纹理化板材玻璃的精密辊成形.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201280068295.5

申请日:

2012.11.29

公开号:

CN104220386A

公开日:

2014.12.17

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C03B 13/08申请日:20121129|||公开

IPC分类号:

C03B13/08; C03B17/06

主分类号:

C03B13/08

申请人:

康宁股份有限公司

发明人:

W·E·洛克

地址:

美国纽约州

优先权:

2011.11.30 US 61/565,211; 2012.05.30 US 13/483,774

专利代理机构:

上海专利商标事务所有限公司 31100

代理人:

丁晓峰

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内容摘要

用于精密玻璃辊成形的方法和设备利用竖直地位于玻璃进料下方的表面温度大于或等于约500℃的一对热成形辊来供给玻璃温度大于等于1000℃的熔融玻璃。成形辊将供给的熔融玻璃流减薄以产生成形的玻璃带。表面温度维持在小于或等于400℃或小于或等于300℃的一对冷尺寸设定和纹理化辊竖直地位于成形辊下方。尺寸设定和纹理化辊将成形的玻璃带变薄并且纹理化以产生具有所需纹理、厚度和厚度均匀性的经过尺寸设定的玻璃带。经过尺寸设定和纹理化的玻璃带可以具有小于或等于1mm的厚度,厚度变化不超过+/-0.025mm。

权利要求书

1.  一种用于使玻璃或玻璃-陶瓷板精密辊成形和纹理化的设备,包括:玻璃进料装置,所述玻璃进料装置用于供给熔融玻璃或玻璃-陶瓷流;以及一对成形辊,所述成形辊表面温度保持在大于或等于约500℃,所述成形辊彼此紧密地间隔开,在所述成形辊之间限定玻璃成形间隙,所述玻璃成形间隙竖直地位于所述玻璃进料装置下方,以接收所供给的熔融玻璃流并且在所述成形辊之间使所供给的熔融玻璃流变薄以形成具有成形厚度的成形的玻璃带;其特征在于:
一对尺寸设定辊,所述尺寸设定辊表面温度保持在小于或等于约400℃,所述尺寸设定辊中的至少一个具有纹理化表面,所述尺寸设定辊彼此紧密地间隔开,在所述尺寸设定辊之间限定玻璃尺寸设定间隙,其中所述玻璃尺寸设定间隙竖直地位于所述成形辊下方用于接收所述成形的玻璃带并且使所述成形的玻璃带变薄并且向所述成形的玻璃带赋予纹理,以产生具有所需厚度、所需厚度均匀性和在所述玻璃带的至少一个表面上的所需纹理的经过尺寸设定的玻璃带。

2.
  根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述尺寸设定辊中每一个的圆柱形玻璃尺寸设定外表面被形成为具有变化不超过+/-0.0125mm的绕所述尺寸设定辊的旋转轴线的半径和同心度,由此所述经过尺寸设定的玻璃带的厚度的变化不超过+/-0.025mm。

3.
  根据前述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,所述尺寸设定间隙具有小于或等于1mm的厚度,由此所述经过尺寸设定的玻璃带具有小于或等于1mm的厚度。

4.
  根据前述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,所述成形间隙具有约1.5mm至约2mm的厚度。

5.
  根据前述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,所述玻璃进料装置将熔融玻璃温度大于或等于约1000℃和玻璃粘度在约200泊至约10000泊范围的熔融玻璃流进料到所述成形辊。

6.
  根据前述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,所述尺寸设定辊各为下列中的一种情况(i)由绝热材料形成或者(ii)被涂覆绝热材料。

7.
  根据前述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,所述尺寸设定辊各由空心内金属圆柱体和外绝热陶瓷层形成。

8.
  根据前述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于还包括环形带,所述环形带具有安装于所述至少一个尺寸设定辊上的纹理化表面,其中所述环形带在所述至少一个尺寸设定辊上形成所述纹理化表面。

9.
  一种用于将玻璃或玻璃-陶瓷通过精密辊成形为纹理化玻璃板的方法,包括以下步骤:
供给熔融玻璃或玻璃-陶瓷的竖直流;
利用表面温度保持在大于或等于约500℃或大于或等于约600℃的一对成形辊来使所供给的熔融玻璃流成形以形成具有成形厚度的成形的玻璃带;其特征在于:
利用表面温度保持在小于或等于400℃的一对尺寸设定辊来设定所述成形的玻璃带的尺寸,所述尺寸设定辊中至少一个具有纹理化表面,所述纹理化表面向所述玻璃带的至少一个表面赋予纹理,从而产生具有小于所述成形厚度的所需厚度、在所述玻璃带的至少一个表面上的所需纹理和所需厚度均匀性的经过尺寸设定并且纹理化的玻璃带。

10.
  根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述尺寸设定步骤包括保持所述成对的尺寸设定辊的表面温度小于或等于约300℃。

11.
  根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述尺寸设定步骤包括保持所述成对的尺寸设定辊的表面温度小于或等于约200℃。

12.
  根据权利要求9至11中任一项所述的方法,其特征在于,所述经过尺寸设定的玻璃带的厚度均匀性的变化不超过+/-0.025mm。

13.
  根据权利要求9至12中任一项所述的方法,其特征在于,所述经过尺寸设定的玻璃带具有小于或等于1mm的厚度。

14.
  根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述成形玻璃带具有 约1.5mm至约2mm的厚度。

