一種玻璃拉絲機和采用該玻璃拉絲機拉制玻璃絲的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及玻璃檢測領(lǐng)域，公開了一種玻璃拉絲機和采用該玻璃拉絲機拉制玻璃絲的方法。玻璃拉絲機包括：加熱單元；耐火材料底座(1)，用于將玻璃樣品送至加熱單元，并進行可選地旋轉(zhuǎn)；提升牽引單元，提供向上的牽引力；粘取裝置(4)，一端與提升牽引單元相連，另一端用于粘取玻璃液；第一控制單元，包括激光測微儀(3)和控制器(8)，激光測微儀用于測量玻璃絲直徑值，并將其反饋至控制器，控制器根據(jù)直徑測量值和預設(shè)值調(diào)控提升牽引單元提供的牽引力。本發(fā)明的玻璃拉絲機為一種上拉式玻璃絲成型設(shè)備，采用其拉制玻璃絲，能夠全自動、方便的拉制出直徑均勻的玻璃絲，適合于各種類型的玻璃拉絲使用。
【專利說明】
-種玻璃拉竺機和采用該玻璃拉竺機拉制玻璃竺的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及玻璃檢測領(lǐng)域，具體地，設(shè)及一種玻璃拉絲機和采用該玻璃拉絲機拉 制玻璃絲的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前玻璃絲成型設(shè)備主要是橫拉式成型設(shè)備或下拉式成型設(shè)備，無論是采用橫拉 還是下拉所成型的玻璃絲直徑一般都只在幾微米到十幾微米之間，如果要成型直徑上百微 米甚至毫米級的玻璃絲，運些設(shè)備就無能為力了。目前只能手工拉制上百微米乃至毫米級 玻璃絲，但玻璃絲直徑均勻性W及一致性難W得到保證。
[0003] 粘度是玻璃的一個重要物理性質(zhì)，它貫穿于玻璃生產(chǎn)的全過程。在烙制過程中，原 材料的烙解、氣泡的排除和各組分的擴散都與粘度有關(guān)。在成型過程中，不同的成型方法與 成型速度要求不同的粘度和料性。在退火過程中，玻璃的粘度和料性對制品內(nèi)應力的消除 程度都有重要作用。在玻璃生產(chǎn)中，許多工序或性能都可W用粘度作為控制和衡量的標志。 軟化點大致相當于成形操作溫度的下限;退火點大致相當于l〇u泊的溫度，即應力能在幾分 鐘內(nèi)消除的溫度，也稱退火上限溫度;應變點大致相當于1〇14'5泊的溫度，即應力能在幾個 小時內(nèi)消除的溫度，也稱退火下限溫度。按照ASTM C-338標準方法的定義，玻璃軟化點溫度 是當玻璃絲的上部10cm在特定的爐子中W5°C/分鐘的升溫速率升溫時，玻璃絲（直徑 0.65mm、長度235mm)在它自身重量的作用下，伸長速率達到1.0mm/分鐘時的溫度。按照ASTM C-336標準方法的定義，退火點溫度是均一的玻璃絲（玻璃絲的直徑為0.65mm，長度大約 450mm)在特制的爐子內(nèi)W4°C/分鐘的速率降溫時，在玻璃絲的下方施加一定的負載，當玻 璃絲的伸長速率達到0.14mm/分鐘時的溫度即為玻璃的退火點溫度;應變點溫度則是退火 點溫度外推至伸長速率為退火點伸長速率的0.0316倍時的溫度即為應變點溫度。軟化點、 退火點、應變點是玻璃生產(chǎn)中重要的特征溫度點。很久W來，測試Ξ點的玻璃絲樣品都是通 過人工拉制。具體做法是，將待測樣品在燃燒天然氣和氧氣的火頭上進行加熱軟化，使用耐 高溫金屬器件刮掉玻璃表面在加熱過程中形成的所有氣泡。然后在合適的粘度下一邊行走 一邊拉制玻璃絲。因為行走過程中只能使用肉眼觀察玻璃絲直徑，因此很難制得直徑均勻 的長玻璃絲。由此制得的玻璃絲在儀器中測試時，測試結(jié)果誤差較大，為實驗和生產(chǎn)帶來一 定的困擾。特別是玻璃應變點是根據(jù)退火點溫度及測試曲線外推計算得到，其結(jié)果受玻璃 絲質(zhì)量的影響更加嚴重。在退火點非常接近的情況下，應變點的最大差值能達到30°C，甚至 更大。無法準確的測量應變點，對玻璃配方研發(fā)及產(chǎn)線生產(chǎn)都會帶來非常不利的影響，同時 有可能對下游客戶的制程帶來災難性的危害。
