用于形成薄的玻璃制品的设备和方法
【专利摘要】批露了形成玻璃制品的方法的实施方式。所述方法包含在第一方向供应玻璃带，并在不使玻璃带接触固体材料的情况下，将所述玻璃带重新定向到第二方向，该第二方向不同于第一方向。玻璃带可呈现小于约108泊的粘度和约1mm或更小的厚度。还批露了形成玻璃或玻璃?陶瓷的设备的实施方式。所述设备可包含用于在第一方向供应玻璃带的玻璃进料装置，以及设置在玻璃进料装置下方用于将玻璃带重新定向到第二方向的重新定向系统。在一个或多个实施方式中,重新定向系统包含至少一个气体支承系统，用来供应气体膜，该气体膜用于支撑玻璃带。
【专利说明】用于形成薄的玻璃制品的设备和方法
[0001 ]相关申请的交叉参考
[0002]本申请根据35U.S.C.§119要求2013年10月09日提交的美国临时申请系列第61/888,623号的优先权，本文以该申请的内容为基础并通过参考将其完整地结合于此。
[0003]背景
[0004]本发明涉及用于形成薄的玻璃制品的设备和方法，具体来说，涉及在至少部分地水平方向形成薄的玻璃制品的设备和方法。
[0005]例如电子装置(例如手机、智能手机、平板电脑、视频播放器、信息终端设备、笔记本电脑等)、建筑结构(例如工作台面或壁)、电器(例如炉灶面、冰箱门和洗碗机门等)、信息显示器(例如白板)和汽车组件(例如挡泥板、挡风玻璃、窗户组件等)的制品包括各种基材作为内部组件或外部组件。当用于这种制品时，基材可为壳体或显示器的一部分。当用于显示器时，可将基材称作保护基材，且在一些情况下，可形成触摸模块的一部分。保护基材常常是透明的和耐刮擦的。用作壳体的基材可形成壳体的侧面、背面和前面部分，且可显示耐刮擦性和不透明性，而不是呈现透明度。
[0006]随着使一些制品或制品的组件变轻和变薄以及包括甚至更多功能的持续努力，不管是用作保护基材或壳体基材的基材都在变薄(例如，小于或等于约I毫米)。随着基材变得更薄，基材也更容易受到在加工(例如，提供更薄的基材的加工步骤)过程中可能在基材上形成的表面损坏。这种表面损坏的示例可包括当玻璃基材处于熔融的或粘性的形式时，通过热学或机械方式压印到玻璃基材的的疤痕或痕迹。开发用来提供具有改善表面质量的薄的基材的设备和/或方法变得更加重要。
[0007]在一些应用中，基材可包括玻璃制品(其可任选地用作玻璃陶瓷的前体)，该玻璃制品具有感兴趣的特殊性质，例如低热膨胀和机械强度。在一些情况下，形成玻璃的方法可能是不合适的，因为它们与具有失透(例如，当液相线粘度低于50000泊时)趋势的玻璃兼容。在这些情况中，可能要求熔融的玻璃在足够高的温度和/或足够低的粘度下流动，以避免失透。
[0008]可使用替代的玻璃方法例如辊压(rolling)，但是已知的辊压过程不能提供厚度小于约2毫米的玻璃制品。此外，已知的辊压过程利用垂直取向的设备，且可能需要较高的工艺，其具有昂贵的装置高度、沿着垂直长度的复杂的玻璃制品位置和速度控制以及复杂的分离方法。因此，本领域需要提供具有改善的表面质量、通过具有紧凑布局的方法和设备制造的厚度小于或等于约I毫米的薄的玻璃制品的设备和/或方法。
[0009]概述
[0010]本发明的第一方面涉及形成玻璃制品的方法。在一个或多个实施方式中，所述方法包含在第一方向供应玻璃带，并在不使玻璃带接触固体材料的情况下，将所述玻璃带重新定向到第二方向，该第二方向不同于第一方向。在一种变体中，供应玻璃带的步骤可包含使熔融的玻璃在至少一对形成辊之间流动，并任选地降低玻璃带厚度。熔融的玻璃垂直地流动。在另一种变体中，供应玻璃带的步骤包含使熔融的玻璃流入形成体，所述形成体包含限定开口通道的多个壁，并使流动的熔融的玻璃在形成体的壁上溢流成两股单独的熔融的玻璃流，熔融的玻璃流可垂直地流动，并结合来形成玻璃带。又在另一种变体中，供应玻璃带的步骤包含使熔融的玻璃流动通过包含开口狭缝的形成体。
