本發(fā)明涉及借助于再拉伸而生產(chǎn)高折射薄玻璃的方法以及可用該方法獲得的高折射薄玻璃。
背景技術(shù):
從現(xiàn)有技術(shù)中可知一些生產(chǎn)高折射玻璃基板的方法。us2013/0011607a1提到折射率為1.55至2.3的玻璃。這些玻璃應(yīng)該適合用下拉(downdraw)或浮法(floating)工藝,特別是用溢流下拉(overflowdowndraw)工藝加工,因為針對該工藝在這些玻璃的組成方面進行了優(yōu)化。還提到再拉伸作為一種可能的處理方法,但沒有披露如何在再拉伸工藝中對這些玻璃進行處理的細節(jié)。借助于相當大比例的氧化鍶,針對浮法和下拉工藝對這些玻璃進行優(yōu)化。在us2013/0011607a1的玻璃中有效獲得的折射率為1.61至1.66的量級。顯然,在該文獻中沒有達到提供折射率高達2.3的玻璃作為薄玻璃的目標。us2013/0230692a1也是如此。
wo2016/008866a1和wo2016/008867a1也教導了具有高折射率的薄玻璃,并應(yīng)對在平板玻璃工藝中對具有高折射率的玻璃進行處理的難題。作為平板玻璃工藝,所謂的在線工藝,即下拉和溢流熔融(overflowfusion)工藝是優(yōu)選的。而且還提到了再拉伸方法。該方法被描述為一種存在特別高的結(jié)晶危險的方法。換句話說,該方法被描述為對高折射光學玻璃尤為關(guān)鍵。原因在于,在再拉伸中使用已經(jīng)經(jīng)過一次晶體生長區(qū)域的預成型件(preform),即玻璃已從熔化中冷卻,從而經(jīng)過了玻璃可以結(jié)晶的溫度范圍。該溫度范圍取決于相應(yīng)的玻璃。因此,晶核可能已存在于玻璃中,這隨后在再拉伸時快速導致失透(devitrification)。所提到的文獻提出了生產(chǎn)具有特別長的粘度分布(因此粘度對溫度僅具有輕微顯著的依賴性)的光學玻璃作為解決方案。與現(xiàn)有技術(shù)中頻繁出現(xiàn)的問題一樣,在這兩篇文獻中,對玻璃組成的優(yōu)化也旨在能夠處理在平板玻璃工藝中的這一問題。
在具有高折射率的玻璃中通常存在這樣的問題,即通過使用具有高折射率的玻璃組分(例如tio2、zro2、nb2o5、bao、cao、sro、zno、la2o3),結(jié)晶傾向也增加。一個例外是pbo,其由于生態(tài)原因而不應(yīng)使用。在這種情況下,結(jié)晶傾向意味著,在生產(chǎn)工藝期間的某些溫度范圍內(nèi),該玻璃與其他不呈現(xiàn)顯著結(jié)晶傾向的玻璃相比更容易產(chǎn)生晶體,并因此更容易失透。對于生產(chǎn)薄玻璃基板的方法,通常必須將玻璃熔體或玻璃制品在升高的溫度下保持相對較長的持續(xù)時間,以使成形操作成為可能。這使得失透的危險增加。這也是為什么通常不用現(xiàn)有技術(shù)的平板玻璃工藝生產(chǎn)具有高折射率的玻璃的原因。然而,為了獲得具有高折射率的薄玻璃,在經(jīng)典工藝中使這些玻璃熔化,傾倒成條棒形式并快速冷卻,例如通過以冷卻形式進行壓制或滾壓。通過快速冷卻,玻璃熔體快速經(jīng)過可以發(fā)生結(jié)晶的溫度范圍,快到?jīng)]有晶體可以形成。以這種方式獲得的條棒隨后通過鋸切和拋光而轉(zhuǎn)化成薄玻璃基板,這是非常低效的。
de102014100750a1描述了一種用于生產(chǎn)薄玻璃部件的再拉伸方法。在這種方法中,具體地將預成型件加熱到對應(yīng)于105.8dpas至<107.6dpas的粘度的溫度。光學玻璃也得到再拉伸。這些光學玻璃屬于磷酸鹽和氟磷酸鹽玻璃,其顯示出在1.53(例如schottn-pk51)或甚至僅1.49(例如schottn-fk51a)的范圍內(nèi)的折射率nd。在性能方面,這些玻璃比不上應(yīng)用于本發(fā)明的高折射玻璃。
顯然,再拉伸方法對于具有高折射率的玻璃尤為關(guān)鍵。最后,在再拉伸工藝中使用已經(jīng)經(jīng)過一次可能發(fā)生結(jié)晶的溫度范圍的預成型件。如果在冷卻期間已經(jīng)形成晶核,則這些晶核將在再拉伸工藝中迅速導致結(jié)晶。
在現(xiàn)有技術(shù)中,缺少一種適合用平板玻璃工藝也將那些具有高折射率的玻璃(該玻璃在其組成上未針對這些工藝進行優(yōu)化)處理成薄玻璃的方法。該方法不僅應(yīng)適用于提供高折射薄玻璃,而且還應(yīng)達到高產(chǎn)率。優(yōu)選地,在該方法中,在具有高折射率的玻璃中頻繁出現(xiàn)的由較高密度和較高熱膨脹系數(shù)引起的問題也應(yīng)得到解決。特別是,該方法應(yīng)該能夠獲得在表面質(zhì)量、張力和內(nèi)部質(zhì)量方面符合光學玻璃的通常高要求的薄玻璃。
在實踐中,就其光學性質(zhì)針對不同用途選擇光學玻璃。通常不僅折射率,而且玻璃的分散性和許多其他性質(zhì)也發(fā)揮作用。在最罕見的情況下,在作為薄玻璃的可生產(chǎn)性方面對玻璃的組成進行優(yōu)化而不改變玻璃的一種或多種所需性質(zhì)將是可能的。通常,所需的規(guī)格根據(jù)客戶要求的應(yīng)用領(lǐng)域而固定下來。因此,玻璃生產(chǎn)商不能隨意調(diào)整玻璃的組成,因為所需的性質(zhì)也會隨之而改變。玻璃是由多種組分組成的系統(tǒng),其中一種組分的相對量的改變可能會對玻璃的多種性質(zhì)產(chǎn)生不可預知的影響。
希望有這樣一種方法,通過該方法可在不需要對玻璃的組成進行優(yōu)化的情況下獲得作為薄玻璃的光學玻璃。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種可將具有高折射率的玻璃加工成薄玻璃的方法。本發(fā)明的方法歸于再拉伸方法。通常,再拉伸方法從現(xiàn)有技術(shù)中,例如從us3,635,687a中可知。
