特征化玻璃板的设备和方法
【专利摘要】本发明公开了一种在用于诸如薄玻璃带的柔性脆性材料的连续工艺中连续边缘分离的设备和方法，其中在该带中形成初始裂纹或刻痕。该初始裂纹转换成裂缝，该裂缝在整个带的加工中连续传播。该裂缝本身不导致材料损失。在裂缝之后，沿不同于内部质量区域的路径引导切割的侧边缘，以避免质量区域与边缘部分之间的接触损坏。可设置质量区域以进一步加工或存储。该柔性、脆性带可以源自热成型装置或源自基板卷(卷筒)。
【专利说明】特征化玻璃板的设备和方法
[0001]本申请根据35U.S.C.§ 119要求2011年11月18日提交的美国临时申请系列号第61/561484的优先权权益，且基于其内容并通过引用将其内容整体结合于此。
领域
[0002]本公开总体涉及柔性脆性基板的修整，且更具体地涉及修整用于连续或辊轧工艺的柔性脆性基板的边缘。
【背景技术】
[0003]柔性脆性基板，诸如用于显示设备制造的基板，通常加工成板状。这种工艺可例如包括将薄膜电子器件布置到基板上。板状操作使得加工速度降低，因为必须单独地输送、安装、加工和移走各个板。虽然连续加工带状柔性脆性基板能够提高制造速度，但这也带来了新的问题。例如，如果带断裂，则加工机器通常停止运行，清楚碎屑并手动地重新穿装带，导致时间和原材料损失。另外，在断裂之后，柔性脆性基板的断裂发生的前缘通常不能处于立即可重新穿装带的状态而需要进一步精加工。
【发明内容】
[0004]薄玻璃带的连续加工是相对新的领域。例如，玻璃带可具有范围在约50微米至约200微米的厚度。其它实施例中，该厚度范围在约50微米至约300微米。在平板显示器、硅晶片以及其它脆性材料的典型工艺中，产品通常呈板状操作。薄玻璃基底的益处在于薄玻璃带所带来的柔性允许其用于采用卷材的工艺中。虽然对于薄柔性带产品，制造工艺是连续的，但是需要以分散形式，通常在卷筒上来运输这些薄柔性带产品。对于连续生产线，一种所需要的特征是能够切开该带或幅材以去除边缘异常。本文描述的各实施例允许在本体内启动切割来将脆性材料带的质量部分装入以及转移到下游工艺。
[0005]因此,公开了一种对移动的玻璃带修整的设备，该玻璃带包括质量部分和相邻于该质量部分的边缘部分，该设备包括用于支撑该移动的玻璃带的支撑体，该支撑体包括上表面，该上表面限定用于喷射气体的多个孔。该喷射的气体形成在支撑体的上表面与玻璃带之间的气体层，该气体层将玻璃带支撑或悬浮在上表面上方，由此防止上表面与玻璃带之间的接触。该支撑体可包括弧形上表面，或者在一些实施例中，仅一部分上表面可以是弧形的。
[0006]该设备还可包括切割装置，该切割装置构造成将边缘部分从该移动的玻璃带的质量部分分离，在分离之后，该质量部分沿第一路径行进。该第一路径可以例如通向另一加工步骤。该切割装置可包括第一刻划装置、激光器和构造成喷射冷却流体的流体喷嘴。该第一刻划装置可例如包括辊子，该辊子包括布置在其表面上的研磨材料。较佳地，研磨材料布置成为在辊子的表面上的曲线(螺旋线)。但是，一些实施例中，研磨材料可以以其它构造，诸如以与辊子的旋转轴线平行的线构造布置在辊子的表面上。
[0007]该设备还可设有旁路设备，该旁路设备构造成沿不同于第一路径的第二路径引导已经从质量部分分离的边缘部分，该边缘部分维持连接至该运动的玻璃带。即，在通过切割装置从质量部分分离之后，该边缘部分包括从玻璃带的质量部分移除的自由端，同时该边缘部分的另一相对端维持附连至玻璃带。该分离的边缘部分与质量部分之间的相对运动可导致其新形成的边缘之间的接触。该接触可能损坏质量部分的边缘。因此，玻璃带的自由端遵循其从质量部分分离的分离路径，并可被丢弃或收集以在将来用作碎玻璃。不考虑玻璃带的沿垂直于该玻璃带的主表面方向的厚度，玻璃带在宽度方向(垂直于玻璃带的纵向轴线)的“厚度”与宽度相同(1cm宽玻璃带具有1cm的边缘至边缘厚度)，这使得如果可能的话，玻璃带或其一部分的平面弯曲而不使得该带破碎是困难的。但是，该玻璃带的厚度(玻璃带的主表面之间的厚度或垂直距离)允许玻璃带或其一部分在玻璃带的平面外的方向上相对容易地折弯或弯曲。因此，由边缘部分采用的第二路径较佳地是将边缘部分带出由质量部分代表的平面的路径。作为示例，如果由质量部分遵循的第一路径沿水平方向，则边缘部分沿包含质量部分的平面上方或下方的方向的路径被重新引导(边缘部分被向上或向下引导，其中，该向上或向下的第二路径较佳地是弧形路径，该弧形路径具有不足以致使边缘部分破碎的弯曲半径)。
