再拉伸玻璃的方法

文档序号:1905725
再拉伸玻璃的方法
【专利摘要】本发明涉及再拉伸玻璃的方法。特别地,本发明描述了一种用于拉伸玻璃的方法。该方法特征在于,可获得如下的玻璃部件,与预制体相比,所述玻璃部件具有显著增加的宽厚比。因此,更加经济地制造平板玻璃部件。所述方法的一个显著特征在于,有目的地控制预制体中的温度分布。
【专利说明】再拉伸玻璃的方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及再拉伸玻璃的方法、实施所述方法的设备和可以通过所述方法制备的 玻璃部件。

【背景技术】
[0002] 原则上,玻璃的再拉伸是已知的,特别是存在如下的广泛的现有技术,其关于坯料 和/或具有圆形横截面以用于拉伸玻璃纤维的坯料的再拉伸。
[0003] 在再拉伸方法期间,将玻璃件部分地加热且借助于合适的机械设备沿纵向拉伸。 当将玻璃件-坯料-以恒定速度进料到加热区时且当加热的玻璃以恒定速度拉伸时,则这 引起坯料的横截面形状缩减,该缩减取决于这些速度的比率。因此,当例如使用管状坯料 时,则又制得管状产品,但其具有较小的直径。所述产品的横截面形状与坯料的横截面形 状类似,其中通常甚至期望通过适当的措施在小规模上得到坯料的1:1的复制品(参见 EP0819655B1)〇
[0004] 在再拉伸玻璃的步骤中,通常将长方形坯料一端固定在固定器中并且另一端例如 在马弗炉中加热。玻璃一变得可以变形,就通过在坯料的固定在固定器中的那一端施加拉 伸力来拉伸。在此期间,当坯料向前移动到马弗炉中时,则适当地选择温度,这产生具有较 小横截面、但几何形状类似的产品。例如,将具有圆形横截面的坯料拉伸成玻璃纤维。拉伸 产品例如部件的速度和任选向前移动坯料的速度的选择决定着横截面的缩减因数。通常, 坯料的横截面的厚宽比保持恒定。在拉伸玻璃纤维的情况下,这是所期望的,因为从具有圆 形横截面的坯料开始,可以拉伸出也具有圆形横截面的玻璃纤维。
[0005] 已经证明难以再拉伸平板部件,即具有例如80:1的横截面宽厚比的部件。只有用 具有很高宽度的坯料,才可以拉伸也具有高宽度的部件。因此,例如由具有70_宽和10_ 厚的横截面(B/D = 7)的坯料,可以制造具有7mm宽和Imm厚的横截面(b/d = 7)的部件。
[0006] 当使用具有较高宽度或较低厚度的横截面的坯料时,仅可以得到具有较高宽度和 相同厚度的横截面的部件。使用具有较高宽度的坯料常由于不可行的可制造性而失败,而 使用具有较低厚度的坯料越来越缺乏效率,因为在再拉伸期间必须更频繁地更换坯料。
[0007] 在US7, 231,786B2中,描述了可以如何通过再拉伸制造平面玻璃板。为了获得具 有较高宽度的产品,在这种情况下,在借助于拉边器使玻璃纵向延伸之前使用固定器,其将 软玻璃沿宽度方向拉伸。
[0008] 在US3, 635, 687A中,描述了如下的再拉伸方法,其中通过冷却平板坯料的边缘区 域,实现宽厚比(B/D)的改变。但是利用该方法,可以实现宽厚比增加至10. 7倍的最大增 力口。布置在其中使用的边缘冷却器,使得在坯料的变形区中仅一小部分边缘区域被冷却。因 此,在坯料的中心区域与边缘区域之间的温度差再次非常迅速地减小。
[0009] 在EP 0 819 655 Bl中,描述了一种成形玻璃的方法,在这种情况下,在成形步骤 中,也可以使用再拉伸。但是其没有描述如何调节宽厚比(B/D)。此处在加热之后,将玻璃 局部加热或冷却以便操控几何形状。
[0010] 与最终形状和/或拉伸部件的形状相比较,在这些参考文献中描述的这些操控各 自仅引起坯料几何形状的较小改变。此外,这些方法都与相对高的作用力相关。特别是在 应该使用固定器或辊的情况下,需要复杂的再拉伸设备,其易受缺陷影响。