在再拉伸工藝中,將一塊玻璃(稱為“預成型件”)部分地加熱,并用合適的機械工具延長。如果以恒定的速度驅(qū)使預成型件進入加熱區(qū)中,并以恒定的速度拉伸經(jīng)加熱的玻璃,則實現(xiàn)了預成型件的橫截面形狀根據(jù)速度比例而縮小。
因此,如果插入的是瞬時的(instant)條棒狀或管狀預成型件,則再次產(chǎn)生條棒狀或管狀玻璃部件,但橫截面更小。采用類似的方法,還可以再拉伸板狀預成型件。根據(jù)本發(fā)明可生產(chǎn)的薄玻璃的橫截面形狀可類似于預成型件,使得這些薄玻璃就其橫截面形狀而言代表預成型件的1:1縮小的復制品。但它們也可以如此變形,使得從板狀預成型件產(chǎn)生厚度減小的帶狀薄玻璃。
在玻璃的再拉伸工藝中,通常將略長的預成型件的一端固定在夾持器(holding)中,并對另一端例如用馬弗爐進行加熱。一旦玻璃變得可成形,即通過對固定在夾持器中的預成型件的端部施加拉力來對其進行拉伸。如果將預成型件進一步進給至馬弗爐中,則在適當?shù)臏囟冗x擇下,產(chǎn)生具有較小的橫截面但在幾何學上相似的薄玻璃部件。
同樣可通過再拉伸工藝從盤狀預成型件生產(chǎn)近乎帶狀的薄玻璃部件,該薄玻璃部件顯示出比預成型件顯著更小的厚度。薄玻璃部件的拉伸速度和預成型件的進給速度的選擇分別決定了變形因數(shù)或橫截面尺寸減小的因數(shù)。
本發(fā)明的方法是一種用于生產(chǎn)高折射薄玻璃的方法,其包括以下步驟:
a.在再拉伸裝置中提供具有平均寬度b和平均厚度d且折射率nd至少為1.68的玻璃質(zhì)預成型件,
b.加熱該預成型件的至少一部分,
c.將該預成型件再拉伸為具有平均寬度b和平均厚度d的薄玻璃,
其中該預成型件的經(jīng)加熱部分呈現(xiàn)出高于所述玻璃的失透下限(本文中稱為“ueg”,基于德語術(shù)語“untereentglasungsgrenze”)的溫度至多30分鐘的持續(xù)時間;并且其中所述預成型件的玻璃顯示出粘度對溫度的依賴性,其特征在于,在108至105dpas的粘度范圍內(nèi),粘度隨溫度升高而平均降低至少3*105dpas/k。
高于玻璃的失透下限的溫度優(yōu)選地接近失透下限。特別地,該溫度低于玻璃的熔融溫度(tm),優(yōu)選低于ueg+0.7*(tm-ueg),更優(yōu)選低于ueg+0.4*(tm-ueg),并且特別優(yōu)選低于ueg+0.2*(tm-ueg)。本發(fā)明方法的一個特別的優(yōu)勢在于,在本發(fā)明的方法中,具有高折射率的玻璃在很大程度上是可加工的,而無需考慮其其余的性質(zhì)。因此,特別地,不必要針對結(jié)晶傾向?qū)ΣAУ慕M成進行適應(yīng)。相反,所述方法適用于高折射玻璃的性質(zhì),因為預成型件的經(jīng)加熱部分在工藝期間呈現(xiàn)出高于玻璃的失透下限的溫度不長于30分鐘,并選擇粘度對所示溫度范圍內(nèi)的溫度具有適當?shù)淖钚∫蕾囆缘牟A?。預成型件的經(jīng)加熱部分在工藝期間呈現(xiàn)出高于玻璃的失透下限的溫度優(yōu)選至少2秒,特別是至少10秒。
優(yōu)選地,所述預成型件的經(jīng)加熱部分在工藝期間將呈現(xiàn)出高于玻璃的失透下限的溫度不長于15分鐘,進一步優(yōu)選不長于6分鐘,更優(yōu)選不長于4分鐘,特別優(yōu)選不長于2分鐘。顯而易見的是,通過以這樣的方式執(zhí)行該工藝,玻璃的結(jié)晶可以保持在對于普通光學用途而言測量(measure)的可接受的范圍內(nèi)。在根據(jù)本發(fā)明的方法中可以預見,預成型件的經(jīng)加熱部分呈現(xiàn)出高于相應(yīng)玻璃的失透下限的溫度至少2秒,優(yōu)選至少10秒,特別是至少30秒,優(yōu)選至少1分鐘的持續(xù)時間。由于使用了高于預成型件的玻璃的失透下限的溫度,所以發(fā)生了一定的結(jié)晶。然而,如果預成型件的經(jīng)加熱部分在高于失透下限的溫度下沒有保持太久,并且預成型件的玻璃顯示出粘度對相關(guān)溫度范圍內(nèi)的溫度有所示最小程度的依賴性,則這種結(jié)晶對于光學用途而言是可接受的。
所述預成型件的玻璃在根據(jù)本發(fā)明的方法中尤其顯示出粘度對溫度的依賴性,其特征在于,在108至105dpas的粘度范圍內(nèi),粘度隨溫度升高而平均降低至少3*105dpas/k,特別是至少5*105dpas/k,優(yōu)選至少8*105dpas/k或至少9*105dpas/k。在這種條件下,實現(xiàn)了玻璃的粘度已經(jīng)以嚴格方式在相關(guān)溫度范圍內(nèi)隨著溫度的微小降低而增加,從而使得再次快速離開對于結(jié)晶來說關(guān)鍵的粘度范圍并防止進一步的結(jié)晶。
基于實際考慮,應(yīng)如此優(yōu)選選擇預成型件的玻璃,使得其在108至105dpas的粘度范圍內(nèi),粘度隨溫度升高的平均降低平均為至多5*106dpas/k,特別是至多2*106dpas/k,優(yōu)選至多1.5*106dpas/k,特別優(yōu)選至多1.2*106dpas/k。該上限來源于實際考慮。所以利用在溫度變化時極難反應(yīng)的玻璃,將玻璃的粘度保持在所需的范圍內(nèi)。
因此,由于本文公開的方法,技術(shù)人員可獲得多種可能性,來為該工藝選擇具有所需性質(zhì)的光學玻璃的預成型件,而無需為該工藝開發(fā)玻璃。在粘度對溫度的依賴性方面具有適合的性質(zhì)的玻璃的選擇暗示了這樣的優(yōu)點,即粘度可以特別快速地(即隨著溫度的微小變化)受到影響。因此,除了再次快速地離開對于結(jié)晶來說關(guān)鍵的溫度范圍從而縮短玻璃保持在高于失透下限的溫度下的時間的可能性之外,該性質(zhì)也是重要的,因為具有高折射率的玻璃通常還顯示出高熱容量。因此,通過選擇本文描述的玻璃,創(chuàng)造出在已知的再拉伸裝置中加工光學玻璃的可能性;然而,特別地,非常適合的是使得能夠設(shè)置具有低高度的變形區(qū)的裝置。對于在相關(guān)溫度范圍內(nèi)具有非常“長”的粘度-溫度分布的玻璃,必須進行大力度的冷卻,以足夠快速地散熱。后果將是預成型件在有結(jié)晶危險的溫度下停留太久和相應(yīng)的結(jié)晶。
