專利名稱：壓榨板材料，包含該材料的用于玻璃制造的牽拉輥和其制造方法
壓榨板材料，包含該材料的用于玻璃制造的牽拉輥和其制
造方法相關(guān)申請本申請要求于2008年4月30日提交的題為“用于制造玻璃板的牽拉輥材料”的 美國專利申請第12/150673號的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及玻璃板的制造。更具體來說，本發(fā)明涉及在通過例如溢流下拉熔合法 制造玻璃板的工藝中使用的壓榨板(millbroad)材料和牽拉輥。
背景技術(shù)：
牽拉輥被用于玻璃板的制造工藝中，用來對用于形成玻璃板的玻璃帶施加張 力，從而控制玻璃板標(biāo)稱厚度。例如在溢流下拉熔合法中(見Dockerty的美國專利第 3，338，696號和第3，682，609號)，將牽拉輥放置在熔合管的尖端或根部的下游，用來調(diào)節(jié) 形成的玻璃帶離開熔合管的速度，從而決定最終玻璃板的標(biāo)稱厚度。成功的牽拉輥可以滿足大量的相互抵觸的標(biāo)準(zhǔn)。首先，牽拉輥應(yīng)當(dāng)能夠相當(dāng)長時 間地耐受新形成的玻璃具有的高溫。牽拉輥在該環(huán)境下能夠堅持的時間越久越好，因為替 換牽拉輥的時候會減少特定機(jī)器能夠制造的成品玻璃的量，從而提高玻璃的最終成本。其次，牽拉輥應(yīng)當(dāng)能夠產(chǎn)生足以控制玻璃厚度的牽拉作用力。為了避免破壞會成 為可用的成品玻璃的玻璃帶中間部分，所述輥僅能在玻璃帶邊緣有限的區(qū)域接觸玻璃帶。 因此必須只利用這些區(qū)域產(chǎn)生所需的牽拉作用力。但是，施加在玻璃上的作用力不能過大， 因為這會造成表面破壞，會延伸入玻璃帶的可用的中間部分中。因此，輥應(yīng)當(dāng)能夠達(dá)到平 衡，對玻璃邊緣區(qū)域施加的作用力不能過大，也不能過小。第三，構(gòu)建牽拉輥時使用的壓榨板材料應(yīng)當(dāng)具有足夠的硬度，能夠抵抗長時間生 產(chǎn)過程中因為玻璃斷裂造成的工藝破壞。第四，牽拉輥不應(yīng)形成過量的顆粒，這些顆?？赡軙吃诓Ａ?，形成被稱為面上 污染物(onclusion)的表面缺陷。對于將要用于高要求應(yīng)用的玻璃來說，例如用于平板顯 示器的基板，面上污染物的量必須保持在極低的水平，這是因為每個面上污染物通常都會 成為成品中的一個缺陷區(qū)域(例如一個或多個有缺陷的像素)。因為牽拉輥在很熱的環(huán)境 下操作，使得材料對玻璃帶施加足夠的牽拉作用力，同時在很熱的情況下不會形成顆粒，這 是一個很困難的挑戰(zhàn)。牽拉輥優(yōu)選設(shè)計成與玻璃帶的外側(cè)邊緣接觸，具體來說，在位于玻璃帶最邊緣處 的變厚的熔邊(bead)以內(nèi)的位置。這種輥的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)使用耐熱性材料的盤，例如 壓榨板，其安裝在驅(qū)動軸上。這種結(jié)構(gòu)的例子在美國專利3，334，OlO(Moore)、美國專利 4，533，581 (Asaumi 等)和美國專利 5，989，170 (Hart 等)中揭示。許多年來工業(yè)上一直使用壓榨板材料作為墊圈中的絕熱材料，用于防火櫥柜的內(nèi) 襯和在玻璃制造工業(yè)中作為浮法輥的包覆材料。早期的壓榨板組合物，例如在美國專利 1，594，417，1，678，345和3，334，010中揭示的，常含有水泥粘結(jié)劑和石棉纖維，用于提高制得的壓榨板的強(qiáng)度并提供在高溫應(yīng)用中的耐熱性?？紤]到使用石棉引起的健康問題人們開 發(fā)了不含石棉的壓榨板材料。例如美國專利4，244, 781揭示一種含陶瓷和有機(jī)纖維、葉蠟 石和無機(jī)粘結(jié)劑的壓榨板組合物。類似地，美國專利4，308，070揭示一種含纖維素纖維、硫 酸鋇、水泥和無機(jī)纖維的組合的壓榨板。還使用包含經(jīng)過清洗的陶瓷纖維并結(jié)合有各種填料和功能組分的壓榨板作為制 造玻璃的浮法生產(chǎn)線中的輥的包覆材料。這些經(jīng)過清洗的陶瓷材料經(jīng)常含有約20%或更高 的未纖維化材料，或尺寸小于100目(0.0059英寸，0.015厘米)的渣球(shot)。