【发明内容】

[0011] 因此,本发明的目的在于提供制造玻璃部件的有效方法。此外,将提供如下的方 法,其使得可以与所制造玻璃部件的宽厚比(b/d)相比增加了坯料的宽厚比(B/D)。特别 地,将提供制造平板玻璃部件的方法,通过所述方法可以由具有宽度B和厚度D的坯料,制 备具有宽度b和厚度d的平板玻璃部件,其中比率b/d比比率B/D高得多。
[0012] 通过在本专利权利要求书中描述的实施方式解决本发明的目的。
[0013] 根据本发明的再拉伸玻璃的方法包括以下步骤:
[0014] a.提供具有平均厚度D和平均宽度B的玻璃坯料,
[0015] b.加热所述坯料,和
[0016] c.将所述坯料拉伸到平均厚度d和平均宽度b,
[0017] 其中所述坯料包括中心区域和两个边缘区域,且调节所述坯料在变形区中的温 度,以使得所述中心区域达到温度T1,所述温度T1高于所述边缘区域的温度T2,且其中所述 变形区为所述坯料的具有1,05*d至0. 95*D的厚度的部分。在这种情况下,所述变形区的 其中调节所提及温度条件的部分,在所述变形区高度的至少75%、优选至少90%、特别优 选至少95 %或100 %的高度上延伸。
[0018] 已经惊奇地发现,在所述坯料的拉伸步骤期间,当所述坯料的在所述变形区中 的边缘区域的温度保持低于所述坯料的中心区域的温度时,所述玻璃部件的几何形状可 以显著地改变。因此,与现有技术方法相比较,根据本发明的方法的区别在于,所述坯料 的如下部分较大,所述部分的边缘区域保持处于比所述中心区域的温度低的温度下。在 US3, 635, 687中,例如,实施如下的方法,其中冷却设施仅冷却变形区的上部区域。因此,中 心区域和边缘区域的相应温度将非常迅速地再次变得相等,且仅将实现较低程度的宽厚比 增加。
[0019] 可以例如经由选择性加热和/或选择性冷却来实现所述温度条件的调节。本领域 普通技术人员将知道在再拉伸方法中用于选择性加热和冷却的许多可行性。
[0020] 在根据本发明的方法期间,所述边缘区域在整个变形区内的温度优选维持在温度 T2下。优选地,通过在所述变形区中通过至少一个冷却设施冷却所述坯料的至少一个边缘 区域的措施,来调节温度T 2。通过用一个或多个冷却设施冷却所述边缘区域,可以比在选择 性加热的情况下更有选择地调节所述温度条件。
[0021] 优选地,在所述冷却设施与所述坯料的中心之间的水平距离随着所述坯料的宽度 减小而变小-因此自顶向下变小,以使得所述边缘区域相对于所述加热设施被遮蔽。所述 一个或多个冷却设施因此朝向所述坯料的中心的方向跟随所述边缘区域,因为所述坯料的 宽度在再拉伸过程期间减小,从而所述边缘区域接近所述坯料的中心。在所述坯料的中心 与至少一个冷却设施之间的水平距离优选低于所述坯料在此部位的宽度的一半。
[0022] 因此,借助于所述冷却设施,在所述变形区中可以将所述边缘区域的温度调节到 温度T2,而所述坯料的中心区域具有温度T 1。所述冷却设施优选被设计成其遮蔽至少一个 边缘区域以免受热源的影响和/或主动地冷却至少一个边缘区域。
[0023] 温度T1优选为如下的温度,在该温度下所述坯料的玻璃具有105dPas至10 9dPas、 优选107dPas至108 5dPas的粘度Ji1。温度T2为如下的温度,在该温度下所述坯料的玻璃 优选具有粘度H 2以使得商Π 2/ H1为1. 01至108,优选为10至105。由于在所述边缘区域 中的温度较低,因此在此处的粘度较高。通过在所述变形区的大部分中调节该较高粘度的 措施,与所述坯料相比较,所述玻璃部件的宽度缩减强烈地受限。此外,在所述玻璃中的拉 应力降低。