[0011]在一个或多个实施方式中，玻璃带的至少一部分呈现的粘度小于约18泊或约107.6泊或更小。在一种或多种【具体实施方式】中，当在第二方向重新定向时，玻璃带呈现小于或等于约Imm的厚度。玻璃带的至少一部分的温度可为约200°c-约400°C。在一些实施方式中，在第二方向重新定向玻璃带的步骤还可包含将玻璃带温度保持为约200 0C-约400 0C ο在【具体实施方式】中，所述方法可包含在玻璃带中构建张力。
[0012]在一种选项中，重新定向玻璃带的步骤可包含在气体膜(gasfilm)上支撑玻璃带，所述气体膜通过将压力范围为约IxlO5Pa-约3xl05Pa的气体引导至玻璃带来供应。在另一种选项中，所述方法可包含将气体引导至玻璃带，玻璃带的温度为约200°C_约400°C。在一种变体中，将气体引导至玻璃带的步骤可包含沿着包含弯曲的支架的第一气体支承(gasbearing)导引(guiding)玻璃带，还可任选地包含在沿着第一气体支承导引玻璃带之后，沿着包含水平地设置的平坦支架的第二气体支承导引玻璃带。在一个或多个实施方式中，将气体引导至玻璃带的步骤包含在不沿着包含弯曲的支架的气体支承导引玻璃带的情况下，将玻璃带导引到包含水平地设置的平坦支架的气体支承上。
[0013]在一个或多个实施方式中，所述方法可包含在玻璃带重新定向时传感玻璃带的形状，以及基于传感的形状来控制玻璃带供应和引导至玻璃带的气体中至少一种的速度。所述方法还可包含将玻璃带冷却成玻璃片，且可任选地通过离子交换过程和/或陶瓷化过程来加工玻璃板。本发明的一方面涉及根据如上所述的方法的实施方式制备的玻璃陶瓷。
[0014]本发明的第二方面涉及形成玻璃带的设备。一种或多种实施方式的设备可包含用于在第一方向供应玻璃带的玻璃进料(feed)装置，以及设置在玻璃进料装置下方用于将玻璃带重新定向到第二方向的重新定向系统。玻璃带的至少一部分可呈现小于约18泊的粘度。在一个或多个实施方式中，重新定向系统可包含至少一个气体支承系统，用来供应气体膜，该气体膜用于支撑玻璃带。气体支承可包含弯曲的支架，用于提供弓形气体膜，该弓形气体膜将玻璃带重新定向到第二方向。弯曲的支架可为绕着第一轴线、沿着供应玻璃带的方向是可旋转的，或者其可为固定的。
[0015]设备可包含与第一气体支承组合使用的第二气体支承。第二气体支承可包含水平地设置的平坦支架，该支架用于提供平坦气体膜，该气体膜在第二方向支撑重新定向的玻璃带。在一些实施方式中，可使用包含水平地设置的平坦支架的气体支承，而不使用包含弯曲的支架的气体支承。
[0016]在一个或多个实施方式中，设备可包含系统，该系统包含与速度控制器通讯的传感器，用于检测玻璃带重新定向的形状。基于玻璃带重新定向的形状，传感器可将增加或降低的信号提供给速度控制器。在一种实施方式中，传感器可包含光学检测器。在另一种实施方式中，速度控制器可与玻璃供应进料和/或至少一个气体支承中的一种或两种通讯。
[0017]在以下的详细描述中提出了本发明的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。
[0018]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。所附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。
[0019]附图简要说明
[0020]图1是根据一个或多个实施方式的形成玻璃带设备的侧视图。
[0021]图2是图1所示设备的正视图。
[0022]图3是根据一个或多个实施方式的设备的侧视图，所述设备包含单独的一对形成辊。
[0023]图4是根据一个或多个实施方式的设备的侧视图，所述设备包含单独的一对形成棍和单独的一对定径(sizing)棍。
[0024]图5是根据一个或多个实施方式的设备的侧视图，所述设备包含单独的一对形成辊，单独的一对定型辊和单独的一对。
[0025]图6是图5所示设备的放大视图。
[0026]图7显示根据一个或多个实施方式的重新定向玻璃带的设备。
[0027]图8显示重新定向玻璃带的设备的替代实施方式。
[0028]图9显示根据一个或多个实施方式的图8所示的设备以及额外的下游设备。