15.
  根据权利要求9至14中任一项所述的方法,其特征在于,所述玻璃进料装置将玻璃温度大于或等于约1000℃的熔融玻璃流进料到所述成形辊。

16.
  根据权利要求9至15中任一项所述的方法,其特征在于,所述熔融玻璃以在约200泊至约10000泊的范围的玻璃粘度供给。

17.
  根据权利要求9至16中任一项所述的方法,其特征在于,所述熔融玻璃以大于或等于约10000泊的玻璃粘度供给。

说明书

纹理化板材玻璃的精密辊成形
根据35U.S.C.§119,本申请要求在2011年11月30日提交的美国临时专利序列号No.61/565,211和在2012年5月30日提交的美国申请序列号No.13/483,774的优先权的权益,美国申请序列号No.13/483,774要求在2011年5月31日提交的美国临时申请序列号61/491,651的权益,所有这些专利申请的内容以引用的方式并入到本文中。
技术领域
本公开涉及带有纹理化表面的板材玻璃的辊成形,更具体地涉及用于将薄玻璃板进行精密辊成形为具有纹理化表面和高精度厚度/尺寸均匀性的方法和设备,更具体地涉及这样的方法和设备,其中,通过具有较高/热表面温度(大于或等于500℃)的第一对成形辊形成具有大于或等于约1000℃的较高玻璃温度的熔融玻璃流,然后通过具有较低/冷表面温度(小于或等于400℃)的一对精确尺寸的和纹理化尺寸设定或纹理化辊进行精确尺寸设定和纹理化。
背景技术
在用户界面、控件、显示器、建筑装置、器具、电子装置、家具和其它装置的制造中存在对于纹理化、高尺寸均匀玻璃表面或玻璃覆盖物的需要,这种玻璃表面或玻璃覆盖物防眩光、低触摸摩擦并且防污和指纹。许多装置也受益于添加特殊设计的纹理化表面。在过去,这些类型的纹理化表面通过向光滑玻璃板的表面添加聚合物涂层和其它涂层材料而实现。这些涂层然后常常难以施加,施加起来成本较高并且常常不能提供原始玻璃表面的硬度、耐磨性和耐用性。提出了纹理化玻璃表面来实现了上文所需特征中的某些或全部特征。
发明内容
本公开的设备和方法排除了在生产纹理化玻璃板时对额外涂层的需要并且适于大量制造过程。
本发明的一实施方式包括用于精密玻璃辊成形的方法和设备,其包括用于对温度大于或等于1000℃的熔融玻璃流进行供给的玻璃进料装置。一对位于玻璃进料装置的竖直下方的热成形辊,它的表面温度保持在约为大于或等于500℃或者大于或等于600℃,该热成形辊接收供给的熔融玻璃流并将供给的熔融玻璃流成形为成形的玻璃带,成形的玻璃带的厚度接近所需厚度。一对位于成形辊的竖直下方的冷尺寸设定和/或纹理化辊,它的表面温度保持在约为小于或等于400℃或者小于或等于300℃或者小于或等于200℃,冷尺寸设定辊和/或纹理化辊接收成形的玻璃带。尺寸设定和/或纹理化辊使得成形熔融玻璃带变薄,以产生具有所需厚度和厚度均匀性的经过尺寸设定的玻璃带。尺寸设定辊筒中至少一个的外表面被纹理化以赋予玻璃带的至少一个表面纹理。经过尺寸设定的玻璃带的厚度变化不超过+/-0.025mm。通过尺寸设定辊产生的经过尺寸设定并且纹理化的玻璃带可以是较薄的玻璃带或玻璃板,其厚度为小于或等于1mm,或者小于或等于0.8mm,或者小于或等于0.75mm。
可以在尺寸设定辊的竖直下方设定一对牵拉辊,用于接收经过尺寸设定和纹理化的玻璃带,并在经过尺寸设定的玻璃带上产生张力。
玻璃进料装置可以在大于或等于约1000℃的玻璃温度下将熔融玻璃流进料到成形辊。
尺寸设定/纹理化辊可各具有绝热材料形成的纹理化表面或者被涂覆纹理化绝热材料以提供热屏障。外表面可以由陶瓷或者陶瓷材料的组合形成。
尺寸设定/纹理化辊可分别由绝热材料的空心圆柱体形成。冷却管可以向每个尺寸设定/纹理化辊的内部供给冷却流体。冷却剂管可以是在空心圆柱体的内部的基本整个长度延伸的喷射管,并且沿着喷射管形成多个喷射孔,用于将冷却流体喷射到空心圆柱体的内表面。在喷射管的中心区域的 喷射孔的密集度可以高于喷射管的端部区域,从而空心圆柱体的中心区域接收的冷却流体的体积大于空心圆柱体的端部区域。
尺寸设定辊各为下列中的一种情况(i)由绝热材料形成或者(ii)被涂覆绝热材料。尺寸设定辊可以各由空心内金属圆柱体和外绝热陶瓷层形成。
在本发明的其它实施方式中,具有纹理化表面的环形带可安装于至少一个尺寸设定辊上,由此环形带在至少一个尺寸设定辊上形成纹理化表面并且将所需纹理赋予到所述玻璃带的至少一个表面上。
本发明的一实施例包括:一种用于使玻璃或玻璃-陶瓷板精密辊成形和纹理化的设备,包括:玻璃进料装置,其供给所供给的熔融玻璃或玻璃-陶瓷流;以及,一对成形辊,其保持在大于或等于约500℃的表面温度,成形辊彼此紧密地间隔开,在成形辊之间限定玻璃成形间隙,玻璃成形间隙位于玻璃进料装置的竖直下方,以接收供给的熔融玻璃流并且在成形辊之间使供给的熔融玻璃流变薄以形成具有成形厚度的成形的玻璃带;一对尺寸设定辊,其保持在小于或等于约400℃的表面温度,尺寸设定辊彼此紧密地间隔开,在尺寸设定辊之间限定玻璃尺寸设定间隙,其中玻璃尺寸设定间隙位于成形辊竖直下方用于接收成形的玻璃带并且使成形的玻璃带变薄以产生具有所需厚度和所需厚度均匀性的经过尺寸设定的玻璃带;以及,用于将材料沉积到玻璃带的至少一个表面上并且由此在玻璃带的至少一个表面上赋予所需纹理的设备。
用于沉积材料的装置可以是喷射喷嘴,喷射喷嘴将材料喷射到玻璃带的至少一个表面上。
用于沉积材料的装置可以是喷射喷嘴,其将材料喷射到下列之一上:(a)尺寸设定辊中的至少一个;(c)成形辊中的至少一个;(d)环绕尺寸设定辊中的至少一个的环形带;以及(e)环绕成形辊中至少一个的环形带。
根据本发明的实施方式的成形方法可包括以下步骤:供给熔融玻璃流;利用表面温度保持在大于或等于约500℃的一对热成形辊来成形供给的熔融玻璃流以形成成形的玻璃带,成形的玻璃带具有接近所需厚度的厚度;利用表面温度保持在小于或等于约400℃,小于或等于约300℃,或者小于或等于200℃的一对冷尺寸设定/纹理化辊来对成形的玻璃带进行尺寸设定和纹理化,尺寸设 定辊筒中的至少一个的外表面经过纹理化以产生具有所需厚度、所需厚度均匀性和在玻璃带的至少一个表面上所需纹理的经过尺寸设定和纹理化的玻璃带。经过尺寸设定和纹理化的玻璃带的厚度可以变化不超过+/-0.025mm。由尺寸设定辊所产生的经过尺寸设定的玻璃带可以具有小于或等于1mm,或者小于或等于0.8mm,或者小于或等于0.75mm的厚度。玻璃进料装置可以将具有大于或等于约1000℃的玻璃温度,例如在约1000℃至约1500℃范围的玻璃温度的熔融玻璃流进料到成形辊。
玻璃或玻璃-陶瓷辊成形设备的实施例可包括用于将熔融玻璃流供给到表面温度保持在大于或等于约500℃的一对热成形辊。成形辊彼此紧密地间隔开,在成形辊之间限定玻璃成形间隙,玻璃成形间隙位于玻璃进料装置竖直下方,以接收供给的熔融玻璃流并且在成形辊之间使供给的熔融玻璃流变薄以形成具有接近所需厚度的成形厚度的成形玻璃的玻璃带。一对冷尺寸设定和纹理化辊(其中的至少一个具有纹理表面)维持在小于或等于约400℃的表面温度。尺寸设定/纹理化辊可以彼此紧密地间隔开,在尺寸设定/纹理化辊之间限定玻璃尺寸设定间隙,玻璃尺寸设定间隙位于成形辊的竖直下方用于接收成形玻璃的玻璃带并且将熔融玻璃的成形玻璃的带变薄并且纹理化以产生具有所需厚度、所需表面纹理和所需厚度均匀性的经过纹理化并且尺寸设定的玻璃带。熔融玻璃可以在大于或等于约1000℃的表面熔融玻璃温度进料到成形辊。熔融玻璃以在约200泊至约10000泊或者约30泊至约10000泊的玻璃粘度进料到成形辊。
在某些实施方式中,尺寸设定/纹理化辊中每一个的圆柱形玻璃尺寸设定/纹理化外表面被形成为具有变化不超过+/-0.0125mm的绕尺寸设定辊的旋转轴线的半径和同心度,由此经过尺寸设定玻璃的玻璃带的厚度的变化不超过+/-0.025mm。
在某些实施方式中,尺寸设定间隙具有小于或等于1mm的厚度,由此,由尺寸设定辊所产生的经过尺寸设定玻璃的玻璃带具有小于或等于1mm的厚度。尺寸设定间隙可以具有小于或等于0.8mm的厚度,由此由尺寸设定辊所产生的经过尺寸设定玻璃的玻璃带具有小于或等于0.8mm的厚度。成形间隙可以具有 约1.5mm至约2mm的厚度。
一些实施方式包括一对位于尺寸设定/纹理化辊的垂直下方的牵拉辊,其用于接收经过尺寸设定的玻璃和纹理化玻璃带并在经过尺寸设定玻璃的玻璃带上产生足够的张力,以进行以下至少一种:(i)稳定化和(ii)拉制玻璃的经过尺寸设定玻璃的玻璃带。
辊成形设备可以包括至少两个所述尺寸设定辊模块,一个位于另一个竖直下方并且在相同竖直平面上对准。辊成形设备可包括成形辊模块,具有与尺寸设定辊模块类似的构造用于使第一成形辊和第二成形辊彼此平行并且同步地移动。
辊成形设备可包括位于一个或多个尺寸设定辊模块下方的玻璃取出装置,以用于接收经过尺寸设定和纹理化的玻璃带,玻璃取出装置包括多个(i)位于运输机上的真空玻璃成形模具和(ii)平坦运输机中的一个。
在一些实施方式中,玻璃或玻璃陶瓷辊成形方法可以包括以下步骤:供给熔融玻璃的竖直流;用表面温度维持在大于或等于约500℃或者大于或等于约600℃的一对热成形辊将供给的玻璃陶瓷熔融玻璃流成形为成形的玻璃带,成形的玻璃带的成形厚度接近所需的厚度;用表面温度维持在小于或等于约400℃,或者小于或等于约300℃,或者小于或等于约200℃的一对冷尺寸设定/纹理化辊对成形的玻璃带进行尺寸设定,以产生具有小于成形厚度的所需厚度和所需厚度均匀性的经过尺寸设定玻璃的玻璃带。尺寸设定/纹理化辊中至少一个具有纹理化表面,纹理化表面向玻璃带的至少一个表面赋予所需纹理。经过尺寸设定和纹理化的玻璃带的厚度均匀性可以变化不超过+/-0.025mm。通过尺寸设定/纹理化辊产生的经过尺寸设定和纹理化的玻璃带的厚度可以小于或等于1mm,或者小于或等于0.8mm。成形的玻璃带的厚度可以约为1.5-2mm。可以在大于或等于约1000℃的表面玻璃温度下,将熔融玻璃流进料到成形辊。可以在约200-10000泊范围内的玻璃粘度,供给熔融玻璃。
可以将熔融玻璃供给到在该对成形辊之间形成的中央辊隙,使得在成形辊的辊隙形成熔融玻璃的坑(puddle)。熔融玻璃的坑的厚度可以约为 10-20mm。
本发明的所有实施方式可包括牵拉经过尺寸设定和纹理化的玻璃带并且在经过尺寸设定的玻璃带上形成充分张力以(i)稳定和(ii)拉制经过尺寸设定的玻璃带中的至少一种情况。
本发明的其它实施方式包括:一种用于将玻璃或玻璃-陶瓷通过精密辊成形为纹理化玻璃板的方法,包括以下步骤:供给熔融玻璃或玻璃-陶瓷的竖直流;利用表面温度保持在大于或等于约500℃或大于或等于约600℃的一对成形辊来成形供给的熔融玻璃-陶瓷流以形成具有成形厚度的成形的玻璃带;利用表面温度保持在小于或等于400℃一对尺寸设定辊来设定成形的玻璃带的尺寸,由此产生具有小于成形厚度的所需厚度和所需厚度均匀性的经过尺寸设定和纹理化的玻璃带;以及,将材料沉积到玻璃带的至少一个表面上,从而在玻璃带的至少一个表面上形成所需纹理。
沉积材料的步骤可以包括:将材料沉积到至少一个尺寸设定辊上;以及,将材料从至少一个尺寸设定辊传递到玻璃带的至少一个表面上。
沉积材料的步骤可以包括提供安装于至少一个尺寸设定辊上的环形带;将材料沉积到环形带上;以及,将材料从环形带转移到玻璃带的至少一个表面上,从而在玻璃带的至少一个表面上形成所需纹理。
沉积材料的步骤可以包括将材料喷射到玻璃带的至少一个表面上。材料可以在成形辊与尺寸设定辊之间的位置喷射到玻璃带上。
成形辊对和尺寸设定/纹理化辊对可以在熔融玻璃的竖直流所限定的竖直平面上居中。
玻璃尺寸设定辊的旋转驱动速度可以高于玻璃成形辊的速度,从而进行以下至少一种:(i)在成形的玻璃带中产生竖直张力,和(ii)拉制成形的玻璃带。
在本发明的所有实施方式中,玻璃供给步骤可以供给下列之一(i)玻璃的可变流动;(ii)玻璃的不连续流动;或者(ii)玻璃的连续流动。尺寸设定/纹理化辊对可以被旋转地驱动,在尺寸设定辊的转速中并无速度变化。
本发明的所有实施例包括独立于并且单独于其它(多个)辊来控制每对辊 的转速和扭矩。
玻璃成形辊对可以间隔开以限定在玻璃成形辊之间的玻璃成形间隙并且玻璃尺寸设定/纹理化辊对间隔开以限定在玻璃尺寸设定/纹理化辊之间于玻璃成形间隙的玻璃尺寸设定间隙。
在以下的详细描述中提出了本发明的其它特征和优点,其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言,根据详细描述、附图和权利要求是容易得到的,或者通过实施本文所描述的实施方式是容易得到的。
应理解,前面的一般性描述和以下的详细描述都仅仅是示例性的,用来提供理解权利要求的性质和特性的总体评述或框架。附图提供了对本发明的进一步理解,附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了本发明的一个或多个实施方式,并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式的高精度玻璃辊成形和纹理化设备和过程的一个实施方式的示意性透视图;
图2是图1的高精度玻璃辊成形和纹理化设备和过程的示意性侧视图;
图3是具有坩埚或勺斗进料的图1所示的高精度玻璃辊成形和纹理化设备的一个实施方式的示意性透视图;
图4是可用于向图1所示的高精度玻璃辊成形和纹理化设备连续进料玻璃的融合成形玻璃进料的一个实施方式的示意性透视图;
图5是图4所示的融合成形玻璃进料的示意性侧视图,其将玻璃传递到图1和图7的玻璃成形设备的成形辊;
图6A和6B分别是显示了来自本发明的实施方式的鱼尾槽进料的玻璃进料的示意性正视图和侧视图;
图7是本发明的高精度玻璃辊成形和纹理化设备的一个实施方式的透视图;
图8是图7的高精度玻璃辊成形和纹理化设备的尺寸设定和纹理化辊 模块的一个实施方式的透视图;
图9、10和11分别是图8的尺寸设定和纹理化辊模块的一个实施方式的部分透视图、平面图和部分剖视侧面图;
图12是图8所示的尺寸设定和纹理化辊模块的部分截面侧视图;
图13是用于驱动图8所示的尺寸设定和纹理化辊模块的辊的齿轮箱的一个实施方式的分解图;
图14和15所示是精密冷尺寸设定和纹理化辊的一个实施方式;
图16和17分别是安装在支承块上的图14和15的冷尺寸设定和纹理化辊的平面图和端视图;
图18是具有玻璃切割辊对、材料沉积装置和成形辊辐射加热器的本发明的高精度玻璃辊成形和纹理化设备和过程的一个实施方式的示意图;
图19是具有玻璃取出运输机和加热的真空玻璃成形模具260的本发明的高精度玻璃辊成形和纹理化设备的一个实施方式的示意图;以及
