專利名稱：生產(chǎn)平板玻璃用的牽引輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平板玻璃的制造。更具體地，本發(fā)明涉及用于控制通 過例如溢流下拉熔制法生產(chǎn)的玻璃的厚度的改進牽引輥。本發(fā)明的具 體價值在于高質(zhì)量平板玻璃的生產(chǎn)，其顯示較低的表面缺陷。這種玻 璃能用作平板顯示器例如液晶顯示器的基板。
背景技術(shù)：
牽引輥用于平板玻璃的制造中以將張力應(yīng)用至玻璃帶(平板由玻 璃帶形成)并且因而控制標(biāo)稱平板厚度。例如，在溢流下拉熔制法(參
見文檔美國專利No. 3，338，696和3,682,609 )中，牽引輥布置于熔融 管的末端或根部的下游并且用來調(diào)節(jié)所形成玻璃帶離開管的速度并且 從而確定成品平板的標(biāo)稱厚度。輥通常成對地使用；所形成的玻璃帶 在輥之間供給。
這種輥的常用構(gòu)造包括在鋼軸上方的異形難熔蓋板。異形蓋板是 其部分相對于軸的軸線具有不同半徑的蓋板。牽引輥一般設(shè)計為在其 外邊緣處接觸玻璃帶，具體地，在存在于帶的完全邊緣處的增厚凸緣 的剛好內(nèi)側(cè)的區(qū)域中。輥與玻璃帶相接觸的部分已知為牽引壓板。具 有牽引壓板的輥的使用最小化了牽引輥和玻璃之間的接觸表面積，從 而最小化了對平板玻璃的損傷和從輥產(chǎn)生的磨損碎屑。
良好的牽引輥需要滿足很多相互抵觸的準(zhǔn)則。首先，輥需要能相 當(dāng)長時間地承受與新形成的玻璃相關(guān)的高溫。輥能在這種環(huán)境下持續(xù) 的時間越長，則越好，因為輥的更換降低了給定設(shè)備所能生產(chǎn)的成品 玻璃的數(shù)量并且從而增大了玻璃的最終成本。輥還必須能承受由于加
數(shù)所產(chǎn)生的任何內(nèi)應(yīng)力。其次，輥必須能產(chǎn)生足夠的牽引力來控制玻璃厚度。為了不損傷 成為有用成品玻璃的帶的中心部分，輥僅能在其邊緣處的有限區(qū)域上 接觸帶。因而，所需牽引力必須僅使用這個區(qū)域產(chǎn)生。然而，應(yīng)用至 玻璃的力不能太大，因為這會產(chǎn)生傳播入帶的有用中心部分的表面損 傷。因此，輥必須在將太小和太大的力應(yīng)用至玻璃邊緣區(qū)域之間實現(xiàn) 平衡。
第三，牽引輥必須不會釋放出過量的能粘著于玻璃且形成表面缺
陷的顆粒(已知為"表面夾雜(onclusion)")。對于將要用于比如平 板顯示器用的基板這樣需求的場合中的玻璃，表面夾雜必須保持為非 常低，因為每個夾雜通常代表成品的缺陷區(qū)域(例如， 一個或多個缺 陷像素)。因為牽引輥在高溫環(huán)境下運行，尋找能將足夠的牽引力應(yīng)用 至玻璃帶并且不會在高溫下釋放出顆粒的材料是非常困難的挑戰(zhàn)。本 領(lǐng)域以前進行的工作和試驗已經(jīng)顯示，在形成為軸上的壓縮蓋板、用 膠狀石英浸漬并且焙燒以形成硬質(zhì)體的石英纖維或氧化鋁石英纖維在 這種場合中用作牽引輥蓋板介質(zhì)時，膠質(zhì)石英顆粒的群集和少量纖維 是由對流流拾取并且傳輸上去從而玷污平板表面的最主要形式的灰塵 和碎屑。
本發(fā)明解決了本領(lǐng)域的這些缺陷并且提供了改進的牽引輥，其實 現(xiàn)了比現(xiàn)有牽引輥更高水平的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的牽引輥利用輥構(gòu)造中的兩種或更多種材料，提供包含為 玻璃接觸而優(yōu)化的材料的牽引壓板，以及為耐熱和耐物理應(yīng)力而優(yōu)化 的其余部分。本發(fā)明的輥的一個實施例由在軸周圍同軸地布置的各種
