形成层压玻璃制品的方法和设备与流程

文档序号:15068164发布日期:2018-07-31 23:05阅读:179来源:国知局

本申请要求2015年11月5日提交的第62/251459号美国临时申请的优先权权益,其内容通过引用全文纳入本文。

本说明书一般地涉及层压玻璃制品,更具体而言,本说明书涉及用于形成厚度变化减小的层压玻璃带的方法和设备。



背景技术:

玻璃成形设备普遍用于形成各种玻璃产品,例如层压玻璃制品。这些层压玻璃制品可以用于各种应用,包括但不限于:电子装置如lcd显示器、智能手机等中的盖板玻璃。层压玻璃制品可以通过使熔融玻璃流向下流过一系列成形主体并且使各熔融玻璃流结合形成连续的层压玻璃带来制造。这一成形工艺可以被称为熔合工艺或层压熔合工艺。可以通过控制流过成形主体的熔融玻璃流的组成来控制玻璃带的各种性质,例如强度、光学特性等。

随着熔融玻璃冷却和固化,玻璃的性质,例如压缩应力和张力被固定在玻璃带中。虽然这些性质一般是玻璃组成的函数,但是它们也受实际的成形工艺影响。如果成形工艺使得在带的一个部分中形成了过量张力,则玻璃带会自发断裂或“裂开”的可能性增加。这些裂开是生产效率低下的重要原因,并导致产品成本增加。

因此,需要减少玻璃带失效并由此提高制造层压玻璃制品的稳定性和效率的替代性方法和设备。



技术实现要素:

根据一个实施方式,形成层压玻璃带的方法可以包括:使熔融玻璃芯体组合物以垂直向下的方向流动以及使熔融玻璃包覆组合物以垂直向下的方向流动。熔融玻璃芯体组合物可以与熔融玻璃包覆组合物接触以形成层压玻璃带,所述层压玻璃带包含由熔融玻璃芯体组合物形成的玻璃芯体层和由熔融玻璃包覆组合物形成的玻璃包覆层。玻璃芯体层的宽度可以大于玻璃包覆层的宽度。随着在垂直向下的方向上拉制层压玻璃带,当玻璃芯体层的粘度大于或等于其在软化点时的粘度时,位于玻璃芯体层边缘附近的芯体凸缘(bead)可以被压缩。随着在垂直向下的方向上拉制层压玻璃带,当玻璃包覆层的粘度大于或等于其在软化点时的粘度时,位于玻璃包覆层边缘附近的包覆凸缘可以被压缩,从而在包覆凸缘中减少拉伸应力的形成。

根据另一个实施方式,形成层压玻璃带的设备可以包括上成形主体,其包含外成形表面;以及下成形主体,其被设置在上成形主体下游并且包含在根部处会聚的外成形表面。拉制平面可以在下游方向上从根部延伸,所述拉制平面限定了来自下成形主体的层压玻璃带的行进路径。所述设备还可以包括至少一对芯体边缘辊,其包括第一芯体边缘辊和第二芯体边缘辊。第一芯体边缘辊和第二芯体边缘辊可以彼此相对,并且使拉制平面在第一芯体边缘辊与第二芯体边缘辊之间延伸。所述设备还可以包括至少一对包覆边缘辊,其包括第一包覆边缘辊和第二包覆边缘辊。第一包覆边缘辊和第二包覆边缘辊可以彼此相对,并且使拉制平面在第一包覆边缘辊与第二包覆边缘辊之间延伸。所述至少一对包覆边缘辊可以位于所述至少一对芯体边缘辊与拉制平面的中心线之间,以使得所述至少一对芯体边缘辊可与在拉制平面上拉制的层压玻璃带的芯体凸缘接触,并且使所述至少一对包覆边缘辊可与在拉制平面上以下游方向拉制的层压玻璃带的包覆凸缘接触。所述至少一对包覆边缘辊与所述至少一对芯体边缘辊可以位于拉制平面的玻璃化转变区上方。

在另一个实施方式中,用于形成层压玻璃带的设备可以包括上成形主体,其包含外成形表面;以及下成形主体,其被设置在上成形主体下游并且包含在根部处会聚的外成形表面。拉制平面可以在下游方向上从根部延伸。拉制平面可以限定来自下成形主体的层压玻璃带的行进路径。所述设备还可以包括至少一对芯体边缘辊,其包括第一芯体边缘辊和第二芯体边缘辊。第一芯体边缘辊和第二芯体边缘辊可以彼此相对,并且使拉制平面在第一芯体边缘辊与第二芯体边缘辊之间延伸。所述设备还可以包括至少一对包覆边缘辊,其包括第一包覆边缘辊和第二包覆边缘辊。第一包覆边缘辊和第二包覆边缘辊可以彼此相对,并且使拉制平面在第一包覆边缘辊与第二包覆边缘辊之间延伸。所述至少一对包覆边缘辊可以位于所述至少一对芯体边缘辊与拉制平面的中心线之间,以使得所述至少一对芯体边缘辊可与在拉制平面上拉制的层压玻璃带的芯体凸缘接触,并且使所述至少一对包覆边缘辊可与在拉制平面上以下游方向拉制的层压玻璃带的包覆凸缘接触。第一包覆边缘辊的转轴与第一芯体边缘辊的转轴可以同轴。第二包覆边缘辊的转轴与第二芯体边缘辊的转轴可以同轴。所述至少一对包覆边缘辊与所述至少一对芯体边缘辊可以位于拉制平面的玻璃化转变区上方。

在以下的详细描述中列出了用于形成层压玻璃制品(例如层压玻璃带)的方法和设备的其他特征和优点,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具体实施方式、权利要求书以及附图在内的本文所述的实施方式而被认识。

应理解,前述的一般性描述和下文的详细描述都描述了各个实施方式且都旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各个实施方式的进一步理解,附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各个实施方式,且与说明书一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。

附图说明

图1示意性地描述了由层压玻璃带形成的层压玻璃制品的截面图;

图2示意性地描述了用于制造层压玻璃带的玻璃成形设备;

图3示意性地描述了玻璃成形设备的一部分拉制平面,其中在该拉制平面上正在拉制层压玻璃带;

图4以图形的形式描述了作为离层压玻璃带边缘的距离的函数的层压玻璃带的厚度变化;

图5根据本文所示和所述的一个或多个实施方式,示意性地描述了其上正在拉制层压玻璃带的玻璃成形设备的一部分拉制平面;

图6根据所示的一个或多个实施方式,示意性地描述了在图5的拉制平面上拉制的层压玻璃带的截面图;

图7根据本文所示和所述的一个或多个实施方式,示意性地描述了其上正在拉制层压玻璃带的玻璃成形设备的一部分拉制平面;

图8根据所示的一个或多个实施方式,示意性地描述了在图7的拉制平面上拉制的层压玻璃带的截面图;

图9根据本文所示和所述的一个或多个实施方式,示意性地描述了安装在嵌套的驱动轴杆上的包覆边缘辊和芯体边缘辊的截面图;

图10根据本文所示和所述的一个或多个实施方式,示意性地描述了其上正在拉制层压玻璃带的玻璃成形设备的一部分拉制平面;

图11根据本文所示和所述的一个或多个实施方式,示意性地描述了具有宏观表面特征(macro-surfacefeatures)的边缘辊的部分截面图;

图12a以图形的形式描述了层压玻璃带的拉制应力,在所述层压玻璃带中,芯体凸缘和包覆凸缘均与边缘辊接触;

图12b以图形的形式描述了仅芯体凸缘与边缘辊接触的层压玻璃带的拉制应力;

图13以图形的形式描述了仅芯体凸缘与边缘辊接触的层压玻璃带以及芯体凸缘和包覆凸缘均与边缘辊接触的层压玻璃带的厚度分布曲线;

