CN105189374A - 用于加工薄型玻璃幅材材料的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了用于精整薄玻璃幅材材料的长条带的方法和设备。所述方法和设备有助于薄玻璃幅材材料沿向下的竖直方向的移动，并且在薄玻璃幅材材料被卷绕在卷上之前执行例如裁切、贴带和测试的各种精整过程。所述方法和设备操作使得薄玻璃幅材材料不被所述设备接触，并且因此受到针对潜在损坏的保护。

Description

用于加工薄型玻璃幅材材料的方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求2012年11月29日提交的美国临时申请序列号61/731153的优先权，其全部内容构成本发明的依据且以引用方式并入本文。

技术领域

本发明总地涉及用于加工和精整玻璃并且更特别地加工和精整薄玻璃幅材材料以用于以各种方式使用(包括并入高技术产品中)的方法和设备。

背景技术

考虑到最近的发展，玻璃可以制造成薄玻璃幅材的形式，其具有不超过0.05至0.200毫米的厚度、0.5至1.3米或更宽的宽度和多达300米或更大的长度。薄玻璃幅材材料可被卷到卷轴上，且外径小至200毫米的半径。薄玻璃幅材材料具有各种各样的用途，包括作为用于平板显示器(例如，液晶显示器)的基板。用于操纵薄玻璃幅材材料的当前技术通常借鉴自转换工业的卷对卷过程，该过程在材料在水平方向上移动时处理材料。此方法与用于在卷对卷过程中处理的各种各样的材料的方法一致，这些材料包括纸张、塑料和金属，并且存在专门供应用来处理这些材料的设备的广泛的工业部门。一般来说，这些***具有水平设计，其中，当材料正被形成、转化或添加涂层、层合物、电路形式的价值并且在一些情况下正被输送通过一系列过程环境、真空、热、溅射、干燥器等时，材料通过一系列传输技术(在许多情况下是辊)在水平取向上进给。这些过程步骤中的许多本质上适合于水平幅材传输过程，因此大部分转化设备设计都采用水平设计方案也就不足为奇了。

在制造之后操纵和处理薄玻璃幅材材料提出了许多特殊问题，特别是在薄玻璃幅材材料被切割、检查、测试缺陷和层合或进行其它制造步骤时需要避免在薄玻璃幅材材料在水平方向上移动时与其直接接触。通过处理设备与薄玻璃幅材材料直接接触可能容易增加刮伤、擦伤或其它缺陷，这些缺陷不仅影响玻璃的外观质量，而且引入可能弱化玻璃的结构并引发裂纹形式的失效和其中玻璃粉碎的致命失效的缺陷。为了在设计成避免与薄玻璃幅材材料直接物理接触的水平卷对卷操作中加工薄玻璃幅材材料，很大程度上依赖于空气承载技术，该技术被并入传输装置、反向器、转向和平面处理设备。这些装置允许薄玻璃幅材沿着水平生产线跨置在气垫上，该水平生产线可以长达10米或更长，并且至少宽1米至1.5米。这些***通常需要多达10至15个高度复杂的空气承载装置以用于不同目的。

发明内容

如上所述，当薄玻璃幅材材料在精整过程期间在水平方向上移动时，为了避免触碰并且有助于薄玻璃幅材材料的非接触移动，复杂的、精致的和极其昂贵的空气承载装置阵列形成空气垫，以用于薄玻璃幅材材料在退绕模块和卷绕模块之间在水平方向上移动时跨置在其上。在一些构型中，空气承载装置阵列是一系列平行导轨，其利用由导轨之间的空间提供的出口路径释放空气以形成空气垫。这些阵列常常覆盖薄玻璃幅材所跨置的大部分区域。除了反转、测试和张紧之外，这些阵列还保持空气棒。

如上所述，如果薄玻璃幅材材料在精整过程期间破裂，当其沿着水平生产线移动时，产生许多问题。当薄玻璃幅材材料破裂时，其可能形成许多小颗粒，这些小颗粒会污染机器，特别是许多空气承载装置。由薄玻璃幅材中的破裂生成的小颗粒具有在精整过程可开始之前粘附到机器的趋势，从而产生显著的清洁问题。当薄玻璃幅材材料在精整过程期间破裂时，所形成的玻璃的小颗粒也被来自空气承载装置的空气吹得到处都是，这可能使情况更严重，并且增加清洁的时间和费用。

另外的显著问题在于，所有这些过程都必须在洁净室环境中进行，这需要具有HEPA过滤的空气，以将工艺区域保持在级别10,000目标内。当薄玻璃幅材材料破裂时清洁过程与以下事实叠加：其可能需要达到重建洁净室环境的标准。

在破裂之后重新穿引或在精整过程开始时简单地将薄玻璃幅材材料穿引通过水平***是困难的，部分地是由于需要不接触薄玻璃幅材材料。薄玻璃幅材材料通过***所选路径需要在卷绕模块两者的下方和一系列空气棒和反向器的上方穿引，这是一个具有多个功能性和人类工程学挑战的过程，原因是：空气棒在显著量的地板空间上方铺展，其中***的部分难以从侧面触及。当薄玻璃幅材材料移动通过水平过程时，此问题与在薄玻璃幅材材料和空气承载装置之间非常小的距离叠加。

