台湾专利TW201323362A 特性化玻璃片之設備及方法

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专利摘要:
本發明揭示一種在可撓性脆性材料帶(諸如薄玻璃帶)之連續處理中用於連續邊緣分離之設備及方法，其中初始缺陷或刻痕形成於帶中。初始缺陷轉化為貫穿帶處理而連續擴展之裂紋。破裂本身不導致材料損失。破裂後，沿與內部品質區域不同之路徑為經切割側邊選擇路徑以避免品質區域與邊緣部分之間的接觸損傷。可提供品質區域以用於進一步處理或可儲存品質區域。可撓性脆性帶可來自於熱形成裝置或來自於一卷(軸)基板。
公开号:TW201323362A
申请号:TW101141835
申请日:2012-11-09
公开日:2013-06-16
发明作者:Dale Charles Marshall；Gary Edward Merz；Christopher Michael Rhoads
申请人:Corning Inc；
IPC主号:C03B33-00

专利说明:
特性化玻璃片之設備及方法【相關申請案之交叉引用】
本申請案根據專利法主張2011年11月18日申請之美國臨時申請案第61/561,484號之優先權權益，本申請案依賴於該案之內容且該案之內容全文以引用之方式併入本文中。
本揭示案大體上係關於可撓性脆性基板之修整，且更詳言之，係關於修整可撓性脆性基板之邊緣以用於連續或捲軸式製程。
可撓性脆性基板(諸如用於製造顯示器裝置之基板)通常以片形式處理。此種處理可包括(例如)：將薄膜電子裝置放置於基板上。由於必須個別地輸送、固定、處理及移除片，故片形式加工使處理變慢。雖然以帶形式連續處理可撓性脆性基板有可能加速製造，但以帶形式連續處理引起新問題。舉例而言，當帶破損時，通常關閉處理機械、清除掉碎屑並用帶手動重新穿裝，從而導致寶貴時間及原料之損失。進一步地，可撓性脆性基板之發生破損之前邊緣不可能處於在破損後立即重新穿裝之狀態且將需要進一步精整。
薄玻璃帶之連續處理為相對新之領域。舉例而言，玻璃帶可具有在自約50微米至約200微米之範圍中之厚度。在其它實施例中，厚度在約50微米至約300微米之範圍中。在平板顯示器、矽晶圓及其它脆性材料之典型製程中，通常以片形式加工產品。薄玻璃基板之益處在於：由薄帶提供之可撓性允許薄玻璃基板用於使用材料卷之製程中。儘管薄可撓性帶產品之製程係連續的，但必需以離散形式(通常在線軸上)輸送該等產品。連續製造線之一個良好特徵為撕裂帶或網以處理邊緣異常之能力。本文所述之實施例允許主體內形成用於上緊螺紋之切口以及允許將脆性材料帶之品質部分轉移至下游處理。
因此，揭示一種用於修整移動玻璃帶之設備，該移動玻璃帶包含品質部分及鄰近該品質部分之邊緣部分，該設備包含用於支撐移動玻璃帶之支撐體，該支撐體包含界定用於排放氣體之複數個孔口之上表面。所排放之氣體在支撐體之上表面與玻璃帶之間產生氣體層，該氣體層支撐玻璃帶於上表面上方或使玻璃帶漂浮於上表面上方，藉此防止上表面與玻璃帶之間的接觸。支撐體可包含弓形上表面，或在一些實施例中，上表面之僅一部分可為弓形。
設備可進一步包含切割裝置，該切割裝置經配置以分離邊緣部分與移動玻璃帶之品質部分，該品質部分在分離後沿第一路徑行進。例如，第一路徑可通向進一步處理步驟。切割裝置可包含第一刻痕裝置，雷射及流體噴嘴，該流體噴嘴經配置以排放冷卻流體。例如，第一刻痕裝置可包含輥，該輥包括放置於該輥之表面上之研磨材料。較佳地，研磨材料按照彎曲(例如，螺旋)線放置於輥之表面上。然而，在一些實施例中，研磨材料可以其它配置(諸如，按照平行於輥之旋轉軸之線)放置於輥之表面上。
設備可進一步具有旁路設備，該旁路設備經配置以沿不同於第一路徑之第二路徑引導已與品質部分分離之邊緣部分，該邊緣部分保持連接至移動玻璃帶。換言之，在藉由切割裝置與品質部分分離後，邊緣部分包含自玻璃帶之品質部分移除之自由端，而邊緣部分之另一相對端保持附接至玻璃帶。經分離之邊緣部分與品質部分之間的相對移動可引起邊緣部分之新近形成邊緣與品質部分之新近形成邊緣之間的接觸。此接觸可損傷品質部分之邊緣。因此，玻璃帶之自由端遵循自品質部分之單獨路徑，該自由端自該品質部分分離，且可丟棄該自由端或收集該自由端以在將來用作玻璃屑。不管玻璃帶在垂直於玻璃帶之主表面之方向上的薄度，玻璃帶在寬度方向上(垂直於玻璃帶之縱軸)之「厚度」與寬度相同(10 cm寬的玻璃帶具有10 cm之邊對邊厚度)，此情況使得難以在不使帶斷裂之情況下(若可能)面內彎曲帶或帶之部分。然而，帶之薄度(厚度或玻璃帶之主表面之間的垂直距離)允許玻璃帶或玻璃帶之部分在玻璃帶平面外以一方向相對容易地折曲或彎曲。因此，邊緣部分採用之第二路徑較佳地為自平面取出邊緣部分之路徑，該平面由品質部分表示。作為實例，若品質部分遵循之第一路徑處於水平方向上，則沿包括品質部分之平面以上或以下之方向的路徑重導向邊緣部分(向上或向下導向邊緣部分，其中向上或向下第二路徑較佳地為弓形路徑，該弓形路徑具有不足以引起邊緣部分斷裂之彎曲半徑)。