[0029]图10显示根据一个或多个实施方式的水平支架的俯视图。
[0030]图11显示图10所示水平支架的侧视图。
[0031]图12显示根据一个或多个实施方式的弯曲的支架的透视图。
[0032]图13显示根据一个或多个替代实施方式的弯曲的支架的透视图。
[0033]具体描述
[0034]下面详细参考本发明的优选实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。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分。
[0035]本发明的第一方面涉及形成玻璃板的方法，其中在第一方向(例如，垂直)形成玻璃带，并重新定向到第二方向，且所述第二方向不同于第一方向(例如，水平)，同时保持玻璃带的表面质量。在一些实施方式中，所述方法包含当玻璃带是粘性的(例如，粘度小于约18泊)时重新定向玻璃带和/或通过沿着小于约1.5m水平长度的转角或弯曲部分来完成玻璃带的重新定向。在一个或多个实施方式中，所述方法包含沿着小于或等于约200mm的水平长度，将玻璃带从垂直或基本上垂直方向重新定向到水平方向。
[0036]其中将玻璃带从垂直过程重新定向到水平过程的已知工艺通常利用更高粘度的玻璃。例如，已知工艺和设备可使用粘度大于18泊的玻璃，且这种玻璃可在加工过程中形成显著且不利的弹性应力。此外，更高粘度玻璃仍然可需要使用具有更大布局的设备。例如，转角或重新定向的半径可能需要足够大(例如，大于约1.5m)，从而使用空气轴承实现由更高粘度玻璃形成的玻璃带的重新定向。因此，可能形成显著的弹性应力。本文所述的方法的实施方式解决了这些问题。
[0037]在一个或多个实施方式中，所述方法包含在第一方向供应玻璃带，其中玻璃带的至少一部分呈现低粘度。如本文所使用，〃低粘度〃包含下述范围的粘度:小于约18泊，小于约107.8泊，小于约107.6泊，小于约107.4泊，小于约107.2泊，小于约17泊，以及在它们之间的所有范围和子范围。在一个或多个实施方式中，玻璃带具有大于约16泊的低粘度。
[0038]所述方法可包含通过多种方式来在第一方向供应玻璃带。如图1和2所示，供应玻璃带可包含使熔融的玻璃120流动通过包含开口狭缝112的形成体110。熔融的玻璃120可在垂直方向流动或允许在垂直方向自由流动以到达辊对130上，该辊对130旋转以形成玻璃带140。
[0039]如图3所示，在第一方向供应玻璃带可包含使熔融的玻璃210在至少一对形成辊220之间流动。玻璃进料装置200可供应在高于或等于1000°C的温度下的熔融玻璃210。在一种实施方式中，所述一对形成辊可进行加热，例如可将表面温度保持为高于或等于约250°C，高于或等于500°C，或者高于或等于600°C。所述形成辊对220可垂直地位于玻璃进料装置200的下方，并将熔融的玻璃形成为厚度接近所需的厚度的形成的玻璃带230。在一些实施方式中，可利用多于一对的形成辊220来形成玻璃带(例如，2对、3对、4对或更多对形成辊)。在更【具体实施方式】中，所述方法可包含通过在至少一对定型辊222之间供应形成的玻璃带230，来降低玻璃带230的厚度，如图4所示。在一个或多个实施方式中，可利用多于一对的定型辊222来降低玻璃带的厚度(例如，2对、3对、4对或更多对定型辊)。所述方法可包含保持定型辊的表面温度为低于或等于约400°C，低于或等于300°C，或低于或等于200°C。定型辊222可垂直地位于形成辊220的下方，接收形成的玻璃带230并使它变薄，从而生产具有所需的厚度和所需的厚度均匀性的定型的玻璃带232。定型的玻璃带232的厚度变化可不大于+/-0.025mm。如图5和6所示，一对牵拉辊224可垂直地位于定型辊222下方，用于接收定型的玻璃带232，并在形成的玻璃带230和/或定型的玻璃带232中形成张力。可在辊中的一个或多个上设置任选的切口，从而在玻璃带上形成局部印记，其促进后续的加工，例如将玻璃带分离或切割成独立的玻璃制品。