图14以图形的形式描述了如图10所描绘的仅芯体凸缘与边缘辊接触的层压玻璃带以及芯体凸缘和包覆凸缘均与边缘辊接触的层压玻璃带的厚度分布曲线;

图15以图形的形式描述了如图10所描绘的仅芯体凸缘与边缘辊接触的层压玻璃带以及芯体凸缘和包覆凸缘均与边缘辊接触的层压玻璃带的垂直应力分布;

图16a以图形的形式描述了仅芯体凸缘与边缘辊接触的层压玻璃带的剪切应力分布;以及

图16b以图形的形式描述了如图10所描绘的芯体凸缘和包覆凸缘均与边缘辊接触的层压玻璃带的剪切应力分布。

具体实施方式

现将详细参考玻璃成形设备及其使用方法的实施方式,这些实施方式的实例在附图中例示出。只要可能,在附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部分。图5示意性地描绘了用于形成层压玻璃带的方法的一个实施方式。在一些实施方式中,形成层压玻璃带的方法可以包括:使熔融玻璃芯体组合物在垂直向下的方向上流动以及使熔融玻璃包覆组合物在垂直向下的方向上流动。熔融玻璃芯体组合物可以与熔融玻璃包覆组合物接触以形成层压玻璃带,所述层压玻璃带包含由熔融玻璃芯体组合物形成的玻璃芯体层和由熔融玻璃包覆组合物形成的玻璃包覆层。玻璃芯体层的宽度可以大于玻璃包覆层的宽度。随着在垂直向下的方向上拉制层压玻璃带,当玻璃芯体层的粘度大于或等于其在软化点时的粘度时,位于玻璃芯体层边缘附近的芯体凸缘可以被压缩。随着在垂直向下的方向上拉制层压玻璃带,当玻璃包覆层的粘度大于或等于其在软化点时的粘度时,位于玻璃包覆层边缘附近的包覆凸缘可以被压缩,从而在包覆凸缘中减少拉伸应力的形成。用于制造层压玻璃带的方法和设备的各个实施方式将具体参考附图在本文中进行更详细的描述。

现参考图1,该图以截面的形式示意性地描述了层压玻璃制品100的一个实施方式。层压玻璃制品100一般包括玻璃芯体层102和一对玻璃包覆层104a、104b。玻璃芯层102一般包括第一表面103a和与第一表面103a相对的第二表面103b。第一玻璃包覆层104a和玻璃芯体层102的第一表面103a熔合,且第二玻璃包覆层104b和玻璃芯体层102的第二表面103b熔合。玻璃包覆层104a、104b与玻璃芯体层102熔合,且在玻璃芯体层102和玻璃包覆层104a、104b之间不设置任何另外的材料,例如粘合剂、涂层等。

在层压玻璃制品100的一些实施方式中,玻璃芯体层102可以由具有芯体平均热膨胀系数cte芯体的第一玻璃组合物形成,并且玻璃包覆层104a、104b由具有包覆平均热膨胀系数cte包覆的不同的、第二玻璃组合物形成。在这一实施方式中,cte芯体大于cte包覆,这使得玻璃包覆层104a、104b不经离子交换或热回火而受到压缩应力。如在本文中所使用的,术语“平均热膨胀系数”或“平均cte”是指给定材料或层在0℃至300℃之间的平均线性热膨胀系数。如在本文中所使用的,除非另有说明,否则术语“热膨胀系数”或“cte”是指平均热膨胀系数。

在其他一些实施方式中,玻璃芯体层102和玻璃包覆层104a、104b可以由不同的玻璃组合物形成,这些不同的玻璃组合物具有相似的热膨胀系数但是具有不同的物理性质。例如但不作为限制,玻璃芯体层102可以或多或少地比玻璃包覆层104a、104b易于溶于特定的溶液。作为另一个实例,玻璃芯体层102和玻璃包覆层104a、104b可以具有不同的光学特性,例如折射率等。

另外,虽然图1示意性地示出了具有三层离散的玻璃层的层压玻璃制品100的一个实施方式,但是应理解的是,在其他实施方式中,层压玻璃制品可以由两层离散的玻璃层或多于三层离散的玻璃层形成。

现在参考图1和2,图1的层压玻璃制品100可以通过熔合层压工艺形成,例如,于1979年4月5日提交的题为“forminglaminatedsheetglass”(《形成层压片玻璃》)的第4,214,886号美国专利,以及2013年8月2日提交的题为“apparatusandmethodforproducinglaminatedglasssheet”(《用于生产层压玻璃片的设备和方法》)的第pct/us2013/053357号国际专利申请中所述的工艺,所述文献均通过引用纳入本文。

例如,参考图2和3,用于形成层压玻璃制品的玻璃成形设备200包括第一、上成形主体202,其位于第二、下成形主体204的上方。也就是说,下成形主体204位于上成形主体202的下游(即,在图2所示的坐标的-x方向上)。上成形主体202包括槽210,熔融的玻璃包覆组合物206从熔融器(未示出)进料到该槽210中。类似地,下成形主体204包括槽212,熔融的玻璃芯体组合物208从熔融器(未示出)进料到该槽212中。

随着熔融的玻璃芯体组合物208填充槽212,该熔融的玻璃芯体组合物208从槽212中溢流出来并流过下成形主体204的外成形表面216、218。下成形主体204的外成形表面216、218在根部70处会聚。流过成形外表面216、218的熔融玻璃芯体组合物208在下成形主体204的根部70处再次结合,由此形成层压玻璃带12的玻璃芯体层102。拉制平面150在从根部70出发的下游方向上从根部70延伸,并且大致限定了熔融玻璃芯体组合物208在根部70处离开下成形主体204时,来自下成形主体204的玻璃芯体层102的行进路径。

与此同时,熔融的玻璃包覆组合物206从形成于上成形主体202中的槽210中溢流出来并流过上成形主体202的外成形表面222、224。熔融玻璃包覆组合物206围绕下成形主体204流动,并且接触流过下成形主体204的外成形表面216、218的熔融玻璃芯体组合物208,与熔融玻璃芯体组合物208熔合并且围绕玻璃芯体层102形成玻璃包覆层104a、104b,从而形成层压玻璃带12,可以从该层压玻璃带12中分离出层压玻璃制品100(图1)。层压玻璃带12沿着拉制平面150向上成形主体202和下成形主体204的下游行进,并且在下游方向上通过例如重力和/或位于下成形主体204下游的牵拉辊(未示出)被拉制。

如上文所述,在一些实施方式中,熔融的玻璃芯体组合物208的平均热膨胀系数(cte芯体)可以大于熔融的玻璃包覆组合物206的平均热膨胀系数(cte包覆)。熔融的玻璃芯体组合物208和熔融的玻璃包覆组合物也可以具有不同的粘度。随着玻璃芯体层102和玻璃包覆层104a、104b的冷却,热膨胀系数上的差异造成在玻璃包覆层104a、104b中形成了因玻璃芯体层与玻璃包覆层之间的cte错配而导致的压缩应力。压缩应力增加了所形成的层压玻璃制品的强度而无需进行离子交换处理或热回火处理。

仍然参考图2和3,在层压玻璃带12离开下成形主体204并沿着拉制平面150被拉制后,层压玻璃带12的玻璃芯体层102可以在其边缘附近与相对的成对边缘辊230、231接触(图2示意性地描述了一对边缘辊230的边缘辊230a、230b;图3示意性地描述了一个芯体边缘辊230a、231a,230a、231a来自于接触层压玻璃带12的相对边缘的相应的成对边缘辊230、231)。这些成对的边缘辊230、231利用夹紧力fp抓紧玻璃芯体层102,并且还在–x方向上向层压玻璃带12施加拉制力。成对的边缘辊230、231还有助于保持在图2所示的坐标轴的+/-y方向上的层压玻璃带12的宽度。

