用于制造具有不同宽度的玻璃带的方法和装置的制造方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本申请要求根据35U.S.C.§ 119于2012年11月29日提交的美国临时申请序列号61/731164的优先权，其内容以引用形式全部参考并结合入本文中。
[0002]本说明书涉及一种用于由玻璃幅材制备具有不同宽度的玻璃带的方法及装置。
[0003]超薄玻璃幅材的连续处理，例如测量为小于约0.3mm的玻璃幅材，是一个相对新的领域且出现诸多制造挑战。用于生产这类幅材的传统工艺包括采用辊对辊技术，在该技术中，在供应辊和收卷辊之间的连续传输机构中传送玻璃幅材。为了生产最终产品，例如用于平板显示器或其它产品的玻璃，必须切割该玻璃幅材至合适尺寸的宽度和长度。然而，用于切割该玻璃幅材的传统方法并未提供在连续传输系统中随意切割宽度的能力。
[0004]据此，在该领域存在对用于从玻璃幅材制备具有不同宽度的玻璃带的新的方法和装置的需要。
发明概述
[0005]本说明书涉及在连续传输过程中分离超薄玻璃幅材至多个幅材(或带)宽度。可以采用激光切割技术，在传输过程中割开该玻璃幅材，从而去除幅材熔凝珠缘(即，位于玻璃幅材周边边缘处的珠缘)。事实上，递送给客户的最终件部分通常必须呈现出具有最小边缘缺陷和/或边缘角缺陷的极佳无颗粒边缘。在移除这些珠缘后，剩余的玻璃幅材仍然非常宽，远比递送给客户的最终件部分的宽度宽。此外，客户通常要求不同的带宽度，且因此，需要再次切割玻璃幅材至更窄的宽度。
[0006]具有挑战性的是同时达成多个所需特征，包括:(i)在该过程中的高玻璃利用率；
(ii)连续传输过程的高效使用(即，消除多次传递)，及(iii)生产多种带宽度的能力。事实上，虽然满足上述特征将导致生产成本的有效降低及市场占有率的相应增加，但是在传统体系中，获得这些特征所需的技术在实践中无法使用。
[0007]依据本文的一个或多个实施方案，开发出新的方法和装置，其可以使用非对称分离技术，在连续传输过程中同时切割至少两个不同宽度的玻璃带。应注意，将该玻璃幅材分离至具有不对称宽度的两个带，将引起潜在的应力和应变改变，这是由于在靠近切割组件(例如靠近激光)的区域中的不均匀载荷和/或微动作(例如振动)。然而，由于玻璃幅材的高模量、切口敏感度和脆性特性，其需要在邻近分离部位(切割尖端)具有非常一致且对称的应力场和应变场，以便在切割后呈现出合适的边缘特征(最小的强度降低缺陷)。由此，为了分离该玻璃幅材至多个不均等宽度的带，该连续传输和支撑系统必须在激光分离区域提供一致且对称的应力场和应变场。依据本文一个或多个实施方案，在每个带中仔细且独立地控制张紧，以便获得一致且对称的应力和应变场。该方法导致极佳的无颗粒边缘，其最小化了边缘和/或边缘角缺陷。
[0008]本文的一个或多个实施方案的优点及益处包括以下任一:减弱了在传送和切割过程中玻璃幅材的振动；减弱了在切割区域中产生的横向张力；在最小化边缘和/或边缘角缺陷的同时获得了极佳的无缺陷边缘质量；可满足可变的用户质量和尺寸调整需求。
[0009]依据一个或多个实施方案，方法及装置提供:获得玻璃幅材，该玻璃幅材具有长度及垂直于长度的宽度；在传输方向上沿着该玻璃幅材的长度从源连续移动该玻璃幅材至目的地；及当该玻璃幅材从源至目的地移动时，在切割区域切割该玻璃幅材为至少第一玻璃带和第二玻璃带，该第一玻璃带具有第一宽度且该第二玻璃带具有第二宽度，其中该第一宽度和第二宽度不相等。
[0010]该方法和装置可进一步提供:施加第一力以使该第一玻璃带处于第一张力下；且施加第二力使得该第二玻璃带处于第二张力下，其中该第一力和第二力不相等。例如，该第一力与该第一宽度的比率约等于该第二力与该第二宽度的比率。该方法和装置可以进一步提供:独立改变该第一力和该第二力，使得在切割区域中作用于该第一带和第二带的应力和应变是对称的。
[0011]附加地或者可选地，该方法和装置可以进一步提供:监测该第一张力和该第二张力；确定该第一张力和第二张力是否在各自规定的界限内；及基于该确定，改变该第一力和第二力中的至少一个，以保证该第一张力和第二张力在各自规定的界限内。
[0012]该方法和装置可以进一步提供:在该切割区域切割该玻璃幅材包括:采用光学传递装置加热该玻璃幅材的延伸区域，随后冷却玻璃幅材的该加热部分以在传输方向上传播裂痕，从而产生第一带和第二带。