設備可進一步包括：橫貫刻痕裝置，該橫貫刻痕裝置經佈置以在品質部分沿第一路徑行進時，沿一方向在品質部分中形成橫貫刻痕，該方向垂直於品質部分之行進方向；及破裂設備，該破裂設備經配置以穿過刻痕產生抗張應力。在將邊緣部分與玻璃帶之品質部分分離且沿著與品質部分之第一路徑分離之第二路徑導向邊緣部分後，穿過品質部分之寬度之至少一部分產生刻痕。在一個實施例中，橫貫刻痕裝置包含擺臂、耦接至擺臂之第一端之馬達及耦接至擺臂之第二端之刻痕元件，且其中當致動馬達時，擺臂移動刻痕元件穿過垂直於行進方向之圓弧。刻痕元件接觸處於或接近圓弧之上死點之玻璃帶且產生橫貫刻痕。
為向移動品質部分提供相對平滑、垂直之前自由端，設備亦較佳地包括破裂設備，該破裂設備用於延伸橫貫刻痕及移除品質部分之前端。例如，破裂設備可包含複數個彎曲輥，該複數個彎曲輥中之每一彎曲輥具有縱向旋轉軸，且其中該等縱向旋轉軸中之每一縱向旋轉軸與其它彎曲輥之縱向旋轉軸平行且與品質部分之行進方向垂直。彎曲輥之縱向旋轉軸較佳地與橫貫刻痕平行。
設備可進一步包含用於支撐沿第一路徑之品質部分之平台，該平台相對於移動玻璃帶(例如，品質部分)之行進方向定位在支撐體之下游且包含複數個孔口，該複數個孔口用於排放支撐玻璃帶之氣體。平台可能為可移動的。舉例而言，平台可能在上行方向或下行方向上、在橫向方向、側向方向或以上兩個方向上為可移動的，以使得可自干擾玻璃帶之移動或設置之位置清除平台。
設備可進一步具有膠封設備，該膠封設備用於將膠帶施用於品質部分之邊緣。在分離邊緣部分後，膠帶可經翻轉或按壓至品質部分之部分，以使得為品質部分之新近形成邊緣提供機械保護。膠帶亦可提供加工表面以用於進一步加工品質部分，且膠帶可提供對線軸上之品質部分的捲繞而在品質部分捲繞於線軸上時無品質部分之經曝露玻璃表面之間的直接接觸。
在另一實施例中，描述一種用於修整移動玻璃帶之方法，該移動玻璃帶包含品質部分及邊緣部分，該方法包含以下步驟：供應移動玻璃帶至修整設備，該移動玻璃帶沿第一路徑移動穿過修整設備；將移動玻璃帶支撐於支持體上，該支撐體具有界定排出氣體之複數個孔口之上表面，該氣體使玻璃帶漂浮於上表面上方。上表面較佳地包含弓形部分。在一些情況下，移動玻璃帶可自玻璃形成設備供應。玻璃形成設備可為熔化拉伸設備、狹槽式拉伸設備或重拉伸設備。在其它實施例中，玻璃帶可自供應線軸供應。
一旦藉由支撐體支撐玻璃帶，則在移動玻璃帶中形成裂紋，該裂紋在與移動玻璃帶之行進方向相反之方向上擴展穿過移動玻璃帶之厚度，以分離邊緣部分與移動玻璃帶。裂紋與移動玻璃帶之邊緣間隔一預定距離。舉例而言，裂紋可與玻璃帶之最近邊緣間隔至少約2 cm。然而，裂紋可與最近邊緣間隔之距離取決於以下因素：諸如，玻璃帶之寬度及邊緣部分所含之捲邊之大小。當裂紋沿玻璃帶長度擴展時，邊緣部分則沿不同於第一路徑之第二路徑改向，且其中當邊緣部分改向時，邊緣部分保持附接至玻璃帶。較佳地，邊緣部分在邊緣部分之實質上整個長度內不鄰近玻璃帶之中心品質部分。
形成裂紋之步驟可包含以下步驟：形成與邊緣間隔開之刻痕；使刻痕與雷射束相交以加熱玻璃帶之區域；用冷卻流體接觸玻璃區域之經加熱區域，該冷卻流體導致裂紋擴展，且其中該擴展裂紋不與玻璃帶之前邊緣相交。
方法可進一步包含以下步驟：藉由使玻璃帶斷裂來移除前邊緣，其中裂痕與擴展裂紋相交，藉此自玻璃帶釋放邊緣部分之部分。
方法可進一步包含以下步驟：在玻璃帶中形成橫貫刻痕，該橫貫刻痕與移動玻璃帶之行進方向垂直。
方法可進一步包含以下步驟：彎曲玻璃帶以使橫貫刻痕延伸穿過移動玻璃帶之厚度。
在一些實施例中，方法可包括以下步驟：將邊緣膠帶施用於玻璃帶之品質部分。
將在以下具體實施方式中闡述額外的特徵及優點，且該等特徵及優點將部分地易於由熟習此項技術之人士根據描述顯而易見，或通過實踐如在書面描述及該書面描述之申請專利範圍以及附加圖式中所描述之實施例而瞭解。
應瞭解，前述總體描述及以下具體實施方式兩者僅為示例性的，且意在提供用以瞭解申請專利範圍之性質及特性的綜述或框架。
包括附隨圖式以提供進一步瞭解，且附隨圖式被併入本說明書中且構成本說明書之一部分。圖式說明一或多個實施例並與描述一起用以解釋各種實施例之原則及操作。