可以使流过玻璃成形设备200的熔融玻璃经历衰减(attenuation)。如图2所示,上成形主体202可以与下成形主体204间隔开。随着熔融玻璃在设置在各成形主体之间的内部间隙上方从上成形主体202转到下成形主体,当从上成形主体202流出的熔融玻璃在宽度方向上向内逐渐变细(即,衰减)时,即发生衰减(即,熔融玻璃流的宽度在图2所示的坐标轴的+/-y方向上减小)。衰减至少部分地是由于各成形主体之间的间距、相对于成形主体拉曳熔融玻璃(或缺乏这种拉曳)以及熔融玻璃的粘度造成的。衰减往往造成来自上成形主体202的熔融的玻璃包覆组合物206在层压玻璃带12的边缘附近形成较厚的玻璃层。类似地,来自下成形主体204的熔融的玻璃芯体组合物208在层压玻璃带的边缘附近也形成了较厚的玻璃层。这些增厚部分常被称为凸缘,并且在图3中示意性地描述了芯体凸缘110和包覆凸缘112。图4以图形的形式描述了层压玻璃带12在线段249内,在+/-y方向上的厚度变化。如图4所指示的,芯体凸缘110和包覆凸缘112比层压玻璃带12的剩余部分具有更大的厚度。因此,芯体凸缘110包括相对较厚的玻璃芯体层102的区域,该区域设置在玻璃芯体层102的相对边缘处,并且包覆凸缘112包括相对较厚的层压玻璃带12的区域,该区域设置在芯体凸缘的内侧以及包覆层104a、104b的相对边缘处。相比于在芯体凸缘110与包覆凸缘112之间的芯体层102区域的厚度,芯体凸缘110相对较厚,并且在一些实施方式中,其可以比设置在各包覆凸缘112之间的层压玻璃带12的中心区域更厚。相比于设置在包覆凸缘112之间的层压玻璃带12的中心区域厚度,包覆凸缘112相对较厚。

现已发现,使用边缘辊来仅接触玻璃芯体层102造成工艺不稳定并且增加了玻璃带自发失效(即裂开)的倾向。具体来说,已经确定,当玻璃芯体层102的粘度比玻璃包覆层104a、104b的粘度低时,使用边缘辊来仅接触玻璃芯体层102造成玻璃芯体层102与玻璃包覆层104a、104b之间的边界处的玻璃拉伸和剪切,这进而造成玻璃带在宽度方向上发生厚度变化,如图4所描绘。这些厚度变化造成了局部温度梯度和应力集中,从而导致潜在的裂开和工艺不稳定性。另外,当玻璃芯体层102的粘度低于玻璃包覆层104a、104b的粘度,并且使用边缘辊来仅接触玻璃芯体层102时,由于形成玻璃包覆层104a、104b的玻璃的衰减而使包覆凸缘的厚度增加。包覆凸缘112的厚度增加导致设置在各包覆凸缘112之间的层压玻璃带12的中心区域部分中的芯体厚度/包覆厚度比值低。包覆凸缘112的厚度增加还造成局部温度梯度和制造工艺的玻璃化转变区和弹性区中的应力集中,使得玻璃中的张力更大,这部分是因为各玻璃层之间的cte错配,以及部分是因为包覆凸缘112的厚度增加。另外,得到的低芯体厚度/包覆厚度比值造成在层压玻璃带12中形成了高应力带,在该高应力带中,玻璃包覆层104a、104b处于张力状态,而玻璃芯体层102处于压缩状态。由于包覆凸缘112的厚度增加导致的层压玻璃带12的各个部分中的张力增加可能造成工艺不稳定以及难以刻划层压玻璃带12并从中分离出离散的层压玻璃制品。

本文所述的用于形成层压玻璃制品的方法和设备的实施方式可以降低边缘凸缘的厚度,从而提高工艺稳定性及玻璃成形设备的生产量。具体而言,本文所述的玻璃成形设备包括成对的边缘辊,在拉制平面150的玻璃化转变区上方(即玻璃芯体层102和玻璃包覆层104a、104b的玻璃材料均是可塑变形的地方),所述成对的边缘辊接触玻璃芯体层102的芯体凸缘110和玻璃包覆层104a、104b的包覆凸缘112,以同时减少玻璃芯体层102和玻璃包覆层104a、104b的衰减,并且压缩芯体凸缘110和包覆凸缘112,从而在层压玻璃带12中减少拉伸应力的形成并减少在玻璃带的宽度方向上(即,层压玻璃带12的+/-y方向)的厚度变化。

现在参考图5和6,其根据本文所示和所述的一个或多个实施方式,示意性地描述了在玻璃成形设备200(图2所示)的拉制平面150上行进的一部分层压玻璃带12。拉制平面150包括玻璃化转变区152和边缘辊,所述玻璃化转变区152位于下成形主体204下游。随着在下游方向上拉制层压玻璃带12,冷却并固化玻璃芯体层102和玻璃包覆层104a、104b的玻璃,以在玻璃化转变区152处或其下方,层压玻璃带12为固态玻璃。在玻璃表现得像粘性流体时,使玻璃芯体层102和玻璃包覆层104a、104b与相应的边缘辊接触。在一些实施方式中,当玻璃被相应的边缘辊接触时,玻璃芯体层102和玻璃包覆层104a、104b的粘度等于或小于玻璃在其软化点时的粘度(即1x107.65泊),以使玻璃有展性。这一位置一般在拉制平面150的玻璃化转变区上方。应理解的是,取决于在拉制平面150上拉制的玻璃组合物,具体的拉制平面150的玻璃化转变区可以不同。然而,玻璃与相应的边缘辊之间的接触发生在玻璃化转变区上方,在此处玻璃的粘度为玻璃在其软化点时的粘度或低于其软化点时的粘度。

在图5和6所示的实施方式中,玻璃成形设备包括接触玻璃芯体层102的芯体凸缘110的至少一对边缘辊,以及接触玻璃包覆层104a、104b的包覆凸缘112的至少一对边缘辊。具体而言,玻璃成形设备包括两对芯体边缘辊230、231,当层压玻璃带12在向下游拉制时,所述两对芯体边缘辊230、231接触玻璃芯体层102的芯体凸缘110。每对芯体边缘辊230、231包括第一芯体边缘辊230a、231a和第二芯体边缘辊230b(芯体边缘辊231的第二芯体边缘辊未示出)。每对芯体边缘辊230、231中的第一芯体边缘辊和第二芯体边缘辊在拉制平面150的相对侧上彼此相对,以使拉制平面150在每对芯体边缘辊230、231的第一芯体边缘辊和第二芯体边缘辊之间延伸。例如,如图5和6所示,第一对芯体边缘辊230中的第一芯体边缘辊230a和第二芯体边缘辊230b被布置在拉制平面150的相对侧上,以在拉制平面150上拉制层压玻璃带12时,层压玻璃带12,更具体来说,位于层压玻璃带12的玻璃芯体层102的一个边缘上的芯体凸缘110在成对的芯体边缘辊230的第一芯体边缘辊230a和第二芯体边缘辊230b之间密切接触第一芯体边缘辊230a和第二芯体边缘辊230b。虽然图5和6中未描述成对的芯体边缘辊231中的芯体边缘辊的相对取向,但应理解,成对的芯体边缘辊231中的芯体边缘辊相对于拉制平面150和层压玻璃带12的取向类似于成对的芯体边缘辊230中的取向,但是是在拉制平面150和层压玻璃带12的相对边缘上。

