專利名稱：玻璃板組合件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型一般地涉及玻璃板成形后操作。更具體地，本實用新型涉及用于防護 玻璃板邊緣的方法和設(shè)備。本實用新型特別涉及改善玻璃板切割而成的邊緣的強度并取代 傳統(tǒng)的高成本邊緣精加工(finishing)工藝和設(shè)備。本實用新型可以例如用于改善IXD玻 璃基材的玻璃邊緣品質(zhì)。
背景技術(shù)：
各種應(yīng)用要求高質(zhì)量大尺寸的玻璃板。這種例子包括液晶顯示器0XD)、其它類型 的平板顯示器(例如等離子體顯示器、場致發(fā)射顯示器、有機發(fā)光聚合物顯示器)、以及光 伏板。熔融拉制法是少數(shù)幾種能夠無需高成本的成形后表面精處理如精研(lapping)和拋 光即可產(chǎn)生玻璃板的工藝之一。熔融拉制法在美國專利US3682609(下稱“609專利”)和 3338696 (下稱“696專利”)中有描述。熔融拉制法通常涉及將熔融玻璃送入槽中并使熔融 玻璃以受控方式從槽的邊上溢流而下。從槽的邊上分流而下的熔融玻璃分流在槽的根部匯 聚成單個熔融玻璃流，拉制成連續(xù)的玻璃板。連續(xù)的玻璃板在熔融拉制機的底部分割成不 連續(xù)的片。該工藝的一個關(guān)鍵優(yōu)勢在于玻璃板的表面不接觸槽或其它成形設(shè)備的側(cè)邊，因 此是原始(pristine)的(參見696專利的第一欄第45-50行)。該工藝的另一個好處在于 所拉制的玻璃板厚度均勻(參見609專利)。成形后操作包括將玻璃板切割成所需的形狀和尺寸。切割通常是通過機械刻劃。 切割而成的方形玻璃板邊緣容易碎裂，且沖擊強度低。由于玻璃的性質(zhì)使然，玻璃板邊緣處 的小裂紋可以從玻璃板上擴展開來，使玻璃板喪失用途。避免損壞切割的玻璃板的傳統(tǒng)方 式是通過研磨和/或拋光對切割而成的玻璃板邊緣進行精加工。除了費用高之外，該方式 往往產(chǎn)生微米級的玻璃顆粒，這些顆粒會污損玻璃板的質(zhì)量表面。要求質(zhì)量表面要有高潔 凈度并且無刮痕。在精加工工藝結(jié)束后需要進行大量的清洗和干燥來清潔和洗掉所產(chǎn)生的 顆粒。在某些情況下，一些顆粒可能不可逆地粘附在潔凈的玻璃表面上，使得玻璃板在許多 應(yīng)用中喪失用途。激光刻劃可以得到優(yōu)于機械刻劃的切割邊緣。然而切割而成的方形的邊緣，即使 是通過激光刻劃產(chǎn)生的，通常也不具備在下游玻璃運送和加工步驟中避免損壞玻璃板所必 須的沖擊強度。關(guān)鍵問題是在無需后續(xù)精加工過程如研磨、拋光及洗滌的情況下提供高強 度邊緣。專利申請US2005/0090189(布朗等)描述了一種可拆卸研磨罩(shroud)，其可用 于保護玻璃板的表面在對玻璃板的切割邊緣進行研磨處理過程中不受產(chǎn)生的顆粒的影響。 完成研磨過程后，研磨罩即從玻璃板上拆除，并且在對玻璃板邊緣進行拋光時不使用該研 磨罩。邊緣精加工過程成本高，而且即使采用研磨罩技術(shù)，也難以對玻璃板進行精加工而不 把顆粒沉積在玻璃表面上。

實用新型內(nèi)容這里揭示本實用新型的若干方面。應(yīng)當理解，這些方面可以彼此重疊，也可以不重疊。如此，一個方面的某個部分可以落入另一個方面的范圍，反之亦然。除非在上下文中有 相反指示，有差異的各個方面應(yīng)當視作在范圍上彼此重疊。每個方面用諸多實施方式來說明，而實施方式進而可以包括一個或多個具體實施 方式。應(yīng)當理解，這些實施方式可以彼此重疊，也可以不重疊。如此，一個實施方式或其具 體實施方式的某個部分可以落入或不落入另一個實施方式或其具體實施方式
的范圍，反之 亦然。除非在上下文中有相反指示，有差異的各個實施方式應(yīng)當視作在范圍上彼此重疊。本實用新型的第一方面涉及玻璃板組合件。玻璃板組合件包括有邊緣表面的玻璃 板。玻璃板組合件還包括成形纖維，其第一表面接合于該玻璃板的邊緣表面，而其凸起的第 二表面不與該邊緣表面接合，以承受負載。在第一方面的第一實施方式中，該第一表面和該邊緣表面基本是平的。在第一方面的第二實施方式中，該成形纖維的寬度與該邊緣表面的寬度之比在 0.8到1.2的范圍內(nèi)。在第一方面的第三實施方式中，成形纖維由玻璃材料制成。在第一方面的第四實施方式中，玻璃板的邊緣表面在與成形纖維接合時具有第一 沖擊強度IS1 ；玻璃板組合件具有第二沖擊強度IS2 ；且IS1最多是IS2的一半。