图20为本发明的成形和纹理设备和过程的替代实施方式的示意图。
具体实施方式
下面详细参考本发明的优选实施方式,这些实施方式的示例在附图中示出。只要有可能,在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部件。如图1示意性所示是用于生产非常薄的精确厚度纹理化板材玻璃的高精度玻璃辊成形设备和过程的一个实施方式,在附图中统一以附图标记10标记。
本文以及所附权利要求书中所使用的关于玻璃板的术语“薄”或“非常薄”指的是厚度小于或等于约1mm,或者小于或等于约0.8mm,或者小于或等于0.75mm的玻璃板。
本文以及所附权利要求书中所使用的关于玻璃板的术语“精确厚度”指的是具有基本均匀厚度的玻璃板,厚度变化不超过+/-0.025mm。
现参考图1和2,仅仅是举例来说,可以将熔融玻璃流11从鱼尾或进料槽12传递到第一对成形辊14和16之间的辊隙的中心。槽孔可以具有 宽范围的宽度/长度和厚度。可以在大于或等于约1000℃的玻璃温度下,将玻璃流传递到第一对成形辊14和16的辊隙。第一对成形辊是常规的热成形辊,它们的温度控制在约500-600℃,或者更高的表面温度的范围,这取决于要形成的玻璃的组成和粘度。用于成形辊的温度控制的过程和装置是本领域众所周知的,因此本文不再详述。第一/热成形辊使得熔融玻璃流11变平坦、变薄和变光滑,成为例如厚度约为1.5-2mm的玻璃平板21。
成形辊14和16可以由钢形成。热成形辊的成形表面的轮廓可以是略微补偿由于将热玻璃传递到辊的辊隙所引起的热成形辊的热膨胀。轮廓可以是逐渐变细或者可变化的,使得成形辊的中心部分较薄,例如成形辊的中心部分的外径小于成形辊的外部分或边缘部分,从而离开热成形辊的玻璃板21在玻璃板的中心部分略厚于外部分或边缘部分,以避免哑铃形(dog bone)玻璃带形状效果,其中形成的玻璃带在靠近带的侧边缘比中部更厚。如果形成的玻璃带的玻璃带外区域或边缘区域较厚,则当下文所述的通过尺寸设定辊对玻璃带进行尺寸设定时,可能会在玻璃带中形成皱纹或波形。如本领域所理解,小心地选择并控制成形辊的转速和温度以及成形辊之间的间隙尺寸,以产生具有所需宽度和厚度的玻璃带21。
然后将离开热成形辊14和16的玻璃带21传递到第二对成形辊24和26之间的辊隙的中心。第二对成形辊24和26是精确尺寸的尺寸设定辊,它们进一步使得玻璃板21成形并变薄成所需的精确厚度/尺寸,例如对玻璃板进行尺寸设定。尺寸设定辊26(例如,尺寸设定和纹理化辊筒,或简单地纹理化辊筒26)中至少一个的外表面被纹理化以赋予玻璃带表面纹理。另一尺寸设定辊筒24的外表面可任选地被纹理化以及便于向玻璃带的两个表面赋予纹理,或者它可以是光滑的。将尺寸设定和纹理化辊24和26的温度控制为相比于常规成形辊较冷的表面温度,小于或等于400℃,或者小于或等于300℃,或者小于或等于200℃,或者约100-400℃,或者约100-300℃,或者约100-200℃。只要玻璃组成和方法/设备的配置允许,该尺寸设定和纹理化辊的表面温度应该尽可能的低。冷尺寸设定和纹理化辊的玻璃尺寸设定/纹理化外表面是精确尺寸的圆柱体,形成的精确尺寸的 圆柱体具有公差不超过+/-0.0125mm的尺寸和突出物(例如,绕着辊的旋转轴线的尺寸设定外表面的半径和同心度)。冷尺寸设定和纹理化辊的玻璃成形外表面可以由绝热材料形成,或者用绝热材料进行涂覆。在(多个)纹理化尺寸设定辊中形成并且赋予给玻璃带的表面的纹理可以由极其细的表面纹理化图案形成,纹理化图案的特征为具有小至10μm至12μm的尺寸。在图1和图2中在尺寸设定/纹理化辊和玻璃带上的纹理化特征并未按照比例绘制,但出于说明目的,在很大程度上放大。
冷尺寸设定/纹理化辊的玻璃成形外表面可以由陶瓷绝热圆柱体、套筒或者涂层形成。绝热圆柱体提供了热屏障,其使得从热熔融玻璃带到冷尺寸设定/纹理化辊的传热量最小。由绝热圆柱体提供的热屏障允许尺寸设定和纹理化辊在小于200℃,或者甚至小于100℃运行,而不会由于玻璃的过快冷却导致玻璃板或玻璃带的裂开或细裂。在小于200℃或者小于100℃操作尺寸设定和纹理化辊还导致由于热膨胀(在操作期间,尺寸设定和纹理化辊的温度增加没有成形辊的温度增加得那么多)所产生的尺寸设定和纹理化辊24和26的玻璃成形外表面的轮廓的可以忽略不计的变化,从而可以利用尺寸设定/纹理化辊通过对熔融玻璃带进行单独的冷辊尺寸设定实现成形带的精确厚度控制,而无需对所产生的玻璃板进行后续精整操作。
在成形辊处将玻璃成形为约为1.5-2mm的较厚玻璃带或玻璃板,使得在成形玻璃板中留下足够质量的熔融玻璃,在玻璃板的中心具有足够的热能以对通过与成形辊接触发生冷却的玻璃板的外部区域进行再加热。玻璃板外部区域的这种再加热允许成形辊与尺寸设定辊之间进行可任选地拉制和变薄,并且在尺寸设定和纹理化辊处进行尺寸设定和纹理化。
可以靠近每个尺寸设定和纹理化辊24和26的端部安装精确尺寸间隔环34和36。间隔环被精密机械加工成具有公差不超过+/-0.0125mm的圆柱形外表面。如下文所详述,将尺寸设定和纹理化辊压到一起,使得尺寸设定辊24上的间隔环34与尺寸设定和纹理化辊26上的间隔环36接触并压在一起。以这种方式,可靠地实现了尺寸设定和纹理化辊34和36之间的精确间隙控制,而无需考虑支承块或支撑结构的任何热膨胀。也可以任 选地在热成形辊14和16上使用间隔环。通过尺寸设定和纹理化辊24和26使得成形的玻璃带21进一步变薄并精确地成形为非常薄(例如,厚度小于或等于约1mm,厚度小于或等于0.8mm,或者厚度小于或等于0.75mm)的经过尺寸设定和纹理化的玻璃带31,其具有公差不超过+/-0.025mm的精确厚度和在至少一个表面上的所需纹理。如本领域所理解,小心地选择并控制尺寸设定和纹理化辊的转速和表面温度以及尺寸设定和纹理化辊之间的间隙尺寸,以产生具有所需宽度、纹理和精确厚度的玻璃带31。
为了形成具有高精度厚度的非常薄的玻璃板,以及出于热控制、引导和平坦度的考虑,如果需要的话,可以以串联方式(一个位于另一个的下方)采用两对或更多对尺寸设定辊(仅示出一对)。在这种构造中,在第一尺寸设定辊中的尺寸设定辊可能是光滑的并且第二尺寸设定对的尺寸设定辊可包括至少一个纹理化尺寸设定辊用于将玻璃带的至少一个表面纹理化。
可以在尺寸设定和纹理化辊34和36的下方可任选地提供一对或多对常规牵拉辊44和46,从而向下牵拉玻璃带31并在玻璃带31中产生轻微的张力,从而使得玻璃带稳定化,拉伸玻璃带31,将玻璃成形区域中的玻璃流11和玻璃带21与下游过程分开,维持玻璃带31的平坦度,或者使得玻璃带进一步变薄以形成玻璃带41。必须适当地选择这些牵拉辊的表面材料和纹理,使得不会对精密成形/尺寸化的玻璃带/板41的所需的表面精整造成负面影响。然后将玻璃带31或41冷却并传递至取出机构,其中,将玻璃带切割成所需尺寸的单独玻璃板。取出机构可以是用于对玻璃板进行划线并从移动的玻璃带的底部将玻璃板断开的移动砧(travelling anvil),和用于将分离的玻璃板从玻璃成形设备移除的具有伯努利卡盘(Bernoulli chuck)的机械臂,或者玻璃取出机构可以是水平运输机,其将玻璃带运输到下游玻璃加工工位,例如玻璃切割、(边缘和表面)精整或者整形工位。
可以使用任何合适的玻璃传递方法将熔融玻璃流11进料到热成形辊14和16的辊隙的中心。例如,可以将熔融玻璃从坩埚或预成形的勺斗分批地传递到成形辊;或者可以将熔融玻璃作为玻璃流从鱼尾孔、槽孔、熔融成形溢流槽或者挤出炉连续进料到成形辊。
如图3示意性所示,可以采用勺斗或坩锅70将熔融玻璃配合料进料到热成形辊14和16的辊隙中。用已知的方式使得熔融玻璃填充勺斗70。然后将熔融玻璃的勺斗移动到热成形辊14和16的辊隙上方的位置,倾倒勺斗,将熔融玻璃倒入热成形辊14和16的辊隙中。可以以受控制的方式倾倒勺斗,使得以所需的流速从勺斗倾倒玻璃,用成形辊14和16形成所需宽度的玻璃带。或者,取决于相对于成形辊14和16的长度的勺斗的体积,勺斗可以快速地将其熔融玻璃内含物倾倒到成形辊14和16的辊隙上,在成形辊的辊隙上形成熔融玻璃的坑。然后通过重力和成形辊的旋转玻璃成形表面从坑向下拉制熔融玻璃,形成经成形的玻璃带21。但是,对于这种方式可能难以控制玻璃带21的宽度,因为从勺斗一次性地倾倒了所有的玻璃。
图4和5示意性地示出了连续融合拉制玻璃成形过程的溢流槽80。溢流槽80包括上槽形部分82和下楔形部分83,它们组合形成单个成形体80。槽形部分包括具有第一槽侧内表面的第一槽侧壁、具有第二槽侧内表面的第二槽侧壁和槽底表面88,它们一起限定了开放通道(也称作“槽”)90,通常经由槽的入口管78或开放端将玻璃熔体引入其中。用熔融玻璃填充槽,允许熔融玻璃从第一槽壁的第一槽顶表面94以及第二槽壁的第二槽顶表面96上流过,作为两条单独的玻璃带,沿着第一槽侧外表面84和第二槽侧外表面86流下,并沿着与第一槽侧外表面84相连的第一倾斜楔侧表面104和与第二槽侧外表面86相连的第二倾斜楔侧表面106进一步流下。在两个楔侧表面104和106结合的根部108,两条玻璃带融合以形成单个玻璃带111,将其进料到成形辊14和16的辊隙中。
玻璃熔体应从第一槽顶表面94和第二槽顶表面96溢流并且连续地覆盖它们以形成光滑并且连续的玻璃带。同样,顺着溢流槽的外侧表面84、86、104和106流动的玻璃带应覆盖整个侧表面(受到其它溢流槽配件,诸如端帽和边缘导向器等的物理限制)而没有从溢流槽的一端到另一端的显著厚度变化。理想地,在两个带中的玻璃熔体流量在延长时段是一致的并且稳定的,使得在溢流槽的根部能可靠地产生玻璃板。在成形工序开始时, 玻璃流动可能花费某些时间来形成具有所需厚度和流率的完整、稳定和一致的带。
玻璃熔体的流率以及沿着第一和第二槽顶表面的全部长度的分布的变化影响在拉制底部产生的最终玻璃板的厚度和厚度变化。因此,为了增加整个工序中玻璃的总体产率,建立稳定玻璃带所需的初始启动时间段应该尽可能的短,从而使得在启动过程中产生的废料或废玻璃的量最小化。使用本发明的玻璃成形设备的成形辊和玻璃尺寸设定和纹理化辊可以弥补玻璃带/流111(或者如上文所述的玻璃流11)的流速和厚度的变化。因而可以简化用于将玻璃进料到溢流槽的控制方案,并且不用非常严格地控制。此外,可以缩短启动时间段而不会影响精确厚度玻璃带111(或者如上文所述的玻璃流11)的稳定性和质量,并在启动期间产生较少的玻璃废料。因此相比于常规精确厚度玻璃成形设备和过程,用本文所述的玻璃成形设备和过程可以增加产率和降低操作成本。
使用溢流槽或者溢流管使玻璃带111融合成形并进料到成形辊的辊隙中,实现了比槽进料布置所可能实现的更大宽度玻璃板的精确厚度成形。例如,康宁公司采用溢流槽或溢流管融合拉制玻璃成形过程已经产生了宽度最高至约10英尺宽的玻璃带。槽进料布置通常限于形成宽度为600-900mm或更小的玻璃带。
通过将溢流槽的玻璃进料槽12或根部108尽可能地靠近成形辊14和16的辊隙放置,可以采用在成形辊14、16的辊隙的大于或等于约1000℃(例如,约1000-1500℃)的传递温度下具有较低粘度的薄玻璃,以使用本文所述的辊成形设备来形成玻璃板。例如,可以使用本文所述和所示的精密玻璃辊成形设备,可以在传递温度下对粘度约为200泊的玻璃和玻璃陶瓷组合物以及粘度高至约10,000泊或更高的玻璃和玻璃陶瓷组合物进行精确厚度成形。使用常规槽拉制和融合拉制方法无法对如此低粘度的玻璃组合物进行成形,因为熔融玻璃流/带11、21、31、111在其自身重量和/或在此过程中施加到熔融玻璃带上的张力的作用下变得不稳定,并失去其形状。此外,如图6A示意性所示,通过将玻璃进料槽12或溢流槽的根部108 尽可能地靠近成形辊14和16的辊隙放置,可以使得产生的玻璃板的宽度最大化,从而最小化在经由成形辊成形之前玻璃流11或玻璃带111变细(attenuate)的时间。例如,通过将成形辊14和16的辊隙放置在线A处,相比于将成形辊的辊隙放置在图6A的线B处,当将玻璃流11或带111传递到成形辊时,玻璃流11或玻璃带111更宽。一旦通过成形辊14、16形成了玻璃,在玻璃成形和尺寸设定过程的余下过程中,玻璃带21、31的宽度基本恒定,并且倾向于不会进一步变细。
如图6B所示,有利地将熔融玻璃流11进料到成形辊14、16之间的辊隙的中心处,如虚线98所示。通过使得玻璃流11在成形辊14、16之间居中,玻璃流11的两侧与相应的成形辊接触相同的时间量和距离量(如图6B的弧线T1示意性所示),并且因此在玻璃成形过程中被冷却至相同的程度。如果将熔融玻璃流11偏离辊隙的一侧进料到成形辊,如图6B的虚线101所示,如同水平玻璃辊成形过程中所常见的那样,则玻璃流的一侧接触一个成形辊14会比玻璃流的另一侧接触另一成形辊较高/较快。作为结果,玻璃流11的一侧接触相应成形辊14的时间和距离T2会比玻璃流的另一侧接触另一成形辊16的时间和距离(T3)更长。因此,在经由成形辊成形过程中,通过与相应成形辊的接触,玻璃流11的一侧会被冷却至比玻璃带的另一侧更低的温度。该不平衡的冷却在玻璃带21中产生热应力,这会引起玻璃带的翘曲或歪斜,在所得到的玻璃带21中形成波纹。
可能优选在成形辊14和16的辊隙形成熔融玻璃99的小坑,如图6B所示。通过在成形辊的辊隙提供缓冲量的玻璃,坑有助于确保通过成形辊形成具有基本恒定厚度的玻璃带21。该玻璃缓冲量在辊隙提供可用的小玻璃储器,以弥补进料到成形辊14和16的辊隙的熔融玻璃流11的流速或厚度变化。在没有此类玻璃坑或储器的情况下,如果玻璃流11的流速临时下降,则在成形辊的辊隙可能没有足够的玻璃来产生均匀厚度的玻璃带21。则可能形成具有薄部分的玻璃带21,薄部分比所需的情况薄,并且比玻璃带21的余下部分薄。通过精确玻璃进料控制,可能进料具有基本恒定流速的玻璃流11,并用成形辊形成基本恒定宽度的玻璃带21,而无需在成 形辊隙形成坑99,例如图5所示。玻璃坑可以在玻璃配合料之间或者在低玻璃进料速率情况下提供玻璃储器。以这种方式,本玻璃辊成形系统可以有效地断开玻璃进料速率和玻璃成形加工速度或速率之间的关系。以这种方式,可以采用可变流速以及甚至是进料配合料之间具有停留时间的不连续或配合料玻璃进料系统,根据玻璃辊成形系统的需求,供给/进料可选择的玻璃量。还可任选地完全删去玻璃配合料进料之间的坑。如本领域所理解,小心地选择并控制成形辊的转速和表面温度,成形辊之间的间隙尺寸,以及玻璃进料温度/粘度和流速,以产生具有所需宽度和厚度的玻璃带21。