[0004] 隨著電子玻璃，特別是TFT-LCD顯示器基板所使用的無堿侶娃酸鹽玻璃等高應變 點玻璃的發(fā)展，玻璃軟化溫度越來越高，料性大幅變短。在拉制玻璃絲時表面雜物難W刮 除，拉絲過程玻璃硬化速度變快，使用傳統(tǒng)的手工拉制玻璃絲的方法很難制得高質(zhì)量的長 玻璃絲。有人嘗試在水平方向通過機械方式進行玻璃絲拉制，但其缺陷在于，要經(jīng)過復雜的 裝置才能從爐膛內(nèi)粘取烙融玻璃，同時需要另外一個復雜的裝置及時的粘取烙融玻璃的另 一端，才能模擬人工拉絲時的"兩只手"來進行玻璃拉絲操作。
[0005] 隨著顯示技術(shù)的不斷進步，高清顯示的大型工業(yè)化生產(chǎn)已經(jīng)進入到白熱化的競爭 階段，高解析度的a-Si TFT及LTPS TFT制程對基板玻璃的耐熱性(特別是熱收縮性能）、耐 化學腐蝕性(特別是耐氨氣酸緩沖溶液的穩(wěn)定性)提出越來越高的要求。在玻璃材料研發(fā)階 段，尚未中試乃至大量生產(chǎn)的時刻，對熱收縮和耐氨氣酸腐蝕性的測試過程中的樣品來源 提出難題。特別的，熱收縮要求在600°C/10min熱處理條件下的熱收縮率必須小于lOppm，如 此高精度的要求，沒有高質(zhì)量的玻璃樣品是無法通過現(xiàn)有測試技術(shù)實現(xiàn)的。本發(fā)明的發(fā)明 人發(fā)明了基于玻璃絲進行熱收縮測試(差值計算法和懸掛法)和耐化學腐蝕性測試的有效 方法，但是高質(zhì)量的均勻玻璃絲樣品來源成為制約測試精度提高的一大障礙。
[0006] 隨著平板顯示技術(shù)發(fā)展，一方面，液晶面板產(chǎn)線代次已經(jīng)逐漸由G2.5、G4.5時代逐 步過渡到G5、G6、G8乃至G10世代。相應的玻璃基板尺寸也在逐步增大，大板玻璃在運輸、面 板制程中對水平放置時的四角下垂Sag問題越發(fā)重視;另一方面，由于市場對超薄顯示的追 求，目前面板成盒后往往會通過化學減薄的方法將盒厚減薄至ImmW下，甚至0.6mmW下，甚 至0.4mmW下，甚至0.2mmW下，如此薄的玻璃面板強度保證問題越發(fā)受到重視。透過運些問 題對基板玻璃的機械強度提出了越來越高的要求，同樣在產(chǎn)品升級研發(fā)、尚未得到中試和/ 或量產(chǎn)的時刻，測試機械性能所需要的樣品來源成為首要難題。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)明了基 于玻璃絲樣品測試不同配方玻璃樣品四點彎曲性能的測試方法，但是高質(zhì)量的均勻玻璃絲 樣品來源成為制約測試精度提高的一大障礙。
[0007] 超薄化學強化玻璃逐漸成為顯示面板的前保護玻璃首選，隨著手持式顯示設(shè)備尺 寸越來越大，發(fā)生跌落而破損的潛在風險大幅上升。鑒于此，化學強化玻璃制造商在不斷的 優(yōu)化工藝和配方，W便不斷同時增強化學強化玻璃板的耐刮擦性能和抗沖擊強度。同樣在 產(chǎn)品升級研發(fā)、尚未得到中試和/或量產(chǎn)的時刻，測試化學強化性能所需要的樣品來源成為 首要難題。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)明了基于玻璃絲樣品測試化學強化性能的方法，但是高質(zhì)量 的均勻玻璃絲樣品來源成為制約測試精度提高的一大障礙。