[0008]该设备还包括横向刻划装置和断裂设备，该横向刻划装置布置成在质量部分沿第一路径行进时在质量部分上沿垂直于质量部分的行进方向的方向形成横向刻痕，该断裂设备构造成产生跨越该刻痕的拉应力。在边缘部分从玻璃带的质量部分分离并沿着与质量部分的第一路径分开的第二路径被重新引导之后，跨越该质量部分的宽度的至少一部分形成一刻痕。一个实施例中，该横向刻划装置包括摆动臂、联接至该摆动臂的第一端的马达以及联接至该摆动臂的第二端的刻划件，且其中当启动马达时，该摆动臂将刻划件移动穿过一弧形，该弧形垂直于行进方向。刻划件在该弧形的顶部死点中心处或附近接触玻璃带并形成横向刻划。
[0009]为了对移动的质量部分提供相对光滑、垂直的前自由端，该设备较佳地还包括断裂设备，用于延伸该横向刻划并移除该质量部分的前端。该断裂设备可例如包括多个弯曲辊子，所述多个弯曲辊子中的每个弯曲辊子具有纵向旋转轴线，且其中每个纵向旋转轴线平行于其它弯曲辊子的纵向旋转轴线并垂直于质量部分的行进方向。弯曲辊子的纵向旋转轴线较佳地与横向刻划平行。
[0010]该设备还可包括沿第一路径的用于支撑质量部分的平台，该平台相对于移动的玻璃带(即质量部分)的行进方向位于支撑体的下游，并包括用于喷射气体的多个孔，所述气体支撑玻璃带。该平台可以是可拆除的。例如，该平台可以沿向上或向下方向、侧向或同时沿两者移动，从而该平台可以离开与玻璃带的移动或设置干涉的位置。
[0011]该设备还可设有贴带设备，用于将带施加至质量部分的边缘。在分离边缘部分之后，该带可在质量部分的各部分上方卷起并压至质量部分的各部分，从而质量部分的新形成的边缘实现机械保护。该带还可设置操作表面，用于进一步操作质量部分，并设置来将质量部分缠绕在卷筒上而在缠绕在卷筒上时，质量部分的玻璃玻璃表面之间不直接接触。
[0012]另一实施例中，描述了一种用于修整移动的玻璃带的方法，该移动的玻璃带包括质量部分和边缘部分，该方法包括以下步骤:将移动的玻璃带供应至修整设备，该移动的玻璃带沿第一路径移动穿过该修整设备；将该移动的玻璃带支撑在支撑体上方，该支撑体具有限定多个孔的上表面，气体从所述多个孔喷射，这将玻璃带悬浮在上表面上方。上表面较佳地包括弧形部分。在一些情形中，该移动的玻璃带可以供应自玻璃成型设备。该玻璃成型设备可以是熔制拉制设备、槽拉制设备或再拉制设备。其它实施例中，该玻璃带可以供应自供应卷筒。
[0013]一旦玻璃带由支撑体支撑，在移动的玻璃带中形成裂缝，该裂缝沿与该移动的玻璃带的行进方向相反的方向传播穿过该移动的玻璃带厚度，以将边缘部分与该移动的玻璃带分离。该裂缝与该移动的玻璃带的边缘间隔开预定距离。例如，该裂缝可以与最近的玻璃带边缘间隔开至少约2cm。但是，该裂缝与最近边缘间隔开的距离取决于诸如玻璃带的宽度和该边缘部分包含的厚边的大小因素。然后，随着裂缝沿玻璃带的长度传播，沿不同于第一路径的第二路径转移该边缘部分，且其中当边缘部分被转移时，该边缘部分维持附连至玻璃带。较佳地，在边缘部分的几乎整个长度上，该边缘部分不相邻于玻璃带的中心质量区域。
[0014]形成该裂缝可包括形成一与边缘间隔开的刻痕，使得该刻痕与激光束相交以加热玻璃带的一区域，将玻璃带的加热区域与冷却流体接触，这导致裂缝传播且其中该传播的裂缝不与玻璃带的前缘相交。
[0015]该方法还可包括通过破碎玻璃带而移除前缘，其中该破碎与传播的裂缝相交，由此将一部分边缘部分从玻璃带释放。
[0016]该方法还可包括在玻璃带中形成横向刻痕，该横向刻痕垂直于该移动的玻璃带的行进方向。
[0017]该方法还可包括弯曲玻璃带以将横向刻痕延伸穿过该移动的玻璃带的厚度。
[0018]一些实施例中，该方法可包括将边缘带施加至玻璃带的质量部分。
[0019]在下面的详细描述中将阐述本发明的其它特征和优点，它们对本领域的技术人员来说部分地可从该说明书中变得显而易见，或可通过如书面描述、权利要求书以及附图所述那样来实践各实施例认识到。
[0020]应予理解的是，上面的总体说明和下面的详细说明仅仅是示例性的，并意在提供概况或框架以便理解如权利要求的性质和特征。
[0021]包括附图以提供本发明的进一步理解，附图包含在该说明书中并构成该说明书的一部分。附图示出本发明的一个或多个实施例，并与本描述一起用于说明各实施例的原理和操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是一设备的示意图，该设备用于将传送穿过该设备的柔性玻璃带的边缘部分移除；
[0023]图2是图1的设备的一部分的立体图，示出支撑体和切割装置的特写图；
[0024]图3是图1的设备的一部分的立体图，示出切割装置的特写图；
[0025]图4是用于刻划玻璃带的辊子的立体图；
