專利名稱：用于形成連續(xù)玻璃板的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本文所述的實施例總體涉及用于形成玻璃板的方法及系統(tǒng)，且更具體地涉及用于形成連續(xù)薄玻璃板的方法及裝置。
背景技術：
近年來，有機發(fā)光二極管(OLED)由于它們廣泛應用于很多種電致放光器件的潛力而成為了受到大量研究的對象。例如，單個OLED可用作不連續(xù)的發(fā)光器件，或者OLED陣列可用于照明應用場合或者諸如撓性顯示器的平板應用場合。然而，OLED顯示器且尤其是各個OLED的電極和有機層容易由于與氧氣和濕氣的相互作用而退化。用作撓性OLED顯示器中基質的聚合物材料可以透過氧氣和濕氣，并因此對于密封顯示器和防止OLED裝置的退化并不有效。金屬箔提供對于聚合物材料的一種合適替代物，這是因為一些金屬箔既不透氧氣也不透濕氣。然而，金屬箔的光學性能，特別是金屬箔的透明度或缺乏透明度使箔不適合與OLED顯示器裝置結合使用。玻璃可對于聚合物材料和金屬箔來說是合適的替代物以與OLED顯示器結合使用。玻璃提供期望的光學透明度同時不透濕氣和氧氣。這樣，玻璃可適于在顯示器中的OLED 周圍形成氣密密封。然而，玻璃一般不是撓性材料，除非玻璃是超薄的，且用于生產(chǎn)超薄玻璃的現(xiàn)有技術不適于大量商業(yè)生產(chǎn)。因此，需要用于生產(chǎn)連續(xù)薄玻璃板的替代方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內容
根據(jù)在此所示和所述的一個實施例，用于形成連續(xù)玻璃板的方法包括通過將玻璃管牽拉到包括形成內部腔室的多孔側壁的基座承載件上以使玻璃管膨脹和變薄?；休d件的直徑可在基座承載件的頂部和基座承載件的底部之間增大。當玻璃管被牽拉到基座承載件上時，玻璃管可保持在高于玻璃軟化點的溫度。當玻璃管被牽拉到基座承載件上時，玻璃管可通過用加壓流體來沿徑向將玻璃管吹離基座承載件而被懸于基座承載件之上，這些加壓流體被供給到內部腔室并從多孔側壁排出。此后，玻璃管可被冷卻并切割以形成連續(xù)玻璃板。在另一實施例中，用于形成連續(xù)玻璃板的系統(tǒng)包括基座承載件、圍繞基座承載件的加熱系統(tǒng)、牽拉機構和切斷裝置?；休d件可包括形成用于容納加壓流體的內部腔室的多孔側壁。基座承載件的直徑可在基座承載件的頂部和基座承載件的底部之間增大。基座承載件可操作以經(jīng)過多孔側壁排出加壓流體，因而，當加熱的玻璃管被牽拉到基座承載件上時，加熱的玻璃管沿徑向被吹離基座承載件，由此使玻璃管懸于基座承載件上方。加熱系統(tǒng)可與從基座承載件排出的加壓流體協(xié)作以調節(jié)被牽拉到基座承載件上的玻璃管的溫度。牽拉機構設置在基座承載件下方并可包括至少一個牽引輪，該牽引輪定位成與玻璃管接觸并將玻璃管沿向下的方向牽拉到基座承載件上。切斷裝置可定位在牽拉機構下方并可操作以將玻璃管切割成連續(xù)玻璃板。在下面的詳細說明中將闡述本文所述實施例的其它特征和優(yōu)點，它們對本領域的技術人員來說部分地可從該說明書中變得顯而易見，或可通過如本文(包括下面的詳細說明、權利要求書以及附圖)所述那樣來實踐本發(fā)明認識到。應理解的是，上述總體說明和下面的詳細說明都意在提供概況或框架以便理解權利要求書的性質和特征。包括附圖是為了提供對本文所述的各實施例的進一步理解，附圖包括在本說明書中并構成本說明書的一部分。附圖示出本文所述的各實施例，并與說明書一起用于解釋本文所述實施例的原理和操作。


圖1是根據(jù)本文所示和所述的一個或多個實施例的用于生產(chǎn)連續(xù)玻璃板的系統(tǒng)的橫截面的示意圖；圖2是根據(jù)本文所示和所述的一個或多個實施例的用于生產(chǎn)連續(xù)玻璃板的系統(tǒng)的橫截面的示意圖；圖3是圖1和2中所示的在用于生產(chǎn)連續(xù)玻璃板的系統(tǒng)中使用的基座 (susceptor)承載件的一個實施例的示意圖；圖4是被牽拉到圖3的基座承載件上的玻璃管的示意圖；圖5是圖4的基座承載件的一部分的放大圖，其示出軟化玻璃和基座承載件之間的間距；以及圖6A-6C示意地示出用于從膨脹玻璃管中切割出玻璃板以生產(chǎn)具有基本上無缺陷邊緣的玻璃板的過程。