當(dāng)玻璃板 從浮法生產(chǎn)線的輥上通過時，未纖維化材料可導(dǎo)致玻璃板中產(chǎn)生微觀缺陷。一旦除去粘結(jié) 劑，這些壓榨板材料也會成為粉末狀，有可能在玻璃板上產(chǎn)生面上污染物?，F(xiàn)有技術(shù)的牽拉輥無法完全滿足高溫長壽命、受控的作用力施加、硬度和低污染 性這些競爭的標(biāo)準(zhǔn)。因此，本領(lǐng)域需要一種牽拉輥，其能夠獲得優(yōu)于現(xiàn)有牽拉輥的這些較高 性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于玻璃制造的牽拉棍，更具體地，涉及用于制造牽拉棍的壓榨板材 料。在第一方面，本發(fā)明提供一種用于玻璃制造的牽拉棍，其包含至少一片壓榨板，其 中，所述至少一片壓榨板包含(a)約5-30重量份的鋁硅酸鹽耐火纖維；(b)約10-40重量 份的硅酸鹽；(c)約5-32重量份的云母和(d)約10-35重量份的高嶺粘土 ；所述a，b，c和 d的組合構(gòu)成該片壓榨板的至少80重量％。第二個方面，本發(fā)明提供制造牽拉棍的方法，該方法包括提供至少一片為牽拉棍 形式的壓榨板，該片壓榨板包含(a)約5-30重量份的鋁硅酸鹽耐火纖維；(b)約10-40重 量份的硅酸鹽；(c)約5-32重量份的云母和(d)約10-35重量份的高嶺粘土 ；所述a，b，c 和d的組合構(gòu)成該片壓榨板的至少80重量％ ；以及通過將該片壓榨板置于約650-1000°C 的溫度，使壓榨板的至少一部分致密化。在第三方面，本發(fā)明提供一種壓榨板，其包含(a)約5-30重量份的鋁硅酸鹽耐火 纖維；(b)約10-40重量份的硅酸鹽；(c)約5-32重量份的云母和(d)約10-35重量份的高 嶺粘土 ；所述a，b，c和d的組合構(gòu)成該壓榨板的至少80重量％。另一方面，本發(fā)明提供一種采用本發(fā)明的這種方法制造的牽拉輥。另一方面，本發(fā)明提供一種牽拉棍，該牽拉棍的至少一部分包含多鋁紅柱石。另一方面，本發(fā)明提供一種牽拉棍，該牽拉棍的至少一部分包含方石英。另一方面，本發(fā)明提供一種牽拉棍，其在約25°C的可壓縮性約為15-30%，和/或 在約110°C的可壓縮性小于約5%。另一方面，本發(fā)明提供一種牽拉棍，該輥的回復(fù)性至少約為50%。本發(fā)明的一些方面可以部分地從詳述中以及所附的權(quán)利要求書中得到，一部份可 以從詳述中推導(dǎo)得出，或者可以通過實施本發(fā)明所述的示例性實施方式而得到。通過所附 權(quán)利要求中特別指出的要素和組合將會認(rèn)識和獲得下述優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)理解，前面的一般性描述 和以下的詳細(xì)描述都只是示例和說明性的，不構(gòu)成對所揭示的本發(fā)明的限制。發(fā)明詳述
參考以下詳細(xì)描述、實施例、權(quán)利要求以及之前和以下的描述，可以更容易地理解 本發(fā)明。但是，在描述和揭示本發(fā)明的制品和/或方法之前，應(yīng)當(dāng)理解，除非有另外的說明， 否則本發(fā)明不限于所揭示的這些具體的制品和/或方法，當(dāng)然可以發(fā)生改變。應(yīng)當(dāng)理解本 文所使用的術(shù)語僅為了描述特定的方面而不是限制性的。揭示了可用于所揭示的方法和組合物、可結(jié)合所揭示的方法和組合物使用、可用 于所揭示的方法和組合物的制備或者是所揭示的方法和組合物的產(chǎn)物的材料、化合物、組 合物以及組分。在本文中揭示了這些和其它的材料，應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)揭示了這些材料的組合、 子集、相互關(guān)系、組等等而未明確地具體提及這些化合物的每個不同的單獨(dú)的和集合的組 合以及這些化合物的排列組合時，在本文中具體設(shè)想和描述了它們中的每一種情況。提供以下對本發(fā)明的描述，作為按其目前已知實施方式來揭示本發(fā)明內(nèi)容。因此， 相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會認(rèn)識并理解，可以對本文所述的本發(fā)明的各方面作出許多變 化，同時仍能獲得本發(fā)明的有益的結(jié)果。