[0026]图5是十字刻划装置的正视图；
[0027]图6是断裂装置的侧视图，用于对例如通过图5的十字刻划装置形成的十字刻划施加张紧应力；
[0028]图7是用于对玻璃带的质量部分贴带的贴带设备的立体图；
[0029]图8是收卷卷筒的侧视图，在该收卷卷筒上将缠绕边缘部分分离之后的玻璃带的质量部分；
[0030]图9A-9F是玻璃带的一端的一系列俯视图，示出通过图1的设备从玻璃带的质量部分修整边缘部分的各个阶段。
【具体实施方式】
[0031]在以下详细描述中，为了解释而非限制的目的，阐述公开具体细节的示例实施例以提供对本发明的透彻理解。但是，本领域的普通技术人员在借鉴了本文所揭示的内容之后，对他们来说显而易见的是，可以不偏离本文所揭示具体细节的其它实施例来实践本发明。此外，关于已知器件、方法及材料的描述可被省略，以便于不混淆本发明的描述。最后，尽可能用相同的附图标记来标示相同的构件。
[0032]由于其自身性质，脆性材料不能吸收大量的能量而不损坏，且更具体地破碎。但是，如果脆性材料足够薄，且弯曲半径足够大，则脆性材料的薄幅材或带可被卷起，这提供了在所谓的辊轧工艺中加工玻璃带的可能性。典型的辊轧工艺中，在一个辊子(源辊子)上的材料，可以展开，可选地穿过适当的加工设备，然后重卷到卷起辊子上。实际上，辊轧理念可扩展到材料本身的制造工艺，其中，生产设备以连续工艺生产材料带，且所获得的带被缠绕到接纳辊子上，这变成用于后续工艺的源辊子。或者，还可在带生产与接纳或卷绕辊之间进一步加工带。为了进一步讨论，后一种理念称为制造一辊轧工艺，且更通常地，包含将薄脆性幅材或带卷到辊子上的工艺被称为辊轧工艺。
[0033]特别关注的一种脆性材料是玻璃，诸如适于用于显示装置或其它电子装置的玻璃。如上所述的这种辊轧工艺显著地提高了玻璃基板用作诸如柔性显示器的技术和经济性优点。例如，玻璃基板是不透气的，并可为易于因为暴露于氧气和湿气而损坏的敏感电子和/或光电子设备，诸如有机发光二极管提供保护，而不需要设置在基板上的屏障层。由此，对于其中一次加工一个玻璃板的逐个完成工艺，能够加工呈带形式的玻璃基板是一种有吸引力的替代选择。但是，脆性材料带，诸如玻璃带的加工是复杂的，不仅因为该材料的脆性特性，还因为初始制造工艺的人为结果。
[0034]可通过多种方法来生产高质量的薄玻璃带。例如，在熔制工艺中，熔融的玻璃成型材料被供应至成型体的开口通道。熔融玻璃成型材料溢流出该通道并作为分开的流动在成型体的会聚外部成型表面上流动。这些分开的流动在成型体的底部处重新会合，在这里成型表面会聚以形成带，该带从成型体的底部下降。随着带下降，其中，离开成型体的流动以及表面张力效应起作用而使该带缩窄，导致增厚的边缘，称为厚边。其它工艺包括槽下拉工艺以及重新拉制工艺，在槽下拉工艺中，从在成型容器的底部处的槽下拉熔融玻璃成型材料，在重新拉制工艺中，相对厚的玻璃板被重新加热到材料的软化温度。在重新拉制工艺中，熔化的材料被拖离原始玻璃板并随着其从该玻璃板向下流动而变薄。虽然前面的示例性工艺说明了不同的方法来生产薄玻璃板，它们的共同点在于材料的粘性流的拉制将导致增厚的区域或厚边。最终，这些厚边必须被移除，以便于辊轧工艺本身，或者适应下游工艺或最终产品设计。
[0035]对于诸如玻璃带的脆性材料的辊轧工艺的另一种挑战是由于带断裂引起的中断。即，随着带移动，带的破碎倾向于导致需要中止该工艺。例如，可能需要用新的筒来更换收卷卷筒，且最低程度地，可能需要将带重新穿过执行该工艺的设备。此外，不可预测的断裂路径更倾向于导致不规则的(如果不成锯齿状的话)的自由端，在重新开始该工艺之前，该自由端更需要“协调成一致”。由此，需要精加工自由端。为应付该挑战以及前述挑战，需要执行这种功能，即随着工艺的进行而同时修整厚边和/或精加工玻璃带的自由端。
[0036]与诸如塑料膜的非脆性幅材或材料带的加工不同(其中可通过简单地在材料在刀片下方行进时在该材料上形成一狭缝来进行材料移除)，在诸如玻璃的脆性材料带上进行厚边移除具有独特的难度。虽然从带的暴露边缘，诸如从带的自由端或前端移除厚边是最容易进行的，这不总是能够进行。例如，在其中玻璃带在行进的同时失效(工艺中失效)的情形中，玻璃带的前端通常需要精加工和重新穿过。而且，虽然用于厚边移除的狭缝可以在本体内(远离边缘)在沿带的任何点处形成，这使得在切割工艺的下游，带和被移除的厚边附连在一起。能够横切厚边区域并将新的前缘转移到碎玻璃溜槽以丢弃，但切割增厚的厚边的力将影响该工艺上游的狭缝质量。因此，期望横切玻璃带的薄质量区域并在转移厚边的同时将前缘输送到下一工艺步骤。因此，本文提出可进行本体内切割玻璃带的方法和设备。虽然本说明书描述的是柔性玻璃带，但应理解，这些方法和设备可用于其它柔性脆性材料,且这种材料也包含于术语柔性玻璃带。
