玻璃带的球边部分的热控制的制作方法
【专利说明】玻璃带的球边部分的热控制
[0001] 本申请要求2012年11月26日提交的美国申请第61/729805号的优先权，其全文 通过引用结合于此。
[0002] 本文所述的任何出版物或专利文献的全文内容通过参考结合于本文。
[0003] 背景
[0004] 本发明总体涉及恪合拉制法中玻璃带（ribbon)或层压玻璃带的球边（bead)部分 的热控制。
[0005] 概述
[0006] 本发明提供用于熔合拉制法中玻璃带或层压玻璃带的球边（bead)部分的热控制 的设备和方法。球边部分的热控制可提供具有优异应力性质的玻璃板或层压玻璃板产品。
【附图说明】
[0007] 在本发明的实施方式中：
[0008] 图1显示沿着玻璃流入或流出页面平面的方向观察到的层压熔合带（100)的球边 带厚度或横截面分布。
[0009] 图2显示示例性来自层压熔合法的与拉制方向横切方向（ATD)上的带厚度分布。
[0010] 图3显示在各种下拉制（DTD)位置的示例性与拉制方向横切方向上的（ATD)带温 度分布。
[0011] 图4A和4B分别显示两个用于批露的球边热调节设备的替代构造。
[0012] 图5A和5B显示两个用于批露的球边热调节设备的替代构造。
[0013] 图6显示批露的球边热调节设备的另一替代构造。
[0014] 图7显示批露的球边热调节设备的另一替代构造。
[0015] 图8显示如图1所示的一部分的玻璃带的横截面，显示具有流体来源的构造，该流 体来源包括在外部球边（120)处导向的一对相对的冷却或加热喷嘴。
[0016] 图9显示如图1所示的一部分的玻璃带的横截面，显示具有流体来源（405)的构 造，该流体来源包括在外部球边（120)处锐角地导向的一对冷却或加热喷嘴（410)。
[0017] 图10显示用于附加地或可选地热调节任选的较薄的凹槽区域（115)的另一示例 构造，但对附近的较厚的内部球边（110)和外部球边（120)区域影响极小。
[0018] 图11显示线性熔合拉制机（1110)中的示例进口（1111，1112)。
[0019] 图12是一部分的层压熔合拉制玻璃制造设备和下拉区域的示意图。
[0020] 图13是显示用拉制法形成的代表性玻璃带和相关的区域的示意图。
[0021] 详细描述
[0022] 下面将参考附图（如果有）详细描述本发明的各种实施方式。对各种实施方式的 参考不限制本发明的范围，本发明范围仅受所附权利要求书的范围的限制。此外，在本说明 书中列出的任何实施例都不是限制性的，且仅列出要求保护的本发明的诸多可能的实施方 式中的一些实施方式。
[0023] 定义
[0024] 在实施方式中，"流体"指例如如液体或气体的物质，其趋于流动或匹配其来源容 器或递送设备的轮廓，直到被排出到玻璃带工件。在实施方式中，〃流体〃还可指例如光或 热量的辐射或来源，例如当适当地导向和排出这种流体时辐射加热器可为玻璃带工件提供 选择性的照明或加热。
[0025] 用来描述本发明各种实施方式的修饰例如组合物中成分的量、浓度、体积、过程温 度、过程时间、产量、流速、压力等数值及它们的范围的"约"指数量的变化，可发生在例如： 制备制品、组合物、复合物、浓缩物或应用制剂的典型测定和处理步骤中；这些步骤中的无 意误差；制造、来源或用来实施所述方法的原料或成分的纯度方面的差异中；以及类似考 虑因素中。
[0026] 实施方式中"主要由……组成"是指例如本发明的方法、组合物、制品、装置或设 备，可包括权利要求中列出的组分或步骤，以及对本发明的组合物、制品、设备或制备和使 用方法的基本性质和新颖性不造成实质性影响的其他组分或步骤，如所选的特定反应物、 添加剂、成分、试剂、条件，或者类似结构、材料或工艺变量。实质影响本发明的组分或步骤 的基本性质的或者可能给本发明带来不利特征的项目包括例如在玻璃带的球边凹槽区域 中没有或非常低的温度控制，以及类似的相反性质或步骤。
[0027] 除非另外说明，否则，本文所用的不定冠词"一个"或"一种"及其相应的定冠词 "该"表示至少一（个/种），或者一（个/种）或多（个/种）。