[0040]在一种或多种替代实施方式中，供应玻璃带可包含通过熔合形成法来形成玻璃带(未显示)。在一个或多个【具体实施方式】中，所述方法包含使熔融的玻璃从形成体流动，所述形成体包含由多个壁(未显示)限定的开口通道(未显示)。熔融的玻璃流入开口通道，并从开口通道的壁溢流，由此分离成两股单独的熔融玻璃流，它们流过汇聚形成表面(未显示)。当使单独的熔融玻璃流垂直地流动并重新结合时，形成从所述形成体下降的熔融玻璃的单一带。这样，所述方法包含在可为垂直的第一方向拉制玻璃带。
[0041]在一个或多个实施方式中，所述方法包含在玻璃带不接触固体材料的情况下，将玻璃带从第一方向重新定向到第二方向，该第二方向不同于第一方向。如图7-9所示，在不接触玻璃带的情况下，将玻璃带重新定向到第二方向且该第二方向不同于第一方向的步骤可包含在气体膜上支撑玻璃膜，所述气体膜通过以下述压力在玻璃带处引导气体来供应:约 IxlO5Pa-约3xl05Pa，约I.2x105Pa-约3x105Pa，约 I.4x105Pa-约3x105Pa，约 I.6x105Pa-约3xl05Pa，约 I.8xl05Pa_约3xl05Pa，约IxlO5Pa-约2.8xl05Pa，约IxlO5Pa-约2.6xl05Pa，约Ix15Pa-约2.4x105Pa，约XlO5Pa-约2.2x105Pa，约 IxlO5Pa-约2xl05Pa以及在它们之间的所有范围和子范围。所述气体可包含压缩氮气、压缩空气或其混合物。
[0042]如图7所示，所述方法可包含通过沿着气体支承312的至少一部分供应或导引玻璃带300来在玻璃带处引导气体，所述气体轴承312包含弯曲的支架310，气体通过所述气体支承312引导至玻璃带。气体形成气体膜313，在该气体膜313上支撑玻璃带。在一些实施方式中，所述方法包含通过加热弯曲的支架310，来加热经过气体支承312供应的气体。在一个或多个实施方式中，弯曲的支架310可加热到一种温度，从而通过气体支承312的供应的气体也加热到弯曲的支架温度的约10°C之内的温度。例如，如下所述，所述方法可包含将弯曲的支架310加热到约200 0C -约400 0C的温度，结果，将气体加热弯曲的支架温度的约10 °C之内的温度。
[0043]如图7所示，所述方法包含沿着转角320重新定向玻璃带300，所述转角320的水平长度322可为约200mm或更小，10mm或更小，90mm或更小，80mm或更小，70mm或更小，60mm或更小，50_或更小，以及在它们之间的所有范围和子范围。转角320的水平长度322表明通过图7所示的方法和设备可获得较小半径的转角，因此使得方法和设备布局的尺寸最小化。在一个或多个实施方式中，当玻璃带300仍然是粘性的时重新定向玻璃带300。在一些实施方式中，所述方法可包含使重新定向的玻璃带302粘度随着玻璃带冷却而增加;然而，在其它实施方式中，所述方法包含使重新定向的玻璃带302粘度与在重新定向之前玻璃带300的粘度基本上相同。
[0044]在一个或多个实施方式中，所述方法包含旋转弯曲的支架310或提供固定的弯曲的支架310。所述方法还可包含沿着气体支承312弓形表面314的一部分在一个方向(如图7所示)或通过全部气体支承312弓形外部表面314在全部方向(未显示)，通过弯曲的支架的气体支承312来引导气体。在弓形表面314上引导的气体形成弓形气体膜313，用于在转角320处的重新定向过程中支撑玻璃带300。在其中气体支承312在一个方向引导气体的实施方式中，所述方法可特别包含旋转弯曲的支架310，以匀化弯曲的支架的温度分布。匀化的温度分布防止常常由温度变化引起的弯曲的支架发生翘曲。所述方法可包含在转角320的内侧上设置弯曲的支架310。在一个或多个实施方式中，所述方法可包含提供包含空气轴承的第二支架(未显示)，以在重新定向过程中用弯曲的支架310导引玻璃带300。