[0037]本文所使用的术语“边缘”指玻璃带上的沿玻璃带的长度的最外侧位置，而“边缘部分”指沿玻璃带长度的玻璃材料纵向条。边缘部分包括上面提到的厚边。由此，玻璃带包括沿玻璃带的长度延伸的两个边缘部分，每个边缘部分具有小于玻璃带一半宽度的预定宽度，从而各边缘部分界定称为质量部分的玻璃带内部或中心区域。玻璃带的质量部分可供应给买方且应被保护免受损坏接触。
[0038]参考图1，示出用于输送和移除薄柔性玻璃带12的边缘部分的设备10。设备10包括第一驱动设备14、支撑体16、旁路机构18以及切割装置20，切割装置20包括第一刻划装置22、激光源24和流体喷嘴26。设备10可选地还包括平台28、可选的第二驱动设备
29、第二或横向刻划装置30以及断裂设备32。设备10可与供应卷筒34和收卷卷筒36结合使用。
[0039]图1实施例中，第一驱动设备14包括至少一组相对的、反向旋转辊子，其将玻璃带夹压在它们之间。较佳地，第一驱动装置14包括至少两对反向旋转辊子。该反向旋转辊子从供应卷筒34拖拉玻璃带并将该玻璃带馈送到支撑体16上方。应注意，可用其它合适的驱动设备替代。例如，可采用相对的、反向旋转带。但是，进一步注意到，不考虑移动玻璃带12的方法，理想的是玻璃带的中心质量部分不被驱动设备接触，以防止该质量部分损坏。因此，第一驱动设备14较佳地仅在边缘部分接触玻璃带12。
[0040]如图2所最佳看到的，支撑体16包括上表面38，上表面38限定多个孔40。较佳地，上表面38至少部分是弧形。这是所期望的，因为玻璃带较佳地不被支撑在至少供应卷筒34与第一驱动设备14之间，且因此顺应悬链线。该悬链线用作蓄能器，其中松弛长度辅助玻璃带从供应卷筒平滑递送而不颤动。为了防止玻璃带与支撑体之间的接触，该接触可能损坏玻璃带，支撑体16可例如包括空气轴承。气体被供应至孔40并从孔40排出，各孔与气体源(图未示)流体连通。排出的气体形成气体膜，该气体膜在移动的玻璃带下方并将玻璃带悬浮在上表面38上方。例如，支撑体16可包括定位在上表面38下方的闭合的内部增压室，且该内部增压室被供应有来自诸如压缩机或气瓶的气体源的气体(例如空气)。或者，各孔可分别通过引自中心集管的分开管道而供有来自气源的气体。在玻璃带悬浮并停止于飞行高度时，玻璃带与支撑体的上表面之间的距离可例如通过调节供应至各孔的气流而被调整。
[0041]如上面所提到的并参考图2-4，切割装置20包括第一刻划装置22、激光源24以及流体喷嘴26。较佳地，切割装置20包括这些部件中每种各一对，从而存在着至少两个第一刻划装置22、至少两个激光源24和至少两个流体喷嘴26。由于一对装置中每个装置通常与该对装置的另一个装置相同，将仅描述一对装置中的一个装置，除非特别指出，应理解任何一对装置的第二装置与所述描述的该对装置的第一装置相同。
[0042]运行中，第一刻划装置22在移动的玻璃带中产生初始裂纹，其中，该初始裂纹较佳地形成在玻璃带的边缘部分。随后，该裂纹与源自激光源24的激光束42相交，该激光束42加热玻璃带的与该裂纹相交的窄路径或区域(由虚线44表示)。激光源24选择成使得由激光源产生的激光束42的波长被玻璃带吸收。例如，当玻璃带是铝硼硅酸盐玻璃时，CO2激光源适于加热玻璃带。其它玻璃组分可能要求以不同波长发射的激光源。
[0043]如图4实施例最佳不出的,第一刻划装置22可包括棍子46,棍子46具有一个或多个研磨材料48阵列线，其在边缘部分的表面中产生多个裂纹。研磨材料线可以是直的，或者研磨材料线可以是弯曲的(例如螺旋形)。辊子46例如可以具有一旋转速度，该旋转速度使得在辊子与玻璃带之间的接触点处，辊子的切向速度和玻璃带的前进速度相等或大致相等。例如，辊子46可以空转旋转和自由旋转。辊子46不需要一直与玻璃带12接触。因此，一些实施例中，辊子46可以构造成可平移，从而辊子可以朝向玻璃带12伸出或者远离玻璃带12缩回。
[0044]研磨材料48可包括例如研磨颗粒，该研磨颗粒可以粘结到辊子的表面并在辊子的表面上方延伸。定位在辊子46的表面上的一个或多个研磨材料线在玻璃带的边缘部分内形成了宽裂纹区域，这降低了的照射激光束所需要的精确对准。即，随着玻璃带12横穿设备10，玻璃带可呈现一定程度的边对边运动。如果要引入单个裂纹，诸如通过点刻划，则需要精确地定位玻璃带以确保激光束42与该裂纹相交。通过引入跨越玻璃带宽度的一部分沿宽度方向延伸的裂纹区域，激光束相对于裂纹或多个裂纹精确定位的必要性降低。
