材從源至目的地移動(dòng)時(shí)，在切割區(qū)域切割該玻璃幅材為至少第一玻璃帶和第二玻璃帶，該第一玻璃帶具有第一寬度且該第二玻璃帶具有第二寬度，其中該第一寬度和第二寬度不相等。
[0010]該方法和裝置可進(jìn)一步提供:施加第一力以使該第一玻璃帶處于第一張力下；且施加第二力使得該第二玻璃帶處于第二張力下，其中該第一力和第二力不相等。例如，該第一力與該第一寬度的比率約等于該第二力與該第二寬度的比率。該方法和裝置可以進(jìn)一步提供:獨(dú)立改變該第一力和該第二力，使得在切割區(qū)域中作用于該第一帶和第二帶的應(yīng)力和應(yīng)變是對(duì)稱的。
[0011]附加地或者可選地，該方法和裝置可以進(jìn)一步提供:監(jiān)測該第一張力和該第二張力；確定該第一張力和第二張力是否在各自規(guī)定的界限內(nèi)；及基于該確定，改變該第一力和第二力中的至少一個(gè)，以保證該第一張力和第二張力在各自規(guī)定的界限內(nèi)。
[0012]該方法和裝置可以進(jìn)一步提供:在該切割區(qū)域切割該玻璃幅材包括:采用光學(xué)傳遞裝置加熱該玻璃幅材的延伸區(qū)域，隨后冷卻玻璃幅材的該加熱部分以在傳輸方向上傳播裂痕，從而產(chǎn)生第一帶和第二帶。
[0013]該方法和裝置可進(jìn)一步提供:在該切割區(qū)域彎曲該玻璃幅材，其中這類彎曲是凸出或凹陷的一種。
[0014]根據(jù)本文所描述的結(jié)合附圖，其它方面、特征及優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。
【附圖說明】
[0015]出于說明的目的，在附圖中現(xiàn)實(shí)的形式是目前優(yōu)選的，然而，應(yīng)當(dāng)理解，本文所公開和描述的實(shí)施方案不限于圖示的精確布置和裝置。
[0016]圖1是用于切割玻璃幅材成至少兩個(gè)玻璃帶的裝置的頂視圖，其中每個(gè)帶各自的寬度實(shí)質(zhì)不相等；
[0017]圖2是側(cè)面的正視圖，其顯示了該裝置100的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。
[0018]圖3A和3B是各個(gè)張力調(diào)節(jié)器的示意圖，前者是浮動(dòng)輥的示意圖，后者是真空箱的示意圖。
[0019]圖4是切割機(jī)構(gòu)離子的示意圖，其中光學(xué)傳遞裝置，和冷卻流體源操作以傳播玻璃幅材中的裂痕，以生產(chǎn)至少兩條玻璃帶；及
[0020]圖5A和5B顯示了在切割區(qū)域中處理玻璃幅材以獲得改進(jìn)特征的替代技術(shù)的側(cè)視截面圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明
[0021]參照附圖，其中相似的數(shù)字表示類似組件，圖1顯示了用于切割玻璃幅材102 (沿著圖示虛線)成至少兩個(gè)玻璃帶103A、103B的裝置100的頂視圖，其中每個(gè)帶各自的寬度實(shí)質(zhì)不相等。圖2是側(cè)面的正視圖，其顯示了該裝置100的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)?？傮w而言，運(yùn)行該裝置100以獲得該玻璃幅材103，并且從該源102至沿著該玻璃幅材103的傳輸方向上的目的區(qū)域連續(xù)移動(dòng)該玻璃幅材103 (沿圖示箭頭)。在該玻璃幅材103自源102至目的區(qū)域的傳輸過程中，在切割區(qū)域147切割該玻璃幅材成至少第一玻璃帶103A和第二玻璃帶103B。該玻璃幅材103具有長度(在傳輸方向上)和垂直于長度的寬度，且第一玻璃帶103A和第二玻璃帶103B各自的寬度顯然限制在該玻璃幅材103的整體寬度以內(nèi)。又應(yīng)注意，第一玻璃帶103A和第二玻璃帶103B的寬度不相等。
[0022]由于該玻璃幅材103通常遠(yuǎn)寬于用戶的規(guī)格所需的寬度，且許多客戶可能需要不同寬度的材料，所以，該裝置100可操作以適應(yīng)切割玻璃帶103A、103B成這些不同的寬度。進(jìn)一步，可批次調(diào)節(jié)該玻璃帶103A、103B的具體寬度，從而采用相同的基礎(chǔ)裝置100為不同客戶生產(chǎn)材料。如本文中將進(jìn)一步披露的，由此，該裝置100能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種所需特征，包括:(i)在該過程中的高玻璃利用率；(ii)連續(xù)傳輸裝置100的高效使用(即，消除多次傳遞)，及(iii)帶寬度的可變性。
[0023]可由寬范圍的源，例如下拉玻璃成型裝置(圖中未示出)提供該玻璃幅材103，在該下拉玻璃成型裝置中，具有成型楔的凹槽允許熔融玻璃溢出該凹槽且流下該成型楔的相對(duì)兩側(cè)，其中在自成型楔拉離時(shí)，兩分別的流隨后融合在一起。該熔合下拉方法生產(chǎn)玻璃幅材103，該玻璃幅材103可引入至該用于切割的裝置100的傳輸機(jī)構(gòu)中。
[0024]注意，該玻璃幅材103通常將包括一對(duì)相對(duì)邊緣部分201、203及跨越在相對(duì)邊緣部分201、203之間的中央部分205。由于下拉熔合工藝，該玻璃帶的邊緣部分201、203可具有對(duì)應(yīng)珠緣，該珠緣的厚度通常大于該玻璃幅材103的中央部分205的厚度。采用本文所述的切割技術(shù)或其它更多的傳統(tǒng)方法可以移除該珠緣。
[0025]另外或者可選地，玻璃幅材103的源可以包括卷繞線軸102，例如在該熔合下拉方法之后，該玻璃幅材103首先卷繞在該線軸102上。通常，該卷繞線軸124將具有相對(duì)大的直徑，以表現(xiàn)出相對(duì)低的彎曲應(yīng)力，從而適應(yīng)玻璃幅材103的特征。一旦卷繞，該玻璃幅材103可以自卷繞線軸102解繞并引入裝置100的傳輸機(jī)構(gòu)。
[0026]該裝置的目的區(qū)域可包括任何用于聚集各玻璃帶103A、103B的合適機(jī)構(gòu)。在圖2所示實(shí)施例中，該目的區(qū)域包括第一線軸104A和第二線軸104B，每個(gè)線軸接收并卷繞玻璃帶103A、103B中的一個(gè)。此外，該線軸104A、104B應(yīng)具有相對(duì)大的直徑，以表現(xiàn)出合適的彎曲半徑，從而適應(yīng)各玻璃帶103A、103B的特征。
[0027]該裝置100包括傳輸機(jī)構(gòu)，該傳輸機(jī)構(gòu)具有多個(gè)獨(dú)立組件，該組件配合以在傳輸方向上、自源102至目的線軸104連續(xù)移動(dòng)該玻璃幅材103。可以在不損失邊緣部分201、203、自該切割操作所生產(chǎn)的邊緣、或該玻璃幅材103的中央部分205的任一(原始)側(cè)部的所需特性的情況下，