专利名称：玻璃板分离装置以及使用该装置的方法
技术领域：
本发明涉及用于分离玻璃板而无需对玻璃板进行划线的分离装置和方法。在一个实施例中，分离装置分离固定玻璃板，而无需对玻璃板进行划线。在另一个实施例中，分离装置分离运动玻璃板，以从该玻璃板中移除外边缘而无需对该运动玻璃板进行划线。
背景技术：
如今，诸如金刚石划线器、硬质合金划线轮以及激光划线装置之类的划线装置通常用在玻璃工业中，以对玻璃板进行划线使得玻璃板能断成所希望的形状。在玻璃工业中， 已使用金刚石划线器100年以上。在玻璃工业中，已使用硬质合金划线轮约100年，而已使用激光划线装置约30年。遗憾的是，这些划线装置会损坏玻璃板的顶面，这会严重地限制所分离玻璃板的边缘强度。因此，需要能解决此种缺点和与玻璃板的划线和分离相关联的其它缺点的装置和方法。此种需要和其它需要由本发明所满足。
发明内容
一方面，本发明提供一种用于分离固定玻璃板的分离装置，该分离装置包括(a) 支承板；(b)第一稳定表面，该第一稳定表面从支承板向上延伸；(c)砧面，该砧面从支承板向上延伸，其中玻璃板位于支承板、第一稳定面以及砧面之上；(d)第二稳定面，该第二稳定面放置在玻璃板上，其中第二稳定面在与第一稳定面和砧面相比时定位在该玻璃板的相对一侧上，且该第二稳定面定位成与接近第一稳定面相比更接近砧面；以及(e)应力面，该应力面设置在玻璃板上，且应力面定位在第一稳定面和砧面之间，该第一稳定面和该砧面都定位在玻璃板的与应力面相对的一侧上，并且该应力面在朝玻璃板运动时、紧邻于砧面与玻璃板接触，以在玻璃板内产生应力分布，该应力分布在玻璃板中产生裂缝并将该玻璃板分成两个分开的玻璃板。由于所得到的玻璃板上所分离边缘质量是质朴的，并且在抛光度和强度上优于当前的划线边缘，因而这是重要的。另一方面，本发明提供一种用于分离运动玻璃板、而无需对该运动玻璃板进行划线的分离装置。在一实施例中，该分离装置包括分离机构(例如，辊子、轨道等等)，该分离机构在运动玻璃板内产生应力分布，且该应力分布在运动玻璃板内的预定位置处产生裂缝，以剪除运动玻璃板的至少一个边缘。由于所得到的玻璃板上所分离边缘质量是质朴的， 并且在抛光度和强度上优于当前的划线边缘，因而这是重要的。在本发明的又一方面，提供一种玻璃制造系统(以及相对应的方法)，该玻璃制造系统包括以下部件(a)至少一个容器，该至少一个容器用于熔融配合料和形成熔融玻璃； (b)成形装置，该成形装置用于接纳熔融玻璃和形成运动玻璃板；(C)拉辊组件，该拉辊组件用于拉伸运动玻璃板；(d)无划线分离装置，该无划线分离装置用于分离运动玻璃板，其中该无划线分离装置包括一个或多个分离装置，而每个分离装置包括(i)分离机构(例如，辊子、轨道等等)，该分离机构在运动玻璃板内产生应力分布，且该应力分布在运动玻璃板内产生裂缝，该裂缝基本形成在运动玻璃板内的预定位置处，以剪除运动玻璃板的边缘； (ii)至少两对稳定辊子，该稳定辊子在运动玻璃板内形成裂缝之后控制裂缝传播波前，并且还引导所剪除的边缘远离运动玻璃板的剩余部分；(iii)至少一对重新引导辊子，该重新引导辊子进一步引导所剪除的边缘远离运动玻璃板的剩余部分；(d)至少一个板稳定装置，该至少一个板稳定装置用于稳定运动玻璃板的剩余部分；以及(e)收卷辊，该运动玻璃板的剩余部分卷绕在收卷辊上。本发明的附加方面将部分地在详细说明、附图及以下任何权利要求中进行阐述， 而部分地从详细描述中导出或可通过实践本发明来学到。应当理解的是，以上的概括描述和以下的详细描述都仅仅是示范性和说明性的，而不是对所披露发明的限制。
可参照接合附图的以下详细描述来更完整地理解本发明，附图中图1是根据本发明一实施例可用于分离固定玻璃板的示例分离装置的立体图；图2A-2C和3A-3C是示意地示出根据本发明一实施例如何使用图1所示分离装置来剪切固定玻璃板的不同视图；图4A和4B是分别示出在无划线分离的玻璃板和传统的划线玻璃板上执行两点弯曲试验结果的两个视图；图5-6是指示根据本发明一实施例已经受两点弯曲试验的若干无划线分离玻璃板的应力结果的图表；图7是一示例玻璃制造系统的示意图，该玻璃制造系统根据本发明一实施例使用无划线分离设备来剪切运动玻璃板并从该玻璃板中移除外边缘；图8是更详细地示出根据本发明一实施例的图7所示无划线分离设备的各部件的立体图；图9A-9F是说明与示例动态分离装置相关联的各个部件的多个视图，该示例动态分离装置是根据本发明的一实施例的图8所示无划线分离设备的一部分；以及图10是说明无划线分离设备根据本发明一替代实施例、可如何构造成从涂覆玻璃板中分离边缘的视图。
具体实施例方式参见图1，示出根据本发明一实施例可用于分离固定玻璃板102的示例分离装置 100的立体图。该示例分离装置100包括与模具组106接合的手扳压机104，且该模具组用于支承和剪切玻璃板102。模具组106包括底部支承平台108，而在该底部支承平台的顶部设置有多个支承杆IlOaUlOb以及IlOc (示出三个)。此外，模具组106包括玻璃支承件 112，而该玻璃支承件112设置在支承杆IlOaUlOb以及IlOc的顶部。玻璃支承件112具有从该玻璃支承件向上延伸的稳定面114和砧面116，而该稳定面114并不与砧面116向上延伸地一样远(参见放大视图)。或者，稳定面114和砧面116可附连于支承杆110b，然后