[0045]如图7所示，所述方法还可包含将重新定向的玻璃带302供应到第二气体支承332上，所述第二气体支承332包含水平地设置的平坦支架330。所述方法包含从第二气体支承332引导气体以形成气体膜333，该气体膜333在一侧面上支撑重新定向的玻璃带330。
[0046]在图8所示的实施方式中，所述方法可包含通过在气体膜433上支撑玻璃带，来将玻璃带400从第一方向重新定向到第二方向，其中通过只从一个气体支承432将气体引导到玻璃带来供应所述气体膜433，当玻璃在垂直方向上落下时，所述一个气体支承432在与玻璃带相反的方向向上地引导空气。在所示的实施方式中，气体支承432可包含水平地设置的、平坦支架430，其提供平坦气体膜433。与图7中的实施方式相反，在这种实施方式中，所述方法包含允许玻璃带400因为重力以及其自身粘度和/或厚度而不受导引地下落朝向水平地设置的平坦支架430。所述方法包含从气体支承432向上引导气体，并形成平坦气体膜433，以在从第一方向重新定向到第二方向的过程中，支撑玻璃带。在一个或多个实施方式中，所述方法包含使用气体膜433在转角420处重新定向玻璃带400。在一些实施方式中，所述方法包含与图7中转角320相同或相似的长度上在转角420处重新定向玻璃带400(例如，200mm或更小，10mm或更小，90mm或更小，80mm或更小，70mm或更小，60mm或更小，50mm或更小，以及在它们之间的所有范围和子范围)。在一个或多个实施方式中，当玻璃带400仍然是粘性的时重新定向玻璃带400。在一些实施方式中，所述方法可包含使重新定向的玻璃带402粘度随着玻璃带冷却而增加;然而，在其它实施方式中，所述方法包含使重新定向的玻璃带402粘度与在重新定向之前玻璃带400的粘度基本上相同。
[0047]在一个或多个实施方式中，所述方法可包含改变(例如增加或降低)供应玻璃带的速度。在一个或多个实施方式中，所述方法包含在不使用弯曲的支架的情况下改变速度。如图8所示，可使用包含彼此通讯的传感器和速度控制器的系统400来改变供应玻璃带的速度。例如，传感器可用来光学地检测重新定向的形状，并发送信号来增加或降低用来供应玻璃带的流水线(I ine)或方法的速度。
[0048]相对于气体支承312，332，弯曲的支架310和水平地设置的平坦支架330可至少部分地由加压的多孔材料来形成，来自气体支承的气体流动通过所述材料。多孔材料可包含石墨、陶瓷、部分烧结的金属、耐高温的金属氧化物、碳化硅和在所述压力下气体可流动通过的其他类似材料。多孔材料的渗透性可为约10—15Hi2-约10—13m2。所述方法可包含通过一个或多个进料口将气体供应到多孔材料，如图10-12所示。在图10中，所述方法包含通过一系列进料口 434供应气体，其具有一开口端部436和一封闭端部438。开口端部和封闭端部沿着水平地设置的平坦支架的每一侧面的长度交替出现。进料口可设置成靠近或邻近水平地设置的平坦表面的上部表面440。例如，进料口设置在距离上部表面400的3mm或5mm之内。
[0049]如图11所示，弯曲的支架600可包含第一端部610、第二端部620和从第一端部610延伸到第二端部620的环形进料口630，其限定环形空间，其中通过所述环形空间将气体供应于气体支承。或者，弯曲的支架700可包含第一端部710，第二端部720和从第一端部710延伸到第二端部720的离散的纵向进料口 730，其中通过所述离散的纵向进料口 730将气体供应于气体支承。所述方法可包含通过环形进料口 630或纵向进料口 730供应用于气体支承的气体。
[0050]在一个或多个实施方式中，所述方法包含在重新定向过程中，向玻璃带引入极小的张力或不引入张力。在一种或多种替代实施方式中，所述方法包含在重新定向过程中向玻璃带施加张力，以进一步降低玻璃带的厚度。厚度可下降最高达约20%，最高达约25%，或甚至最高达约30%。在一个或多个实施方式中，在沿着弯曲的支架(例如，310)的至少一部分供应玻璃带以及将玻璃带供应到水平地设置的平坦支架(例如，330)之间，在玻璃带中构建张力。