[0013]该方法和装置可进一步提供:在该切割区域弯曲该玻璃幅材，其中这类弯曲是凸出或凹陷的一种。
[0014]根据本文所描述的结合附图，其它方面、特征及优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。
【附图说明】
[0015]出于说明的目的，在附图中现实的形式是目前优选的，然而，应当理解，本文所公开和描述的实施方案不限于图示的精确布置和装置。
[0016]图1是用于切割玻璃幅材成至少两个玻璃带的装置的顶视图，其中每个带各自的宽度实质不相等；
[0017]图2是侧面的正视图，其显示了该装置100的进一步的细节。
[0018]图3A和3B是各个张力调节器的示意图，前者是浮动辊的示意图，后者是真空箱的示意图。
[0019]图4是切割机构离子的示意图，其中光学传递装置，和冷却流体源操作以传播玻璃幅材中的裂痕，以生产至少两条玻璃带；及
[0020]图5A和5B显示了在切割区域中处理玻璃幅材以获得改进特征的替代技术的侧视截面图。
优选实施方案的详细说明
[0021]参照附图，其中相似的数字表示类似组件，图1显示了用于切割玻璃幅材102 (沿着图示虚线)成至少两个玻璃带103A、103B的装置100的顶视图，其中每个带各自的宽度实质不相等。图2是侧面的正视图，其显示了该装置100的进一步的细节。总体而言，运行该装置100以获得该玻璃幅材103，并且从该源102至沿着该玻璃幅材103的传输方向上的目的区域连续移动该玻璃幅材103 (沿图示箭头)。在该玻璃幅材103自源102至目的区域的传输过程中，在切割区域147切割该玻璃幅材成至少第一玻璃带103A和第二玻璃带103B。该玻璃幅材103具有长度(在传输方向上)和垂直于长度的宽度，且第一玻璃带103A和第二玻璃带103B各自的宽度显然限制在该玻璃幅材103的整体宽度以内。又应注意，第一玻璃带103A和第二玻璃带103B的宽度不相等。
[0022]由于该玻璃幅材103通常远宽于用户的规格所需的宽度，且许多客户可能需要不同宽度的材料，所以，该装置100可操作以适应切割玻璃带103A、103B成这些不同的宽度。进一步，可批次调节该玻璃带103A、103B的具体宽度，从而采用相同的基础装置100为不同客户生产材料。如本文中将进一步披露的，由此，该装置100能够同时实现多种所需特征，包括:(i)在该过程中的高玻璃利用率；(ii)连续传输装置100的高效使用(即，消除多次传递)，及(iii)带宽度的可变性。
[0023]可由宽范围的源，例如下拉玻璃成型装置(图中未示出)提供该玻璃幅材103，在该下拉玻璃成型装置中，具有成型楔的凹槽允许熔融玻璃溢出该凹槽且流下该成型楔的相对两侧，其中在自成型楔拉离时，两分别的流随后融合在一起。该熔合下拉方法生产玻璃幅材103，该玻璃幅材103可引入至该用于切割的装置100的传输机构中。
[0024]注意，该玻璃幅材103通常将包括一对相对边缘部分201、203及跨越在相对边缘部分201、203之间的中央部分205。由于下拉熔合工艺，该玻璃带的边缘部分201、203可具有对应珠缘，该珠缘的厚度通常大于该玻璃幅材103的中央部分205的厚度。采用本文所述的切割技术或其它更多的传统方法可以移除该珠缘。
[0025]另外或者可选地，玻璃幅材103的源可以包括卷绕线轴102，例如在该熔合下拉方法之后，该玻璃幅材103首先卷绕在该线轴102上。通常，该卷绕线轴124将具有相对大的直径，以表现出相对低的弯曲应力，从而适应玻璃幅材103的特征。一旦卷绕，该玻璃幅材103可以自卷绕线轴102解绕并引入装置100的传输机构。
[0026]该装置的目的区域可包括任何用于聚集各玻璃带103A、103B的合适机构。在图2所示实施例中，该目的区域包括第一线轴104A和第二线轴104B，每个线轴接收并卷绕玻璃带103A、103B中的一个。此外，该线轴104A、104B应具有相对大的直径，以表现出合适的弯曲半径，从而适应各玻璃带103A、103B的特征。
[0027]该装置100包括传输机构，该传输机构具有多个独立组件，该组件配合以在传输方向上、自源102至目的线轴104连续移动该玻璃幅材103。可以在不损失边缘部分201、203、自该切割操作所生产的边缘、或该玻璃幅材103的中央部分205的任一(原始)侧部的所需特性的情况下，