在以下詳細描述中，為解釋之目的且不加以限制，闡述揭示特定細則之示例性實施例以提供對本發明之透徹瞭解。然而，受益於本揭示案之一般技藝者將顯而易見，可在背離本文所揭示之特定細則之其它實施例中實踐本發明。此外，可省略熟知裝置、方法及材料之描述以免模糊本發明之描述。最終，在任何適用之處，相同元件符號代表相同元件。
脆性材料由於性質而不能吸收大量能量而沒有損傷且尤其沒有裂痕。然而，若脆性材料足夠薄且彎曲半徑足夠大，則可軋製脆性材料之薄網或帶，此舉提供在所謂捲軸式製程中處理帶之機會。在典型捲軸式製程中，可能未捲繞一個輥(源輥)上之材料，視情況地使該材料穿過適當處理裝備，接著將該材料重捲繞於捲繞輥上。事實上，可將捲軸式概念擴展至材料自身之製程，其中生產設備在連續製程中產生材料帶，且將所得帶捲繞至接收輥上，該接收輥成為用於後續製程之源輥。或者，可介於帶生產輥與接收輥或捲繞輥之間進一步處理帶。為進一步論述之目的，該後一概念將被稱為製造至軋製製程，且更一般言之，包含將薄脆性網或帶軸繞至輥上之製程將被稱為軋製製程。
一種尤其感興趣之脆性材料為玻璃，諸如，適合用於顯示器裝置或其它電子裝置中之玻璃。上文描述之該等軋製製程可顯著提高玻璃基板用於(諸如)可撓性顯示器之技術及經濟優點。舉例而言，玻璃基板為密封的且玻璃基板可為敏感電子及/或光子裝置(例如，有機發光二極體)提供保護而不需要在基板上放置障壁層，該等敏感電子及/或光子裝置易受曝露於氧氣及濕氣引起之損傷的影響。因此，以帶形式處理玻璃基板之能力為逐段處理之有吸引力替代者，在該逐段處理中，一次加工一個個別玻璃片。然而，脆性材料(諸如玻璃)之帶之處理係複雜的，不僅在於材料之脆性性質而且在於初始製造製程之人工因素。
高品質之薄玻璃帶可藉由若干方法產生。舉例而言，在熔化製程中，將熔融玻璃形成材料供應至形成主體中之開放溝槽。熔融玻璃形成材料溢出溝槽且流經形成主體之會聚外部形成表面作為單獨流。該等單獨流重聚合於形成主體之基座處，在該基座處，形成表面會聚以形成自形成主體之底部下行之帶。隨著帶下行，離開形成主體之流及表面張力效應尤其起作用以使帶變窄，從而產生稱為捲邊之增厚邊緣。其它製程包括狹槽拉伸製程及重拉伸製程，在狹槽拉伸製程中，自在形成容器之底部處的狹槽拉伸熔融玻璃形成材料，在重拉伸製程中，將相對厚之玻璃板重加熱至材料之軟化溫度。在重拉伸製程中，熔化之材料自原始玻璃板脫離且隨著自該板向下流動而薄化。雖然前述示例性製程說明產生薄玻璃帶之不同方法，但該等示例性製程共同地具有產生增厚區域或捲邊之黏性材料流之拉伸。最後，必須移除該等捲邊以促進該等捲邊之軋製處理，或適應下游處理或最終產品設計。
軋製處理脆性材料(諸如，玻璃帶)之另一挑戰為玻璃帶破裂時導致之中斷。換言之，當帶移動時，帶之裂痕可能導致需要停止製程。舉例而言，可能需要用新線軸置換捲繞線軸，且在最低限度上，可能需要將帶重穿裝穿過執行處理之設備。此外，在重新開始製程前，不可預測之破裂路徑很可能導致不規則(但不為鋸齒狀)之自由端，該自由端更合意地經「平直化」。因此，精整自由端可能係必要的。在此另一挑戰及前述挑戰如此的情況下，隨著製程進行，需要執行以下功能：諸如，修整捲邊及/或精整內嵌玻璃帶之自由端。
不同於處理非脆性材料網或帶(諸如，塑膠薄膜)(在該處理中，當材料在刀片下行進時，可藉由簡單地開始材料之撕裂來發起材料移除)，發起對脆性材料(諸如玻璃)之帶之捲邊移除造成罕見之困難。儘管捲邊移除最易於自帶之經曝露邊緣(諸如，自帶之自由端或前端)發起，但此舉並非總是可能的。舉例而言，在帶在行進時掉落(製程內故障)的情況下，帶之前端將可能需要精整及重穿裝。且，當在沿帶之任何點處在主體內(遠離邊緣)引發用於捲邊移除之裂縫時，此舉使帶及經移除捲邊附接至切割製程之下游。可能橫貫切割捲邊區域且將新前邊緣改向至碎玻璃滑槽中進行處理，但切割增厚捲邊之力可能影響製程中之裂縫上游之品質。因此，需要橫貫切割玻璃帶之薄品質區域及在改向捲邊時將此前邊緣向前輸送至製程之下一步驟。因此，本文呈現可發起玻璃帶之主體內切割之方法及設備。儘管以可撓性玻璃帶之背景書寫本描述，但應理解，該等方法及設備可應用於其它可撓性脆性材料且該等材料包括在術語可撓性玻璃帶中。
如本文中所使用，術語「邊緣」將代表玻璃帶上沿帶長度之最遠橫向位置，然而「邊緣部分」將代表沿玻璃帶長度之玻璃材料之縱向條。邊緣部分包括以上提及之捲邊。因此，玻璃帶包含沿玻璃帶長度延伸之兩個邊緣部分，每一邊緣部分具有小於玻璃帶寬度之一半之預定寬度，以使得邊緣部分限制玻璃帶被稱為品質部分之內部或中心區域。可能向購買者提供玻璃帶之品質部分且應保護該品質部分免於損傷性接觸。