還顯而易見的是，本發(fā)明所需的有益結(jié)果中的一部 分可以通過選擇本發(fā)明的一些特征而不利用其他的特征來獲得。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員會認(rèn)識到，對本發(fā)明的許多更改和修改都是可能的，在某些情況下甚至是希望的，并且是 本發(fā)明的一部分。因此，提供的以下描述作為對本發(fā)明原理的說明不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。如本文中所用，單數(shù)形式的“一個”、“一種”和“該”包括復(fù)數(shù)指代形式，除非文中 另有明確說明。因此，例如，提到“壓榨板”包括具有兩個或更多個這類壓榨板的方面，除非 文本中有另外的明確表示。在本文中，范圍可以表述為自“約”一個具體值始和/或至“約”另一個具體值止。 當(dāng)表示這樣一個范圍的時候，另一個方面包括從一個特定值和/或到另一個特定值。類似 地，當(dāng)使用前綴“約”表示數(shù)值為近似值時，應(yīng)理解，具體數(shù)值形成另一個方面。應(yīng)該進(jìn)一步 理解，范圍的各端點(diǎn)不管與另一個端點(diǎn)相關(guān)還是獨(dú)立于該另一個端點(diǎn)，都是有意義的。說明書和權(quán)利要求書中對組合物或制品中具體組分的重量份的引用指以重量份 表示的該組分與組合物或制品中其他任何組分之間的重量關(guān)系。因此，在包含2重量份的 組分X和5重量份的組分Y的配混物中，X和Y的重量比為2 5，無論該配混物中是否包 含其他組分，都以該比值存在。如本文所用，除非有具體的相反表示，否則，組分的“重量％”、“重量百分?jǐn)?shù)”或“重 量百分比”是以包含該組分的組合物的總重量為基準(zhǔn)的?！霸颉敝肝蠢w維化的材料?！岸噤X紅柱石”是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員皆知的術(shù)語，表示在高達(dá)1600°C的溫度保持 穩(wěn)定的硅酸鋁的天然或合成形式，其顯示低的熱膨脹系數(shù)和優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度?！胺绞ⅰ笔潜绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員皆知的術(shù)語，表示在1470°C和其熔點(diǎn)之間 穩(wěn)定的氧化硅形式。如本文所用，方石英還包括稱作高-方石英的各種方石英，它們在高于 268°C時存在，但是只在高于1470°C時穩(wěn)定，在較低溫度時可能結(jié)晶并且保持亞穩(wěn)的。如本文所用，“可壓縮性”表示一種材料對施加的壓力做出響應(yīng)發(fā)生的相對體積變 化。例如，牽拉輥的可壓縮性表示在施加軸向壓縮力的時候，組裝的壓榨板片材的厚度變 化，或者組裝的牽拉輥的長度變化。如本文所用，“回復(fù)性”表示在解除施加的壓力之后，壓縮的材料膨脹的能力。例 如，牽拉輥的回復(fù)性表示當(dāng)解除軸向壓縮力的時候，或者牽拉輥軸由于例如熱膨脹而伸長的時候，壓榨板片材厚度的膨脹。如以上簡單介紹，示例性的實施方式提供了改進(jìn)的牽拉輥，所述牽拉輥例如可以 用來制造玻璃板。在下面詳細(xì)描述的其他方面中，示例實施方式包括在制造玻璃板時使用 含鋁硅酸鹽耐火纖維、硅酸鹽、云母和高嶺粘土的壓榨板材料。在各個方面，在此所述的壓 榨板和牽拉棍與常規(guī)牽拉棍材料相比在用于制造玻璃時產(chǎn)生的粉塵量較小。這種較低量的 粉塵可導(dǎo)致改進(jìn)在這種系統(tǒng)中制造的玻璃的質(zhì)量，例如，內(nèi)含物和/或缺陷較少。壓榨板壓榨板材料經(jīng)常用作包括玻璃制造在內(nèi)的各種工業(yè)用途的絕熱材料。壓榨板制品 通常通過以下方式制造形成所需組分的漿液，使用旋轉(zhuǎn)篩分圓筒進(jìn)行組分的吸收和脫水， 將脫水后的組分轉(zhuǎn)化為合成氈材，然后轉(zhuǎn)化為累積卷材(accumulator roll)，其中漿液的 數(shù)個層以所需厚度累積在另一層之上。