[0024] 所述变形区为所述坯料的如下的部分,其中所述坯料具有0. 95*D至I. 05*d的厚 度。因此,其为在所述坯料内玻璃在其中变形的区域。所述厚度低于原始厚度D,但仍然未 达到最终厚度d。根据本发明,所述变形区优选非常小。所述变形区(=弯月面)可以优选 具有至多6*D (特别地至多100mm)、优选至多5*D (特别地至多40mm)、特别优选至多4*D (特 别地至多30mm)的高度。优选地,所述变形区在所述坯料的整个宽度上延伸。所述变形区 的"高度"是指其沿坯料拉伸方向的范围(extent),因此通常为所述变形区在垂直方向上的 范围。
[0025] 这两种措施,具有较低温度的边缘区域和小变形区,可以一起用于实现甚至更高 的宽度和/或更好的厚度分布。
[0026] 所述坯料的边缘区域各自具有宽度Bk,其优选以Bk = D至(1.2*D)为特征。优选 地,分别地,所述坯料的宽度的至多30%代表一个边缘区域,从而所述坯料的宽度的最高达 60%代表多个边缘区域。进一步优选地,所述坯料的各自宽度的仅至多25%代表一个边缘 区域,特别优选各自的至多20 %代表一个边缘区域。各边缘区域优选具有宽度Bk,其为所 述坯料的宽度的至少1 %、特别优选5%。
[0027] 优选地,所述坯料的厚度在所述中心区域中以及在所述边缘区域中基本恒定。这 意味着所述边缘区域的厚度可以高于所述中心区域的厚度。但在各单独区域内的厚度几乎 恒定。
[0028] 所述坯料具有上端和下端。所述变形区位于所述上端与所述下端之间。在所述变 形区以外,所述坯料的温度优选低于T 1。因此,基本仅在所述变形区的区域中发生所述坯料 的变形。在该区域之上和之下,优选所述坯料的厚度以及宽度基本保持恒定。为了方便,在 整个的本说明书中,当在该方法中加工玻璃时,使用术语"坯料",仅在根据本发明的最终工 艺步骤结束之后,产品才被称作"玻璃部件"。
[0029] 优选地,通过使所制造玻璃部件的厚度d明显低于所述坯料的厚度D的措施,来基 本实现所述坯料的宽厚比增加。优选地,所述厚度d为至多D/10,进一步优选为至多D/30, 特别优选为至多D/75。因此,所述玻璃部件优选具有如下的厚度d,其低于10mm、进一步优 选低于1mm、更优选低于100 μ m、进一步优选低于50 μ m、特别优选低于30 μ m。在本发明的 情况下,可以制造具有高品质且具有相对大的表面积的所述薄玻璃部件。
[0030] 优选地,所制造玻璃部件的宽度d相对于所述坯料的宽度B几乎不减小。这意味 着比率B/b优选为至多2,进一步优选为至多1.6,特别优选为至多1.25。
[0031] 可以在也根据本发明的再拉伸设备中实施所述方法。为了加热,可以将所述坯料 插入所述再拉伸设备中。优选所述再拉伸设备包括固定器,所述坯料的一端可以固定在其 中。所述固定器优选位于所述再拉伸设备的上段。因此,所述坯料在其上端处固定在所述 固定器中。
[0032] 所述再拉伸设备包括至少一个热源。所述热源优选布置在所述再拉伸设备的中心 区域中。所述热源可以优选为电阻加热器、燃烧器布置、辐射加热器、有或没有激光扫描器 的激光器或其组合。所述热源优选被设计成使得其可以以实现根据本发明的温度分布的方 式加热插入变形区域中的坯料。
[0033] 所述变形区域为优选位于所述再拉伸设备内部的区域。所述热源使所述变形区域 和/或所述坯料的一部分的温度增加到如下的温度,该温度如此高以致于布置在所述变形 区域中的坯料在其变形区内被加热到允许变形的温度。当使用适合靶向加热仅所述坯料的 一部分的热源例如激光器时,则在所述变形区域中的温度几乎不增加。根据加热的方式和 所述坯料的维度,所述变形区域的长度可以不同。