在第一方面的第五實施方式中，邊緣表面是切割而成的，未經(jīng)進一步研磨和拋光。在第一方面的第六實施方式中，若經(jīng)圓化和研磨處理，則邊緣表面具有第一靜態(tài) 接觸強度SC1 ；玻璃板組合件具有第二靜態(tài)接觸強度SC2 ；且SC2 ^ SC1。在特定具體實施 方式中，邊緣表面是切割而成的，未經(jīng)進一步研磨和拋光。在第一方面的第七實施方式中，成形纖維和玻璃板在0-300°C的溫度范圍內(nèi)其熱 膨脹系數(shù)大致相同。在第一方面的第八實施方式中，將成形纖維接合于邊緣表面的粘合材料選自(i) 玻璃料；(ii)有機粘合劑；和(iii)前述⑴和(ii)的組合。在第一方面的第九實施方式中，成形纖維基本圍繞玻璃板的所有邊緣表面。在第一方面的第十實施方式中，玻璃板經(jīng)圓化后的角受成形纖維保護。在第一方面的第十一實施方式中，成形纖維是玻璃纖維，且玻璃纖維的表面摻雜 有鈦。在第一方面的第十二實施方式中，成形纖維的表面是經(jīng)離子交換處理的表面。在第一方面的第十三實施方式中，成形纖維包含有機聚合物，在特定具體實施方 式中主要由有機聚合物組成，在其它特定具體實施方式
中，由有機聚合物組成。本實用新型的第二方面涉及一種保護其邊緣表面需得到保護的玻璃板的方法。該 方法包括(1)提供一種成形纖維，其具有可接合于該邊緣表面的第一表面和凸起的第二 表面；(II)將成形纖維的第一表面定位使之與所述玻璃板的邊緣表面呈相對關(guān)系；以及 (III)將成形纖維的第一表面與玻璃板的邊緣表面接合。在第二方面的第一實施方式中，在步驟(I)中，纖維的第一表面基本是平的。在第二方面的第二實施方式中，在步驟(I)中，成形纖維的第一表面包括保護涂 層，而且在步驟(III)之前該保護涂層被去除。在第二方面的第三實施方式中，步驟(I)包括(la)提供具有D形橫截面的預制件 以及(Ic)將該D形預制件拉制成具有大致D形橫截面的纖維。
4[0028]在第二方面的第四實施方式中，在步驟(la)中，預制件是由無機玻璃材料制備 的。在第二方面的第五實施方式中，步驟(I)在步驟(Ic)之后還包括使D形纖維進行 離子交換處理。在第二方面的第六實施方式中，步驟(I)在步驟(la)和(Ic)之間還包括使D形 纖維預制件進行鈦摻雜。從實施方式的描述和權(quán)利要求很容易了解本實用新型的其他特征。本實用新型的一個或多個方面的一個或多個實施方式具有以下優(yōu)點中的一個或 多個第一，接合于玻璃板邊緣表面的纖維可以向玻璃板的邊緣表面提供優(yōu)異保護。理 論模擬表明，特定玻璃板邊緣保護器提供與完美成形的圓邊同樣的邊緣強度性能，這比當 前的研磨圓邊高得多。第二，在玻璃板邊緣表面使用成形纖維與其它的傳統(tǒng)邊緣精加工技術(shù)相比成本效 益更高可以減少或消除附加的邊緣制備過程，比如研磨和拋光。若用玻璃材料制作，則成 形纖維可以使用現(xiàn)有纖維生產(chǎn)設(shè)施進行相對低成本的規(guī)模化生產(chǎn)。洗滌和干燥工位可以取 消或者顯著簡化。第三，減少和/或取消邊緣研磨和/或拋光解決了由于研磨和拋光而產(chǎn)生的玻璃 顆粒并粘附于玻璃板表面的問題。因研磨而產(chǎn)生的玻璃顆粒可能刮傷玻璃表面，造成在即 將沉積在表面上的薄膜產(chǎn)生瑕疵，因此要求進行嚴格且徹底的清潔。最后但并非最不重要的，纖維邊緣保護可以非常容易地實現(xiàn)。成形纖維可以通過 粘合材料固定于玻璃板邊緣。將成形纖維接合于玻璃板的邊緣可以采用相對簡單的裝備實 現(xiàn)，因而不需要額外的高資金設(shè)備的投資。纖維所提供的保護降低了對玻璃板的邊緣質(zhì)量要求。玻璃板無需為了得益于玻璃 板邊緣保護器而必須具備完美精加工的邊緣。成形纖維與玻璃板邊緣之間的粘合材料可以 充填玻璃板邊緣中的不規(guī)則間隙，在成形纖維與玻璃板邊緣之間形成高接合強度的薄層。在以下的詳細描述中提出了本實用新型的附加特征和優(yōu)點，其中的部分特征和優(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，并通過示出的描述和其權(quán)利要求書以 及附圖中所述實施本實用新型而被認可。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實用新型的示例，用來提 供理解本實用新型的性質(zhì)和特性的總體評述或結(jié)構(gòu)。包括的附圖提供了對本實用新型的進一步的理解，附圖被結(jié)合在本說明書中并構(gòu) 成說明書的一部分。附圖簡要說明


