强化玻璃制造设备及使用其的强化玻璃制造方法

文档序号:496212 发布日期:2022-01-07 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 强化玻璃制造设备及使用其的强化玻璃制造方法 (Tempered glass manufacturing apparatus and tempered glass manufacturing method using same ) 是由 李会官 于 2021-06-17 设计创作,主要内容包括:提供了强化玻璃制造设备及强化玻璃制造方法。强化玻璃制造设备包括:强化室,包括具有第一空间的第一室;预热室,包括具有第二空间的第二室,第二空间不同于第一空间;以及第一感应线圈,在预热室处。(Provided are a tempered glass manufacturing apparatus and a tempered glass manufacturing method. The tempered glass manufacturing apparatus includes: a reinforcement chamber including a first chamber having a first space; a preheating chamber including a second chamber having a second space, the second space being different from the first space; and a first induction coil at the preheating chamber.)

强化玻璃制造设备及使用其的强化玻璃制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年7月6日向韩国知识产权局(KIPO)提交的第10-2020-0082652号韩国专利申请的优先权和权益,该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及一种强化玻璃制造设备及使用其的强化玻璃制造方法。

背景技术

玻璃制品广泛用在电子装置或包括显示装置的建筑材料中。例如,玻璃制品应用于诸如液晶显示器(LCD)、有机发光显示器(OLED)和电泳显示器(EPD)的平板显示装置的衬底、或用于保护它的覆盖窗。

近年来,为了方便用户,已经对可折叠的显示装置进行了研究。优选地,可折叠的显示装置的玻璃制品具有薄的厚度以减轻由折叠可折叠的显示装置引起的弯曲应力以及承受外部冲击的强度。因此,已经尝试通过热强化或化学强化来改善薄的玻璃制品的强度。

发明内容

本公开的方面涉及在化学强化玻璃制品时能够最小化或减少盐的固化的强化玻璃制造设备、以及使用其的强化玻璃制造方法。

本公开的方面涉及能够减少处理时间的强化玻璃制造设备、以及使用其的强化玻璃制造方法。

然而,本公开的方面不限于本文中阐述的那些。通过参照以下给出的本公开的详细描述,本公开的以上和其它方面对于本公开所属领域的普通技术人员将变得更加显而易见。

在一个或多个实施方式中,强化玻璃制造设备包括:强化室,包括具有第一空间的第一室;预热室,包括具有第二空间的第二室,第二空间不同于第一空间;以及第一感应线圈,在预热室处。

在一个或多个实施方式中,强化玻璃制造设备还包括用于容纳待处理的目标对象的盒。盒在第二室的第二空间中被第一感应线圈感应加热并且被装载到第一室的第一空间中。

在一个或多个实施方式中,盒包括金属材料,并且第一感应线圈用于在盒中产生涡流以加热盒。

在一个或多个实施方式中,金属材料包括不锈钢。

在一个或多个实施方式中,目标对象包括玻璃,并且强化室包含熔融盐以强化玻璃。

在一个或多个实施方式中,熔融盐具有等于或高于340℃且等于或低于390℃的温度,并且盒被预热到等于或高于330℃且等于或低于340℃的温度。

在一个或多个实施方式中,第一感应线圈在预热室的上部分中。

在一个或多个实施方式中,强化玻璃制造设备还包括在强化室与预热室之间的滑动板、以及在滑动板处以对容纳待处理的目标对象的盒进行感应加热的第二感应线圈。

在一个或多个实施方式中,强化玻璃制造设备还包括在水平方向上从强化室延伸的引导部。预热室和滑动板中的每一个被配置成在水平方向上沿着引导部基本上是可滑动的。

在一个或多个实施方式中,滑动板被配置成放置在预热室之下,使得第一感应线圈和第二感应线圈彼此面对。

在一个或多个实施方式中,预热室被配置成沿着引导部滑动,使得预热室的下部分面对强化室的上部分。

在一个或多个实施方式中,强化玻璃制造设备还包括被配置成将第一感应线圈从预热室移动到强化室的感应线圈移动部。第一感应线圈围绕预热室的外表面。

在一个或多个实施方式中,感应线圈移动部被配置成上下移动第一感应线圈以使第一感应线圈选择性地围绕预热室的外表面和/或强化室的外表面。

在一个或多个实施方式中,预热室和强化室中的至少一个包括加热元件。

在一个或多个实施方式中,强化玻璃制造设备还包括在强化室的下部分中的第三感应线圈。

在一个或多个实施方式中,强化室在其上部分处具有第一开口,并且预热室在强化室的上方且在其下部分处具有第二开口。

在一个或多个实施方式中,强化玻璃制造设备还包括用于将容纳待处理的目标对象的盒从预热室移动到强化室的盒转移部。

在一个或多个实施方式中,强化玻璃制造方法包括:通过对容纳目标对象的盒进行感应加热,将目标对象的温度升高到第一温度范围;以及在高于第一温度范围的第二温度范围内对其温度已经升高的目标对象进行化学强化。

在一个或多个实施方式中,将目标对象的温度升高到第一温度范围包括将第一感应线圈放置在盒的第一侧上以及将第二感应线圈放置在盒的第二侧上。

在一个或多个实施方式中,强化玻璃制造方法还包括响应于将目标对象的温度升高到第一温度范围而移动至少一个感应线圈。

根据各种实施方式的强化玻璃制造设备及强化玻璃制造方法能够防止或减少盐的固化。

根据各种实施方式的强化玻璃制造设备及强化玻璃制造方法能够在减少的时间内执行强化工艺。

本公开的效果不限于上述效果,并且在本说明书中包括各种其它效果。

附图说明

通过参照附图详细描述本公开的示例性实施方式,本公开的以上和其它方面及特征将变得更加显而易见,在附图中:

图1是与根据实施方式的强化玻璃制造设备相关的玻璃制品的立体图;

图2是示出显示装置的剖视示例图,在显示装置中应用有图1的玻璃制品作为显示装置的覆盖窗;