[0034] 所述热源加热所述变形区域和/或所述坯料的一部分,其优选小至在所述坯料内 仅加热根据本发明设计的变形区。所述坯料在所述变形区之上和在所述变形区之下的部分 优选具有较低的温度。根据本发明,这优选通过如下的措施来实现:所述再拉伸设备包括一 个或多个遮蔽所述坯料的超出所述变形区域那些部分的隔热罩。所述隔热罩可以设计成它 们还以如下方式遮蔽所述边缘区域,该方式使得实现根据本发明所期望的温度分布。
[0035] 可选地或另外地,可以使用允许在所述变形区域中和/或在所述中心区域中集中 加热所述坯料的热源,例如激光器或激光扫描器。另一可选的实施方式涉及如下的热源,其 维度如此小且其布置得如此靠近所述变形区,以致于热基本不会传播到超出所述变形区域 和/或所述中心区域以外的区域。
[0036] 所述热源可以为辐射加热器,其中其热效应通过合适的辐射制导和/或约束手段 而集中和/或局限于所述变形区域和/或所述中心区域。例如,可以使用KIR(短波IR)加 热器,其中通过遮蔽,产生具有根据本发明的优选温度分布的变形区域。还可以使用冷却 (用气体、水或空气)的隔热罩。可以使用的另一热源为激光器。在这种情况下,为了辐射 制导所述激光器,可以使用激光扫描器。
[0037] 可以通过如下方式在所述变形区域中布置一个或多个冷却设施,该方式使得调节 根据本发明所期望的温度分布。所述冷却设施优选为冷却指(cooling finger)。
[0038] 所述设备可以包括如下的冷却区,其优选布置在所述再拉伸设施的下部区域中, 特别是在所述变形区域的正下方。然后,在所述变形步骤之后,所述玻璃的粘度优选立即变 为>10 9dPas的值,以使得不再发生任何明显的变形。优选实施该冷却,以使得其引起至少 106dPas/s的粘度改变。取决于所述坯料的玻璃,这例如对应在400至1000°C范围内的温 度Τ κ。
[0039] 根据本发明的方法优选包括另外的步骤:
[0040] -在离开所述变形区域之后冷却所述坯料。
[0041] 进一步冷却所述坯料达到>109dPas的粘度,可以通过在环境温度(例如10至 25°C)下冷却来实现。但所述坯料也可以以主动方式在流体中,例如在气流中冷却。特别 优选地,所述产品在所述变形区域之后的冷却区中如此缓慢地冷却,以致残余拉应力至少 允许随后横切以及除去片材边缘而没有任何内向的裂缝。
[0042] 优选地,布置所述变形区域和/或设计所述热源和/或所述冷却设施,以使得如根 据本发明所期望的在所述坯料内产生变形区。通过加热所述坯料,在相应部位处的玻璃粘 度减小到可以拉伸所述坯料的程度。这意味着所述坯料变得更长。
[0043] 在本说明书中,所述坯料沿垂直方向拉伸,但也可以在如下的装配中实现本发明 的基本思想,其中所述坯料在水平方向上拉伸或彼此可以想到的拉伸方向上拉伸。
[0044] 在所述拉伸步骤下,所述坯料的厚度D变低。因为所述坯料优选上端固定在优选 位于所述再拉伸设施的上部区域中的固定器中,所以所述坯料的拉伸可能受到重力的影 响。但在优选的实施方式中,所述再拉伸设施包括如下的拉伸设施,其优选在所述坯料的低 于所述变形区域的部分处、特别在所述坯料的下端处施加拉伸力。
[0045] 所述拉伸设施优选被布置在所述再拉伸设施的下部区域中。在这种情况下,所述 拉伸设施可以设计成使得其包括作用于所述坯料的相对侧上的辊子。所述坯料可以可拆卸 地将下端安装在第二固定器处。特别地,所述第二固定器为所述拉伸设施的一个部件。在 所述第二固定器处,例如可以安装砝码,其随后将所述坯料沿纵向拉伸。
[0046] 在一个优选的实施方式中,所述坯料沿所述变形区的方向向前移动,使得所述方 法可以以连续方式实施。为此目的,所述再拉伸设备优选包括进料设施(通常在所述再拉 伸设施的上部区域中),所述进料设施适合将所述坯料移动到所述变形区域中。因此,所述 再拉伸设备可以在连续操作中使用。所述进料设施优选使所述坯料以速度v N移动到所述变 形区域中,所述速度vN低于拉伸所述坯料的速度Vz。因此,所述坯料被沿纵向拉伸。\与 vz的比率特别是小于1,优选为至多0. 8,进一步优选为至多0. 4,特别优选为至多0. 1。这 两种速度的差异影响所述坯料的宽度和厚度的缩减程度。
