楔形玻璃和制造这种楔形玻璃的方法.pdf

玻璃板包括第一边缘、相对的第二边缘以及在第一边缘和第二边缘之间的过渡部位。该玻璃板具有在第一边缘和过渡部位之间延伸的第一部分以及在过渡部位和第二边缘之间延伸的第二部分，其中第一部分具有大体均匀的厚度，而第二部分具有变化的厚度。第二部分的厚度或者从过渡部位到第二边缘是增加的或者是减小的。本发明还公开一种包含玻璃片的层合透明玻璃板以及一种成形玻璃板条的方法，该板条沿板条宽度的至少一部分具有变化的厚度分布。

1.  一种玻璃板，包括：
第一边缘；
相对的第二边缘；
在第一边缘和第二边缘之间的过渡部位，其特征在于，该玻璃板具有在第一边缘和过渡部位之间延伸的第一部分，和在过渡部位与第二边缘之间延伸的第二部分；另外，第一部分具有大体均匀的厚度，而第二部分具有变化的厚度。

2.  如权利要求1所述的玻璃板，其特征在于，第二部分大体为楔形。

3.  如权利要求1所述的玻璃板，其特征在于，第二部分的厚度从过渡部位到第二边缘逐渐增加。

4.  如权利要求1所述的玻璃板，其特征在于，第二部分的厚度从过渡部位到第二边缘逐渐减小。

5.  如权利要求1所述的玻璃板，其特征在于，第二部分的厚度均匀变化。

6.  如权利要求1所述的玻璃板，其特征在于，玻璃板的第二部分的楔角在0.01～0.04度之间。

7.  如权利要求6所述的玻璃板，其特征在于，玻璃板的第二部分的楔角在0.02～0.035度之间。

8.  一种层合的透明玻璃板，包括：
第一玻璃片，具有第一边缘、相对的第二边缘和在第一边缘和第二边缘之间的过渡部位，其特征在于，第一玻璃片具有在第一边缘和过渡部位之间延伸的第一部分以及在过渡部位和第二边缘之间延伸的第二部分；另外，第一部分具有大体均匀的厚度，而第二部分的厚度从第一玻璃片的过渡部位到第二边缘是逐渐减小的；
第二玻璃片；
中间层材料，该中间层材料将第一玻璃片固定在第二玻璃片上。

9.  如权利要求8所述的透明玻璃板，其特征在于，将第一玻璃片第二部分固定在第二片的那部分透明玻璃板其楔角在0.01～0.04度之间。

10.  如权利要求9所述的透明玻璃板，其特征在于，将第一玻璃片第二部分固定在第二片的那部分透明玻璃片板其楔角在0.02～0.035度之间。

11.  如权利要求8所述的透明玻璃板，其特征在于，第二玻璃片具有大体与第一片第一边缘对准的第一边缘、大体与第一玻璃片第二边缘对准的第二边缘以及位于第一玻璃片第一边缘和第二边缘之间的过渡部位，第二玻璃片具有在第二玻璃片第一缘和第二玻璃片过渡部位之间延伸的第一部分以及在第二玻璃片过渡部位和第二玻璃片第二边缘之间延伸的第二部分，另外，第二玻璃片的第一部分具有大体均匀的厚度，而第二玻璃片的第二部分其厚度从第二玻璃片的过渡部位到第二玻璃片的第二边缘是逐渐减小的。

12.  如权利要求8所述的透明玻璃板，其特征在于，该层合件是一种汽车挡风玻璃板。

13.  如权利要求12所述的透明玻璃板，其特征在于，中间层材料的至少一部分包括楔形的厚度分布。

14.  如权利要求12所述的透明玻璃板，其特征在于，该挡风玻璃板具有弧形的相对的上、下边缘，该中间层材料包括挡光部分，该挡光部分基本上平行于挡风玻璃板的上部弧形边缘。

15.  一种成形玻璃板条的方法，该玻璃板条沿板条宽度的至少一部分具有变化的厚度分布，包括：
将熔化的玻璃流体注入到纵向延伸成形室中的熔化金属槽中；
在玻璃上施加摊薄力，使玻璃以顺流速度通过成形室，该顺流速度沿玻璃的宽度基本上是均匀的，从而形成板条，该板条包括板条中心部分和在该中心部分与纵向边缘之间延伸的纵向边缘部分；
调节板条选出部分的顺流速度，使其改变板条的摊薄程度，使得板条的中心部分沿板条的宽度具有大体均匀的厚度，而纵向边缘部分沿板条的宽度具有变化的厚度分布，该纵向边缘厚度具有沿中心部分的第一厚度和沿板条纵向边缘的第二厚度，前者大体等于中心部分的均匀厚度，而后者具有不同于其第一厚度的第二厚度。