這些累積的層可以切開，去除，成形，制成具有所需 尺寸的平坦片材，用于之后的應(yīng)用。在成形之后和成形過程中，可以用輥對壓榨板片材進(jìn)行 擠壓，以使其具有均一的厚度。隨后可以對所得的壓榨板片材進(jìn)行加熱，以除去殘余的水 分。美國專利第 1，594，417，1，678，345，3，334，010，4，487，631 和 5，989，170 號描述了各種 用來制造壓榨板的組合物和方法。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以很容易地決定制造壓榨板制品 的合適工藝條件。鋁硅酸鹽耐火纖維在一個方面，鋁硅酸鹽耐火纖維是主要由鋁硅酸鹽材料構(gòu)成的任何耐火纖維?？?以使用天然或合成的耐火纖維。具體地，可以使用源自高嶺石或高嶺土基材料的耐火纖維。 在另一個方面，天然存在的源自高嶺土基材料的耐火纖維可含有如氧化鐵、二氧化鈦和氧 化鈉的雜質(zhì)。在一個方面，耐火纖維的長度為例如最大5微米，直徑為例如最大3微米，長徑 比例如為5-1。優(yōu)選所述耐火纖維基本上不含渣球或者未纖維化材料。優(yōu)選所述耐火纖維 在最高約1760°C不發(fā)生熔化，當(dāng)處于最高約1260°C的連續(xù)溫度時保持物理和化學(xué)的整體 性。所述耐火纖維可以是FIBERFRAX: 材料，例如FIBERFRAX 6000 (購自美國紐約州尼 亞加拉瀑布市尤尼福拉克斯公司(Unifrax Corporation,Niagara Fall,New York,USA)), 該材料源自高嶺土，包含約45-51 %的氧化鋁，46-52 %的氧化硅，小于約1. 5 %的氧化鐵， 小于約2%的二氧化鈦，小于約0. 5%的氧化鈉，平均纖維直徑約為1. 5-2. 5微米，含有約 45-55%的纖維化材料。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易選擇合適的鋁硅酸鹽耐火纖維。鋁硅酸鹽耐火纖維可占鋁硅酸鹽耐火纖維、硅酸鹽、云母和高嶺粘土的組合的約 5-30重量份，優(yōu)選10-30重量份，更優(yōu)選約20-30重量份，例如上述組合的約5，6，8，10，15， 20，25，沈，28，四或30重量份。按照總組合物的重量百分?jǐn)?shù)表示時，耐火纖維占壓榨板總 組合物的約5. 5-68. 2重量％，優(yōu)選約10. 6-68. 2重量％，更優(yōu)選約19. 6-68. 2重量％，例如 5.5,7,10，15，20，25，27，30，33.3，35，37，39，41，43，45，47，49，51，53，55，57，59，61，63，65， 67或68. 2重量％。硅酸鹽硅酸鹽可以是硅酸鎂、巖棉(rock wool)或其組合。可以使用天然或合成的硅 酸鹽材料。硅酸鹽可以是鎂橄欖石礦物或通過煅燒溫石棉纖維得到的合成鎂橄欖石。硅 酸鹽優(yōu)選為硅酸鎂，如購自加拿大魁北克省謝布魯克市C-S有限公司(Ceram-Sna Inc., Sherbrooke, Qc, Canada)的FRITMAG 硅酸鎂)?；蛘?，硅酸鹽可以是海泡石硅酸鎂。若硅酸鹽是海泡石硅酸鎂，則需要當(dāng)心，因為此材料包含石棉纖維。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易 選擇合適的硅酸鹽材料。硅酸鹽可以占鋁硅酸鹽耐火纖維、硅酸鹽、云母和高嶺粘土的組合的約10-40重 量份，優(yōu)選約15-40重量份，更優(yōu)選為大于約30至約40重量份，例如占上述組合的約10， 11，12，15，16，17，20，25，30，32，34，36，38 或 40 重量份。按照重量百分?jǐn)?shù)表示時，硅酸鹽占壓榨板總組合物的約11. 6-83. 3重量％，優(yōu)選 約 16. 7-83. 3 重量 ％，更優(yōu)選約 29. 5-83. 3 重量 ％，例如 11. 6，13，15，20，25，27，29，30， 33. 3，35，38，40，42，45，47，49，50，52，54，56，58，60，62，64，66，68，70，74，76，78，80，82 或 83. 3重量％。云母云母可以是屬于片狀硅酸鹽的云母族當(dāng)中的任何頁硅酸鹽，其形式為具有Si2O5 或2 5比例的四面體硅酸鹽平行片，例如黑云母、白云母、鋰云母、金云母或伊利石。