6向上延伸通过玻璃支承件112。通过使用一个或多个测微计118a和118b (例如)或者诸如电子控制直线致动器之类的其它合适的定位和对准装置，玻璃板102能以所希望的分隔位置定位在玻璃支承件112之上，而电子控制直线致动器能编程以将玻璃板102定位至所希
望的位置。底部支承平台108具有四个从该底部支承平台向上延伸的对准轴120，而在这些对准轴上设置有顶板122。顶板122具有可动地固定于其的应力提升件124，该应力提升件在此能沿向下方向运动以与玻璃板102接合并剪切该玻璃板102。在该示例中，应力提升件IM附连于手扳压机104上的可动臂126，且使用手动控制器128以使可动臂1 和所附连的应力提升件1 朝向或远离玻璃板102运动。该应力提升件IM具有从其向下延伸的应力面130，该应力面与玻璃板102接合并剪切该玻璃带(参见放大视图)。应力面130设置成平行于砧面116并平行于玻璃板102，并且平行于砧面116和平行于玻璃板102运动。 或者，应力面130可设置成与砧面116和玻璃板102成微小角度并向下运动，使得应力面首先仅仅在玻璃板的一个边缘处与该玻璃板接触，从而玻璃板中的分离在一个边缘处开始并横贯玻璃板传播。如果需要的话，应力提升件124能具有附连于其的划线起始器132，该划线起始器132能用于对玻璃板102的侧部边缘(或顶部边缘)进行划线。此外，模具组106 包括稳定面134(稳定杆134)，该稳定面在应力提升件IM和测微计118a和118b之间的一个位置处设置在玻璃板102之上。或者，稳定杆134并不需要延伸横贯玻璃板102的整个长度，而是能设置在玻璃板102的一个或多个边缘上。接下来参见图2和3提供与如何使用分离装置来剪切玻璃板102相关的详细描述。参见图2A-2C和3A-3C，示出根据本发明一实施例如何使用图1所示分离装置100 来剪切玻璃板102的不同视图。为了清楚起见，在这些附图中仅仅示出玻璃支承件112、稳定面114、砧面116、应力面130、稳定面134以及玻璃板102，以助于解释分离装置100的操作。图2A和3A示出第一步骤，在该第一步骤的过程中，玻璃板102在玻璃支承件112上设置在所希望的位置处。玻璃板102设置在稳定面114、砧面116以及玻璃支承件112之上， 而应力面130和稳定面134设置在玻璃板102之上。在一实施例中，稳定面114、砧面116、 应力面130和稳定面134都能具有橡胶涂层或塑性材料涂层，以助于防止损坏玻璃板102。 此外，稳定面114、砧面116、应力面130以及稳定面134示作具有不同形状，从而它们可以具有任何形状，例如包括球形、椭圆形、矩形或正方形。在该实施例中，砧面116和应力面 130大体是正方形的，尤其在它们的相应互面邻边136和137处，这些邻边定位成彼此紧邻， 以在玻璃板102中产生高的局部应力。随着被分离玻璃板厚度的增大，砧面116和应力面 130的互面邻边136和137之间的水平间隔可增大。此外，表面116和130的边缘相对锐利，以在玻璃板102上的分离面中提供良好限定的应力场。如上所述的其它形状也可良好地工作。在该示例中，玻璃板102具有位于该玻璃板侧部边缘上的起动划线202，该起动划线由划线起始器132所制成。如果需要的话，起动划线202可由激光器(未示出)所制成。 起动划线202是可选的，且对于剪切玻璃板102并不是必需的。在玻璃板102涂覆有聚合物或橡胶的情形中，可使用切割杆，以助于在分离玻璃板102之前切除涂层。图2B和;3B示出第二步骤，在该第二步骤过程中，玻璃板102具有通过施加力F而在其中产生的应力场，而通过使应力提升件124、尤其是应力面130向下运动到玻璃板102 上而产生该力F。该应力场产生并上升，直到起动划线202打开且裂缝传播到玻璃板102的整个长度为止。起动划线202有助于在玻璃板102上的所希望位置处开始分离。图2B还示出以传统方式进行划线的玻璃板102的侧部边缘204的照片。图2C和3C示出第三步骤，示出玻璃板102中的所希望切口 206，在所希望位置处开始分离，并且该分离沿与位于玻璃板102内几乎对称的应力场相对应的所希望路径传播。通过使应力面130向下运动到玻璃板102上产生应力场。图2C还示出通过使应力面 130向下运动到玻璃板102上而形成的玻璃板102的边缘206的照片(与图2B进行对比)。参见图4A和4B，这两个视图分别示出在无划线分离的玻璃板102 (图4A)和传统的划线玻璃板400(图4B)上执行两点弯曲试验的结果。两点弯曲试验用于评估玻璃板102 和400的小区域上的弯曲应力，而玻璃板102和400除了分离这些玻璃板的方式以外是相同的。在该试验中，两个板402和404用于对每个玻璃板102和400进行压缩。然后，当玻璃板102和400损坏时，测量两个板402和404之间的距离。