图3是图1的平板形玻璃制品的剖视图;

图4是示出图3的玻璃制品的应力分布的图形;

图5是示出根据实施方式的用于强化玻璃制品的离子交换工艺的示意图;

图6是根据实施方式的强化玻璃制造设备的立体图;

图7是图6的强化玻璃制造设备的剖视图;

图8是图6的强化室、滑动板和预热室的立体图;

图9至图12是示出图6的强化玻璃制造设备的操作的剖视图;

图13是根据实施方式的强化玻璃制造设备的立体图;

图14是图13的强化玻璃制造设备的剖视图;

图15至图17是示出图13的强化玻璃制造设备的操作的剖视图;以及

图18是根据实施方式的强化玻璃制造方法的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图在下文中更全面地描述本公开,在附图中示出了本公开的示例性实施方式。然而,本公开可以以不同的形式实施,并且不应被解释为限于本文中阐述的实施方式。相反,提供这些实施方式使得本公开将是透彻且完整的,并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。在整个说明书中,相同的附图标记表示相同的部件。在附图中,为了清楚,可能夸大了层和区域的厚度。

如本文中所使用的,单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文另有清楚地指示。

将进一步理解的是,术语“包括(includes)”、“包括(including)”、“包含(comprises)”和/或“包含(comprising)”,当在本说明书中使用时,指定所陈述的特征、动作、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或多个其它特征、动作、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。

如本文中所使用的,诸如“…中的至少一个”、“…中的一个”和“选自…”的表达在元素列表之后时,修饰整个元素列表,而非修饰列表中的单个元素。

如本文中所使用的,术语“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。

此外,当描述本公开的实施方式时,“可以”的使用表示“本公开的一个或多个实施方式”。

还将理解的是,当层被称为在另一层或衬底“上”时,它可以直接在另一层或衬底上,或者也可以存在介于中间的层。相反,当元件被称为“直接”在另一元件“上”时,不存在中间的元件。

在附图中,为了清楚,可能夸大和/或简化了元件、层和区域的相对尺寸。为了便于描述,在本文中可以使用诸如“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”、“底部”、“顶部”等的空间相对术语来描述如图中所示的一个元件或特征与另一(些)元件或特征的关系。将理解的是,除了在附图中描绘的取向之外,空间相对术语旨在包括装置在使用或操作中的不同取向。例如,如果附图中的装置被翻转,则被描述为在其它元件或特征的“下方”或“下面”的元件将随之被取向为在其它元件或特征的“上方”或“之上”。因此,术语“下方”可以包括上方和下方两种取向。装置可以以其它方式取向(旋转90度或处于其它取向),并且本文中所使用的空间相对描述词应被相应地解释。

如本文中所使用的,术语“基本上”、“约”和类似术语被用作近似术语而非用作程度术语,并且旨在为本领域普通技术人员将认识到的测量值或计算值的固有偏差留有余量。

本文中所记载的任何数值范围旨在包括包含在所记载范围内的具有相同的数值精度的所有子范围。例如,“1.0至10.0”的范围旨在包括所记载的最小值1.0与所记载的最大值10.0之间(且包含本数)的所有子范围,即,具有等于或大于1.0的最小值和等于或小于10.0的最大值,诸如以2.4至7.6为例。本文中所记载的任何最大数值限制旨在包括包含在其中的所有更低的数值限制,并且本说明书中所记载的任何最小数值限制旨在包括包含在其中的所有更高的数值限制。因此,申请人保留修改包括权利要求在内的本说明书的权利,以清楚地叙述包含在本文中所明确记载的范围内的任何子范围。

除非另有限定,否则所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。术语,诸如在常用词典中限定的术语,应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义,并且不应以理想的或过于形式的含义进行解释,除非在本文中明确地如此限定。

在下文中,将参照附图详细描述示例性实施方式。

图1是与根据实施方式的强化玻璃制造设备相关的玻璃制品的立体图。图2是示出显示装置的剖视示例图,在显示装置中应用有图1的玻璃制品作为显示装置的覆盖窗。图3是图1的平板形玻璃制品的剖视图。图4是示出图3的玻璃制品的应力分布的图形。图5是示出根据实施方式的用于强化玻璃制品的离子交换工艺的示意图。

玻璃制品G可以用作用于保护显示器的窗、用于显示面板的衬底、用于触摸面板的衬底、包括显示器的电子装置(诸如,以平板个人计算机(PC)、笔记本PC、智能电话、电子书、电视和PC监视器、以及包括显示屏幕的冰箱和清洁机为例)中的光学构件(诸如,导光板等)。玻璃也可以用作用于车辆的仪表板的覆盖玻璃、用于太阳能电池的覆盖玻璃、用于建筑材料的内饰材料、用于建筑物和房屋的窗等。

玻璃制品G被期望具有强的强度。例如,当玻璃用作窗时,期望其具有小的(低的)厚度以满足高的透射率和轻的重量(低的重量)的要求,并且期望其还具有足够的强度使得玻璃制品G不容易被外部冲击破坏。强化玻璃可以通过例如化学强化或热强化来生产。强化玻璃的示例在图1中示出。参照图1,玻璃制品G可以具有各种合适的形状。例如,玻璃制品G可以包括具有平板形状的玻璃制品100、具有弯曲的边缘的玻璃制品101、具有曲形侧部或曲形表面的曲形玻璃制品102、可绕轴线折叠的折叠玻璃制品103等。

玻璃制品G的平面形状可以是矩形,但本公开不限于此。玻璃制品G可以具有各种合适的形状,诸如具有圆润拐角的矩形、正方形、圆形和/或椭圆形。

玻璃制品G包括第一表面US和与第一表面US相对的第二表面RS。第一表面US可以是玻璃制品G的上表面,且第二表面RS可以是玻璃制品G的下表面。玻璃制品G还可以包括在第一表面US与第二表面RS之间的侧表面SS。在一个或多个以下实施方式中,为了便于描述,在平面图中具有矩形形状的平板作为玻璃制品G的示例进行描述,但本公开不限于此。例如,玻璃制品G可以具有任何合适的形状。