在一 個方面，云母是高表面積云母，它基本上不含雜質(zhì)，具有熱穩(wěn)定性、低灼燒損失，且呈惰性。 云母優(yōu)選為薄片金云母，如購自加拿大魁北克省蘇佐爾鎮(zhèn)蘇佐爾賴特云母產(chǎn)品有限公司的 SUZORITE 325-S(Suzorite Mica Products,Inc.,Suzor Township，Quebec，Canada)。本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易選擇合適的云母材料。云母可以占鋁硅酸鹽耐火纖維、硅酸鹽、云母和高嶺粘土的組合的約5-32重量 份，優(yōu)選約10-32重量份，更優(yōu)選為大于約25至約32重量份，例如占上述組合的約5，6，8， 10，15，20，21，22，24，25，26，28，29，30，31或32重量份。按照重量百分?jǐn)?shù)表示時，云母占 壓榨板總組合物的約5. 6-70. 2重量％，優(yōu)選約10. 8-70. 2重量％，更優(yōu)選約24. 0-70. 2重 量％ ,例如 5. 6,7,9,15，19，25，27，28，30，34，36，38，40，44，46，48，50，52，54，56，58，60，62， 64,66,68,70 或 70. 2 重量％。高嶺粘土高嶺粘土可以是任何高嶺土或瓷土材料，如高嶺石。高嶺粘土優(yōu)選為具有中 等粒度的風(fēng)選高嶺土，如購自美國喬治亞州桑得斯維爾市肯塔基-田納西粘土公司 (Kentucky-Tennessee Clay Co. , Sandersville, Georgia, USA)的 Allenfe±。 *令頁: 的 普通技術(shù)人員容易選擇合適的高嶺粘土。高嶺粘土可以占鋁硅酸鹽耐火纖維、硅酸鹽、云母和高嶺粘土的組合的約10至約 35重量份，優(yōu)選約20至約35重量份，更優(yōu)選約25至約35重量份，例如占上述組合的約
10、11、13、20、25、30、31、32、或35重量份。按照重量百分?jǐn)?shù)表示時，高嶺粘土占壓榨板總組 合物的約11. 1-79. 5重量％，優(yōu)選約20. 5-79. 5重量％，更優(yōu)選約24. 6-79. 5重量％，例如
11.1，13，15，20，30，33，38，39，40，42，44，46，48，50，52，54，56，58，60，62，64，66，68，70，72， 74，76，78，79 或 79. 5 重量 ％。其他材料壓榨板材料還可包含功能組分。在一個方面，功能組分包含纖維素材料、淀粉材 料、膠體氧化硅或其混合物。功能組分可用于壓榨板制品的成形。在牽拉輥的典型工作溫度 下加熱或使用壓榨板制品時，功能組分可燃燒或分解。在一個方面，功能組分可以是加工助 劑，如加工過的木漿纖維素纖維。功能組分也可以是粘結(jié)劑，如陽離子型馬鈴薯淀粉，例如 購自美國新澤西州科爾尼市美國關(guān)鍵品有限公司(American Key Products, Inc,Kearney,New Jersey, USA)的Empresol N ；或者膠體氧化硅，如堿性膠體氧化硅溶液，例如購自美 國伊利諾依州內(nèi)珀維爾市納爾科化學(xué)公司(Nalco Chemical Co.，Naperville，Illinois, USA) ^ LUDOX -Nalco 1140。功能組分最多可占壓榨板材料的約15重量％。壓榨板材料優(yōu)選基本上不含石棉、未纖維化材料和結(jié)晶氧化硅小顆粒。壓榨板材 料優(yōu)選包含少于約0.5重量％、更優(yōu)選少于約0. 1重量％的結(jié)晶氧化硅，最優(yōu)選不含結(jié)晶氧 化硅。壓榨板材料還優(yōu)選包含小于約0. 8重量％、更優(yōu)選小于約0. 3重量％的二氧化鈦，最 優(yōu)選不含二氧化鈦。壓榨板整體組合物本發(fā)明的壓榨板包含約5-30重量份的鋁硅酸鹽耐火纖維；約10-40重量份的硅 酸鹽；約5-32重量份的云母；以及約10-35重量份的高嶺粘土 ；其中鋁硅酸鹽耐火纖維、 硅酸鹽、云母和高嶺粘土的組合至少占壓榨板片材的80重量％，至少占壓榨板片材的85 重量％，或者至少占壓榨板片材的90重量％壓榨板整體組合物可進(jìn)一步包含上文描述的 功能組分。