[0051]在所述方法的一个或多个实施方式中，重新定向玻璃带的步骤包含保持玻璃带的温度，从而玻璃带呈现所需的粘度(例如，小于约18泊，约107.8泊或更小，约107.6泊或更小，约107.4泊或更小，约107.2泊或更小，约17泊或更小)。在一些实施方式中，所述方法包含将呈现低粘度的玻璃带的所述部分的温度保持在第一温度，如本文所定义。玻璃带的温度或呈现低粘度的玻璃带部分的温度可通过下述来保持:将气体引导至玻璃带，由此构建气体支承效应，其中气体支承和/或通过气体支承产生的气体膜的温度是约200°C_约400°C。附加的或可选的，所述方法可包含控制环境，特别是控制在至少重新定向过程中的环境的温度。
[0052]在一个或多个实施方式中，重新定向的玻璃带呈现的厚度是约0.1mm-约5mm,约0.1mm-约4mm,约0.1mm-约3mm,约0.1mm-约2mm,约0.1mm-约Imm,约0.5mm-约5mm,约0.75mm-约5mm,约Imm-约5mm,约1.5mm_约5mm,约0.1mm-约0.9mm,约0.Imm-约0.8mm,约0.1mm-约0.7mm,约0.1mm-约0.6mm,约0.Imm-约0.5mm,以及在它们之间的所有范围和子范围。在一些情况下，所述方法包含在将玻璃带从第一方向重新定向到第二方向的过程中，降低玻璃带的厚度。在一种变体中，所述方法包含在将玻璃带从第一方向重新定向到第二方向的过程中，使玻璃带厚度降低约5%，约10%，约15%，约20%或约25%。在一种或多种替代实施方式中，所述方法包含基本上保持玻璃带厚度。在一种变体中，所述方法包含在重新定向过程中保持玻璃带厚度，从而处于第二方向的玻璃带的厚度比处于第一方向的玻璃带厚度小的程度不超过5 %。
[0053]在一个或多个实施方式中，本文所述的方法可以约11米/分钟的速度来形成和重新定向玻璃带，所述玻璃带具有约Imm或约I.Imm的厚度，约60mm-约70mm的宽度。在一些实施方式中，使用如本文所述的气体支承系统这样形成和重新定向玻璃带，在约0.2MPa的压力下在玻璃带处引导气体。所得玻璃带呈现优异的平坦度、不含光学畸变，不显示暗示玻璃带和固体材料可能的接触的可见损坏。
[0054]根据一个或多个实施方式，所述方法可包含将玻璃带冷却成玻璃板。图9所示的实施方式显示通过薄辊压过程供应的玻璃带400。具体来说，所述方法包含将熔融的玻璃从玻璃进料装置500供应到一对形成辊510，并形成厚度接近所需的厚度的玻璃带400。所述方法包含将玻璃带400供应到一对定型辊520，以改变玻璃带厚度。所述方法包含在转角420处通过在气体膜上支撑玻璃带400来将玻璃带400从垂直方向重新定向到水平方向，所述气体膜通过用水平地设置的平坦支架430的空气轴承在玻璃带400处引导的气体来供应。气体膜将玻璃带400支撑和传输到传送器540上，用于在炉子530中的热加工，受控的冷却550，分离成离散的片(例如通过划割和破裂)560和最终冷却570。玻璃板可任选地通过陶瓷化过程或离子交换过程中的一种或多种来加工。
[0055]本发明的第二方面涉及形成玻璃或玻璃-陶瓷的设备。在一个或多个实施方式中，所述设备包含用于在第一方向(例如，垂直)供应呈现粘度小于约18泊的玻璃带的玻璃进料装置，以及用于将玻璃带重新定向到第二方向(例如，水平)的重新定向系统。如图1-6所示和如本文所述，玻璃进料装置可包含用于供应玻璃带的多种构造和系统。如图1-2所示，玻璃进料装置可包含形成体110，所述形成体110包含用于使熔融的玻璃120在垂直方向流动到辊对130上的开口狭缝112，所述辊对130旋转来形成玻璃带140。
[0056]如图3-6所示，玻璃进料装置可包含薄的辊压系统。玻璃进料装置可包含玻璃进料单元200，加热器(未显示)，该加热器用于在1000°C或更高的温度下供应熔融的玻璃210且可包含垂直地位于玻璃进料单元200下方的至少一对形成辊220(其可进行加热，例如表面温度是约250 0C或更高，5000C或更高，或600 °C或更高)。如图4所示，玻璃进料装置可任选地包含垂直地位于形成辊220下方的至少一对定型辊222，从而降低从形成辊220接收的玻璃带厚度。如图5和6所示，玻璃进料装置可任选地包含一对牵拉辊224，其可垂直地位于定型辊222下方，用于接收定型的玻璃带232并在形成的玻璃带230和/或定型的玻璃带232上构建张力。