[0047] 在加热之前,优选将所述坯料预热。为此目的,所述再拉伸设备优选包括预热区, 其中可以将所述坯料加热到温度T w。所述预热区优选布置在所述再拉伸设备的上部区域 中,因此在所述变形区域之外。温度Tw大致对应IO ltl至1014dPas的粘度η w。因此,优选在 所述坯料进入所述变形区域之前将其预热。因此可以更快地移动经过所述变形区域,因为 实现温度T 1所需的时间变短。利用所述预热区,还可以避免热膨胀系数高的玻璃由于温度 梯度过高而破裂。
[0048] 玻璃的粘度取决于温度。在各温度下,玻璃具有特定的粘度。在所述变形区中 实现所期望粘度H1和/或H2所必需的温度T1和/或T2取决于所述玻璃。将根据DIN IS07884-2、DIN IS07884-3、DIN IS07884-4、DIN IS07884-5 测定玻璃的粘度。
[0049] 所述坯料优选由如下的玻璃组成,其选自氟磷酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、钠钙玻璃、 铅玻璃、硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃和硼硅酸盐玻璃。所使用的玻璃可以为技术玻璃,特别 是技术平板玻璃,或光学玻璃。
[0050] 优选的技术玻璃为钠钙玻璃和硼硅酸盐玻璃。在优选的实施方式中,所述玻璃为 显示玻璃或用于塑料层压板中的阻挡层的薄玻璃。
[0051] 优选的光学玻璃为磷酸盐玻璃和氟磷酸盐玻璃。磷酸盐玻璃为含有P2O5作为玻璃 形成体的光学玻璃。P 2O5则为所述玻璃的主要组分(即,在所述玻璃中不存在具有更高质量 分数的其它组分)。当在磷酸盐玻璃中的一部分磷酸盐被氟代替时,则获得氟磷酸盐玻璃。 对于氟磷酸盐玻璃的合成,不是将氧化物例如Na 2O,而是将相应的氟化物例如NaF,添加到 玻璃混合物中。
[0052] 根据本发明,优选使用平板坯料,其中,根据本发明,"平板坯料"是指坯料的宽度B 高于其厚度D。优选所述坯料的宽厚比(B/D)为至少5,更优选为至少7。
[0053] 优选地,所述述料具有至少0. 05mm、更优选至少Imm的厚度D。所述厚度优选为至 多40mm,更优选为至多30mm。所述述料的宽度B优选为至少50mm,更优选为至少100mm,最 优选为至少300mm。
[0054] 所述述料的长度L优选为至少500mm,更优选为至少1000mm。通常,事实上当所述 坯料越长时,所述方法能够以越有效的方式实施。因此还可以考虑更长的坯料且其可能是 有利的。并且可以考虑方法的实施,其中将所述坯料以连续方式进料或将所述坯料自辊子 展开。此外,优选L>B。
[0055] 还可以用盘绕在第一辊子上的坯料实施根据本发明的方法。在这种情况下,所述 坯料也安装在所述再拉伸设备的上部区域中,而且以可以从所述辊子展开所述坯料的方 式。然后借助于所述拉伸设施和/或进料设施从所述辊子拉伸所述坯料的自由端。然后, 将所述坯料以优选连续且恒定的方式拉伸穿过所述变形区域,使得在所述坯料内形成根据 本发明的变形区。将在经过所述再拉伸设备之后如此制备的玻璃部件优选盘绕到第二辊子 上。所述坯料可能包括或可能不包括片材边缘(变厚的边界区域)。通过将所述坯料提供 在辊子上和/或将所述平板玻璃部件盘绕到辊子上,总体上可更有效地实施所述方法,因 为所述坯料不需要以繁琐的方式单独地插入所述设备中。