卷绕张力管理是用于防止与激光裁切以及其它精整和测试过程相关联的无定向裂缝扩散的控制参数，并且需要在裁切过程和其它精整步骤上游和下游的卷绕张力控制。水平过程通常使用悬链、浮动辊或真空箱张紧技术以及复杂的控制算法来满足给定过程的张紧要求。卷绕张力在幅材传输行业中传统地以磅/线英寸或PLI为单位来测量。在薄玻璃幅材移动通过精整过程并且当其退绕时，薄玻璃幅材上的张力大体上在0.05至0.75磅/线英寸(PLI)(0.06至0.9Kg/cm)的范围内，该值低于在用于塑料、纸板和其它材料的转换工业中通常使用的PLI，其通常在1至5PLI范围内。在水平方向上在提供支承的空气承载部上延展以便避免在这样低的张力下接触薄玻璃幅材材料对控制***提出挑战，并且需要在空气承载装置的制造和对齐过程中且相对于卷绕器及其它过程设备的很高精度。此要求增加了过程设备的设计和操作的显著的成本和复杂性。另外，由于幅材在其整个路径长度上需要支承，其恒定地紧邻空气承载，这增加了其可能以某种方式接触会造成刮痕或瑕疵(此刮痕或瑕疵会削弱玻璃的机械完整性)的某物的可能性。

现有的水平***也在薄玻璃幅材材料能被裁切的宽度上具有约束性。这是由于需要将空气棒定位成在它们之间具有空间，该空间允许空气逸出，以便保持恰当的空气压力。当薄玻璃材料沿水平方向移动时，薄玻璃幅材材料的边缘在被切割之前和之后必须驻留在提供空气压力的导轨上方而不在空气棒之间的间隙之一上方。因此，空气棒和开放空间的交替图案限制薄玻璃幅材材料可被切割的宽度。

本公开的一个实施例涉及一种用于加工薄玻璃幅材材料的方法，其具有以下步骤：将薄玻璃幅材材料从源沿基本上向下的竖直方向引导；对沿基本上向下的竖直方向移动的薄玻璃幅材材料执行精整功能；在没有物理接触的情况下控制在基本上向下的竖直方向上移动的薄玻璃幅材材料的水平稳定性；在没有物理接触的情况下控制在基本上向下的竖直方向上移动的薄玻璃幅材材料的张力；以及将薄玻璃幅材材料卷绕成至少一个卷，所述至少一个卷可以定位成基本上在向下移动的薄玻璃幅材材料的源的下方。在该实施例的变型中，源步骤为：将薄玻璃幅材材料从卷轴退绕；在制造过程的结尾处将薄玻璃幅材材料沿向下方向引导；或者将薄玻璃幅材材料向上绕过空气棒上方。

本公开的附加实施例涉及一种用于加工薄玻璃幅材材料的设备，其包括：薄玻璃幅材材料的源；卷绕卷轴，其在基本上竖直的方向上位于薄玻璃幅材材料的源下方；无接触稳定器，其邻近从所述源延伸至所述卷绕卷轴的薄玻璃幅材材料的路径；至少一个精整装置，其邻近从源延展至所述卷绕卷轴的薄玻璃幅材材料的路径；无接触张力控制装置，其定位在与薄玻璃幅材材料的路径的相互作用位置；并且其中，薄玻璃幅材材料的路径在基本上向下的竖直方向上从源延伸至卷绕卷轴。

在本发明的还有另一实施例中，本公开涉及一种加工薄玻璃幅材材料的方法，其具有以下步骤：将薄玻璃幅材材料从源沿基本上竖直的方向引导，从而形成沿基本上竖直的方向移动的薄玻璃幅材材料的带状物或条带；对沿基本上竖直的方向移动的薄玻璃幅材材料执行精整功能；在没有物理接触的情况下控制沿基本上竖直的方向移动的薄玻璃幅材材料的水平稳定性；以及在没有物理接触的情况下控制沿基本上竖直的方向移动的薄玻璃幅材材料的张力。在该实施例的变型中，基本上竖直的方向可以是基本上向下的竖直方向或基本上向上的竖直方向。

附加的特征和优点将在随后的详细描述中阐述，并且在一定程度上将根据该描述而易于对本领域的技术人员显而易见，或者通过实践本书面描述所述的实施例及其权利要求以及附图而被了解。

应当理解，前述总体描述及以下详细描述两者均仅仅是示例性的，并且旨在提供用于理解权利要求的本质及特性的综述或框架。

附图是为了提供对本发明的进一步了解而包含的，并且被纳入本说明书中构成本说明书的一部分。这些附图示出了一个或多个实施例，并用于与本说明书一起来说明各个实施例的原理和操作。

附图说明

图1是一个实施例的示意透视图；

图2是拼接设备的一部分的示意图；

图3是另一个实施例的功能部件的示意性侧视图；

图4是贝努利空气棒的面的一部分的视图；

图5是浮动辊的示意透视图；

图6是标准空气棒的阵列的截面的视图；

图7是另一个实施例的示意性侧视图；

图8是带有贴带边缘的薄玻璃幅材材料的剖视图；

图9是处于未部署位置的筛选设备的示意图；

图10是处于部署位置的筛选设备的示意图；

图11是空气承载气缸的俯视图；

图12是另一个实施例的示意透视图。

具体实施方式

提供了参照附图更详细描述本发明的实施例的示例。所提供的示例和实施例示出了本发明的概念，但不应理解为将本发明限制到本文提供的实施例。然而，对于受益于本公开的本领域的普通技术人员将显而易见的是，本发明可以在不脱离本文所公开的具体细节的其它实施例中实践。此外，可能省略熟知的装置、方法和材料的描述，以免使本发明的描述难理解。在任何可能的情况下，在附图中都使用相同的附图标记来表示相同或类似的部件。