利用根據(jù)本發(fā)明的方法,可以以出乎意料地容易的方式由高折射玻璃再拉伸預成型件,使得可以生產(chǎn)具有極高成本效益的、薄的以及薄壁的玻璃制品,其具有特別高的表面質(zhì)量,特別優(yōu)選地至少部分具有火拋光表面質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明的方法可用于已知的光學玻璃。該玻璃顯示出大于1.68,特別是大于1.7,更優(yōu)選1.75,特別優(yōu)選1.79的折射率nd。
失透下限是在另一溫度和粘度下針對每種玻璃而言的。其以下列方式確定。將待測玻璃的至多300mm長度、10mm寬度和5mm高度的樣品(例如10mm×10mm×5mm)從所有側(cè)面進行光學拋光,隨后在不同溫度(ta、tb、tc..tn)下回火各900分鐘。優(yōu)選地,各溫度相隔至多15k。因此,將樣品放置在pt10rh-金屬片上并定位于梯度爐中。在回火完成后,用光學顯微鏡在40倍放大倍數(shù)下通過單側(cè)邊緣照明來研究該樣品。失透下限是晶體變得可見時的最低溫度。
本發(fā)明的方法包括對預成型件的至少一部分進行加熱的步驟。將該部分加熱到溫度t2,在該溫度下玻璃的粘度在104與108dpas之間。特別地,t2是致使粘度小于軟化點(本文中稱為“ew”,基于德語術(shù)語“erweichungspunkt”)時的玻璃粘度的溫度。優(yōu)選地,所述預成型件的玻璃在溫度t2下顯示出小于107.6dpas,進一步優(yōu)選至多107.5dpas,甚至更優(yōu)選至多107.0dpas,特別優(yōu)選至多106.5dpas的粘度η2。在優(yōu)選的實施方式中,將變形區(qū)加熱到溫度t2,該溫度對應(yīng)于至少104dpas且至多108dpas,特別是105.8至107.6dpas,特別是105.8至<107.6dpas的預成型件玻璃的粘度。玻璃的粘度取決于溫度。在任何溫度下,玻璃均具有一定的粘度。需要哪種溫度t2以在變形區(qū)中獲得所需的粘度η2取決于玻璃。通過diniso7884-2、-3、-4確定玻璃的粘度,并使用vft曲線(vogel-fulcher-tammann等式)確定粘度對溫度的依賴性。
優(yōu)選地,溫度t2在650℃至800℃的溫度范圍內(nèi)。優(yōu)選地,溫度t2是該工藝期間在玻璃中達到的最高溫度。
由于預成型件延伸所需的拉力隨著粘度增加而增加,因此比相應(yīng)玻璃在軟化點時的粘度更小的粘度η2是有利的。因此,較小的粘度還與所需的較小拉力有關(guān)。然而,具有高折射率的玻璃還具有高密度,使得在溫度t2下太小的粘度可導致重力阻礙對拉伸速度的控制。換句話說,預成型件玻璃的粘度η2不應(yīng)太低,因為否則的話,玻璃的恒定延伸會受到阻礙。因此,預成型件的玻璃在t2下優(yōu)選顯示出至少104.0dpas,更優(yōu)選至少104.5dpas,更優(yōu)選至少105.0dpas,特別優(yōu)選至少105.8dpas的粘度η2。
在步驟b中加熱的預成型件部分在高溫下僅有的短暫時間受到不同因素的影響;這些因素為,例如,所施加的拉力、玻璃的粘度-溫度曲線、加熱裝置的設(shè)計和玻璃的密度。優(yōu)選地,尤其是由于預成型件顯示出小變形區(qū),因此實現(xiàn)了玻璃在所示溫度下的短暫停留時間。特別地,預成型件顯示出變形區(qū),該變形區(qū)被定義為在工藝期間顯示出0.95*d至1.05*d的厚度的預成型件部分。因此,變形區(qū)是預成型件中由于加熱而變形的部分。預成型件在變形區(qū)的區(qū)域中的厚度小于原始厚度d,但尚未達到薄玻璃的最終厚度d。優(yōu)選地,在變形區(qū)中,玻璃粘度小于107.6dpas時的溫度占主導地位。特別地,該溫度在650℃至800℃的范圍內(nèi)。顯而易見地,在較低的溫度下,因而在較大的粘度下,與原始寬度b相比,發(fā)生寬度b的劇烈減小。低于107.6dpas的粘度的優(yōu)勢在于,與原始寬度b相比,寬度b僅少量減小。因此,可以生產(chǎn)相對較大的表面作為薄玻璃。
在這種工藝中使用的預成型件優(yōu)選地顯示出至少200mm的寬度b。在優(yōu)選的實施方式中,寬度為至少300mm,更優(yōu)選至少400mm,更優(yōu)選至少500mm或甚至至少700mm。如果使用具有相對較大寬度b的預成型件,也可獲得特別大的薄玻璃。該方法的特征在于,原始厚度d的劇烈減小是可行的。特別優(yōu)選地,預成型件的厚度d為至少5mm,更優(yōu)選至少10mm,更優(yōu)選至少25mm。這具有使得從具有高折射率的玻璃提供預成型件相對容易進行的優(yōu)勢。例如,可以使用由高折射率玻璃制成的常規(guī)條棒。利用本發(fā)明的方法,預成型件的厚度d可以顯著降低。特別地,利用該方法可獲得的薄玻璃的厚度d小于2mm。
因此,由此高的產(chǎn)率和由此經(jīng)濟的工藝是可行的,優(yōu)選使用具有一定長度l的預成型件。預成型件的長度l越大,在必須將新的預成型件固定在再拉伸裝置中之前,可在再拉伸工藝中的一個工作步驟中生產(chǎn)的薄玻璃越多。優(yōu)選地,預成型件的長度l為至少500mm,更優(yōu)選至少1000mm。
可以以對于光學玻璃來說常見的方式從折射率nd至少為1.68的高折射率玻璃生產(chǎn)預成型件。該預成型件具有厚度d和寬度b以及寬度與厚度之比b/d。通過再拉伸,預成型件的b/d比率可以發(fā)生變化,特別是該比率增加。優(yōu)選地適用:b/d>>b/d。