如上文所述,在成形辊的辊隙形成玻璃坑具有一些益处,但是坑越大,则熔融玻璃与成形辊接触越久,并且通过与较冷的成形辊接触使得更多的玻璃板的外部区域被冷却。随着玻璃被冷却,其粘度增加,使得难以在成形辊和尺寸设定辊之间对玻璃板进行拉制和变薄,并且难以在尺寸设定辊处对玻璃流进行变薄和尺寸设定。这样一来,坑的尺寸应该保持较小,例如可以形成厚度约为12-18mm的坑,从而可以有效地对玻璃板进行再拉制和尺寸设定。事实上,在一些情况下,不在成形辊的辊隙形成坑可能是有利的。
下面参考附图7-14描述精密玻璃成形设备10的一个实施方式。如图7所示,精密玻璃成形设备10可包括玻璃成形模块110、玻璃尺寸设定和纹理化模块120和可任选的玻璃牵拉模块130。成形辊14、16是成形模块110的部分,尺寸设定和纹理化辊24、26是尺寸设定和纹理化模块120的部分,可任选的牵拉辊44、46是牵拉模块130的部分。成形模块、尺寸设定和纹理化模块和可任选的牵拉模块可以布置成一个位于另一个的下方,每对辊的辊隙为中心并与相同的垂直平面对准(例如,由进料到成形辊的玻璃流或者成形辊的辊隙限定的竖直平面),从而将玻璃流/带精确地进料到由每对辊限定的辊隙的中心。
除了成形辊、尺寸设定和纹理化辊和牵拉辊筒之外,玻璃成形模块110、玻璃尺寸设定和纹理化模块120和玻璃牵拉模块130可以是基本一致的。如此,仅在附图中描述了尺寸设定和纹理化辊24和26的位置和驱 动模块120,并且在本文中参考附图8-14详细描述。应理解,在尺寸设定和纹理化辊模块的如下描述中与图8-14相关的尺寸设定和纹理化辊24和26的参考也应被分别认为是辊成形模块和可任选的牵拉辊模块中的成形辊14、16和牵拉辊34、36的参考。模块110、120和130是简单的、低成本的、低轮廓的、可堆叠的模块,如本文的示例所示,它们结合形成通用的辊成形设备或系统。单独模块中每一个的整体厚度或高度可仅为约114mm。每个模块可包括任选的辐射辊加热器114和116以便于对辊进行温度控制。应理解的是,本文详细描述的模块仅仅是可以用于对本公开的成形辊、尺寸设定/纹理化辊和牵拉辊进行安装、对准、移动和控制的一个代表性设置。本领域技术人员可以设计和建立用于安装、对准、移动和控制成形辊和尺寸设定/纹理化辊的其它设置或系统,而不背离本发明和所附权利要求书的范围。
如图8-11所示,尺寸设定和纹理化模块120可以包括汽缸128、框架131、平移驱动马达132、上轴158、下轴159和中间轴161。汽缸128或者其它合适的平移驱动装置例如,液压缸、电动步进器或伺服马达,或者任何其它能够产生满意的平移驱动力的平移驱动装置,使得尺寸设定和纹理化辊朝向彼此移动。当尺寸设定和纹理化辊24、26朝向彼此移动时,尺寸设定和纹理化辊24、26上的间隔环34、36相互接触,并精确地形成/限定了尺寸设定和纹理化辊24、26的成形表面之间的间隙。将气动汽缸安装到模块的背面,例如远离来自熔融玻璃带热量的那侧。
电动马达132,例如伺服马达或步进马达,或者其它合适的旋转驱动机构,例如气动马达或液压马达,经由直角齿轮箱134、旋转齿轮箱136旋转驱动尺寸设定和纹理化辊,使得内外尺寸设定和纹理化辊24和26以及施密特联接件144、146反向旋转,从而以精确控制的速度以相反方向旋转驱动尺寸设定和纹理化辊。齿轮箱134也可调节成起齿轮减速的作用,例如30-1、50-1或20-1,用于以较高的扭矩驱动尺寸设定和纹理化辊。应理解的是,通过将马达132的输出轴设置成平行于尺寸设定和纹理化辊,可以去除直角齿轮箱。通过伺服马达可以以精确的速度精度旋转驱动尺寸 设定和纹理化辊,这可以与旋转驱动其它辊模块110和130的伺服马达同步。如图13所示,齿轮箱136包括一组用于以相反方向旋转内尺寸设定辊24和外尺寸设定和纹理化辊26的齿轮138。施密特联接件实现尺寸设定和纹理化辊的轴202、204(其相对于框架131移动)相对于齿轮箱136的输出轴的相对平移(其相对于框架131固定),同时保持它们之间的旋转驱动连接并以精确控制的转速驱动辊,而没有其它类型的平移/可调整转动驱动连接器所常见的辊转速的速度变化或波动。从而,施密特联接件降低了原本会由于辊转速的速度波动产生的玻璃的不合乎希望的低频波动的产生。下面参考图15-17进一步详述,将冷却流体例如空气、水或者空气/水的混合物(薄雾或者其它合适的冷却剂)经由软管通过旋转流体接头154、156进料到尺寸设定和纹理化辊中,并通过连接件157进料到精密支承块中。
如图8最佳所示,将每个尺寸设定和纹理化辊24、26的轴分别安装在液体冷却的精密支承块124和126中。支承块124和126可结合快速变换附连特征件,从而有助于出于维修和其它目的的尺寸设定和纹理化辊的安装和去除。将尺寸设定和纹理化辊24、26的第一个辊或者内辊24的支承块124安装在中间轴161的外端上。中间轴的内端附连到汽缸128的输出轴162。如在图9和图10中最佳地示出,中间轴的中心部分通过框架131的内板163和外板164可滑动地轴颈支承在套管的孔中。汽缸的输出轴162从汽缸中的活塞延伸出来,用于驱动中间轴前后往复,如箭头167所示。将第二或外尺寸设定和纹理化辊26的支承块126安装到上轴158和下轴159的外端上。上轴和下轴的内端附连到汽缸128的外壳或安装板,从而活塞使得中间轴相对于上轴158和下轴159移动。上轴158、下轴159的中心部分通过框架131的内板163和外板164并通过内尺寸设定和纹理化辊24的支承块124可滑动地轴颈支承在套管的孔中。
如图11和12最佳所示,分别在中间轴161的顶表面的中心部分和上轴158的下表面形成齿轮齿166、168。如图10-12所示,在扭杆174的相对端上设置小齿轮172。在框架131的套管或孔中接收扭杆的端部,从而在框架131中固定扭杆的位置。小齿轮172啮合中间轴161和上轴158 中的“齿条”齿轮。安装在相同的扭杆174上,小齿轮172都以相同的速度转动,从而确保了内外尺寸设定和纹理化辊的两端都同步地以相同的速度相互靠近和远离移动,并且在通过汽缸128使得尺寸设定和纹理化辊24和26相互靠近和远离移动时,它们保持相互平行。发现当它们在一侧形成有齿轮齿166、168时,上轴158和中间轴161倾向于翘曲或弯曲,这会导致轴束缚在框架内或者破坏尺寸设定辊的所需的精确定位以及尺寸设定辊之间的玻璃尺寸设定间隙的精确形成。为了防止该齿轴的翘曲,可以在相对于齿轮齿166、168的上轴和中间轴的侧面形成槽,如图12中可以看出。
应理解的是,小齿轮172可以啮合在下轴159中形成的齿轮齿,而非上轴158中形成的齿轮齿,如图8-12所示。还应理解的是,扭杆174和小齿轮使得能够可任选地去除一个汽缸128,并仅使用仅驱动了一个中间轴161的汽缸128来驱动/移动尺寸设定和纹理化辊同步地相互靠近和远离。
如图12最佳所示,汽缸128的输出轴162可以经由适配器182、对准联接件184和可任选的螺纹锁圈186连接到中间轴。适配器182使输出轴162与对准连接件184相配合。在中间轴161的端部接收对准联接件184,并且对准联接件184使中间轴与汽缸的输出轴对准。螺纹锁圈186调整中间轴的冲程,通过与框架131的板163的接触来调整内外尺寸设定和纹理化辊24、26之间的间隙(同样参见图9和10)。
可以用安装夹或安装块188将框架131安装到竖柱或直立柱(未示出)上,从而尺寸设定和纹理化辊24和26位于玻璃进料槽12(或者溢流槽的根部108)的正下方,使得玻璃带位于内尺寸设定辊24和外纹理化辊筒26的中心。以这种方式,当通过汽缸将尺寸设定和纹理化辊24和26压到一起时,会在尺寸设定和纹理化辊的辊隙的中心接收玻璃带。上面安装有框架131的柱或者立柱可以是固定立柱或者可以随着其它模块110、130在拖车或者其它可移动的平台上,用于在玻璃进料槽或溢流槽的下方选择性地定位精密玻璃辊成形设备10。安装夹188为每个模块110、120、130 沿着垂直立柱相对于玻璃进料槽或溢流槽或者相对于其它模块提供了无限的竖直可调整性。
尺寸设定和纹理化辊模块120的前述实施方式可以结合三种替代方法,用于实现当通过汽缸128使尺寸设定和纹理化辊24和26一起移动时,尺寸设定和纹理化辊24和26之间的精确间隙控制。通过使用上文所述的精确尺寸的间隔环34、36提供了第一种且最精确的方法,如图1-3、7和8所示。使用间隔环,无需考虑辊轴和辊或支承块之间的轻微偏心,支承配合空隙/公差,或者轴、轴承、支承块或支撑结构在操作温度下的可变膨胀,维持了精确的辊间隙控制。
可以采用间隔垫片191来提供尺寸设定和纹理化辊24和26之间的间隙控制的第二种稍微不精确的方法,如图8所示。可以在模块的每个侧面上的支承块124和126之间安装精密成形的间隔垫片191,以提供精确的间隙控制。可以形成垫片191以滑动配合到上轴158和下轴159上,使得可以快速并容易地交换不同厚度的垫片(或者多个垫片以形成不同厚度),以改变尺寸设定和纹理化辊之间的间隙尺寸。对于该方法,辊轴和辊或支承块之间的偏心,支承配合空隙/公差,或者轴或辊在操作温度下的可变膨胀,会导致尺寸设定和纹理化辊之间的间隙的尺寸和均匀性的略微变化,以及所得到的玻璃板31的厚度控制和均匀性的相应变化。垫片实现了快速且容易的改变辊间隙,使得该方法对于研究和开发或者原型环境是理想的。
可以通过在中间支撑轴161上提供可任选的螺纹锁圈186来提供尺寸设定和纹理化辊之间的间隙控制的第三种稍微不精确的方法,如图12所示。当通过汽缸128使得内轴向外移动时,锁圈186与框架131(或者框架中的套管)接触,以停止中间轴的移动,因此内外尺寸设定和纹理化辊移动达到尺寸设定和纹理化辊之间限定的所需间隙。螺纹锁圈在内轴161的端部上设置螺纹,使得螺纹锁圈186可以沿着内轴移入移出,以改变中间轴停止的位置,并进而改变尺寸设定和纹理化辊筒之间的间隙的尺寸。在本文的另一个实施方式中,可以在模块中结合锁圈驱动装置(未示出)以用于转动锁圈186并调整玻璃制造过程中尺寸设定和纹理化辊之间的间隙。还可 以为尺寸设定和纹理化模块或模块下游添加本领域熟知的传感器(未示出),以监视过程和正在生产的经过尺寸设定的玻璃带31、131。以这种方式,当传感器检测到经过尺寸设定的玻璃带的厚度或其它参数的不合乎需要地变化时,则可以通过驱动锁圈实时调整尺寸设定和纹理化辊之间的间隙,直至玻璃带的厚度或者感测到的其它参数再次落在可接受限值内。这种调整可以是人工控制或者自动的。
通过采用间隔垫片191(参见图8)对尺寸设定和纹理化辊之间的间隙进行控制的第二种方法的更易于调整的特性对于实验或者开发环境可能是有利的,其中,需要频繁地改变间隙以确定对于新的玻璃组合物、新的操作温度、新的操作输出、新的玻璃带厚度或者新的玻璃带宽度等的最佳间隙。而间隔环34、36对于生产环境可能是更为有利的,其中,尺寸设定和纹理化辊之间的间隙是固定的,并且希望更精确的玻璃带厚度控制。
现转至图14-17,下面参照内尺寸设定和纹理化辊26描述尺寸设定和纹理化辊24和26的一个实施方式。应理解的是,内尺寸设定辊24与外尺寸设定和纹理化辊24是一致的,除了外尺寸设定和纹理化辊26在玻璃接触表面中或玻璃接触表面上具有纹理化特征的图案198,而内尺寸设定辊24是光滑的。然而,应意识到内尺寸设定辊24可以任选地包括纹理化特征的图案使得内辊为尺寸设定和纹理化辊,作为外尺寸设定辊26的补充或替代。
如上文所述,外尺寸设定和纹理化辊26和内尺寸设定辊24包括绝热圆柱体或涂层192。在端盖194和196之间安装绝热圆柱体192。可以一体地成形轴202和204以及端盖,以将尺寸设定和/或纹理化辊旋转安装在水冷精密支承块124中。精密成形的间隔环34可以安装到绝热圆柱体192的端部和端盖194和196之间形成的凹槽中(参见图14和图15)。间隔环34的外圆柱形支承外表面延伸超过绝热圆柱体192的玻璃尺寸设定外表面236,以等于玻璃带31的最终所需厚度的一半的距离。绝热圆柱体192的圆柱形外表面可以包括由绝热材料(例如另一种陶瓷材料或者陶瓷材料的组合)形成的热屏障层(未示出),从而抑制从熔融玻璃到圆柱体192的热损 失/热传输。
为了将内尺寸设定和纹理化辊(或内尺寸设定辊24)的绝热圆柱体192维持在约100℃的所需的较冷操作表面温度,在绝热圆柱体192内的中心设置具有多个分布孔244的冷却剂分布器或者喷射管242。冷却流体(或冷却剂)246,例如水、空气和水雾,或者其它合适的冷却流体在压力下经由旋转流体接头154进料(246a)到冷却剂分布器242。将冷却流体246a从分布孔244喷射到绝热圆柱体的圆柱形内表面上,并冷却绝热圆柱体192。通过喷射管242与轴202和旋转流体接头154之间的环形间隙248从绝热圆柱体的内部去除被加热的冷却流体246b。可以以任何所需的图案布置分布孔244,以实现所需的冷却效果。例如,在尺寸设定和/或纹理化辊的中心部分可以具有更多,例如更高密集度的冷却孔,其中,在该位置需要比尺寸设定和/或纹理化辊的端部更多的冷却。
尺寸设定和纹理化辊筒26的外表面上形成有纹理化特征图案198(或者纹理198)。举例而言,可以利用激光器,使用印刷工业中广泛地用来形成网纹辊筒的制造技术雕刻纹理化辊筒26的表面。激光器可以用来在辊筒的表面上雕刻有规律的、可重复的纹理化特征的几何图案198,或者它可以在纹理化辊筒的表面上形成随机的纹理化特征图案198。纹理化特征可以全都具有相同大小和几何形状,或两种或更多种,或者甚至随机的大小和几何形状。纹理化特征可以以有规律的可重复的图案或者以变化或甚至随机的图案排列于纹理化辊筒的表面上。凹入的纹理化特征在附图中主要被示出为纹理化辊筒26的表面中的凹部,诸如凹点或裂隙,其在玻璃带的表面上形成相对应形状的凸起特征,诸如隆起或脊。纹理化特征198可以替代地为凸起特征,诸如隆起或脊,其在玻璃带的表面上形成相对应形状的凹部,诸如凹点或裂隙。纹理化特征198可以通过直接激光雕刻,施加电弧等离子体喷射的陶瓷表面涂层或者任何其它合适的雕刻或材料移除过程诸如蚀刻、喷砂以及其它表面复制方法形成。突起特征可以通过任何合适的材料沉积过程形成于纹理化辊筒的表面上。形成于纹理化辊筒中并且赋予给玻璃带的表面的纹理化特征可以由极细的表面纹理化图案形成,具有小 至10μm至12μm的尺寸的特征。
纹理化特征198可以呈现许多几何形式或形状。例如,纹理化特征可以是六边形、菱形或其它几何或甚至随机形状。在一示例中,特征可以是单元的60°六边形图案,具有每英寸1200个单元的集中度,单元开口为18μm并且单元间的壁厚为3μm。在另一示例中,特征可以为间隔开的凹部,具有不同的特征或单元数,其占纹理化辊筒表面的总表面积20%至100%的表面覆盖率。在其它示例中,纹理化特征可以排列为三组或更多组紧密间隔的特征或单元,这些组排列为在纹理化辊筒表面上的重复或随机图案。利用直接激光雕刻技术可以生成几乎无限数量的单元图案。可以采用一系列聚焦透镜来赋予玻璃表面所需形状、间距和大小的纹理化特征或单元。