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細參照用于形成本文所述的連續(xù)玻璃板的各種方法和裝置，在附圖中示出了各實施例的例子。只要有可能，在所有附圖中都用相同的附圖標記來表示相同或類似的部件。在圖1中示出用于從玻璃管中生產(chǎn)出連續(xù)玻璃板的系統(tǒng)的一個實施例。該系統(tǒng)一般包括大體鐘形的基座承載件、加熱系統(tǒng)、牽拉系統(tǒng)和切斷裝置。在此將更詳細地描述系統(tǒng)和使用該系統(tǒng)來使連續(xù)玻璃板成形的方法的各種實施例?，F(xiàn)參照圖1和2，以剖視圖示意示出用于從玻璃管形成連續(xù)玻璃板的系統(tǒng)200、300 的兩個實施例。系統(tǒng)200、300垂直定向，并且一般可包括基座承載件100、加熱系統(tǒng)118、牽拉機構1 和切斷裝置140。系統(tǒng)200、300可附加地包括將連續(xù)玻璃板繞到輥子或儲存卷軸(spool)上的收卷(take-up)機構160。圖2中所示的系統(tǒng)300可附加地包括用于容納熔融玻璃152的玻璃輸送箱150?，F(xiàn)參照圖1-3，基座承載件100可以大體呈鐘形并關于中心線Q旋轉對稱?；休d件100可包括形成內部腔室116(圖1和2中示出)的側壁110。在一個實施例中，基座承載件100如圖3中所示可包括頂部102、上中部104、下中部106和底部108。頂部102 和底部108可大體為圓筒形，而底部108具有比頂部102直徑大的直徑。例如，頂部102可具有從約28毫米到約350毫米的直徑，而底部108可具有從約60毫米到約700毫米的直徑。上中部104可大體為錐形，因而，基座承載件100的直徑從頂部102到下中部106 增大。例如，在一個實施例中，上中部104可以成形為側壁110的表面相對于基座承載件 100的中心線Cl形成從約30°到約45°的角度。下中部106可以大體為球形。如在此所用，術語大體球形是指基座承載件100的下中部106在基座承載件的表面處具有均勻的曲率半徑，該表面如果延伸的話將形成球體。 因此，應當理解到基座承載件100的下中部106可具有類似于球形橫截面的幾何構造。例如，基座承載件100在下中部106內的表面可具有形成上中部104的大體錐形和底部108 的大體圓筒形之間的過渡的曲率半徑。在一個實施例中，上中部104可包括第一部分104A和第二部分104B。第一部分 104A中的側壁110的表面可形成相對于中心線Q的第一角度θ i，而第二部分104B中的側壁110的表面可形成相對于中心線Q的第二角度θ 2，且Q1S θ2。盡管基座承載件100在此描述為大體鐘形且包括頂部102、上中部104、下中部106 和底部108，但應當理解到基座承載件100可具有其它構造。例如，基座承載件100可以大體為錐形或者替代地大體為拋物線形。因此，應當理解到基座承載件可以是適于使被牽拉到基座承載件表面上的加熱玻璃管膨脹和變薄的任何構造，如下面將更為詳細所述。還參照圖1-3，基座承載件100的側壁110可以是多孔的，因而，被引入內部腔室 116的加壓流體可從基座承載件100中經(jīng)由側壁110排出。例如，構成基座承載件100的材料可具有大于約1%、更佳為大于約2%且最佳為從約3%到約6%的孔隙率。構成基座承載件100的材料應當在升高的溫度下是穩(wěn)定的，因而，基座承載件不會污染被牽拉到基座承載件上的加熱玻璃。在一個實施例中，基座承載件100由多孔碳材料構成，諸如由法國卡朋羅蘭 (Carbon Lorraine)生產(chǎn)的參考編號 2020 (Ref. 2020)。參考編號 2020 (Ref. 2020) 一般包括從約5微米到約20微米的平均碳粒尺寸和約4%的孔隙率。當基座承載件100由碳構成時，側壁110可具有從約6毫米到約12毫米的徑向厚度T。在一個實施例中，側壁110的徑向厚度T可以是從頂部102到底部108基本均勻的。替代地，側壁110的徑向厚度T可以是不均勻的。例如，當側壁110的徑向厚度T是不均勻的時，徑向厚度可變化達到側壁110 的最大徑向厚度T的約30%。