圖1是受保護玻璃板第一實施例的示意圖。圖2是
圖1所示受保護的玻璃板沿2-2線的橫截面。圖3是受保護玻璃板第二實施例的示意圖。圖4A示出保護纖維第一實施例的橫截面。圖4B示出保護纖維第二實施例的橫截面。圖4C示出保護纖維第三實施例的橫截面。[0048]圖4D示出保護纖維第四實施例的橫截面。圖4E示出保護纖維第五實施例的橫截面。圖4F示出保護纖維第六實施例的橫截面。圖4G示出保護纖維第七實施例的橫截面。圖5A說明在玻璃板邊緣設(shè)置保護纖維的方法的第一實施例。圖5B示出依據(jù)圖5A中的第一實施例在保護纖維與玻璃板邊緣之間沉積的粘合 劑。圖5C說明在玻璃板邊緣上安裝保護纖維的方法的第二實施例。圖5D示出依據(jù)圖5C中的第二實施例在保護纖維與玻璃板邊緣之間沉積粘合劑。FIG.圖6A說明在玻璃板邊緣上安裝保護纖維的方法的第三實施例。圖6B說明在玻璃板邊緣上安裝保護纖維的方法的第四實施例。圖7A示出一種用于應(yīng)力分析的圓化邊緣的玻璃板模型。圖7B示出一種用于應(yīng)力分析的受保護玻璃板模型。圖8A示出對圖7A模型的應(yīng)力分布。圖8B示出對圖7B模型的應(yīng)力分布。圖9A示出靠近圖7B模型的角落處的應(yīng)力分布。圖9B示出圖7B模型的環(huán)氧層的應(yīng)力分布。
具體實施方式
除非另有說明，本說明書和權(quán)利要求書所用的所有數(shù)值，例如成分的重量百分數(shù)、 尺寸和某些物理特性的值應(yīng)理解為在所有情況下均被術(shù)語“約”修飾。也應(yīng)理解，本實用新 型說明書和權(quán)利要求書所用的精確數(shù)值構(gòu)成本實用新型的附加實施方式。已盡力保證實施 例所揭示數(shù)值的準確度。然而，任何測定的數(shù)值必然含有見于各種測定技術(shù)的標準偏差所 造成的某些誤差。本實用新型說明書和權(quán)利要求書所用的不定冠詞“一個”或“一種”指“至少一個”， 不應(yīng)被局限為“僅一個”，除非明文做出相反指示。因此，例如，“纖維”包括具有兩個或更多 個此類“纖維”的實施方式，除非上下文中另有指示。本實用新型可以應(yīng)用于用各種成形技術(shù)生產(chǎn)的玻璃板，諸如熔融拉制法、狹縫拉 制法、浮法成形技術(shù)等。切割而成的玻璃板邊緣可能具有幾何結(jié)構(gòu)不連續(xù)性，例如裂紋、尖角、橫截面積的 變化，這些成為沿玻璃板邊緣的應(yīng)力集中因素。即，施加于玻璃板邊緣的力將集中在這些不 連續(xù)性點上，局部提升在這些不連續(xù)性點上的應(yīng)力。當這些幾何結(jié)構(gòu)不連續(xù)性點中任何一 個上的應(yīng)力超過玻璃的理論內(nèi)聚強度時，玻璃板即可能遭到破壞?？赡馨l(fā)生的破壞的一個 例子是裂紋在玻璃板上的擴展。除此之外，不論是用傳統(tǒng)的機械刻劃還是激光刻劃，切割而 成的邊緣通常是方形的，其沖擊強度低。邊緣沖擊誘發(fā)的破壞是玻璃板在輸運過程中斷裂 的另一個主要原因。為了預防對玻璃板的潛在破壞，在玻璃板邊緣上安置邊緣保護器。邊 緣保護器攔截取指向玻璃板的任何作用力并將該作用力分布在相對于幾何結(jié)構(gòu)不連續(xù)性 點的面積而言較大的面積內(nèi)。其結(jié)果是，減少幾何結(jié)構(gòu)不連續(xù)性所受的力以及所產(chǎn)生的應(yīng) 力。此外，設(shè)計過的邊緣保護性纖維由于其圓(凸起)的形狀以及最小表面瑕疵而可以提
6供顯著升高的沖擊強度。當測定要保護的玻璃和受保護玻璃板組合件的沖擊強度時，向邊緣表面施加預定 的沖擊力矩(在數(shù)量和方向兩方面)。測試件能承受刺激不發(fā)生斷裂的百分比可用作沖擊 強度的指標IS。玻璃板在與保護纖維接合之前具有沖擊強度IS1，在纖維與玻璃板之間接 合后的玻璃板組合件具有沖擊強度IS2。依據(jù)本實用新型的特定實施方式，IS2 ^ 2 . IS1。 因而，對IS2 ^ 2-IS1情況，當受到相同的沖擊力矩時，如果未受保護的玻璃板完好率是x， 則受保護玻璃板的完好率至少是2x。在特定的其它實施方式中，IS2 > 2. 5 IS1 ；在特定 的其它實施方式中，IS2 ^ 3.0 IS1，在特定的其它實施方式中，IS2 ^ 4 IS1。