参照图2,可以应用图1的玻璃制品G作为显示装置DD的覆盖窗CW。

在一个或多个实施方式中,覆盖窗CW设置在显示装置DD的显示面板PN上。覆盖窗CW可以经由光学透明粘合层AD结合到显示面板PN。覆盖窗CW用于保护显示面板PN。作为覆盖窗CW的主体,可以应用经强化的玻璃制品G。

显示面板PN的示例不仅可以包括诸如有机发光显示(OLED)面板、无机电致发光(EL)显示面板、量子点发光显示(QED)面板、微米LED显示面板、纳米LED显示面板、等离子体显示面板(PDP)、场发射显示(FED)面板和/或阴极射线管(CRT)显示面板的自发光显示面板,还可以包括诸如液晶显示(LCD)面板和/或电泳显示(EPD)面板的光接收显示面板。显示面板PN还可以包括嵌入其中的触摸面板。显示面板PN中可以设置有多个像素PX。

显示装置DD可以是可折叠的显示装置。为了承受由反复的折叠或展开操作引起的应力,期望应用于覆盖窗CW的玻璃制品G是具有薄的厚度和改善的耐用性的经强化的玻璃制品G。

参照图3至图5,玻璃制品G的耐用性可以通过离子交换工艺来改善。

更详细地,如图3和图4中所示,玻璃制品G包括从第一表面US延伸到第一深度(第一压缩深度DOL1)的第一压缩区域CSR1、和从第二表面RS延伸到第二深度(第二压缩深度DOL2)的第二压缩区域CSR2。拉伸区域CTR设置在第一压缩区域CSR1与第二压缩区域CSR2之间。在一个或多个实施方式中,压缩区域和拉伸区域可以以类似的方式设置在玻璃制品G的相对的侧表面SS之间。

第一压缩区域CSR1和第二压缩区域CSR2耐外部冲击以减轻玻璃制品G的裂纹或破裂的发生。可以理解的是,随着第一压缩区域CSR1和第二压缩区域CSR2的最大压缩应力CS1和CS2越大,玻璃制品G的强度越大。换句话说,增加第一压缩区域CSR1和第二压缩区域CSR2的最大压缩应力CS1和CS2,会增加玻璃制品G的强度。由于外部冲击通常通过玻璃制品G的表面US、RS和SS传递,所以在玻璃制品G的表面US、RS和SS处具有最大压缩应力CS1和CS2对耐用性而言是有利的。然而,本公开不限于此。

在一个或多个实施方式中,第一压缩区域CSR1和第二压缩区域CSR2的最大压缩应力CS1和CS2可以是约700Mpa或更大(例如,700Mpa或更大)。作为另一示例,第一压缩区域CSR1和第二压缩区域CSR2的最大压缩应力CS1和CS2可以在约800MPa至约1050MPa(例如,800MPa至1050MPa)的范围内。作为又一示例,第一压缩区域CSR1和第二压缩区域CSR2的最大压缩应力CS1和CS2可以在约850MPa至约1000MPa(例如,850MPa至1000MPa)的范围内。

第一压缩深度DOL1和第二压缩深度DOL2抑制在第一表面US和第二表面RS中形成的裂纹或凹槽蔓延到玻璃制品G的内部的拉伸区域CTR。随着第一压缩深度DOL1和第二压缩深度DOL2越大,越能够有效地防止或减少裂纹等的蔓延。换句话说,增加第一压缩深度DOL1和第二压缩深度DOL2,会改善对在第一表面US和第二表面RS中形成的裂纹或凹槽蔓延到玻璃制品G的内部的拉伸区域CTR的抑制。

例如,第一压缩深度DOL1和第二压缩深度DOL2可以在约20μm至约150μm(例如,20μm至150μm)的范围内。作为另一示例,第一压缩深度DOL1和第二压缩深度DOL2可以在约50μm至约100μm(例如,50μm至100μm)的范围内。作为又一示例,第一压缩深度DOL1和第二压缩深度DOL2可以在约70μm至约85μm(例如,70μm至85μm)的范围内。

第一压缩深度DOL1和第二压缩深度DOL2可以满足以下关于玻璃制品G的厚度t的关系式:

数学表达式1

DOL1、DOL2≥0.1×t

玻璃制品G在第一压缩深度DOL1和第二压缩深度DOL2处具有应力值基本上为0的中性应力,并且在更向内的区域中具有拉伸应力。拉伸应力可以保持相同或朝向玻璃制品G的中心增加。

在应力分布中,压缩应力的斜率的绝对值可以大于拉伸应力的斜率的绝对值。玻璃制品G的内部区域可以包括表现出拉伸应力并且平均斜率基本上为0的宽的区段。拉伸区域CTR中的平均斜率为0的区段可以具有大于第一压缩深度DOL1和第二压缩深度DOL2的宽度(即,在玻璃制品G的厚度方向上具有大于第一压缩深度DOL1和第二压缩深度DOL2的宽度),但本公开不限于此。

拉伸区域CTR的拉伸应力可以与第一压缩区域CSR1和第二压缩区域CSR2的压缩应力平衡。即,玻璃制品G的总压缩应力可以与玻璃制品G的总拉伸应力相同。当玻璃制品G的应力分布被表示为函数f(x)时,可以建立以下关系式。

数学表达式2

在第一压缩区域CSR1和第二压缩区域CSR2具有相同的最大压缩应力CS1和CS2以及相同的压缩深度DOL1和DOL2的玻璃制品G的情况下,其分布近似为三角形形状,并且拉伸区域CTR的分布基本上近似为矩形形状,可以建立以下关系式。

数学表达式3

CT1=(CS1×DOL1)/(t-2×DOL1)