根據(jù)本發(fā)明,可以提供具有平均厚度d和平均寬度b的高折射玻璃體的預成型件,特別是板狀、條棒狀或盤狀預成型件。此后對預成型件的至少一個部分,特別是變形區(qū)進行加熱。隨后發(fā)生預成型件向平均厚度d和平均寬度b的延伸,使得薄玻璃部件的橫截面形狀得以確定。因此,通過再拉伸可實現(xiàn)預成型件在拉伸方向上橫截面幾何形狀的變化。
變形區(qū)因此涉及其中預成型件顯示出0.95*d至1.05*d的厚度的預成型件部分。變形區(qū)優(yōu)選地顯示出至多50*d,優(yōu)選至多10*d,特別優(yōu)選至多6*d(特別是至多100mm),特別優(yōu)選至多5*d(特別是至多40mm),特別優(yōu)選至多4*d(特別是至多30mm)的高度。變形區(qū)優(yōu)選地在預成型件的整個寬度上延伸。變形區(qū)的“高度”是指其在預成型件被拉伸的方向上的延伸。在變形區(qū)之外,預成型件的溫度優(yōu)選小于t2。因此,預成型件的變形主要僅發(fā)生在變形區(qū)的區(qū)域中。優(yōu)選在厚度以及寬度以上和以下保持恒定。
顯而易見的,特別的措施有助于避免具有高折射率的玻璃的失透。這特別包括將預成型件預加熱到低于失透下限的溫度。預成型件的預加熱這一步驟優(yōu)選在預成型件的加熱步驟之前進行。從而實現(xiàn)更好地控制溫度,因而更好地控制溫度分布。如果在該方法中使用未經(jīng)預加熱的預成型件,則由于預成型件中的熱量分布,在再拉伸工藝中僅在預成型件的極小部分中達到變形所需的溫度、因而達到所需粘度將會更加困難。相反,熱量隨后將會分布在預成型件的更大部分,從而使預成型件的部分可在高于玻璃失透下限的溫度下持續(xù)過長的一段時間。
因此,優(yōu)選在加熱之前對預成型件進行預加熱,特別是預加熱到溫度t1。為此目的,再拉伸裝置優(yōu)選地呈現(xiàn)出可在其中將預成型件加熱到溫度t1的預加熱區(qū)。優(yōu)選地將預加熱區(qū)布置在再拉伸裝置的上部區(qū)域中。溫度t1近似地對應(yīng)于1010至1014dpas的粘度η1。因此,優(yōu)選在工藝的步驟b中的加熱之前對預成型件進行預加熱。因此,通過變形區(qū)域的更快移動成為可行,因為達到溫度t2所需的時間更短。同樣地,預加熱區(qū)避免了具有高熱膨脹系數(shù)的玻璃由于過高的溫度梯度而爆裂。優(yōu)選地,在預加熱期間,預成型件的邊界區(qū)域的溫度比預成型件的中部的溫度高。中部是預成型件中在水平方向上與兩個邊界區(qū)域具有相同距離的部分。于是,特別避免了預成型件在從室溫至tg的臨界溫度范圍內(nèi)的爆裂。溫度t1優(yōu)選低于預成型件玻璃的失透下限,并優(yōu)選高于tg。特別的優(yōu)點在于借助于預加熱縮短了預成型件暴露于高于失透下限的溫度的時間長度,從而安全地阻止了不期望的失透。
拉出的薄玻璃部件的寬度b隨著變形區(qū)中粘度的增加而逐漸減小。如果增加例如拉伸速度以達到100μm的薄玻璃部件厚度d,則薄玻璃部件的寬度b與預成型件的寬度b相比將顯著減小。為了獲得具有高b/d比率的扁平薄玻璃部件,當預成型件的玻璃在變形區(qū)中顯示出粘度η2時是有利的。
優(yōu)選地,所述預成型件在小于30分鐘,更優(yōu)選小于15分鐘,特別優(yōu)選小于6分鐘的持續(xù)時間內(nèi)經(jīng)過變形區(qū)。特別地,在溫度t2下,預成型件給定部分的時間長度小于30分鐘,更優(yōu)選小于15分鐘,特別優(yōu)選小于6分鐘。這種需求起因于需要將玻璃暴露于可以發(fā)生結(jié)晶的溫度僅非常短的持續(xù)時間。
優(yōu)選的溫度分布的特征在于,以至少50k/min,優(yōu)選至少80k/min,更優(yōu)選至少95k/min的平均速率使玻璃的溫度從t1升高到t2。溫度升高應(yīng)盡可能快地發(fā)生,以使預成型件的玻璃快速達到可根據(jù)需要使玻璃變形的粘度。然而,特別是對于具有高熱膨脹系數(shù)的玻璃,因而對于許多高折射率玻璃,加熱必須保持在一定的限度下。已證明以不快于500k/min,優(yōu)選不快于400k/min,特別是不快于250k/min,特別優(yōu)選不快于150k/min的速率將溫度從t1加熱到t2是有利的。
優(yōu)選地主要通過所生產(chǎn)的薄玻璃部件的厚度d顯著小于預成型件的厚度d來實現(xiàn)預成型件的寬度與厚度之比的增加。厚度d優(yōu)選為至多d/10,更優(yōu)選至多d/30,特別優(yōu)選至多d/75。在這種情況下,該薄玻璃部件顯示出優(yōu)選小于10mm,更優(yōu)選小于1mm,更優(yōu)選小于100μm,更優(yōu)選小于50μm,特別優(yōu)選小于30μm的厚度d。利用本發(fā)明可以生產(chǎn)這類高質(zhì)量且相當大面積的薄玻璃部件。
所生產(chǎn)的薄玻璃部件的寬度b優(yōu)選相對于預成型件的寬度b幾乎不減小。這意味著b/b比值優(yōu)選為至多2,更優(yōu)選至多1.6,特別優(yōu)選至多1.25。
可在再拉伸裝置中執(zhí)行該工藝。出于加熱的目的,可將預成型件引入再拉伸裝置中。再拉伸裝置優(yōu)選地呈現(xiàn)出可將預成型件的一端固定在其中的夾持器。該夾持器優(yōu)選地位于再拉伸裝置的上部。然后將預成型件的上端固定在該夾持器中。
再拉伸裝置呈現(xiàn)出至少一個加熱設(shè)備。該加熱設(shè)備優(yōu)選地位于再拉伸裝置的中間區(qū)域中。該加熱設(shè)備優(yōu)選地可以是電阻加熱器、燃燒器布置、輻射加熱器、具有或不具有激光掃描儀的激光器或它們的組合。該加熱設(shè)備優(yōu)選地構(gòu)造為可以以獲得本發(fā)明的變形區(qū)、特別是達到溫度t2的方式,加熱位于變形區(qū)域中的預成型件。該變形區(qū)域為優(yōu)選位于再拉伸裝置內(nèi)部的區(qū)域。該加熱設(shè)備將變形區(qū)域和/或預成型件的一部分加熱到如此高的溫度,使得位于變形區(qū)域中的預成型件在其變形區(qū)內(nèi)達到溫度t2。如果使用適合于選擇性加熱預成型件的僅一部分的激光器作為加熱設(shè)備,則變形區(qū)域幾乎不升溫。