四點彎曲試驗通常用來測定玻璃板或受保護玻璃板組合件的靜態(tài)接觸強度。如果 邊緣表面經(jīng)研磨并圓化處理但不接合保護纖維，則玻璃板的靜態(tài)接觸強度是SC1。受保護玻 璃板組合件的邊緣表面接合上保護纖維，具有靜態(tài)接觸強度SC2。甚至對于受護玻璃板組合 件包括在切割時受保護邊緣表面的玻璃板(即未經(jīng)進一步研磨和圓化)的本實用新型實施 方式而言，SC2彡SC1也成立。因而，接合的保護纖維提供至少與邊緣研磨和圓化處理同樣 的靜態(tài)接觸強度提高。下面將參照附圖對本實用新型的特定實施方式進行詳細描述。附圖中的附圖標記 具有以下含義100 玻璃板組合件；102 邊緣保護器，成形纖維；103 玻璃板的上表面；104 玻 璃板的邊緣表面；105 玻璃板的下表面；106 :玻璃板；108 保護纖維的接合表面；110 保 護纖維的凸起表面；112 纖維橫截面的角；114 纖維橫截面的角；116 粘合材料；120 保 護涂層；122、124 機械式去除器；127 彈簧；128 噴嘴；130 紫外光源；132 對準定位器； 134 :V形凹槽；136 通道(channel) ；138 壁；140 加熱元件；150 圓邊玻璃板模型；152 受保護玻璃板模型。
圖1顯示玻璃板組合件100，為了改善邊緣表面104的接觸強度和沖擊強度，有多 個邊緣保護器102接合在玻璃板106的邊緣表面104上。圖2顯示，玻璃板106的邊緣表 面104是垂直于玻璃板106的上表面103和下表面105的玻璃板106的側(cè)表面，其寬度等 于玻璃板106的寬度T。邊緣表面104可以是切割形成的表面，即在玻璃板106切割后未 經(jīng)精加工的表面，通常是平的、方形的?；蛘撸吘壉砻?04可以經(jīng)過精加工過程。然而，邊 緣保護器102的使用能夠省略邊緣表面104的精加工同時又實現(xiàn)沖擊強度的改善。在
圖1 所示的實施例中，有四個邊緣保護器102接合在玻璃板106的四個邊緣表面104上。邊緣 保護器102提高了其所接合的邊緣表面104的沖擊強度(將切割而成的邊緣表面104的沖 擊強度作為基準)?？梢允褂昧硗獾幕蜉^少的邊緣保護器102來保護玻璃板106的邊緣表 面104。圖3顯示了其中有單個邊緣保護器102接合于玻璃板106的邊緣104以便提高玻 璃板106的邊緣表面104的沖擊強度的實施例。在圖3所示的實施例中，邊緣表面104是 一個連續(xù)表面，這使得使用單個邊緣保護器102成為可能。邊緣保護器102的使用不局限 于如
圖1所示的長方形玻璃板，也不局限于如圖3所示具有圓化角的長方形?？梢詫⒏鬟?緣保護器102制成具有充分撓性以便接合到線性輪廓、曲面輪廓、或線性與曲面輪廓組合 的邊緣表面上?；氐?br> 圖1，并不強制把邊緣保護器102接合到玻璃板106的所有邊緣表面104上。 例如，有可能將邊緣保護器102接合到玻璃板106上所選擇數(shù)量的邊緣表面104，同時將其余邊緣表面104或者進行精加工或者保持原切割狀態(tài)。然而，為了完整獲益于本實用新型， 較好的做法是玻璃板106的所有邊緣表面104都用一個或多個邊緣保護器102保護起來。 在玻璃板106進行進一步的制造步驟時，諸如在制作LCD面板時在玻璃表面沉積薄膜，或者 進行其它輸運步驟時，邊緣保護器102可以保持接合于玻璃板106的邊緣表面104上。當 不再需要邊緣保護時，邊緣保護器102可以使用任意適當方法從玻璃板106上去除。例如， 玻璃板106可以在非常接近邊緣表面104的地方進行修整，切除邊緣保護器102。也有可能 去除邊緣保護器102與玻璃板106之間的粘合材料。然而，必須小心謹慎以防損壞玻璃板 106?；蛘?，如果邊緣保護器102不會干擾玻璃產(chǎn)品的最后觀感，即使不再需要邊緣保護， 邊緣保護器102仍可以原位保留。各邊緣保護器102可是成形纖維。成形纖維包括但不限于傳統(tǒng)的有芯纖維。然而， 在特定實施方式中需要使用無芯的實心纖維。從圖2可以更清楚地看到，成形纖維102有 用于接合到玻璃板106的邊緣表面104上的接合表面108以及用于接收沖擊負載并擴散導 向玻璃板106邊緣表面104的負載表面110。在處于接合位置時，接合表面108沿玻璃板 106的邊緣表面104展開，而負載表面110沿離開接合表面108向外且離開玻璃板106的邊 緣表面104向外的方向延伸。采用這一構(gòu)造，負載表面110將截取導向玻璃板106邊緣表 面104的任何沖擊負載。