在此實施例中，側壁的具有較小徑向厚度的區(qū)域可以對于被引入內部腔室116的加壓氣體更透氣，并因此可具有穿過側壁110的較大局部氣體通量。盡管基座承載件100的一個例子在此示出為包括多孔碳材料，當應當理解到基座承載件可由高溫下穩(wěn)定的其它多孔材料構成，諸如陶瓷材料。例如，在一個實施例中，青石陶瓷或類似的陶瓷材料可用于構成基座承載件100。又參見圖1和2，基座承載件100可密封地安裝到支承體114上。支承體114可包括流體連接到基座承載件100的內部腔室116的流體供給通道112，諸如管子、導管或類似的流體輸送裝置。該流體供給通道112可操作以將加壓流體供給到內部腔室116。在本文所述的實施例中，加壓流體可以是加壓氣體，特別是惰性加壓氣體，包括但不限于氮氣、氦氣、氣氣、氣氣、氣氣等°在圖1中所示的系統(tǒng)200的實施例中，基座承載件100和支承體114被固定，并且被牽拉到基座承載件100上的管狀玻璃預制件170在基座承載件上被加熱、膨脹和變薄時相對于基座承載件100進行轉動。然而，在圖2中所示的系統(tǒng)300的實施例中，系統(tǒng)300包括用于將熔融玻璃管供給到基座承載件100的玻璃輸送箱150，該基座承載件100可操作以相對于玻璃輸送箱150轉動，因而，基座承載件100在被牽拉到基座承載件100上的玻璃管之內轉動。例如，在此實施例中，基座承載件100和附連的支承體114可操作以諸如當支承體114機械聯(lián)接到電動機的轉動電樞時進行轉動。又參見圖1和2，加熱系統(tǒng)118可設置在基座承載件100周圍。在一個實施例中， 加熱系統(tǒng)118可包括諸如由阿柯索(Axio)制造的IOkW感應加熱單元的感應加熱系統(tǒng)。然而，應當理解到可使用其它類型的加熱系統(tǒng)，這些加熱系統(tǒng)包括但不限于紅外式、聚焦紅外式、電阻式和/或其組合。此外，應當理解到，盡管圖1和2將加熱系統(tǒng)示出為設置在基座承載件100周圍，但諸如當加熱系統(tǒng)118是電阻加熱系統(tǒng)時，加熱系統(tǒng)118可與基座承載件 100集成。加熱系統(tǒng)118可操作以在基座承載件100周圍產(chǎn)生至少兩個不同的加熱區(qū)域。例如，在圖1和2中所示的實施例中，加熱系統(tǒng)118包括三個分開的感應線圈上感應線圈 120、中感應線圈122和下感應線圈124。每個感應線圈可獨立操作，因而，在基座承載件100 周圍產(chǎn)生三個分開的加熱區(qū)域。例如，上感應線圈120可在第一溫度T1下操作以將基座承載件100加熱到被牽拉到基座承載件上的玻璃的軟化溫度或剛低于該溫度。中感應線圈 122可在大于T1的第二溫度T2下操作，而第三感應線圈可在小于T1的第三溫度T3下操作 (例如，小于玻璃的軟化點的溫度)。下面將參見被牽拉到基座承載件100上的玻璃的具體成分來詳細描述各個感應線圈被加熱的溫度。此外，應當理解到加熱系統(tǒng)118可與從基座承載件的表面排出的壓縮流體協(xié)作以控制被牽拉到基座承載件上的玻璃溫度。加熱系統(tǒng)118和基座承載件100可以至少局部地設置在外殼126內，以使被牽拉到基座承載件100上的受熱軟化玻璃171免于諸如灰塵和/或其它顆粒物之類的大氣污染物。外殼1 還可向基座承載件和加熱系統(tǒng)118提供隔熱。還參見圖1和2，用于從玻璃管形成玻璃板的系統(tǒng)200、300還可包括牽拉機構 128。牽拉機構1 一般設置在基座承載件100下方并可包括至少一個牽引輪(tractor wheel)，牽引輪可操作以與被牽拉到基座承載件100上的玻璃管接觸并向下牽拉該玻璃管。牽拉機構1 還可有助于玻璃管的轉動。因此，由于牽拉機構可使牽拉的玻璃管作向下運動和轉動運動，所以應理解到至少一個牽引輪圍繞其轉動的轉動軸線不平行于水平軸線。具體來說，至少一個牽引輪可定位成其角度定向與玻璃管被切割的角度或斜度(Pitch) 相同。在圖1和2中所示系統(tǒng)200、300的實施例中，牽拉機構1 包括圍繞支承體114 等間距隔開的至少三對相對的牽引輪。例如，當牽拉機構1 包括三對相對的牽引輪時，牽引輪可圍繞支承體114每隔120°設置。每對相對的牽引輪包括內牽引輪130和外牽引輪132。內牽引輪130和外牽引輪132中的至少一個可聯(lián)接到電動機，以使牽引輪被驅動。