第一实施例

图1是本发明的实施例的主要部件中的一些的示意透视图。卷101是薄玻璃幅材材料的卷轴，例如，宽1至1.3米、厚0.01mm至0.2mm(例如，0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19或0.20mm)，其卷绕成直径可以小至200mm的卷并且在长达300米或以上的条带或带状物中(术语“条带”或“带状物”可以在本文中互换使用)。当产生对薄玻璃幅材材料的需求时，可能需要对其进行额外的加工，例如，将其裁切成具体宽度，以将其制备用于制造过程，该制造过程将其并入另一个产品，例如，平板显示器的基板。用于加工薄玻璃幅材材料103的卷101的技术是将其在向下的竖直方向上退绕，对其进行加工，例如，由切割器105将薄玻璃幅材材料纵长分割成两个单独的条带107A和107B，然后将它们分别复卷成卷109和111。

薄玻璃幅材材料的实际宽度可以变化。在图1所示示例中，幅材材料脱离卷101时，其宽度在1米至1.3米的范围内，并且其被切割成两个单独的条带，这两个条带的宽度总计达初始条带103的总宽度。根据切割器105定位的位置，薄玻璃幅材可在横跨其宽度的任何位置处纵长分割。另外，其可被切割成若干个更小的条带并且复卷成所需要的许多个卷。切割装置105是典型的激光切割装置，其产生设计成切割薄玻璃幅材材料的激光束104。然而，可以使用其它合适的切割装置。由于图1中描绘的***不需要用于支承和保护的空气承载装置，激光切割器105可以容易地定位在沿着薄玻璃幅材材料101的宽度的任何点处，因此可以将薄玻璃幅材材料101切割至任何所需的宽度。裁切步骤也可包括在薄玻璃幅材材料的条带的一个或两个边缘上的狭窄的修剪切口。本文所讨论的方法和设备的重要方面之一将在于其在不接触薄玻璃幅材材料的情况下起作用并且因此是无接触设备和方法。

如所指出的，当薄玻璃幅材材料正在移动通过精整过程时，对薄玻璃幅材材料的恰当的张力管理是需要处理和保持的重要因素。通过在竖直方向上移动薄玻璃幅材材料，重力变成张力控制的主要分量之一，并且事实上简化了张力管理和控制的过程。当薄玻璃幅材材料在向下的竖直方向上移动时，其质量自动地提供张力控制。在薄玻璃幅材材料上的张力因此变成移动的薄玻璃幅材材料的高度和质量的因子。

通过保持玻璃幅材的合适的高度和质量，可以将在薄玻璃幅材材料上的合适的张力保持在可接受的PLI范围内。另外，当薄玻璃幅材材料随着其在向下方向上移动而被裁切(因为该过程是竖直的，并且包括不阻碍幅材的前进的无接触引导)时，重力可用来在薄玻璃幅材材料的裁切条带上递送合适的张力，而不论切割的条带的宽度相对于初始全宽怎样，因此允许使用最小的附加张力技术和控制算法。这提供了相比水平***的巨大进步，如上所述，水平***需要极其复杂的张紧***，以便保持合适的张力并提供由裁切和其它精整步骤引起的张力变化。另外，该***本质上是无接触***。

切割条带107a和107b的悬链113a和113b均是提供附加的张力控制所需的。它们被计算以便随着它们在过程的结尾处被缠绕在其相应的卷109和111上而在薄玻璃幅材材料107a和107b的每个条带上产生合适的张力。将薄玻璃幅材材料缠绕到卷上的要求之一是：当其被缠绕在卷上时，其被恰当地张紧。在缠绕过程中过大的张力会通过过度地压缩其而损坏薄玻璃幅材材料并造成卷轴伸缩。伸缩发生在卷起的材料的过大张力造成卷轴的中心射出并有效地拆散卷时。另外，如果施加过小的张力，薄玻璃幅材材料的卷将过松，并且在经受快速水平移动时容易伸缩。

每个条带在其低垂时形成的悬链是物理和几何曲线形式，其类似于链条或线缆悬挂在两个支承构件之间时所形成的曲线。在这种情况下，当相应的条带107a和107b被复卷在卷轴109和111上时在其上的张力取决于每个条带107a和107b的悬链113a和113b在其相应的卷轴中的每一个下方悬垂多远以及在薄玻璃幅材材料开始在竖直方向上从源(在这种情况下从卷101)向下移动的点处薄玻璃幅材材料的竖直高度。如上所述，薄玻璃幅材材料的以PLI计的张力通常有时在0.05至0.75PLI(0.06至0.9Kg/cm)的范围内较低，以便在重新缠绕过程完成时在薄玻璃幅材材料的卷上产生合适的最终张力。在竖直取向上加工薄玻璃幅材材料的另一个优点是：较低的张力要求使得更容易操纵薄玻璃幅材材料并实现在薄玻璃幅材材料上要求的必要张力。悬链的重要方面之一在于，它提供了无接触的张力控制方法和设备。