接合表面108的形狀可以加以選擇，與成形纖維102將要貼附于 其上的玻璃板106邊緣表面104的形狀相匹配。接合表面108通常是個平面，因邊緣表面 104通常是平的。接合表面108可以是平滑的或者是有紋理的。負載表面110可以描述為 一個凸面。用“凸面”一詞來描述所有沿離開接合表面108向外的方向延伸的表面。如以 下參照圖4A-4F所示，“凸面”可以是圓的也可以不是圓的(在有關(guān)凸面時用“圓”的含義是 該凸面系球面、橢圓面、拋物線面、或其它類似形狀表面的一部分)。與接合表面108的情況 一樣，負載表面110可以是平滑的或是有紋理的。成形纖維102的橫截面形狀可以進一步 描述為大致“D”形或者更廣義地說系非對稱性的。成形纖維102的橫截面形狀通常是使得 負載表面110的表面積大于接合表面108的表面積。符合以上描述的成形纖維102橫截面形狀的非限制性例子示于圖4A-4F。如圖 4A-4F所示，負載表面或凸表面110可以是由單一表面組成，如圖4F所示，或者是連接在一 起的表面的組合，如圖4A-4E所示。表面的組合可以包括當連接起來形成上述凸面的平面 和/或曲面。當負載表面或凸表面110包括連接在一起的表面的組合時(圖4A-4E)，鄰接 表面之間的角112經(jīng)圓化處理以便避免在負載表面或凸面110中產(chǎn)生應(yīng)力集中因素。負 載表面或凸面110與接合表面108之間的角114可以是圓化的(圖4E和4F)或尖角(圖 4A-4D)。現(xiàn)在參照圖4A解釋選擇成形纖維102的高度和寬度時的考率因素。在圖4A中， 標明了成形纖維102的高度H和寬度W。寬度W是沿接合表面108測量的，而高度H是在垂 直于接合標明108的方向上測量的。寬度W由W = fxT得到，其中f是一個在0.8至1.2 范圍內(nèi)的因子，而T(圖2)是玻璃板的厚度(例如圖2中的106)，同時也是邊緣表面(例如 圖2中的104)的寬度。高度H大于0. 3xW但小于3xW。在一些實施例中，成形纖維102是 相對撓性的，所以可以繞在卷軸上。這種撓性可以通過使成形纖維102的高度非常小來實 現(xiàn)。在一些實施例中，可以繞在卷軸上的成形纖維的高度H小于500微米。在一些實施例 中，可以繞在卷軸上的成形纖維的高度H小于400微米。在一些實施例中，可以繞在卷軸上
8的成形纖維的高度H小于300微米。一般而言，高度H越小，成形纖維102的撓性越大。然 而，成形纖維102的撓性應(yīng)當與成形纖維102的強度相平衡?？梢岳@在卷軸上的成形纖維 102簡化了將成形纖維102接合到玻璃板(圖2中的106)上去的任務(wù)，并節(jié)省貯存空間。回到圖2，成形纖維102可以用具有或者加工后具有類似于玻璃板106的機械性 能的材料制作，所述機械性能例如熱膨脹系數(shù)和高溫強度。成形纖維102可以由有機或無 機材料制作。在一些實施例中，成形纖維102的材料可以選自玻璃、高強度聚合物、塑料、 金屬、及復合材料。在一些實施例中，成形纖維102和玻璃板106在0-300°C的溫度范圍內(nèi) 其熱膨脹系數(shù)(CTE)大致相同。所謂“大致相同的CTE”是指成形纖維102與玻璃板106 的材料之間的CTE差小于玻璃板在0-300°C溫度范圍內(nèi)CTE的20%。在特定實施方式中， 成形纖維102與玻璃板106的材料之間的CTE差小于玻璃板在0-300°C溫度范圍內(nèi)CTE的 10%。在特定實施方式中，成形纖維102與玻璃板106的材料之間的CTE差小于玻璃板在 0-300°C溫度范圍內(nèi)CTE的5%。在特定實施方式中，成形纖維102與玻璃板106的材料之 間的CTE差小于玻璃板在0-300°C溫度范圍內(nèi)CTE的2%。各成形纖維102通過粘合材料 116固定到玻璃板106的邊緣表面104上。可以使用不同類型的粘合材料在成形纖維102 與玻璃板106之間形成高強接合，所用的粘合材料的類型通常取決于成形纖維102和玻璃 板106的材料。在一些實施例中，可用的粘合材料是快速固化的。在一些實施例中，可用的 粘合材料在高溫，例如最高達400°C時具有耐久性。在一些實施例中，可用的粘合材料在固 化前其粘度低，例如低于1000厘泊。在一些實施例中，該低粘度低于500厘泊。在一些實施 例中，該低粘度低于10厘泊。在一些實施例中，該低粘度低于5厘泊。粘合材料116可以 選自玻璃料、有機粘合劑、或玻璃料與有機粘合劑的組合。在一些實施例中，粘合材料116 能夠承受玻璃板106的后續(xù)加工條件。