用于操縱柔性玻璃卷材的方法和設備的制造方法
【專利說明】用于操縱柔性玻璃卷材的方法和設備
本申請要求2012年9月26號提交的美國專利申請第13/627455號的優先權權益，本文以該申請為基礎并將其結合于此。
【背景技術】
領域
本發明總體涉及操縱和/或傳輸柔性玻璃卷材的設備和方法，具體來說，涉及用于在制造時操縱柔性玻璃卷材的非接觸式設備和方法。
【背景技術】
薄的柔性玻璃卷材可用于各種應用，包括所謂的“電子紙”、濾光片、光伏電池、顯示器、OLED發光和觸摸傳感器。用于這種基材的玻璃可為非常薄，通常小于約0.3毫米。可基于單片玻璃板來進行這種基材的加工，或者更加有效地通過將基材作為長的玻璃卷材來傳輸，該玻璃卷材可在輥或卷軸上卷繞。這種方法包括從一輥上分開帶，加工分開的部分，然后將帶再次卷繞到卷取輥上。或者，可將玻璃卷材分離成離散的組件或片，而不是最終再次卷繞到卷取棍上。
這種所謂的“卷一對一卷”工藝的不足之一是薄的玻璃卷材的脆性。具體來說，加工時的帶機械接觸可導致損壞，包括刮擦、產生碎肩和斷裂。此外，制造過程或運輸中的玻璃卷材的未對齊對于玻璃卷材的采購者來說通常是不利的。
因此，需要當通過制造操作傳輸玻璃卷材時控制玻璃卷材的設備和方法。
【發明內容】
本文所述的實施方式涉及當沿著制造線傳輸玻璃卷材時，在橫向方向操縱柔性玻璃卷材的設備和方法。操縱裝置操縱玻璃卷材，卻不接觸玻璃卷材自身。具體來說，本文所述的方法抵消了設備的未對齊或者玻璃卷材中的扭曲，以保持玻璃卷材在制造設備中的位置。
在一些實施方式中，用于非接觸操縱具有傳輸方向和垂直于傳輸方向的橫向方向的玻璃卷材的操縱裝置包括流體注射桿，其具有在玻璃卷材的橫向方向取向的拉伸軸線。操縱裝置還包括樞軸軸承組合件，其連接到流體注射桿從而流體注射桿可在垂直于玻璃卷材的傳輸方向的平面內樞軸移動；連接到流體注射桿的致動器，用于調節流體注射桿相對于玻璃卷材的取向；和邊緣檢測裝置，其位于靠近玻璃卷材的邊緣用于評估玻璃卷材的邊緣的位置。
在其他實施方式中，操縱玻璃卷材的方法包括沿著玻璃制造設備在傳輸方向引導玻璃卷材，其中玻璃卷材具有垂直于傳輸方向的橫向方向。所述方法還包括使玻璃卷材經過操縱裝置上方傳輸，其中該操縱裝置包括可樞軸移動的流體注射桿和位于靠近玻璃卷材邊緣的邊緣檢測裝置。所述方法還包括測定玻璃卷材邊緣的橫向位置；基于來自邊緣檢測裝置的信號，用至少一個處理器自動計算玻璃卷材的橫向位置；和當邊緣檢測裝置感應到玻璃卷材的邊緣位于向外偏移預定設定點時，樞軸移動操縱裝置的流體注射桿來在向內方向移動玻璃卷材。
在其他實施方式中，制備玻璃卷材的方法包括熔融玻璃批料材料以形成熔融的玻璃和使用熔合拉制機將熔融的玻璃成形為玻璃卷材，該熔合拉制機包括進口，成形容器，和牽拉輥組件。所述方法還包括使玻璃卷材經過操縱裝置上方傳輸，其中該操縱裝置包括可樞軸移動的流體注射桿和位于靠近玻璃卷材邊緣的邊緣檢測裝置。所述方法還包括測定玻璃卷材邊緣的橫向位置和基于來自邊緣檢測裝置的信號，用至少一個處理器自動計算玻璃的橫向位置。所述方法還包括當邊緣檢測裝置感應到玻璃卷材的邊緣位于向外偏移預定設定點時，樞軸移動操縱裝置的流體注射桿來在向內方向移動玻璃卷材，以及將玻璃卷材傳輸進入激光切割設備。
在以下的詳細描述中給出了本實施方式的其他特征和優點，其中的部分特征和優點對本領域的技術人員而言，根據所作描述就容易看出，或者通過實施包括以下詳細描述、權利要求書以及附圖在內的本文所述的本發明而被認識。
應理解，前面的一般性描述和以下的詳細描述介紹了各種實施方式，用來提供理解要求保護的主題的性質和特性的總體評述或框架。包括的附圖提供了對各種實施方式的進一步的理解，附圖被結合在本說明書中并構成說明書的一部分。附圖以圖示形式說明了本文所述的各種實施方式，并與說明書一起用來解釋要求保護的主題的原理和操作。