在图5和6描述的实施方式中,成对的芯体边缘辊230、231中的每个芯体边缘辊固定于单独的驱动轴杆,从而可以单独控制每对芯体边缘辊230、231的角速度。例如,可以使成对的芯体边缘辊230的第一芯体边缘辊230a固定于第一驱动轴杆232a,同时可以使第二芯体边缘辊230b固定于第二驱动轴杆232b,以促进相应的芯体边缘辊230a、230b的旋转。可以使成对的芯体边缘辊230的每个驱动轴杆232a、232b与致动器(未示出)(例如发动机等)连接,以赋予驱动轴杆一角速度,进而使附接的芯体边缘辊具有角速度。在一个实施方式中,成对的芯体边缘辊230的每个驱动轴杆232a、232b与单独的致动器连接。在该实施方式中,每个芯体边缘辊230a、230b的角速度可以通过单独的致动器得到独立控制。在其他实施方式中,成对的芯体边缘辊230的驱动轴杆232a、232b可以与共用的致动器连接,例如通过变速箱连杆(transmissionlinkage)等连接,以使芯体边缘辊230a、230b的角速度可以与变速箱连杆同步。

类似地,如上文关于图5和6所述,可以使成对的芯体边缘辊231的第一芯体边缘辊231a固定于第一驱动轴杆234a,同时可以使第二芯体边缘辊(未示出)固定于第二驱动轴杆(未示出),以促进成对的芯体边缘辊231的相应的芯体边缘辊的旋转。例如,可以使成对的芯体边缘辊231的每个驱动轴杆与致动器(未示出)(例如发动机等)连接,以赋予驱动轴杆一角速度,进而使附接的芯体边缘辊具有角速度。在一个实施方式中,成对的芯体边缘辊231的每个驱动轴杆与单独的致动器连接。在该实施方式中,成对的芯体边缘辊231中的每个芯体边缘辊的角速度可以通过单独的致动器得到独立控制。在其他实施方式中,固定于成对的芯体边缘辊231的每个芯体边缘辊的驱动轴杆可以与共用的致动器连接,例如通过变速箱连杆等连接,以使成对的芯体边缘辊231中的芯体边缘辊的角速度可以与变速箱连杆同步。

仍然参考图5和6,在该实施方式中,玻璃成形设备还包括两对包覆边缘辊240、241,当层压玻璃带12在向下游拉制时,所述两对包覆边缘辊240、241接触玻璃包覆层104a、104b的包覆凸缘112。每对包覆边缘辊240、241包括第一包覆边缘辊240a、241a和第二包覆边缘辊240b(包覆边缘辊241的第二包覆边缘辊未示出)。每对包覆边缘辊240、241中的第一包覆边缘辊和第二包覆边缘辊在拉制平面150的相对侧上彼此相对,以使拉制平面150在每对包覆边缘辊240、241中的第一包覆边缘辊和第二包覆边缘辊之间延伸。例如,如图5和6所示,第一对包覆边缘辊240中的第一包覆边缘辊240a和第二包覆边缘辊240b被布置在拉制平面150的相对侧上,以在拉制平面150上拉制层压玻璃带12时,层压玻璃带12,更具体来说,位于层压玻璃带12的玻璃包覆层104a、104b的一个边缘上的包覆凸缘112在成对的包覆边缘辊240的第一包覆边缘辊240a和第二包覆边缘辊240b之间密切接触第一包覆边缘辊240a和第二包覆边缘辊240b。虽然图5和6中未描述成对的包覆边缘辊241中的包覆边缘辊的相对取向,但应理解,成对的包覆边缘辊241中的包覆边缘辊相对于拉制平面150和层压玻璃带12的取向类似于成对的包覆边缘辊240中的取向,但是是在拉制平面150和层压玻璃带12的相对边缘上。

在图5和6描述的实施方式中,成对的包覆边缘辊240、241中的每个包覆边缘辊固定于单独的驱动轴杆,从而可以单独控制每对包覆边缘辊240、241的角速度。例如,可以使成对的包覆边缘辊240的第一包覆边缘辊240a固定于第一驱动轴杆242a,同时可以使第二包覆边缘辊240b固定于第二驱动轴杆242b,以促进相应的包覆边缘辊240a、240b的旋转。可以使成对的包覆边缘辊240的每个驱动轴杆242a、242b与致动器(未示出)(例如发动机等)连接,以赋予驱动轴杆一角速度,进而使附接的包覆边缘辊具有角速度。在一个实施方式中,成对的包覆边缘辊240的每个驱动轴杆242a、242b与单独的致动器连接。在该实施方式中,每个包覆边缘辊240a、240b的角速度可以通过单独的致动器得到独立控制。在其他实施方式中,成对的包覆边缘辊240的驱动轴杆242a、242b可以与共用的致动器连接,例如通过变速箱连杆等连接,以使包覆边缘辊240a、240b的角速度可以与变速箱连杆同步。

类似地,如上文关于图5和6所述,可以使成对的包覆边缘辊241的第一包覆边缘辊241a固定于第一驱动轴杆234a,同时可以使第二包覆边缘辊(未示出)固定于第二驱动轴杆(未示出),以促进成对的包覆边缘辊241的相应的包覆边缘辊的旋转。例如,可以使成对的包覆边缘辊241的每个驱动轴杆与致动器(未示出)(例如发动机等)连接,以赋予驱动轴杆一角速度,进而使附接的包覆边缘辊具有角速度。在一个实施方式中,成对的包覆边缘辊241的每个驱动轴杆与单独的致动器连接。在该实施方式中,成对的包覆边缘辊241中的每个包覆边缘辊的角速度可以通过单独的致动器得到独立控制。在其他实施方式中,固定于成对的包覆边缘辊241的每个包覆边缘辊的驱动轴杆可以与共用的致动器连接,例如通过变速箱连杆等连接,以使成对的包覆边缘辊241中的包覆边缘辊的角速度可以与变速箱连杆同步。

在本文所述的一些实施方式中,成对的包覆边缘辊240、241位于相应的成对的芯体边缘辊230、231与拉制平面150的中心线154之间,以使成对的芯体边缘辊230、231与在拉制平面150上拉制的层压玻璃带12的芯体凸缘110接触,并且成对的包覆边缘辊240、241在拉制平面150的宽度方向上位于芯体边缘辊230、231的内侧,并且与在拉制平面150上以下游方向拉制的层压玻璃带12的包覆凸缘112接触。在一些实施方式中,可在拉制平面150的宽度方向上定位成对的包覆边缘辊240、241和成对的芯体边缘辊230、231,以有助于芯体凸缘110和包覆凸缘112上的辊的适当对齐。

虽然图5和6示意性地描述了位于成对的芯体边缘辊230、231上游的成对的包覆边缘辊240、241,但应理解,在其他实施方式中,成对的包覆边缘辊240、241可以位于成对的芯体边缘辊230、231的下游。

在一个实施方式中,成对的包覆边缘辊240、241中的边缘辊的直径可以大于或等于成对的芯体边缘辊230、231中的边缘辊的直径。使用直径比成对的芯体边缘辊230、231中的芯体边缘辊的直径更大的包覆边缘辊允许在将层压玻璃带拉制通过包覆边缘辊240、241时,向层压玻璃带12的包覆凸缘112施加更大的夹紧力fp。更大的夹紧力fp使包覆凸缘112压缩,减少了在层压玻璃带12中形成拉伸应力,并且减少了在层压玻璃带12的玻璃带宽度方向(即+/-y方向)上的厚度变化。

在一些实施方式中,使芯体边缘辊230、231和包覆边缘辊240、241安装在独立的驱动轴杆上允许独立控制芯体边缘辊230、231和包覆边缘辊240、241的角速度。在一些实施方式中,当在拉制平面150上拉制层压玻璃带12时,包覆边缘辊240、241和芯体边缘辊230、231以不同的角速度旋转,以减少层压玻璃带12中的拉伸应力的形成,并减少层压玻璃带12在玻璃带宽度方向(即+/-y方向)上的厚度变化,从而在层压玻璃带12的宽度方向上获得均匀的厚度分布曲线。在该实施方式中,包覆边缘辊240、241中的包覆边缘辊的直径可以大于或等于芯体边缘辊230、231中的芯体边缘辊的直径。