16.  如权利要求15所述的方法，其特征在于，该纵向边缘部分沿板条的宽度具有大体楔形的厚度分布。

17.  如权利要求15所述的方法，其特征在于，这种速度的改变包括以牵引力接触板条的两个相对纵向延伸边缘，从而在玻璃通过成形室时改变沿纵向边缘部分的玻璃摊薄程度。

18.  如权利要求17所述的方法，其特征在于，这种接触包括使板条的上表面与边缘滚压机的转动辊子接触。

19.  如权利要求18所述的方法，其特征在于，这种接触还包括增加滚子的转动速度，从而在玻璃通过成形站时降低纵向边缘部分的摊薄程度，使得沿纵向边缘的板条的种种厚度大于该均匀厚度。

20.  如权利要求18所述的方法，其特征在于，这种接触还包括降低滚子的转动速度，从而在玻璃通过成形站时增加纵向边缘部分的摊薄程度，使得沿纵向边缘的板条的种种厚度小于该均匀厚度。

21.  如权利要求15所述的方法，其特征在于，改变顺流速度包括改变板条选出部分的粘度。

22.  如权利要求21所述的方法，其特征在于，改变粘度包括相对于纵向边缘降低板条中心部分的粘度，使得沿纵向边缘的板条种种厚度大于该均匀厚度。

23.  如权利要求21所述的方法，其特征在于，改变粘度包括相对于纵向边缘增加板条中心部分的粘度，使得沿纵向边缘的板条种种厚度小于该均匀厚度。

楔形玻璃和制造这种楔形玻璃的方法
相互参考的有关申请
本申请要求于2000年4月5日提出的美国临时申请系列NO.60/370592的权益，该申请已作为参考整个包含在本文中。
本发明涉及一种采用普通称为浮法玻璃工艺的制造工艺，在熔化锡池的表面上生产玻璃的方法，使得玻璃的至少一部分具有不同的厚度分布，本发明还涉及包含玻璃的层制件。具体是，本发明涉及一种制造玻璃板的工艺，该工艺中，至少一部分玻璃板形成为具有楔形的厚度分布。本发明还涉及一种玻璃板，在这种玻璃板中，至少一部分玻璃板具有楔形的厚度分布。按照本文的用法，术语“楔形”是指玻璃的厚度从第一厚度逐渐减少到不同于第一厚度的第二厚度。
在用这种技术中称为浮法工艺生产平板玻璃时，将熔融的玻璃送入浮法成形室的熔化金属池中，并使其摊薄，形成要求厚度的玻璃板条。进入浮法成形室中的玻璃在开始温度相当高，例如约为2000°F(1100℃)，因而相对是流体。在玻璃穿过浮动室时，该玻璃受到冷却，达到适合于啮合摊薄装置的状态，例如冷却到约1400～1700°F(760～930℃)，随后再冷却到尺寸达到稳定状态，使得玻璃板可以从成形室中拉出来，此时温度约为1100°F(600℃)。熔化金属即通常的熔化锡或其合金和在成形室中的气氛其温度一般低于玻璃的温度，因此热量将散失到成形室的周围，玻璃可以自然地达到显著地冷却。在美国专利NO.710375、789991、3083551、3220816和3843346中已经公开各种非限制性的浮法玻璃系统，这些专利已作为参考文献包含在本文中。在美国专利NO.3215516、3695859、3843346和4354886中已公开用来生产要求厚度玻璃板地各种非限制性玻璃板条摊薄装置。这些专利已作为参考文献包含在本文中。
在浮法玻璃生产中，使玻璃形成为沿玻璃的整个宽度具有大体均匀的厚度分布。而在某些玻璃应用中，最好能形成一种玻璃板，在这种玻璃板中，至少一部分玻璃板具有不同的厚度分布，特别是具有楔形的形状。例如，用在平视显像系统中的汽车挡风玻璃板通常在图象投射到挡风玻璃板上和从挡风玻璃板上反射时，通常将产生双重像或者鬼像，如美国专利NO.5812332所述，该专利已作为参考包含在本文中。避免这种双重像的一种方法是形成一种挡风玻璃板结构，在这种结构中，从挡风玻璃板外表面反射的像重叠在从挡风玻璃板内表面上反射像的上面。至少在影像投射到挡风玻璃板表面和从该表面反射的区域中，使挡风玻璃板的两个相对表面之间形成偏角便可以实现这一点。形成这种挡风玻璃的一种方法是在挡风玻璃结构中加入至少一种具有楔形厚度分布的玻璃板。
