玻璃板成型裝置及其成型方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種玻璃板成型裝置及其成型方法，特別涉及一種用于玻璃液流量均 勻分布并自然攤平玻璃液形成玻璃板的成型裝置，以及一種單側溢流、自然攤平制造8-40_厚度的玻璃板的成型方法。
【背景技術】
[0002] 光學玻璃因其獨特的折射率、透過率、色散等光學性質，廣泛應用于攝像機、相機、 望遠鏡、顯微鏡、復印機等電子產品上，但在使用光學玻璃過程中，大部分光學玻璃還是通 過二次加工光學玻璃條料得到可以應用到電子產品的成品玻璃，只有少數(shù)光學玻璃實現(xiàn)了 直接一次成型成所需成品的形狀。因此，提高光學玻璃條料成型寬度及厚度，有利于提高產 品的裁切利用率，對降低生產成本具有非常重要意義。
[0003] 目前，如0呢017297571]、0價042112824、0附028499254所公開的方法，光學玻璃條 料成型的方法一般是:將高溫熔化好的玻璃液冷卻到一定粘度，通過出料管將玻璃液引入 光學玻璃成型堵頭上，通過堵頭曲面對玻璃液流動的二次分配作用及對玻璃液在該處快速 冷卻作用，成型為所需厚度、寬度的光學玻璃條料。該成型方式簡易易行，目前被行業(yè)內廣 泛使用在生產寬度在250mm以下的光學玻璃。該成型方式中玻璃液在從出料管到離開成型 堵頭過程中其流動方向發(fā)生改變，因此成型堵頭曲面設計及該處的冷卻對成型玻璃質量具 有重要影響。利用該方法成型更寬的光學玻璃板時就常遇到成型溫度、堵頭曲面設計困難 導致成型條紋、玻璃上表面與側面的圓角過大等缺陷。因此，采用堵頭成型光學玻璃寬板是 比較困難的，也不利于提高材料利用率。
[0004] US3338696A公開了一種成型玻璃板的方法，通過下述公式1計算出溢流槽底部曲 線，通過該公式可以設計出適合薄玻璃生產的溢流成型槽。該方法利用溢流槽將玻璃液流 量進行均勻分配后，玻璃液從成型槽的頂部，沿著成型槽的兩側壁面流下，在成型槽底部兩 側壁交匯的地方融合在一起形成玻璃帶，最后冷卻形成玻璃板。目前該方法已廣泛應用于 TFT、蓋板玻璃等薄玻璃板生產中。但是如果采用該方法生產厚玻璃板，由于自重及玻璃重 量容易使成型磚材出現(xiàn)高溫變形，導致公式1所計算的曲線變形，流量分布不均勻。另外該 方法是利用玻璃自身重力及玻璃與磚的表面張力、玻璃的粘滯力垂直下拉成型，因此在成 型厚玻璃時玻璃的冷卻、切割均有比較大的難度。


【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種能將熔化好的玻璃液進行二次流量分配 后自然攤平成所需厚度及寬度的玻璃板成型裝置。
[0008] 本發(fā)明還要提供一種上述玻璃板成型裝置的成型方法。
[0009]本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案是:玻璃板成型裝置，包括單側溢流槽和 攤平板，所述單側溢流槽是由側壁、底壁和單側出口壁構成的凹字形空腔結構，在所述單側 溢流槽的一端設置有入口連接件，所述單側出口壁的高度低于側壁和底壁的高度，所述攤 平板與單側溢流槽的單側出口壁的下端相連，在所述攤平板上與單側溢流槽相鄰的兩邊設 置有左右兩個側板，所述攤平板上與單側溢流槽相對的一邊為出口。
[0010]進一步的，在所述單側溢流槽和攤平板的底部設置有支撐裝置。
[0011] 進一步的，所述單側溢流槽、攤平板和側板采用一體成型。
[0012] 進一步的，所述2個側板的高度為玻璃成板厚度的1-2.5倍。
[0013]進一步的，所述攤平板與玻璃液接觸的上表面寬度與所述單側出口壁的寬度相 等。
[0014]進一步的，所述攤平板上從單側出口壁到出口之間的距離大于玻璃成板厚度的2 倍且小于玻璃成板厚度的15倍。
[0015]進一步的，所述攤平板的上表面與水平面平行，或者所述攤平板的上表面與水平 面成夾角聲，所述夾角截通過下述公式(2)或(3)計算得到：
[0018]其中：
[0019]δ為玻璃板的厚度;g為當?shù)刂亓铀俣?μ為動力粘度;p為玻璃液密度;￥為玻璃流 動速度;m為玻璃液單位寬度的體積流量。
[0020] 玻璃板成型裝置的成型方法，該方法包括以下步驟：
[0021] 1)玻璃液從單側溢流槽的入口連接件輸送到凹字形空腔內；
[0022] 2)玻璃液在凹字形空腔中隨著液位上漲，從靠近攤平板一側從單側出口壁溢流并 進入攤平板，而另一側被側壁擋??；
[0023] 3)側板限制玻璃液攤平寬度，當攤平板中的玻璃液匯聚到要求厚度，并在攤平過 程中完成上表面拋光后成型成玻璃板；
[0024] 4)玻璃板在攤平板上完成成型后，冷卻裁切得到成品玻璃板。
[0025]進一步的，步驟2)所述玻璃液在凹字形空腔中隨著液位上漲為:所述玻璃液通過 設置在成型裝置周圍的加熱裝置，控制空間溫度使凹字形空腔中的玻璃液的溫度調整到所 需粘度，使玻璃液在填充滿單側溢流槽的凹字形空腔時得到適合成型的玻璃黏度。