该距离与玻璃板102和400 的应力处理能力成反比，且两个板402和404之间的距离越小，则玻璃板102和400的玻璃边缘耐久强度越高。在图4A中，当无划线玻璃板102由两个板402和404的压缩而损坏时，该无划线玻璃板102具有相对小的半径，这指代具有高于600MPa的玻璃边缘强度。在图4B中，当传统的划线玻璃板400由两个板402和404的压缩而损坏时，该传统的划线玻璃板400具有相对较大的半径，这指代具有约200MPa的玻璃边缘强度。参见图5示出一图表，该图表指示经受前述压缩试验的若干受测试玻璃板102 具有平均为600-1000MPa的应力处理能力，该平均值比传统的硬质合金轮划线玻璃板 400 (200MPa)和传统的激光划线玻璃板400 (300MPa)平均至少要好三倍(注意图表的y轴代表“概率”，而χ轴代表“应力MPa” )。在该试验中，玻璃板102是100 μ m厚度的玻璃板， 图表中的“菱形”代表压缩测量值，而图表中的“三角形”代表张力测量值。压缩测量值指代所测试玻璃板102的内部部分406由于板402和404的压缩已损坏的时候(参见图4A)。 张力测量值指代所测试玻璃板102的外部部分408由于板402和404的压缩已损坏的时候 (参见图4A)。参见图6示出一图表，该图表指示已经受前述压缩试验的若干受测试玻璃板102 的应力结果(注意图表的y轴指代“百分率”，而χ轴指代“2点弯曲强度(MPa)”)。在该试验中，一组具有激光划线边缘202的受测试玻璃板102由“圆圈”所指代，且图表中的实线具有平均为609. SMPa的应力处理能力。另一组并不具有划线边缘202的受测试玻璃板 102由“正方形”所指代，且图表中的虚线具有平均为749. IMPa的应力处理能力。又一组具有机械划线边缘202的受测试玻璃板102由“菱形”所指代，且图表中的双点划线具有平均为807. OMPa的应力处理能力。在此，玻璃板102都具有100 μ m的厚度。通过观察这些结果可得出的结论是无划线方法所产生的边缘强度和质量结果远优于传统的激光、划线轮或划线方法。缺少切入玻璃表面的应力提升件使与传统的接触和非接触玻璃划线/分离方法相关联的微小裂缝和裂纹产生的可能性最小。返回参见图1，本领域技术人员应理解的是，分离装置100是离线玻璃板分离系统，该玻璃板分离系统可由玻璃制造商用于对它们的需要离开生产线来分离玻璃板 102(例如，液晶显示器(IXD)基板102或其它基板102)的工艺进行改进。在一实施例中， 分离装置100具有涂覆有橡胶或塑性材料的金属杆114、116、130以及134，这些金属杆使薄玻璃板102弯曲，以在该薄玻璃板102内形成应力分布。当应力到达足够高的水平时，在薄玻璃板102中的高应力区域处会产生裂缝。所产生的裂缝传播通过薄玻璃板102的宽度， 直到应力被释放为止。由于薄玻璃板102是具有非常随机原子结构的无定形材料，因而该薄玻璃板通常抵抗沿平面的切割而是倾向于破碎，或者裂纹沿表面上随机的方向形成和运动。这在本发明中并不会发生，这是由于分离装置100具有应力面114，该应力面确保总是存在持续施加于薄玻璃板102表面的应力，该应力保持应力场或应力分布并致使裂缝传播在薄玻璃板102上、沿预定路径沿所希望的方向前进，直到完成分离为止。该分离装置100还具有其它的益处、优点和特征，且若干益处、优点和特征如下所述(例如)可易于调整该分离装置100，从而通过简单地附加、拆除或调整各种部件来分离薄玻璃板102能实现不同的构造。当玻璃板102用于制造薄的柔性显示器时，在所分离玻璃板102中产生的较大弯曲强度是理想的。由于具有较少的玻璃边缘相关损坏，该分离装置100通过增大合格玻璃板102的产出可降低生产成本。该分离装置100增强所分离玻璃板102中的关键基板边缘品质(参见图4-6)。可易于对分离装置100进行修改，以能实现关于所提出无划线分离技术的更佳理解。由于显著增强的无划线边缘206，分离装置100减小与玻璃板102在高应力作用下损坏相关联的风险该分离装置100能对玻璃板102或其它具有小于100 μ m厚度的薄基板进行分离。该分离装置100能包含不同类型的传感器，包括运动传感器、激光传感器、声波传感器等等，以确定分离设备的性能和所分离玻璃板102的质量。分离装置100或其变型能易于自动化来商业生产玻璃板，下文参见图7-9来描述其一个示例。在另一示例中，槽拉伸工艺以给定速率提供玻璃板。玻璃板定向借助悬链从垂直改为水平。现在水平平面中行进的玻璃板由辊子支承并且定期切刻有起动划线，并由操作者手动断开。操作者的工作可通过类似于分离装置100的机器所自动化，这是由于增加了近程传感器以指示已达到所希望玻璃长度的时刻。该长度与起动划线的适于裂缝起始的位置相对应。可利用近程传感器通过直线致动器和闭环控制、在所希望的时间致动这些分离杆。结合该作用，可使用短行程(< 100mm)、行进砧机(TAM)机构来将分离杆保持在与所切刻玻璃相同的相对位置，该所切刻玻璃与起始分离所需的时间相匹配。这些分离杆则可返回到相同的原始位置，以等待下一次分离操作。