现在参考图7和8,如上文关于图5和6所述,在另一个实施方式中,玻璃成形设备包括接触玻璃芯体层102的芯体凸缘110的至少一对边缘辊,以及接触玻璃包覆层104a、104b的包覆凸缘112的至少一对边缘辊。具体而言,玻璃成形设备包括两对芯体边缘辊250、251,当层压玻璃带12在向下游拉制时,所述两对芯体边缘辊250、251接触玻璃芯体层102的芯体凸缘110。每对芯体边缘辊250、251包括第一芯体边缘辊250a、251a和第二芯体边缘辊250b(芯体边缘辊251的第二芯体边缘辊未示出)。每对芯体边缘辊250、251中的第一芯体边缘辊和第二芯体边缘辊在拉制平面150的相对侧上彼此相对,以使拉制平面150在每对芯体边缘辊250、251中的第一芯体边缘辊和第二芯体边缘辊之间延伸。例如,如图7和8所示,第一对芯体边缘辊250中的第一芯体边缘辊250a和第二芯体边缘辊250b被布置在拉制平面150的相对侧上,以在拉制平面150上拉制层压玻璃带12时,层压玻璃带12,更具体来说,位于层压玻璃带12的玻璃芯体层102的一个边缘上的芯体凸缘110在成对的芯体边缘辊250的第一芯体边缘辊250a和第二芯体边缘辊250b之间密切接触第一芯体边缘辊250a和第二芯体边缘辊250b。虽然图7和8中未描述成对的芯体边缘辊251中的芯体边缘辊的相对取向,但应理解,成对的芯体边缘辊251中的芯体边缘辊相对于拉制平面150和层压玻璃带12的取向类似于成对的芯体边缘辊250中的取向,但是是在拉制平面150和层压玻璃带12的相对边缘上。

仍然参考图7和8,在该实施方式中,玻璃成形设备还包括两对包覆边缘辊260、261,当层压玻璃带12在向下游拉制时,所述两对包覆边缘辊260、261接触玻璃包覆层104a、104b的包覆凸缘112。每对包覆边缘辊260、261包括第一包覆边缘辊260a、261a和第二包覆边缘辊(包覆边缘辊260的第二包覆边缘辊和包覆边缘辊261的第二包覆边缘辊未示出)。每对包覆边缘辊260、261的第一包覆边缘辊和第二包覆边缘辊在拉制平面150的相对侧上彼此相对,以使拉制平面150在每对包覆边缘辊260、261的第一包覆边缘辊和第二包覆边缘辊之间延伸,延伸的方式类似于上文关于图7和8示出的芯体边缘辊250、251所述。例如,第一对包覆边缘辊260中的第一包覆边缘辊260a和第二包覆边缘辊被布置在拉制平面150的相对侧上,以在拉制平面150上拉制层压玻璃带12时,层压玻璃带12,更具体来说,位于层压玻璃带12的玻璃包覆层104a、104b的一个边缘上的包覆凸缘112在成对的包覆边缘辊260的第一包覆边缘辊260a和第二包覆边缘辊之间密切接触260a和第二包覆边缘辊。虽然图7和8中未描述成对的包覆边缘辊261中的包覆边缘辊的相对取向,但应理解,成对的包覆边缘辊261中的包覆边缘辊相对于拉制平面150和层压玻璃带12的取向类似于成对的包覆边缘辊260中的取向,但是是在拉制平面150和层压玻璃带12的相对边缘上。

在图7和8描述的实施方式中,将一对包覆边缘辊中的一个包覆边缘辊和一对芯体边缘辊中的一个芯体边缘辊固定于共用的驱动轴杆。例如,将芯体边缘辊250中的第一芯体边缘辊250a和包覆边缘辊260中的第一包覆边缘辊260a固定于驱动轴杆252a,以使驱动轴杆252a的旋转造成第一芯体边缘辊250a和第一包覆边缘辊260a的旋转。在该实施方式中,第一芯体边缘辊250a的转轴与第一包覆边缘辊260a的转轴是同轴的。类似地,将芯体边缘辊250中的第二芯体边缘辊250b和包覆边缘辊260中的第二包覆边缘辊(未示出)固定于驱动轴杆252b,以使驱动轴杆252b的旋转造成第二芯体边缘辊250b和第二包覆边缘辊的旋转。因此,如上所述,第二芯体边缘辊250b的转轴与第二包覆边缘辊的转轴是同轴的。可以使每个驱动轴杆252a、252b与致动器(未示出)(例如发动机等)连接,以赋予驱动轴杆一角速度,进而使附接的包覆边缘辊和芯体边缘辊具有角速度。在一个实施方式中,每个驱动轴杆252a、252b与单独的致动器连接。在该实施方式中,角速度可以通过单独的致动器得到独立控制,并且通过例如控制系统等来进行同步。在其他实施方式中,驱动轴杆252a、252b可以与共用的致动器连接,例如通过变速箱连杆等连接,以使驱动轴杆252a、252b的角速度可以与变速箱连杆同步。

类似地,将芯体边缘辊251中的第一芯体边缘辊251a和包覆边缘辊261中的第一包覆边缘辊261a固定于驱动轴杆254a,以使驱动轴杆254a的旋转造成第一芯体边缘辊251a和第一包覆边缘辊261a的旋转。在该实施方式中,第一芯体边缘辊251a的转轴与第一包覆边缘辊261a的转轴是同轴的。虽然附图中未具体描述,但应理解,在该实施方式中,芯体边缘辊251中的第二芯体边缘辊和包覆边缘辊261中的第二包覆边缘辊也固定于共用的驱动轴杆,以使驱动轴杆的旋转造成芯体边缘辊251中的第二芯体边缘辊和包覆边缘辊261中的第二包覆边缘辊均旋转。因此,如上所述,芯体边缘辊251中的第二芯体边缘辊的转轴与包覆边缘辊261中的第二包覆边缘辊的转轴是同轴的。驱动轴杆254a,其附接于芯体边缘辊251中的第一芯体边缘辊251a和包覆边缘辊261中的第一包覆边缘辊261a;以及驱动轴杆,其附接于芯体边缘辊251中的第二芯体边缘辊和包覆边缘辊261中的第二包覆边缘辊,它们可以与致动器(未示出)(例如发动机等)连接,以赋予驱动轴杆一角速度,进而使被附接的包覆边缘辊和芯体边缘辊具有角速度。在一个实施方式中,每个驱动轴杆与单独的致动器连接。在该实施方式中,角速度可以通过单独的致动器得到独立控制,并且通过例如控制系统等来进行同步。在其他实施方式中,驱动轴杆可以与共用的致动器连接,例如通过变速箱连杆等连接,以使驱动轴杆的角速度可以与变速箱连杆同步。

在本文所述的一些实施方式中,成对的包覆边缘辊260、261位于相应的成对的芯体边缘辊250、251与拉制平面150的中心线154之间,以使成对的芯体边缘辊250、251与在拉制平面150上拉制的层压玻璃带12的芯体凸缘110接触,并且使成对的包覆边缘辊260、261在拉制平面150的宽度方向上位于芯体边缘辊250、251的内侧,并且与在拉制平面150上拉制的层压玻璃带12的包覆凸缘112接触。在一些实施方式中,可在拉制平面150的宽度方向上定位成对的包覆边缘辊260、261和成对的芯体边缘辊250、251,以有助于芯体凸缘110和包覆凸缘112上的辊的适当对齐。也就是说,成对的包覆边缘辊260、261和成对的芯体边缘辊250、251可以在拉制平面150的宽度方向上定位在它们相应的驱动轴杆上。进一步地,如上所述,使包覆边缘辊260、261和芯体边缘辊250、251均位于玻璃化转变区152的上游,以在层压玻璃带12的玻璃是可塑变形时,使包覆边缘辊260、261和芯体边缘辊250、251接触层压玻璃带12。

