[发明专利]用于冷却玻璃带边缘的方法和设备

说明书

本公开提供了用于生产玻璃板的设备和方法。所述设备可包含一个或更多个用于对玻璃带的至少一个边缘区域进行冷却的边缘冷却装置。边缘冷却装置可包含至少一个用于将冷气流输送至玻璃带边缘区域的第一管道和通气孔，以及至少一个用于将气体从所述玻璃带边缘区域拽离的第二管道。用于生产玻璃板的方法可包括将至少一个玻璃带边缘区域引入所公开的边缘冷却装置中。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年6月14日提交的系列号为62/349788的美国临时申请的优先权，本文以该申请的内容为基础，该申请的全部内容通过引用纳入本文。

本公开的领域

本公开总体上涉及用于形成玻璃板的方法，更具体而言，涉及用于在诸如熔合拉制机器这样的玻璃制造设备中对玻璃带的边缘区域进行冷却的方法和设备。

背景

高性能显示装置，例如液晶显示器(LCD)和等离子体显示器被广泛用于各种电子产品中，例如手机、笔记本电脑、电子平板电脑、电视和计算机显示器。当前市场上的显示装置可采用例如一个或多个高精度玻璃板作为一些应用例如电路组件的基板、或者作为滤色器。制造这种高品质玻璃基材的尖端技术是由康宁有限公司(Corning Incorporated)开发的熔合拉制法，其在3338696号和3682609号美国专利中有所描述，上述文献通过引用全文纳入本文。

熔合拉制法通常使用包含成形体的熔合拉制机器(FDM)。成形体可包含槽和具有楔形截面和两个向下倾斜而在根部汇合的主侧面(或成形表面)的下部。在运行过程中，槽中填充有熔融玻璃，允许熔融玻璃流过槽的侧面(或堰)且作为两条分离的玻璃物流沿着两个成形表面向下流动，最终在根部汇聚，且在根部熔合在一起而形成单一的玻璃带。因而，玻璃带可具有两个尚未暴露于成形体表面的完好外表面。然后，玻璃带可被向下拉制并冷却，以形成具有所需厚度和完好表面品质的玻璃板。

然而，熔合拉制法可具有各种与接收处理的玻璃的材料性质相关的限制。例如，当处于熔融状态的玻璃组合物在较低温度下暴露很长时间时，可能会开始形成不希望的晶相。这种晶相开始形成时的温度和粘度分别被称为液相线温度和液相线粘度。熔融玻璃的温度通常会随其沿着成形表面移动至根部而降低。因此，可希望使根部温度保持高于液相线温度，以防止晶体生长。

典型的FDM可在足以生产液相线粘度大于约100000泊(例如大于约130000泊)的熔融玻璃的温度下运行。然而，当在这种条件下处理液相线粘度小于约100000泊的玻璃组合物时，可能会在成形体上，例如朝向成形体的每一个端部或在边缘流动引导装置(本文中称为“边缘引导件”)上发生熔融玻璃的失透，所述边缘流动引导装置可接附于成形体的每一个端部，以引导玻璃流。失透可导致在玻璃带中，例如在珠形突起部分中产生结晶颗粒，并且/或者可降低工艺稳定性和/或产品品质。结果是，可能难以使用标准的FDM设备和方法由低液相线温度(LLT)玻璃组合物制造高品质的玻璃板。

在根部水平和/或边缘引导件(如果这种装置接附于成形体的至少一个端部)处具有较低玻璃粘度的条件下运行FDM是可能的，但是玻璃板的尺寸和/或品质可能会劣化。例如，所得到的玻璃板可能会具有减小的宽度，并且/或者板材可能在其平坦度和/或沿其宽度方向上的厚度方面不均匀，造成其不适用于显示器应用。板材宽度的损失可体现在带材边缘处累积的物质(称为“珠形突起”)，其可能会在离开FDM的粘性玻璃带在成形体根部下方变薄时形成。带材的薄化会随着成形体端部或边缘引导件端部处玻璃粘度的减小和/或随着流速和/或拉拽速度的增加而加重。所得到的珠形突起可在玻璃带中引起热梯度(例如因为较高的珠形突起与中心厚度之比)，还可导致玻璃带的形变和/或残余应力。珠形突起还可限制进一步处理阶段(例如运输和/或悬吊阶段)中玻璃带的弯曲曲率，这会进一步引发弯曲应力。

对高性能显示器的消费需求以及对尺寸和图像品质的日益增长的要求驱使对于用于生产高品质、高精度的玻璃板的改善的制造方法的需求。因此，将会有益的是，提供用于形成玻璃带和板的方法和设备，其能够将带材的薄化降至最小，并且减少例如由失透和/或应力所导致的玻璃缺陷。