如图1中所描绘的，裁切薄玻璃幅材材料的过程以及其它过程可以在不需要任何空气承载装置或如下文所展示那样策略性地放置的少量这样的装置的情况下进行。另外，竖直过程需要小得多的空间，这减少了在薄玻璃幅材材料的处理期间必须提供的洁净室内环境的成本。这显著地减少了当薄玻璃幅材材料中的破裂发生时的清洁成本和时间。对于竖直过程来说，需要清洁的实际空间比水平过程需要清洁的空间小得多。此外，如在整个实施例中所示，占据竖直定向的薄玻璃带状物正下方的地板区域的设备极少或不存在，从而进一步简化了清洁过程并减少了处理设备的污染。例如，复卷卷轴109、111以及与其相关联的设备从竖直定向的薄玻璃带状物正下方向外移动，以在造成薄玻璃带状物下落的破裂事件中减小其污染。另外，虽然未示出，但在上面设置复卷卷轴的过程地板中可能存在孔，以允许玻璃带状物穿过其中落入单独的空间中，以用于收集碎片和气载颗粒的污染物，这些污染物否则会污染复卷卷轴和其它带状物处理设备。

竖直过程的另一个优点是穿引过程的大幅简化，该过程是在薄玻璃幅材材料的卷轴上开始裁切或其它精整过程或在薄玻璃幅材材料中的断开之后再穿引卷轴所需要的。如在图1中可见，薄玻璃幅材材料可从卷轴101容易地展开并通过重力沿向下的竖直方向移动，以便接着以在非常简单的过程中容易地穿引到较低复卷卷轴109上。人们只需要在薄玻璃幅材材料向下移动至复卷卷轴109和111的水平时抓住其前缘，并且在薄玻璃幅材材料被裁切之后将其以合适的方式连接到复卷卷轴。

在一个优选的实施例中，塑料或其它合适的织物的引导部可附接到在卷轴上的薄玻璃幅材材料的可用端，以有利于穿引过程，并且在穿引过程期间为薄玻璃幅材材料提供保护且限制与其接触。图2是薄玻璃幅材材料131的端部在其脱离卷轴(未示出)时的示意图。由塑料或其它合适的材料或织物制成的引导部133的端部沿着线137在切割和拼接板135上由带材(未示出)接合到薄玻璃幅材材料131的边缘。在过程的结尾处，当薄玻璃幅材材料被完全重新缠绕时，塑料或其它合适的材料的尾随部被添加以在薄玻璃幅材材料的卷采取的下一措施中充当引导部。拼接引导部或尾随部的过程均可在退绕过程开始之后薄玻璃幅材材料处于其竖直取向的同时进行。可以使用手动或自动化拼接过程。在手动过程中，人们可以容易地站立在切割或拼接板135附近，切割或拼接板135定位成邻近悬挂的薄玻璃幅材材料131。

第二实施例

图3提供了附接到背板201的主要功能部件的另一个实施例的示意性侧视图。图3中描绘的所有部件均从其在功能上附接到的背板201向外延伸。卷轴203由心轴204可旋转地附接到背板201，并且在其周围卷绕一段薄玻璃幅材材料，薄玻璃幅材材料与保护材料205的一个或多个带(例如，医用级泡沫)交织，保护材料的带205可具有等于或小于薄玻璃幅材材料的宽度。心轴204延伸进入背板201中，并且具有齿轮连接到其的原动力(未示出)，以在必要时在合适的旋转方向上赋予卷轴203合适的旋转。组合的薄玻璃幅材材料和保护材料的带205从辊203退绕并绕过辊207上方，并且薄玻璃幅材材料103与保护材料的一个或多个带211分离。保护材料的带接着向下引导至卷轴213，在这里，其被复卷。薄玻璃幅材材料103沿着空气承载支承件215自上而下移动，在这里，其被激光切割器217裁切成两个单独的条带，即，条带209b和209a。空气承载支承件215形成空气垫，以用于薄玻璃幅材材料跨置在上面，使其不会与空气承载支承件215的表面直接接触。下面将讨论空气承载支承件的面上的实际结构。

薄玻璃幅材材料的条带209a在被裁切之后接着向下绕过浮动辊221下方传递，然后与从卷轴229退绕的保护材料的另一个带227结合。在其下方具有保护材料的带227的薄玻璃幅材材料209a的条带接着绕过辊225上方并且卷绕在卷轴231上。同样，薄玻璃幅材材料209b绕过浮动辊223下方，然后与正从卷轴243退绕的保护材料带242结合。然后，薄玻璃幅材材料和与其交织的保护材料的带的结合的条带绕过辊241并且卷绕在卷轴256上。卷轴或辊207、213、225、229、231、241、243和246均利用合适的齿轮连接和原动力以与卷轴203相同的方式可旋转地附接到板201。

浮动辊221和223提供分别在绕过它们中的每一个下方的条带209a和209b的无接触的张力控制。可选地，为了增加稳定性、控制和针对高频或低频振动的保护(当薄玻璃幅材材料移动通过此精整过程时，该高频或低频振动可以在薄玻璃幅材材料的条带或带状物中引起)，无接触的稳定空气棒251定位成在一定距离处邻近条带209a，在该距离处，可以控制条带209a中的振动。同样，无接触的稳定空气棒252定位成在一定距离处邻近条带209b，在该距离处，可以控制并防止薄玻璃幅材材料的条带209b中的过量的低频或高频振动，从而为薄玻璃幅材材料209b提供稳定性。