[0057]在一种或多种替代实施方式中，玻璃进料系统可包含熔合形成系统(未显示)。在一种或多种【具体实施方式】中，熔合形成系统可包含熔化炉(未显示)，用于熔化批料材料来制备熔融的玻璃，其与加热熔融玻璃的澄清容器连通。熔合形成系统可包含搅拌容器(未显示)，其与澄清容器连通，用于匀化熔融的玻璃，以及与所述搅拌容器连通的形成体(未显示)。形成体可包括由多个壁(未显示)限定的开口通道(未显示)，一对汇聚形成表面(未显示)在该形成体底部汇合。操作时，熔融的玻璃从搅拌容器流入形成体的开口通道，并从开口通道的壁溢流，由此分离成两股单独的熔融玻璃流，它们流过汇聚形成表面(未显示)。当使单独熔融的玻璃流垂直地流动并重新结合时，形成从形成体下降的熔融玻璃的单一带。这样，熔合形成系统在第一方向(其可为垂直)提供拉制的玻璃带。
[0058]—种或多种实施方式的设备包含重新定向系统，其设置在玻璃进料装置下方，用于将玻璃带重新定向到第二方向。在一个或多个实施方式中，重新定向系统包含至少一个气体支承系统，用来供应气体膜，该气体膜用于在重新定向过程中支撑玻璃带。至少一个气体支承系统310可包含弯曲的支架310，其具有外部弯曲表面314，用于提供将玻璃带重新定向到第二方向的弓形气体膜表面。在一个或多个实施方式中，弯曲的支架310可为能绕着第一轴线、沿着供应玻璃带的方向旋转的。在一种或多种替代实施方式中，弯曲的支架310可为固定的。
[0059]如图7的实施方式所示，所述设备可包含第二气体支承332。第二气体支承322可包含水平设置的平坦支架330，用于提供平坦气体膜333，其在第二方向支撑重新定向的玻璃带。在一个或多个实施方式中，设备包含具有水平地设置的平坦支架的气体支承但不包含具有弯曲的支架的气体支承。
[0060]在一个或多个实施方式中，设备包含用于监控玻璃带重新定向的系统。如图8所示，可设置系统400来在当玻璃带400在转角420处重新定向时，监控玻璃带400的形状。系统400可包含传感器，用于检测玻璃带重新定向的形状。传感器可包含光学检测器。在一个或多个实施方式中，传感器可与速度控制器连通。传感器可将信号提供到速度控制器，以增加或降低玻璃带的供应。在一个或多个实施方式中，速度控制器与玻璃进料装置和/或气体支承连通。
【主权项】
1.一种形成玻璃制品的方法，该方法包括: 在第一方向供应玻璃带，所述玻璃带的至少一部分呈现小于约18泊的粘度;和 在不使所述玻璃带接触固体材料的情况下，将所述玻璃带重新定向到第二方向，该第二方向不同于第一方向， 其中在第二方向上，所述玻璃带呈现小于或等于约Imm的厚度。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃带的至少一部分呈现约107.6泊或更小的粘度。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，重新定向所述玻璃带的步骤包含在气体膜上支撑玻璃带，所述气体膜通过将压力范围为约IxlO5Pa-约3xl05Pa的气体引导至玻璃带来供应。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述气体的温度是约200°C_约400°C。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，将气体引导至玻璃带的步骤包括: 沿着包含弯曲的支架的第一气体支承导引玻璃带，和任选地在沿着第一气体支承导引玻璃带之后，沿着包含水平地设置的平坦支架的第二气体支承导引玻璃带。6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，引导玻璃带的步骤还包含将所述玻璃带导引到气体支承上，所述气体支承包含水平设置的平坦支架。