內牽引輪130安裝在支承體114 上，而外牽引輪132安裝在外支承結構上(未示出)。外牽引輪132與對應的內牽引輪130 間隔開，因而，經(jīng)膨脹的玻璃管172可設置在內牽引輪130和外牽引輪132之間。由此，內牽引輪130可與經(jīng)膨脹的玻璃管172在該管的內表面上接觸(例如，沿經(jīng)膨脹的玻璃管172 的內徑或ID)，而外牽引輪132可與經(jīng)膨脹的玻璃管172在該管的外表面上接觸(例如，沿經(jīng)膨脹的玻璃管172的外徑或0D)。在本文所述實施例中，牽拉機構1 可以低于基座承載件100—足夠距離而設置， 因而，在與牽拉機構1 的牽引輪接觸之前，經(jīng)膨脹的玻璃管172被空氣冷卻到高于玻璃應變點的溫度。例如，對于被牽拉到基座承載件100上并被加熱的諸如派萊克斯 (Pyrex ) 7761 (應變點=4580C )的硼硅玻璃管來說，牽拉機構1 可定位在基座承載件100下方， 因而，經(jīng)膨脹的玻璃管172在其與牽拉機構1 接觸之前被空氣冷卻到至少650°C。還參見圖1和2，用于從玻璃管形成玻璃板的系統(tǒng)200、300還可包括切斷裝置 140，該切斷裝置可操作以將經(jīng)膨脹的玻璃管172切割成連續(xù)玻璃板400或連續(xù)條帶。切斷裝置140可包括諸如CO2激光器、四倍頻266納米YAG激光器或準分子激光器(193/248/308 納米)的激光器，諸如刀片、剪刀或金剛石刻劃器的機械切斷裝置，或者基于材料中熱應力傳播來切割膨脹玻璃管172的裝置。連續(xù)玻璃板400的寬度可通過變化玻璃管被饋送到基座承載件的速度、玻璃管被牽拉到基座承載件上的速度、基座承載件和玻璃管的相對轉速和經(jīng)膨脹的玻璃管172被切斷的斜率來控制。在一個實施例中，切斷裝置140是定位在牽拉機構1 下方的(X)2激光器。具體來說，切斷裝置可定位在牽拉機構1 下方一合適距離，因而，當玻璃管處于高于玻璃應變點的溫度時用CO2激光器來切割玻璃管。在高于玻璃應變點的溫度下切割玻璃減輕經(jīng)切割的連續(xù)玻璃板400中殘余應力的形成。參見圖6A-6C，在另一實施例中，切斷裝置140是定位成當玻璃處于低于玻璃應變點的溫度時切割經(jīng)膨脹的玻璃管172的(X)2激光器。(X)2激光器可用于切割玻璃，因而，所得玻璃板具有無缺陷邊緣。在此實施例中，(X)2激光器可以使具有80W最大功率和7. 2毫米束徑的106微米波長新銳(Synrad)射頻激發(fā)CO2激光器。CO2激光器的光束可聚焦到將用 2. 5英寸聚焦鏡頭來切割的玻璃表面上，從而在玻璃上產(chǎn)生131微米的光點尺寸。現(xiàn)參見圖6A-6C，為了切割玻璃，(X)2激光器的光束306可指向經(jīng)膨脹的玻璃管172 上(如在圖6A中以局部剖視圖示出)，該激光器具有足夠的功率來通過分離部350的任一側上的熱影響區(qū)域(TAZ) 302的熔合和形成來在玻璃中產(chǎn)生分離部350。為了切割具有高達約150微米厚度的硼硅玻璃，CO2激光器的功率可以是從約60W到約80W。TAZ302 (在圖 6B中示出)的寬度一般可以是約1毫米。通過CO2激光器在玻璃中感應出的較高熱應力可引起裂縫310在直接與TAB02相鄰并平行于(X)2激光器的切斷路徑的玻璃中形成和傳播。 裂縫致使TAB02與玻璃的剩余部分離(例如與經(jīng)膨脹的玻璃管172和經(jīng)切割的玻璃板400 分離)，如圖6C中所示，從而在經(jīng)膨脹的玻璃管172和經(jīng)切割的連續(xù)玻璃板400上留下無缺陷邊緣308。這種切割技術可用于以約25毫米/秒到約45毫米/秒的切斷速度來切割具有從約20微米到約150微米厚度的玻璃，而對于給定激光功率來說較薄的玻璃需要較快的切斷速度。例如，對于具有120微米厚度的硼硅玻璃，激光功率為約80W的約25毫米/秒到約30毫米/秒的切斷速度可用于生產(chǎn)在經(jīng)切割的玻璃中基本無缺陷的邊緣。類似地，對于具有100微米厚度的硼硅玻璃，激光功率為約80W的約35毫米/秒到約40毫米/秒的切斷速度可用于生產(chǎn)基本無缺陷的邊緣，而具有70微米厚度的硼硅玻璃可用約80W的激光功率以約40毫米/秒到約45毫米/秒的切斷速度來生產(chǎn)基本無缺陷的邊緣。