在一个优选的实施例中，空气棒稳定器251和252为贝努利空气棒稳定器，其不物理接触薄玻璃幅材材料，从而对薄玻璃幅材材料的移动提供无接触的稳定和控制。图4提供了贝努利空气棒的操作面257的一部分的视图，即，当薄玻璃幅材材料在竖直方向上移动时，面向且定位成邻近薄玻璃幅材材料的条带的部分。贝努利空气棒的面257具有正压端口258，空气通过该端口吹出，以在经过的薄玻璃幅材材料的条带上产生正空气压力或排斥力。当薄玻璃幅材材料经过贝努利空气棒面257时，真空端口259在薄玻璃幅材材料上产生负空气压力或抽吸力。然后，薄玻璃幅材材料在其经过贝努利空气棒的面257时的位置通过在贝努利空气棒的面上形成的负和正空气流的流量的选择性变化来控制和改变。以这种方式，经过的薄玻璃幅材材料的条带的距离可被精确地控制。另外，有助于避免在经过的薄玻璃幅材材料的条带和贝努利空气棒的面之间的任何直接接触。贝努利空气棒的结构的详细讨论在这里是没必要的；完全可以说，这样的空气棒通常具有导管和空气流发生器的合适的内部结构，以提供和控制离开正空气端口258并进入负空气端口259的空气的跟随。空气承载支承构件215也可具有贝努利构型。

图5提供了浮动辊221的近距离示意透视图。浮动辊221包括空气棒结构261，其分别在每个端部265a和265b处附接到平衡棒262a和262b。第一平衡棒262a和第二平衡棒262b分别在枢转点264a和264b处连接到支承或支点棒263。另外，配重266a和266b分别附接在每个棒262a和262b的端部上。当薄玻璃幅材材料209a绕过浮动辊221的空气棒261下方时，示出了薄玻璃幅材材料209a的一部分。带有合适的配重266a和266b的、在262a和262b处的第一和第二平衡棒分别在点264a和264b处枢转，以在薄玻璃幅材材料209a绕过空气棒261下方时在薄玻璃幅材材料209a上提供合适的张紧。所形成的张力取决于配重266a和266b的重量。另外，在薄玻璃幅材材料片209a绕过下方时，面向薄玻璃幅材材料片209a的空气棒头部261的面具有合适的正和负孔口，其允许形成空气垫，以便薄玻璃幅材材料209a绕过空气棒头部261下方而不与空气棒261物理接触。如本文所述的浮动辊是无接触张力控制机构的另一个示例。

图6提供了标准空气棒阵列267的一部分的剖视图，其用来提供空气的衬垫层，该衬垫层可以在空气棒结构261的面上使用。可以看出，存在正空气棒268和负回路269的交替的阵列。箭头270指示空气从正空气棒268向负空气回路269内的流动。正空气棒268在其面上具有小空气端口271，空气被吹出该端口以形成正空气压力。替代地，如结合图4所描绘和描述的，贝努利式空气棒面也可在空气棒结构261的面上使用。标准空气棒结构或贝努利空气棒结构也可在空气棒支承构件215上使用。

如图3中所描绘的，薄玻璃幅材材料不一定在准确的竖直方向上移动，它可以偏离相对于水平面的竖直的90度取向若干度，如由薄玻璃幅材材料209a的条带所描绘的。该过程仍然保持不必使用空气承载装置来在玻璃幅材传输路径的相当大一部分上提供支承的所有优点。空气承载装置的一个潜在用途是稳定化，例如由图3中描绘的空气棒251和252。大大减小清洁区域(如果存在任何空气承载装置的话也很少)以及容易且快速接近清洁现场的所有优点仍适用。另外，甚至就偏离绝对垂线若干度的薄玻璃幅材材料而言，薄玻璃幅材材料也容易接近以进行必要的精整工作。可以看出，如上所述空气承载装置的使用是利用无接触方法和设备提供对薄玻璃幅材材料的竖直或几乎竖直的移动以及水平稳定性的控制的另一些附加示例。

第三实施例

图7提供了另一个实施例的示意图，其中大部分功能部件安装在若干背板上并且具有支承结构。薄玻璃幅材材料103利用保护材料的交织带305从卷轴303退绕。薄玻璃幅材材料103和在其下方的保护材料的带305绕过辊307上方递。如上所述，材料的带305在与薄玻璃幅材材料交织在卷轴303上的同时保护薄玻璃幅材材料，从而使薄玻璃幅材材料不接触自身。当薄玻璃幅材材料从卷轴303退绕时，保护材料的带还通过在薄玻璃幅材材料绕过辊307上方时在薄玻璃幅材材料和辊307的表面之间形成层来保护薄玻璃幅材材料。在薄玻璃幅材材料绕过辊307上方之后，保护材料的带305复卷到卷轴309上，并且薄玻璃材料103沿向下的竖直方向传递。

卷轴303通过张力控制臂319连接到背板315。当薄玻璃幅材材料103和交织的保护材料305一起从卷轴303退绕时，张力控制臂319控制施加在薄玻璃幅材材料103和交织的保护材料305上的张力。张力控制臂319在枢转点321处连接到支承外壳323。支承外壳323又平行于卷轴303延展并且连接到背板315。张力控制臂319在旋转点325处连接到卷轴303。响应于在退绕的薄玻璃幅材材料103和保护材料305上的张力中的变化，张力控制臂319在顺时针或逆时针方向上围绕枢转点321移动，从而有助于控制薄玻璃幅材材料上的张力。张力控制臂319施加在退绕的交织的保护材料的带和薄玻璃幅材材料上的张力由作用在枢转点321处的配重或齿轮连接的机构(未示出)控制。

当保护材料的带305退绕到卷轴309上时，辊327帮助引导其并且控制振动。当薄玻璃幅材材料离开卷轴307向下传递时，贴带设备331将带材334施加到薄玻璃幅材材料的边缘以提供强度，保护薄玻璃幅材材料的更脆弱部分之一，并且提供用于在其它精整或制造操作中操纵薄玻璃幅材材料的接触点，而不必直接接触薄玻璃幅材材料表面。