當(dāng)加熱到牽拉輥的典型工作溫度和制造玻璃的常用溫度時，功能組分可燃燒或 分解，從而影響各組分在壓榨板整體組合物中的百分含量。由功能組分燃燒或分解引起的 重量損失可達(dá)約0至約20重量％。在一個方面，壓榨板組合物受熱時的損失為約8-15重 量％。另一方面，壓榨板組合物受熱時的損失為約10重量％。在一個方面，加熱之后，優(yōu)選的壓榨板組合物包含約20-30重量％，優(yōu)選約沈重 量％的鋁硅酸鹽耐火纖維；約10-20重量％，優(yōu)選約15重量％的硅酸鹽；約14-25重量％， 優(yōu)選約20重量％的云母；約觀-35重量％，優(yōu)選約31重量％的高嶺粘土 ；以及約5-10重 量％，優(yōu)選約8重量％的LUDOX 。一個方面，優(yōu)選的壓榨板組合物可經(jīng)受高于約1000°C的溫度。牽拉輥的壓縮率取決于形成牽拉輥的壓榨板片材的密度。期望牽拉輥具有低的壓 縮率，例如25°C時在約15%至約30%之間，以及/或者約110°C時小于約5%，因此壓榨板 材料也應(yīng)具有這樣的低的壓縮率。還期望壓榨板材料具有高的回復(fù)率，例如大于約30%，優(yōu) 選大于約50%，更優(yōu)選大于約60%。在一個方面，壓榨板材料在高溫，例如操作期間牽拉棍 處于的溫度，例如約750°C時的回復(fù)率至少約為30%，優(yōu)選至少約50%，或者更優(yōu)選至少約 60%。在一個特定方面，壓榨板材料在至少約750°C時的回復(fù)率至少約為50%。撤去施加 在牽拉輥上的軸向壓縮作用力后，或者牽拉輥軸因熱膨脹而伸長后，具有這樣的回復(fù)率的 壓榨板材料可發(fā)生膨脹，從而防止形成牽拉輥的壓榨板片材分離。作為對照，購自日本東京霓佳斯株式會社(Nichias Corporation, Tokyo, Japan) 的壓榨板材料Nichias SD-115據(jù)信包含1_10 %的耐火陶瓷纖維、40-50 %的云母和 30-40%的粘土。Nichias SD-115材料僅能經(jīng)受約800°C的溫度，其受熱后的重量損失為 14-16重量％，25°C的壓縮率為10-17%，760°C的回復(fù)率為35-40%。如這里以及下面實施例所描述的，本發(fā)明的壓榨板具有更高的溫度耐受性、更低 的加熱重量損失和/或更高的760°C回復(fù)率。牽拉棍用于制造玻璃板的牽拉輥可由上述壓榨板生產(chǎn)?？蓪赫グ迩懈畛善?，以面-面 接觸的形式安裝在軸上。每片的外表面形成牽拉輥外表面的一部分。牽拉輥外表面的至少一部分經(jīng)調(diào)適后可與玻璃板接觸。牽拉輥上適合與玻璃板接觸的部分在室溫下的肖氏D硬 度在30至55之間，優(yōu)選在40至55之間。應(yīng)當(dāng)理解，文獻(xiàn)中包括各種牽拉輥構(gòu)型，均適合用于制造玻璃板。美國專利第 6，896，646號描述了一種用于制造玻璃板的牽拉輥，特別是由壓榨板材料制造牽拉輥的方 法。本發(fā)明不限于特定的牽拉輥構(gòu)型或者設(shè)置，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以很容易地選擇合 適的牽拉輥構(gòu)型。在一個典型的結(jié)構(gòu)中，一對牽拉輥與通過溢流下拉工藝形成的玻璃板接合，其中 牽拉輥的至少部分外表面與玻璃板接觸。牽拉輥還可包括一個軸，軸上有許多片通過軸環(huán) 固定就位的壓榨板，當(dāng)壓榨板片貼附于軸上時，軸環(huán)對其施加軸向壓縮作用力。組裝好的牽 拉輥可在軸的至少一端包含一軸承面。牽拉輥還可包含特別適于接觸玻璃板的部分，牽拉 輥外表面在此處自軸延伸出來的距離大于其周圍部分延伸出來的距離。該構(gòu)型可以減少來 自牽拉輥的顆粒沉積在玻璃板上成為面上污染物的可能性。在組裝形成牽拉輥之前，可對壓榨板片進(jìn)行預(yù)燒制，使得它們在處于牽拉輥的工 作溫度時基本上不發(fā)生組成或尺寸上的變化。例如，在預(yù)燒制步驟中，可將壓榨板片加熱到 約650-1000°C，優(yōu)選約760-1000°C，并保持至少2小時。然后，可將壓榨板片冷卻到環(huán)境溫 度，組裝形成牽拉輥。在此預(yù)燒制步驟中，存在于壓榨板材料中的功能組分如纖維素在加熱 條件下燒掉?；蛘?，牽拉輥可不經(jīng)預(yù)燒制步驟而直接使用。