[0045]接下来，由激光束42形成的玻璃带的窄加热区域44与从流体喷嘴26发出的冷却流体50接触。该冷却流体可以是液体(例如水)、气体(例如空气)或其混合物。例如，冷却流体50可以是空气-水喷雾。当被冷却流体骤冷时，沿玻璃带的加热区域44引入玻璃带的热应力将导致形成在初始裂纹处的裂缝52。该裂缝52传播穿过玻璃带的厚度并大致平移于玻璃带的边缘54纵向沿玻璃带传播，如图3所示。该裂缝形成边缘部分55与玻璃带的内部质量部分的分离。
[0046]通过采用一对切割装置20，可形成玻璃带的两边缘部分和玻璃带的质量部分之间的分离(如本文所使用的，分离应被认为意思是延伸穿过整个玻璃带厚度的裂缝)。有利地，可形成该分离而不需从玻璃带的边缘开始该分离。而是，该分离可以从玻璃带的内部、与边缘间隔开地形成(即本体内分离)。换言之，在玻璃带的本体内形成狭缝。
[0047]回到图2，设备10可以可选地包括平台28。较佳地，平台28类似于支撑体16，其类似之处在于平台28包括用于接收和排出气体的孔，该气体将玻璃带悬浮在该平台的上表面上方。平台28较佳地可移动，从而该平台28可以根据需要升高或降低。替代地或附加地，平台28还可以构造成沿平行于平台的上表面的方向侧向移动。平台28的移动可便于将平台28从玻璃带路径移走，从而如果需要，玻璃带可从玻璃带路径被移走而不干涉，诸如移到处理容器。期望平台28的移动，例如在设备10的初始启动直到获得稳定运行的期间，在获得稳定运行时，该平台可返回至其在玻璃带下方的正常运行位置以对玻璃带提供悬浮支撑。
[0048]如在图2、5和6的帮助下最佳看到的，设备10还包括横向刻划装置30，其用于在玻璃带上形成沿垂直于玻璃带的运动方向的方向的刻痕。横向刻划装置30可包括任何合适的刻划件56，用于划痕或刻划玻璃片，并可以是例如研磨轮、硬质合金轮、划痕件或点，或已知的任何其它刻划件。因为玻璃带12可能非常快速地移动通过设备10，产生垂直于玻璃带的边缘跨越玻璃带整个宽度的刻痕将需要刻痕装置不仅沿垂直于玻璃带移动的方向行进，还沿与玻璃带移动相同的方向行进。这又要求刻痕装置非常快速运动或者延长运动路径。为了克服这些障碍，一个实施例中，横向刻划装置30构造成摆动通过由双箭头(见图5)表示的弧形。当刻划件56靠近12点钟方向或顶部死点中心位置，由虚线60表示,该刻划件接触玻璃带并在接触的表面形成短刻痕，该短刻痕沿垂直于玻璃带边缘的方向延伸。由此，刻划件56仅短暂地与玻璃带接触。因此，刻痕的长度可以非常短，例如等于或小于约lcm，且不需要移动刻划装置来匹配玻璃带的向前运动。
[0049]为了确保大致垂直于玻璃带的运动方向(并大致垂直于玻璃带的边缘)的切口，可结合断裂设备使用横向刻划装置30，该断裂设备通过垂直于玻璃带的边缘54弯曲玻璃带而在玻璃带中形成拉应力。一个实施例中，如图6最佳看到的，断裂设备32包括第一辊子62、第二棍子64和第三棍子66。玻璃带穿过第一棍子62与第三棍子66之间，并穿过第二辊子64与第三辊子66之间。当需要在玻璃带中形成断裂时，第一和第二辊子62、64以及第三辊子66可沿朝向彼此的方向移动，从而迫使玻璃带遵循各辊子之间的弧形路径。该弧形路径产生了跨越由横向刻划装置30形成的刻痕的拉应力，导致玻璃带跨越玻璃带宽度断裂。例如，第一和第二辊子62、64可以沿朝向第三辊子66的方向移动，或者第三辊子66可以朝向第一和第二辊子62、64移动，或者第一和第二辊子以及第三辊子可以朝向彼此移动。图2和6所不的实施例中，断裂设备32布置成使得第一和第二棍子62、64相对于或相邻于玻璃带的底表面(玻璃带的相对于或相邻于支撑体16的表面)定位，而第三辊子66相对于玻璃带12的顶表面定位。棍子62、64和66的定位由形成横向刻痕的位置决定,从而如果之前描述的横向刻痕改为形成在玻璃带的顶表面中，则各辊子的布置变成相反。即，各棍子构造成在玻璃带的形成横向刻痕的表面中形成拉应力，且其中该拉应力横跨该横向刻痕形成。通过对齐断裂设备的第一、第二和第三辊子的纵向轴线从而它们垂直于玻璃带的行进方向，来产生协调一致的断裂(垂直于玻璃带行进方向的断裂)。
[0050]从玻璃带移除边缘部分可包括将边缘部分与玻璃带的剩余质量部分间隔开。将边缘部分与质量部分间隔开意味着不仅仅是将边缘部分与质量部分分尚，而且在边缘部分与质量部分之间产生足够的距离，从而防止分离后的边缘部分与质量部分接触。即，一段边缘部分可能与质量部分分离但仍可能与该质量部分紧紧相邻，从而总体玻璃带的运动可导致边缘部分接触或摩擦该质量部分。这种接触可导致对新形成的质量部分边缘的损坏，这又作为随后的质量部分的不期望且实际上意料之外的裂纹源。应指出，虽然边缘部分与质量部分分离，在设备10的正常运行情形下，该边缘部分仍然在其一端附连到质量部分，在下面，情况将变得更清楚。