不管用于切割玻璃的技術如何，切斷裝置140可以定位成沿牽拉機構128的牽引輪與經(jīng)膨脹的玻璃管172接觸的線切割經(jīng)膨脹的玻璃管172，因而，可通過與牽拉機構的牽引輪接觸而被引入玻璃中的任何缺陷位于激光器的切斷路徑中，并因此當玻璃被切割時被消除。此外，應當理解到切斷裝置140可定位成相對于玻璃成一角度或斜度，因而，玻璃以螺旋面形或以螺旋形與經(jīng)膨脹的玻璃管172切割開。斜度可通過調節(jié)切斷裝置相對于經(jīng)膨脹玻璃管的角度定向來設定。切斷裝置的斜度結合牽拉機構的牽拉速度決定了所得連續(xù)玻璃板400的寬度。還參見圖1和2，用于從玻璃管形成玻璃板的系統(tǒng)200、300還可包括收卷機構 160。收卷機構160 —般可包括轉動芯軸或輥子162，經(jīng)切割的連續(xù)玻璃板400可被繞到該轉動芯軸或輥子上。收卷機構160的轉動軸線161 —般可垂直于經(jīng)膨脹的玻璃管172進行切割的斜度，因而，切割的連續(xù)玻璃板400可被均勻地卷繞到芯軸或輥子上。此外，收卷機構160的轉動速度可變化以與玻璃管被牽拉到基座承載件100上以及被切割成連續(xù)玻璃板 400的速率相一致?，F(xiàn)參見圖1和2來說明用于從玻璃管形成連續(xù)玻璃板的系統(tǒng)200、300的功能。在一個實施例中，玻璃管是剛性的管狀玻璃預制件170，該預制件如圖1中所示定位在基座承載件100的頂部102上。如本文所述，管狀玻璃預制件170 —般可包括中空玻璃筒，該玻璃筒具有略微大于基座承載件100的頂部直徑的內徑。玻璃管可具有在幾毫米量級上的壁厚。例如，在一個實施例中，玻璃管可以是2毫米厚。然而，應當理解到玻璃管可具有大于或小于2毫米的壁厚。此外，盡管管狀玻璃預制件在此示出和描述成圓筒或圓筒形的，但應當理解到管狀玻璃預制件可具有各種其它的幾何構造。例如，在一個實施例中，管狀玻璃預制件170可以是橢圓形或卵形橫截面或類似的細長橫截面。管狀玻璃預制件170可包括硼硅玻璃，諸如7761派萊克斯 或類似的派萊克斯 玻璃組合物、杰德TM(JadeTM)或者伊格2000TM(Eagle 2000 )之類。在一個實施例中，當管狀玻璃預制件170通過重力被饋送到基座承載件100時，管狀玻璃預制件170可相對于基座承載件100以從約2rpm到約IOrpm的速率進行轉動。當管狀玻璃預制件170被饋送到基座承載件100上時，加熱系統(tǒng)118可用于將管狀玻璃預制件170加熱到高于玻璃軟化點的溫度。例如，當被饋送到基座承載件100上的玻璃管是固態(tài)玻璃預制件時，上感應線圈120可操作以將玻璃管預加熱到剛低于玻璃的軟化點的溫度。例如，當管狀玻璃預制件170包括7761派萊克斯 時，感應線圈120可用于將管狀玻璃預制件170加熱到650°C的第一溫度1\。盡管在一個實施例中被牽拉到基座承載件100上的玻璃管是固態(tài)管狀玻璃預制件170，但在另一實施例中，玻璃管起初可以是熔融玻璃管。例如，如圖2中所示，基座承載件100的頂部可聯(lián)接到包含熔融玻璃152的玻璃輸送箱150。熔融玻璃可以是硼硅玻璃組合物，諸如7761派萊克斯 或類似的派萊克斯 玻璃組合物、杰德"^或者伊格2000 之類。當熔融玻璃152離開玻璃輸送箱150并流動到基座承載件100上時，基座承載件100的頂部使熔融玻璃形成到中空管內，該中空管具有與基座承載件100的頂部直徑相同尺寸的內徑。在此實施例中，當玻璃流動到基座承載件100上時，基座承載件100可從約2rpm到約 IOrpm進行轉動。當熔融玻璃152流動到基座承載件100上時，玻璃開始空氣冷卻和固化。為了保持玻璃管在基座承載件100上的流動，加熱系統(tǒng)118可用于保持玻璃管的溫度在玻璃的軟化點之上。例如，如上所述，當玻璃被向下饋送時，上感應線圈120可用于使基座承載件100 上的玻璃保持在高于玻璃的軟化點之上的第一溫度1\。玻璃的初始饋送是重力饋送或向下牽拉或拉動到基座承載件100上，直到玻璃可置于與牽拉機構128的牽引輪接觸為止。此后，重力饋送和用牽拉機構1 牽拉的組合用于保持玻璃在基座承載件100上被連續(xù)牽拉。