如果用來形成牽拉輥的壓榨板材 料包含可燃性功能組分，可能需要對組裝牽拉輥的時候所用的壓縮作用力進(jìn)行調(diào)節(jié)，以補(bǔ) 償燃燒掉的功能組分。在實施示例性實施方式的時候當(dāng)然也可以采用其他的預(yù)燒制時間和 溫度，只要這些條件提供的成品牽拉輥的組成能夠在牽拉輥的操作溫度下保持穩(wěn)定即可。致密化及形成多鋁紅柱石和/或方英石本發(fā)明牽拉輥的一個方面是，其硬度足以抵抗工藝損傷，如在更長時間的生產(chǎn)期 間因出現(xiàn)裂紋而產(chǎn)生的碎玻璃引起的工藝損傷。在生產(chǎn)期間，玻璃偏向一側(cè)的移動通常與 組成牽拉輥的壓榨板片的分離有關(guān)。當(dāng)采用較軟的壓榨板材料時，牽拉輥表面可能出現(xiàn)裂 紋或內(nèi)嵌玻璃顆粒。處于工作溫度如約650-1200°C時，牽拉輥的一部分發(fā)生致密化，牽拉輥 上該部分的密度大于牽拉輥剛形成時的密度。開始的時候，致密化會發(fā)生在牽拉輥與玻璃 接觸的外表面，或者以各種幾何特征發(fā)生，具體取決于牽拉輥的結(jié)構(gòu)和制造玻璃的具體條 件及溫度。致密化速率隨時間的變化取決于牽拉輥所處的溫度。致密化程度可利用市售設(shè) 備如硬度計，在牽拉輥表面通過測定肖氏D硬度值來度量。牽拉輥上要與玻璃板接觸的部 分優(yōu)選比常規(guī)壓榨板和牽拉輥材料更硬，從而更能抵御工藝損傷和內(nèi)嵌玻璃的損害。在進(jìn)一步處于約1000°C和更高的溫度時，牽拉輥的一部分可形成多鋁紅柱石、方 英石或其組合。牽拉輥上可形成多鋁紅柱石和/或方英石的部分可隨牽拉輥的結(jié)構(gòu)和該牽 拉輥所處的溫度而變化，但通常是在牽拉輥的外部。較佳的是，牽拉輥上要接觸玻璃板的部 分也形成多鋁紅柱石層、方英石層或包含多鋁紅柱石和方英石的組合層。致密化和形成多鋁紅柱石有益于牽拉輥的性能。研究發(fā)現(xiàn)，其硬度足以抵御工藝 損傷的牽拉輥具有比常規(guī)牽拉輥更長的使用壽命，同時不需要對玻璃板施加過大的作用 力，也不會產(chǎn)生高度的微粒污染。本發(fā)明的牽拉輥可獲得40天至超過100天的使用壽命， 優(yōu)選超過75天，最優(yōu)選超過100天。本發(fā)明的牽拉輥在各方面可滿足上述一個或多個苛刻的要求。本發(fā)明的牽拉輥不必同時滿足上面提到的所有要求。在一個方面，致密化和/或形成多鋁紅柱石可使?fàn)坷?能夠經(jīng)受與形成玻璃相關(guān)的高溫，并提供更長的使用壽命。另一個方面，致密化和/或形成 方英石可使?fàn)坷伳軌蚪?jīng)受與形成玻璃相關(guān)的高溫，并提供更長的使用壽命。另一個方面， 牽拉輥表面可施加足以控制玻璃板厚度的拉力。又一個方面，牽拉輥的組成提供了足夠的 硬度，使其能夠抵御碎玻璃引起的工藝損傷，并且不會產(chǎn)生過多的顆粒，以免在通過下拉工 藝制造的玻璃板上產(chǎn)生面上污染物。
實施例 為了進(jìn)一步闡釋本發(fā)明的原理，通過以下實施例為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員完整地揭 示和描述如何制造和評價本發(fā)明要求專利保護(hù)的壓榨板牽拉輥和方法。這些實施例規(guī)定為 僅是本發(fā)明的示例，不是用來限制本發(fā)明人認(rèn)為是他們的發(fā)明的范圍。已經(jīng)努力保證數(shù)值 (如量、溫度等)的準(zhǔn)確度；但是可能存在一些誤差和偏差。除非另外指出，否則，份數(shù)是重 量份數(shù)，溫度按。C表示或是環(huán)境溫度，壓力為大氣壓或接近大氣壓。
對示例性牽拉輥制品測定了相關(guān)物理性質(zhì)和性能，如硬度、壓縮率和回復(fù)率t 實施例1-本發(fā)明的壓榨板A
在第一實施例中，利用常規(guī)制造技術(shù)，由下表1所列組分制備壓榨板材料。
權(quán)利要求
1.用于制造玻璃的包含至少一片壓榨板的牽拉輥，其特征在于，所述至少一片壓榨板 包含a.約5-30重量份的鋁硅酸鹽耐火纖維；b.約10-40重量份的硅酸鹽；c.約5-32重量份的云母；和d.約10-35重量份的高嶺粘土；其中，a, b，c和d的組合占該片壓榨板的至少80重量％。