参看图8，示出了带材361和363附接到薄玻璃幅材材料103的每个边缘的薄玻璃幅材材料103的剖视图。带材覆盖薄玻璃幅材材料的边缘的任一侧上的小的区域，并且形成凸缘365和367，凸缘365和367用来在不接触薄玻璃幅材的情况下操纵薄玻璃幅材。在所示示例中，带材的一个连续的带附接到每个边缘。带材施用器在不与玻璃直接接触而是经由压紧辊(未示出)间接地接触的情况下起作用，压紧辊用来将带材施加到薄玻璃幅材材料的边缘。压紧辊不接触玻璃，仅接触带材。在贴带过程由另一者(例如，诸如蚀刻边缘精整方案的替代方法)代替的情况中，这样的其它边缘精整方案可类似地在竖直取向上代替图7中描绘的贴带***实施。贴带或层合过程可根据需要采取多种其它形式，包括部分边缘贴带或仅对边缘中的一个贴带。在竖直***中的贴带过程不需要空气棒，因此限制了在贴带过程期间玻璃接触传输硬件的机会。

重新参看图7，薄玻璃幅材材料的条带然后穿过支承结构339的狭槽开口337。连接到支承结构339的筛选机构341执行针对薄玻璃幅材材料的质量和完整性的筛选测试，其中当薄玻璃幅材材料向下移动时支承结构339的各部分位于薄玻璃幅材材料的任一侧上。关于筛选过程和设备的详细讨论在下文结合图9和10的讨论提供。

当薄玻璃幅材材料行经超出筛选装置341时，检查扫描装置343检查薄玻璃幅材材料。检查扫描装置用来检测和统计玻璃上的颗粒物并且辨识玻璃中的瑕疵或缺陷，该瑕疵或缺陷可能削弱玻璃的强度或使其不适合某些用途。检查装置343定位在贝努利空气棒345和346之间，空气棒将薄玻璃幅材材料103的位置保持在距检查装置343的光学感测镜头和其它感测装置的精确距离处。贝努利空气棒345和346结合检查装置343提供薄玻璃幅材材料的精确控制，以使得薄玻璃幅材材料经过在检查装置的焦点领域内的平面中。

当薄玻璃幅材材料到达浮动辊347时，其沿向上方向上朝对齐辊350改向。另外，在薄玻璃幅材材料绕过辊350上方之前，保护材料的带352在薄玻璃幅材材料下方交织，从而为薄玻璃幅材提供保护。结合的薄玻璃幅材材料和保护材料接着被复卷到卷轴355上。浮动辊347以与图5中描述的相同的方式起作用，以利用合适的配重保持张力；然而，作为替代方案，可以使用未示出的齿轮连接的机构作为张力控制机构。另外，张力控制臂357可用来控制向卷轴355上的复卷的操作，其以与上述张力控制臂319相同的方式操作。当保护材料在薄玻璃幅材材料103下方卷绕在辊350周围时，卷轴356帮助将保护材料的带从卷轴354引导至辊350，并且控制过量的振动。另外，辊307、327和卷轴309连接到与它们具有可旋转连接的背板315，并且具有合适的旋转原动力(未示出)。均具有到背板349的可旋转连接的类似的卷轴和辊350、354和356具有合适的旋转原动力。另外，如上所述，该实施例的张力和水平稳定方法及设备也为利用无接触方法和设备的精整过程提供薄玻璃幅材材料的裸表面。

测试设备和方法

为了测试薄玻璃幅材材料的完整性并确保其质量，在薄玻璃幅材材料上进行筛选测试。筛选是通过交替地致使薄玻璃幅材材料在顺时针和逆时针方向两者上沿着路径通过一对可移动的空气承载气缸而将薄玻璃幅材材料的两侧置于张紧和压缩取向的过程，该空气承载气缸提供无接触的方法和设备。当玻璃包裹在空气承载气缸周围时，玻璃的外部被置于张紧状态，而玻璃的内部被置于压缩状态。张紧和压缩的程度是半径的量值、玻璃的厚度和玻璃经受弯曲和移动的持续时间的函数。利用此技术，薄玻璃幅材材料可针对边缘和表面缺陷被测试，以确保玻璃具有完整性并且已被制造成合适的规格。另外，该测试是质量测试，其确保送给客户的薄玻璃幅材材料不具有可能造成其在其制造过程中失效的缺陷。

图9和10提供了筛选设备的一个实施例的示意图。图9示出了在测试开始之前处于未部署位置的筛选设备，图10示出了进行筛选测试的处于充分部署模式的筛选设备。参看图7，图9和10中描绘的特定筛选装置将被部署为在图7中描绘的设备341。

重新参看图9，两个相对的空气承载气缸401和403之间设置有薄玻璃幅材材料103的片材，其正沿向下方向移动。空气承载气缸401由气动致动器411、轴413和圆头415构成。轴413安置在辊419上，辊419又安置在输送导轨417上。继而，空气承载气缸403同样由气动致动器421、具有圆头425的轴423组成。轴423安置在辊429上，辊429又安置在输送导轨427上。另外，空气棒405定位在上方和薄玻璃幅材材料的相对于空气承载气缸401的相对侧上，并且第二空气棒407定位在下方并且在薄玻璃幅材材料103的相对于空气承载气缸403的相对侧上。