在玻璃成形设备10的正常操作过程中,玻璃成形辊14、16设定为成形辊之间的玻璃成形间隙大于尺寸设定和纹理化辊24、26之间形成的玻璃尺寸设定间隙。还可以以比尺寸设定和纹理化辊24、26低的速度/RPM运行玻璃成形辊14、16。以比玻璃成形辊高的RPM操作尺寸设定和纹理化辊,使得在玻璃成形辊和玻璃尺寸设定辊之间的玻璃板21内产生张力,并拉伸玻璃板21。在玻璃板21内维持张力,有助于维持形成的玻璃板21和31的稳定性,并还可用于对成形的玻璃板21进行拉伸和变薄,之后玻璃板21进入尺寸设定和纹理化辊的辊隙。例如,可以通过成形辊将玻璃板21成形为2mm的厚度,然后在成形辊和尺寸设定辊之间进行拉伸和变薄,之后进入尺寸设定和纹理化辊隙,可以在其中将其尺寸设定为1mm的厚度。同样,牵拉辊44、46可以以比尺寸设定辊24、26更高的速度驱动以便在尺寸设定辊与牵拉辊之间的玻璃带31内形成张力并且稳定、拉伸和/玻璃带31或使玻璃带31变薄。还应注意,可以适当地选择玻璃成形辊、尺寸设定和纹理化辊和可任选的牵拉辊的辊间隙和辊速,使得玻璃通过每个辊的体积流速是相等的。
可以以许多方式容易地配置本文所述的玻璃辊成形设备的模块/可堆叠配置,简单地增加、减去和代替系统中的不同玻璃辊筒模块,以实现用于很多种玻璃组成、玻璃板宽度、玻璃板厚度和玻璃板表面/厚度尺寸控制 的很多种的玻璃成形配置和操作。本文所描述的玻璃辊成形设备和过程的模块/可堆叠配置也通过简单地添加在玻璃尺寸设定辊筒中的一者或二者的玻璃成形表面中具有所需表面特征或起伏纹理的玻璃精整辊筒模块而能合并特殊表面特征或纹理。
可以独立且分开地控制电动马达132,例如伺服马达或步进式马达,或者用于旋转驱动模块中每一个的辊的其它合适的旋转驱动机构,使得每个模块中的辊可以独立地并且以不同于其它模块中的辊的速度或扭矩进行旋转驱动,或者以与一个或多个其它模块中的辊相同的速度或扭矩进行旋转驱动。为了实现这一目的,可以每个模块中采用传感器来检测每个辊的转速和/或扭矩。将信号从每个传感器传送至控制器,然后控制器将信号传送至驱动每个辊的旋转驱动机构,进而将每个辊的转速或扭矩控制在所需的操作范围内。以这种方式,可以以这样的转速或扭矩驱动辊筒对,转速或扭矩略高于在这对辊筒紧邻上方辊筒对的转速或扭矩,从而在这两个辊筒对/模块之间牵拉玻璃带。例如,可以以较低的速度驱动上辊筒对,较低的速度是相对于下辊筒对的速度的特定比例或者百分比,例如约9:10至约1:2的范围内的比例,或者可以以约50%-90%的下辊的速度来驱动上辊。
该系统可以容纳由很多种材料形成的很多种辊类型,例如,由不锈钢或因科镍合金,或者陶瓷涂覆的不锈钢以及其它合适的材料制造的成形辊14、16;由具有绝热表面,例如陶瓷涂层或套筒的不锈钢,或者其它陶瓷基材料如氧化锆制造的尺寸设定和纹理化辊24、26;以及由具有陶瓷涂层或套筒,或者高温硅酮涂层或套筒的不锈钢或者其它合适材料制造的的牵拉辊44、46。可用于本发明的系统的辊包括但不限于,上文所述的成形辊、尺寸设定/纹理化辊和牵拉辊,以及额外可任选的辊,例如具有切边机的辊或者具有玻璃切割器264、266的切割辊254、256,如图18所示。切割辊254、256可以由钢或具有硬化钢切割器的铝制造。
可以将切割器辊的转速与尺寸设定辊筒的速度或者玻璃带的速度同步。可以调整切割辊的转速,使得从玻璃带切割具有所需长度的玻璃板。例如,如果需要较短的玻璃板,则当切割器不与玻璃接触时,可以以较高 的转速(例如,尺寸设定辊转速的150%的速度)旋转驱动切割辊,使得切割器以比玻璃带的速度更快的速度绕着切割辊的轴快速移动。然后,当切割器264、266靠近玻璃带时,降低切割辊的转速,使得当切割器与玻璃带接触并进行切割时,切割辊的转速与玻璃带的速度同步。然后切割器与玻璃带脱离时增加切割辊的转速,重复该过程,以从玻璃带切割另一块玻璃板。如果需要较长的玻璃板,则当切割器不与玻璃接触时,可以以较低的转速(例如,尺寸设定辊转速的50%的速度)旋转驱动切割辊,使得切割器以比玻璃带的速度更慢的速度绕着切割辊的轴缓慢移动。然后,当切割器264、266靠近玻璃带时,增加切割辊的转速,使得当切割器与玻璃带接触并进行切割时,切割器的速度与玻璃带的速度同步。以这种方式,可以将任何所需的板长度“拨入”系统控制器,以通过调整当切割器脱离玻璃带时切割辊的速度,来切割出任何所需长度的玻璃板。如果在玻璃带中检测出缺陷,则控制器可以控制切割辊在缺陷的任一侧切割玻璃带,并从玻璃带切割掉含有缺陷的玻璃带的部分。然后可以丢弃该缺陷片玻璃,或者进行再循环。
如图18示意性所示,可任选地,在成形辊模块110的支承块上安装辐射辊加热器114、116,从而随成形辊14、16(或者作为替代地相对于框架131)移动,并有助于玻璃成形辊14、16的温度控制(如图18所示)。如图7所示,还可为尺寸设定和纹理化辊模块120的支承块中的一个或多个安装辐射加热器,以控制玻璃尺寸设定和纹理化辊24、26的表面温度,并控制牵拉辊模块130的支承块的表面温度,以控制牵拉辊44、46的表面温度,或者本发明的玻璃成形设备中所结合的任何其它辊模块的表面温度。辐射加热器可以包括温度传感器124、126以及辐射加热元件125、127。
温度传感器124、126可以是红外传感器或者光学高温计,它们安装在玻璃成形辊14、16的成形表面和玻璃尺寸设定辊24、26的视线上,从而感测玻璃成形辊表面的表面温度。控制器响应由温度传感器检测到的温度控制辐射加热元件的电流,从而将玻璃成形辊的表面温度维持在基本恒 定的所需操作表面温度,例如约500-600℃的操作温度。还可以为尺寸设定和纹理化辊模块提供红外传感器和加热器,从而控制尺寸设定和纹理化辊模块的尺寸设定和纹理化辊表面温度。
图18还示出了本发明的一替代实施例,其中,凸起纹理特征201形成于玻璃带31的表面上。根据本发明的一实施方式,粉末材料203从料斗205进给到纹理化辊筒26上。计量刀片207从纹理化辊筒26的表面刮掉过量材料203,在完全由粉末材料构成的纹理化辊表面中留下凹入特征198。然后粉末材料沉积到玻璃带31的表面内和/或玻璃带31的表面上。来自玻璃带的热烧结或者以其它方式融合粉末材料或者使玻璃材料定型以在玻璃带的表面上形成硬凸起特征201。
在本发明的另一实施方式中,可以利用喷射喷嘴215c将粉末或微粒材料喷射或以其它方式沉积到玻璃流11或21之一上,如在图20中所示。在另一实施方式中,粉末或微粒材料可以喷射或以其它方式沉积到在成形辊筒14、16的辊隙处的玻璃99的坑内。在这些实施方式中,粉末或微粒材料被部分地嵌入、熔化或压入到玻璃带31的表面内以在玻璃带上形成凸起纹理化特征。该方法也可以将略微不同于玻璃的材料嵌入于玻璃板的表面内和/或玻璃板的表面上以形成独特的双组成表面。
本发明的这种系统可以与各种玻璃取出和玻璃成形或精整装置配合,包括但不限于,热平板取出装置,具有阴模腔的真空玻璃成形模具260,具有支撑环和阴模腔的真空玻璃成形模具,具有支撑环和阳模腔的真空玻璃成形模具,安装在水平运输机上的薄壳真空玻璃成形模具,平坦带式运输机玻璃板取出装置,水平真空玻璃成形机系统,以及枢纽机真空玻璃成形机械系统。如图19所示,玻璃取出装置可以包括运输机262上的真空玻璃成形模具260。然后从硬化玻璃带切割出真空模具玻璃板,并使用常规精整方法精整。
图20示出了本发明的替代实施例,其中,在安装于惰轮213和纹理化辊筒26上的环形带211的表面中设置纹理化特征198。尺寸设定/纹理化辊筒26的较冷的温度保持带较冷,使得很多种材料可以用于形成环形带211。 带可以具有凹入纹理化特征或者凸起纹理化特征,如先前在本文中关于纹理化辊筒26所描述。可以利用料斗和计量刀片(如图15所示向纹理化辊26进料粉末)将粉末进料到环形带以传递到玻璃带32。在一实施方式中,环形带可以是薄环形带,具有完全穿过环形带或者部分地穿过环形带形成的孔以在环形带中形成凹入纹理化特征。替代地,环形带可以是由金属或凯夫拉尔制成的精细筛网。在另一实施方式中,粉末或粒子可以从喷射喷嘴215a喷射到环形带211上用于传递,并且在环形带上的粉末可以由计量刀片(在图20中未示出)熔化。替代地,喷射喷嘴215b可以在成形辊14、16与尺寸设定和纹理化辊24、26之间将粉末或粒子喷射到成形辊16或者玻璃带21上。
本文所述的玻璃辊成形设备是较低成本,可以从原型直接扩展到试点、扩展到商业化生产,并且由于其与多种玻璃传递方法的相容性,可以容易地扩展到较大或较小的宽度。本文所述的玻璃成形系统的模块/可堆叠配置允许对系统进行容易的定制,并用作研究工具、过程或产品开发工具、原型工具或者商业玻璃生产系统。如上文所述,当用作研究、原型或者开发工具时,有利地采用如先前所描述的限定尺寸设定和纹理化辊24、26和/或成形辊14、16之间的间隙的支承块124、126和垫片方法,从而可以快速且可靠地改变间隙的宽度。而限定尺寸设定和纹理化辊24、26和/或成形辊14、16之间的间隙的更精确的间隔环36方法可优选用于玻璃板的商业化生产。
本文所述的精密玻璃辊成形设备和过程分离了板成形功能与尺寸设定期间的尺寸控制和纹理化功能。初始玻璃板成形需要在大于或等于约1000℃(例如,约1000-1500℃)的较高玻璃温度下进行玻璃辊滚,这在过去对于形成厚度小于2mm的薄板是无法进行精确厚度控制的。通过增加维持在小于或等于400℃,小于或等于300℃,或者小于或等于200℃的低得多的较冷表面温度的第二对(和潜在的第三对或更多的)玻璃尺寸设定辊,本文所述的玻璃辊成形设备可实现具有精确厚度(例如,小于或等于+/-0.025mm之内)的非常薄(例如,1mm或更薄,0.8mm或更薄,或者0.75mm或更薄) 的玻璃板的精确成形,其对于大于或等于20m/分钟的高生产速率/玻璃产量/加工速度,在第一或顶成形辊和最终或底陶瓷涂覆的尺寸设定辊之间具有非常小的板宽度衰减。本发明的精密玻璃辊成形设备还可用于形成厚度最高为大于或等于4mm的具有精确厚度控制和所需表面纹理的玻璃板。辊的长度可以最高至大于或等于1200mm,并且生产宽度最高至大于或等于900mm的玻璃板。成形辊和尺寸设定和纹理化辊的竖直配置消除了水平或倾斜式辊成形配置在玻璃中产生的波纹。本发明的玻璃辊成形设备还可用于比常规辊成形装置更高速地形成玻璃。例如,本发明的设备可以以约500mm玻璃/秒的速率形成厚度约为0.8-1.2mm的玻璃陶瓷板,而常规辊成形装置仅能够以约300-600mm/分钟的速率产生较厚(6-12mm)的玻璃板。
本文所述的玻璃辊成形设备和过程还能够在玻璃流的传递温度下在玻璃成形辊处对具有约200泊的较低粘度的多种玻璃和玻璃陶瓷组合物的精确厚度成形和纹理化,以及在玻璃成形辊处对具有约10,000泊的较高粘度的玻璃进行精确厚度成形和纹理化。本发明的玻璃设备还能够以较高的产率,例如20-36m/分钟,形成精确厚度的玻璃板。
示例
通过以下示例进一步阐述各个实施方式。
示例1
将熔融玻璃-陶瓷的连续供给从鱼尾槽进料供给到玻璃辊成形设备(如图7-14所示),持续一段延长的时间(图7)。玻璃在约1200℃的传递温度下传递,在传递时的粘度约为300泊,传递流速约为300磅/小时。设备包括一组由不锈钢制造的顶部成形辊和一组具有热屏障涂层的陶瓷涂覆的下尺寸设定辊。成形辊在“热”表面温度下运行,该温度在约550℃至约580℃的温度变化。尺寸设定和纹理化辊在约100℃的“冷”表面温度下运行。玻璃以约254mm/s的线性速度进行辊成形和尺寸设定。样品宽约88mm,并切割成长约305mm。在中心线和离每个边缘距离约1/4英寸处,用样品 长度的线对玻璃进行标记。沿着这三条线中的每一根线,在板上每隔1英寸进行厚度测量。测得的厚度分别彼此在约+/-0.0125mm之内。
各个实验的观察包括如下。
·使用该类型的玻璃成形系统可以生产薄至0.7mm的玻璃板。
·发现为了生产可接受的产品,辊表面温度控制是需要进行控制的关键参数。
·对于将玻璃成形辊14、16上的不锈钢玻璃辊成形表面温度控制到580℃-600℃的表面温度(经由光学高温计测量),实现了最佳结果。
·低于580℃的成形辊表面温度导致表面雾度或者在玻璃板上的一边到另一边上产生的周期性热开裂。
·如果辊表面温度高于620℃,则玻璃非常有可能缠绕住玻璃成形辊。
·辊表面温度越低,则辊需要运转地越快,以防止热开裂或者热起皱状雾度。相信这是由于当温差较大时,从热玻璃热传输到较冷的玻璃成形辊或尺寸设定和纹理化辊的热量增加所导致的。
本文所描述的这种技术的主要商业优势在于过程可扩展到较大规模,三维形状和大量生产率。利用本文所描述的装置和过程,具有低至10-12μm的特征大小的示例性细表面纹理图案是可能的。应能生产组合了所有所需特点/特征的表面,包括防眩光、低触摸摩擦、防污迹和防指纹标记。利用高度先进设计的软件,具有很特殊几何图案的特殊设计的表面纹理也是可能的,这种软件控制激光雕刻工具。以低表面温度操作的纹理化辊筒应表现出很长的寿命而不会显著降级。通过利用本公开的通用玻璃辊成形和纹理化机器和过程,将显著地增强所需表面纹理几何形状的玻璃表面复制,其中通过本文所描述的顶部成形辊组形成板材之后,尺寸设定和纹理化辊筒接触热板材玻璃。阳性(凸出或突伸)、阴性(下凹或凹入)或阳性表面特征和阴性表面特征的组合可以使用本技术施加到玻璃表面。
通过本发明的过程和设备形成的纹理化玻璃板可以用作用户界面、控件、显示器、建筑装置、器具、电子装置、家具、手持电子装置、计算机 屏幕、微透镜阵列、光伏、生物医疗装置和其它装置的覆盖玻璃。
本文所描述的这种过程和设备组合本文所描述的通用辊成形设备和过程与特殊设计和制造的纹理化辊筒,在玻璃板被设定尺寸时,纹理化辊筒将纹理化图案压印到玻璃板的表面上。这个过程和设备也允许利用从纹理化的尺寸设定和纹理化辊出来的热玻璃制造真空成形的三维产品。这个过程和设备完全可以扩展到较大尺寸和生产量。本文所描述的这种双辊成形过程和设备的主要优点之一是能以最佳的过程温度,例如利用从约100℃至约200℃的较冷或较低纹理化辊表面温度对玻璃进行纹理化,使得压印到玻璃中的纹理保持清楚地限定并且不会失去清晰度。
对本领域的技术人员而言,显而易见的是可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改和变动。