所述變形區(qū)域優(yōu)選地顯示出這樣一種高度,該高度生成顯示出至多50*d,優(yōu)選至多10*d,特別優(yōu)選至多6*d(特別是至多100mm),特別優(yōu)選至多5*d(特別是至多40mm),特別優(yōu)選至多4*d(特別是至多30mm)高度的變形區(qū)。根據(jù)加熱方式和預成型件的尺寸,可應(yīng)用不同長度的變形區(qū)域。
首先將直接預見到變形的預成型件,特別是預成型件的一部分有利地加熱到低于結(jié)晶溫度的溫度,從而達到開始結(jié)晶并低于玻璃軟化點的溫度。采用這種方式可以防止結(jié)晶。在變形區(qū)域的內(nèi)部,將預成型件加熱到高于軟化點、特別是高于失透下限的溫度t2。在軟化點,玻璃的粘度為107.6dpas。
對于本發(fā)明至關(guān)重要的是,在短時間跨度內(nèi)將高折射率玻璃暴露于高于失透下限的溫度。
因此,最大時間跨度也取決于相應(yīng)玻璃上的變形區(qū)中的主導溫度。優(yōu)選地,在該工藝中的任何時間點都不將玻璃加熱到高于失透上限的溫度。
加熱設(shè)備對變形區(qū)域和/或預成型件的一部分進行加熱,優(yōu)選僅在預成型件中的大區(qū)域,將本發(fā)明的變形區(qū)加熱到溫度t2。預成型件中位于變形區(qū)上方和下方的部分優(yōu)選地顯示出小于t2的溫度。根據(jù)本發(fā)明,優(yōu)選地通過包含一個或多個盲板(blinds)或其他冷卻裝置(其遮蔽、從而冷卻預成型件中位于變形區(qū)域外部的那些部分)的加熱設(shè)備來實現(xiàn)該目的??商娲鼗蛄硗獾兀梢允褂眠@樣的加熱設(shè)備:其允許在變形區(qū)域中對預成型件進行聚焦的或受限的加熱,例如激光器或激光掃描器。另外的替代方案涉及本身僅具有小的高度并且位置靠近變形區(qū)從而使熱量基本不擴散到變形區(qū)域之外的區(qū)域中的加熱設(shè)備。
所述加熱設(shè)備可以是輻射加熱器,其加熱效果經(jīng)由適當?shù)墓馐龑Ш?或邊界而聚焦到、因而限制于變形區(qū)域中。例如,可以應(yīng)用kir(=短波ir)加熱,其中優(yōu)選地通過遮蔽產(chǎn)生低變形區(qū)。也可應(yīng)用冷卻(氣冷、水冷或風冷)盲板。激光器可以作為額外的加熱設(shè)備而使用??梢詰?yīng)用激光掃描器進行激光器的光束引導。
該裝置可以呈現(xiàn)有冷卻設(shè)備,該冷卻設(shè)備優(yōu)選地位于再拉伸裝置的下部區(qū)域中,特別是位于變形區(qū)域的正下方。因此,優(yōu)選在變形之后直接使玻璃達到>109dpas的粘度,從而使其不會進一步明顯變形。優(yōu)選地,以導致至少104dpas/s、優(yōu)選至少106dpas/s的粘度變化的方式進行這種冷卻。根據(jù)預成型件的玻璃,這種粘度變化優(yōu)選地對應(yīng)于在400℃至700℃,特別是在450℃至<650℃范圍內(nèi)的大致溫度t3。
本發(fā)明的方法優(yōu)選地進一步包括玻璃在離開變形區(qū)域之后的冷卻。可以通過在環(huán)境溫度如室溫(例如10℃至25℃)下自然冷卻來使玻璃進一步冷卻至>109dpas的粘度。然而,還可將玻璃在流體例如氣流中主動冷卻。特別優(yōu)選地,引導玻璃通過在變形區(qū)之后的冷卻區(qū),并以適度的冷卻速率進行冷卻,從而使殘余應(yīng)力至少允許隨后的橫切以及邊緣移除而不產(chǎn)生裂縫。
優(yōu)選地,經(jīng)由以適度的速度進行冷卻來實現(xiàn)冷卻至玻璃顯示出大于109dpas的粘度時的溫度t3。這意味著將薄玻璃從溫度t2冷卻到溫度t3優(yōu)選以至多1000k/min或至多500k/min,特別是至多250k/min的平均冷卻速率發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明加工的具有高折射率的玻璃常常顯示出高熱膨脹系數(shù)。這導致過快地冷卻到玻璃中的張力。因此,優(yōu)選以適度的冷卻速率進行冷卻。冷卻越慢,再拉伸裝置必須設(shè)計得越長,因為再拉伸工藝在冷卻過程中持續(xù)進行。因此,平均冷卻速率不應(yīng)太小。特別地,平均冷卻速率為至少30k/min,更優(yōu)選至少60k/min,特別優(yōu)選至少100k/min。顯而易見的,采用這種方式,薄玻璃中的張力符合對光學玻璃的高要求,而無需設(shè)計不必要長的冷卻部分。在優(yōu)選的實施方式中,通過對應(yīng)于從1012dpas冷卻至1013dpas的溫度范圍,以所提到的冷卻速率可替代地或另外地對玻璃進行冷卻。
優(yōu)選地以變形區(qū)出現(xiàn)在預成型件中的方式定位變形區(qū)域和/或以這種方式設(shè)計加熱設(shè)備。通過對預成型件的變形區(qū)進行加熱,玻璃的粘度在相應(yīng)位置處急劇降低,使得可以拉伸該預成型件。
由此,預成型件顯著變長,同時近似地保持其寬度。因此,通過拉伸預成型件,厚度d減小。由于優(yōu)選將預成型件的一個上端固定在夾持器(該夾持器優(yōu)選地位于再拉伸裝置的上部區(qū)域中)中,因此已經(jīng)可以單獨通過重力的影響來實現(xiàn)預成型件的拉伸,但根據(jù)本發(fā)明,應(yīng)當防止這種情況發(fā)生,特別是通過使粘度η2在優(yōu)選的范圍內(nèi)。在優(yōu)選的實施方式中,再拉伸裝置可以包含拉伸設(shè)備,該拉伸設(shè)備優(yōu)選地對預成型件在變形區(qū)域下方的部分,特別是在預成型件的下端的部分施加拉力。