現(xiàn)參見圖1-4，當玻璃170到達基座承載件100的上中部104時，玻璃可進一步由中感應線圈122加熱到高于玻璃軟化點的第二溫度T2以增大玻璃的塑性流動。例如，當玻璃是7761派萊克斯 時，第二溫度T2可以是約885°C。一旦預制件的玻璃被加熱高于軟化溫度，當玻璃被向下饋送時，基座承載件上的玻璃變得柔軟并且一般符合基座承載件100 的形狀。因此，由于基座承載件100的上中部104的形狀，當軟化玻璃171被牽拉到基座承載件100的上中部104上時，軟化玻璃171的直徑既膨脹(例如，軟化玻璃171的周緣增大)又變薄(例如，軟化玻璃171的厚度減小)。現(xiàn)參見圖4和5，當軟化玻璃171被牽拉到基座承載件100上時，特別是當軟化玻璃171被牽拉到基座承載件100的上中部104、下中部106和底部108上時，軟化玻璃171 被支承或懸于基座承載件100的表面上，因而，在基座承載件100和軟化玻璃171之間沒有機械接觸。這通過將諸如壓縮氮氣之類的壓縮流體經(jīng)由流體供給通道112供給到基座承載件100的內部腔室116來完成。內部腔室中的流體壓力可從約0. 5到約;3bar，因而，加壓流體的通量經(jīng)基座承載件100的多孔側壁排出。穿過多孔側壁的流體通量將軟化玻璃171 沿徑向向外吹離基座承載件100的表面，由此使軟化玻璃171進一步膨脹和變薄，同時防止軟化玻璃171與基座承載件100的表面接觸。例如，如圖5中所示，軟化玻璃171可通過流體通量而支承于基座承載件100的側壁110的表面上方小于約200微米、較佳地小于約150 微米、更佳地小于約120微米的距離S。應當理解到軟化玻璃171的膨脹和變薄由于基座承載件的形狀而主要發(fā)生在基座承載件100的上中部104上。發(fā)生在軟化玻璃171內的徑向膨脹量可與基座承載件100 的形狀和尺寸以及經(jīng)過基座承載件100的側壁110的流體通量有關(例如，流體通量越大， 軟化玻璃171被越遠地吹到或懸于基座承載件100上)。軟化玻璃171的變薄或厚度減小量可以取決于基座承載件100的形狀和尺寸、經(jīng)過基座承載件100的側壁110的流體通量、 玻璃被饋送到基座承載件100上的速率以及玻璃通過牽拉機構1 被牽拉到基座承載件 100上的速率。一般來說，軟化玻璃被牽拉得越快，軟化玻璃變得越薄。又參見圖1-4，在軟化玻璃171在基座承載件100的上中部104上膨脹和變薄之后，下中部106使軟化玻璃過渡到基座承載件100的底部108，在那里，軟化玻璃171被校準成其最終尺寸。當軟化玻璃171橫穿基座承載件100的底部108時，玻璃的溫度快速降低到玻璃的軟化點以下，以使玻璃固化，因而，玻璃保持其圓筒形狀和厚度。例如，當玻璃是7761派萊克斯 時，下感應線圈IM可設定成將玻璃加熱到810°C的溫度，因而，玻璃可快速空氣冷卻到“冷凍”成期望尺寸。在冷卻到軟化點下之后，玻璃管(現(xiàn)在為經(jīng)膨脹的玻璃管17 與牽拉機構1 接觸，該牽拉機構在經(jīng)膨脹的玻璃管172上施加向下牽拉力和切向力或轉動力。如上所述，當玻璃高于玻璃應變點時，牽拉機構1 的牽引輪130、132可與經(jīng)膨脹的玻璃管172接觸。例如，當玻璃是7761派萊克斯時，牽拉機構1 在玻璃具有約600°C的溫度時與經(jīng)膨脹的玻璃管172接觸。在經(jīng)膨脹的玻璃管172被向下牽拉之后，經(jīng)膨脹的玻璃管172可如上所述被切割成連續(xù)玻璃板400。更具體地，經(jīng)膨脹的玻璃管172沿牽引輪的行進路徑被切割，由此消除由牽引輪與玻璃的機械接觸所引起的任何缺陷。在本文所述和所示的實施例中，管子被螺旋面形或螺旋形地切割以將膨脹玻璃管形成為連續(xù)玻璃板。此后，連續(xù)玻璃板400可借助于收卷機構160而卷繞在儲存芯軸或輥子上。本文所述的系統(tǒng)和方法可用于從玻璃管形成連續(xù)玻璃板。更具體地，本文所述的方法和系統(tǒng)可用于形成具有小于約150微米、更佳地是小于約100微米以及最佳地是小于約50微米厚度的連續(xù)玻璃板。因為在形成玻璃板過程中減小了與玻璃機械的接觸，所以使用本文所述的系統(tǒng)和方法形成的連續(xù)玻璃板可具有較小的表面粗糙度。例如，連續(xù)玻璃板可具有小于約2納米Ra，更佳為小于約1納米Ra且最佳為小于約0. 