空气承载气缸401的圆头415和空气承载气缸403的圆头425以与空气棒405和407类似或相同的方式构造，并且类似于图3和7中所描绘那样。这些元件可以是正端口和负端口布置成图4中描绘的矩阵的贝努利式空气棒，或者如图6所描绘的具有分开的交替行的标准式。自然地，正流端口和负流端口的行和列或矩阵将在圆头415的正面431上和圆头425的正面433上。圆头415和425的正孔和负孔中的空气流将通过轴413和423从通过致动器411和421的内部通路提供。图11提供图9和10中描绘空气承载气缸的实施例的俯视图。如在这些图中可看到的，圆头415具有延长的宽度，该宽度将与在上面进行筛选测试的薄玻璃幅材材料的条带一样宽。例如，该宽度将横跨正向下移动经过空气承载气缸的薄玻璃幅材材料103的全宽延伸1米或1.5米。圆头425将具有延伸横跨薄玻璃幅材材料的整个宽度的相同宽度。

参看图10，空气承载气缸401和403两者处于完全部署位置，其中它们相应的圆头415和425中的每一个在薄玻璃幅材材料103中形成合适的曲率，以进行筛选测试，而不物理接触薄玻璃幅材材料且因此以无接触方式进行筛选测试。圆头415通过致动器411延伸进入薄玻璃幅材材料的路径，致动器411使轴413向外延伸至合适的长度。同样，空气承载气缸403的致动器421使轴423向外延伸至合适的距离，从而将圆头425接合到薄玻璃幅材材料103的路径中，以在该点处形成所需的曲率半径。由于圆头415和圆头425都具有如上所述在其相应的面431和433上的合适的空气承载结构，当薄玻璃幅材材料向下传递经过圆头时，其实际上悬浮在由相应的圆头形成的空气垫上。由于测试圆头在标准的高质量线性导轨上水平地致动，将它们置于测试模式所需的唯一的力是移置幅材路径所需的力。这使用于测量幅材路径中的总张力的极其准确的方法成为可能。另外，它提供了这种可能：根据在该***被接合的同时移置的幅材路径的量，筛选***也可充当无接触张力控制装置的替代角色，以适应张力变化的简短情况。

利用此装置，可针对边缘和表面缺陷测试薄玻璃幅材材料，这两者不仅允许测试质量和完整性，而且有助于建立对材料本身的理解。

同样，如前所述，如在本文的附图中描绘那样将玻璃以竖直取向递送至筛选装置提供了影响***的设计的成本和简洁性的多个优点。它不但能够实现此前讨论的测试***的更容易的穿引，而且减小了以下可能性：由于在测试过程期间与玻璃的意外机械接触，测试过程将对玻璃带来损害，造成被刮擦、带瑕疵或机械完整性削弱的玻璃。由于薄玻璃幅材材料正以竖直取向提供至测试装置，不再像此前的水平***那样需要平面的空气承载棒。这允许其提供彼此独立的交替的上部和下部测试半径，而不产生其中幅材路径可从可能损坏幅材的表面的角度或方向接触空气棒的情况。

最后，如此前指出的，不论竖直方向上的总条带或带状物路径如何，在由测试过程本身造成的玻璃破裂的情况中，实际清洁区域将被限制到幅材路径正下方的地板区域，由此使对检验设备的污染的量最小化。

第四实施例

薄玻璃幅材材料可以以包括熔融拉制过程和狭槽拉制过程的多种不同的方式制造，并且可以卷制成卷轴并且存储以供日后处理和使用。然而，如图12所描绘的，薄玻璃幅材材料也可在薄玻璃幅材材料103形成之后的初始制造过程期间被加工，如由熔融拉制设备501所指示的。通过将薄玻璃幅材材料103首先用激光切割器105裁切成两个单独的条带503a和503b来对其进行加工。每个条带接着分别绕过空气棒504和505下方，在这里，薄玻璃幅材材料的方向被转向至向上竖直方向。条带503a和503b两者接着分别绕过空气棒506和507上方，并且在向下的竖直方向上再改向，其中，贴带机511a和511b将带材施加到条带503a的边缘，并且贴带机513a和513b将带材施加到条带503b的边缘。带材被添加以保护薄玻璃幅材材料的条带的边缘。在被贴带之后，条带503a被卷绕到卷轴515中，并且条带503b被卷绕到卷轴517中。

空气棒505和507形成空气垫，以用于条带503a和503b各自在向上经过或在上方绕过其相应的空气棒时在上面移动或悬浮，从而在薄玻璃幅材和空气棒之间不发生物理接触。任何物理接触都会通过造成研磨、刮伤或以其它方式损坏条带503a和503b，所述其它方式引入可见缺陷并弱化玻璃幅材，并且会引起其破裂。空气棒由孔的矩阵构成，这些孔或者将空气吹出(正压源)或者将空气吸入(负压源)，从而形成空气垫。执行正压或负压功能的孔的矩阵可以被均匀地散布在彼此之间，如图4所描绘的，其为贝努利式空气棒中典型的；或者在单独的行或列中并且如图6所描绘那样。

贴带机511a、511b、513a和513b对每个条带503a和503b的边缘贴带，以保护边缘，如图8所描绘的。目的是为了保护条带中的每一个的边缘，并且也为了提供接触点，该接触点可用来在随后的精整、处理或产品的最终制造期间操纵和定位薄玻璃幅材材料的条带，所述产品将并入薄玻璃幅材材料。