【附圖說明】
[0012]圖1示意性地顯示根據本文所示或所述的一種或更多種實施方式的具有操縱裝置的玻璃制造設備的側視圖，該操縱裝置用于控制玻璃卷材的橫向位置；
[0013]圖2示意性地顯示根據本文所示或所述的一種或更多種實施方式的具有操縱裝置的玻璃制造設備的俯視圖，該操縱裝置用于控制玻璃卷材的橫向位置；
[0014]圖3示意性地顯示根據本文所示或所述的一種或更多種實施方式的具有用于控制玻璃卷材的橫向位置的操縱裝置的前視圖；
[0015]圖4示意性地顯示操縱裝置和玻璃卷材沿著圖2的線A-A顯示的詳細側面截面視圖；
[0016]圖5示意性地顯示根據本文所示或所述的一種或更多種實施方式的具有操縱裝置的玻璃制造設備的側視圖，該操縱裝置用于控制玻璃卷材的橫向位置；
[0017]圖6示意性地顯示根據本文所示或所述的一種或更多種實施方式的具有操縱裝置的玻璃制造設備的俯視圖，該操縱裝置用于控制玻璃卷材的橫向位置；和
[0018]圖7示意性地顯示包括根據本文所示或所述的一種或更多種實施方式的操縱裝置的玻璃制造設備。
具體描述
[0019]現在將詳細參考當玻璃卷材傳輸通過各種制造操縱時，用于操縱柔性玻璃卷材的設備和方法的實施方式。只要有可能，在所有附圖中使用相同的附圖標記來表示相同或類似的部分。在一種實施方式中，用于操縱玻璃卷材的設備包括流體注射桿，其在玻璃卷材下面注射流體來形成支撐玻璃卷材和使玻璃卷材與流體注射桿保持一定間距的流體緩沖墊。當玻璃卷材前進通過玻璃制造過程時，流體注射桿樞軸移動來引導玻璃卷材。下面將具體參考附圖，更加詳細地描述用于操縱玻璃卷材而不接觸玻璃卷材的方法和設備。
[0020]雖然通常認為玻璃是脆性材料，沒有柔性且易于刮擦、產生碎肩和斷裂，但實際上具有薄的橫截面的玻璃是非常柔性的。當玻璃為薄片或薄卷材的形式的時候，玻璃可以卷繞形成卷以及展開，這與紙張或塑料膜很相近。然是，即使可以將玻璃制成很有柔性的形式，其仍然保持脆性的特征，如果接觸，則會造成破壞。此外，玻璃卷材在輥上的不均勻卷繞稱為玻璃卷材在棍上的“伸縮(telescoping) ”或者“凹陷(dishing)”。玻璃卷材的伸縮，如圖2的放線輥92上的玻璃卷材80所示，可由當將玻璃卷材卷繞到輥上時在玻璃卷材中不均勻的張力造成的。玻璃卷材在輥上的伸縮可歸因于控制玻璃卷材纏繞過程的組件的傾斜和/或位置未對齊(misalignment)，以及玻璃卷材自身的扭曲。
[0021]玻璃卷材在輥上的凹陷可導致玻璃的缺陷和/或破碎。對于某些應用，特別是視覺上的缺陷會帶來問題的應用(例如顯示器應用)，即使是很小的、似乎是表面上的缺陷都是無法接受的。對于其它的要求很高的機械強度的應用，即使是小于I微米的缺陷也可能對玻璃卷材的機械可靠性帶來限制。因此，在制造過程中對玻璃卷材的加工，例如在玻璃卷材上沉積薄膜涂層，可能是損耗的來源，會帶來很高的成本。
[0022]當玻璃卷材穿過玻璃制造設備時保持玻璃卷材的橫向對齊，可能因為玻璃制造設備的組件的未對齊以及玻璃卷材自身的“拱起”(或扭曲)而變得復雜。此外，制造環境或加工和處理設備中可能存在的不穩定性、擾動、擺動和瞬時效應，也可能導致發生玻璃卷材在橫向方向的間歇性或延后的未對齊。本文所述的設備和方法允許當將玻璃卷材加入通過玻璃制造和加工設備時，非接觸地操縱玻璃卷材。操縱玻璃卷材校正了任何這種未對齊或者玻璃卷材的拱起，且在制造和加工操縱中保持了玻璃卷材的橫向對齊。
[0023]現在參考圖1，示意性地顯示了根據本文所示和所述的一種實施方式的示例性卷一對一卷工藝。玻璃卷材來源可包括卷繞在放線輥上的玻璃卷材如圖1所示和如下所述。但是，如下所述，設想了玻璃卷材來源的其它實施方式包括，但不限于:在熔合法或狹縫拉制法中從批料材料形成的玻璃卷材。當玻璃卷材從放線輥解開時，可加工解開或分開的部分，然后在卷取輥上再次卷繞。在本文中，術語“