[0008] 鑒于存在上述問題，研發(fā)一種能夠全自動拉制均勻玻璃絲的簡單方法，具有重要 的現(xiàn)實意義和應用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種玻璃拉絲機和采用該 玻璃拉絲機拉制玻璃絲的方法。
[0010] 為了實現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種玻璃拉絲機，所述玻璃拉絲機包 括：
[0011] 加熱單元，用于將玻璃樣品加熱成玻璃液；
[0012] 耐火材料底座，用于將玻璃樣品送至所述加熱單元，并在拉制玻璃絲過程中進行 可選地旋轉(zhuǎn)；
[0013] 提升牽引單元，用于在拉制玻璃絲過程中提供向上的牽引力；
[0014] 粘取裝置，所述粘取裝置的一端與所述提升牽引單元相連，另一端與所述加熱單 元相連通用于粘取加熱得到的玻璃液；
[0015] 第一控制單元，所述第一控制單元包括激光測微儀和控制器，所述激光測微儀用 于實時測量拉制出的玻璃絲的直徑值，并將玻璃絲直徑測量值反饋至控制器，所述控制器 用于根據(jù)反饋的玻璃絲直徑測量值和預設(shè)的玻璃絲直徑值調(diào)控所述提升牽引單元提供的 牽引力。
[0016] 優(yōu)選地，所述加熱單元包括爐膛、電加熱元件和熱電偶。
[0017] 優(yōu)選地，所述電加熱元件為電阻絲、娃碳棒或娃鋼棒，進一步優(yōu)選為娃鋼棒。
[0018] 優(yōu)選地，所述加熱單元還與控制裝置相連，通過所述控制裝置W控制所述加熱單 元的溫度，進一步優(yōu)選地，所述控制裝置為控制器。
[0019] 優(yōu)選地，所述玻璃拉絲機還包括旋轉(zhuǎn)裝置，所述旋轉(zhuǎn)裝置的兩端分別與所述提升 牽引單元和所述粘取裝置相連，用于在拉制玻璃絲過程中進行可選地旋轉(zhuǎn)。
[0020] 優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)裝置為旋轉(zhuǎn)電機。
[0021] 優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)裝置還與控制裝置相連，通過所述控制裝置W調(diào)控旋轉(zhuǎn)裝置的 旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，進一步優(yōu)選地，所述控制裝置為控制器。
[0022] 優(yōu)選地，所述提升牽引單元包括提升驅(qū)動電機和提升桿，所述粘取裝置、提升桿、 提升驅(qū)動電機和控制器依次相連。
[0023 ]優(yōu)選地，所述玻璃拉絲機還包括旋轉(zhuǎn)裝置，所述粘取裝置、旋轉(zhuǎn)裝置、提升桿、提升 驅(qū)動電機和控制器依次相連。
[0024] 優(yōu)選地，所述粘取裝置為連接桿，所述連接桿的直徑為2-8mm，進一步優(yōu)選為4- 6mm 〇
[0025] 優(yōu)選地，所述連接桿的材質(zhì)為純銷金或銷錠合金。
[0026] 優(yōu)選地，所述玻璃拉絲機還包括第二控制單元，用于控制所述耐火材料底座的升 降和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，W及可選地控制所述加熱單元的溫度。
[0027] 優(yōu)選地，所述第一控制單元還包括終端控制電腦，用于向所述控制器傳輸預設(shè)的 參數(shù)。
[0028] 優(yōu)選地，所述玻璃拉絲機還包括冷卻裝置，所述冷卻裝置位于所述激光測微儀和 所述加熱單元之間，用于在所述激光測微儀測量玻璃絲直徑值之前，將來自加熱單元的拉 制出的玻璃絲進行冷卻。