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1、10申请公布号CN104220386A43申请公布日20141217CN104220386A21申请号201280068295522申请日2012112961/565,21120111130US13/483,77420120530USC03B13/08200601C03B17/0620060171申请人康宁股份有限公司地址美国纽约州72发明人WE洛克74专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100代理人丁晓峰54发明名称纹理化板材玻璃的精密辊成形57摘要用于精密玻璃辊成形的方法和设备利用竖直地位于玻璃进料下方的表面温度大于或等于约500的一对热成形辊来供给玻璃温度大于等于1000的熔融玻璃。

2、。成形辊将供给的熔融玻璃流减薄以产生成形的玻璃带。表面温度维持在小于或等于400或小于或等于300的一对冷尺寸设定和纹理化辊竖直地位于成形辊下方。尺寸设定和纹理化辊将成形的玻璃带变薄并且纹理化以产生具有所需纹理、厚度和厚度均匀性的经过尺寸设定的玻璃带。经过尺寸设定和纹理化的玻璃带可以具有小于或等于1MM的厚度,厚度变化不超过/0025MM。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014072886PCT国际申请的申请数据PCT/US2012/0669432012112987PCT国际申请的公布数据WO2013/082212EN2013060651INTCL权利要求书2页说明书18页附图。

3、15页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书18页附图15页10申请公布号CN104220386ACN104220386A1/2页21一种用于使玻璃或玻璃陶瓷板精密辊成形和纹理化的设备,包括玻璃进料装置,所述玻璃进料装置用于供给熔融玻璃或玻璃陶瓷流;以及一对成形辊,所述成形辊表面温度保持在大于或等于约500,所述成形辊彼此紧密地间隔开,在所述成形辊之间限定玻璃成形间隙,所述玻璃成形间隙竖直地位于所述玻璃进料装置下方,以接收所供给的熔融玻璃流并且在所述成形辊之间使所供给的熔融玻璃流变薄以形成具有成形厚度的成形的玻璃带;其特征在于一对尺寸设定辊,所述尺寸设定辊表面温度。

4、保持在小于或等于约400,所述尺寸设定辊中的至少一个具有纹理化表面,所述尺寸设定辊彼此紧密地间隔开,在所述尺寸设定辊之间限定玻璃尺寸设定间隙,其中所述玻璃尺寸设定间隙竖直地位于所述成形辊下方用于接收所述成形的玻璃带并且使所述成形的玻璃带变薄并且向所述成形的玻璃带赋予纹理,以产生具有所需厚度、所需厚度均匀性和在所述玻璃带的至少一个表面上的所需纹理的经过尺寸设定的玻璃带。2根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述尺寸设定辊中每一个的圆柱形玻璃尺寸设定外表面被形成为具有变化不超过/00125MM的绕所述尺寸设定辊的旋转轴线的半径和同心度,由此所述经过尺寸设定的玻璃带的厚度的变化不超过/0025MM。

5、。3根据前述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,所述尺寸设定间隙具有小于或等于1MM的厚度,由此所述经过尺寸设定的玻璃带具有小于或等于1MM的厚度。4根据前述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,所述成形间隙具有约15MM至约2MM的厚度。5根据前述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,所述玻璃进料装置将熔融玻璃温度大于或等于约1000和玻璃粘度在约200泊至约10000泊范围的熔融玻璃流进料到所述成形辊。6根据前述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,所述尺寸设定辊各为下列中的一种情况I由绝热材料形成或者II被涂覆绝热材料。7根据前述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,所述尺寸。

6、设定辊各由空心内金属圆柱体和外绝热陶瓷层形成。8根据前述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于还包括环形带,所述环形带具有安装于所述至少一个尺寸设定辊上的纹理化表面,其中所述环形带在所述至少一个尺寸设定辊上形成所述纹理化表面。9一种用于将玻璃或玻璃陶瓷通过精密辊成形为纹理化玻璃板的方法,包括以下步骤供给熔融玻璃或玻璃陶瓷的竖直流;利用表面温度保持在大于或等于约500或大于或等于约600的一对成形辊来使所供给的熔融玻璃流成形以形成具有成形厚度的成形的玻璃带;其特征在于利用表面温度保持在小于或等于400的一对尺寸设定辊来设定所述成形的玻璃带的尺寸,所述尺寸设定辊中至少一个具有纹理化表面,所述纹理化。

7、表面向所述玻璃带的至少一个表面赋予纹理,从而产生具有小于所述成形厚度的所需厚度、在所述玻璃带的至少一个表面上的所需纹理和所需厚度均匀性的经过尺寸设定并且纹理化的玻璃带。10根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述尺寸设定步骤包括保持所述成对的权利要求书CN104220386A2/2页3尺寸设定辊的表面温度小于或等于约300。11根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述尺寸设定步骤包括保持所述成对的尺寸设定辊的表面温度小于或等于约200。12根据权利要求9至11中任一项所述的方法,其特征在于,所述经过尺寸设定的玻璃带的厚度均匀性的变化不超过/0025MM。13根据权利要求9至12中任一项所。

8、述的方法,其特征在于,所述经过尺寸设定的玻璃带具有小于或等于1MM的厚度。14根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述成形玻璃带具有约15MM至约2MM的厚度。15根据权利要求9至14中任一项所述的方法,其特征在于,所述玻璃进料装置将玻璃温度大于或等于约1000的熔融玻璃流进料到所述成形辊。16根据权利要求9至15中任一项所述的方法,其特征在于,所述熔融玻璃以在约200泊至约10000泊的范围的玻璃粘度供给。17根据权利要求9至16中任一项所述的方法,其特征在于,所述熔融玻璃以大于或等于约10000泊的玻璃粘度供给。权利要求书CN104220386A1/18页4纹理化板材玻璃的精密辊成形0。

9、001根据35USC119,本申请要求在2011年11月30日提交的美国临时专利序列号NO61/565,211和在2012年5月30日提交的美国申请序列号NO13/483,774的优先权的权益,美国申请序列号NO13/483,774要求在2011年5月31日提交的美国临时申请序列号61/491,651的权益,所有这些专利申请的内容以引用的方式并入到本文中。技术领域0002本公开涉及带有纹理化表面的板材玻璃的辊成形,更具体地涉及用于将薄玻璃板进行精密辊成形为具有纹理化表面和高精度厚度/尺寸均匀性的方法和设备,更具体地涉及这样的方法和设备,其中,通过具有较高/热表面温度大于或等于500的第一对成形。

10、辊形成具有大于或等于约1000的较高玻璃温度的熔融玻璃流,然后通过具有较低/冷表面温度小于或等于400的一对精确尺寸的和纹理化尺寸设定或纹理化辊进行精确尺寸设定和纹理化。背景技术0003在用户界面、控件、显示器、建筑装置、器具、电子装置、家具和其它装置的制造中存在对于纹理化、高尺寸均匀玻璃表面或玻璃覆盖物的需要,这种玻璃表面或玻璃覆盖物防眩光、低触摸摩擦并且防污和指纹。许多装置也受益于添加特殊设计的纹理化表面。在过去,这些类型的纹理化表面通过向光滑玻璃板的表面添加聚合物涂层和其它涂层材料而实现。这些涂层然后常常难以施加,施加起来成本较高并且常常不能提供原始玻璃表面的硬度、耐磨性和耐用性。提出了。

11、纹理化玻璃表面来实现了上文所需特征中的某些或全部特征。发明内容0004本公开的设备和方法排除了在生产纹理化玻璃板时对额外涂层的需要并且适于大量制造过程。0005本发明的一实施方式包括用于精密玻璃辊成形的方法和设备,其包括用于对温度大于或等于1000的熔融玻璃流进行供给的玻璃进料装置。一对位于玻璃进料装置的竖直下方的热成形辊,它的表面温度保持在约为大于或等于500或者大于或等于600,该热成形辊接收供给的熔融玻璃流并将供给的熔融玻璃流成形为成形的玻璃带,成形的玻璃带的厚度接近所需厚度。一对位于成形辊的竖直下方的冷尺寸设定和/或纹理化辊,它的表面温度保持在约为小于或等于400或者小于或等于300或。

12、者小于或等于200,冷尺寸设定辊和/或纹理化辊接收成形的玻璃带。尺寸设定和/或纹理化辊使得成形熔融玻璃带变薄,以产生具有所需厚度和厚度均匀性的经过尺寸设定的玻璃带。尺寸设定辊筒中至少一个的外表面被纹理化以赋予玻璃带的至少一个表面纹理。经过尺寸设定的玻璃带的厚度变化不超过/0025MM。通过尺寸设定辊产生的经过尺寸设定并且纹理化的玻璃带可以是较薄的玻璃带或玻璃板,其厚度为小于或等于1MM,或者小于或等于08MM,或者小于或等说明书CN104220386A2/18页5于075MM。0006可以在尺寸设定辊的竖直下方设定一对牵拉辊,用于接收经过尺寸设定和纹理化的玻璃带,并在经过尺寸设定的玻璃带上产生。

13、张力。0007玻璃进料装置可以在大于或等于约1000的玻璃温度下将熔融玻璃流进料到成形辊。0008尺寸设定/纹理化辊可各具有绝热材料形成的纹理化表面或者被涂覆纹理化绝热材料以提供热屏障。外表面可以由陶瓷或者陶瓷材料的组合形成。0009尺寸设定/纹理化辊可分别由绝热材料的空心圆柱体形成。冷却管可以向每个尺寸设定/纹理化辊的内部供给冷却流体。冷却剂管可以是在空心圆柱体的内部的基本整个长度延伸的喷射管,并且沿着喷射管形成多个喷射孔,用于将冷却流体喷射到空心圆柱体的内表面。在喷射管的中心区域的喷射孔的密集度可以高于喷射管的端部区域,从而空心圆柱体的中心区域接收的冷却流体的体积大于空心圆柱体的端部区域。。

14、0010尺寸设定辊各为下列中的一种情况I由绝热材料形成或者II被涂覆绝热材料。尺寸设定辊可以各由空心内金属圆柱体和外绝热陶瓷层形成。0011在本发明的其它实施方式中,具有纹理化表面的环形带可安装于至少一个尺寸设定辊上,由此环形带在至少一个尺寸设定辊上形成纹理化表面并且将所需纹理赋予到所述玻璃带的至少一个表面上。0012本发明的一实施例包括一种用于使玻璃或玻璃陶瓷板精密辊成形和纹理化的设备,包括玻璃进料装置,其供给所供给的熔融玻璃或玻璃陶瓷流;以及,一对成形辊,其保持在大于或等于约500的表面温度,成形辊彼此紧密地间隔开,在成形辊之间限定玻璃成形间隙,玻璃成形间隙位于玻璃进料装置的竖直下方,以接。

15、收供给的熔融玻璃流并且在成形辊之间使供给的熔融玻璃流变薄以形成具有成形厚度的成形的玻璃带;一对尺寸设定辊,其保持在小于或等于约400的表面温度,尺寸设定辊彼此紧密地间隔开,在尺寸设定辊之间限定玻璃尺寸设定间隙,其中玻璃尺寸设定间隙位于成形辊竖直下方用于接收成形的玻璃带并且使成形的玻璃带变薄以产生具有所需厚度和所需厚度均匀性的经过尺寸设定的玻璃带;以及,用于将材料沉积到玻璃带的至少一个表面上并且由此在玻璃带的至少一个表面上赋予所需纹理的设备。0013用于沉积材料的装置可以是喷射喷嘴,喷射喷嘴将材料喷射到玻璃带的至少一个表面上。0014用于沉积材料的装置可以是喷射喷嘴,其将材料喷射到下列之一上A尺。

16、寸设定辊中的至少一个;C成形辊中的至少一个;D环绕尺寸设定辊中的至少一个的环形带;以及E环绕成形辊中至少一个的环形带。0015根据本发明的实施方式的成形方法可包括以下步骤供给熔融玻璃流;利用表面温度保持在大于或等于约500的一对热成形辊来成形供给的熔融玻璃流以形成成形的玻璃带,成形的玻璃带具有接近所需厚度的厚度;利用表面温度保持在小于或等于约400,小于或等于约300,或者小于或等于200的一对冷尺寸设定/纹理化辊来对成形的玻璃带进行尺寸设定和纹理化,尺寸设定辊筒中的至少一个的外表面经过纹理化以产生具有所需厚度、所需厚度均匀性和在玻璃带的至少一个表面上所需纹理的经过尺寸设定和纹理化的玻璃带。经。