最好能生产一种其至少一部分玻璃板具有楔形厚度分布的玻璃板，并进而最好开发一种能够生产这种玻璃板的方法。
本发明提供一种玻璃板，该玻璃板包括第一边缘、相对的第二边缘和位于第一边缘和第二边缘之间的过渡部位。该玻璃板具有在第一边缘和过渡部位之间延伸的第一部分以及在过渡部位和第二边缘之间延伸的第二部分，其中第一部分具有大体均匀的厚度，而第二部分具有变化的厚度。在本发明的一个非限制实施例中，第二部分的厚度从过渡部位到第二边缘是增加的，而在另一个非限制实施例中，第二部分的厚度从过渡部位到第二边缘是减小的。
本发明还提供一种层合的透明玻璃，该层合透明玻璃包括第一玻璃层、第二玻璃层和固定在第一玻璃层和第二玻璃层之间的中间材料层。第一玻璃层具有第一边缘、相对的第二边缘和在第一边缘和第二边缘之间的过渡部位，其中，第一玻璃片具有在第一边缘和居间部分之间延伸的第一部分和在过渡部位和第二边缘之间延伸的第二部分。第一部分具有大体均匀的厚度，而第二部分的厚度的从第一玻璃片的过渡部位到第二边缘是减小的。在一个非限制性实施例中，该层合件是汽车的挡风玻璃板，该至少一部分中间材料层包括楔形的厚度分布。
本发明还提供一种形成玻璃板条的方法，该玻璃板条沿板条宽度的至少一部分具有不同的厚度分布，该方法包括以下步骤：i)将熔化玻璃流体输送到纵向延伸成形室的熔化金属槽中；ii)向该玻璃施加摊薄力，以顺流速度将玻璃拉出成形室，该速度沿玻璃板的宽度大体是均匀的，从而形成玻璃条板，该条板包括中心部分以及在该中心部分和条板纵向边缘之间延伸的纵向边缘部分；iii)改变玻璃条板选出部分的顺流速度，从而改变玻璃板条的摊薄，使得中央部分的板条沿板条的宽度基本上具有均匀的厚度分布，而纵向边缘部分沿板条的宽度具有不同的厚度分布，该板条具有沿中央部分的第一厚度和沿板条纵向边缘的不同于第一厚度的第二厚度，前者基本上等于中央部分的均匀厚度。在本发明的一个非限制实施例中，在板条的相对纵向延伸边缘上加上牵引力，以便改变沿纵向边缘部分的玻璃变薄量。在另一个非限制性实施例中，这种加牵引力包括使板条的上表面与边缘滚压机的转动滚子接触，并增加辊子的转速，以便在玻璃拉出成形站时降低纵向边缘部分的摊薄量，使得沿纵向边缘的板条的种种厚度大于均匀厚度，或者在将玻璃拉出成形站时降低滚子的转速，以便增加纵向边缘部分的变薄量，使得沿纵向边缘的板条的种种厚度小于该均匀厚度。在又一个非限制实施例中，采用改变板条选定部分的粘度改变顺流速度。
图1是示意横截面图，示出浮法玻璃成形系统的玻璃成形室。
图2是示意平面图，示出图1所示的玻璃成形室。
图3～5是玻璃板的横截面厚度分布，该玻璃板具有本发明的厚度分布。
图6是曲线图，示出在实验生产期间生产的玻璃板条的厚度分布。
图7是示意横截面图，该图代表图6所示玻璃板条的厚度分布。
图8是示意横截面图，该图代表本发明另一种玻璃板条的厚度分布。
图9是挡风玻璃板的平面图，该挡风玻璃板包括本发明的特征。
图10是沿图9的线10-10截取的横截面图。
图11是包含本发明特征的另一挡风玻璃板实施例的横截面图。
按照本发明的用法，空间的或者方向性的术语例如“内部”、“外部”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”、“垂直”等是指附图中所示的本发明装置而言。然而应当明白，本发明可以采取各种其它的取向，因此这种术语不应该理解为有限制性。另外，在说明和权利要求书中表示尺寸、物理特性等的所有数字应当理解为在所有情况下可以根据术语“约”改变。因此除非特别说明，在以下说明和权利要求书中列出的数值可以根据本发明要得到的要求特性变化。至少应当按照所列出的有效位数和普通的数字取舍方法来解释各个数值参数，起码不应当看成为限制相当于权利要求范围的原理的应用。另外，在本文公开的所有数字范围应当包括数字范围中所含的任何一个小范围或部分范围。例如，列举的“1～10”的范围应当理解为包含在最小值1(包含1)和最大值10之间的所有部分范围；即所有的部分范围从最小值1或者更大的数字开始，并以最大值10或者更小于的数字结束，例如1～7.2，或者2.5～8.7，或者5.5～10。另外，任何称为“包含在本文中”的参考文献应当理解为包含其整个内容。