[0051]相应地,设备10还包括旁路机构18,该旁路机构18再引导玻璃带的边缘部分55,从而边缘部分在边缘部分的几乎整个长度上不相邻于玻璃带的质量部分70。即，虽然位于各边缘部分55之间的质量部分70沿第一路径72前进，各边缘部分55沿不同于该第一路径的第二路径74前进，同时仍连接至质量部分。图1和2示出旁路机构的一个实施例。一个实施例中，旁路机构18包括多个辊子76，所述多个辊子76沿不同于质量部分采用的路径的路径支撑和再引导边缘部分。当切割装置20形成沿大致平行于玻璃带边缘延伸的切口(狭缝)时，边缘部分的一个新形成的边缘可以与质量部分分开，同时该边缘部分的第二端可仍然连接至质量部分，从而，实际上，该边缘部分悬垂于质量部分并包括自由端。边缘部分的在连接端与自由端之间的重量导致该边缘部分的自由端向下垂到旁路机构18的辊子76上。同时，质量部分70沿第一路径72的向前运动导致边缘部分沿旁路机构的继续运动，因为该边缘部分保持连接至质量部分。即，因为该边缘部分的一端保持连接至质量部分，且该质量部分沿第一路径72向前移动通过设备10，边缘部分55也需要移动，但沿着第二路径74移动。但是，旁路机构18确保边缘部分55沿不同于质量部分遵循的第一路径的第二路径74移动。该事实确保在边缘部分的新形成边缘与质量部分的边缘之间有足够的距离从而在其间限定狭缝。替代地，旁路机构18也可通过其它方式来实施。例如，除了辊子之外，旁路机构18可仅仅包括边缘部分沿其滑动的滑道或边缘部分被引导穿过其的槽。替代地，旁路机构18可包括空气轴承，边缘部分悬浮在该空气轴承上方。相关的考虑是边缘部分通过旁路机构沿第二路径在最小阻抗下被引导。
[0052]虽然图1所示的设备10的实施例示出简单的边缘部分移除工艺，设备10还可执行其它工艺。例如，图7示出用于在边缘部分已经被移除后，将边缘带80施加至玻璃带的质量部分70的贴带设备78。如此，如图所示，贴带设备78位于断裂设备32下游并位于收卷卷筒36上游。即，贴带设备78定位在边缘部分被移除之后但在玻璃带的质量部分被重新卷绕到收卷卷筒36之前。应再次指出，在边缘部分与质量部分之间形成距离的目的是防止对质量部分的新形成边缘造成损坏。类似地，对质量部分的新形成边缘贴带可防止在移除玻璃带边缘部分之后对新形成的边缘造成损坏并为后续的工艺提供操作表面。根据图7实施例的贴带设备78构造成将带施加至质量部分。该带可例如具有涂覆至该带的一个表面的粘合剂并包括施加在该粘合剂上方以防止自粘合的背衬条82。因此如图7所实施的贴带设备78可以构造成移除背衬条，将背面有粘合剂的带施加至质量部分70的新形成边缘84，并合拢带从而背面有粘合剂的表面被带入与质量区域的两个面(主表面)接触。类似于设备10的其它方面，贴带设备78较佳地成双，从而带同时被施加至质量区域的两个新形成边缘84，虽然仅示出和描述一个贴带设备。
[0053]根据图7，贴带设备78包括供应卷筒86、收卷卷筒87以及施加器88，该供应卷筒86包含适于施加至玻璃带的质量部分的带长，该收卷卷筒86上缠绕从边缘带80移除的背衬条82,该施加器88合拢带从而该带被带入与质量部分的至少一个表面接触,且较佳地与质量部分的相邻于侧边缘的两个表面都接触。在施加器88的下游(相对于质量部分70的运动方向)可使用夹送辊子组90，以将合拢的带压至质量部分70并确保对质量部分70的良好粘合。
[0054]在加工之后，玻璃带的质量部分被缠绕到收卷卷筒36上。如图8最佳示出的，玻璃带的质量部分70前进穿过各种引导辊子92，该各种引导辊子92将质量部分定位成适于缠绕到收卷卷筒上。此外，供应于衬垫材料供应卷筒96的衬垫材料94可以施加在质量部分70的表面上方，从而在卷筒36上的质量部分的连续层之间的接触不接触且不对质量部分的表面造成损坏。该衬垫材料可以是任何合适的衬垫材料。例如，该衬垫材料可以是纸基广品，或者弹性泡沫基广品。
[0055]现将在图9A-9F的辅助下描述设备10的运行。首先参考图2和9A，该工艺开始于当薄柔性玻璃带12的自由端98从供应卷筒34传送到第一驱动设备14。第一驱动设备14包括两对相对的辊子，这两对相对的辊子将玻璃带的相对边缘部分55夹在其之间。由此，每对辊子构成夹送机构，一个夹送机构定位在玻璃带12的一个纵向边缘部分55处，而另一个夹送机构定位在相对侧边缘处。较佳地，每个夹送机构的辊子是可分离的，从而在初始设置期间，玻璃带可以被更容易地馈送。一旦玻璃带12定位在每个夹送机构的辊子之间，各辊子靠近，从而玻璃带被夹在每个夹送机构的相对应辊子之间。每个辊子对的至少一个辊子被驱动(电机驱动)，从而被驱动的辊子的旋转将玻璃带从供应卷筒拉出并馈送入设备10。