参见图7，示出示例性玻璃制造系统700的示意图，该玻璃制造系统根据本发明一实施例使用无划线分离设备702来分离运动的玻璃板705并从该玻璃板中移除外边缘706a 和706b。如图所述，该示例性玻璃制造系统700包括熔融容器710、精炼容器715、混合容器 720(例如，搅拌腔室720)、输送容器725(例如，辊筒72 、成形容器730、拉辊组件735、无划线分离设备702、成对玻璃稳定装置740a和740b、收卷辊745以及控制器150。熔融容器710是如箭头712所示引入玻璃配合料，并熔融形成熔融玻璃726的地方。精炼容器715(例如精炼管71 具有高温处理区域，该区域接纳来自熔融容器710的熔融玻璃726(在该位置未示出)并在其中从熔融玻璃7 去除气泡。精炼容器715通过精炼器到搅拌腔室的连接管722连接于混合容器720 (例如搅拌腔室720)。以及，混合容器 720通过搅拌腔室到辊筒的连接管727连接于输送容器725。输送容器725通过降液管7 和进口 7 将熔融玻璃7 输送到成形容器730 (例如，同质管730)中。成形容器730包括接纳熔融玻璃726的开口 736，该熔融玻璃流入槽 737中，然后溢出并在称作根部739的地方处熔在一起之前、沿两个侧部738a和738b向下行进(也参见图8)。根部739是两个侧部738a和738b遇到一起的地方，以及熔融玻璃7 在由拉辊组件735向下拉动之前、它的两个溢流壁结合(例如再熔化)以形成玻璃板705的地方。无划线分离设备702剪切该玻璃板705，以从该玻璃板中移除外边缘706a和706b并形成玻璃板705'。所剪切的外边缘706a和706b破损，并收集在成对碎玻璃储存箱741a 和741b内。板稳定装置740a和740b将玻璃板705'的剩余部分引导至收卷辊745。在该示例中，控制器150(例如，计算机150)具有存储器151并具有处理器153，该存储器151储存处理器可执行的指令，而处理器153执行这些处理器可执行指令以对拉辊740、无划线分离设备702、板稳定装置740a和740b以及收卷辊745进行控制。参见图8，示出更详细地说明根据本发明一实施例的、若干无划线分离设备702和图7所示示例玻璃制造系统700的若干其它部件的立体图。无划线分离设备702包括两个分离装置703a和70北、控制器150以及碎玻璃储存箱741a和741b。在操作过程中，分离装置703a和70 各自施加外应力，以在运动玻璃板705内产生应力分布，且该应力分布在运动玻璃板705处产生裂缝，该裂缝在运动玻璃板705内形成于预定位置，以分离并移除外边缘706a和706b，而无需对玻璃板705进行划线。此外，分离装置703a和70 开始使玻璃板的剩余部分705'弯曲，且借助玻璃板稳定器740a和740b，剩余玻璃板705'能卷绕到收卷辊745上。在该示例中小于100 μ m厚度的剩余玻璃板705'具有大于600MPa的两点应力边缘强度，这是对具有在300MI^范围中的应力边缘强度的传统划线玻璃板(参见图 4-6)的显著改进。下文参见图9A-9F提供关于作为每个示例动态分离装置703a和70 的一部分的不同部件的详细描述。参见图9A-9F，存在多个视图来说明与根据本发明的一实施例的示例动态分离装置703a(例如)相关联的各个部件。图9A是分离装置703a的示意左侧视图，示出玻璃板 705行进通过一系列辊子，这些辊子包括第一对辊子90 和902c、第二对辊子90 和 9(Mc、可动裂缝起始器906、第三对辊子908a和908c、第四对辊子910a和910c以及第五对辊子91 和912c。该示例分离装置703a还使玻璃板705行进通过第一对空气轴承91 和9Hc (位于辊子908a和908c以及辊子910a和910c之间)、第二对空气轴承916a和 916c (位于辊子910a和910c以及辊子91 和912c之间)以及第三对空气轴承918a和 918c (位于辊子91 和912c之后)。此外，该示例分离装置703a具有若干其它的辊组902b和902d、904b和904d、908b 和908d以及910b和910d，这些辊子在该特定视图中不可见，然而分别位于第一对辊子 902a和902b、第二对辊子904a和904b、第三对辊子908a和908c、第四对辊子910a和910c 以及第五对辊子91 和912c之间(参见图9B-9F)。类似的是，该示例分离装置703a还包括若干其它的空气轴承组914b和914(1、91乩和916d、以及91 和918d，这些空气轴承在该特定视图中不可见，然而分别位于第一对空气轴承91 和914c、第二对空气轴承916a 和916c以及第三对空气轴承918a和918c之间(参见图9C-9D)。