[0029] 第二方面，本發(fā)明提供了一種采用本發(fā)明所述的玻璃拉絲機拉制玻璃絲的方法， 該方法包括:將玻璃樣品在加熱單元中進行加熱得到玻璃液，通過粘取裝置粘取玻璃液，并 通過提升牽引單元向上拉制玻璃絲。
[0030] 優(yōu)選地，所述玻璃拉絲機可選地包括旋轉(zhuǎn)裝置，在拉絲過程中，所述耐火材料底座 和/或所述旋轉(zhuǎn)裝置持續(xù)進行旋轉(zhuǎn)，二者的旋轉(zhuǎn)速度之和為2-40轉(zhuǎn)/分鐘，進一步優(yōu)選為5- 20轉(zhuǎn)/分鐘。
[0031] 優(yōu)選地，在拉制玻璃絲過程中，所述提升牽引單元提供的牽引速度為O.Ol-lOm/s， 進一步優(yōu)選為0. l-6m/s。
[0032] 優(yōu)選地，通過控制W下條件拉制玻璃絲W得到預設(shè)直徑值的玻璃絲：當實測玻璃 絲直徑值φ'乂于預設(shè)直徑值φ時，提升牽引單元加速向上運行，直至實測玻璃絲直徑值φ' 與預設(shè)直徑值φ的差值不大于0.016mm，使提升牽引單元保持勻速向上牽引；當實測玻璃絲 直徑值φ'小于預設(shè)直徑值φ時，提升牽引單元減速向上運行，直至實測玻璃絲直徑值φ'與 預設(shè)直徑值Φ的差值不大于0.016mm，使提升牽引單元保持勻速向上牽引。
[0033] 優(yōu)選地，控制條件使得拉制出的玻璃絲的直徑大于0.05mm，進一步優(yōu)選大于 0.5mm;長度大于200mm，進一步優(yōu)選大于500mm，且直徑尺寸公差不大于0.016mm。
[0034] 本發(fā)明的玻璃拉絲機為一種上拉式玻璃絲成型設(shè)備，能夠全自動拉制出直徑均勻 的玻璃絲。
[0035] 本發(fā)明的玻璃絲拉制方法，為一種能夠全自動拉制直徑均勻玻璃絲的簡單方法， 該方法不需要復雜的裝置同時能夠方便的拉制出直徑均勻的長玻璃絲。該方法適合于各種 類型的玻璃拉絲使用，特別適合于玻璃軟化點測試儀、玻璃退火點應變點測試儀等測試樣 品的制備、還特別適合于基于玻璃絲進行的化學強化測試、化學穩(wěn)定性測試、耐熱穩(wěn)定性測 試(熱收縮）、機械強度測試、玻璃下垂度Sag測試等測試過程中的優(yōu)質(zhì)均勻玻璃絲的制備W 及其他玻璃制造和/或測試等相關(guān)行業(yè)中玻璃絲的制備。
[0036] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予W詳細說明。
【附圖說明】
[0037] 圖1是本發(fā)明的玻璃拉絲機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[003引附圖標記說明
[0039] 1為耐火材料底座;2為電加熱元件;3為激光測微儀;4為粘取裝置;5為旋轉(zhuǎn)裝置;6 為提升桿;7為提升驅(qū)動電機;8為控制器;9為終端控制電腦；10為第二控制單元;11為爐膛； 12為熱電偶；13為相蝸;14為拉制的玻璃絲。
【具體實施方式】
[0040] W下結(jié)合圖1對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述 的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0041] 如圖1所示，第一方面，本發(fā)明提供了一種玻璃拉絲機，所述玻璃拉絲機包括：
[0042] 加熱單元，用于將玻璃樣品加熱成玻璃液；
[0043] 耐火材料底座1，用于將玻璃樣品送至所述加熱單元，并在拉制玻璃絲過程中進行 可選地旋轉(zhuǎn)；
[0044] 提升牽引單元，用于在拉制玻璃絲過程中提供向上的牽引力；