6納米Ra的表面粗糙度。此外，應當理解到本文所述的方法和系統(tǒng)可用于形成具有各種寬度的玻璃板。例如，具有約700毫米最大外徑(例如，底部的直徑)的基座承載件可用于生產(chǎn)具有高達約 2. 1米寬度的連續(xù)玻璃板。然而，應當理解到相同的基座承載件通過調節(jié)切斷裝置的斜度和 /或基座承載件上的玻璃饋送和牽拉速率還可用于形成玻璃窄帶。實例通過下述實例來進一步闡釋上述實施例。實例1具有56毫米內徑、60毫米外徑和2毫米厚度的7761派萊克斯⑧的中空管狀玻璃預制件(軟化點=820°C、應變點=4580C )設置在基座承載件上，該基座承載件具有55. 4 毫米外徑的頂部、102毫米外徑的底部和6毫米厚度T的側壁。管狀玻璃預制件相對于基座承載件100以4rpm進行轉動。當預制件以100毫米/分鐘的速率被牽拉到基座承載件上時，管狀玻璃預制件在基座承載件的頂部附近被加熱到650°C的第一溫度T1，在基座承載件的上中部附近被加熱到885°C的第二溫度T2，并在基座承載件的底部附近被加熱到810°C 的第三溫度T3。管狀玻璃預制件的軟化玻璃通過向基座承載件的內部腔室提供壓力為約 0. Sbar的加壓氮氣流而被吹到和懸浮到距離基座承載件上方約120微米的距離處，這些氮氣流又經(jīng)過基座承載件的側壁被排出。在被牽拉到基座承載件上之后，膨脹的玻璃管被冷卻到低于軟化溫度。管狀玻璃預制件的最終周緣從約60毫米增大到約102毫米，同時管狀玻璃預制件的厚度從2毫米減小到約50微米。此后，玻璃被切割且用翟柯(Zygo)表面度量儀器在切割的玻璃上進行表面粗糙度測量。切割的玻璃具有小于約0. 6納米Ra的表面粗糙度，這歸因于從管狀玻璃預制件形成玻璃的非接觸方法。本文所述的方法和系統(tǒng)的一個優(yōu)點是能夠從圓筒形玻璃進料形成連續(xù)玻璃板的能力，該玻璃板足夠撓性地卷繞到儲存芯軸上。因為玻璃板是連續(xù)的，所以玻璃可用于從單卷玻璃形成較大或較小的各板。此外，卷起的連續(xù)玻璃板可便于將材料包含到玻璃可精確地從單一源送出并切斷成一定尺寸的大批量商業(yè)生產(chǎn)操作中，由此減少許多單獨形成的玻璃板所需的處理操作。除了使用本文所述的方法和系統(tǒng)形成的連續(xù)玻璃板的特征之外，本文所述的方法和系統(tǒng)還環(huán)保。例如，本文所述的系統(tǒng)是相對緊湊的系統(tǒng)，僅該系統(tǒng)的內部以非常有限的加熱損失加熱到外部環(huán)境溫度。此外，由該過程消耗或釋放的氮氣量也相對較低。最后，在加熱玻璃時消耗的功率相比于其它玻璃成形操作是相對較低的。對本領域的技術人員來說很明顯，可對在此描述的實施例進行各種修改和變化， 而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本文所述的實施例想要覆蓋落入所附權利要求書和其等同物范圍內的任何改型和變型。
權利要求
1.一種用于形成連續(xù)玻璃板的方法，所述方法包括通過將玻璃管牽拉到基座承載件上而使玻璃管變薄和膨脹，所述基座承載件包括形成內部腔室的多孔側壁，其中，所述基座承載件的直徑在所述基座承載件的頂部和所述基座承載件的底部之間增大，且當所述玻璃管被牽拉到所述基座承載件上時，所述玻璃管被保持在高于玻璃軟化點的溫度；當所述管被牽拉到所述基座承載件上時，用加壓流體沿徑向將所述玻璃管吹離所述基座承載件，從而使所述玻璃管懸于所述基座承載件之上，這些加壓流體被供給到所述內部腔室并從所述多孔側壁排出； 使所述玻璃管冷卻；以及切割所述玻璃管以形成連續(xù)玻璃板。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括將所述連續(xù)玻璃板卷繞到儲存芯軸上。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃管是熔融玻璃，且所述方法還包括當所述玻璃管被牽拉到所述基座承載件上時，將所述玻璃管冷卻到高于玻璃軟化點的溫度。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，當所述玻璃管被牽拉到所述基座承載件上時，所述玻璃管被空氣冷卻。