在图9A中，控制器150能与诸如驱动器、电动机、电磁阀、空气装置之类的各种部件接合，这些部件对辊子 902a-902d、904a-904d、908a-908d、910a-910d 和 912a_912d 以及空气轴承914a-914d、916a-916d和918a-918d进行操作(也参见图8)。控制器150还与诸如成对裂缝传播扫描器920a和920b、成对板形干涉器92 和922b以及成对热量扫描器92 和924b之类的各种仪器接合，以助于从运动玻璃板705中分离外边缘706a。裂缝传播扫描器920a和920b可用于跟踪和追踪在运动玻璃板705中不同位置处的裂缝。板形干涉器92 和922b可用于监测在运动玻璃板705中不同位置处的应力分布。热量扫描器 924a和924b可用于监测在运动玻璃板705中不同位置处的热量梯度。在完成关于这些辊子 902a-902d、904a-904d、908a-908d、910a-910d 和 912a_912d 以及空气轴承 914a_914d、 916a-916d 和 918a_918d 的布置的描述之后，这些辊子 902a-902d、904a-904d、908a_908d、 910a-910d 和 912a_912d 以及空气轴承 914a-914d、916a_916d 和 918a_918d 的功能将显而易见。参见图9B，存在示例动态分离装置703a的俯视图，示出运动玻璃板705行进通过的第一对辊子90 和902c以及它们的相邻辊子902b和920d。如图所示，辊子90 和 902b各自具有弧形表面950a和950b (例如，高温硅950a和950b)，而它们的相对辊子902c 和902d各自具有平坦表面950c和950d (例如，高温硅950c和950d)。辊子902c和902d 还可相对于它们的相对应相对辊子90 和902b倾斜。例如，辊子902c和902d能以0°到 5°之间的任何角度倾斜。在该示例中，辊子902c并不相对于辊子90 倾斜，而辊子902d 相对于辊子902b倾斜约2. 5°。因此，辊子90 和902c有助于使运动玻璃板705的外边缘706a稳定，同时弧形辊子902b和倾斜辊子902d与运动玻璃板705接合，以在运动玻璃板 705内产生应力分布(注意在附图中示出的玻璃板705弯曲已增强)。如果需要的话，辊子90加-902(1可包含诸如沟道952 (例如)之类的温度控制机构，流体能在该沟道内流动以控制相应表面950a-950d的温度。在该示例中，在附图中无法示出的辊子9(Ma-904d会类似于辊子90加-902(1那样设置和起作用，以助于在运动玻璃板705中产生所希望的应力分布。 或者，可使用一对或多对轨道(或一些其它机构)来代替辊子90加-902(1和9(Ma-904d，运动玻璃板705会通过这些轨道，在此其中一个轨道可具有从其伸出的突部，该突部与运动玻璃板705接合以在该玻璃板705内产生所希望的应力分布，且应力分布在此产生形成于运动玻璃板705内的预定位置的裂缝，以将运动玻璃板705的外边缘706a剪除。参见图9C，存在示例动态分离装置703a的正视图，示出辊子9(^a、902b、9(Ma、 904b、908a、908b、910a、910b 和 912a、912b、裂缝起始器 906 以及空气轴承 914a、914b、916a、 916b和918a、918b。该附图还示出当操作该动态分离装置703a以将运动玻璃板705的外边缘706a剪除时，存在于运动玻璃板705中的高应力区域954、头波956、无划线波前958、低应力区域960以及分离线962 (或裂缝962)。可通过辊子902b和902d的定位来产生分离线962 (或裂缝96 ，且裂缝起始器906 (如果使用的话)可运动至接合在运动玻璃板705 的预定位置处以助于起始裂缝962，该裂缝962在形成时沿运动玻璃板705内的所希望路径传播。参见图9D和9E，分别示出剪除外缘706a和玻璃板的剩余部分705'行进通过的辊子908a-908d的左侧视图和俯视图。具体地说，稳定辊子908a-908d有助于在运动玻璃板705内形成裂缝962之后控制无划线波前958 (裂缝传播波前958)，并且还弓|导剪除的外边缘706a远离玻璃板的剩余部分705'。如图9E所示，第一对稳定辊子908a和908c包括具有硬覆盖层96 (高硬度)的辊子908a和具有软覆盖层964b (低硬度)的辊子908c，且剪除外边缘706a通过这两个辊子之间。第二对稳定辊子908b和908d包括具有软覆盖层 96 (低硬度)的辊子908b和具有硬覆盖层964d(高硬度)的辊子908d，且运动玻璃板的剩余部分705'通过这两个辊子之间。当辊子908b和908c上的软覆盖层964b和96 与辊子908a和908d上的相对应硬覆盖层96 和964d接合时，这两个软覆盖层可挠曲和变形，致使剪除外边缘706a重新定向成远离玻璃板的剩余部分705'。玻璃板705'具有相对强的边缘(例如，600MPa或更大)，使玻璃板705 ‘能卷绕到收卷辊745上的相对较小的直径中。参见图9F，示出剪除外缘706a和玻璃板的剩余部分705'行进通过的辊子 908a-908d、910a-910d 和 912a_912d 以及空气轴承 914a-914d、916a_916d 和 914a_918d 的侧视图。如上所述，稳定辊子908a-908d引导剪除边缘706a远离玻璃板的剩余部分705'。 