[发明专利]用来制造玻璃制品的方法和系统

说明书

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119，要求2011年11月23日提交的美国临时申请系列第61/563197号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

领域

本发明涉及玻璃制品的生产，以及在模具上冷却玻璃制品的过程中模具温度的控制。

背景

用于手持电子装置的玻璃制品，例如覆盖玻璃，可以通过热再成形制造。该方法涉及将玻璃片加热至可以使玻璃变形而不会发生损坏的温度。然后将经加热的玻璃成形为具有三维(“3D”)形状的玻璃制品。

概述

为了符合设计规格，用于手持装置的玻璃制品必须符合非常严格的形状精度，约为±50μm。为了实现该形状精度，玻璃制品在成形之后，在模具上的同时对其进行冷却和/或退火，直至玻璃达到低于玻璃转化温度的温度，在该温度下，可以安全地从模具取下玻璃制品。冷却相通常涉及使得其上具有玻璃制品的模具沿着一连串的冷却站进行传输。为了防止玻璃制品的弯曲并且实现所需的形状精度，在冷却相期间，在玻璃制品的整个表面上的温差应该非常小，例如不大于5℃，并且在玻璃制品的整个厚度上的温差也应该非常小，例如不大于2℃。

温度沿着一连串的冷却站逐渐下降，这意味着任意下游的冷却站的温度低于相邻的上游冷却站的温度。如果冷却站之间没有物理阻隔，则模具的前端会与较低的温度环境接触，而模具的尾端会与较高的温度环境接触。这会引起模具的前端和尾端之间的温差。所引起的温差会影响模具上的玻璃制品的表面温差和厚度温差，可能导致不可接受的表面温差和厚度温差。

在一个方面，本发明描述了一种生产玻璃制品的方法。所述方法包括将玻璃片放在模具上，将玻璃片加热至第一温度，并利用模具，使得玻璃片成形为具有三维轮廓的玻璃制品。所述方法还包括提供包括至少一个热管的等温传热装置，所述等温传热装置与模具热接触。将玻璃制品置于模具上，等温传热装置与模具热接触，沿着热-分级通道传输玻璃制品、模具和等温传热装置，使得玻璃制品冷却至第二温度。在传输过程中，等温传热装置将热量从模具的较热区域传输到模具的较冷区域，从而最小化或消除了模具的前端和尾端之间的温差。

在一个实施方式中，在传输过程中，热量从模具的尾端传输到模具的前端。

在一个实施方式中，在玻璃制品、模具和等温传热装置的传输方向上，热-分级通道具有负的热梯度。

在一个实施方式中，通过等温传热装置的传热使得玻璃制品的整个表面上的最大温差不超过5℃。

在一个实施方式中，通过等温传热装置的传热使得玻璃制品的整个厚度上的最大温差小于3℃。

在一个实施方式中，通过等温传热装置的传热，使得从模具分离玻璃制品之后，玻璃制品的形状与理想形状的绝对最大偏差不大于0.050mm。

在一个实施方式中，所述方法还包括采用散热器从等温传热装置吸收过量的热量。

在一个实施方式中，所述方法还包括在传输过程中，将热-分级通道中的空气温度控制为等温传热装置的温度。

在一个实施方式中，玻璃片加热的第一温度是对应玻璃粘度为10^9.1泊的温度至对应玻璃粘度为10⁷泊的温度。

在一个实施方式中，玻璃制品冷却的第二温度低于对应玻璃粘度为10¹²泊的温度。

在一个实施方式中，所述方法还包括在将玻璃片加热至第一温度之前，将玻璃片预加热至起始温度。

在另一个方面，本发明描述了一种生产玻璃制品的系统。所述系统包括模具和等温传热装置，所述模具包括具有三维形状的成型表面，所述等温传热装置包括至少一个热管。所述等温传热装置设置成与模具热接触，并且配置成将热量从模具的较热区域传输到模具的较冷区域。

在一个实施方式中，所述系统还包括一系列形成了热-分级通道的温度受控的室。

在一个实施方式中，所述系统还包括用于沿着热分级通道传输模具和等温传热装置的运输装置。

在一个实施方式中，所述等温传热装置的至少一个热管含有钠或钾作为可冷凝工作流体。

在一个实施方式中，所述等温传热装置的至少一个热管可在550-900℃的温度范围内进行操作。

在一个实施方式中，等温传热装置焊接或夹在模具的底部。