[0028] 可采用本领域普通技术人员熟知的缩写（例如，表示小时的"h"或"hr"，表示克的 "g"或"gm"，表示室温的"rt"，以及类似缩写）。
[0029] 组分、成分、添加剂和类似方面的公开的具体和优选数值及其范围仅用于说明，它 们不排除其它定义数值或定义范围内的其它数值。本发明的制剂、组合物、装置、设备和方 法可包括本文所述的任何数值或数值的任何组合、具体数值、更具体的数值和优选数值。
[0030] 层压熔合拉制机（LFDM)中玻璃带的与拉制方向横切方向上的厚度分布通常是不 均匀的。玻璃的球边（边缘）包含例如交替的可比高质量区更厚、更薄（至少局部的）和 随后更厚的区域，该高质量区即玻璃带或所得切割玻璃板或玻璃乳制产品的中部或中央 区域。这导致球边区域中的温度分布包含局部最大值和最小值。对于大多数的带长度，与 带的中央相比球边的厚部分是较热的。带边缘中较高的温度和伴随的热梯度可在带和最终 玻璃制品中导致不利地应力和形状。具体控制带边缘区域中的玻璃温度的能力，允许更好 地控制玻璃或层压玻璃带（即，连续拉制材料）、玻璃卷或玻璃板（即，带的单个切割或分 离的部分）的应力和形状。球边区域中的热调节可包括例如冷却、加热或两者的组合。
[0031] 此外，对于层压熔合的具体情况，玻璃的芯体和包覆组分之间的高Δ热膨胀系 数（CTE)可在带生长时于包覆球边之下的芯体玻璃中形成显著的拉伸应力。这些拉伸应 力与暂时的和残留的应力相互作用（因为它们可出现在相同平面），可进而导致不稳定， 且在板形成或分离时可为特别危险，潜在地导致断裂（即辊筒下面的轻度破碎）和界限 (rubicons)(即包括不受控的断裂或碎片形成的更严重的破碎）。
[0032] 在层压熔合拉制机（LFDM)或熔合拉制机（FDM)内侧的玻璃带的与拉制方向横切 方向上的温度分布可通过使用传热方法来成形，例如电阻线圈和冷却卡销（bayonet)。温度 分布的主要目标是管理高质量区朝向带的中央，参见例如2012年11月16日提交的共同 拥有和转让的共同待审的美国专利申请号13/679, 263 (SP12-305)。但是，这些传热方法不 用于改变熔合板拉制法中的球边温度。在拉制底部（BOD)区域，允许玻璃带自然冷却，主要 通过自由地对流和辐射。
[0033] 共同拥有和转让的US 8, 037, 716提及一种控制玻璃带的边缘区域的温度的方 法，该玻璃带在带各侧的最边缘处包括较厚的单一球边。提及冷却作为对照方法。该'716 专利没有提及使用具有不匹配的CTE的不类似的玻璃的层压熔合。没有提及双球边，或使 用主动加热，或主动加热和冷却组合作为带边缘热控制方法。
[0034] 已知在制造其它类型的玻璃中使用冷却的其它设备。例如，US2006/0015619 提及为冷却用于应力控制的载体玻璃的边缘的制造的边缘专门设计的冷却环组件。US 2005/0166639提及用于边缘冷却一对成形玻璃板同时支撑在轮廓模具上以增加边缘压缩 的设备。US 2005/0166639申请还提及汽车玻璃制造，其中冷却通过空气或其它气体来实 现。WO 2006/083902提及使用冷空气的周界淬冷来强化窗户玻璃的边缘。US 4, 375, 370 还提及在制造平坦的玻璃中应用边缘-冷却来减少牵拉辊之间的"扇形化（scalloping) "。 在制造 CRT玻璃中已提及周界冷却，例如，US 2005/0122025其中使用这种冷却来增加强 度。
[0035] WO 2007/037871和US 2007/0062219提及使用边缘加热来减少制造的平坦的玻 璃板的边缘中的S-翘曲的程度。所述方法同时包括熔合法和浮法，其中边缘辊筒导致接近 玻璃转变温度范围（GTTR)地局部冷却球边，进而导致最终玻璃板的S-翘曲。这两篇发明 没有覆盖带形状控制或球边冷却。WO 2008/036227提及通过操控熔合拉制法中凝固区温度 分布用于控制平坦的玻璃板中扭曲的步骤。凝固区是带从粘性区转变成弹性区的区域。本 发明提供用于控制熔合拉制机中带扭曲的优异方法，尤其是特别考虑层压熔合拉制中的 带扭曲。
[0036] 本发明提供用于热控制层压玻璃带的球边部分的方法。所述方法可改变层压熔合 拉制机中带的靠近边缘的玻璃的较厚