[0056]随着玻璃带12的自由端98进入设备10，玻璃带经过支撑体16上方，在此处离开支撑体的上表面的多个孔的气体将玻璃带以预定飞行高度悬浮在支撑体的上表面上方。玻璃带的自由端98在第一刻痕装置22下方经过且第一刻痕装置22降低，从而布置在辊子46上的研磨材料48在玻璃带的边缘部分55上形成多个裂纹。
[0057]现参考图2和9B，由激光源24发射的激光束42与由第一刻痕装置22形成的裂纹相交并加热玻璃带的与该玻璃带的边缘54边缘基本上平行的窄区域44。在加热之后，由流体喷嘴26喷出的冷却流体50接触玻璃带的被加热区域，导致形成裂缝52，该裂缝将边缘部分55沿玻璃带12的长度与质量部分70分离。
[0058]随着玻璃带继续向前移动通过设备10，可降低平台28，允许玻璃带的自由端98向下落并被接纳到破碎机构(图未示)，该破碎机构从玻璃带的自由端移除玻璃且废玻璃可被收集在废物容器100中(见图1)。通常，玻璃带12的自由端98被移除至其中玻璃带的自由端与裂缝52相交的点，如图9C所示，由此对于每个边缘部分55形成自由端102。如前所述，随着玻璃带12向前运动，裂缝52增长，边缘部分55由于其重量而向下垂并被旁路机构18沿不同于质量部分70所采取的第一路径72的第二路径74引导，如图9D所示。应指出，边缘部分55可以被旁路机构18主动地引导。
[0059]接下来，因为破碎装置可以产生非常碎的前端，形成了质量部分的协调一致的自由端。回到图9E，质量部分70的自由端由横向刻划装置30刻划。随着质量部分70穿过断裂设备32的辊子，辊子62、64和66以先前描述的方式向彼此靠近移动，从而迫使质量部分79穿过蜿蜒弯曲部，该蜿蜒弯曲部对质量区域的含有由横向刻划装置30形成的横向划痕104的表面施加拉应力。参考图9F，随着弯曲部穿过横向刻划装置30和断裂设备32，质量部分70被割开，从而形成新的自由端106，该新的自由端106大致垂直于质量部分的新形成边缘(由裂缝52形成)。平台28可以被升高，从而平台可以将质量部分70悬浮在其上表面上方。从而，质量部分70沿第一路径72被引导至下游工艺，诸如边缘贴带，且玻璃带12的边缘部分55沿第二路径被引导，这里它们被收集和/或丢弃。
[0060]另一实施例中，玻璃带可以从玻璃带拉制设备直接供应而不是从供应卷筒供应至设备10。示例性熔制下拉设备包括成型体，该成型体具有形成在其上表面上的通道。该通道供应有来自玻璃熔化设备的熔融玻璃，其中，熔融玻璃溢流出该通道并作为分开的熔融玻璃流流过会聚成型表面。该分开的流在会聚成型表面处会合以形成玻璃带，该玻璃带通过重力和定位在成型体下方的拖拉棍子向下拉制。随着玻璃带向下降，其从粘性液态转换成固态弹性材料。在连续工艺中，从成型体下降的玻璃带可以被供应至设备10。
[0061]槽拉制工艺与熔制下拉工艺的不同之处在于，熔融玻璃被递送至在其下表面含有槽的存储器，其中，随着玻璃带通过重力和拖拉辊子向下拉时，熔融玻璃下降穿过该槽。
[0062]在再拉制工艺中，在熔炉中重新加热玻璃板的边缘，其中重新加热的玻璃边缘超过玻璃的软化点并从玻璃板下降。该下降的玻璃通过重力和拖拉辊子向下拉，使得玻璃变薄成为薄玻璃带。
[0063]由于熔制工艺、槽工艺和再拉制工艺是众所周知的，不需要或提供进一步的描述。
[0064]对于本领域技术人员而言，显然可对本发明作出各种改型和变型而不脱离本发明精神或范围。由于对于本领域的技术人员，可进行包含本发明的精神和实质的所公开的实施例的修改组合、子组合和变型，本发明应被认为包含在所附权利要求书及其等同物范围内的一切 。
【权利要求】
1.一种用于修整移动的玻璃带的设备，所述移动的玻璃带包括质量部分和相邻于所述质量部分的边缘部分，所述设备包括: 用于支撑所述移动的玻璃带的支撑体，所述支撑体包括上表面，所述上表面限定用于喷射气体的多个孔； 切割装置，所述切割装置构造成将所述边缘部分从所述移动的玻璃带的质量部分分离，在分离之后，所述质量部分沿第一路径行进； 旁路设备，所述旁路设备构造成沿不同于所述第一路径的第二路径引导分离后的边缘部分，所述边缘部分维持连接至所述移动的玻璃带； 横向刻划装置，所述横向刻划装置布置成在所述质量部分中沿垂直于所述质量部分的行进方向的方向形成刻痕；以及 断裂设备，所述断裂设备构造成产生跨越所述刻痕的拉应力。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述支撑体包括弧形上表面。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述切割装置包括第一刻划装置、激光器和构造成喷射冷却流体的流体喷嘴。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第一刻划装置包括辊子，所述辊子包括布置在其表面上的研磨材料。