參閱第1圖，圖示用於自薄可撓性玻璃帶12傳送及移除邊緣部分之設備10。設備10包含第一驅動設備14、支撐體16、旁路機構18及切割裝置20，該切割裝置包含第一劃線裝置22、雷射源24及流體噴嘴26。設備10亦可視情況包括平台28、可選第二驅動設備29、第二或橫貫刻痕裝置30及破裂設備32。設備10可結合供應線軸34及捲繞線軸36使用。
在第1圖之實施例中，第一驅動設備14包含至少一套相對逆轉輥，該至少一套相對逆轉輥將玻璃帶壓緊在該等輥之間。較佳地，第一驅動設備14包含至少兩對逆轉輥。逆轉輥自供應線軸34牽拉玻璃帶且在支撐體16上進給玻璃帶。應注意，其它合適驅動設備可為代替。舉例而言，可採用相對逆轉帶。然而，應進一步注意，不致慮移動玻璃帶12之方法，需要驅動設備不接觸玻璃帶之中心品質部分以防止損傷品質部分。因此，第一驅動設備14較佳地接觸僅在邊緣部分處之玻璃帶12。
如第2圖中最佳所見，支撐體16包含界定複數個孔口40之上表面38。較佳地，上表面38為至少部分弓形的。需要如此的原因在於玻璃帶較佳地未支撐於至少供應線軸34與第一驅動設備14之間且因此符合懸鏈。懸鏈充當累加器，其中鬆弛長度有助於自供應線軸平穩遞送玻璃帶而無顛簸。為防止玻璃帶與可能損壞玻璃帶之支撐體之間的接觸，支撐體16可包含(例如)空氣軸承。將氣體供應至孔口40且自孔口40排出，該等孔口與氣源(未圖示)流體連通。排出之氣體在移動玻璃帶下形成氣體薄膜，該氣體薄膜使玻璃帶漂浮於上表面38上方。舉例而言，支撐體16可包含定位於上表面38之下的閉合內部空間，且該內部空間供應有來自氣源(諸如，壓縮機或氣瓶)之氣體(例如，空氣)。或者，該等孔口可(例如)經由自中心歧管引導之單獨管路個別地供應有來自源之氣體。當玻璃帶漂浮時，可(例如)藉由調整供應至孔口之氣體之流動來調整玻璃帶與支撐體之上表面之間的距離(稱為飛行高度)。
如上文所說明及參閱第2圖至第4圖，切割裝置20包含第一劃線裝置22、雷射源24及流體噴嘴26。較佳地，切割裝置20包括一對各個該等組件，以使得存在至少兩個第一劃線裝置22、至少兩個雷射源24及至少兩個流體噴嘴26。通常言之，一對裝置中之每一裝置與該對中之另一裝置相同，將描述一對裝置中之僅一個裝置，其中應理解，除非另有說明，則任一對裝置中之第二裝置係關於該對中之第一裝置描述。
在操作中，第一劃線裝置22在移動玻璃帶中產生初始缺陷，其中初始缺陷較佳地形成於帶之邊緣部分中。隨後，此缺陷由源於雷射源24之雷射束42橫穿，該雷射源24加熱橫穿缺陷之玻璃帶之狹窄路徑或區域(由虛線44表示)。雷射源24經選定以使得玻璃帶吸收由雷射源產生之雷射束42之波長。舉例而言，當玻璃帶為鋁硼矽酸鹽玻璃時，CO₂雷射源適合於加熱玻璃帶。其它玻璃組合物可能需要在不同波長下發射之雷射源。
如第4圖中之實施例最佳所示，第一劃線裝置22可包含輥46，該輥46具有研磨材料48之一或更多個排列線，該一或更多個排列線在邊緣部分之表面中產生複數個缺陷。研磨材料之線可為直的，或研磨材料之線可為彎曲的(例如，螺旋的)。例如，輥46可具有一旋轉速度，以使得在輥與玻璃帶之間的接觸點處，輥之切向速度與玻璃帶之向前移動相同或實質上相同。舉例而言，輥46可未經旋轉式地驅動且可自由旋轉。輥46不需要始終與玻璃帶12接觸。因此，在一些實施例中，輥46可經配置以平移，以使得輥可朝玻璃帶12延伸或自玻璃帶12縮回。
研磨材料48可包含(例如)研磨用磨料，該研磨用磨料黏附至輥之表面且該研磨用磨料在輥表面上延伸。定位於輥46之表面上之研磨材料之一或更多個線在玻璃帶之邊緣區域內產生廣闊缺陷區域，該廣闊缺陷區域降低撞擊雷射束所需之精確對齊。換言之，當玻璃帶12穿過設備10時，玻璃帶可展現一些左右移動。當單個缺陷待引入時(諸如使用尖端劃線器)，將需要精確定位帶以確保雷射束42橫穿缺陷。藉由引入缺陷之區域(該缺陷在寬度方向上延伸穿過玻璃帶寬度部分)，減少對關於一或多個缺陷精確定位雷射束之需要。
接著，玻璃帶之藉由雷射束42產生之狹窄經加熱區域44與自流體噴嘴26流出之冷卻流體50接觸。冷卻流體可為液體(例如，水)、氣體(例如，空氣)或以上各者之組合。舉例而言，冷卻流體50可為氣水霧。當用冷卻流體驟冷玻璃帶時，沿玻璃帶之經加熱區域44誘導至玻璃帶中之熱應力導致在初始缺陷處之裂紋52形式。裂紋52穿過玻璃帶之厚度且縱向地沿著實質上平行於帶之邊緣54之玻璃帶擴展，如第3圖中所示。裂紋形成邊緣部分55與玻璃帶之內部品質部分之分離。