[0045] 粘取裝置4,所述粘取裝置4的一端與所述提升牽引單元相連，另一端與所述加熱 單元相連通用于粘取加熱得到的玻璃液；
[0046] 第一控制單元，所述第一控制單元包括激光測微儀3和控制器8,所述激光測微儀3 用于實時測量拉制出的玻璃絲的直徑值，并將玻璃絲直徑測量值反饋至控制器8,所述控制 器8用于根據(jù)反饋的玻璃絲直徑測量值和預設(shè)的玻璃絲直徑值調(diào)控所述提升牽引單元提供 的牽引力。
[0047] 本發(fā)明的玻璃拉絲機中，優(yōu)選情況下，加熱單元包括爐膛11、電加熱元件2和熱電 偶12,加入單元用于將相蝸13中的玻璃樣品加熱成玻璃液。爐膛11、電加熱元件2和熱電偶 12的位置或連接關(guān)系為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。
[0048] 其中，爐膛11由耐火材料構(gòu)成，外側(cè)包裹金屬固定保護層，電加熱元件2和熱電偶 12均設(shè)置在爐膛11內(nèi)部；電加熱元件2優(yōu)選為電阻絲、娃碳棒或娃鋼棒，進一步優(yōu)選為娃鋼 棒。在相蝸13附近設(shè)置有熱電偶12,用于精確測量室溫至1600°C范圍內(nèi)的空間溫度。熱電偶 12的數(shù)量可W為1-2個，類型可W為S型熱電偶。
[0049] 其中，相蝸13可W是氧化侶相蝸、石英相蝸、銷金相蝸或其他材質(zhì)的耐高溫相蝸， 形狀可根據(jù)玻璃樣品及爐膛性能進行合理地選擇，此為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再 寶述。
[0050] 其中，優(yōu)選地，加熱單元還與控制裝置相連，通過所述控制裝置W控制所述加熱單 元的溫度，進一步優(yōu)選地，所述控制裝置為控制器8?？刂破?可W控制爐膛11內(nèi)的電加熱元 件2的聯(lián)通或斷開，W滿足升溫或保溫或降溫按照設(shè)定程序運行。
[0051] 本發(fā)明的玻璃拉絲機中，耐火材料底座1能夠在拉制玻璃絲過程中進行可選地旋 轉(zhuǎn)。
[0052] 本發(fā)明的玻璃拉絲機中，優(yōu)選情況下，玻璃拉絲機還包括旋轉(zhuǎn)裝置5,所述旋轉(zhuǎn)裝 置5的兩端分別與提升牽引單元和粘取裝置4相連，用于在拉制玻璃絲過程中進行可選地旋 轉(zhuǎn)。
[0053] 優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)裝置5為旋轉(zhuǎn)電機。
[0054] 優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)裝置5還與控制裝置相連，通過所述控制裝置W調(diào)控旋轉(zhuǎn)裝置5的旋 轉(zhuǎn)狀態(tài)，進一步優(yōu)選地，所述控制裝置為控制器8。
[0055] 其中，為了保證拉制出的玻璃絲的圓度，耐火材料底座1和/或旋轉(zhuǎn)裝置5在拉制玻 璃絲過程中是水平方向旋轉(zhuǎn)的（即，耐火材料底座1和旋轉(zhuǎn)裝置5中的至少一個應是旋轉(zhuǎn) 的），如果兩者同時旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)方向應是相反的；如果拉制過程中不進行水平方向的旋轉(zhuǎn)， 拉制出的玻璃絲的截面圓度則不能保證。
[0056] 本發(fā)明的玻璃拉絲機中，優(yōu)選情況下，提升牽引單元包括提升驅(qū)動電機7和提升桿 6，粘取裝置4、提升桿6、提升驅(qū)動電機7和控制器8依次相連。
[0057] 優(yōu)選地，玻璃拉絲機還包括旋轉(zhuǎn)裝置5時，粘取裝置4、旋轉(zhuǎn)裝置5、提升桿6、提升驅(qū) 動電機7和控制器8依次相連。