在图7和8描述的实施方式中,成对的包覆边缘辊260、261中的边缘辊的直径可以大于或等于成对的芯体边缘辊250、251中的边缘辊的直径。使用直径比芯体边缘辊的直径更大的包覆边缘辊允许在将层压玻璃带拉制通过包覆边缘辊240、241时,向层压玻璃带12的包覆凸缘112施加更大的夹紧力fp。更大的夹紧力fp使包覆凸缘112压缩,减少了在层压玻璃带12中形成拉伸应力,并且减少了在层压玻璃带12的玻璃带宽度方向(即+/-y方向)上的厚度变化。

虽然图7和8描述的玻璃成形设备的实施方式是将一对包覆边缘辊中的一个包覆边缘辊和一对芯体边缘辊中的一个芯体边缘辊固定于共用驱动轴杆,但是应理解,还考虑了其他实施方式并且它们是可能的。例如,图9示意性地描述了一个替换性的实施方式,其中,一对芯体边缘辊中的一个芯体边缘辊和一对包覆边缘辊中的一个包覆边缘辊附接于单独的驱动轴杆,其中的一个驱动轴杆在嵌套或套管布置中延伸通过另一个驱动轴杆。另外,虽然图7和8示意性地描述了在玻璃带相对边缘上的边缘辊固定于一个共用的驱动轴杆,但是在其他实施方式中,在玻璃带一侧上的全部四个边缘辊可都固定于一个共用的驱动轴杆。

具体参考图9,其示意性地描述了一对芯体边缘辊250中的第一芯体边缘辊250a和一对包覆边缘辊260中的第一包覆边缘辊260a的一个实施方式的轴向截面图。在该实施方式中,芯体边缘辊250中的芯体边缘辊250a附接于第一驱动轴杆270a。第一驱动轴杆270a可以是例如中空的管或筒。致动器280a(如发动机等)附接于第一驱动轴杆270a的外直径以促进第一驱动轴杆270a和第一芯体边缘辊250a的旋转。包覆边缘辊260中的包覆边缘辊260a附接于第二驱动轴杆272a。第二驱动轴杆272a可以是,例如延伸通过第一驱动轴杆270a的实心或中空的管或筒。致动器282a(如发动机等)附接于第二驱动轴杆272a的外直径以促进第二驱动轴杆272a和第一包覆边缘辊260a的旋转。

第一和第二驱动轴杆270a、272a的嵌套构造允许驱动轴杆通过相应的致动器280a、282a而独立旋转。因此,应理解,如上文关于图5和6所述,在该实施方式中,包覆边缘辊260中的包覆边缘辊260a和芯体边缘辊250中的芯体边缘辊250a可以以不同的角速度旋转。第一和第二驱动轴杆270a、272a的嵌套构造还允许在宽度方向上调整芯体边缘辊250a和包覆边缘辊260a的相对位置,以使芯体边缘辊250a和包覆边缘辊260a可位于层压玻璃带的相应的芯体凸缘和包覆凸缘上。

仍然参考图9,在一些实施方式中,包覆边缘辊260中的包覆边缘辊260a的直径可以大于或等于芯体边缘辊250中的芯体边缘辊250a的直径。如上所述,使用直径比芯体边缘辊的直径更大的包覆边缘辊允许向层压玻璃带的包覆凸缘施加更大的夹紧力。更大的夹紧力fp使包覆凸缘压缩,减少了在层压玻璃带中形成拉伸应力,并且减少了在层压玻璃带的玻璃带宽度方向(即+/-y方向)上的厚度变化。

在一些实施方式中,第一驱动轴杆270a和第二驱动轴杆272a可以同心,以使第一包覆边缘辊260a的转轴和第一芯体边缘辊250a的转轴是同轴的。然而,应理解,第一驱动轴杆270a和第二驱动轴杆272a不需要同心,并且在替换性的实施方式中,第一包覆边缘辊260a的转轴和第一芯体边缘辊250a的转轴是不同轴的,例如当第一包覆边缘辊260a的转轴与第一芯体边缘辊250a的转轴彼此平行但不同轴时。

为了清楚起见,图9描述了固定于嵌套驱动轴杆的一对芯体边缘辊250中的单个芯体边缘辊250a和一对包覆边缘辊260中的单个包覆边缘辊260a。然而,应理解,每对芯体边缘辊和对应的包覆边缘辊对可以进行类似构造。例如,在图7和8所示的实施方式中,芯体边缘辊250中的第一芯体边缘辊250a可以固定于第一驱动轴杆,并且所述至少一对包覆边缘辊260中的第一包覆边缘辊260a可以固定于第二驱动轴杆,该第二驱动轴杆延伸通过第一驱动轴杆,如图9所示。类似地,芯体边缘辊250中的第二芯体边缘辊250b可以固定于第三驱动轴杆,并且成对的包覆边缘辊260中的第二包覆边缘辊(未示出)可以固定于第四驱动轴杆,该第四驱动轴杆延伸通过第三驱动轴杆。

虽然图5-9描述的玻璃成形设备的实施方式具有成对离散的芯体边缘辊和成对离散的包覆边缘辊,但应理解,也考虑了其他实施方式并且它们是可能的。例如,参考图10,在另一个实施方式中,如上文关于图5-8所述,玻璃成形设备包括接触玻璃芯体层102的芯体凸缘110的边缘辊,以及接触玻璃包覆层104a、104b的包覆凸缘112的边缘辊。然而,在该实施方式中,芯体边缘辊和包覆边缘辊作为单个辊形成,所述单个辊具有接触包覆凸缘112的离散部分和接触芯体凸缘110的离散部分。具体而言,玻璃成形设备包括两对边缘辊310、311,当层压玻璃带12向下游拉制时,所述两对边缘辊310、311接触玻璃芯体层102的芯体凸缘110和玻璃包覆层104a、104b的包覆凸缘。每对边缘辊310、311包括至少一对芯体边缘辊320,该芯体边缘辊320包括第一芯体边缘辊320a、321a和第二芯体边缘辊(芯体边缘辊320的第二芯体边缘辊和芯体边缘辊321的第二芯体边缘辊未示出)。每对芯体边缘辊320、321的第一芯体边缘辊和第二芯体边缘辊在拉制平面150的相对侧上彼此相对,以使拉制平面150在每对芯体边缘辊320、321的第一芯体边缘辊和第二芯体边缘辊之间延伸,如上文关于图5-8所示和所述。

每对边缘辊310、311还包括成对的包覆边缘辊330、331,当层压玻璃带12向下游拉制时,所述成对的包覆边缘辊330、331接触玻璃包覆层104a、104b的包覆凸缘112。每对包覆边缘辊330、331包括第一包覆边缘辊330a、331a和第二包覆边缘辊(包覆边缘辊330的第二包覆边缘辊和包覆边缘辊331的第二包覆边缘辊未示出)。每对包覆边缘辊330、331的第一包覆边缘辊和第二包覆边缘辊在拉制平面150的相对侧上彼此相对,以使拉制平面150在每对包覆边缘辊330、331的第一包覆边缘辊和第二包覆边缘辊之间延伸,延伸的方式类似于上文关于图5-8示出的包覆边缘辊260、261所述。

然而,在该实施方式中,一对芯体边缘辊中的芯体边缘辊和一对包覆边缘辊中的包覆边缘辊彼此附接或以其他方式形成单一整体,以使得边缘辊310、311具有足够的长度,在位于层压玻璃带12一个边缘上的包覆凸缘112与芯体凸缘110之间延伸并与包覆凸缘112和芯体凸缘110接触。这允许芯体边缘辊和包覆边缘辊彼此同步旋转,并同时接触且压缩包覆凸缘112和芯体凸缘110。