合適的粘合材料的例子是無需添加溶劑為透明的可 紫外線(UV)固化的環(huán)氧樹脂。當暴露于紫外線時，可紫外線固化環(huán)氧樹脂凝膠在幾秒鐘內(nèi) 即可固化，產(chǎn)生強韌的有彈性的接合。高溫粘合材料的商品例子包括ReSbOndTM940快速固 化粘合劑和Durabond 金屬復合物，能夠在650°C發(fā)揮作用。這些環(huán)氧樹脂粘合材料可以 在室溫或升高溫度下固化。為縮短固化時間，粘合材料可以加熱到例如80°C至200°C的溫 度范圍。加熱可以用任何合適的熱源完成，例如工作波長在粘合材料吸收范圍內(nèi)的高功率 激光束。對粘合材料加熱還會降低粘合材料的粘度。低粘度的粘合材料使得能在成形纖維 102與玻璃板106邊緣表面104之間實現(xiàn)薄層粘合材料116。如果成形纖維102是用玻璃 材料構(gòu)成的，可以用玻璃料薄層作為粘合材料116。可以對玻璃料加以設(shè)計以便在高達數(shù)百 度的高溫下發(fā)揮作用而不發(fā)生性能退化。在一些實施例中，玻璃料包含一種或多種選自下 組的吸收離子鐵、銅、釩、釹。玻璃料還可用填料摻雜，例如轉(zhuǎn)化填料(inversion filler) 或添加劑填料，填料降低玻璃料的熱膨脹系數(shù)以匹配或基本上匹配玻璃板106及成形纖維 102的熱膨脹系數(shù)。幾種示例性玻璃料的組成描述于美國專利US6998776 (Aitken等，2006 年)和 7407423 (Aitken 等，2008 年)?？梢郧懈畛筛鞣N長度以便用作邊緣保護器102的成形纖維可以用各種工藝制作。 在一個實施例中，成形纖維是用纖維拉制法制作的玻璃纖維。在該工藝中，將玻璃預制件或 玻璃件研磨成成形預制件，預制件的形狀就像成形纖維上述的形狀。成形預制件可以具有 的橫截面的具體例子示于圖4A-4F。然后，采用傳統(tǒng)纖維拉制工藝將成形預制件拉制成纖 維。在拉制過程中，控制溫度和拉制速度以最低限度地降低表面張力，從而使纖維的形狀保
9持與起始成形預制件的形狀相同或相似。成形纖維可以涂上一薄層保護涂料，以針對環(huán)境 污染及機械疲勞對纖維提供保護。為說明之目的，圖4G顯示的是帶有保護涂層120的圖4F 所示成形纖維。涂層的厚度可以在20-100微米的范圍內(nèi)。涂層材料可以選自聚合物、硅樹 脂、以及其它在紫外線輻照下可以快速固化的材料。涂層可以選擇為一種能夠用機械式去 除器或化學溶劑去除的涂層。成形纖維還可以用擠出法制備。用來擠出成形纖維的機器類似于注塑機。將原材 料熔融后迫使其通過型模制成長纖維。型模的形狀決定纖維的形狀。將纖維從型模擠出后， 迅即冷卻成固態(tài)形狀。長纖維可以繞在卷軸上貯存或者切割成件并堆疊在一起。與上述工 藝不同，擠出法不需要首先制作成形預制件，由此降低纖維制造成本。用該方法制成的纖維 也可以涂上如上所述的薄層保護涂料(示于圖4G)。成形纖維還可以用坩堝法制作。在坩堝法中，原材料裝填到在底部有噴嘴的可以 加熱的坩堝中。將原材料高溫熔融，變成液體并流過噴嘴，在離開噴嘴時即迅速冷卻形成纖 維。噴嘴的橫截面形狀決定纖維的形狀。用該方法制成的纖維也可以涂上如上所述的薄層 保護涂料(示于圖4G)。如上所述制造的成形纖維的強度可以通過各種強化技術(shù)加以提高。例如，可以在 成形纖維的表面上沉積二氧化鈦摻雜的石英玻璃薄層(或者成形纖維可以摻雜鈦)以提供 優(yōu)異的抗疲勞性。例如，美國專利US6487879(Blackwell等，2002年)描述了一種在表面上 沉積二氧化鈦摻雜的石英玻璃作為載體的方法。在制成成形纖維的纖維拉制方法中，預制 件或拉制的纖維可以摻雜鈦。成形玻璃纖維可以通過離子交換以化學方式加以強化。例如，美國專利 US5674790(AraUjO，1997年)描述了通過離子交換的化學增強法。通常，玻璃纖維結(jié)構(gòu)中存 在的可以交換諸如K+等較大堿金屬離子的諸如Li+和Na+等較小堿金屬離子可以使玻璃纖 維組成適合進行通過離子交換的化學強化處理。離子交換過程通常發(fā)生在不超過玻璃的轉(zhuǎn) 變溫度的高溫范圍內(nèi)。將玻璃纖維浸入包含堿金屬鹽的熔浴中，其中堿金屬的離子半徑大 于玻璃中所包含的堿金屬離子的離子半徑。玻璃中較小的堿金屬離子交換了較大的堿金屬 離子。例如，可以將含Na+的玻璃板浸在硝酸鉀(KN03)熔浴中。熔浴中的較大K+將置換玻 璃中的較小Na+。在原先由Na+占據(jù)的位點上出現(xiàn)大的鉀離子，在玻璃表面上或近表面處形 成了壓縮應(yīng)力。