[发明专利]增强辊包层材料的方法和包层退火炉辊

说明书

本发明涉及增强纤维辊包层材料的方法，涉及增强的辊包层并涉 及包层退火炉辊，其中包层包括增强纤维材料。

当例如通过浮法或压延方法连续生产平板玻璃时，形成连续玻璃 带，并在切割成板前进行退火以除去应力。典型地热玻璃带在辊道上 传送通过退火炉，在退火炉中玻璃通过不同温度区域以进行退火并冷 却玻璃。在辊道的不同部分使用由不同材料制得的辊。通常在200-700 ℃温度范围、更通常为200-550℃温度范围的退火炉区域中使用包层 退火炉辊。包层退火炉辊包括通常由钢制得的并具有外包层的中轴， 其中外包层的材料具有低热导率，外包层足够耐用以承受高温，同时 不会对玻璃表面留有痕迹。近年来，碾压板(millboard)已经取代石 棉板作为包层材料。碾压板是由陶瓷或矿物纤维、惰性纤维和少量有 机粘结剂制得的单片纤维板。典型地，包层退火炉辊包括由多片碾压 板圆盘形成的包层，每一圆盘在中心具有冲出的孔，所有圆盘安装在 轴上，并保持在横向压缩状态下。可替换地，包层可包括安装在轴上 的多个中空圆柱体或单个中空圆柱体。

碾压板的问题是不如石棉耐磨损，因此包括碾压板包层的包层退 火炉辊更易受碎玻璃损坏，并且碎玻璃更易嵌入到包层中。在此使用 的术语碎玻璃指的是破碎的平板玻璃。当包层辊旋转时可发生碎玻璃 损坏，与包层表面接触的碎玻璃在该表面上挖出沟道，从而减少辊的 使用寿命。碎玻璃损坏也将碾压板颗粒释放到气氛中，碾压板颗粒可 落在玻璃表面，降低其质量。此外，碎玻璃片可容易嵌入到包层中， 对玻璃表面留有痕迹，从而降低玻璃质量。替换损坏的辊增加维护成 本，并中断玻璃生产过程。因此，需要不易损坏的并因此具有较长使 用寿命的包层退火炉辊。

美国专利3,763,533公开了方法，其中矿物纤维例如高岭土棉、 玻璃棉、矿棉和矿渣棉使用液体粘结剂例如胶体硅酸或硅酸盐及磷酸 盐溶液例如磷酸一铝(monoaluminium phosphate)进行粘结以形成辊 包层材料。纤维条带制成毡缠绕辊芯，用粘结剂浸渍并加热直到干燥。 已经证实这种辊在宽范围的用途中并不足以接受以替换石棉辊。

美国专利5,378,219描述了以压缩纤维辊覆层形式的辊包层材 料，可包括粘结剂例如胶体氧化硅或胶体氧化铝。纤维辊可用粘结剂 的悬浊液进行浸渍并干燥。

美国专利4,216,005公开了用于传送加热玻璃的石棉辊，用硫酸 钾水溶液进行化学处理。用其对辊进行处理的材料渗透石棉，通过干 燥进行结晶，晶体将石棉颗粒粘结在一起以形成粘结体。

日本09048628A公开了传送平板玻璃的辊。辊具有由无机纤维圆 盘制得的包层，无机纤维已经在高于50℃并在减压或加压状态下在饱 和硫酸钾水溶液中浸渍少于1小时以将硫酸钾渗透到圆盘的外围周边 部分。随后圆盘从溶液中取出并进行干燥。

申请人已经发现可通过将包层表面与包括增强剂的液体介质接触 并干燥材料以生产具有更坚固表面的辊来生产具有得到延长的使用寿 命的包层辊。

根据本发明的第一方面，提供对包括纤维板的辊包层材料进行增 强的方法，方法包括步骤(a)首先将包层与包括增强剂的液体介质进行 接触，从而使液体被包层吸取，和步骤(b)其次干燥包层直到包层材料 的表面在接触时是干燥的，特征在于增强剂包括磷的化合物或硼的化 合物。

优选地，由碾压板形成包层。

选择增强剂使得在干燥步骤后包层的表面比未处理包层的表面更 为坚固。增强的包层应对高温具有抗变形和抗劣化。优选地，增强剂 和包层材料具有相似的热膨胀系数，从而在温度作用下保持增强包层 的完整性。对于涉及玻璃平板制备的应用，在150-700℃的温度包层 材料应是热和化学稳定的。优选地，增强的包层应不对玻璃留有痕迹， 对硫酸钠和浮渣沉淀物具有低的亲和力。

优选的液体介质是水溶液。

在优选的实施方案中，增强剂包含金属磷酸盐或金属硼酸盐，更 优选碱金属磷酸盐或硼酸盐。最优选的增强剂包含磷酸钠或硼酸钠。

在第二优选的实施方案中，增强剂包含水溶性磷酸盐玻璃或水溶 性硼酸盐玻璃，在这种情况下，可通过在水中溶解粉末状金属磷酸盐 玻璃或粉末状金属硼酸盐玻璃制得溶液。