当每个条带503a和503b被卷绕到卷轴中时，保护材料531被从玻璃幅材503a和503b的条带之间的卷轴533和534卷绕，以保护表面。保护材料可以是例如柔软和一定程度上弹性的材料，以提供必要的缓冲和保护效应。例如，外科级泡沫或满足这些要求的一种类型的材料。当薄玻璃幅材材料在向上的竖直方向上在空气棒504和507以及505和506之间移动时，精整步骤也可在薄玻璃幅材材料上进行。在图12中描绘的构型中，薄玻璃幅材材料的条带在向下、向上、然后再次向下的Z字形方向上移动，该构型保持了加工处于竖直取向的薄玻璃幅材的优点，即，需要有限量的空气承载设备，仍存在相对小的清洁区域，并且仍然相对容易接近和穿引合适的部件以用于穿引过程。

除非另外明确陈述，绝不意味着在本文阐述的任何方法将被理解为需要以具体的次序执行其步骤。因此，在方法权利要求实际上未叙述其步骤将遵循的次序的情况下，或者在权利要求或说明书并未另行具体陈述步骤将被限制到具体次序的情况下，绝不旨在推断任何特定的次序。

对本领域技术人员而言，显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可作出许多修改与变型。由于本领域的技术人员可以想到并入本发明的精神和实质的所公开的实施例的修改组合、子组合和变型，本发明应理解为包括在所附权利要求及其等同物的范围内的一切。

Claims (20)

1.一种用于加工薄玻璃幅材材料的方法，所述方法包括以下步骤：

a.将薄玻璃幅材材料从源沿基本上向下的竖直方向引导；

b.对在所述基本上向下的竖直方向上移动的所述薄玻璃幅材材料执行精整功能；

c.在没有物理接触的情况下控制在所述基本上向下的竖直方向上移动的所述薄玻璃幅材材料的水平稳定性；以及

d.在没有物理接触的情况下控制在所述基本上向下的竖直方向上移动的所述薄玻璃幅材材料的张力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基本上向下的竖直方向上从源引导所述薄玻璃幅材材料的所述步骤是选自下列之一的步骤：将薄玻璃幅材材料从卷轴退绕、在制造过程的末尾处将薄玻璃幅材材料沿向下方向引导或将薄玻璃幅材材料向上绕过空气棒上方。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括穿引所述薄玻璃幅材材料的前缘的附加步骤，所述前缘初始地从所述源并且沿向下的竖直方向上引导到定位到所述源下方的至少一个卷上，从而开始将所述薄玻璃幅材材料卷绕到所述至少一个卷上的所述步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述薄玻璃幅材材料沿所述向下的竖直方向上移动时对所述薄玻璃幅材材料执行精整功能的所述步骤选自以下精整步骤中的一个或多个：筛选、分割、检查、层合或拼接。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，执行精整功能的所述步骤包括将所述薄玻璃幅材纵向分割成具有预定宽度的多个纵向部段以在所述复卷步骤完成时形成多个复卷的卷的步骤。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，执行精整功能的所述步骤包括在在向下的竖直方向上移动的所述薄玻璃幅材材料中形成至少一个预定的半径。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在没有物理接触的情况下控制沿竖直向下方向上移动的所述薄玻璃幅材材料的张力的所述步骤包括以下步骤之一：形成悬链或使用张力响应性空气承载。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在没有物理接触的情况下控制所述薄玻璃幅材材料的水平稳定性的步骤选自以下步骤之一：使用至少一个贝努利空气棒或使用筛选设备。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括将所述向下移动的薄玻璃幅材材料沿向上的竖直方向改向然后再次沿向下的竖直方向上再改向的附加步骤。

10.一种用于加工薄玻璃幅材材料的设备，包括：

a.薄玻璃幅材材料的源；

b.卷绕卷轴，所述卷绕卷轴沿基本上竖直的方向上位于所述薄玻璃幅材材料的所述源下方；

c.无接触稳定器，所述无接触稳定器邻近从所述源向所述卷绕卷轴延伸的薄玻璃幅材材料的路径；

d.至少一个精整装置，所述至少一个精整装置邻近所述路径；

e.无接触张力控制装置，所述无接触张力控制装置定位在与所述路径相互作用的位置；并且

f.其中，薄玻璃幅材材料的所述路径沿基本上向下的竖直方向上从所述源延伸至所述卷绕卷轴。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述源选自薄玻璃幅材材料的卷轴、制造过程或空气棒。

12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述至少一个精整装置选自：幅材分割设备、测试设备、贴带设备或检查设备。

13.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述至少一个精整设备为筛选装置。

14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述筛选装置具有空气承载面，所述空气承载面形成空气垫，以用于所述薄玻璃幅材材料的所述路径向预定构型的无接触移置。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述预定构型为预定半径。

16.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述无接触稳定器选自贝努利空气承载装置或筛选设备。

17.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述无接触张力控制装置选自浮动辊、悬链或真空箱。

18.一种用于加工薄玻璃幅材材料的条带的方法，所述方法包括以下步骤：

a.将薄玻璃幅材材料沿基本上竖直的方向上从源引导，从而形成沿基本上竖直的方向移动的薄玻璃幅材材料的条带；

b.对沿所述基本上竖直的方向移动的所述薄玻璃幅材材料执行精整功能；

c.在没有物理接触所述薄玻璃幅材材料的情况下控制沿所述基本上竖直的方向移动的所述薄玻璃幅材材料的水平稳定性；以及

d.在没有物理接触所述薄玻璃幅材材料的情况下控制沿所述基本上竖直的方向移动的所述薄玻璃幅材材料的张力。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述基本上竖直的方向选自下列之一：基本上向下的竖直方向、基本上向上的竖直方向、或基本上向上的竖直方向和基本上向下的竖直方向的组合。

20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，包括在所述精整功能完成之后将所述薄玻璃幅材材料卷绕成卷的另外的步骤。