玻璃纖維在離子交換之后進行冷卻。玻璃中離子交換的深度受玻璃纖維組 成控制。當正確地實施強化技術(shù)之后，可以形成抗刮擦纖維或纖維表面。提高成形纖維強度的另一種方式是如上所述地在纖維上涂上保護材料。保護材料 在纖維運輸或卷繞時保護纖維。一旦纖維附著到玻璃板的邊緣上，涂層即完成其使命，所 以可以從纖維上除去。為此原因，該涂層可以是一種能用常規(guī)機械方法從纖維上除去的，比 如燒掉或者用機械工具，或者溶解在化學溶劑中。在將纖維應(yīng)用到玻璃板邊緣之前或同時 可以將涂層去除。圖5A說明了一種從頂部將成形纖維102定位到玻璃板106的邊緣表面104上的 方法。成形纖維102可以從卷軸(未示出)上展開來。在本實施例中，成形纖維102有一 層保護涂層120。保護涂層120可以在成形纖維102安裝到玻璃板106的邊緣表面104上 時除去?？梢允褂貌粫羵w維表面但能除去軟涂層的機械式涂層去除器122、124。在圖 5B中，粘合材料116通過噴嘴128沉積到玻璃板邊緣表面104，噴嘴128的開口稍小于玻璃板106的厚度，并沿玻璃板106的邊緣表面104運動。在成形纖維102之上的機械式涂層 去除器122用作為位置保持器，將成形纖維102保持與玻璃板邊緣表面104對齊并向成形 纖維102施加作用力，使成形纖維102與玻璃板106的邊緣表面104良好接觸。可以用類 似的步驟將成形纖維從底部定位在玻璃板106的邊緣表面104上，如圖5C和5D所示。在 圖5C和5D的方法中，粘合材料116沉積在纖維102上而不是玻璃板102的邊緣表面104 上。帶有粘合材料116的纖維102隨后與玻璃板106的邊緣表面104相接觸。一旦成形纖維102、粘合材料116及邊緣表面104正確定位，即可執(zhí)行其它工藝以 保證在成形纖維102與玻璃板106的邊緣表面104之間形成高強度接合。例如，如果粘合 材料116是可紫外線固化的環(huán)氧樹脂，可以用紫外光源130 (圖5B和5D)將粘合材料固化。 或者，如果粘合材料是熱活化粘合材料，紫外光源130即可用合適的加熱源替換，施加必要 的熱量以活化粘合材料。如果粘合材料是玻璃料，玻璃料可以用輻照源熔化，例如激光器或 紅外燈，熔化的方式是使玻璃料在玻璃板106的邊緣表面104與成形纖維102之間形成強 密封層。這些附加的接合過程可以發(fā)生于將各段成形纖維102和粘合材料116定位在玻璃 板106的玻璃表面104上時。噴嘴128、機械式去除器(圖5A中的122、124)及紫外光源 130(視情況也可以是熱源或輻照源)可以安置于臺架(未示出)上并沿玻璃板106的邊 緣表面104運動，從而使成形纖維102與玻璃板106邊緣表面104的接合是一個連續(xù)的過 程。圖6A說明了另一種將成形纖維102附著到玻璃板106的邊緣表面104上的方法。 在此情況下，成形纖維102不包含在將成形纖維102接合到玻璃板106的邊緣表面104上 之前需要去除的保護涂層。在該方法中，設(shè)置了具有V型凹槽134以及在V形凹槽134之 上的通道136的對準定位器132。成形纖維102定位在V形凹槽134中，平面108朝上。粘 合材料116施涂于成形纖維102的接合表面108上。然后，將玻璃板106裝入通道136中， 使玻璃板106的邊緣表面104與成形纖維102的接合表面108接觸。通道136中的彈簧構(gòu) 件127使玻璃板106在通道136內(nèi)居中，并將玻璃板106與成形纖維102對齊。玻璃板106 的邊緣表面104通過粘合材料116與成形纖維102的接合表面108接觸后，根據(jù)粘合材料 116的性質(zhì)，即可以進行其它過程以在邊緣表面104與成形纖維之間形成高強接合，如上所 述。例如，如果粘合材料116是可紫外線固化的環(huán)氧樹脂粘合材料，例如，對準定位器132 的壁中至少一個，例如壁138，是對紫外光透明的，從而可以使用來自紫外光源130的紫外 光來固化粘合材料116?；蛘?，如圖6B所示，如果粘合材料116是可熱固化的粘合材料，對 準定位器132可以包括一個或多個加熱元件140以加熱成形纖維102或玻璃板106，從而 使粘合材料116可以在短時間內(nèi)固化。如果粘合材料116是玻璃料，可以使用將粘合材料 116暴露于輻照中的合適方法。在圖6B中，粘合材料116可以在玻璃板106與對準定位器132中的成形纖維102 接觸之前施涂到玻璃板106的邊緣表面104上。粘合材料116可以用相對快的技術(shù)施涂。 例如，可以在比玻璃板106長的容器(未示出)中加入粘合材料并流平(leveled)。然后 可將玻璃板106與容器中的粘合材料的表面對齊，從而當玻璃板106的邊緣表面104觸及 容器中的粘合材料時，整個邊緣表面104被均勻的一層粘合材料潤濕?；蛘?，可以用壓印技 術(shù)將粘合材料施涂到玻璃板106的邊緣表面104。該技術(shù)涉及將粘合材料加入多孔性材料 (未示出)，例如海綿中，并用該多孔性材料接觸玻璃板106的邊緣表面104。當擠壓多孔性
