[发明专利]一种用于二次熔融法拉制柔性玻璃的加热炉

说明书

技术领域

本发明属于玻璃的二次热成型设备技术领域，涉及到一种加热炉，特别是一种用于二次熔融法拉制柔性玻璃的加热炉。

背景技术

2012年6月，在波士顿举行的国际信息显示年会上康宁展示了它的柔性玻璃样品—Willow Glass，这是一款可以弯曲的玻璃，其厚度小于0.1mm；其独特的可弯曲性能及广阔的应用前景引起了人们的极大兴趣。然而，这种极薄玻璃并不是康宁公司首次发明的，它的产生可追溯至二十世纪六十年代的前苏联，莫斯科门捷列夫工学院玻璃工艺教研室采用垂直拉引玻璃熔体的方式制备出5～50μm厚的薄膜玻璃，其研究目的是为了采用薄玻璃制造人造云母、电容器和绝缘贴层。当时的研究仅限于实验室研究。

近二十年来，随着电子消费产业的飞速发展，电子产品如电视、电脑、手机等日益趋向于智能化、轻薄化和高速化，其要求显示基板玻璃的厚度越来越薄，例如笔记本电脑，显示基板玻璃的减重在很大程度上使其更加轻薄。手机玻璃从最初大于1mm的厚度，逐渐减少至0.7mm、0.5mm，直至今天大家熟知的玻璃，厚度只有0.4mm，其广泛应用于智能手机、平板电脑等移动电子设备；在电视显示领域，目前普通采用的厚度为0.5～0.7mm，如康宁公司的LotusTM玻璃和旭硝子的AN100。柔性玻璃厚度小于0.1mm，若应用于电子显示领域，则能极大提高显示终端的便捷性，其应用在不久的未来将非常广泛，如电子书、柔性显示、有机发光二极管、有机光伏等。目前柔性玻璃的应用研究多处于实验室阶段，研究单位主要有德国肖特公司、美国康宁公司、日本旭硝子、斯图加特大学和台湾工业技术研究院。

针对柔性玻璃的广阔的潜在应用前景，国外的研究机构申报一批相关制备工艺的专利，大多采用二次熔融拉薄的工艺。专利(US8443629B2、201080035053.7、201180060292.2、JP2012087006A)采用玻璃预成型坯为原板，预成形坯厚度小于0.3mm，缠绕于滚筒上，可进行连续生产；专利(US4999039)提供一种采用相邻两块玻璃板端部加热对接的方式实现原板的连续供应、再进行加热拉制的方式生产柔性玻璃；专利(201280049893.8)通过提高原板的厚度均匀性来得到厚度均匀性良好的薄玻璃；专利(201310225124)提供一种超薄无碱玻璃的制备方法，先熔制玻璃液，做成预成型坯，再加热拉薄，拉薄温度为1300～1360℃，可进行超薄无碱玻璃的小批量生产；专利(JP4928009B2)提供一种二次拉薄工艺，重点在于抑制加热炉中空气的上下对流，采用的方式为在玻璃板出口处提供气流以保持正压，从而抑制外部气流的影响。以上所述专利均属于二次拉薄法；在二次拉薄工艺流程中，加热炉是最为重要的装备之一，在已公开的专利中，均未有对加热炉的详细叙述。

发明内容

本发明设计了一种用于二次熔融法拉制柔性玻璃的加热炉，结构简单、组装方便、横向温差小，可根据需要对各部分的温度进行单独控制，所拉制的玻璃厚度偏差小、平整度好，可拉制出厚度为0.03～0.2mm、宽度为20～2000mm、长度大于5m的具有良好挠性的柔性玻璃。

本发明所采取的具体技术方案是：一种用于二次熔融法拉制柔性玻璃的加热炉，包括横截面为矩形的炉体、设置在炉体内的加热装置，炉体中部沿宽度方向开设有加热通道，关键是：所述的加热装置由上到下分为加热区和退火区，加热区和退火区的结构相同都设置有加热单元，加热单元包括热电偶、与主电源连接的电力调功器、温控仪表、沿加热通道对称设置的两个加热模块，加热模块靠近加热通道的一面为加热面，加热面上设置有加热元件，位于两侧的加热面之间的空腔形成加热通道，两个加热元件串联后与电力调功器形成串联回路，其中一个加热模块上设置有穿通加热模块且与加热面相垂直的热电偶插孔，热电偶的测温端穿通热电偶插孔到达加热通道内，热电偶和电力调功器都与温控仪表连接。

所述的加热装置中还设置有预热区，预热区位于加热区的上方，预热区的结构与加热区的结构相同。

所述的加热面的长度为50～200mm，宽度为50～200mm。

所述的每个加热单元的额定功率为1～10kW，最高加热温度为1250～1450℃，加热区的温度控制在700～1000℃，退火区的温度控制在400～650℃。

所述的加热元件为电热丝线圈或异形碳化硅加热棒，电热丝线圈的材质为镍铬合金或铁铬铝合金。

所述的加热区和退火区内加热单元的数量为至少三个，所有的加热单元并排设置，每个区内所有热电偶的测温端保持在一条直线上。