部件構(gòu)成。這些部件在從軸的一端向另一端的外部視圖中為第一端蓋、 第一端部模塊、第一牽引壓板、中心模塊、第二牽引壓板、第二端部
模塊、以及第二端蓋。模塊和牽引壓板為大致圓筒形形式，具有容納 軸的孔。模塊和牽引壓板由比如設(shè)有壓縮配件或彈簧的端蓋之類的緊 固裝置在軸上保持就位。模塊和牽引壓板可由銷、螺釘或其它緊固件相對彼此保持在固定位置中。在這個實施例的變化中，牽引壓板可采 取具有孔的圓柱體的形式，孔除了容納軸之外，還容納端部模塊或中 心模塊的輪廓、端部模塊或中心模塊的減小輪廓、或者在牽引壓板的 孔的相對端部處的端部模塊或中心模塊的減小輪廓或全部輪廓。在這 個變化中，端部模塊和中心模塊中的任一個或兩者用作牽引壓板的支 撐系統(tǒng)。支撐系統(tǒng)可由可壓縮物質(zhì)構(gòu)造以便在將牽引壓板鎖閉就位以 使得其不能在軸上移動時吸收軸的徑向膨脹。支撐系統(tǒng)還用作穩(wěn)定平 臺以吸收應(yīng)用至牽引壓板來牽引平板玻璃的負荷。本發(fā)明的輥可構(gòu)造 為使得它們可拆卸、安裝替換的牽引壓板、以及再組裝。
本發(fā)明的牽引壓板包含TBS (熱結(jié)合形狀)。TBS由不包含無膠 狀石英或纖維狀顆粒的材料構(gòu)造，其尺寸范圍或形狀導(dǎo)致這些顆粒在 平板玻璃制造工藝中產(chǎn)生的對流流中流體化。TBS可以是壓縮牽引壓 板材料，比如由通過吹制技術(shù)生產(chǎn)并且清洗以移除細粒的硅鋁纖維形 成的陶瓷纖維氈。清洗后的硅鋁纖維然后可分散入已經(jīng)加入高達4.5% 重量無鈉硼酸鹽溶液的水漿。所得到的纖維懸浮液然后被壓制直到獲 得具有期望塊密度的壓坯。這個壓坯然后在1350。C或大約1350。C的溫 度下焙燒以產(chǎn)生陶瓷體。塊密度能優(yōu)化為符合規(guī)定操作條件。TBS材 料具有足夠的高溫壓縮強度以便牽引玻璃。由TBS材料產(chǎn)生的任何磨 損碎屑不易于流體化，因為其具體重力、顆粒尺寸和形態(tài)的組合。TBS 材料是膠狀部件和纖維之間具有化學(xué)結(jié)合的燒結(jié)壓縮產(chǎn)品，其避免了 在其中膠狀部件沒有結(jié)合至纖維而是仍然在纖維矩陣內(nèi)松散的硬化材 料中見到的灰塵。
可用作本發(fā)明的TBS材料的材料包括可從Isolite絕緣產(chǎn)品公司購 得且具有以下成分和性質(zhì)的TBS-N1、 TBS-N2和1260TBS:
TBS-N1 : 最大溫度=1200。C ，密度=620kg/m3 ， A1203含量 =41.7wt%， Si02含量53.8%,撓曲強度-11.9MPa，熱膨脹-3.7xl()-6/K， 熱導(dǎo)率一.23W/mk ( 350。C下)。
TBS-N2 : 最大溫度=1200。C ，密度=950kg/m3 , A1203含量 =41.7界1%，8102含量53.8。/。，撓曲強度-24.8MPa，熱膨脹-3.7xl0-6/K，熱導(dǎo)率一.37W/mk ( 350。C下)。
1260TBS :最大溫度=1260°C ，密度=550kg/m3 ， A1203含量 =40.5wt%， Si02含量55.5%，撓曲強度-9.8MPa，熱膨脹二3.7xl()-6/K， 熱導(dǎo)率-0.14W/mk ( 350。C下)。