11材料或?qū)ζ涫簳r，粘合材料會從孔中流出，即使在多孔性材料離開該表面之后仍保留在 玻璃板106的邊緣表面104上。帶有粘合材料的玻璃板106隨后可以裝入對準定位器132 中與成形纖維102接觸?？梢允褂萌我馄渌に囀拐澈喜牧瞎袒缫陨纤忉?。實施例用有限元分析(FEA)來評估當通過粘合劑材料接合到玻璃板邊緣時成形纖維在 保護玻璃板免遭破壞方面的有效性。實施例1圖7A和7B顯示了在FEA中所用的模型。圖7A中的模型是有圓化邊的玻璃板150。 該模型用作基準，因為圓化邊在降低應(yīng)力方面提供最佳性能。圖7B中的模型是如上所述的 受保護玻璃板152，保護性玻璃纖維通過環(huán)氧樹脂接合在玻璃板邊緣上。如圖7A和7B所 示，在FEA中使用半對稱性(half-symmetry)。假定是平面應(yīng)變狀況。為兩個模型定義接觸 界面。在各接觸界面的目標表面上施加0. OOlmm的位移負載，以在玻璃板的邊緣處向各玻 璃板施加壓縮作用。FEA表明，圓化邊玻璃板(圖8A)中最大第一主應(yīng)力為99. 7MPa，而帶有成形纖維 的受保護玻璃板(圖8B)為96. IMPa0最大第一主應(yīng)力之差小于5%，這從邊緣保護看是 基本相同的。在用成形纖維保護的受保護玻璃板中，最大第一主應(yīng)力在靠近玻璃板的角處 (圖9A)僅僅為4. 33MPa。成形纖維的使用使角處的最大應(yīng)力降低了 20多倍。圖9B顯示 了玻璃板與成形纖維之間的環(huán)氧樹脂薄層上的應(yīng)力分布，其中最大第一主應(yīng)力為7. 63MPa, 這顯著地低于纖維表面的應(yīng)力。(上面對受保護玻璃板報道的為96. IMPa的最大第一主應(yīng) 力發(fā)生在纖維表面。)該結(jié)果清楚地顯示，使用附著在玻璃板上的成形纖維顯著地降低了在 邊緣發(fā)生裂紋或損壞，因此向玻璃板提供了優(yōu)異的保護作用。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，明顯可以對本實用新型進行各種修改和變動而不會背 偏離本實用新型的范圍和構(gòu)思。因此，本實用新型意圖覆蓋本實用新型的修改和變動，只要 這些修改和變動在權(quán)利要求及其等同方案的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種玻璃板組合件，包括具有邊緣表面的玻璃板；成形纖維，具有與所述玻璃板的邊緣表面接合的第一表面，以及不與邊緣表面接合的凸起的第二表面，用于承受負載。
2.如權(quán)利要求1所述的玻璃板組合件，其特征在于，所述成形纖維的寬度與所述邊緣 表面的寬度之比在0. 8到1. 2的范圍。
3.如權(quán)利要求1或2所述的玻璃板組合件，其特征在于所述玻璃板的邊緣表面在未與所述成形纖維接合時具有第一沖擊強度ISI ； 所述玻璃板組合件具有第二沖擊邊緣強度IS2 ；并且 ISl最多是IS2的一半。
4.如權(quán)利要求1所述的玻璃板組合件，其特征在于 所述邊緣表面是切割形成，未經(jīng)進一步研磨和拋光。
5.如權(quán)利要求1所述的玻璃板組合件，其特征在于若經(jīng)圓化和研磨處理，所述邊緣表面具有第一靜態(tài)接觸強度SCl ； 所述玻璃板組合件具有第二靜態(tài)接觸強度SC2 ；并且 SC2 彡 SCl。
專利摘要本實用新型涉及一種玻璃板組合件，其包括具有邊緣表面的玻璃板和成形纖維。成形的纖維具有與所述玻璃板的邊緣表面接合的第一表面，和不與所述邊緣表面接合的凸起的第二表面，以承受負載。
文檔編號B32B7/12GK201761114SQ201020138428
公開日2011年3月16日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者A.劉, L.王, N.周, 徐偉, 王吉, 陳欣 申請人:康寧股份有限公司