图1和2示出现在广泛用在工业上的浮法玻璃成形系统的一个实施例。技术人员对于其详细结构和操作是熟悉的。然而应当看到，本发明可以采用其它类型的成形室结构。
在图1和图2所示的装置中，在熔化炉14中的熔化玻璃12经凸缘18和垂直可调炉门20的中间定量流入浮法成形室16，例如如美国专利NO.4354866所述，该专利已作为参考包含在本文中。在成形室16内，熔化玻璃由通常为锡的熔化金属22的槽支承，并在侧部阻挡件26之间形成玻璃板条24。沿成形室16的一部分配置边缘滚压机28，以便在板条24纵向延伸边缘30的稍微内侧局部地接触该板条，并将牵引力作用在板条24上，以使该板条通过成形站，并协助形成要求的板条厚度和宽度，同时在成形室16内保持板条的定位，如下面更详细说明的。当板条24越过最后的边缘滚压机28时，它的宽度将会因为玻璃的继续摊薄而稍微减小。然后经出口32从成形室16中拉出板条24，在该开口处，该板条利用升高的辊34升离熔化的金属22，然后该板条进入退火炉36，以便可控地冷却该玻璃，退火炉的辊38在板条通过退火炉36时支承该板条24。辊筒38与板条24的接触力是主要的摊薄力，这种摊薄力将板条24在成形室16中拉伸，并形成板条厚度。
也称为辅助直拉机(ADS)的边缘滚压机28可以是任何结构，例如美国专利NO.3924444所示的装置，此专利已作为参考包含在本文中。调节边缘滚压机28的速度，使得沿板条24的宽度具有均匀的板条速度，使得板条均匀地摊薄，所以板条沿板条宽度形成均匀厚度。具体是，在图1和图2所示的特别的不限制本发明的实施例中，沿板条24的相对两侧配置若干对边缘滚压机。边缘滚压机的滚子40在板条边缘30的稍内侧接触板条的顶表面、控制各个滚子的速度，以便在板条通过成形室16时，沿板条的宽度形成均匀厚度。如果需要，相对于玻璃的运行方向，边缘滚压机27的滚子可以稍微地向外倾斜。应当看到，在滚子接触板条的位置，各个边缘滚压机的滚子转动速度小于板条的顺流速度。按照本文的用法，术语“顺流”是指从熔化炉14到退火炉36的方向。
成形室16包括技术人员周知的常规结构的顶盖42、侧壁44和耐火槽46。沿成形室16的顶部42配置电阻加热部件48。侧壁44是隔开一定距离的，位于该耐火槽46的上面，以便形成进入开口，该开口由侧部密封件(未示出)堵住。通过该侧部密封件可将边缘滚压机28和常规的边缘冷却器50插入到成形室16中。熔化金属22包含在耐火槽46中。
现在广泛使用的浮法玻璃成形系统的另一实施例类似于上述实施例；然而这一实施例不是将熔化玻璃浇铸在侧部阻挡件之间的熔化金属上来形成玻璃板条，而是使熔化玻璃向外流，并在一个非限制实施例中形成鼓凸形状或者球形形状。边缘滚压机28沿成形室16的一部分配置，以便帮助形成要求的板条宽度。然后板条通过成形室，如上所述。这种玻璃成形工艺是这种技术中周知的，并在例如美国专利NO.3771985和3871854中说明，这些专利已作为参考文献包含在本文中。
在本发明中，可以改变浮法玻璃成形工艺，以便形成一些部分具有不同横截面厚度的玻璃板条。图3～5示出本发明的若干种玻璃板的不同横截面形状。在图3中，玻璃板100具有沿一个纵向边缘104的第一厚度102和沿相对纵向边缘108的小于第一厚度102的第二厚度106。从第一厚度102到第二厚度106的厚度的变化可以是不均匀的，即非线形的变化，如下面将要详细说明的图7和8所示的变化，或者这种厚度变化可以是均匀的即线形变化，例如图3所示的变化，该图中玻璃厚度沿玻璃板100的宽度以恒定速度变化，所以该玻璃平面基本上是平的。