在数学表达式3中,CT1表示拉伸区域CTR中的最大拉伸应力,并且CS1表示第一压缩区域CSR1中的最大压缩应力。

玻璃制品G中的拉伸应力的大小越大,当玻璃制品G破裂时碎片越有可能被剧烈释放,并且玻璃制品G越有可能从内部破裂。满足玻璃制品G的易碎性标准的最大拉伸应力可以满足以下关系式。

数学表达式4

CT1≤-37.6×ln(t)+48.7

在数学表达式4中,CT1以MPa指示,厚度t以mm指示,并且ln(t)是厚度t的自然对数。

当最大拉伸应力CT1落入以下数学表达式5中限定的范围内时,玻璃制品G的最大拉伸应力CT1可以满足数学表达式4的条件。

数学表达式5

-37.6×ln(t)+10≤CT1≤-37.6×ln(t)+48

图4中所示的应力分布可以通过离子交换工艺来实现。

为了增加玻璃制品G的强度,可以增加最大压缩应力CS1和CS2以及压缩深度DOL1和DOL2。然而,当总压缩应力增加时,拉伸应力也根据数学表达式2或数学表达式3增加。为了满足易碎性标准并获得改善的强度,调整应力分布以增加最大压缩应力CS1和CS2以及压缩深度DOL1和DOL2,并减小总压缩应力(例如,图4的压缩区域的面积)。调整玻璃制品G的应力分布可以通过离子交换工艺、热处理工艺、后处理工艺等来控制。

离子交换工艺是将玻璃制品G中的离子与其它离子交换的工艺。通过执行离子交换工艺,在玻璃制品G的表面US、RS、SS处的离子或在其附近的离子可以被具有相同价态或氧化态的更大离子替换或交换。例如,当玻璃制品G包含诸如Li+、Na+、K+和Rb+的单价碱金属时,表面US、RS、SS上的单价阳离子可以被具有更大离子半径的Na+、K+、Rb+或Cs+离子替换。

参照图5,当通过例如将玻璃浸入包含硝酸钾(KNO3)的熔融盐浴中而将包含钠离子的玻璃暴露于钾离子时,玻璃中的钠离子被排放到外部并且钾离子可以替换它们。经交换的钾离子产生压缩应力,因为它们具有比钠离子大的离子半径。经交换的钾离子的量越大,压缩应力越大。由于离子交换通过玻璃的表面发生,所以玻璃的表面上的钾离子的量(即,密度)最大。尽管经交换的钾离子中的一些可以扩散到玻璃中以增加压缩深度,但其量(密度)通常可随着其远离表面(即,随着从玻璃的表面到玻璃中的距离增加)而降低。因此,玻璃可以具有在表面上具有最大压缩应力并且压缩应力朝向玻璃内部减小的应力分布。然而,本公开不限于以上示例。应力分布可以根据离子交换工艺的温度、时间、次数、热处理的存在与否等改变。

以上描述的离子交换工艺可以通过强化玻璃制造设备1来执行,这将在下面更详细地描述。在下文中,将更详细地描述根据实施方式的强化玻璃制造设备1。

图6是根据实施方式的强化玻璃制造设备的立体图。图7是图6的强化玻璃制造设备的剖视图。图8是图6的强化室、滑动板和预热室的立体图。

第一方向DR1、第二方向DR2和第三方向DR3在不同的方向上相互交叉。第一方向DR1可以是水平方向,第二方向DR2可以是竖直方向,以及第三方向DR3可以是高度方向(厚度方向)。第三方向DR3可以包括朝向图6的上侧或顶部的向上方向和朝向图6的下侧或底部的向下方向。然而,这些方向是示例,并且本公开不限于以上提及的那些。

以下的强化玻璃制造设备1包括用于对玻璃进行化学强化的装置。由强化玻璃制造设备1制造的玻璃制品可以是图1中所示的玻璃制品G,但本公开不限于此。

参照图6至图8,强化玻璃制造设备1包括强化室10、预热室20和第一感应线圈IH1。强化玻璃制造设备1还可以包括滑动板30、引导部40、盒50、盒转移部60、第二感应线圈IH2、第三感应线圈IH3和加热元件RH。

强化室10包括第一室,第一室具有空间S1。第一室的空间S1可以向下凹入设定的深度(例如,预定的深度)并且可以与外部连通。换句话说,强化室10可以限定可从外部进入的内部容量(或空间S1)。强化室10可以包括:上部分10_1,其至少部分地敞开以形成第一开口OP1,通过第一开口OP1装载/卸载盒50;下部分10_3,其是平坦的并且面对上部分10_1;以及至少一个侧壁10_2,其连接到下部分10_3的边缘并且向上延伸(例如,向上延伸到上部分10_1)。第一开口OP1可以形成为使强化室10的上部分10_1敞开(例如,完全敞开)。用于强化玻璃的熔融盐可以包含在第一室的空间S1中。熔融盐可以包括硝酸钾。熔融盐可以在第一温度范围内。第一温度范围可以在约340℃与约390℃之间(例如,在340℃与390℃之间)。强化室10可以包括用于包含熔融盐的水箱。强化室10可以包括布置在距第一室的空间S1的底部设定的高度(例如,预定的高度)处以安装盒50的盒安装部分10_CM。

预热室20设置在强化室10的一侧上或一侧处。强化室10的所述一侧可以是强化室10的上侧。在一个或多个实施方式中,预热室20可以设置在强化室10的上方,并且预热室20可以在第一方向DR1上沿着引导部40(将在下面对其进行更详细的描述)是可移动的。预热室20包括第二室,第二室具有与外部连通的空间S2。第二室的空间S2可以向上凹入设定的深度(例如,预定的深度),并且可以与外部连通。换句话说,预热室20可以限定可从外部进入的内部容量(或空间S2)。预热室20可以包括:下部分20_3,其至少部分地敞开以形成第二开口OP2,通过第二开口OP2装载/卸载盒50;上部分20_1,其是平坦的并且面对下部分20_3;以及至少一个侧壁20_2,其连接到上部分20_1的边缘并且向下延伸(例如,向下延伸到下部分20_3)。第二开口OP2可以形成为使预热室20的下部分20_3完全敞开。随着预热室20移动,预热室20的下部分20_3可以设置成面对强化室10的上部分10_1,或者可以设置成从其上部分10_1移位(例如,偏移)。因此,第一开口OP1和第二开口OP2可以设置成彼此面对,或者可以设置成彼此移位(例如,偏移)。例如,预热室20可以在第一配置与第二配置之间移动,在第一配置中,第一开口OP1和第二开口OP2在第三方向DR3上重叠,在第二配置中,第一开口OP1和第二开口OP2在第三方向DR3上不重叠。预热室20可以提供用于对盒50、钩HK和容纳在盒50中的目标对象(将在下面对其进行更详细的描述)进行预热的空间。预热室20可以包括设置在敞开的下部分20_3的边缘处并且可滑动地联接到引导部40(将在下面对其进行更详细的描述)的一个或多个滑动构件20_S。