[0056] 最后,例如通过切割,可以将所获得的玻璃部件分成单个制件。此外,并且可以切 断所述玻璃部件的任选稍微变厚的边界区域(片材边缘)。如果需要,则也可以将所述玻 璃部件抛光和/或涂布。利用根据本发明的方法,可以获得玻璃的有效表面积非常大的玻 璃部件。这意味着所述玻璃部件的具有所需要品质的部分非常大。在本发明的方法中,任 选在使用前必须除去的片材边缘的表面区域的部分较小。优选所述玻璃部件具有1:2至 1:20,000的厚宽比。
[0057] 优选所述坯料可以在条纹级别中归类为至多C。该条纹级别为光程差的结果。对 于C类或更好的条纹级别,穿过平板板材的光程差必须小于30nm。
[0058] 根据本发明,还提供了通过根据本发明的方法可获得的玻璃部件。所述玻璃部件 包括至少一个、特别是两个火抛光表面。火抛光表面非常光滑,即它们的粗糙度非常低。与 机械抛光形成对比,在火抛光的情况下,表面不会磨损,而是将待抛光的材料加热到其流动 的高温下且因此变得光滑。因此,通过火抛光制造光滑表面的成本明显低于高度光滑的机 械抛光表面的制造成本。可以将所述坯料抛光或者不抛光。在使用抛光坯料的情况下,由 此制造的玻璃部件在没有任何进一步表面处理例如研磨或抛光的情况下也具有特别是在 表面粗糙度和/或光滑度方面的表面品质,其足以用于许多用途。
[0059] 利用根据本发明的方法,获得具有至少一个火抛光表面的玻璃部件。关于根据本 发明的玻璃部件,术语"表面"是指上侧和/或下侧,因此是指与剩余面相比最大的两面。
[0060] 本发明玻璃部件的一个或多个所述火抛光表面优选具有至多5nm、优选至多3nm、 特别优选至多Inm的均方根粗糙度(R,或RMS)。所述薄玻璃的粗糙深度R t优选为至多6nm, 进一步优选为至多4nm,特别优选为至多2nm。将根据DIN EN IS04287测定所述粗糙深度。
[0061] 在机械抛光表面的情况下,粗糙度值更差。此外,在机械抛光表面的情况下,借助 于原子力显微镜(AFM),可以观察到抛光迹线。另外,同样借助于AFM,可以观察到机械抛光 剂的残留物,例如金刚石粉末、氧化铁和/或CeO 2。因为机械抛光表面总是必须在抛光步骤 之后清洁,所以在玻璃的表面处发生特定离子的浸出。该特定离子的消耗可以借助于二次 离子质谱法(ToF-SMS)进行检测。所述离子例如为Ca、Zn、Ba和碱金属。

【专利附图】

【附图说明】
[0062] 附图和实施例示例本发明的特征和优点。本发明不受所示实施方式的限制。
[0063] 图1和图2以示意性方式显示分别具有横截面积12和22的坯料10和玻璃部件 20。坯料10由长度I v和宽度B限定。类似地,玻璃部件20由在拉伸方向18上的长度Ik 和垂直于拉伸方向18的宽度bk限定。边缘区域14和24的宽度分别定义为bK。在玻璃部 件20的厚度的情况下,其在具有边缘厚度和/或片材边缘厚度d K的边缘区域24和中心区 域26的中心厚度dM之间加以区别。由于在所述边缘区域中在根据本发明的方法期间较低 的温度和作为其结果的较高粘度,通常d K/dM>l。
[0064] 玻璃部件20优选特征在于,在中心区域26中,一个或两个表面具有低于500 μ m、 优选低于100 μ m、特别优选低于10 μ m的光滑度,其中根据DIN ISOl 101的光滑度是指在包 括在中心区域26中的表面的两个平行平面之间的距离。此外,在所述部件的中心区域中的 表面粗糙度R a优选为至多20nm。优选所述玻璃部件具有至多5_的厚度。然而,利用根据 本发明的方法,还可以制备具有如下厚度的明显更薄的部件,例如1至2_,或至多1.0mm, 优选至多0. 5mm,更优选至多0. 1mm,例如0. 05mm,或甚至0. 01mm。