在图4中，玻璃板204的第一部分202具有大体均匀的厚度206，而第二部分208具有楔形的厚度逐渐增加的分布。具体是，第一部分202在纵向边缘210和界面212之间具有恒定厚度206，而第二部分208沿玻璃板204的纵向边缘201其厚度从在界面212的第一部分202的厚度206增加到较大的厚度214。玻璃板从厚度206过度到厚度214的界面212的位置可以在相对两个纵向边缘210和216之间的任何位置。在图5中，玻璃板304的第一部分302具有大体均匀的厚度306，而第二部分308具有厚度逐渐减小的楔形截面。具体是，第一部分302在纵向边缘310和界面312之间具有不变的厚度318，而第二部分308沿玻璃板304的纵边缘316具有从在截面312的第一部分302厚度306逐渐减小到较小的厚度314。在厚度306和厚度314之间的过度界面312的位置可以在两个相对纵向边缘310和316之间的任何位置。应当看到，在图4和5中，第二部分208和308相应的厚度变化在整个第二部分可以是均匀变化或者不均匀变化，如在图3中说明的。
在玻璃板两个相对表面之间的角度差在本文中称为楔角C。具体参考图3，该楔角C是玻璃板100表面110和112之间的角度差。参考图4，楔角C是部分208的表面218和表面220之间的角度差。参考图5，楔角C是部分308的表面318和表面320之间的角度差。应当看到，在这些特定的非限定实施例中，第二部分厚度一般以均匀方式改变，使得楔角C一般保持恒定值。在这些非限制实施例中，楔角C由楔形部分的两个相对边缘之间厚度总差值和楔形部分的宽度决定。可以明显看出，沿厚度是均匀的玻璃板的第一部分，该楔角C是0度，因为，两个相对表面基本上是彼此平行的。
可以改变边缘滚压机28推动板条24通过浮法玻璃成形系统成形室16的速度，即改变边缘滚压机28的转动速度，生产出上述的如图3和4所示的楔形玻璃横截面外形。特别是已经发现，增加边缘滚压机28的滚子40的转动速度便可以增加板条24的纵向边缘部分通过成形室16的速度，使得沿板条24沿纵向边缘部分52的顺流速度和板条24走出成形室16和进入退火炉36的速度之间的差别降低，这种降低的速度差别使得在此局部区域内，板条的纵向边缘部分52与板条24的中央部分54相比，摊薄程度降低。结果，在摊薄程度较低区域上的板条将具有较大的厚度。板条摊薄量的降低和伴随着的玻璃板条厚度的增加是这种速度差的函数，即速度差越小，板条的摊薄量越小，该板条的局部区域越厚。当从边缘30经边缘部分52移向板条24的中心部分54时，滚子速度变化对改变板条的摊薄的影响，与板条的中心部分相比降低。具体是，速度差增加，板条的摊薄增加，直到与板条的中心部分具有相同的摊薄程度。在移向板条的中心部分时，沿板条边缘降低的摊薄和摊薄程度逐渐增加导致沿边缘部分52形成大体楔形厚度分布，而边缘30具有最大厚度，该厚度经过纵向边缘部分52减小到中心部分54的均匀厚度。可以明显看出，楔形的纵向边缘部分52的宽度取决于若干因素，包括(但不限于)板条24中心部分54的最后厚度和边缘滚压机28滚子速度的增加量。
在生产沿宽度选出部分具有不同厚度分布的玻璃板的第一实验中(实验1)，采用上述美国专利NO.3771985说明的另一浮法工艺生产浮法板条。在实验前，板条的厚度是0.091英寸(2.3mm)，离开成形室进入退火炉的玻璃板条宽度是135英寸(3.34m)，生产量是450吨/天(TPD)，板条进入退火炉的速度是548英寸/min(13.92m/min)。沿成形室的相对的50英尺段间隔开配置两组7个边缘滚压机，相对于成形室的垂线倾斜15度。如表1所示，增加边缘滚压机即接触板条表面的辊子的转速，使得逐渐增加板条24纵向边缘部分52的边缘速度(和降低该边缘部分的速度差)。表1中的边缘滚压机位于其顺流顺序，即从图1和图2的左边到右边。
              表1