藉由採用一對切割裝置20，可誘導玻璃帶之邊緣部分與玻璃帶之品質部分兩者之間的分離(如本文中所使用，分離應解釋為意謂延伸穿過玻璃帶之整個厚度之裂紋)。有利地，可在無需自玻璃帶之邊緣產生分離之情況下誘導此分離。相反，可自玻璃帶之內部誘導與邊緣間隔之分離(亦即，主體內分離)。換言之，在玻璃帶之主體中形成裂縫。
返回至第2圖，設備10可視情況包括平台28。較佳地，平台28類似於支撐體16，係在於平台28包含用於接收及排出氣體之孔口，該氣體使玻璃帶漂浮於平台之上表面上方。平台28較佳地為可移動的，以使得平台28可按需升高或降低。或者或另外，平台28可經配置以亦在與平台之上表面平行之方向上橫向移動。平台28之移動可促進自玻璃帶之路徑移除平台28，以使得(若需要)在無干擾之情況下，玻璃帶可自玻璃帶之路徑導向至(諸如)處理容器。例如，在設備10之初始起動期間可能需要移動平台28直至達成穩定操作，在穩定操作時，平台可返回至玻璃帶之下的正常操作位置以向玻璃帶提供漂浮支撐。
如藉助於第2圖、第5圖及第6圖最佳可見，設備10亦包含橫貫刻痕裝置30，該橫貫刻痕裝置30用於在與玻璃帶之玻璃帶之運動方向垂直之方向上在玻璃帶中形成刻痕。橫貫刻痕裝置30可包含用於對玻璃塊劃線或刻痕之任何合適刻痕元件56，且該橫貫刻痕裝置30可為(例如)磨輪、碳化輪、劃線器或尖端或其它已知刻痕元件。當玻璃帶12可極快速地移動穿過設備10時，穿過玻璃帶之實質整個寬度產生垂直於玻璃帶之邊緣之刻痕將需要劃線裝置，該劃線裝置不僅在垂直於帶移動之方向上行進，而且在與帶移動相同之方向上行進。此舉又需要劃線裝置之極快運動或經延伸移動路徑。為克服此等障礙，在一個實施例中，橫貫刻痕裝置30經配置以擺過雙箭頭58表示之圓弧(參見第5圖)。當刻痕元件58接近由虛線60表示之12點或上死點位置時，刻痕元件接觸玻璃帶且在經接觸表面中產生短刻痕，該短刻痕在垂直於玻璃帶之邊緣之方向上延伸。因此，刻痕元件56僅短暫地與玻璃帶接觸。因此，刻痕長度可能極短，例如，等於或小於約一公分，且不需要移動刻痕裝置來匹配玻璃帶之向前移動。
為確保實質上垂直於玻璃帶之運動方向(且實質上垂直於玻璃帶之邊緣)之切口，橫貫刻痕裝置30可結合破裂設備使用，該破裂設備藉由垂直於玻璃帶之邊緣54彎曲玻璃帶而在玻璃帶中產生抗張應力。在一個實施例中，於第6圖中最佳所見，破裂設備32包含第一輥62、第二輥64及第三輥66。玻璃帶在第一輥62與第三輥66之間且在第二輥64與第三輥66之間傳遞。當需要帶中之破裂時，第一輥62及第二輥64與第三輥66可在朝向彼此之方向上移動，以迫使玻璃帶遵循輥之間的弓形路徑。弓形路徑穿過由橫貫刻痕裝置30形成之刻痕產生抗張應力，從而導致玻璃帶穿過玻璃帶之寬度破裂。舉例而言，第一輥62及第二輥64可在朝向第三輥66之方向上移動，或第三輥66可朝向第一輥62及第二輥64移動，或第一輥及第二輥兩者與第三輥可朝向彼此移動。在第2圖及第6圖中所示之實施例中，破裂設備32經佈置以使得第一輥62及第二輥64定位為與玻璃帶之底表面(玻璃帶之與支撐體16相對或相鄰之表面)相對或相鄰，而第三輥66定位為與玻璃帶12之頂表面相對。輥62、輥64及輥66之定位由形成橫貫刻痕之位置指定，以使得若先前所述之橫貫刻痕相反地形成於玻璃帶之頂表面中，則輥之佈置將改變。換言之，輥經配置以在玻璃帶之形成了橫貫刻痕之該表面中產生抗張應力，且其中穿過橫貫刻痕形成抗張應力。藉由對齊破裂設備之第一輥、第二輥及第三輥之縱軸使得該等縱軸垂直於玻璃帶之行進方向來產生平直破裂(垂直於玻璃帶之行進方向之破裂)。
自玻璃帶移除邊緣部分可包括將邊緣部分與玻璃帶之剩餘品質部分間隔開。將邊緣部分與品質部分間隔開意謂不僅僅分離邊緣部分與品質部分，而且更確切而言必需使邊緣部分與品質部分之間具有足夠距離，以便防止經分離邊緣部分與品質部分之間的接觸。換言之，邊緣部分之長度可與品質部分分離但該邊緣部分可能仍緊鄰品質區域，以使得整體玻璃帶之移動可導致邊緣部分接觸或摩擦品質部分。此種接觸可導致對品質部分之新近形成邊緣之損傷，該新近形成邊緣又可充當用於品質部分之後續不良且事實上意料之外的破裂之缺陷源。應注意，儘管邊緣部分與品質部分分離，但在設備10之標稱操作狀態期間，邊緣部分仍附接至在邊緣部分之一個末端處之品質部分，該狀況在下文中將進一步變得更清晰。