5.如权利要求4所述 的设备，其特征在于，所述研磨材料布置成为在辊子的表面上的曲线。
6.如权利要求1所述的设备，还包括沿第一路径的用于支撑所述质量部分的平台，所述平台相对于移动的玻璃带的行进方向位于所述支撑体的下游，并包括用于喷射气体的多个孔，所述气体支撑所述玻璃带。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述平台是可移动的。
8.如权利要求1所述的设备，还包括贴带设备，所述贴带设备用于将带施加至所述质量部分的边缘。
9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述断裂设备包括多个弯曲辊子，所述多个弯曲辊子的每个弯曲辊子具有纵向旋转轴线，以及每个纵向旋转轴线与另一个纵向旋转轴线平行并垂直于所述行进方向。
10.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述横向刻划装置包括摆动臂、联接至所述摆动臂的第一端的马达以及联接至所述摆动臂的第二端的刻划件，且其中当启动所述马达时，所述摆动臂将所述刻划件移动通过一弧形，该弧形垂直于所述行进方向。
11.一种用于修整移动的玻璃带的方法，所述移动的玻璃带包括质量部分和边缘部分，所述方法包括以下步骤: 将所述移动的玻璃带供应至修整设备，所述移动的玻璃带沿第一路径移动穿过所述修整设备； 将所述移动的玻璃带支撑在支撑体上方，所述支撑体具有限定多个孔的上表面，气体从所述多个孔喷射，将所述玻璃带悬浮在所述上表面上方； 在所述移动的玻璃带中形成裂缝，所述裂缝沿与所述移动的玻璃带的行进方向相反的方向传播穿过所述移动的玻璃带的厚度，以将所述边缘部分从所述移动的玻璃带的质量部分分离，所述质量部分遵循第一路径；在所述裂缝沿所述玻璃带的长度传播时，沿与第一路径不同的第二路径转移所述边缘部分；以及 其中，当转移所述边缘部分时，所述边缘部分维持附连至所述玻璃带。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述上表面包括弧形部分。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述裂缝与所述移动的玻璃带的边缘间隔开预定距离。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，形成所述裂缝包括形成一与所述边缘间隔开的刻痕，使得 所述刻痕与激光束相交以加热所述玻璃带的一区域，将所述玻璃带的加热区域与冷却流体接触，这导致裂缝传播且其中该传播的裂缝不与所述玻璃带的前缘相交。
15.如权利要求13所述的方法，还包括通过破碎所述玻璃带将所述玻璃带的前端移除，其中所述破碎与传播的裂缝相交，由此将所述边缘部分的一部分从所述玻璃带释放。
16.如权利要求11所述的方法，还包括在所述玻璃带中形成横向刻痕，所述横向刻痕垂直于所述移动的玻璃带的行进方向。
17.如权利要求16所述的方法，还包括弯曲玻璃带以将所述横向刻痕延伸穿过所述移动的玻璃带的厚度。
18.如权利要求11所述的方法，还包括将边缘带施加至所述玻璃带的质量部分。
19.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述边缘部分的基本上整个长度上，所述边缘部分不相邻于所述玻璃带的质量部分。
20.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述移动的玻璃带供应自玻璃成型设备。
【文档编号】C03B33/02GK104080746SQ201280062025
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2012年11月15日 优先权日:2011年11月18日
【发明者】D·C·马歇尔, G·E·莫兹, C·M·罗兹 申请人:康宁股份有限公司