在一个或多个实施方式中,强化室10和预热室20示例性地具有矩形形状,但是强化室10和预热室20的形状不限于此。例如,强化室10和预热室20可以是限定用于装载/卸载盒50的内部容量的任何合适的形状。在一个或多个实施方式中,强化室10和/或预热室20可以具有多边形棱柱或圆柱体的形状。

盒50容纳待处理的目标对象。目标对象可以包括玻璃。在一个或多个实施方式中,盒50可以包括具有用于安装目标对象的多个空间的至少一个框架。例如,多个空间中的每个可以容纳安装在至少一个框架的一部分上的目标对象。在一个或多个实施方式中,盒50可以从外部转移到预热室20中,在预热室20中预热,并且然后装载到强化室10中(例如,从预热室20装载到强化室10中)。预热可以通过感应加热和/或电阻加热执行。盒50可以包括诸如金属的导体,其为适于感应加热的材料。在一个或多个实施方式中,盒50可以包括不锈钢,并且可以在预热室20中预热以具有在第二温度范围内的温度。第二温度范围可以低于第一温度范围,或者可以至少部分地与第一温度范围重叠。第一温度范围与第二温度范围之间的差可以为约5℃至约30℃(例如,5℃至30℃)。第二温度范围可以在约325℃与约340℃之间(例如,在325℃与340℃之间),或在约330℃与约335℃之间(例如,在330℃与335℃之间)。在预热室20中,将在下面更详细地描述的盒转移部60的钩HK也可以与盒50一起被预热以具有在第二温度范围内的温度。

盒转移部60在至少一个方向上移动盒50。例如,盒转移部60可以将安装在外部托盘上的盒50转移到预热室20的第二室中的空间S2中,并且可以将在预热室20中预热的盒50装载到强化室10的第一室中的空间S1中。在一个或多个实施方式中,盒转移部60可以布置成穿过形成在预热室20的上部分20_1中的线缆通孔20H。盒转移部60可以整体地连接到预热室20,以在预热室20移动时与预热室20一起移动。盒转移部60可以包括用于悬挂盒50的钩HK。钩HK可以包括诸如金属的导体。在一个或多个实施方式中,钩HK可以包括不锈钢。然而,本公开不限于此,并且任何合适的材料可以用于钩HK。

引导部40可以从强化室10在第一方向DR1上延伸。第一方向DR1可以是水平方向。在一个或多个实施方式中,引导部40可以包括在水平方向上延伸并且具有固定到强化室10的一端的导轨框架40_1、以及连接到导轨框架40_1的另一端并且在竖直方向上延伸的支撑框架40_2。导轨框架40_1可以包括用于在第一方向DR1上引导预热室20和/或滑动板30的移动的一个或多个轨道。在一个或多个实施方式中,导轨框架40_1的轨道可以与强化室10相邻并且在第一方向DR1上沿着强化室10的端部延伸到预热室20和/或滑动板30下方的位置。

滑动板30在第一方向DR1上沿着引导部40滑动。滑动板30可以打开/关闭强化室10的第一开口OP1。在一个或多个实施方式中,滑动板30在平面图中可以具有矩形形状。在平面图中,滑动板30可以具有比强化室10的尺寸大的尺寸。滑动板30可以在其与预热室20相邻的一侧上包括用于滑动的辊30_R。

第一感应线圈IH1可以布置在预热室20处,或者在预热室20的附近。第一感应线圈IH1利用感应加热直接加热盒50和/或钩HK。感应加热是通过电磁感应在待加热的目标对象中产生涡流、并且通过由产生的涡流和目标对象的电阻以及磁滞损耗引起的焦耳热来对目标对象进行加热的方法。在一个或多个实施方式中,如图7和图8的(a)中所示,第一感应线圈IH1可以设置在预热室20的上部分20_1中。具体地,第一感应线圈IH1可以以螺旋地卷绕在平行于第一方向DR1和第二方向DR2的平面上的盘形线圈的形状埋在预热室20的上部分20_1中。在一些实施方式中,第一感应线圈IH1可以设置在预热室20的内部和/或外部。

第二感应线圈IH2设置在滑动板30处,以对盒50和/或钩HK进行感应加热。例如,第二感应线圈IH2设置在滑动板30的表面中或表面上,以对盒50和/或钩HK进行感应加热。第二感应线圈IH2可以设置成平行于第一感应线圈IH1。在一个或多个实施方式中,如图7和图8的(b)中所示,第二感应线圈IH2可以埋在滑动板30中。具体地,第二感应线圈IH2可以以螺旋地卷绕在平行于第一方向DR1和第二方向DR2的平面上的盘形线圈的形状设置在滑动板30的内部。

第三感应线圈IH3可以布置在强化室10处,或者在强化室10的附近。第三感应线圈IH3利用感应加热直接加热盒50和/或钩HK。在一个或多个实施方式中,如图7和图8的(c)中所示,第三感应线圈IH3可以设置在强化室10的下部分10_3中。具体地,第三感应线圈IH3可以以螺旋地卷绕在平行于第一方向DR1和第二方向DR2的平面上的盘形线圈的形状埋在强化室10的下部分10_3中。在一些实施方式中,第三感应线圈IH3可以设置在强化室10的内部和/或外部。