所述拉伸設(shè)備優(yōu)選地位于再拉伸裝置的下部區(qū)域中。因此,可以以呈現(xiàn)出連接到預成型件相對側(cè)的輥的方式設(shè)計拉伸設(shè)備??蓪㈩A成型件的一個下端可拆卸地固定在第二夾持器上。第二夾持器特別是拉伸設(shè)備的一部分。在第二夾持器上例如可以固定重物,然后該重物將預成型件拉至增加的長度。
優(yōu)選地,所施加的拉力小于350n/400mm預成型件寬度(b),更優(yōu)選小于300n/400mm預成型件寬度,更優(yōu)選小于100n/400mm預成型件寬度,特別優(yōu)選小于50n/400mm預成型件寬度。優(yōu)選地,拉力大于1n/400mm預成型件寬度,更優(yōu)選大于5n/400mm預成型件寬度,更優(yōu)選大于10n/400mm預成型件寬度,特別優(yōu)選大于20n/400mm預成型件寬度。顯而易見的,通過在變形區(qū)中施加對應(yīng)于玻璃粘度的所提到的拉力,可在基本維持寬度的同時實現(xiàn)預成型件厚度的有利減小。
在優(yōu)選的實施方式中,將預成型件沿著變形區(qū)域的方向進給,使得工藝可以連續(xù)操作。為此,再拉伸裝置優(yōu)選地包括適用于將預成型件移至變形區(qū)域中的進給設(shè)備。因此,再拉伸裝置可應(yīng)用于連續(xù)操作。進給設(shè)備優(yōu)選地以速度v1將預成型件移至變形區(qū)域中,該速度v1小于拉伸預成型件的速度v2。由此預成型件被拉至增加的長度。v1與v2的比值特別為v1/v2<1,優(yōu)選至多0.8,更優(yōu)選至多0.4,特別優(yōu)選至多0.1。這兩種速度的差異決定了預成型件的寬度和厚度減小的程度。
根據(jù)本發(fā)明還提供一種薄玻璃,其尤其可用根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn),具有至少1.68的折射率nd和小于2mm的厚度,其中該折射率比理論折射率至少小0.001。特別優(yōu)選地,所述玻璃的折射率比理論折射率甚至小至少0.004,特別優(yōu)選至少0.008。在替代的實施方式中,該折射率比理論折射率甚至小至少0.05或至少0.1。
理論折射率如下確定:首先確定薄玻璃的折射率,將生產(chǎn)后的薄玻璃再加熱到對應(yīng)于tg+20k的溫度,此后以2k/h的冷卻速率冷卻至20℃的溫度。此后,重新測量折射率(=理論折射率),并確定與該再冷卻之前的折射率的差值。
本發(fā)明的薄玻璃優(yōu)選不含晶體。為了確定無晶體狀態(tài),利用單側(cè)邊緣照明和40倍放大倍數(shù)對光學拋光的探針進行光學顯微鏡檢查。根據(jù)本發(fā)明的探針在4cm2的測試表面上尤其不含大于50μm的晶體,尤其不含大于20μm的晶體,優(yōu)選地不含大于5μm的晶體,特別優(yōu)選地不含大于1μm的晶體?!俺叽纭币庵格R丁直徑(martindiameter)。然而,本發(fā)明的玻璃可能含有較小的晶體,這可能是由于玻璃在高于失透下限的溫度下的停留時間長度而形成的。然而,這些晶體非常小,因為在高于失透下限的溫度下的時間確實使晶體的形成成為可能,但由于所述溫度分布和玻璃的粘度對溫度的強烈依賴性,使得晶體生長再次迅速中斷。因此,這樣的薄玻璃顯示出非常好的內(nèi)在質(zhì)量。特別地,這樣的薄玻璃優(yōu)選地不顯示所謂的“中心條紋”,而這正是溢流融熔工藝和新型下拉工藝所特有的。
與傳統(tǒng)的光學玻璃相比,本發(fā)明的薄玻璃已相對快速地冷卻,以使再拉伸裝置中的冷卻軌跡不超過一定的長度。這伴隨著相比于傳統(tǒng)光學玻璃的高假想溫度。高假想溫度導致再冷卻時的熱收縮。玻璃由于其冷卻歷史,而在以2k/h的恒定冷卻速率從溫度tg+20k再冷卻至20℃溫度時,顯示出折射率在數(shù)值上增加優(yōu)選至少0.001,特別是至少0.004,優(yōu)選至少0.008。在替代的實施方式中,在冷卻后折射率增加至少0.02,更優(yōu)選至少0.05,特別優(yōu)選至少0.01。因此,與緩慢冷卻的條棒相比,該玻璃顯示出高熱收縮。顯而易見的,當熱收縮較大時,幾個薄玻璃之間的熱收縮的差異較小。換句話說,距預期熱收縮的平均偏差小于在更緩慢冷卻的玻璃中的平均偏差。
本發(fā)明的優(yōu)點在于可以獲得具有優(yōu)異的表面質(zhì)量的薄玻璃。特別地,表面質(zhì)量在至多20nm的粗糙度ra下是顯著的。根據(jù)dineniso4287相應(yīng)地確定粗糙度深度。
所述薄玻璃優(yōu)選地顯示出大于2.6g/cm3,特別是大于2.85g/cm3,優(yōu)選大于3g/cm3的密度。特別優(yōu)選地,所述薄玻璃的密度為至少3.2g/cm3,更優(yōu)選至少4g/cm3,更優(yōu)選至少5g/cm3,特別優(yōu)選至少6g/cm3。由于預成型件和薄玻璃由相同的玻璃組成,因此這些值也相應(yīng)地適用于預成型件的玻璃。然而,該玻璃的密度也不應(yīng)太高,因為在玻璃質(zhì)量過高的情況下,預成型件的受控拉伸可能變得困難。因此,密度特別地限制為至多8g/cm3,特別是至多7g/cm3。
所述玻璃優(yōu)選地顯示出小于103dpas,特別是小于102.5dpas或甚至小于102dpas的液相粘度。具有這種性質(zhì)的玻璃適用于該方法,因為對于具有結(jié)晶傾向(此時結(jié)晶區(qū)劇烈移至低粘區(qū)(low-viscoseregion))的玻璃,ueg附近的工藝窗口在高粘區(qū)(highviscoseregion)中是打開的。到目前為止,這樣的玻璃被視為是不可拉伸的。