2.如權(quán)利要求1所述的牽拉棍，其特征在于，所述至少一片壓榨板包含a.大于約30重量份至約40重量份的硅酸鹽；和b.大于約25重量份至約32重量份的云母。
3.如權(quán)利要求1所述的牽拉棍，其特征在于，a,b，c和d的組合占該片壓榨板的至少85重量％。
4.如權(quán)利要求1所述的牽拉棍，其特征在于，所述牽拉棍的至少一部分包含選自以下 的至少一種多鋁紅柱石、方英石或者它們的組合。
5.如權(quán)利要求1所述的牽拉棍，其特征在于，所述牽拉棍具有至少一種以下特性a.約25°C時壓縮率約為15-30% ；和b.約110°C時壓縮率小于約5%。
6.如權(quán)利要求1所述的牽拉棍，其特征在于，所述牽拉棍的回復(fù)率至少約為50%。
7.一種用于制造牽拉棍的方法，其包括提供至少一片為牽拉棍形式的壓榨板，該壓榨板包含a.約5-30重量份的鋁硅酸鹽耐火纖維；b.約10-40重量份的硅酸鹽；c.約5-32重量份的云母；和d.約10-35重量份的高嶺粘土；其中，a，b，c和d的組合占該片壓榨板的至少80重量％ ；通過使該片壓榨板處于約 650-1000°C的溫度使至少一部分壓榨板片致密化。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括 提供至少一片為牽拉棍形式的壓榨板，該壓榨板包含a.大于約30重量份至約40重量份的硅酸鹽；和 a.大于約25重量份至約32重量份的云母。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在足以使?fàn)坷鞯闹辽僖徊糠稚闲纬啥噤X 紅柱石、方英石或者它們的組合的溫度和時間條件下進(jìn)行致密化。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在足以使?fàn)坷魍獗砻娴闹辽僖徊糠稚闲?成多鋁紅柱石的溫度和時間條件下進(jìn)行致密化。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在足以使?fàn)坷魍獗砻娴闹辽僖徊糠稚闲?成多方英石的溫度和時間條件下進(jìn)行致密化。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少一片壓榨板具有至少一種選自以 下的特性a.約25°C時壓縮率約為15-30% ；和b.約110°C時壓縮率小于約5%。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少一片壓榨板具有至少約50%的回復(fù)率。
14.一種壓榨板，其包含a.約5-30重量份的鋁硅酸鹽耐火纖維；b.約10-40重量份的硅酸鹽；c.約5-32重量份的云母；和d.約10-35重量份的高嶺粘土；其中，a, b，c和d的組合占該片壓榨板的至少80重量％。
15.如權(quán)利要求14所述的壓榨板，其特征在于，所述方法包括 a.大于約30重量份至約40重量份的硅酸鹽；和a.大于約25重量份至約32重量份的云母。
16.如權(quán)利要求14所述的壓榨板，其特征在于，所述鋁硅酸鹽耐火纖維由高嶺土制備。
17.如權(quán)利要求14所述的壓榨板，其特征在于，所述硅酸鹽包括硅酸鎂、巖棉或其組合。
18.如權(quán)利要求14所述的壓榨板，其特征在于，所述壓榨板還包含功能組分。
19.如權(quán)利要求14所述的壓榨板，其特征在于，其具有至少一種以下特性a.約25°C時壓縮率約為15-30%；和b.約110°C時壓縮率小于約5%。
20.如權(quán)利要求14所述的壓榨板，其特征在于，其回復(fù)率至少約為50%。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種用于制造玻璃的由高溫壓榨板材料制成的牽拉棍。該壓榨板包含鋁硅酸鹽耐火纖維、硅酸鹽、云母和高嶺粘土。還揭示制造牽拉棍的方法以及采用這種方法制備的輥。所述方法包括形成牽拉棍，通過使?fàn)坷魈幱诟邷厥範(fàn)坷鞯闹辽僖徊糠种旅芑?br> 文檔編號C04B35/80GK102089250SQ200980122008
公開日2011年6月8日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者D·V·牛鮑威, M·拉卡斯 申請人:康寧股份有限公司