第一感应线圈IH1、第二感应线圈IH2和/或第三感应线圈IH3可以设置成彼此平行。即,盒50和/或钩HK可以设置在第一感应线圈IH1与第二感应线圈IH2之间或者在第二感应线圈IH2与第三感应线圈IH3之间,并且可以通过横向磁通感应加热来加热。此时,可以驱动第一感应线圈IH1、第二感应线圈IH2和/或第三感应线圈IH3,从而可以将交变磁场施加到盒50和/或钩HK,并且施加到盒50和/或钩HK的交变磁场的方向可以彼此重合。

在一个或多个实施方式中,盘形形状的线圈被示例为第一感应线圈IH1、第二感应线圈IH2和第三感应线圈IH3,但是本公开不限于此。第一感应线圈IH1、第二感应线圈IH2和第三感应线圈IH3可以布置成诸如圆形形状、矩形形状以及螺旋/螺线形状的各种合适的形状。

第一感应线圈IH1、第二感应线圈IH2和第三感应线圈IH3可以包括铜、镍、黄铜、钴、铝、铁、银、碳纤维、铂、钨、石墨、硅和其合金中的至少一种。

第一感应线圈IH1、第二感应线圈IH2和第三感应线圈IH3的驱动频率可以包括范围从约50Hz至约60Hz(例如,50Hz至60Hz)的低频、范围从约100Hz至约10kHz(例如,100Hz至10kHz)的中频、范围从约10kHz至约500kHz(例如,10kHz至500kHz)的高频、以及范围从约100kHz至约500kHz(例如,100kHz至500kHz)的射频。

加热元件RH可以设置在强化室10和/或预热室20中。加热元件RH可以使用电阻加热来间接加热盒50、容纳在盒50中的玻璃和/或钩HK。与直接加热目标对象的感应加热不同,电阻加热表示使用通过向加热元件RH施加电流而在加热元件RH自身中发生的焦耳热经由对流或热辐射来间接加热目标对象的方法。因此,第一感应线圈IH1、第二感应线圈IH2和第三感应线圈IH3仅直接地和选择性地加热盒50和包括导体的线圈,而加热元件RH整体地加热强化室10的内部和预热室20的内部,从而间接地加热盒50、容纳在盒50中的玻璃和钩HK。加热元件RH可以包括诸如铁、铬、铝、镍、钨、钽、钼或铂的金属加热元件RH。此外,加热元件RH可以包括诸如碳化硅、二氧化钼、氯化镧或碳石墨的非金属加热元件RH。此外,加热元件RH可以包括电加热线缆、陶瓷加热器以及包括金属加热丝和无机绝缘材料的护套加热器。在一个或多个实施方式中,加热元件RH可以由盘绕的加热丝形成,并且可以分别在强化室10和预热室20的第一室和第二室中设置在形成或限定空间S1和S2的内侧壁上。在下文中,为了便于描述,设置在预热室20的第二室中的空间S2中的加热元件RH被称为第一加热元件RH1,并且设置在强化室10的第一室中的空间S1中的加热元件RH被称为第二加热元件RH2。

图9至图12是示出图6的强化玻璃制造设备的操作的剖视图。

图9示出了将盒移动到预热室的第二室中的空间中。图10示出了将预热室移动到强化室的上部分上。图11示出了将盒浸入强化室的熔融盐中。图12示出了移动滑动板。

参照图9,强化之前或强化以前的玻璃可以容纳在盒50中。容纳在盒50中的玻璃可以是例如图1中所示的玻璃制品G中的一种。玻璃制品可以尚未经过强化。盒50可以通过托盘从另一个位置转移并定位在适当的或合适的位置中,以便由盒转移部60提起。

当盒50放置在预热室20之下时,盒转移部60可以将盒50向上提起并将它装载到预热室20的第二室中的空间S2中。具体地,盒50的一侧可以悬挂在盒转移部60的钩HK上,并且盒转移部60可以通过卷绕或展开连接到钩HK的线缆来将盒50转移到预热室20中的适当或合适的位置以进行预热。为了将第二开口OP2暴露于外部以从外部接收盒50,预热室20可以设置成在第三方向DR3上不与强化室10重叠,并且滑动板30可以设置在强化室10上以覆盖第一开口OP1。

参照图10,在盒50容纳在预热室20中之后,预热室20可以在第一方向DR1上沿着引导部40移动,使得第二开口OP2可以面对强化室10的第一开口OP1。例如,预热室20可以朝向图10的右侧移动(如在图10中由箭头指示的那样)。因此,预热室20、滑动板30和强化室10可以设置成在第三方向DR3上重叠。

当预热室20设置在滑动板30上时,第一感应线圈IH1和第二感应线圈IH2可以设置成彼此面对,且盒50和钩HK插置于其间。在预热室20移动之后,可以向第一感应线圈IH1和第二感应线圈IH2施加AC电力。因此,第一感应线圈IH1和第二感应线圈IH2可以在盒50和/或钩HK中产生涡流,以对盒50和/或钩HK进行感应加热。驱动第一感应线圈IH1和第二感应线圈IH2,使得施加到盒50和/或钩HK的磁场的方向可以重合。因此,盒50和/或钩HK的预热效率可以增加。此时,第一加热元件RH1也可以与第一感应线圈IH1和第二感应线圈IH2一起(例如,同时)驱动,从而间接加热盒50和容纳在盒50中的玻璃。在一个或多个实施方式中,盒50和/或钩HK可以通过第一感应线圈IH1和第二感应线圈IH2以及设置在预热室20中的第一加热元件RH1预热到约330℃至约340℃(例如,330℃至340℃)的温度。即,根据实施方式的强化玻璃制造设备1不仅通过第一加热元件RH1间接加热盒50和/或钩HK,而且通过第一感应线圈IH1和第二感应线圈IH2直接加热盒50和/或钩HK,使得预热时间能够减少(例如,大大减少)。此外,在包含硝酸钾的熔融盐中,盐通常在约330℃(例如,330℃)的温度下产生。由于根据实施方式的强化玻璃制造设备1将盒50和/或钩HK预热到具有足够的温度(例如,大于330℃的温度),所以可以防止或减少由于盒50与强化室10中的熔融盐之间的温度差而引起的盐的产生。