因此，設備10進一步包含旁路機構18，該旁路機構18重導向玻璃帶之邊緣部分55，因此邊緣部分在邊緣部分之實質上整個長度內不與玻璃帶之品質部分70相鄰。換言之，當定位於邊緣部分55之間的品質部分70沿第一路徑72前進時，邊緣部分55遵循不同於第一路徑之第二路徑74同時仍連接至品質部分。旁路機構之一個實施例圖示於第1圖及第2圖中。在一個實施例中，旁路機構18包含複數個輥76，該複數個輥76沿著與品質部分採用之路徑不同的路徑支撐邊緣部分及重導向邊緣部分。當切割裝置20形成實質上平行於玻璃帶之邊緣之切口(裂縫)時，邊緣部分之一個新近形成邊緣可與品質部分分離，而邊緣部分之第二端可仍連接至品質部分，以使得邊緣部分實際上為自品質部分懸臂支撐且包括自由端。邊緣部分之在連接端與自由端之間的重量使邊緣部分之自由端下垂至旁路機構18之輥76上。同時，由於邊緣部分保持連接至品質部分，故品質部分70沿著第一路徑72之向前移動導致邊緣部分沿旁路機構繼續移動。換言之，因為邊緣部分之一個末端保持連接至品質部分且品質部分正沿第一路徑72向前移動穿過設備10，故亦必要地移動邊緣部分55，但是是沿著第二路徑74移動。然而，旁路機構18確保邊緣部分55沿著不同於品質部分遵循之第一路徑之第二路徑74移動。此行動確保邊緣部分之新近形成邊緣與品質部分界定邊緣之間的裂縫之邊緣之間的足夠距離。或者，可以其它方式實施旁路機構18。舉例而言，旁路機構18可僅包括滑槽或狹槽而不是輥，邊緣部分沿該滑槽滑動，邊緣部分藉由該狹槽導向。或者，旁路機構18可包括空氣軸承，邊緣部分漂浮於該空氣軸承上方。相關考慮在於：邊緣部分藉由旁路機構沿具有最小阻力之第二路徑導向。
雖然第1圖中所圖示之設備10之實施例說明簡單邊緣部分移除製程，但設備10可進一步執行其它製程。舉例而言，第7圖圖示膠封設備78，該膠封設備78用於一已移除邊緣部分55就將邊緣膠帶80施用於玻璃帶之品質部分70。同樣且如圖所示，膠封設備78定位於破裂設備32之下游且在捲繞線軸36之上游。換言之，在移除邊緣部分之後但在已將玻璃帶之品質部分70重捲繞至捲繞線軸36上之前，定位膠封設備78。應記得，在邊緣部分與品質部分之間產生距離之目的在於防止對品質部分之新近形成邊緣之接觸損傷。類似地，膠封品質部分之新近形成邊緣可防止移除帶邊緣部分後損傷新近形成邊緣且提供用於後續製程之加工表面。根據第7圖之實施例之膠封設備78經配置以將膠帶施用於品質部分。例如，膠帶可具有塗覆至膠帶之一個表面之黏著劑且可包括塗覆至黏著劑上之背托條82以防止自黏結。因此，第7圖中所體現之膠封設備78可經配置以進行以下操作：移除背托條；將黏著劑支持膠帶施用於品質部分70之新近形成邊緣84；及摺疊膠帶，從而使黏著劑支持膠帶與品質區域之兩側(主表面)接觸。類似於設備10之其它態樣，儘管僅圖示及描述單個膠封設備，但較佳地使膠封設備78成對，以便將膠帶施用於品質區域之兩個新近形成邊緣84。
根據第7圖，膠封設備78包含：供應線軸86，該供應線軸86含有適合於施用於玻璃帶之品質部分之膠帶長度；捲繞線軸87，自邊緣膠帶80移除之背托條82捲繞在該捲繞線軸87上；及施用器88，該施用器88摺疊膠帶以便使膠帶與品質部分之至少一個表面接觸，且較佳地與品質部分鄰近側邊緣之兩個表面接觸。壓緊輥組90可在施用器88之下游(相對於品質部分70之運動方向)使用以將經摺疊膠帶按壓至品質部分70且確保對品質部分70之良好黏附。
處理後，將玻璃帶之品質部分捲繞至捲繞線軸36上。如第8圖最佳所示，玻璃帶之品質部分70先行穿過各種導輥92，該各種導輥92適當地定位品質部分以捲繞至捲繞線軸上。此外，自交錯材料供應線軸96供應之交錯材料94可施用至品質部分70之表面上，以使得線軸36上之品質部分之連續層之間的接觸不接觸品質部分之表面且不對品質部分之表面產生損傷。交錯材料可為任何合適交錯材料。舉例而言，交錯材料可為紙質產品或彈性泡沫型產品。
現將藉助於第9A圖至第9F圖描述設備10之操作。首先參閱第2圖及第9A圖，製程開始於薄可撓性玻璃帶12之自由端98自供應線軸36傳送至第一驅動設備14時。第一驅動設備14包含兩對相對輥，該兩對相對輥將玻璃帶之相對邊緣部分55壓緊在該兩對相對輥之間。因此，每一對輥構成一壓緊機構，其中一個壓緊機構定位在玻璃帶12之一個縱向邊緣部分55處且另一壓緊機構定位在相對的側邊緣處。較佳地，每一壓緊機構之輥係可分離的，以使得玻璃帶可更易於在初始準備期間在輥之間進給。一旦玻璃帶12定位於每一壓緊機構之輥之間，則閉合輥，以便將玻璃帶壓緊在每一壓緊機構之各別輥之間。每一輥對之至少一個輥經驅動(電動化)以便經驅動輥之旋轉自供應線軸牽拉玻璃帶且將玻璃帶進給至設備10中。
當玻璃帶12之自由端98進入設備10時，玻璃帶越過支撐體16，在該支撐體16處，離開支撐體之上表面中之複數個孔口的氣體使玻璃帶以預定飛行高度漂浮於支撐體之上表面上方。玻璃帶之自由端98在第一劃線裝置22下傳遞且降低第一劃線裝置22，以使得安置在輥46上之研磨材料48在玻璃帶之邊緣部分55上形成複數個缺陷。