所述薄玻璃優(yōu)選地顯示出大于α+20/+300℃=7*10-6k-1的平均線性熱膨脹系數(shù)(熱膨脹系數(shù),cte)。優(yōu)選地,所述薄玻璃的cte大于α+20/+300℃=8.2*10-6k-1,更優(yōu)選至少α+20/+300℃=9*10-6k-1,更優(yōu)選至少α+20/+300℃=10*10-6k-1,特別優(yōu)選至少α+20/+300℃=11*10-6k-1。由于預成型件和薄玻璃由相同的玻璃組成,因此這些值也相應(yīng)地適用于預成型件的玻璃。
所述薄玻璃優(yōu)選地顯示出至多200,000:1并且至少20:1的其寬度b與其厚度d的比值。本發(fā)明的薄玻璃特別地可滾壓獲得。這意味著玻璃被滾壓成薄玻璃片。因此,所述薄玻璃優(yōu)選地具有小于2mm,特別是小于1mm,更優(yōu)選小于0.5mm,特別是小于0.2mm,特別優(yōu)選小于0.1mm的厚度d。優(yōu)選地,所述薄玻璃顯示出至少5m,更優(yōu)選至少10m,特別優(yōu)選至少20m的長度l。
或者,所述薄玻璃可以以圓形晶片(例如6英寸或12英寸)的形式或以薄片的形式獲得。所述玻璃的寬度b優(yōu)選大于100mm,更優(yōu)選大于200mm,更優(yōu)選至少300mm,特別優(yōu)選至少400mm。在某些實施方式中,將所述薄玻璃的寬度b限制為小于200mm。
借助于本發(fā)明的方法可以生產(chǎn)薄玻璃部件,其顯示出小于2000μm、小于1000μm、小于500μm、小于100μm,優(yōu)選小于50μm,特別優(yōu)選小于40μm、小于30μm、小于20μm、小于10μm的厚度d,其中優(yōu)選地,該薄玻璃部件的至少一個表面至少部分地呈現(xiàn)出火拋光表面質(zhì)量。此處的“厚度”特別意指薄玻璃中部的平均厚度。“寬度”優(yōu)選地意指凈薄片(netsheet)的平均寬度,尤其不考慮邊界區(qū)域中的邊緣或不考慮邊界區(qū)域。凈薄片優(yōu)選地包括在其水平范圍內(nèi)具有比薄玻璃中部的厚度大至多10μm或至多20μm的厚度的薄玻璃。因此,較厚的邊界區(qū)域、因而邊緣不包括在凈薄片中。
火拋光表面應(yīng)當理解為由熱成形工藝產(chǎn)生的玻璃表面,該玻璃表面在玻璃熔體未與例如壓模或輥等污染物接觸的情況下形成?;饞伖獗砻娴奶卣魍ǔT谟诰哂蟹浅P〉拇植诙壬疃龋@采用常規(guī)的機械后加工不能達到。此外,通過玻璃組分例如b2o3或堿的蒸發(fā),火拋光表面可以呈現(xiàn)與本體材料相比略微改變的化學組成。特別地,火拋光表面不呈現(xiàn)對于機械冷加工操作而言典型的研磨或拋光標記。因此,借助于相應(yīng)的分析可將火拋光玻璃表面與機械拋光表面清楚地區(qū)分開。
所述薄玻璃部件優(yōu)選地可以形成為具有兩個表面和一個圓周邊緣的帶狀,其中該薄玻璃部件的至少一個表面至少部分地呈現(xiàn)出ra≤20nm的火拋光表面質(zhì)量。
因此,所述薄玻璃部件可以呈現(xiàn)出至多200,000:1,優(yōu)選至多20,000:1,特別優(yōu)選至多200:1的寬度-厚度比b/d。優(yōu)選地,所述薄玻璃部件的寬度b明顯大于其厚度d。當寬度-厚度比為至少2:1,更優(yōu)選至少20:1,特別優(yōu)選至少100:1時是特別優(yōu)選的。本發(fā)明的薄玻璃部件可以呈現(xiàn)出非常高的表面質(zhì)量,特別優(yōu)選地,至少部分為火拋光質(zhì)量。
本發(fā)明的薄玻璃的特征在于優(yōu)異的幾何性質(zhì),特別是在凈區(qū)域中。特別包括小于60μm,優(yōu)選小于50μm,更優(yōu)選小于40μm,特別是小于30μm,特別優(yōu)選小于20μm或甚至小于10μm的厚度公差。還特別包括小于35μm,優(yōu)選小于30μm,更優(yōu)選小于25μm,特別優(yōu)選小于15μm,特別優(yōu)選小于7μm的總厚度變化(totalthicknessvariation,ttv,根據(jù)semimf1530)。ttv是薄玻璃部件在其最厚和最薄位置處,優(yōu)選在凈區(qū)域(因此沒有邊界區(qū)域/邊緣)中的厚度的差異。在優(yōu)異的幾何性質(zhì)中還特別包括小于4000μm,優(yōu)選小于2000μm,更優(yōu)選小于1500μm,特別優(yōu)選小于300μm或甚至小于200μm的根據(jù)din50441-5的翹曲(warp)。這些規(guī)格特別適用于200mm×200mm的面積。本發(fā)明的薄玻璃優(yōu)選地顯示出小于40μm,優(yōu)選小于35μm,特別是小于25μm,更優(yōu)選小于20μm,更優(yōu)選小于10μm或小于5μm的斜度(ttv/25.4mm)。
采用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的薄玻璃適用于多種光學應(yīng)用,例如作為顯示器玻璃(例如在oled、lcd2d或3d顯示器中);在照明領(lǐng)域(例如oled),作為晶片級光學器件和/或作為濾光玻璃。
實施例
實施例1
在用于生產(chǎn)光學玻璃的熔化端,由具有1.80的折射率nd和10ppm/k的cte的玻璃制成條棒。該玻璃在高于640℃下顯示出>0.01μm/min的結(jié)晶速度。該條棒顯示出160mm的寬度和14mm的厚度。由無端(endless)條棒制成長度為1m的單件。借助于研磨和拋光工藝對這些單件進行加工,從而生產(chǎn)尺寸為1000×160×8mm3的矩形塊預成型件。
將該預成型件插入再拉伸裝置中,并且以產(chǎn)生根據(jù)圖9的粘度分布的方式來調(diào)節(jié)溫度分布。玻璃在2分鐘的時間跨度內(nèi)呈現(xiàn)出高于其失透下限的溫度。該玻璃顯示在108至105dpas的粘度范圍內(nèi)粘度隨溫度升高而平均降低10*105dpas/k。