[0026]進一步的，步驟3)所述攤平板中的玻璃液的動力粘度在106poise以下。
[0027]進一步的，所述玻璃板的厚度為8-40mm。
[0028]進一步的，所述玻璃板的寬度在100mm以上。
[0029]本發(fā)明的有益效果是:通過采用單側溢流槽和攤平板所構成的玻璃成型裝置成型 玻璃板，可以改善玻璃液在成型時沿玻璃板寬度方向上的流量分配，改進玻璃液在成型時 的冷卻均勻性，從而減少玻璃液成型時成型條紋的產生;通過控制攤平板與水平面的設計 角度，可以控制攤平板上玻璃液的厚度;采用該方法成型玻璃板，玻璃板成型后為水平方向 運動，從而有利于玻璃板的冷卻、裁切等后續(xù)工序開展。采用本發(fā)明方法成型光學玻璃板， 可成型厚度為8-40mm、寬度在100mm以上的光學玻璃板，從而有利于提高光學玻璃利用率， 降低生產成本。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發(fā)明的玻璃板成型裝置的結構示意圖。
[0031] 圖2是本發(fā)明的玻璃板成型裝置的俯視圖。
[0032] 圖3是圖2的A-A剖視圖（不包含支撐裝置）。
[0033] 圖4是圖3的B-B剖視圖。
[0034] 圖5是圖4在玻璃液流動狀態(tài)下的示意圖。
[0035]圖6是本發(fā)明的玻璃成型裝置的立體圖（不包含支撐裝置和入口連接件）。
[0036] 圖7是玻璃δ與夾角0、玻璃流量、密度、動力粘度關系式推導說明圖。
[0037]圖8是模擬液在攤平板上沿寬度方向的厚度分布圖。
【具體實施方式】
[0038]如圖1-6所示，本發(fā)明的玻璃板成型裝置包括單側溢流槽5和攤平板7。
[0039] 所述單側溢流槽5是由側壁3、底壁4和單側出口壁2構成的凹字形空腔結構，并在 單偵幡流槽5的一端設置有入口連接件1。其中，單側出口壁2的高度低于側壁3和底壁4的高 度，所述溢流槽槽體5的底面(與玻璃液接觸的面）曲線設計可以通過上述公式1計算得到。 熔融玻璃液9從單側溢流槽5的入口連接件1進入凹字形空腔中，玻璃液9通過設置在整個成 型裝置周圍的加熱裝置，控制空間溫度使凹字形空腔中的玻璃液9的溫度調整到所需粘度， 使玻璃液9在填充滿單側溢流槽5的凹字形空腔時得到適合成型的玻璃黏度，并在高于單側 出口壁2的高度的側壁3和底壁4的作用下，玻璃液9在單側出口壁2上沿表面流動，在重力的 作用下，通過單側出口壁2流出，如圖5所示。
[0040] 本發(fā)明通過設置側壁3和底壁4,限制玻璃液9在凹字形空腔中的流動方向，使玻璃 液9朝單側出口壁2的方向流去，使玻璃液9只從單側出口壁2流出。
[0041] 所述攤平板7與單側溢流槽5的單側出口壁2的下端相連，在攤平板7上與單側溢流 槽5相鄰的兩邊設置有左右兩個側板6,上述圖6中只畫了一個側板6。側板6用于限制玻璃液 9的寬度，而攤平板7上與單側溢流槽5相對的一邊為出口 10,攤平板7的主要作用是使從單 側溢流槽5流出來的玻璃液由豎直向下（重力方向）的方向流動改為水平流動，并通過玻璃 自身重力、表面張力、粘滯力等作用，使玻璃液9在攤平板7表面上重新建立力平衡，從而使 玻璃液9在朝攤平板7的出口 10流動的同時，還具有向攤平板7寬度方向流動的能力，有利于 控制玻璃板成型后寬度方向的厚薄差，改善玻璃板成型尺寸質量。
[0042]玻璃液9從單側出口壁2流出進入攤平板7,然后通過整個攤平板7后形成所需厚度 的玻璃板，并從出口 1 〇離開攤平板7，然后進行冷卻、裁切等后處理工藝。
[0043] 2個側板6的高度為玻璃成板厚度的1-2.5倍，優(yōu)選為1.5-2倍，所述玻璃成板厚度 是指玻璃液冷卻成型后的厚度。
[0044] 攤平板7與玻璃液9接觸的上表面寬度應與單側出口壁2的寬度相等，使玻璃液9在 流動過程中為層流，防止出現(xiàn)成型條紋。
[0045] 攤平板7上從單側出口壁2到出口 10之間的距離，也就是玻璃液9從進入攤平板7到 流出攤平板7的距離為:大于玻璃成板厚度的2倍且小于玻璃成板厚度的15倍;優(yōu)選為玻璃 成板厚度的3-10倍。
[0046] 為了精確控制玻璃液9在攤平板7上表面成型后離開攤平板7時的厚度，可以將攤 平板7的上表面(攤平板7與玻璃液9接觸的面)與水平面相平行，或者是保持攤平板7的上表 面與水平面成一個夾角發(fā)。
[0047]上述夾角#與玻璃液流量、動力黏度等因素的關系，可以通過如下關系式推導得 出。
[0048]首先，如圖7所示，取微小面積為dxdy的玻璃液區(qū)域進行受力分析，只考慮玻璃液 在流動方向所產生的粘滯力，當玻璃液流動穩(wěn)定時通過力學平衡原理得到：
[0050]從而得到玻璃液流的速度的微分表達式：
[0052]通過運用邊界條件{y= 0，v= 0}，對上式進行積分可以得到玻璃液的流動速度為：
[0054]由此可知，當玻璃液流動穩(wěn)定時，攤平板7的上表面玻璃液流量、粘度、密