17、过尺寸设定和纹理化的玻璃带的厚度可以变化不超过/0025MM。由尺寸说明书CN104220386A3/18页6设定辊所产生的经过尺寸设定的玻璃带可以具有小于或等于1MM,或者小于或等于08MM,或者小于或等于075MM的厚度。玻璃进料装置可以将具有大于或等于约1000的玻璃温度,例如在约1000至约1500范围的玻璃温度的熔融玻璃流进料到成形辊。0016玻璃或玻璃陶瓷辊成形设备的实施例可包括用于将熔融玻璃流供给到表面温度保持在大于或等于约500的一对热成形辊。成形辊彼此紧密地间隔开,在成形辊之间限定玻璃成形间隙,玻璃成形间隙位于玻璃进料装置竖直下方,以接收供给的熔融玻璃流并且在成形辊之间使供给。

18、的熔融玻璃流变薄以形成具有接近所需厚度的成形厚度的成形玻璃的玻璃带。一对冷尺寸设定和纹理化辊其中的至少一个具有纹理表面维持在小于或等于约400的表面温度。尺寸设定/纹理化辊可以彼此紧密地间隔开,在尺寸设定/纹理化辊之间限定玻璃尺寸设定间隙,玻璃尺寸设定间隙位于成形辊的竖直下方用于接收成形玻璃的玻璃带并且将熔融玻璃的成形玻璃的带变薄并且纹理化以产生具有所需厚度、所需表面纹理和所需厚度均匀性的经过纹理化并且尺寸设定的玻璃带。熔融玻璃可以在大于或等于约1000的表面熔融玻璃温度进料到成形辊。熔融玻璃以在约200泊至约10000泊或者约30泊至约10000泊的玻璃粘度进料到成形辊。0017在某些实施方。

19、式中,尺寸设定/纹理化辊中每一个的圆柱形玻璃尺寸设定/纹理化外表面被形成为具有变化不超过/00125MM的绕尺寸设定辊的旋转轴线的半径和同心度,由此经过尺寸设定玻璃的玻璃带的厚度的变化不超过/0025MM。0018在某些实施方式中,尺寸设定间隙具有小于或等于1MM的厚度,由此,由尺寸设定辊所产生的经过尺寸设定玻璃的玻璃带具有小于或等于1MM的厚度。尺寸设定间隙可以具有小于或等于08MM的厚度,由此由尺寸设定辊所产生的经过尺寸设定玻璃的玻璃带具有小于或等于08MM的厚度。成形间隙可以具有约15MM至约2MM的厚度。0019一些实施方式包括一对位于尺寸设定/纹理化辊的垂直下方的牵拉辊,其用于接收经。

20、过尺寸设定的玻璃和纹理化玻璃带并在经过尺寸设定玻璃的玻璃带上产生足够的张力,以进行以下至少一种I稳定化和II拉制玻璃的经过尺寸设定玻璃的玻璃带。0020辊成形设备可以包括至少两个所述尺寸设定辊模块,一个位于另一个竖直下方并且在相同竖直平面上对准。辊成形设备可包括成形辊模块,具有与尺寸设定辊模块类似的构造用于使第一成形辊和第二成形辊彼此平行并且同步地移动。0021辊成形设备可包括位于一个或多个尺寸设定辊模块下方的玻璃取出装置,以用于接收经过尺寸设定和纹理化的玻璃带,玻璃取出装置包括多个I位于运输机上的真空玻璃成形模具和II平坦运输机中的一个。0022在一些实施方式中,玻璃或玻璃陶瓷辊成形方法可以。

21、包括以下步骤供给熔融玻璃的竖直流;用表面温度维持在大于或等于约500或者大于或等于约600的一对热成形辊将供给的玻璃陶瓷熔融玻璃流成形为成形的玻璃带,成形的玻璃带的成形厚度接近所需的厚度;用表面温度维持在小于或等于约400,或者小于或等于约300,或者小于或等于约200的一对冷尺寸设定/纹理化辊对成形的玻璃带进行尺寸设定,以产生具有小于成形厚度的所需厚度和所需厚度均匀性的经过尺寸设定玻璃的玻璃带。尺寸设定/纹理化辊中至少一个具有纹理化表面,纹理化表面向玻璃带的至少一个表面赋予所需纹理。经过尺寸设定和纹理化的玻璃带的厚度均匀性可以变化不超过/0025MM。通过尺寸设定/纹理化辊产生的经过尺寸设定。

22、和纹理化的玻璃带的厚度可以小于或等于1MM,或者小于或说明书CN104220386A4/18页7等于08MM。成形的玻璃带的厚度可以约为152MM。可以在大于或等于约1000的表面玻璃温度下,将熔融玻璃流进料到成形辊。可以在约20010000泊范围内的玻璃粘度,供给熔融玻璃。0023可以将熔融玻璃供给到在该对成形辊之间形成的中央辊隙,使得在成形辊的辊隙形成熔融玻璃的坑PUDDLE。熔融玻璃的坑的厚度可以约为1020MM。0024本发明的所有实施方式可包括牵拉经过尺寸设定和纹理化的玻璃带并且在经过尺寸设定的玻璃带上形成充分张力以I稳定和II拉制经过尺寸设定的玻璃带中的至少一种情况。0025本发明。

23、的其它实施方式包括一种用于将玻璃或玻璃陶瓷通过精密辊成形为纹理化玻璃板的方法,包括以下步骤供给熔融玻璃或玻璃陶瓷的竖直流;利用表面温度保持在大于或等于约500或大于或等于约600的一对成形辊来成形供给的熔融玻璃陶瓷流以形成具有成形厚度的成形的玻璃带;利用表面温度保持在小于或等于400一对尺寸设定辊来设定成形的玻璃带的尺寸,由此产生具有小于成形厚度的所需厚度和所需厚度均匀性的经过尺寸设定和纹理化的玻璃带;以及,将材料沉积到玻璃带的至少一个表面上,从而在玻璃带的至少一个表面上形成所需纹理。0026沉积材料的步骤可以包括将材料沉积到至少一个尺寸设定辊上;以及,将材料从至少一个尺寸设定辊传递到玻璃带的。

24、至少一个表面上。0027沉积材料的步骤可以包括提供安装于至少一个尺寸设定辊上的环形带;将材料沉积到环形带上;以及,将材料从环形带转移到玻璃带的至少一个表面上,从而在玻璃带的至少一个表面上形成所需纹理。0028沉积材料的步骤可以包括将材料喷射到玻璃带的至少一个表面上。材料可以在成形辊与尺寸设定辊之间的位置喷射到玻璃带上。0029成形辊对和尺寸设定/纹理化辊对可以在熔融玻璃的竖直流所限定的竖直平面上居中。0030玻璃尺寸设定辊的旋转驱动速度可以高于玻璃成形辊的速度,从而进行以下至少一种I在成形的玻璃带中产生竖直张力,和II拉制成形的玻璃带。0031在本发明的所有实施方式中,玻璃供给步骤可以供给下列。

25、之一I玻璃的可变流动;II玻璃的不连续流动;或者II玻璃的连续流动。尺寸设定/纹理化辊对可以被旋转地驱动,在尺寸设定辊的转速中并无速度变化。0032本发明的所有实施例包括独立于并且单独于其它多个辊来控制每对辊的转速和扭矩。0033玻璃成形辊对可以间隔开以限定在玻璃成形辊之间的玻璃成形间隙并且玻璃尺寸设定/纹理化辊对间隔开以限定在玻璃尺寸设定/纹理化辊之间于玻璃成形间隙的玻璃尺寸设定间隙。0034在以下的详细描述中提出了本发明的其它特征和优点,其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言,根据详细描述、附图和权利要求是容易得到的,或者通过实施本文所描述的实施方式是容易得到的。0035应理解,前面的。

26、一般性描述和以下的详细描述都仅仅是示例性的,用来提供理解权利要求的性质和特性的总体评述或框架。附图提供了对本发明的进一步理解,附图被结说明书CN104220386A5/18页8合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了本发明的一个或多个实施方式,并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。附图说明0036图1是根据本发明的一个实施方式的高精度玻璃辊成形和纹理化设备和过程的一个实施方式的示意性透视图;0037图2是图1的高精度玻璃辊成形和纹理化设备和过程的示意性侧视图;0038图3是具有坩埚或勺斗进料的图1所示的高精度玻璃辊成形和纹理化设备的一个实施方式的示意性透视图;0039图4是可用。

27、于向图1所示的高精度玻璃辊成形和纹理化设备连续进料玻璃的融合成形玻璃进料的一个实施方式的示意性透视图;0040图5是图4所示的融合成形玻璃进料的示意性侧视图,其将玻璃传递到图1和图7的玻璃成形设备的成形辊;0041图6A和6B分别是显示了来自本发明的实施方式的鱼尾槽进料的玻璃进料的示意性正视图和侧视图;0042图7是本发明的高精度玻璃辊成形和纹理化设备的一个实施方式的透视图;0043图8是图7的高精度玻璃辊成形和纹理化设备的尺寸设定和纹理化辊模块的一个实施方式的透视图;0044图9、10和11分别是图8的尺寸设定和纹理化辊模块的一个实施方式的部分透视图、平面图和部分剖视侧面图;0045图12是。

28、图8所示的尺寸设定和纹理化辊模块的部分截面侧视图;0046图13是用于驱动图8所示的尺寸设定和纹理化辊模块的辊的齿轮箱的一个实施方式的分解图;0047图14和15所示是精密冷尺寸设定和纹理化辊的一个实施方式;0048图16和17分别是安装在支承块上的图14和15的冷尺寸设定和纹理化辊的平面图和端视图;0049图18是具有玻璃切割辊对、材料沉积装置和成形辊辐射加热器的本发明的高精度玻璃辊成形和纹理化设备和过程的一个实施方式的示意图;0050图19是具有玻璃取出运输机和加热的真空玻璃成形模具260的本发明的高精度玻璃辊成形和纹理化设备的一个实施方式的示意图;以及0051图20为本发明的成形和纹理设。

29、备和过程的替代实施方式的示意图。具体实施方式0052下面详细参考本发明的优选实施方式,这些实施方式的示例在附图中示出。只要有可能,在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部件。如图1示意性所示是用于生产非常薄的精确厚度纹理化板材玻璃的高精度玻璃辊成形设备和过程的一个实施方式,在附图中统一以附图标记10标记。0053本文以及所附权利要求书中所使用的关于玻璃板的术语“薄”或“非常薄”指的是厚度小于或等于约1MM,或者小于或等于约08MM,或者小于或等于075MM的玻璃板。说明书CN104220386A6/18页90054本文以及所附权利要求书中所使用的关于玻璃板的术语“精确厚度”指的是具有。

30、基本均匀厚度的玻璃板,厚度变化不超过/0025MM。0055现参考图1和2,仅仅是举例来说,可以将熔融玻璃流11从鱼尾或进料槽12传递到第一对成形辊14和16之间的辊隙的中心。槽孔可以具有宽范围的宽度/长度和厚度。可以在大于或等于约1000的玻璃温度下,将玻璃流传递到第一对成形辊14和16的辊隙。第一对成形辊是常规的热成形辊,它们的温度控制在约500600,或者更高的表面温度的范围,这取决于要形成的玻璃的组成和粘度。用于成形辊的温度控制的过程和装置是本领域众所周知的,因此本文不再详述。第一/热成形辊使得熔融玻璃流11变平坦、变薄和变光滑,成为例如厚度约为152MM的玻璃平板21。0056成形辊。

31、14和16可以由钢形成。热成形辊的成形表面的轮廓可以是略微补偿由于将热玻璃传递到辊的辊隙所引起的热成形辊的热膨胀。轮廓可以是逐渐变细或者可变化的,使得成形辊的中心部分较薄,例如成形辊的中心部分的外径小于成形辊的外部分或边缘部分,从而离开热成形辊的玻璃板21在玻璃板的中心部分略厚于外部分或边缘部分,以避免哑铃形DOGBONE玻璃带形状效果,其中形成的玻璃带在靠近带的侧边缘比中部更厚。如果形成的玻璃带的玻璃带外区域或边缘区域较厚,则当下文所述的通过尺寸设定辊对玻璃带进行尺寸设定时,可能会在玻璃带中形成皱纹或波形。如本领域所理解,小心地选择并控制成形辊的转速和温度以及成形辊之间的间隙尺寸,以产生具有。

32、所需宽度和厚度的玻璃带21。0057然后将离开热成形辊14和16的玻璃带21传递到第二对成形辊24和26之间的辊隙的中心。第二对成形辊24和26是精确尺寸的尺寸设定辊,它们进一步使得玻璃板21成形并变薄成所需的精确厚度/尺寸,例如对玻璃板进行尺寸设定。尺寸设定辊26例如,尺寸设定和纹理化辊筒,或简单地纹理化辊筒26中至少一个的外表面被纹理化以赋予玻璃带表面纹理。另一尺寸设定辊筒24的外表面可任选地被纹理化以及便于向玻璃带的两个表面赋予纹理,或者它可以是光滑的。将尺寸设定和纹理化辊24和26的温度控制为相比于常规成形辊较冷的表面温度,小于或等于400,或者小于或等于300,或者小于或等于200,。

33、或者约100400,或者约100300,或者约100200。只要玻璃组成和方法/设备的配置允许,该尺寸设定和纹理化辊的表面温度应该尽可能的低。冷尺寸设定和纹理化辊的玻璃尺寸设定/纹理化外表面是精确尺寸的圆柱体,形成的精确尺寸的圆柱体具有公差不超过/00125MM的尺寸和突出物例如,绕着辊的旋转轴线的尺寸设定外表面的半径和同心度。冷尺寸设定和纹理化辊的玻璃成形外表面可以由绝热材料形成,或者用绝热材料进行涂覆。在多个纹理化尺寸设定辊中形成并且赋予给玻璃带的表面的纹理可以由极其细的表面纹理化图案形成,纹理化图案的特征为具有小至10M至12M的尺寸。在图1和图2中在尺寸设定/纹理化辊和玻璃带上的纹理化。