其它的辊子 910a-910d 和 912a_912d 以及空气轴承 914a-914d、916a_916d 和 914a_918d 也有助于引导剪除外缘706a远离玻璃板的剩余部分705'。具体地说，辊子910a、910C、9Ua 和912c以及空气轴承9Ha、914c、916a、916c、918a和918c定位成朝向碎玻璃储存箱741a 引导剪除外缘706a(参见图8)。与此相反，辊子910b、910d、912b和912d以及空气轴承 914b、914b、916b、916b、918b和918b定位成将玻璃板的剩余部分705'引导至板稳定装置 740a和740b以及收卷辊745 (参见图8)。现在参见图10，存在一左侧视图，示出无划线分离设备703a根据本发明一替代实施例、能如何进一步构造成从运动的涂覆玻璃板705中分离边缘706a。在该实施例中，聚合物涂层1002由辊子100 和1004b施加于玻璃板705的一侧或两侧。或者，玻璃板705能借助卷板、预切板或喷涂或浸涂来进行涂覆。涂层1002可有聚合物、塑性材料或橡胶等形成。需要分离涂层1002或部分地切割涂层1002，以能够物理地分离玻璃板705。例如，可由切割刀片1006a和1006b或诸如机械接触刀具、固定或滚动刀子、或非接触激光切割、微火焰、气压喷射、热气喷射(例如，氩气)、化学喷射、水喷射之类的其它装置来对涂层1002 进行部分切割或从玻璃板702中分离该涂层。如图所示，可通过将机械刀具1006a和1006b 附连于防止过量切割力的力反馈控制(例如，弹簧1008a和1008b)来实现对涂层1002的部分切割。此种部分切割充分地削弱涂层1002，使得当借助前述辊子910a-910d和辊子 9Ua-912d从玻璃板102的本体中分离玻璃缘边部分706a时、易于损坏涂层1002。由于防止会对玻璃板705的表面不利的机械刀具1006a和1006b与玻璃板705接触，因而此种部分切割是理想的。观察前述描述应理解的是，根据本发明的一实施例来执行玻璃分离方法的示例玻璃制造系统700可包括以下部件(a)至少一个容器710、715、720以及725，这些容器用于熔融配合料和形成熔融玻璃(步骤1) ； (b)成形装置730，该成形装置用于接纳熔融玻璃和形成运动玻璃板705 (步骤2、； (c)拉辊组件735，该拉辊组件用于拉伸运动玻璃板705 (步骤3) ； (d)无划线分离设备702，该无划线分离设备用于分离运动玻璃板705(步骤4)，其中该无划线分离设备702包括一个或多个分离装置703a和70北，而每个分离装置包括(i) 分离机构(例如，辊子90加-902(1以及9(Ma-904d、轨道等待)，该分离机构在运动玻璃板 705内产生应力分布，且该应力分布在运动玻璃板705处产生裂缝962，该裂缝962在运动玻璃板705内基本形成于预定位置，以剪除运动玻璃板705的边缘706a和706b ； (ii)裂缝起始器906 (可选)，该裂缝起始器接合在运动玻璃板705的预定位置处以起始裂缝962， 该裂缝在运动玻璃板705内形成且然后传播；(iii)至少两对稳定辊子908a-908d，该稳定辊子908a-908d在运动玻璃板705内形成裂缝962之后控制裂缝传播波前958，并且还引导剪除的边缘706a或706b远离运动玻璃板的剩余部分705' ； (iv)至少一对重新引导辊子910a-910d和9Ua_912d，该重新引导辊子910a_910d和912a_912d进一步引导剪除边缘706a和706b远离运动玻璃板的剩余部分705 ‘ ； (ν)至少一对空气轴承9Ha_914d、 916a-916d 以及 918a_918d，该空气轴承 914a-914d、916a_916d 以及 918a_918d 进一步引导剪除边缘706a和706b远离运动玻璃板的剩余部分705 ‘ ； (e) 一个或多个板稳定装置740a 和740b，该板稳定装置用以使运动玻璃板的剩余部分705'稳定(步骤幻；以及(f)收卷辊745，运动玻璃板的剩余部分705'卷绕在该收卷辊上(步骤6)。此外，该无划线分离设备702还可包括控制器150，该控制器150与一个或多个裂缝传播扫描器920a和920b、板形干涉器92 和92 以及热量扫描器92 和924b接合， 然后控制分离装置703a和70 以剪除运动玻璃板705的外边缘706a和706b。此种无划线分离方法的优点是所剪切的玻璃板705'在与传统的划线玻璃板相比时具有显著较强的边缘，并且能在收卷辊745上卷绕成相对小的直径。此外，能使用此种无划线分离技术来对在各种构造、即竖向、横向、滚圆、悬垂构造中的IXD和其它脆性材料进行分离。本领域技术人员应容易理解的是，任何类型的拉伸熔融玻璃以制造玻璃板的玻璃制造系统也能包含和使用本发明的无划线分离设备702。实际上，该无划线分离设备702能用于对除了诸如有机玻璃板、LCD基板之类的玻璃板以外的其它类型材料进行划线。或者， 不应以有限方式来解释本发明的无划线分离设备702。虽然已在附图中说明并在前述详细描述中描述了本发明的若干实施例，应理解的是本发明并不局限于所披露的实施例，而是能够在不偏离由以下权利要求所阐述和限定的本发明精神的条件下、仅仅重新设置、修改和替代。