[0058] 本發(fā)明的玻璃拉絲機中，優(yōu)選情況下，粘取裝置4為連接桿，連接桿的材質(zhì)可W為 耐高溫的非金屬和/或金屬，進一步優(yōu)選地，連接桿的材質(zhì)為純銷金或銷錠合金，其中銷錠 合金優(yōu)選為銷錠10合金，更優(yōu)選為銷錠20合金。
[0059] 其中，優(yōu)選情況下，連接桿的一端與旋轉(zhuǎn)裝置5相連，另一端具有特定的形狀與加 熱單元相連通用于粘取加熱得到的玻璃液。連接桿的形狀可W是螺旋形、勺形或者扇形等。 連接桿的長度可W根據(jù)相蝸13的尺寸進行合理的設(shè)計選擇，此為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知， 在此不再寶述。
[0060] 其中，對于連接桿的直徑，如果連接桿太細，在使用過程中容易變形，如果過粗，貝U 不利于粘取玻璃液，同時成本過高。因此，優(yōu)選情況下，連接桿的直徑為2-8mm，進一步優(yōu)選 為4_6mm。
[0061] 本發(fā)明的玻璃拉絲機中，優(yōu)選情況下，玻璃拉絲機還包括第二控制單元10,用于控 制耐火材料底座1的升降和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，W及可選地控制加熱單元的溫度。其中，第二控制單 元10可W控制爐膛11內(nèi)電加熱元件2的聯(lián)通或斷開，W滿足升溫或保溫或降溫按照設(shè)定程 序運行，同時還可控制耐火材料底座設(shè)定方法升高或降低或旋轉(zhuǎn)。
[0062] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解的是，加熱單元的溫度可W通過第二控制單元10或控制 器8或另外的控制單元進行控制。
[0063] 本發(fā)明的玻璃拉絲機中，優(yōu)選情況下，第一控制單元還包括終端控制電腦9,用于 向控制器8傳輸預設(shè)的參數(shù)。
[0064] 激光測微儀3、控制器8和終端控制電腦9能夠精確控制拉制出的玻璃絲的直徑值。 通過選擇激光測微儀3的測量直徑模式，能夠精確測量當前位置玻璃絲的直徑大小(精確測 量至0.0001mm)，然后經(jīng)過軟件將直徑測量值反饋給控制器8后，控制器8能夠根據(jù)反饋的玻 璃絲直徑測量值和由終端控制電腦9傳輸?shù)陌A設(shè)玻璃絲直徑值在內(nèi)的參數(shù)調(diào)控提升牽 引單元提供的牽引力大小，進而調(diào)控玻璃絲的牽引速度。當實測玻璃絲直徑值和與預設(shè)直 徑值φ的差值不大于0.016mm時，提升牽引單元保持勻速向上牽引，得到直徑均勻的長玻璃 絲。使用激光測微儀3運種簡易的裝置，能夠解決玻璃絲拉制過程中玻璃樣品烙化溫度未 知、玻璃料性長短未知等一系列復雜問題，使得制造均勻玻璃絲的全自動化過程得W實現(xiàn)， 且適合各種玻璃拉制玻璃絲使用。
[0065] 本發(fā)明的玻璃拉絲機中，優(yōu)選情況下，玻璃拉絲機還包括冷卻裝置，所述冷卻裝置 位于激光測微儀3和加熱單元之間，用于在激光測微儀3測量玻璃絲直徑值之前，將來自加 熱單元的拉制出的玻璃絲進行冷卻，W保證玻璃絲的質(zhì)量。
[0066] 第二方面，本發(fā)明提供了一種采用本發(fā)明所述的玻璃拉絲機拉制玻璃絲的方法， 該方法包括:將玻璃樣品在加熱單元中進行加熱得到玻璃液，通過粘取裝置4粘取玻璃液， 并通過提升牽引單元向上拉制玻璃絲。
[0067] 本發(fā)明的方法中，在拉制玻璃絲過程中，爐膛11內(nèi)保持恒定溫度W保證玻璃液具 有恒定的粘度。