在图10描述的实施方式中,边缘辊310固定于驱动轴杆322a,以使驱动轴杆322a的旋转造成第一芯体边缘辊320a和第一包覆边缘辊330a均旋转。在该实施方式中,第一芯体边缘辊320a的转轴与第一包覆边缘辊330a的转轴是同轴的。类似地,将芯体边缘辊320中的第二芯体边缘辊(未示出)和包覆边缘辊330中的第二包覆边缘辊(未示出)固定于共用的驱动轴杆,以使驱动轴杆的旋转造成第二芯体边缘辊和第二包覆边缘辊均旋转。因此,如上所述,第二芯体边缘辊的转轴与第二包覆边缘辊的转轴是同轴的。可以使每个驱动轴杆与致动器(未示出)(例如发动机等)连接,以赋予驱动轴杆一角速度,进而使附接的包覆边缘辊和芯体边缘辊具有角速度。在一个实施方式中,每个驱动轴杆与单独的致动器连接。在该实施方式中,角速度可以通过单独的致动器得到独立控制,并且通过例如控制系统等来进行同步。在其他实施方式中,驱动轴杆可以与共用的致动器连接,例如通过变速箱连杆等连接,以使驱动轴杆的角速度可以与变速箱连杆同步。

类似地,边缘辊311固定于驱动轴杆324a,以使驱动轴杆324a的旋转造成第一芯体边缘辊321a和第一包覆边缘辊331a均旋转。在该实施方式中,第一芯体边缘辊321a的转轴与第一包覆边缘辊331a的转轴是同轴的。虽然附图中未具体描述,但应理解,在该实施方式中,芯体边缘辊321中的第二芯体边缘辊和包覆边缘辊331中的第二包覆边缘辊也固定于共用的驱动轴杆,以使驱动轴杆的旋转造成芯体边缘辊321中的第二芯体边缘辊和包覆边缘辊331中的第二包覆边缘辊均旋转。因此,如上所述,芯体边缘辊321的第二芯体边缘辊的转轴与包覆边缘辊331的第二包覆边缘辊的转轴是同轴的。驱动轴杆324a,其附接于芯体边缘辊321中的第一芯体边缘辊321a和包覆边缘辊331中的第一包覆边缘辊331a;以及驱动轴杆,其附接于芯体边缘辊321中的第二芯体边缘辊和包覆边缘辊331中的第二包覆边缘辊,它们可以与致动器(未示出)(例如发动机等)连接,以赋予驱动轴杆一角速度,进而使被附接的包覆边缘辊和芯体边缘辊具有角速度。在一个实施方式中,每个驱动轴杆与单独的致动器连接。在该实施方式中,角速度可以通过单独的致动器得到独立控制,并且通过例如控制系统等来进行同步。在其他实施方式中,驱动轴杆可以与共用的致动器连接,例如通过变速箱连杆等连接,以使驱动轴杆的角速度可以与变速箱连杆同步。

在该实施方式中,边缘辊310、311被构造成使成对的包覆边缘辊330、331位于相应的成对的芯体边缘辊320、321与拉制平面150的中心线154之间,以使成对的芯体边缘辊320、321与在拉制平面150上拉制的层压玻璃带12的芯体凸缘110接触,并且使成对的包覆边缘辊330、331在拉制平面150的宽度方向上位于芯体边缘辊320、321的内侧,并且与在拉制平面150上拉制的层压玻璃带12的包覆凸缘112接触。如上所述,在该实施方式中,使包覆边缘辊330、331和芯体边缘辊320、321均位于玻璃化转变区152的上游,以在层压玻璃带12的玻璃是可塑变形时,使包覆边缘辊330、331和芯体边缘辊320、321接触层压玻璃带12。

在图10描述的实施方式中,成对的包覆边缘辊330、331中的边缘辊的直径可以大于或等于成对的芯体边缘辊320、321中的边缘辊的直径。使用直径比芯体边缘辊的直径更大的包覆边缘辊允许在将层压玻璃带拉制通过包覆边缘辊330、331时,向层压玻璃带12的包覆凸缘112施加更大的夹紧力fp。更大的夹紧力fp使包覆凸缘112压缩,减少了在层压玻璃带12中形成拉伸应力,并且减少了在层压玻璃带12的玻璃带宽度方向(即+/-y方向)上的厚度变化。

在本文所述的实施方式中,芯体边缘辊和包覆边缘辊可以由适合承受持久暴露于高温而不丧失其机械完整性的材料形成,所述高温例如常规玻璃制造工艺中所经历的温度。例如,在一个实施方式中,芯体边缘辊和包覆边缘辊可以由镍或镍基合金或者钴或钴基合金形成,例如司太立-6号(stellite-6)等。

在本文所述的实施方式中,芯体边缘辊和包覆边缘辊均可以具有光滑的接触表面,表面形貌不发生变化,例如脊、凹槽、尖峰、滚花等。例如,在一些实施方式中,芯体边缘辊和包覆边缘辊可以具有光滑的接触表面,其中表面粗糙度ra小于约5微米。例如,在一些实施方式中,芯体边缘辊和包覆边缘辊的表面粗糙度ra可以大于0微米且小于约5微米。在其他一些实施方式中,芯体边缘辊和包覆边缘辊的表面粗糙度ra可以为约1微米至约4微米或者甚至是约1微米至约3微米。光滑的表面允许芯体边缘辊和包覆边缘辊在不会使玻璃粘于边缘辊的情况下使玻璃压缩和变形。

在其他一些实施方式中,芯体边缘辊和包覆边缘辊可以具有由机械加工、蚀刻等形成的宏观特征化表面,以使得边缘辊的表面粗糙度大于具有光滑接触表面的边缘辊的表面粗糙度(即,宏观特征化表面的表面粗糙度ra大于或等于5微米)。例如,表面粗糙度可以大于或等于约5微米到高达约1500微米或更大。例如参考图11,其示意性地示出了一部分芯体边缘辊350的放大视图。芯体边缘辊350包括多个突起352,例如尖峰、齿状物、脊、滚花等,其延伸到高度h。突起352可以是规则的,或者替换性地,是不规则的。在本文所述的实施方式中,突起352的高度h小于突起所接触的层压玻璃带部分的厚度的50%。例如,当使用芯体边缘辊350接触层压玻璃带的边缘凸缘时,芯体边缘辊350的突起352的高度h小于层压玻璃带的玻璃芯体层厚度的50%,以使突起不穿过层压玻璃带的玻璃芯体层厚度。在包覆边缘辊包括突起的实施方式中,突起延伸到高度h,所述高度h小于层压玻璃带厚度的50%,以使突起不穿过层压玻璃带的厚度。

芯体边缘辊和/或包覆边缘辊的宏观特征化表面改善了边缘辊对玻璃的牵引力,增强了边缘辊对玻璃的向下拉力并且还防止了当向下拉制玻璃时,可塑变形的玻璃衰减及宽度减小。

在一些实施方式中,芯体边缘辊和包覆边缘辊可以具有不同的表面光洁度(finish)。例如,在一些实施方式中,芯体边缘辊具有宏观特征化接触表面,而包覆边缘辊具有光滑的接触表面,其中表面粗糙度ra小于约5微米。在该实施方式中,与层压玻璃带的玻璃芯体层中的芯体凸缘接触的芯体边缘辊的宏观特征化表面改善了芯体边缘辊对玻璃芯体层的牵引力,增强了芯体边缘辊向层压玻璃带施加的拉力并且还防止了玻璃芯体层在固化之前的衰减。与层压玻璃带的包覆凸缘接触的包覆边缘辊的光滑接触表面防止了包覆边缘辊在压缩包覆凸缘时与玻璃粘附,减少了层压玻璃带在宽度方向上的厚度变化,并且减少了在层压玻璃带中形成拉伸应力。