1权利要求
1.一种用于分离玻璃板的分离装置，所述分离装置包括支承板；第一稳定面，所述第一稳定面从所述支承板向上延伸；砧面，所述砧面从所述支承板向上延伸，其中所述玻璃板位于所述支承板、所述第一稳定面以及所述砧面之上；第二稳定面，所述第二稳定面设置在所述玻璃板上，其中所述第二稳定面在与所述第一稳定面和所述砧面相比时定位在所述玻璃板的相对一侧上，且所述第二稳定面定位成与接近所述第一稳定面相比更接近所述砧面；应力面，所述应力面设置在所述玻璃板上，且所述应力面定位在所述第一稳定面和所述砧面之间，所述第一稳定面和所述砧面都定位在所述玻璃板的与所述应力面相对的一侧上，并且所述应力面在朝所述玻璃板运动时、紧邻于所述砧面与所述玻璃板接触，以在所述玻璃板内产生应力分布，所述应力分布在所述玻璃板中产生裂缝并将所述玻璃板分成两个分开的玻璃板。
2.如权利要求1所述的分离装置，其特征在于，所述砧面比所述第一稳定面向上延伸地更远。
3.如权利要求1所述的分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括至少一个测微计， 所述测微计用于将所述玻璃板定位在所述支承板上的所希望位置处。
4.如权利要求1所述的分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括起始器，所述起始器用于在所述玻璃板中所要形成裂缝的位置处、对所述玻璃板的边缘进行划线。
5.如权利要求1所述的分离装置，其特征在于，所述玻璃板具有小于100μ m的厚度。
6.如权利要求1所述的分离装置，其特征在于，所述玻璃板具有强度大于600Mpa的无划线边缘。
7.如权利要求1所述的分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括刀具，在分离所述玻璃板之前，所述刀具对所述玻璃板上的涂层进行切割或部分切割。
8.一种分离装置，所述分离装置用于剪切运动玻璃板而无需对所述运动玻璃板进行划线，且所述分离装置包括分离机构，所述分离机构在所述运动玻璃板内产生应力分布，且所述应力分布在所述运动玻璃板内的预定位置处产生裂缝，以剪除所述运动玻璃板的至少一个边缘。
9.如权利要求8所述的分离装置，其特征在于，所述分离机构包括所述运动玻璃板所通过的成对轨道，其中一个轨道具有从所述轨道伸出的突部，所述突部与所述运动玻璃板接合以在所述运动玻璃板内产生应力分布。
10.如权利要求8所述的分离装置，其特征在于，所述分离机构包括所述运动玻璃板通过的成对辊子，所述成对辊子包括具有弧形表面的第一辊子和具有平坦表面的可倾斜第二辊子，所述平坦表面相对于所述运动玻璃板的表面倾斜，且所述成对辊子也与所述运动玻璃板接合，以在所述运动玻璃板内产生所述应力分布。
11.如权利要求10所述的分离装置，其特征在于，所述第一辊子和所述第二辊子各自包含温度控制机构。
12.如权利要求8所述的分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括裂缝起始器，所述裂缝起始器接合在所述运动玻璃板的预定位置处以起始所述裂缝，所述裂缝在所述运动玻璃板内形成并且沿所希望的路径传播。
13.如权利要求8所述的分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括裂缝传播扫描器，所述裂缝传播扫描器跟踪并追踪所述运动玻璃板中的裂缝。
14.如权利要求8所述的分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括板形干涉器，所述板形干涉器监测所述运动玻璃板中的所述应力分布。
15.如权利要求8所述的分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括热量扫描器，所述热量扫描器监测所述运动玻璃板中的温度梯度。
16.如权利要求8所述的分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括控制装置，所述控制装置与裂缝传播扫描器、板形干涉器以及热量扫描器接合，然后控制所述分离机构以剪除所述运动玻璃板的边缘。
17.如权利要求8所述的分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括成对稳定辊子， 所述成对稳定辊子稳定所述运动玻璃板的边缘，且所述成对稳定辊子定位在所述分离机构附近。
18.如权利要求8所述的分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括至少两对稳定辊子，所述稳定辊子在所述运动玻璃板内形成所述裂缝之后控制裂缝传播波前，并且还引导所剪除的边缘远离所述运动玻璃板的剩余部分。