以30mm/min的速度將預成型件引入爐中,并以810mm/min的速度拉伸該件。形成具有100mm寬度和50mm凈寬度的玻璃片。在凈區(qū)域中,該片顯示出約0.3mm的厚度。對表面進行火拋光。
研究探針用于晶體。這些探針不顯示晶體。
實施例2
借助于研磨和拋光,由在108至105dpas的范圍內(nèi)粘度隨溫度升高而平均降低3.2*105dpas/k且cte為3.25ppm/k的玻璃的玻璃棒生產(chǎn)尺寸為100×50×2mm3的預成型件。將這些預成型件固定在裝置中,使得以1mm/s的速度在預加熱爐中驅(qū)動它們,隨后它們經(jīng)過co2激光器的激光線。該激光線由掃描儀產(chǎn)生。在玻璃的位置處將光束直徑設(shè)定為2mm。經(jīng)由重力拉伸以線性方式加熱的玻璃。可以從圖10推導出粘度分布。玻璃在3秒的時間跨度內(nèi)呈現(xiàn)出高于其失透下限的溫度。制成總寬度為40mm且厚度為0.05mm至1mm的薄片。以這種方式獲得的薄片呈現(xiàn)出沒有大于50μm的晶體的火拋光表面。
附圖說明
圖1:以側(cè)視圖示意性地示出再拉伸裝置的本發(fā)明示例性實施方式的設(shè)置,
圖2:示意性地示出預成型件,
圖3:示意性地示出具有激光器的設(shè)置,
圖4:示意性地示出作為加熱設(shè)備的可行的輻射加熱器的操作模式,
圖5:再拉伸期間變形區(qū)高度的影響,
圖6:可行的厚度分布,
圖7:示例性的再拉伸薄玻璃部件的平均寬度b(總寬度)以及必需的拉力,其各自依賴于預成型件玻璃的粘度,以及
圖8:示例性的再拉伸薄玻璃部件的平均寬度b(總寬度)與平均厚度d(凈厚度)之比值以及必需的拉力,其各自依賴于變形區(qū)中的預成型件玻璃的粘度。
圖9:實施例1之后的再拉伸期間的粘度分布。
圖10:實施例2之后的再拉伸期間的粘度分布。
優(yōu)選實施方式的詳細描述
在以下對優(yōu)選實施方式的詳細描述中,為清楚起見,相同的附圖標記表示這些實施方式之中或之上基本相同的部分。
圖1以側(cè)視圖示出了再拉伸裝置的本發(fā)明示例性實施方式的示意性設(shè)置。在該再拉伸裝置中,預成型件1通過該裝置從頂部移至底部。該再拉伸裝置呈現(xiàn)出放置在該裝置中間區(qū)域中的兩個加熱設(shè)備2。在該實施方式中,用盲板(blinds)3遮蔽加熱設(shè)備,以使得產(chǎn)生變形區(qū)域4。對預成型件1中在變形區(qū)域4內(nèi)部的部分進行加熱,使得其達到溫度t2。還示出了具有高度h的變形區(qū)5。通過拉伸設(shè)備6下拉預成型件1,該拉伸設(shè)備6在此以兩個驅(qū)動輥的形式實現(xiàn)。由于進給設(shè)備7(在此也以輥的形式實現(xiàn))推動預成型件1比拉伸設(shè)備6拉伸更慢,所以預成型件1在變形區(qū)域4中變形。預成型件1因此變得更薄,變形后的厚度d小于變形前的厚度d。
在將預成型件1引導至變形區(qū)域4之前,借助于預加熱設(shè)備8(在此以燃燒器火焰符號表示)將其預加熱到溫度t1。在經(jīng)過變形區(qū)域4之后,預成型件1被引導至冷卻設(shè)備9(在此以冰晶符號表示)。
圖2示意性地示出了具有長度l、厚度d和寬度b的預成型件。還示出了沿著中部的方向從預成型件邊界延伸的邊界區(qū)域r。優(yōu)選地,邊界區(qū)域r占預成型件寬度的至少1%且至多50%的部分,使得各個邊界區(qū)域占預成型件寬度的至少0.5%且至多25%。特別地,邊界區(qū)域r在預成型件寬度的至少2%且至多30%,優(yōu)選至少5%至多20%,特別優(yōu)選至少7%且至多15%的部分上延伸。在預加熱期間,邊界區(qū)域中的溫度優(yōu)選地高于預成型件中部的溫度,特別是高至少5℃或至少20℃。
圖3示意性地示出了具有激光器10的加熱設(shè)備的設(shè)置。借助于掃描鏡11將激光器的光束引導到玻璃上。借助于掃描鏡的移動,變形區(qū)得以均勻地被加熱??蛇x的光束成形光學器件未示出。
圖4示意性地示出了可用作加熱設(shè)備2的可行的輻射加熱器的操作模式。根據(jù)加熱設(shè)備2與預成型件1的距離,變形區(qū)5的高度是不同的。在圖中還示出了如何借助于遮蔽,例如借助于盲板3來限制變形區(qū)5,以獲得盡可能低的變形區(qū)5。因此,加熱設(shè)備的距離和設(shè)計均可用來調(diào)節(jié)變形區(qū)5的高度。
圖5示出了再拉伸期間玻璃制品的寬度如何依賴于變形區(qū)的高度??梢哉J識到,低變形區(qū)具有降低預成型件寬度減小的效果。
圖6示出了平板玻璃制品的厚度d如何在該制品的寬度b上分布。可以看出,玻璃制品邊界區(qū)域處的邊緣相對較窄。呈現(xiàn)出均勻低厚度的部分可用于玻璃制品的應(yīng)用,其邊緣通常必須去除。采用根據(jù)本發(fā)明的方法,產(chǎn)率特別高。
圖7示出了對于以5mm/min拉入40mm高馬弗爐中的4mm厚、400mm寬的預成型件,示例性的再拉伸薄玻璃部件的平均寬度b(總寬度)和拉伸所需的拉力,其各自依賴于變形區(qū)中的預成型件玻璃的粘度。以200mm/min拉出玻璃。明顯可認識到,需要的拉力隨著粘度增加而逐漸增大。此外,顯而易見的是,所獲得的制品的平均寬度b隨著粘度增加而逐漸降低。
圖8示出了對于以5mm/min拉入40mm高馬弗爐中的4mm厚、400mm寬的預成型件,示例性的拉伸玻璃部件的平均寬度b(總寬度)與平均厚度d(凈寬度)之比值和拉出所需的拉力,其各自依賴于變形區(qū)中的預成型件玻璃的粘度。以200mm/min拉出玻璃。顯而易見的是,所獲得的制品的寬度-厚度比b/d隨著粘度增加而逐漸降低。與圖6中所示的平均寬度b隨著粘度增加而降低相比,比值b/d相對更劇烈地隨著粘度增加而降低。
附圖標記列表
1預成型件
2加熱設(shè)備
3盲板
4變形區(qū)域
5變形區(qū)
6拉伸設(shè)備
7進給設(shè)備
8預加熱設(shè)備
9冷卻設(shè)備
10激光器
11掃描鏡