34、特征并未按照比例绘制,但出于说明目的,在很大程度上放大。0058冷尺寸设定/纹理化辊的玻璃成形外表面可以由陶瓷绝热圆柱体、套筒或者涂层形成。绝热圆柱体提供了热屏障,其使得从热熔融玻璃带到冷尺寸设定/纹理化辊的传热量最小。由绝热圆柱体提供的热屏障允许尺寸设定和纹理化辊在小于200,或者甚至小于100运行,而不会由于玻璃的过快冷却导致玻璃板或玻璃带的裂开或细裂。在小于200或者小于100操作尺寸设定和纹理化辊还导致由于热膨胀在操作期间,尺寸设定和纹说明书CN104220386A7/18页10理化辊的温度增加没有成形辊的温度增加得那么多所产生的尺寸设定和纹理化辊24和26的玻璃成形外表面的轮廓的可以。

35、忽略不计的变化,从而可以利用尺寸设定/纹理化辊通过对熔融玻璃带进行单独的冷辊尺寸设定实现成形带的精确厚度控制,而无需对所产生的玻璃板进行后续精整操作。0059在成形辊处将玻璃成形为约为152MM的较厚玻璃带或玻璃板,使得在成形玻璃板中留下足够质量的熔融玻璃,在玻璃板的中心具有足够的热能以对通过与成形辊接触发生冷却的玻璃板的外部区域进行再加热。玻璃板外部区域的这种再加热允许成形辊与尺寸设定辊之间进行可任选地拉制和变薄,并且在尺寸设定和纹理化辊处进行尺寸设定和纹理化。0060可以靠近每个尺寸设定和纹理化辊24和26的端部安装精确尺寸间隔环34和36。间隔环被精密机械加工成具有公差不超过/00125。

36、MM的圆柱形外表面。如下文所详述,将尺寸设定和纹理化辊压到一起,使得尺寸设定辊24上的间隔环34与尺寸设定和纹理化辊26上的间隔环36接触并压在一起。以这种方式,可靠地实现了尺寸设定和纹理化辊34和36之间的精确间隙控制,而无需考虑支承块或支撑结构的任何热膨胀。也可以任选地在热成形辊14和16上使用间隔环。通过尺寸设定和纹理化辊24和26使得成形的玻璃带21进一步变薄并精确地成形为非常薄例如,厚度小于或等于约1MM,厚度小于或等于08MM,或者厚度小于或等于075MM的经过尺寸设定和纹理化的玻璃带31,其具有公差不超过/0025MM的精确厚度和在至少一个表面上的所需纹理。如本领域所理解,小心地。

37、选择并控制尺寸设定和纹理化辊的转速和表面温度以及尺寸设定和纹理化辊之间的间隙尺寸,以产生具有所需宽度、纹理和精确厚度的玻璃带31。0061为了形成具有高精度厚度的非常薄的玻璃板,以及出于热控制、引导和平坦度的考虑,如果需要的话,可以以串联方式一个位于另一个的下方采用两对或更多对尺寸设定辊仅示出一对。在这种构造中,在第一尺寸设定辊中的尺寸设定辊可能是光滑的并且第二尺寸设定对的尺寸设定辊可包括至少一个纹理化尺寸设定辊用于将玻璃带的至少一个表面纹理化。0062可以在尺寸设定和纹理化辊34和36的下方可任选地提供一对或多对常规牵拉辊44和46,从而向下牵拉玻璃带31并在玻璃带31中产生轻微的张力,从而。

38、使得玻璃带稳定化,拉伸玻璃带31,将玻璃成形区域中的玻璃流11和玻璃带21与下游过程分开,维持玻璃带31的平坦度,或者使得玻璃带进一步变薄以形成玻璃带41。必须适当地选择这些牵拉辊的表面材料和纹理,使得不会对精密成形/尺寸化的玻璃带/板41的所需的表面精整造成负面影响。然后将玻璃带31或41冷却并传递至取出机构,其中,将玻璃带切割成所需尺寸的单独玻璃板。取出机构可以是用于对玻璃板进行划线并从移动的玻璃带的底部将玻璃板断开的移动砧TRAVELLINGANVIL,和用于将分离的玻璃板从玻璃成形设备移除的具有伯努利卡盘BERNOULLICHUCK的机械臂,或者玻璃取出机构可以是水平运输机,其将玻璃带。

39、运输到下游玻璃加工工位,例如玻璃切割、边缘和表面精整或者整形工位。0063可以使用任何合适的玻璃传递方法将熔融玻璃流11进料到热成形辊14和16的辊隙的中心。例如,可以将熔融玻璃从坩埚或预成形的勺斗分批地传递到成形辊;或者可以将熔融玻璃作为玻璃流从鱼尾孔、槽孔、熔融成形溢流槽或者挤出炉连续进料到成形辊。0064如图3示意性所示,可以采用勺斗或坩锅70将熔融玻璃配合料进料到热成形辊14说明书CN104220386A108/18页11和16的辊隙中。用已知的方式使得熔融玻璃填充勺斗70。然后将熔融玻璃的勺斗移动到热成形辊14和16的辊隙上方的位置,倾倒勺斗,将熔融玻璃倒入热成形辊14和16的辊隙中。

40、。可以以受控制的方式倾倒勺斗,使得以所需的流速从勺斗倾倒玻璃,用成形辊14和16形成所需宽度的玻璃带。或者,取决于相对于成形辊14和16的长度的勺斗的体积,勺斗可以快速地将其熔融玻璃内含物倾倒到成形辊14和16的辊隙上,在成形辊的辊隙上形成熔融玻璃的坑。然后通过重力和成形辊的旋转玻璃成形表面从坑向下拉制熔融玻璃,形成经成形的玻璃带21。但是,对于这种方式可能难以控制玻璃带21的宽度,因为从勺斗一次性地倾倒了所有的玻璃。0065图4和5示意性地示出了连续融合拉制玻璃成形过程的溢流槽80。溢流槽80包括上槽形部分82和下楔形部分83,它们组合形成单个成形体80。槽形部分包括具有第一槽侧内表面的第一。

41、槽侧壁、具有第二槽侧内表面的第二槽侧壁和槽底表面88,它们一起限定了开放通道也称作“槽”90,通常经由槽的入口管78或开放端将玻璃熔体引入其中。用熔融玻璃填充槽,允许熔融玻璃从第一槽壁的第一槽顶表面94以及第二槽壁的第二槽顶表面96上流过,作为两条单独的玻璃带,沿着第一槽侧外表面84和第二槽侧外表面86流下,并沿着与第一槽侧外表面84相连的第一倾斜楔侧表面104和与第二槽侧外表面86相连的第二倾斜楔侧表面106进一步流下。在两个楔侧表面104和106结合的根部108,两条玻璃带融合以形成单个玻璃带111,将其进料到成形辊14和16的辊隙中。0066玻璃熔体应从第一槽顶表面94和第二槽顶表面96。

42、溢流并且连续地覆盖它们以形成光滑并且连续的玻璃带。同样,顺着溢流槽的外侧表面84、86、104和106流动的玻璃带应覆盖整个侧表面受到其它溢流槽配件,诸如端帽和边缘导向器等的物理限制而没有从溢流槽的一端到另一端的显著厚度变化。理想地,在两个带中的玻璃熔体流量在延长时段是一致的并且稳定的,使得在溢流槽的根部能可靠地产生玻璃板。在成形工序开始时,玻璃流动可能花费某些时间来形成具有所需厚度和流率的完整、稳定和一致的带。0067玻璃熔体的流率以及沿着第一和第二槽顶表面的全部长度的分布的变化影响在拉制底部产生的最终玻璃板的厚度和厚度变化。因此,为了增加整个工序中玻璃的总体产率,建立稳定玻璃带所需的初始启。

43、动时间段应该尽可能的短,从而使得在启动过程中产生的废料或废玻璃的量最小化。使用本发明的玻璃成形设备的成形辊和玻璃尺寸设定和纹理化辊可以弥补玻璃带/流111或者如上文所述的玻璃流11的流速和厚度的变化。因而可以简化用于将玻璃进料到溢流槽的控制方案,并且不用非常严格地控制。此外,可以缩短启动时间段而不会影响精确厚度玻璃带111或者如上文所述的玻璃流11的稳定性和质量,并在启动期间产生较少的玻璃废料。因此相比于常规精确厚度玻璃成形设备和过程,用本文所述的玻璃成形设备和过程可以增加产率和降低操作成本。0068使用溢流槽或者溢流管使玻璃带111融合成形并进料到成形辊的辊隙中,实现了比槽进料布置所可能实现。

44、的更大宽度玻璃板的精确厚度成形。例如,康宁公司采用溢流槽或溢流管融合拉制玻璃成形过程已经产生了宽度最高至约10英尺宽的玻璃带。槽进料布置通常限于形成宽度为600900MM或更小的玻璃带。0069通过将溢流槽的玻璃进料槽12或根部108尽可能地靠近成形辊14和16的辊隙放置,可以采用在成形辊14、16的辊隙的大于或等于约1000例如,约10001500的传递温度下具有较低粘度的薄玻璃,以使用本文所述的辊成形设备来形成玻璃板。例如,可说明书CN104220386A119/18页12以使用本文所述和所示的精密玻璃辊成形设备,可以在传递温度下对粘度约为200泊的玻璃和玻璃陶瓷组合物以及粘度高至约10,。

45、000泊或更高的玻璃和玻璃陶瓷组合物进行精确厚度成形。使用常规槽拉制和融合拉制方法无法对如此低粘度的玻璃组合物进行成形,因为熔融玻璃流/带11、21、31、111在其自身重量和/或在此过程中施加到熔融玻璃带上的张力的作用下变得不稳定,并失去其形状。此外,如图6A示意性所示,通过将玻璃进料槽12或溢流槽的根部108尽可能地靠近成形辊14和16的辊隙放置,可以使得产生的玻璃板的宽度最大化,从而最小化在经由成形辊成形之前玻璃流11或玻璃带111变细ATTENUATE的时间。例如,通过将成形辊14和16的辊隙放置在线A处,相比于将成形辊的辊隙放置在图6A的线B处,当将玻璃流11或带111传递到成形辊时。

46、,玻璃流11或玻璃带111更宽。一旦通过成形辊14、16形成了玻璃,在玻璃成形和尺寸设定过程的余下过程中,玻璃带21、31的宽度基本恒定,并且倾向于不会进一步变细。0070如图6B所示,有利地将熔融玻璃流11进料到成形辊14、16之间的辊隙的中心处,如虚线98所示。通过使得玻璃流11在成形辊14、16之间居中,玻璃流11的两侧与相应的成形辊接触相同的时间量和距离量如图6B的弧线T1示意性所示,并且因此在玻璃成形过程中被冷却至相同的程度。如果将熔融玻璃流11偏离辊隙的一侧进料到成形辊,如图6B的虚线101所示,如同水平玻璃辊成形过程中所常见的那样,则玻璃流的一侧接触一个成形辊14会比玻璃流的另一。

47、侧接触另一成形辊较高/较快。作为结果,玻璃流11的一侧接触相应成形辊14的时间和距离T2会比玻璃流的另一侧接触另一成形辊16的时间和距离T3更长。因此,在经由成形辊成形过程中,通过与相应成形辊的接触,玻璃流11的一侧会被冷却至比玻璃带的另一侧更低的温度。该不平衡的冷却在玻璃带21中产生热应力,这会引起玻璃带的翘曲或歪斜,在所得到的玻璃带21中形成波纹。0071可能优选在成形辊14和16的辊隙形成熔融玻璃99的小坑,如图6B所示。通过在成形辊的辊隙提供缓冲量的玻璃,坑有助于确保通过成形辊形成具有基本恒定厚度的玻璃带21。该玻璃缓冲量在辊隙提供可用的小玻璃储器,以弥补进料到成形辊14和16的辊隙的。

48、熔融玻璃流11的流速或厚度变化。在没有此类玻璃坑或储器的情况下,如果玻璃流11的流速临时下降,则在成形辊的辊隙可能没有足够的玻璃来产生均匀厚度的玻璃带21。则可能形成具有薄部分的玻璃带21,薄部分比所需的情况薄,并且比玻璃带21的余下部分薄。通过精确玻璃进料控制,可能进料具有基本恒定流速的玻璃流11,并用成形辊形成基本恒定宽度的玻璃带21,而无需在成形辊隙形成坑99,例如图5所示。玻璃坑可以在玻璃配合料之间或者在低玻璃进料速率情况下提供玻璃储器。以这种方式,本玻璃辊成形系统可以有效地断开玻璃进料速率和玻璃成形加工速度或速率之间的关系。以这种方式,可以采用可变流速以及甚至是进料配合料之间具有停留。

49、时间的不连续或配合料玻璃进料系统,根据玻璃辊成形系统的需求,供给/进料可选择的玻璃量。还可任选地完全删去玻璃配合料进料之间的坑。如本领域所理解,小心地选择并控制成形辊的转速和表面温度,成形辊之间的间隙尺寸,以及玻璃进料温度/粘度和流速,以产生具有所需宽度和厚度的玻璃带21。0072如上文所述,在成形辊的辊隙形成玻璃坑具有一些益处,但是坑越大,则熔融玻璃与成形辊接触越久,并且通过与较冷的成形辊接触使得更多的玻璃板的外部区域被冷却。随着玻璃被冷却,其粘度增加,使得难以在成形辊和尺寸设定辊之间对玻璃板进行拉制和变薄,并且难以在尺寸设定辊处对玻璃流进行变薄和尺寸设定。这样一来,坑的尺寸应该保说明书CN104220386A1210/18页13持较小,例如可以形成厚度约为1218MM的坑,从而可以有效地对玻璃板进行再拉制和尺寸设定。事实上,在一些情况下,不在成形辊的辊隙形成坑可能是有利的。0073下面参考附图714描述精密玻璃成形设备10的一个实施方式。如图7所示,精密玻璃成形设备10可包括玻璃成形模块110、玻璃尺寸设定和纹理化模块120和可任选的玻璃牵拉模块130。成形辊14、16是成形模块110的部分,尺寸设定和纹理化辊24、26是尺寸设定和纹理化模块120的部分,可。

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