中心模塊和端部模塊通常由用膠狀定尺寸的陶資顆粒比如無定形 石英顆粒硬化的纖維材料(比如可作為ZYALITE購得的硅鋁纖維材 料以及可作為ZYACIL購得的石英纖維材料)構(gòu)成。由這種硬化纖維 材料構(gòu)造的端部模塊具有耐磨損和沖擊損傷的非常硬的表面，同時在 表面下具有足夠的彈性以便能吸收由于軸的熱膨脹施加的應(yīng)變。這些 性質(zhì)通過利用預(yù)制纖維材料上的具有適合顆粒尺寸的涂覆材料來賦 予，借助于將涂覆材料施加于預(yù)制坯上的方法以及通過選擇適合的熱 處理方法。應(yīng)用噴射涂覆產(chǎn)生可被壓縮和膨脹的輥。在本發(fā)明的一個 實施例中，噴射涂覆應(yīng)用于中心模塊和端部模塊，但是沒有應(yīng)用于牽 引壓板。使用這種硬化纖維材料產(chǎn)生相對輕質(zhì)的模塊和輥。適用于這 些模塊的材料在通過參考結(jié)合于此的美國專利No. 5，205，398、 No. 5，355,996和No. 5,378,219中描述。在本發(fā)明的一個實施例中，中心模 塊包含硅鋁纖維材料并且端部模塊包含石英纖維材料。
在本發(fā)明的其中壓板由中心模塊或端部模塊的一部分支撐的實施 例中，支撐部分在平板玻璃由 一組輥牽引期間給壓板提供機械和物理 支撐。支撐部分提供了穩(wěn)定的平臺以吸收在牽引過程中施加于壓板上 的負荷。支撐部分還在軸上方提供壓縮層并且在將壓板鎖閉就位以使 得其不能在軸中移動時吸收軸的徑向膨脹。另外，由于其表面硬度的 緣故，中心和端部模塊的支撐部分能防止壓板由于其構(gòu)造材料的密度 的輕微變化所引起的不均勻磨損。
硬的中心模塊給牽引壓板提供了充分的支撐，即使在減小的輪廓 下，從而允許中心模塊的主直徑減小。這增大了成對的輥之間的有效 中心間隙，這又允許了在中心處不接觸輥的情況下牽引更寬的平板玻 璃，從而避免平板玻璃中心附近的"微接觸，，缺陷。中心模塊和端部模 塊的硬度產(chǎn)生了就牽引壓板而言延長的使用壽命。本發(fā)明的其它特點和優(yōu)點在下面的詳細描述中闡述，并且在某種 程度上對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言從這些描述中將變得明顯或者通過實 踐如這里所述的發(fā)明而認識到。
將理解到，前面的總體描述和下面的詳細描述僅是本發(fā)明的示例， 并且是要提供用于理解如所要求的屬性和特征的概覽或框架。
附圖用來提供本發(fā)明的進一步理解，并且結(jié)合入本說明書并構(gòu)成 其一部分。附圖示出本發(fā)明的各個實施例，并且連同描述一起用來解 釋本發(fā)明的原理和操作。


圖l是根據(jù)本發(fā)明的裝置的截面視圖。
具體實施例方式
本發(fā)明參照附圖能得到最好的理解。要強調(diào)的是，根據(jù)一般常識， 附圖所示裝置及相關(guān)部件的各種尺寸不是按比例的并且在一些情況下
為了清楚的緣故已經(jīng)放大。
現(xiàn)在參照附圖，圖1示出了牽引輥10，其包括呈圓柱體形式的軸 20，具有兩個端部。軸上朝著端部的方向標(biāo)識為"極性方向"。軸上朝 著軸中心的方向標(biāo)識為"中心方向"。軸可由金屬比如不銹鋼構(gòu)造。同 軸地布置于軸20周圍的是中心模塊22,其具有圓筒形外表面和兩個 端部。中心模塊22具有容納軸20的孔。牽引壓板24布置于中心模塊 22的任一端并且在其圓筒形外表面外部。每個牽引壓板24具有圓筒 形外表面和兩個端部(極性端和中心朝向端，就其在軸線上的位置而 言)。每個牽引壓板24具有容納中心模塊22的輪廓的孔。同軸地布置 于軸20周圍并且與中心模塊22的端部或牽引壓板24的極性端相接觸 的是端部模塊26。每個端部模塊26具有中心朝向端和極性端。每個 端部模塊26具有容納軸20的孔。同軸地布置于軸20周圍并且與端部 模塊26的極性端相接觸的是端蓋28。