具有特殊构造棱边的玻璃膜、其制造方法及其用图_3

文档序号:9927344阅读:来源:国知局
[0081]

[00剧必要情况下可w添加染色作用的氧化物,例如Nd203、Fe203、CoO、NiO、V205、Mn02、 Ti02、CuO、Ce02、化203; 0-2 重量 % 的43203、訊 203、Sn02、S03、Cl、F和 / 或 Ce02 可 W 作为澄清剂加 入;并且0-5重量%的稀±氧化物同样可W添加,从而在玻璃层或玻璃板中引入磁性、光子 或光学的功能;并且所有组分的总量为100重量%。
[0083] 本发明的、碱含量低的侣娃酸盐玻璃最优选地具有下述组分(按重量%给出):
[0084]
[0085] 必要情况下可W添加染色作用的氧化物,例如Nd2〇3、Fe2〇3、CoO、NiO、V2〇5、Mn〇2、 Ti〇2、CuO、Ce〇2、化2〇3; 0-2 重量 % 的432〇3、訊 2〇3、Sn〇2、S〇3、Cl、F和 / 或 Ce〇2 可 W 作为澄清剂加 入;并且0-5重量%的稀±氧化物同样可W添加,从而在玻璃层或玻璃板中引入磁性、光子 或光学的功能;并且所有组分的总量为100重量%。
[0086] 表1示出了含有碱的薄玻璃的多种典型的实施方式,运些玻璃应当化学预应力。
[0087] 表1:含有碱的棚娃酸盐玻璃的实施例 [008引
[0089] Si〇2、B2〇3和P2〇日作用为玻璃网络形成剂(Glasnetzwer化ildner)。其含量应当不小 于对于传统方法来说的40%,否则玻璃板或玻璃层就无法形成并且会变得易碎或脆性而且 损失透明度。较高的Si化含量要求在玻璃制造过程中较高的烙融溫度和加工溫度并且因此 其含量通常应当小于90%。对Si化添加 B2化和P2化能够调整网络特性并且降低玻璃的烙融溫 度和加工溫度。玻璃网络形成剂也对玻璃的CTE具有很大影响。
[0090] 另外,B203在玻璃网络中可W形成两种不同的多面体结构,其能够更好地适应从外 部施加的力。B2化的添加通常造成较低的热膨胀W及较低的杨氏模量,运又导致了良好的耐 溫度变化性和较慢的化学预应力。因此在超薄的玻璃中添加 B2化能够在很大程度上改善化 学预应力,并且因此使得化学预应力的薄玻璃能够广泛地用于实际应用。
[0091] Ab化作用为玻璃网络形成剂W及也作用为玻璃网络调节剂。根据Al2〇3的含量在 玻璃网络中形成[ai04]四面体和[ai06]六面体。其能够通过改变玻璃网络内部用于离子交 换的空间大小来调整离子交换速度。如果Al2〇3的含量过高,例如高于40%,那么玻璃的烙融 溫度和加工溫度就会变得非常高,并且运容易造成结晶,其导致了玻璃损失透明度和灵活 度。
[0092] 例如私0、化2〇和Li2〇运样的碱金属氧化物作用为玻璃加工调节剂,并且其能够通 过在玻璃网络内部形成非桥接氧化物而破坏玻璃网络。碱金属的添加能够降低玻璃的加工 溫度并提高玻璃的CTE。化和Li的存在对于超薄的柔初的玻璃来说是必须的,由此形成化学 预应力,化7Li\化vr和Livr的离子交换是形成化学预应力的必须步骤。当玻璃本身不 含有碱金属时,玻璃不受预应力。然而,碱金属的总量应当不超过30%,否则会在不形成玻 璃的情况下完全地破坏玻璃网络。另一个重要的因素在于,薄玻璃应当具有较低的CTE,并 且随后为了满足该要求,玻璃应当不再含有过量的碱金属。
[0093] 碱±金属元素,例如Mg0、Ca0、Sr0和BaO,作用为网络调节剂并且为此能够降低玻 璃的形成溫度。运些元素可改变玻璃的CTE和杨氏模量,并且碱±金属元素对于改变玻璃的 折射系数从而满足特定要求而具有非常重要的作用。例如MgO能够降低玻璃的折射系数,而 BaO能够提高折射系数。碱±金属元素的含量在玻璃制造中应当不超过40%。
[0094] 玻璃中的一些过渡金属元素,例如ZnO和化化,具有和碱±金属元素类似的作用。 其他的过渡金属元素,例如炯2〇3、化2〇3、(:00、化0、¥2〇5、111〇2、1'1〇2、加0、〔6〇2和化2〇3,作用为 染色介质,由此玻璃具有光子或者显示出光学作用,例如过滤颜色功能或光转换。
[0095] 优选在完成冷却之后沿着获得的刻槽通过由此获得的玻璃膜棱边的特殊构造来 分离经拉伸的玻璃膜。在此,玻璃膜的品质区域的获得的棱边在本发明的范围内称为纵棱 边。该纵棱边在此平行于经拉伸的玻璃的拉伸方向。
[0096] 在此可W通过折断来进行沿刻槽的玻璃膜分离,但是也可W通过切割工艺、特别 是机械切割来进行,也可热切割、激光切割、激光划割或水射流切割的方式进行,或者 通过借助超声波钻机来钻孔、喷砂、棱边或表面的化学蚀刻进行,或者结合上述方法而进 行。