[0065] 图3以示意性方式显示如下的设备,其用于在朝向玻璃带较小侧(在图中,区域A) 的观察方向再拉伸平板玻璃部件。将坯料10插入变形区域40中。该坯料在区域42a中加 热且拉伸成具有较低厚度部件。该坯料的上端固定在安装设施(未示出)中,且借助于辊 子和/或卷筒44a和44b可将拉伸力施加在该玻璃带的下端。拉伸的部件可以借助于切割 装置和/或分离设施49而被分成具有合适长度的区段。在一个可选的实施方式中,可以将 该拉伸的玻璃带盘绕到棍子上。在该图中没有不出冷却设施。
[0066] 图4a和图4b显示与图3中相同的用于再拉伸玻璃部件的设备,但在此朝向坯料 的平面B的观察方向。优选在拉伸操作期间将坯料连续地进料到变形区域中。在这种情况 下,坯料在其上端可以例如由辊子或卷筒固定。优选将坯料进料到变形区域中的速度以如 下方式调节到所述条件,该方式使得在厚度方向上实现坯料的中心区域和/或边缘区域的 均匀热渗透。在这种情况下,均匀是指在坯料中心轴中在核心温度与表面温度之间的差异 小于20K。为了保证足够粘度以用于拉伸玻璃和在用于防止玻璃在如下情况下破裂,在该情 况下粘度太高,并且在拉伸步骤期间在太低粘度情况下的变形太强烈,在变形区域中将坯 料的中心区域加热到T 1的温度。将边缘区域的温度调节到温度T2。可以通过一个或多个 热源加热变形区域,例如优选通过电加热器、火焰、热感应源、短波红外辐射(KIR)、中波红 外辐射(MIR)、长波红外辐射(UR)和/或激光束加热。
[0067] 根据本发明,将插入所述变形区中的所述坯料在所述边缘区域中调节到较低温度 T2且因此调节到较高粘度Il2,和在所述中心区域中调节到较高温度T1且因此调节到较低 粘度H1。为了调节这样的温度差AT = T1-T2,在所述变形区域中区别在于热源48a和48b 分别加热所述坯料的边缘区域和中心区域。可选地,所述边缘区域也可以借助于一个或多 个冷却设施进行冷却。
[0068] 根据本发明的一个实施方式,以如下的方式将热施用到所述坯料上,该方式使得 在所述坯料的变形区中自动达到所期望的温度差。例如,可以使用如在图4a和图4b中所 示的窑炉。在图4b中,可以看到三个不同的加热区。可以调节温度以使得边缘区比中间区 冷。此外,在加热区域48a和48b之间的温度差可以通过在加热区域48b中的热源加强加 热来进行调节。优选在区域48a和48b中的变形区域40例如装备有可单独控制的电热源。 此外,任选另外所述中间区域可以用激光束、火焰和/或以感应方式进行加热。例如,在所 述中间区域中,可以借助于激光束,通过在区域48b中在所述坯料的宽度上引导具有高频 率的激光束,来实现任选另外的热供应。在此,显而易见的是,基本上,借助于激光束从所述 坯料的一侧加热是足够的。然而,也可以进行借助于激光器从两侧进行加热。也可以或另 外通过在加热区域48a中用冷却设施冷却来调节在加热区域48a和48b之间的温度差。
[0069] 优选的冷却设施例如为如在图5A和图5B中所示的冷却指50。冷却指50通过遮 蔽热源和/或主动冷却而降低在所述坯料的边缘区域中的温度。另外,所述冷却指可以通 过流体例如空气、气溶胶或液体主动地冷却,以使得所述冷却指在拉伸过程的时间期间具 有受控制的温度,以精确地调节在所述边缘区域中的坯料温度。可以将这种流体进料到具 有环境温度的冷却或加热的冷却指中。
[0070] 如在图5A和图5B中所示,对于这种冷却指50,可以提供一侧开口的管51,其中经 由该开口,布置具有较低横截面、特别是同轴的两侧开口的第二管52,以使得第二管的第一 开口位于第一管内。经由所述第二管的第二开口,流体可以以限定的流速流入所述第二管 中,从其第一开口离开,然后进入所述第一管且经其开口离开所述第一管。另外,还可以使 用挡板53作为所述冷却设施的其它元件,这些挡板位于在所述坯料的边缘区域与所述热 源之间的区域中。因此,以合适的方式,在所述玻璃中的温度分布不仅可以沿圆周方向(角 段)调节,而且同时也可以沿轴向调节,例如利用马弗炉作为热源。