現參閱第2圖及第9B圖，由雷射源24發射之雷射束42橫穿由第一劃線裝置22形成之缺陷且加熱玻璃帶之狹窄區域44，該狹窄區域44實質上與玻璃帶之邊緣54平行。繼加熱之後，由流體噴嘴26排出之冷卻流體50接觸玻璃帶之經加熱區域，從而使裂紋52沿玻璃帶12之長度形成與品質部分70分離之該等邊緣部分55。
當玻璃帶繼續向前移動穿過設備10時，可降低平台28，從而允許玻璃帶之自由端98下墜且收納在裁剪機構(未圖示)中，該裁剪機構自帶之自由端移除玻璃且廢玻璃可收集在廢物容器100中(參見第1圖)。最終，玻璃帶12之自由端98移除至帶之自由端與裂紋52相交之點，如第9C圖中所示，從而形成每一邊緣部分55之自由端102。如先前所描述，當裂紋52隨著玻璃帶12之向前移動變長時，邊緣部分55由於自身重量而下垂，且藉由旁路機構18沿不同於品質部分70採用之第一路徑72之第二路徑74引導邊緣部分55，如第9D圖中所示。應注意，可藉由旁路機構18積極地引導邊緣部分55。
接著，因為裁剪裝置可產生相當鋸齒狀之前端，故形成品質部分之平直自由端。轉至第9E圖，品質部分70之自由端由橫貫刻痕裝置30刻痕。當品質部分70穿過破裂設備32之輥時，以先前所描述之方式移動輥62、輥64、輥66以更接近彼此，以經由蛇形彎曲迫使品質部分70，該蛇形彎曲向品質區域之表面施加抗張應力，該表面含有由橫貫刻痕裝置30產生之橫貫刻痕104。參閱第9F圖，當彎曲穿過橫貫刻痕裝置30及破裂設備32時，使品質部分70裂開以便形成實質上垂直於品質部分之(藉由裂紋52形成之)新近形成邊緣的新自由端106。可升高平台28以便平台可使品質部分70漂浮於平台之上表面上方。因此，沿第一路徑72將品質部分70引導至下游製程，諸如，邊緣膠封，且沿第二路徑74導向玻璃帶12之邊緣部分55，在此情況下，可收集及/或丟棄該等邊緣部分55。
在其它實施例中，可自玻璃帶拉伸設備而不是供應線軸將玻璃帶直接供應至設備10。示例性熔化向下拉伸設備包含形成主體，該形成主體具有形成在該形成主體之上表面中之溝槽。溝槽供應有來自玻璃熔融設備之熔融玻璃，其中熔融玻璃溢出溝槽且作為熔融玻璃之單獨流流經會聚形成表面。該等單獨流在會聚形成表面相遇之處聚合以形成玻璃帶，該玻璃帶藉由重力及定位於形成主體之下的牽拉輥向下拉伸。隨著玻璃帶下行，玻璃帶自黏性液體轉換為固體彈性材料。在連續製程中，可將自形成主體下行之玻璃帶供應至設備10。
狹槽式拉伸製程不同於熔化向下拉伸製程之處在於：熔融玻璃被遞送至儲集器，該儲集器包含在該儲集器之下表面中之狹槽，其中熔融玻璃作為玻璃帶下行穿過狹槽，藉由重力及牽拉輥向下牽拉該玻璃帶。
在重拉伸製程中，在熔爐中重加熱玻璃片之邊緣，其中該重加熱之玻璃邊緣超過玻璃之軟化點且自玻璃片下行。藉由重力及牽拉輥向下牽拉下行玻璃，從而將玻璃薄化為薄玻璃帶。
由於熟知熔化製程、狹槽式製程及重拉伸製程中之每一者，故不需要或不提供進一步描述。
熟習此項技術者將顯而易見，在不偏離本發明之精神或範疇之情況下，可進行各種修改及變更。由於熟習此項技術者可能瞭解併入本發明之精神及實質之所揭示實施例的修改組合、子組合及變更，故本發明應解釋為包括在所附申請專利範圍及其均等物之範疇內的一切。
10‧‧‧設備
12‧‧‧薄可撓性玻璃帶
14‧‧‧第一驅動設備
16‧‧‧支撐體
18‧‧‧旁路機構
20‧‧‧切割裝置
22‧‧‧第一劃線裝置
24‧‧‧雷射源
26‧‧‧流體噴嘴
28‧‧‧平台
29‧‧‧可選第二驅動設備
30‧‧‧第二或橫貫刻痕裝置
32‧‧‧破裂設備
34‧‧‧供應線軸
36‧‧‧捲繞線軸
38‧‧‧上表面
40‧‧‧孔口
42‧‧‧雷射束
44‧‧‧狹窄經加熱區域/虛線
46‧‧‧輥
48‧‧‧研磨材料
50‧‧‧冷卻流體
52‧‧‧裂紋
54‧‧‧邊緣
55‧‧‧邊緣部分
56‧‧‧刻痕元件
58‧‧‧雙箭頭
60‧‧‧虛線
62‧‧‧第一輥
64‧‧‧第二輥
66‧‧‧第三輥
70‧‧‧品質部分
72‧‧‧第一路徑
74‧‧‧第二路徑
76‧‧‧輥
78‧‧‧膠封設備
80‧‧‧邊緣膠帶
82‧‧‧背托條
84‧‧‧新近形成邊緣
86‧‧‧供應線軸
87‧‧‧捲繞線軸
88‧‧‧施用器
90‧‧‧壓緊輥組
92‧‧‧導輥
94‧‧‧交錯材料
96‧‧‧交錯材料供應線軸
98‧‧‧自由端
100‧‧‧廢物容器
102‧‧‧自由端
104‧‧‧橫貫刻痕
106‧‧‧新自由端
