[发明专利]用于制造片状玻璃的方法

说明书

本发明专利申请是2003年3月10日提交的国际申请号为PCT/US03/07080、发明名称为“用于制造玻璃片的牵引辊”、国家申请号为03809243.3的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及玻璃片的制造。更具体的，本发明涉及用于控制由溢出下拉熔化过程生产的玻璃厚度的改进了的牵引辊。本发明在生产高质量玻璃片时表面缺陷少，因而尤其有价值。这些玻璃能用作平板显示器如液晶显示器的基片。

背景技术

牵引辊常用于制造玻璃片时对形成玻璃片的玻璃带施加张力，从而控制玻璃片的公称玻璃片厚度。例如，在移出下拉熔化过程中(参见Dockerty，美国专利号No.s 3,338,696以及3,682,609)，牵引辊放置在熔化管的末端或根部的下游用来调节形成的玻璃带离开管道的速率，从而确定玻璃片产品的公称厚度。

优选设计牵引辊，使其与玻璃带外缘接触，具体而言，使其在仅位于玻璃带边缘的厚沿口的内侧区域与玻璃带接触。这类辊优选的结构采用耐热材料制成的圆盘，圆盘安装在驱动轴上。这种结构的例子可以在Moore的美国专利No.3,334,010、Asaumi等人的美国专利No.4,533,581以及Hart等人的美国专利No.5,989,170中找到。

一个成功的牵引辊要满足许多互相冲突的标准。首先，辊必须能在充分长的时间内经受得住新形成的玻璃的高温。牵引辊在这种环境中维持的时间越长越好，因为替换牵引辊减少了给定机器生产玻璃成品的数量，从而会增加玻璃的最终成本。

第二，牵引辊必须能产生足够牵引力来控制玻璃厚度。为了不破坏玻璃带能成为有用玻璃成品的中央部分，牵引辊只能在玻璃带边缘的有限区域与玻璃带接触。因此，必须仅使用这一区域产生要求的牵引力。然而，施加在玻璃上的力不能太大，因为这样会产生表面破坏，表面破坏又会传递到玻璃带的有用中央部分。相应的，牵引辊必须在对玻璃边缘区域施加太少与太多力之间达到平衡。

第三，牵引辊必须不会释放多余的会粘结到玻璃上形成表面缺陷的颗粒(称为“夹杂物(onclusion)”)。对于将玻璃应用于高要求的场合如用作平板显示器基片时，必须将夹杂物维持在较低程度，因为每个夹杂物通常会代表产品的一个缺陷区域(例如一个或多个缺陷像素)。由于牵引辊在高温环境下工作，找到一种能在炽热状态时能对玻璃带施加足够牵引力而又不会释放颗粒的材料是一种很大的挑战。

现有的牵引辊不能充分满足长寿命、施加控制大小的力以及低污染这些具有竞争性的标准。本发明克服了技术领域的缺陷，提供了能获得比现有牵引辊更好性能的改进的牵引辊。

因此，本发明的一个目的是提供一种牵引辊，它具有长的使用寿命。

发明内容

本发明提供一种制造片状玻璃的方法，它包括：

(a)形成玻璃带；

(b)使用一对牵引辊对该玻璃带施加牵引力；

其特征在于：

(I)每根牵引辊包括许多以面对面接触的方式安装在轴上的耐热圆盘，所述圆盘具有圆形的外周，所述圆盘的外周一起形成一个辊表面；

(II)所述辊表面具有至少两个与所述玻璃带接触的玻璃啮合部分；其中

(i)所述圆盘，从而所述玻璃啮合部分，包括耐火陶瓷纤维、云母以及耐热粘合剂；

(ii)在室温下试验时，所述玻璃啮合部分在室温的肖氏D硬度为30-55；

(III)在没有由外部引起的破坏时，每根牵引辊用于实施步骤(b)的使用寿命至少为40天。

根据第一方面，本发明提供了牵引玻璃带(11)的牵引辊(13)，牵引辊包括：

(a)轴(17)

(b)安装在轴上、面对面接触的许多耐热圆盘(15)，所述圆盘具有圆形外围，外围形成牵引辊表面(33)，调整表面的一个或多个部分(27)使其在牵引辊使用期间与玻璃带接触，所述圆盘含有耐火陶瓷纤维(例如玻璃纤维)、云母以及耐热粘合剂(例如粘土)；

(c)一对配件(例如连到轴上的外轴环(25)或者是外轴环(25)与内轴环(31)的组合，所述配件沿轴间隔放置，间距能使轴向压力施加到圆盘上；

其特征在于，圆盘受到所述轴向压力作用，调整成与玻璃带接触的一个或多个辊表面部分在室温下(例如23℃)的肖氏D级硬度在30至55之间。

根据第二方面，本发明提供了制备上述类型牵引辊的方法，所述方法包括：

(a)提供轴(17)，两个配件(例如外轴环25或外轴环25及内轴环31的组合)以及许多耐热圆盘(15)，所述圆盘含有耐火陶瓷纤维、云母以及耐热粘合剂；

(b)在轴上安装许多耐热圆盘，压缩在配件之间的圆盘；