每個端蓋28具有容納軸20的 孔。多個銷32裝配入中心模塊22的表面中的開口，以及牽引壓板24的中心朝向表面中的對準(zhǔn)開口。多個銷32裝配入牽引壓板24的極性 表面中的開口，以及每個模塊26的中心朝向表面中的對準(zhǔn)開口。每個 端蓋28可通過任何適合的緊固方式(比如通過彈簧或壓縮配件)緊固 至軸20?？蛇x的，輥可在不使用銷24的情況下被組裝；在這個實施 例中，模塊和牽引壓板之間的機械聯(lián)接通過由緊固至軸20的端蓋28、 通過其它緊固件比如螺釘、或者通過給中心模塊22、牽引壓板24和 端部模塊的表面提供配合部分來維持的壓力來實現(xiàn)。
本發(fā)明的牽引壓板24可包括通過清洗硅鋁纖維、將硅鋁纖維分散 在水和無鈉硼酸鹽溶液中以形成懸浮液、壓制懸浮液以形成壓坯并且 焙燒壓坯以獲得陶資體而產(chǎn)生的熱結(jié)合形狀。通過這種工藝獲得的熱 結(jié)合形狀是包含化學(xué)交聯(lián)至無鈉硼酸鹽的?；瘻p少或無?；桎X纖維 的焙燒陶瓷。
用于將端蓋28緊固至軸20的構(gòu)造的一個例子在美國專利公開No. 2002/265180 Al中公開，該專利公開的主題通過參考結(jié)合于此。
牽引輥10可如下組裝將具有兩個端部的軸20插入中心模塊22， 將軸20的每個端部插入相應(yīng)牽引壓板24以使得每個牽引壓板24設(shè)有 暴露端部并且由中心模塊接合，將軸20的每個端部插入端部模塊26 以使得每個牽引壓板接合相應(yīng)端部模塊26，將軸20的每個端部插入 相應(yīng)端蓋28，并且將每個端蓋28固定至軸20。端蓋28可用附接件比 如彈簧或壓縮配件固定至軸20。
如果銷用于組裝中，牽引輥10可如下組裝將具有兩個端部的軸 20插入中心模塊22，將至少一個銷32插入中心模塊22的每個端部， 將軸20的每個端部插入相應(yīng)牽引壓板24以使得每個牽引壓板24設(shè)有 暴露端部并且使得中心模塊22中的至少一個銷32接合每個牽引壓板 24，將至少一個銷32插入每個牽引壓板24的暴露端部，將軸20的每 個端部插入端部模塊26以使得插入相應(yīng)牽引壓板24的暴露端部的至 少一個銷32接合相應(yīng)端部沖莫塊26，將軸20的每個端部插入相應(yīng)端蓋 28，并且將每個端蓋28固定至軸20。端蓋28可用附接件比如彈簧或 壓縮配件固定至軸20。本發(fā)明的很多變型和變化是可能的。在以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)， 本發(fā)明能以所具體描述之外的其它方式實踐。雖然已經(jīng)參照某些優(yōu)選 實施例描述了本發(fā)明，但是對本發(fā)明的不同變化、變型和添加對于本 領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是很明顯的。所有這些變化、變型和添加將涵蓋 在本專利的范圍內(nèi)，本專利的范圍僅由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種牽引輥，該牽引輥包括a)軸；以及b)同軸地布置于所述軸上的多個牽引壓板；其中所述牽引壓板包括熱結(jié)合形狀，該熱結(jié)合形狀包括包含化學(xué)地交聯(lián)至硼酸鹽的硅鋁纖維的焙燒陶瓷。