第1圖為用於自可撓性玻璃帶移除邊緣部分之設備之示意圖，該可撓性玻璃帶經由該設備傳送；第2圖為第1圖之設備之一部分之透視圖，圖示支撐體及切割裝置之近視圖；第3圖為第1圖之設備之一部分之透視圖，圖示切割裝置之近視圖；第4圖為用於對玻璃帶刻痕之輥之透視圖；第5圖為橫貫刻痕裝置之前視圖；第6圖為用於穿過橫貫刻痕施加抗張應力之破裂裝置之側視圖，該橫貫刻痕(例如)藉由第5圖之橫貫刻痕裝置形成；第7圖為用於膠封玻璃帶之品質部分之邊緣的膠封設備之透視圖；第8圖為捲繞線軸之側視圖，玻璃帶之品質部分在分離邊緣部分後捲繞在該捲繞線軸上；第9A圖至第9F圖為玻璃帶之末端之一系列頂視圖，圖示藉由第1圖之設備自玻璃帶之品質部分修整邊緣部分之各種階段。
10‧‧‧設備
12‧‧‧薄可撓性玻璃帶
14‧‧‧第一驅動設備
16‧‧‧支撐體
18‧‧‧旁路機構
20‧‧‧切割裝置
22‧‧‧第一劃線裝置
24‧‧‧雷射源
26‧‧‧流體噴嘴
28‧‧‧平台
29‧‧‧可選第二驅動設備
30‧‧‧第二或橫貫刻痕裝置
32‧‧‧破裂設備
34‧‧‧供應線軸
36‧‧‧捲繞線軸
72‧‧‧第一路徑
74‧‧‧第二路徑
76‧‧‧輥
100‧‧‧廢物容器

权利要求:
Claims (10)
[1] 一種用於修整一移動玻璃帶之設備，該移動玻璃帶包含一品質部分及鄰近該品質部分之一邊緣部分，該設備包含：一支撐體，該支撐體用於支撐該移動玻璃帶，該支撐體包含一上表面，該上表面界定用於排放一氣體之複數個孔口；一切割裝置，該切割裝置經配置以分離該邊緣部分與該移動玻璃帶之一品質部分，該品質部分在該分離後沿一第一路徑行進；一旁路設備，該旁路設備經配置以沿不同於該第一路徑之一第二路徑引導該經分離邊緣部分，該邊緣部分保持連接至該移動玻璃帶；一橫貫刻痕裝置，該橫貫刻痕裝置經佈置以在一方向上在該品質部分中形成一刻痕，該方向垂直於該品質部分之一行進方向；及一破裂設備，該破裂設備經配置以穿過該刻痕產生一抗張應力。
[2] 如請求項1所述之設備，其中該切割裝置包含一第一刻痕裝置、一雷射及一流體噴嘴，該第一刻痕裝置包含一輥，該輥包括放置於該輥之一表面上之一研磨材料，該流體噴嘴經配置以排放一冷卻流體。
[3] 如請求項2所述之設備，其中該研磨材料按照一螺旋線放置在該輥之該表面上。
[4] 如請求項1所述之設備，該設備進一步包含一膠封設備，該膠封設備用於將一膠帶施用於該品質部分之一邊緣。
[5] 如請求項1所述之設備，其中該破裂設備包含複數個彎曲輥，該複數個彎曲輥中之每一個彎曲輥具有一縱向旋轉軸，且其中該等縱向旋轉軸中之每一縱向旋轉軸與另一縱向旋轉軸平行且與該行進方向垂直。
[6] 如請求項1至5中任一項所述之設備，其中該橫貫刻痕裝置包含一擺臂、耦接至該擺臂之一第一端之一馬達及耦接至該擺臂之一第二端之一刻痕元件，且其中當致動該馬達時，該擺臂移動該刻痕元件穿過垂直於該行進方向之一圓弧。
[7] 一種用於修整一移動玻璃帶之方法，該移動玻璃帶包含一品質部分及一邊緣部分，該方法包含以下步驟：將該移動玻璃帶供應至一修整設備，該移動玻璃帶沿一第一路徑移動穿過該修整設備；將該移動玻璃帶支撐於一支撐體上，該支撐體具有界定複數個孔口之一上表面，一氣體自該複數個孔口排出，該氣體使該玻璃帶漂浮於該上表面上方；在該移動玻璃帶中形成一裂紋，該裂紋在與該移動玻璃帶之一行進方向相反之一方向上擴展穿過該移動玻璃帶之一厚度，以分離該邊緣部分與該移動玻璃帶之一品質部分，該品質部分遵循一第一路徑；當該裂紋沿該玻璃帶之一長度擴展時，沿著不同於該第一路徑之一第二路徑改向該邊緣部分；且其中當該邊緣部分經改向時，該邊緣部分保持附接至該玻璃帶。
[8] 如請求項7所述之方法，其中該裂紋與該移動玻璃帶之一邊緣間隔一預定距離。
[9] 如請求項7所述之方法，其中形成該裂紋之步驟包含以下步驟：形成與該邊緣間隔開之一刻痕；使該刻痕與一雷射束相交以加熱該玻璃帶之一區域；用一冷卻流體接觸該玻璃區域之該經加熱區域，該冷卻流體導致一裂紋擴展，且其中該擴展裂紋不與該玻璃帶之一前邊緣相交。
[10] 如請求項7至9中任一項所述之方法，其中該邊緣部分在該邊緣部分之實質上一整個長度內不鄰近該玻璃帶之該品質部分。

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法律状态:
2021-03-11| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|

优先权:

申请号 | 申请日 | 专利标题

US201161561484P| true| 2011-11-18|2011-11-18||

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