参照图11,在盒50和/或钩HK充分预热之后,滑动板30可以在第一方向DR1上沿着引导部40移动,使得强化室10的第一开口OP1可以敞开。例如,滑动板30可以朝向图11的左侧移动。此时,预热室20的第二室中的空间S2可以在竖直方向上与强化室10的第一室中的空间S1连通。在滑动板30移动之后,盒转移部60可以将盒50从预热室20转移到强化室10。具体地,盒转移部60的线缆可以展开,并且因此悬挂在盒转移部60的钩HK上的盒50可以向下移动,使得盒50的至少一部分可以浸入包含在强化室10的第一室中的空间S1中的熔融盐中。在一个或多个实施方式中,盒50可以安装在设置在强化室10的第一室中的空间S1中的盒安装部分10_CM上。因此,即使在与盒转移部60的钩HK分离之后,盒50也可以在强化室10中固定在适当或合适的位置中。

参照图12,在将盒50转移到强化室10的第一室中的空间S1中之后,滑动板30可以再次在第一方向DR1上沿着引导部40移动,以关闭强化室10的第一开口OP1。例如,滑动板30可以朝向图12的右侧移动。当滑动板30设置在强化室10上时,第二感应线圈IH2和第三感应线圈IH3可以设置成彼此面对,且盒50插置于其间。在滑动板30移动之后,可以向第二感应线圈IH2和第三感应线圈IH3施加AC电力。因此,第二感应线圈IH2和第三感应线圈IH3可以在盒50中产生涡流,以感应加热盒50。驱动第二感应线圈IH2和第三感应线圈IH3,使得施加到盒50的磁场的方向可以重合。因此,盒50的预热效率可以增加。同时,第二加热元件RH2也可以与第二感应线圈IH2和第三感应线圈IH3一起(例如,同时)驱动,从而间接加热盒50和容纳在盒50中的玻璃。因此,根据实施方式的强化玻璃制造设备1可以适当地或合适地维持盒50、钩HK和熔融盐的温度,从而稳定地执行玻璃强化工艺而没有盐的产生,其中玻璃强化工艺在处于约340℃至约390℃(例如,340℃至390℃)范围内的相对低的温度下执行。

当在盒50浸入强化室10的熔融盐中之后经过设定量的(例如,预定量的)时间(例如,约10分钟至约30分钟)时,滑动板30可以再次沿着引导部40移动以使强化室10的上部分10_1敞开。然后,盒转移部60可以向上提起盒50以将盒50从强化室10取出。

图13是根据实施方式的强化玻璃制造设备的立体图。图14是图13的强化玻璃制造设备的剖视图。

图13的实施方式与图6的实施方式的不同之处在于强化室10、预热室20和感应线圈的形状和布置。

参照图13和图14,强化玻璃制造设备1a可以包括强化室10、预热室20、盒50、盒转移部60、第四感应线圈IH4、感应线圈移动部31、感应线圈引导部41和引导框架70。

强化室10包括第一室,第一室具有空间S1,其包含熔融盐并且与外部连通。强化室10的上部分至少部分地敞开以形成第一开口OP1。

预热室20包括第二室,第二室具有用于预热的空间S2。预热室20的下部分可以至少部分地敞开以形成第二开口OP2,并且预热室20的上部分可以至少部分地敞开以形成第三开口OP3。即,第二室的空间S2可以包括向上和向下敞开以与外部连通的空腔。例如,预热室20可以是管,其具有在第三方向DR3上延伸穿过预热室20的通道。

与图6的实施方式不同,预热室20可以固定在强化室10的上方,使得预热室20的至少一部分在第三方向DR3上与强化室10重叠。在一些实施方式中,在平面图中,强化室10可以与预热室20完全重叠。强化室10和预热室20可以在第三方向DR3上对准,使得预热室20的空腔或通道可以与强化室10的第一室中的空间S1连通。预热室20可以设置成在竖直方向上与强化室10隔开(与强化室10间隔)。可替代地,预热室20可以设置成与强化室10的上部分紧密接触。

在平面图中,强化室10和预热室20可以具有相同的形状和/或相同的尺寸。具体地,强化室10和预热室20可以具有圆柱形形状,并且强化室10的外径可以与预热室20的外径相同。在一些实施方式中,预热室20可以具有大于强化室10的外径。图13示出了具有圆柱形形状的强化室10和预热室20,但本公开不限于此。

强化室10和预热室20可以选择性地插入到第四感应线圈IH4(将在下面对其进行更详细的描述)中。在平面图中,强化室10和预热室20的尺寸(例如,外径)可以小于第四感应线圈IH4(在下面对其进行更详细的描述)的内径。

第四感应线圈IH4可以感应加热盒50和/或钩HK。第四感应线圈IH4可以设置成可从预热室20移动到强化室10和/或可从强化室10移动到预热室20。第四感应线圈IH4可以设置成围绕具有圆柱形形状的强化室10和/或预热室20的外侧表面(例如,环绕所述外侧表面或在所述外侧表面周围)。第四感应线圈IH4可以通过纵向磁通感应加热来对盒50和/或钩HK进行感应加热。具体地,第四感应线圈IH4可以由具有比强化室10和预热室20的外径大的内径的螺旋线圈形成。第四感应线圈IH4可以通过感应线圈移动部31上下移动,以选择性地围绕强化室10和预热室20。即,在图13的实施方式中,与图6的实施方式不同,用于感应加热的一个第四感应线圈IH4布置成可从预热室20移动到强化室10,并且可从强化室10移动到预热室20。