根据一个优选的实施方 式,这种冷却设施在任何部位都没有接触所述玻璃带。这特别是防止在所生产玻璃部件光 滑度和/或表面粗糙度方面出现干扰杂质和拉应力以及缺陷。拉应力可能引起所述玻璃带 在冷却期间破裂。优选地,所述冷却设施放置在距所述坯料的表面0至50cm、优选0. 1至 10cm、特别优选0. 1至5cm的距离处。利用所述冷却和/或加热设施,产生如下的温度分布 图,其中在所述玻璃带的边缘区域与中心区域之间的温度差优选大于0至l00°C,优选10至 60。。。
[0071] 在图5A和图5B中,还可以看到所述坯料的中心M。所述坯料的宽度以自顶向下的 方式减小。并且中心M距冷却设施50的水平距离在图5A中随所述坯料的宽度减小(B - b) 而减小。为了实现在根据本发明的变形区中的温度分布,可以想到许多其它可行性。除了 在图5A中显示的可行性之外,其中冷却设施具有厚度增加的挡板53,还可以如在图5B中的 设计冷却设施,其可以例如对齐到所述坯料的中心的方向。

【具体实施方式】 [0072] 实施例
[0073] 下表显示本发明的措施在所制备玻璃部件的宽厚比方面的结果。

【权利要求】
1. 一种再拉伸玻璃的方法,其包括以下步骤: a. 提供具有平均厚度D和平均宽度B的玻璃坯料10, b. 加热坯料10,和 c. 将坯料10拉伸到平均厚度d和平均宽度b, 其中坯料10包括中心区域16和两个边缘区域14,且调节坯料10在变形区42中的温 度,以使得所述中心区域16达到高于所述边缘区域14的温度T2的温度T1,且其中所述变 形区42为坯料10的具有I. 05*d至0. 95*D的厚度的部分, 其特征在于所述变形区42的在其中调节所提及温度的部分在所述变形区的至少75% 的高度上延伸。
2. 根据权利要求1所述的方法,其中所述变形区42的在其中调节所提及温度的部分在 变形区42的整个高度上延伸。
3. 根据权利要求1或2所述的方法,其中通过在所述边缘区域14中选择性冷却或在所 述中心区域16中选择性加热来实现所述温度T 1和T2。
4. 根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中通过至少一个冷却设施50冷却所述 边缘区域14。
5. 根据权利要求4所述的方法,其中所述冷却设施50包括一个或多个优选布置在述料 10和热源46之间的挡板53。
6. 根据权利要求4或5所述的方法,其中所述冷却设施50被设计成使得流体可被引导 穿过冷却设施50。
7. 根据前述权利要求中的至少一项所述的方法,其中所述边缘区域14各自具有如下 的宽度,该宽度是坯料10的宽度的至少1 %且至多25%。
8. 根据权利要求4至7中的至少一项所述的方法,其中在所述冷却设施50和坯料10 的中心M之间的距离随坯料10的宽度减小而减小。
9. 一种实施根据前述权利要求中的一项所述的方法的设备,其具有适合加热位于该区 域中的坯料10的变形区域40,其特征在于所述设备包括适合调节在坯料10的变形区内的 温度分布的装置,所述温度分布是,坯料10的中心区域16达到温度T 1且其边缘区域14达 到温度T2,并且在变形区42的至少75%的高度上维持该温度。
10. -种玻璃部件,其是根据权利要求1至8中的一项所述的方法制造的。
【文档编号】C03B23/00GK104211284SQ201410244489
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2013年6月4日
【发明者】弗兰克·比勒斯费尔德, 拉尔夫·比尔廷普费尔 申请人:肖特公开股份有限公司
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