现应理解,本文所述的设备可以用于减少层压玻璃带在宽度方向上的厚度变化,并且还可以减少由于形成包覆凸缘而在层压玻璃带中形成拉伸应力。具体而言,所述的玻璃成形设备可以通过使熔融玻璃芯体组合物从如图2所示的下成形主体中出来以垂直向下的方向流动而用于形成层压玻璃带。与此同时,熔融的玻璃包覆组合物可以从位于下成形主体上方的上成形主体中流出来,以使得熔融的包覆玻璃组合物从上成形主体中出来以垂直向下的方向流动。如图2所示,熔融的玻璃芯体组合物与熔融的玻璃包覆组合物接触以形成层压玻璃带,所述层压玻璃带包含由熔融的玻璃芯体组合物形成的玻璃芯体层和由熔融的玻璃包覆组合物形成的玻璃包覆层。基于上成形主体和下成形主体的相对尺寸,玻璃芯体层在宽度方向上的宽度大于玻璃包覆层的宽度。

随着层压玻璃带以向下方向被拉制,位于玻璃芯体层边缘附近的芯体凸缘通过芯体凸缘在旋转的芯体边缘辊之间紧密接触旋转的芯体边缘辊而被压缩,如图5、7和10所描述的。使芯体凸缘与芯体边缘辊接触不仅减小了芯体凸缘的厚度,还提供了向下方向的下拉力或张力,同时减少了玻璃芯体层在宽度方向上的衰减。位于玻璃包覆层边缘附近的包覆凸缘也通过包覆凸缘在旋转的包覆边缘辊之间紧密接触旋转的包覆边缘辊而被压缩,如图5、7和10所描述的。使包覆凸缘与旋转的包覆边缘辊接触减小了包覆凸缘的厚度,从而减少了玻璃带以垂直向下方向被拉制时层压玻璃带在宽度方向上的厚度变化。另外,包覆凸缘与旋转的包覆边缘辊接触减少了在层压玻璃带的包覆凸缘及相邻区域中拉伸应力的形成。拉伸应力形成的减少通过降低自发断裂(所谓的“裂开”)的发生而提高了层压玻璃片的稳定性,进而提高了制造层压玻璃带的工艺的稳定性和生产量。另外,在包覆凸缘中的拉伸应力的减小还提高了下游工艺的生产量,所述下游工艺例如从层压玻璃带中分离出离散的层压玻璃制品的工艺。

实施例

通过以下实施例进一步阐述本文所述的实施方式。

实施例1

对计算机模拟进行开发以确定层压玻璃带的厚度、宽度和应力在不同加工条件(即,仅接触芯体凸缘或既接触芯体凸缘又接触包覆凸缘)下的变化情况。具体而言,已经确定的是,层压玻璃带的包覆凸缘是由力重新分布造成的,而力的重新分布缘于层压玻璃带的包覆层与从层压玻璃带的相对边缘延伸的芯体层之间的粘度差异。基于渐近展开法,推导了粘性薄片方程来描述熔合拉制工艺中的自由悬挂的粘性玻璃片:

其中,x为下拉方向坐标,y为横拉方向坐标,h、u、v分别为玻璃片厚度、下拉速度和横拉速度,ρ为密度,g为标准重力加速度,并且

分别为下拉、横拉和剪切粘性应力,并且μ为粘度。通过假设玻璃芯体层和玻璃包覆层具有相同的速度,并且考虑层压玻璃带的有效粘度,可以推导粘性片方程用于层压玻璃带,所述有效粘度通过对玻璃芯体层和玻璃包覆层的整个的粘度进行平均得到。使用有限元法求解这些粘性片方程,可以确定针对不同拉制条件的层压玻璃带的厚度、宽度和应力。

基于上述方程建立数值模拟模型,并且用于研究使层压玻璃带与下述边缘辊接触的效果:(a)分别施加于芯体凸缘和包覆凸缘的独立的芯体边缘辊和包覆边缘辊;(b)仅施加于芯体凸缘的芯体边缘辊;和(c)如图10所示的包含结合的芯体边缘辊和包覆边缘辊的宽的边缘辊。

参考图12a和12b,其以图形的形式描述了针对(a)施加于芯体凸缘和包覆凸缘的边缘辊以及(b)仅施加在芯体凸缘上的边缘辊的模拟的下拉应力。如图12a和12b所示,仅在芯体凸缘上施加边缘辊(图12b)造成在包覆玻璃层与芯体玻璃层的界面处发生拉伸和剪切,这造成包覆凸缘的厚度增加,从而导致在层压玻璃带中具有较高的应力。然而,当如本文所述将边缘辊施加于芯体凸缘和包覆凸缘时(图12a),芯体凸缘上的边缘辊减少了层压玻璃带的衰减,并且包覆凸缘上的边缘辊提供了足够的下拉力来保持层压玻璃带并减小包覆凸缘的厚度及保留层压玻璃带的属性(即应力、厚度)。图13以图形的形式描述了两种建模条件下求得的玻璃化转变区下方的层压玻璃带的最终厚度分布曲线。如图13所示,相对于仅对芯体凸缘施加边缘辊,在芯体凸缘和包覆凸缘上均施加单独的边缘辊减少了宽度方向上的厚度变化并产生了更均匀的厚度分布曲线。

运行后续模型以比较仅施加于芯体凸缘的边缘辊和如图10所示的施加于芯体凸缘和包覆凸缘的边缘辊。对于仅施加于芯体凸缘的边缘辊,使用25mm的宽度来运行模型,而对于施加于芯体凸缘和包覆凸缘的边缘辊(即,如图10所示),使用120mm的宽度来运行模型。图14示出了针对两种条件,在玻璃化转变区下方的层压玻璃带的厚度分布曲线。如图14所示,施加于芯体凸缘和包覆凸缘的宽的边缘辊使玻璃的质量重新分布,从而使带的中心与包覆凸缘之间的厚度差异更小。另外,当使用同时接触包覆凸缘和芯体凸缘的边缘辊时,在层压玻璃带中心附近的宽度方向上的厚度分布曲线具有更均匀的分布。同时接触包覆凸缘和芯体凸缘的更宽的边缘辊能够使凸缘厚度减小约200μm。

图15以图形的形式描述了针对两种建模条件,在玻璃化转变区下方的力分布。具体来说,图15显示,当使用同时接触包覆凸缘和芯体凸缘的更宽的边缘辊时,拉力显著更大,这可在层压玻璃带中提供更多的垂直张力。较高的垂直张力可以防止带横向于拉制翘曲并且提高拉制稳定性。

图16a和16b以图形的形式描述了针对(a)仅施加于芯体凸缘的边缘辊以及(b)施加于芯体凸缘和包覆凸缘的边缘辊的剪切应力。图16a的建模结果显示,来自仅施加于芯体凸缘的边缘辊的剪切应力分布曲线在包覆凸缘区域处形成了中断,这可能在高粘度错配玻璃对中造成褶皱缺陷。相比之下,图16b显示,施加于芯体凸缘和包覆凸缘的较宽的边缘辊得到的剪切应力从带的边缘到带的中心都相对较均匀。应力分布曲线的均匀性降低了凸缘翘曲的倾向并且提高了工艺稳定性。

对本领域的技术人员显而易见的是,可以对本文所述的实施方式进行各种修改和变动而不偏离要求保护的主题的精神和范围。因此,本说明书旨在涵盖本文所述的各个实施方式的修改和变化形式,条件是这些修改和变化形式落入所附权利要求及其等同内容的范围之内。

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