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包含在玻璃带中构建张力。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述玻璃带在重新定向过程中呈现一种形状，且所述方法还包含传感所述形状，以及基于传感的形状来控制玻璃带供应和引导至玻璃带的气体中至少一种的速度。9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，供应所述玻璃带的步骤包含使熔融的玻璃在至少一对形成辊之间流动，且其中使所述熔融的玻璃任选地垂直地流动。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，供应所述玻璃带的步骤还包含降低所述玻璃带厚度。11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，供应所述玻璃带的步骤包括下述中的任意一种或多种: 使熔融的玻璃流入形成体，所述形成体包含限定开口通道的多个壁，并使流动的熔融的玻璃在所述形成体的壁上溢流成两股单独的熔融玻璃流，所述两股单独的熔融玻璃流结合以形成玻璃带，其中所述结合的单独的熔融玻璃流任选地垂直地流动，和 使熔融的玻璃流动通过包含开口狭缝的形成体。12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包含将所述玻璃带冷却成玻璃板。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括通过离子交换过程和陶瓷化过程中的至少一种来加工所述玻璃板。14.一种形成玻璃带的设备，其包括: 用于在第一方向供应玻璃带的玻璃进料装置，所述玻璃带的至少一部分呈现小于约18泊的粘度;和 设置在所述玻璃进料装置下方、用于将所述玻璃带重新定向到第二方向的重新定向系统，所述重新定向系统包含至少一个气体支承系统，用来供应气体膜，该气体膜用于支撑所述玻璃带。15.如权利要求14所述的形成玻璃带的设备，其特征在于，所述至少一个气体支承系统包括下述中的一种: 弯曲的支架，所述弯曲的支架用于提供弓形气体膜，该弓形气体膜将所述玻璃带重新定向到第二方向，其中所述弯曲的支架是固定的，或者是能绕着第一轴线、沿着供应所述玻璃带的方向旋转的;和 水平地设置的平坦支架，所述水平地设置的平坦支架用于提供平坦气体膜，该气体膜将所述玻璃带重新定向到第二方向。16.如权利要求14或权利要求15所述的形成玻璃带的设备，其特征在于，还包含第二气体支承系统，所述第二气体支承系统包括水平地设置的平坦支架，用于提供平坦气体膜，其在第二方向支撑所述重新定向的玻璃带。17.如权利要求14-16中任一项所述的形成玻璃带的设备，其特征在于，还包含系统，该系统包含与速度控制器通讯的传感器，所述传感器用于检测玻璃带重新定向的形状，其中基于所述玻璃带重新定向的形状，所述传感器将增加或降低的信号提供给所述速度控制器。18.如权利要求17所述的形成玻璃带的设备，其特征在于，所述传感器包含光学检测器，且所述速度控制器与所述玻璃进料装置和所述至少一个气体支承中的至少一种通讯。19.一种形成玻璃陶瓷制品的方法，该方法包括: 在第一方向供应玻璃带，所述玻璃带的至少一部分呈现小于约18泊的粘度； 在不使所述玻璃带接触固体材料的情况下，将所述玻璃带重新定向到第二方向，该第二方向不同于第一方向，从而在第二方向提供厚度为约I毫米或更小的前体玻璃带;和 对所述前体玻璃带进行陶瓷化以形成玻璃陶瓷。20.根据如权利要求1或19所述形成的玻璃陶瓷。
【文档编号】C03B17/06GK105849058SQ201480067277
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年10月8日
【发明人】A·G·D·比森, A·M·弗雷德霍姆, V·盖拉德
【申请人】康宁股份有限公司