[0097] 如果玻璃膜由烙体生成,那么在此常见的所有方法都可W用于热成型。特别是可 W通过下拉法、溢流烙融法或浮法来获得玻璃膜。
[0098] 如果根据本发明的具有特殊构造的纵棱边的玻璃膜不是通过拉伸烙体,而是通过 再次拉伸预型件而获得的,那么通过下拉法、溢流烙融法、浮法或再次拉伸工艺或通过切割 工艺、特别是机械切割、热切割、激光切割、激光划割或水射流切割,或者通过借助超声波钻 机来钻孔、喷砂、棱边或表面的化学蚀刻,或者结合上述方法来制造预型件的棱边。
[0099] 通过根据本发明的方法获得的玻璃膜具有分级的纵棱边,其中在本发明的一个实 施方式中,在顶侧和底侧两侧的纵棱边都形成为双阶梯,甚至优选形成为,在本申请范围内 获得相对于通过玻璃膜的中屯、并平行于其表面延伸的镜面呈镜面对称构造的双阶梯。
[0100] 在本文范围内,镜面对称的构造表示一种双阶梯,即,相应布置在镜面上方和下方 的两个阶梯的阶梯高度和曲率半径彼此相差不超过10%。
[0101] 在本发明的另一个实施方式中,该阶梯在壁部区域和底部区域之间的过渡部中具 有凹入的弯曲部。
[0102] 该凹入的弯曲部的曲率半径Η尤选满足:r > 2.5μπι。
[0103] 在本发明的另一个实施方式中,该阶梯在经拉伸玻璃膜的品质区域到壁部区域的 过渡部中具有凸出的弯曲部。
[0104] 该凸出的弯曲部的半径优选满足:r > 2.5μπι。
[0105] 纵棱边的表面直至经拉伸玻璃膜的实际断裂位置经火抛光构成。在此,仅在实际 断裂位置的区域中获得尖锐的棱边。然而,通过玻璃膜在纵棱边区域中的特殊表面轮廓使 得运些尖锐的棱边对于经拉伸玻璃膜的弯曲强度来说不太重要,因为运些棱边靠近玻璃膜 的中屯、,从而在玻璃膜弯曲时产生的拉应力在此明显小于玻璃膜侧面上的拉应力。W运种 方式因此获得了在弯曲应力方面特别稳固的薄的玻璃膜。
[0106] 另外,本发明设及一种玻璃膜,其特别是通过对预型件的再次加热和拉伸或者由 烙体拉伸玻璃W及通过分离切边而制造,其中纵棱边呈阶梯状,其中该阶梯的高度小于玻 璃膜的厚度,并且从纵棱边朝向玻璃膜的中屯、存在过渡区域,在该过渡区域内部厚度增大, 其中在从纵棱边到中屯、的方向上测量的过渡区域具有宽度b,其至少为产品高度h的0.1倍, 并且在过渡区域中厚度的增大伴随有连续的弯曲,并且在过渡区域内部对玻璃的表面进行 火抛光。
[0107] 优选运样形成玻璃膜,即,在顶侧和底侧两侧形成纵棱边,优选甚至相对于通过玻 璃膜的中屯、并且平行于玻璃膜表面延伸的镜面呈镜面对称地形成为双阶梯。
【附图说明】
[0108] 图1示出了根据本发明的用于制造具有特殊构造棱边的玻璃膜的方法的示意图。
[0109] 图2示出了在去除边缘区域之前经拉伸玻璃膜的边缘区域的截面示意图。
[0110] 图3示出了在去除边缘区域之前在经拉伸玻璃膜中的刻槽表面轮廓的示意图。
[0111] 图4示出了通过根据本发明的方法获得的玻璃膜的特殊构造棱边的示意图。
【具体实施方式】
[0112] 图1示出了根据本发明的用于制造具有特殊构造的棱边的玻璃膜的方法的一个变 体的示意图。在上部区域中可W看见预型件1,该预型件在部分区域2中受热,从而获得小于 109dPas的粘度。在此可W在连续炉中通过激光福射或技术人员熟知的其他加热方法进行 加热。如此经加热的玻璃通过拉伸机制(未示出)沿着所示箭头方向进行拉伸,从而产生玻 璃膜形式的经拉伸的玻璃3。该经拉伸的玻璃比预型件1更薄且更窄。此外在部分区域2中在 至少一个点4上额外地加热玻璃。通过激光,优选通过波长为10.6皿的C〇2激光进行该加热。 在此激光焦点位于通过点4标出的位置上。在此通过激光既可W仅在玻璃的一面上也可W 在玻璃的两面上进行加热。在此优选激光如所示地作用在两个点4上,即在经拉伸的玻璃膜 3的两侧上都形成刻槽5,从而将经拉伸的玻璃膜3通过两个刻槽5分成一个品质区域6和两 个边缘区域7。
[0113] 替代图1中示意性示出的由预型件再次拉伸玻璃膜的方法,也可W直接由烙体、优 选采用下拉法通过从长形喷嘴拉伸烙体,或者通过溢流烙融法拉伸玻璃膜,或者通过浮法 工艺获得玻璃膜。
[0114] 图2示出了经拉伸的玻璃膜3的部分截面示意图。其中示出了具有两个相对的侧面 31、33的部分品质区域6的一部分W及包括增厚的切边8的边缘区域7。品质区域6和边缘区 域7通过刻槽5而彼此分离,其中刻槽5位于经拉伸的玻璃膜3的上侧和下侧。品质区域6和边 缘区
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