19.如权利要求18所述的分离装置，其特征在于，所述第一对稳定辊子包括具有软覆盖层的第一辊子和具有硬覆盖层的第二辊子，所述运动玻璃板的所剪除边缘通过所述第一辊子和所述第二辊子之间，而所述第二对稳定辊子包括具有硬覆盖层的第一辊子和具有软覆盖层的第二辊子，所述运动玻璃板的剩余部分通过所述第一辊子和所述第二辊子之间。
20.如权利要求8所述的分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括至少一对重新引导辊子和至少一对空气轴承，所述至少一对重新引导辊子和所述至少一对空气轴承引导所述所剪除的边缘远离所述运动玻璃板的剩余部分。
21.如权利要求8所述的分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括刀具，在分离所述运动玻璃板之前，所述刀具对所述运动玻璃板上的涂层进行切割或部分切割。
22.如权利要求8所述的分离装置，其特征在于，所述玻璃板具有小于100μ m的厚度。
23.如权利要求8所述的分离装置，其特征在于，所述运动玻璃板具有强度大于600Mpa 的无划线边缘。
24.一种用于生产玻璃板的方法，所述方法包括以下步骤熔融配合料以形成熔融玻璃，并处理所述熔融玻璃以形成所述玻璃板；拉伸所述玻璃板；以及使用包括一个或多个分离装置的无划线分离设备来分离运动的玻璃板，每个分离装置包括分离机构，所述分离机构在所述运动玻璃板内产生应力分布，且所述应力分布在所述运动玻璃板内的预定位置处产生裂缝，以剪除所述运动玻璃板的边缘；至少两对稳定辊子，所述至少两对稳定辊子在所述运动玻璃板内形成所述裂缝之后控制裂缝传播波前，并且还引导所剪除的边缘远离所述运动玻璃板的剩余部分；以及至少一对重新引导辊子，所述至少一对重新引导辊子进一步引导所剪除的边缘远离所述运动玻璃板的剩余部分；以及使用至少一个板稳定装置来稳定所述运动玻璃板的剩余部分；以及使用收卷辊，所述运动玻璃板的剩余部分卷绕在所述收卷辊上。
25.如权利要求M所述的方法，其特征在于，每个分离装置还包括至少一对空气轴承， 所述至少一对空气轴承引导所剪除的边缘远离所述运动玻璃板的剩余部分。
26.如权利要求M所述的方法，其特征在于，每个分离装置还包括裂缝起始器，所述裂缝起始器接合在所述运动玻璃板的预定位置处以起始所述裂缝，所述裂缝在所述运动玻璃板内形成并且沿所希望的路径传播。
27.如权利要求M所述的方法，其特征在于，每个分离装置还包括控制装置，所述控制装置与裂缝传播扫描器、板形干涉器以及热量扫描器接合，同时控制相对应的分离机构以剪除所述运动玻璃板的边缘。
28.如权利要求M所述的方法，其特征在于，每个分离装置还包括刀具，在分离所述运动玻璃板之前，所述刀具对所述运动玻璃板上的涂层进行切割或部分切割。
29.一种玻璃制造系统，包括至少一个容器，所述至少一个容器用于熔融配合料和形成熔融玻璃；成形装置，所述成形装置用于接纳所述熔融玻璃和形成运动玻璃板；拉辊组件，所述拉辊组件用于拉伸所述运动玻璃板；无划线分离设备，所述无划线分离设备包括一个或多个分离装置来分离所述运动玻璃板，其中每个分离装置包括分离机构，所述分离机构在所述运动玻璃板内产生应力分布，且所述应力分布在所述运动玻璃板内产生裂缝，所述裂缝基本形成在所述运动玻璃板内的预定位置处，以剪除所述运动玻璃板的边缘；至少两对稳定辊子，所述稳定辊子在所述运动玻璃板内形成所述裂缝之后控制裂缝传播波前，并且还引导所剪除的边缘远离所述玻璃板的剩余部分；至少一对重新引导辊子，所述重新引导辊子进一步引导所剪除的边缘远离所述运动玻璃板的剩余部分；至少一个板稳定装置，所述至少一个板稳定装置用于稳定所述运动玻璃板的剩余部分；以及收卷辊，所述运动玻璃板的剩余部分卷绕在所述收卷辊上。
30.如权利要求四所述的玻璃制造系统，其特征在于，每个分离装置还包括至少一对空气轴承，所述空气轴承引导所剪除的边缘远离所述运动玻璃板的剩余部分。
31.如权利要求四所述的玻璃制造系统，其特征在于，每个分离装置还包括裂缝起始器，所述裂缝起始器接合在所述运动玻璃板的预定位置处以起始所述裂缝，所述裂缝在所述运动 玻璃板内形成并且然后沿所希望的路径传播。
32.如权利要求四所述的玻璃制造系统，其特征在于，每个分离装置还包括控制装置， 所述控制装置与裂缝传播扫描器、板形干涉器以及热量扫描器接合，同时控制相对应的分离机构以剪除所述运动玻璃板的边缘。
33.如权利要求四所述的玻璃制造系统，其特征在于，每个分离装置还包括刀具，在分离所述运动玻璃板之前，所述刀具对所述运动玻璃板上的涂层进行切割或部分切割。
全文摘要
在此描述用于分离玻璃板而无需对玻璃板进行划线的无划线分离装置和方法。在一个实施例中，分离装置剪切固定玻璃板，而无需对玻璃板进行划线。在另一个实施例中，分离装置剪切运动玻璃板，以从该玻璃板中移除外边缘而无需对该运动玻璃板进行划线。
文档编号C03B33/033GK102203021SQ200980143728
公开日2011年9月28日 申请日期2009年10月30日 优先权日2008年10月31日
发明者M·A·约瑟夫二世, S·E·德马蒂诺 申请人:康宁股份有限公司