感应线圈移动部31联接到第四感应线圈IH4的一侧并且垂直地移动第四感应线圈IH4。具体地,感应线圈移动部31可以从强化室10向上移动第四感应线圈IH4,使得第四感应线圈IH4可以围绕预热室20的外侧表面。此外,感应线圈移动部31可以从预热室20向下移动第四感应线圈IH4,使得第四感应线圈IH4可以围绕强化室10的外侧表面。

感应线圈引导部41联接到感应线圈移动部31并且引导第四感应线圈IH4的移动方向。感应线圈引导部41可以包括在竖直方向上延伸并且穿透或延伸穿过感应线圈移动部31的杆形框架,但不限于此。

盒转移部60可以在至少一个方向上移动盒50。例如,盒转移部60可以将盒50从外部转移到预热室20的第二室中的空间S2中,并且将在预热室20中预热的盒50装载到强化室10的第一室中的空间S1中。盒转移部60可以布置成可沿着在第一方向DR1上延伸的引导框架70(将在下面更详细地描述)的一部分移动。盒转移部60可以包括钩HK。

引导框架70可以包括水平部分和竖直部分,其中水平部分在第一方向DR1上延伸(例如,在第一方向DR1上延伸到预热室20和强化室10的上方的位置)以引导盒转移部60的移动,竖直部分从水平部分的一端向下延伸。

加热元件RH可以设置在预热室20和/或强化室10中。加热元件RH可以通过电阻加热来间接加热盒50、容纳在盒50中的玻璃和/或钩HK。加热元件RH可以包括设置在预热室20中的第一加热元件RH1和设置在强化室10中的第二加热元件RH2。

由于除了强化室10、预热室20和感应线圈的形状和布置之外,图13的实施方式与图6的实施方式相同或相似,所以下面将不再重复多余的描述。

在下文中,将参照图15至图17更详细地描述强化玻璃制造设备1a的操作。

图15至图17是示出图13的强化玻璃制造设备的操作的剖视图。

图15示出了提升盒。图16示出了将盒转移到预热室中。图17示出了将盒浸入强化室的熔融盐中。

参照图15,盒转移部60的钩HK可以联接到安装在外部托盘上的盒50的一侧,并且盒转移部60的线缆可以卷绕以向上提起盒50。

参照图16,盒转移部60在第一方向DR1上沿着引导框架70移动盒50,并且线缆从预热室20的上侧展开,以将盒50定位在预热室20的第二室中的空间S2中。

在盒50容纳在预热室20的第二室中的空间S2中之后,可以向第四感应线圈IH4施加AC电力。因此,第四感应线圈IH4可以在盒50和/或钩HK中产生涡流,以对盒50和/或钩HK进行感应加热。第四感应线圈IH4可以在开始时设置在预热室20处,或者可以从强化室10移动到预热室20。此时,第一加热元件RH1可以与第四感应线圈IH4一起(例如,同时)驱动,以促进盒50和/或钩HK的预热。

参照图17,在盒50和/或钩HK充分预热之后,盒转移部60可以向下移动盒50,以将盒50浸入强化室10的熔融盐中。此时,根据盒50的移动,感应线圈移动部31向下移动第四感应线圈IH4,使得第四感应线圈IH4可以围绕强化室10。第四感应线圈IH4可以继续对盒50和/或钩HK进行感应加热,同时盒50保持在强化室10中。第二加热元件RH2与第四感应线圈IH4一起(例如,同时)驱动,以适当地维持盒50、钩HK和熔融盐的温度,使得能够在强化室10中稳定地执行化学反应。

当在盒50装载到强化室10中之后经过设定量的(例如,预定量的)时间时,盒转移部60可以向上提起盒50,以从强化室10取出盒50。

图18是根据实施方式的强化玻璃制造方法的流程图。

强化玻璃制造方法可以由图6的强化玻璃制造设备1或图13的强化玻璃制造设备1a执行。

参照图18,强化玻璃制造方法包括:通过对容纳目标对象的盒50进行感应加热来将待处理的目标对象的温度升高到落入第一温度范围内(或处于第一温度范围内)(动作S101);以及在高于第一温度范围的第二温度范围内对其温度已经升高的目标对象进行化学强化(动作S102)。第一温度范围和第二温度范围可以分别是图6至图8的第二温度范围和第一温度范围。

强化玻璃制造方法还可以包括使用至少一个加热元件RH对盒50进行电阻加热、以及对悬挂盒50的钩HK进行感应加热中的至少一个动作。

参照图6至图12,将目标对象的温度升高到落入第一温度范围内的动作S101可以包括使用设置在盒50的一侧上的第一感应线圈IH1和设置在盒50的另一侧上的第二感应线圈IH2对盒50进行感应加热的动作。在这种情况下,第一感应线圈IH1和第二感应线圈IH2可以向盒50施加在相同的方向上的磁场。

在高于第一温度范围的第二温度范围内对其温度已经升高的目标对象进行化学强化的动作S102还可以包括使用设置在盒50的一侧上的第二感应线圈IH2和设置在盒50的另一侧上的第三感应线圈IH3对盒50进行感应加热的动作。在这种情况下,第二感应线圈IH2和第三感应线圈IH3可以向盒50施加在相同的方向上的磁场。

参照图13至图17,强化玻璃制造方法还可以包括在将目标对象的温度升高到落入第一温度范围内之后移动至少一个感应线圈的动作。

强化玻璃制造方法可以省略上述动作中的至少一个,或者还可以包括参照图1至图17的一个或多个其它动作。

在详细描述的最后,本领域的技术人员将理解,在基本上不背离本公开的原则的情况下,可以对优选实施方式做出许多变化和修改。因此,所公开的本公开的优选实施方式仅以概述性和描述性意义使用,而不是出于限制的目的。

虽然已经参照本公开的一些示例性实施方式具体示出和描述了本公开,但是本领域的普通技术人员将理解,在不背离如所附权利要求及其等同中阐述的本公开的精神和范围的情况下,可以在其中在形式和细节上做出各种改变。

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