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃管是固態(tài)玻璃預制件，且所述方法還包括當所述玻璃管被牽拉到所述基座承載件上時，將所述玻璃管加熱到高于玻璃軟化點的溫度。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括當所述玻璃管被牽拉到所述基座承載件上時，使所述玻璃管相對于所述基座承載件轉動。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括當所述玻璃管被牽拉到所述基座承載件上時，使所述基座承載件相對于所述玻璃管轉動。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基座承載件包括所述頂部、上中部、下中部和所述底部，其中所述頂部是大體圓筒形的； 所述上中部是大體錐形的； 所述下中部是大體球形的；以及所述底部是大體圓筒形的。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，用設置在所述基座承載件周圍的加熱系統(tǒng)來將所述玻璃管的溫度保持在高于玻璃的軟化溫度的溫度，并且所述加熱系統(tǒng)與從所述基座承載件排出的加壓流體協(xié)作以將玻璃的溫度保持在高于玻璃的軟化溫度的溫度。
10.一種用于形成連續(xù)玻璃板的系統(tǒng)，包括基座承載件、加熱系統(tǒng)、牽拉機構和切斷裝置，其中所述基座承載件包括形成用于容納加壓流體的內部腔室的多孔側壁，其中，所述基座承載件的直徑在所述基座承載件的頂部和所述基座承載件的底部之間增大，且所述基座承載件能操作以經(jīng)過所述多孔側壁排出所述加壓流體，因而，當加熱的玻璃管被牽拉到所述基座承載件上時，加熱的玻璃管沿徑向被吹離所述基座承載件，由此，使所述玻璃管懸于所述基座承載件之上；所述加熱系統(tǒng)圍繞所述基座承載件并與從所述基座承載件排出的加壓流體協(xié)作，以調節(jié)被牽拉到所述基座承載件上的玻璃管的溫度；所述牽拉機構設置在所述基座承載件下方并包括至少一個牽引輪，所述牽引輪定位成與所述玻璃管接觸并將所述玻璃管沿向下的方向牽拉到所述基座承載件上；以及所述切斷裝置定位在所述牽拉機構下方并能操作以將所述玻璃管切割成連續(xù)玻璃板。
11.如權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于將所述連續(xù)玻璃板卷繞到儲存芯軸上的收卷機構。
12.如權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基座承載件包括頂部、上中部、下中部和底部，其中所述頂部是大體圓筒形的；所述上中部是大體錐形的；所述下中部是大體球形的；以及所述底部是大體圓筒形的。
13.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱系統(tǒng)能操作以沿所述基座承載件的軸向長度提供至少兩個溫度區(qū)域。
14.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基座承載件能操作以相對于所述加熱系統(tǒng)轉動。
15.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述牽拉機構的所述至少一個牽引輪包括三對相對的牽引輪。
全文摘要
一種用于從玻璃管形成連續(xù)玻璃板的方法包括通過將玻璃管牽拉到包括形成內部腔室的多孔側壁的基座承載件上來使玻璃管膨脹和變薄。基座承載件的直徑可在頂部和底部之間增大。當玻璃管被牽拉到基座承載件上時，玻璃管可保持在高于玻璃軟化點的溫度。當玻璃管被牽拉到基座承載件上時，玻璃管通過用加壓流體來沿徑向將玻璃管吹離基座承載件而被懸掛在基座承載件之上，這些加壓流體被供給到內部腔室并從多孔側壁排出。此后，玻璃管被冷卻并切割以形成連續(xù)玻璃板。
文檔編號C03B17/00GK102421711SQ201080021475
公開日2012年4月18日 申請日期2010年5月11日 優(yōu)先權日2009年5月13日
發(fā)明者R·唐蓋, T·L·達努克斯 申請人:康寧股份有限公司