2. —種牽引輥，其包括a) 軸；b) 具有圓筒形外表面和兩個端部的中心模塊，該中心模塊同軸 地布置于軸上；c) 多個具有圓筒形外表面的牽引壓板，同軸地布置于圓筒形中心 模塊上任一端處；d) 多個端部模塊，同軸地布置于所述軸上并且與所述中心模塊 的端部相接觸；其中所述牽引壓板包括熱結(jié)合形狀，該熱結(jié)合形狀包括包含化學(xué) 地交聯(lián)至硼酸鹽的硅鋁纖維的焙燒陶資。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的牽引輥，其中所述中心模塊和所述端部模塊 包括從由鋁硅酸鹽纖維材料和石英纖維材料組成的組中選擇的材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的牽引輥，其中所述中心模塊包括鋁硅酸鹽纖 維材料并且所述端部模塊包括石英纖維材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2的牽引輥，其中所述牽引壓板由所述中心模塊 的一部分支撐。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2的牽引輥，其中所述牽引壓板由端部模塊的一 部分支撐。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2的牽引輥，其中插入所述中心模塊的至少 一個 銷接合牽引壓板。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2的牽引輥，其中插入牽引壓板的至少一個銷接 合端部模塊。
9. 一種用于牽引輥中的牽引壓板，包括包含化學(xué)地交聯(lián)至硼酸鹽 的硅鋁纖維的焙燒陶資。
10. —種組裝牽引輥的方法，該方法包括 a)將具有兩個端部的軸插入中心模塊；c) 將所述軸的每個端部插入相應(yīng)的牽引壓板；d) 將每個牽引壓板接合至所述中心模塊，從而在每個牽引壓板 上產(chǎn)生暴露端部；e) 將所述軸的每個端部插入相應(yīng)的端部模塊，以使得相應(yīng)的牽引 壓板的每個暴露端部接合相應(yīng)的端部模塊；f) 將所述軸的每個端部插入相應(yīng)的端蓋；以及g) 將每個端蓋固定至所述軸。
11. 一種組裝牽引輥的方法，包括a) 將具有兩個端部的軸插入中心模塊；b) 將至少一個銷插入所述中心模塊的每個端部；c) 將所述軸的每個端部插入相應(yīng)的牽引壓板；d) 將每個牽引壓板接合至所述中心模塊中的至少一個銷，以給 每個牽引壓板提供暴露端部；e) 將至少一個銷插入每個牽引壓板的暴露端部；f) 將所述軸的每個端部插入相應(yīng)的端部模塊，以使得插入相應(yīng)牽 引壓板的暴露端部的所述至少一個銷接合相應(yīng)的端部模塊；g) 將所述軸的每個端部插入相應(yīng)的端蓋；以及h) 將每個端蓋固定至所述軸。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中兩個所述端蓋中的每個用從由 彈簧配件和壓縮配件所組成的組中選擇的附接件固定至所述軸。
全文摘要
一種用于平板玻璃制造的改進牽引輥。本發(fā)明的牽引輥利用輥構(gòu)造中的兩種或更多種材料，提供包含為玻璃接觸而優(yōu)化的材料的牽引壓板，以及為耐熱和耐物理應(yīng)力而優(yōu)化的其余部分。牽引壓板包含在膠狀部件和纖維部件之間具有化學(xué)交聯(lián)的燒結(jié)壓縮產(chǎn)品。
文檔編號B25F5/02GK101687319SQ200880023577
公開日2010年3月31日 申請日期2008年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月6日
發(fā)明者D·巴科, D·施拉克, J·納爾多內(nèi), R·埃利奧特, 井上浩彰, 岡田昭彥 申請人:維蘇威克魯斯布公司