[0068] 本發(fā)明的方法中，玻璃拉絲機可選地包括旋轉(zhuǎn)裝置5,在拉絲過程中，為了保證拉 制出的玻璃絲的圓度，耐火材料底座1和/或旋轉(zhuǎn)裝置5持續(xù)進行旋轉(zhuǎn)，如果兩者同時旋轉(zhuǎn)， 其旋轉(zhuǎn)方向應是相反的，如果二者的旋轉(zhuǎn)速度之和過小，則很難保證拉制出的玻璃絲直徑 均勻；如果旋轉(zhuǎn)速度過大，則玻璃絲在上升過程中容易出現(xiàn)擺動，影響激光測微儀3的測量 精度。因此，優(yōu)選情況下，二者的旋轉(zhuǎn)速度之和為2-40轉(zhuǎn)/分鐘，進一步優(yōu)選為5-20轉(zhuǎn)/分鐘。
[0069] 本發(fā)明的方法中，在拉制玻璃絲過程中，提升牽引單元用于保證拉絲過程在豎直 方向進行，優(yōu)選情況下，提升牽引單元提供的牽引速度為O.Ol-lOm/s，進一步優(yōu)選為0.1- 6m/s。
[0070] 本發(fā)明的方法中，在拉制玻璃絲過程中，通過控制W下條件拉制玻璃絲W得到預 設(shè)直徑值的玻璃絲：當實測玻璃絲直徑值φ'大于預設(shè)直徑值Φ時，提升牽引單元加速向上 運行，直至實測玻璃絲直徑值爭'與預設(shè)直徑值Φ的差值不大于0.016mm，使提升牽引單元保 持勻速向上牽引；當實測玻璃絲直徑值φ'小于預設(shè)直徑值啤時，提升牽引單元減速向上運 行，直至實測玻璃絲直徑值φ'與預設(shè)直徑值φ的差值不大于0.016mm，使提升牽引單元保持 勻速向上牽引。
[0071] 本發(fā)明的方法中，優(yōu)選地，控制條件使得拉制出的玻璃絲的直徑大于0.05mm，進一 步優(yōu)選大于0.5mm;長度大于200mm，優(yōu)選大于500mm，且直徑尺寸公差不大于0.016mm。
[0072] 實施例
[0073] W下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述。
[0074] 用于拉制玻璃絲的玻璃樣品為無堿侶娃酸鹽玻璃，主要應用于LTPS TFT-LCD和/ 或LTPS-OLm)顯示行業(yè)基板玻璃，w玻璃中各組分的摩爾總量為基準，組成如下：Si〇2 70mol%、Al2〇3 12.5mol%、B2〇3 3mol%、MgO 5mol%、CaO 5mol%、SrO lmol%、BaO 2.5mo 1 %、ZnO Imo 1 %。樣品報告中，軟化點、退火點和應變點的標準值分別為1028 °C、795 。(:和 750°C。
[00巧]軟化點按照ASTM C-338標準方法進行測定。
[0076] 退火點和應變點按照ASTM C-336標準方法進行測定。
[0077] 實施例1
[0078] 本實施例用于說明本發(fā)明的玻璃拉絲機。
[0079] 如圖1所示，玻璃拉絲機包括:加熱單元，用于將玻璃樣品加熱成玻璃液；
[0080] 耐火材料底座1，用于將盛放在相蝸13中的玻璃樣品送至加熱單元，并在拉制玻璃 絲過程中進行可選地旋轉(zhuǎn)；
[0081] 提升牽引單元，用于在拉制玻璃絲過程中提供向上的牽引力；
[0082] 粘取裝置4,所述粘取裝置4的一端與所述提升牽引單元相連，另一端與所述加熱 單元相連通用于粘取加熱得到的玻璃液；
[0083] 第一控制單元，所述第一控制單元包括激光測微儀3、控制器8和終端控制電腦9， 所述激光測微儀3用于實時測量拉制出的玻璃絲的直徑值，并將玻璃絲直徑測量值反饋至 控制器8,所述控制器8用于根據(jù)反饋的玻璃絲直徑測量值和終端控制電腦9傳輸?shù)陌A 設(shè)玻璃絲直徑值在內(nèi)的參數(shù)調(diào)控所述提升牽引單元提供的牽引力。
[0084] 其中，加熱單元包括爐膛11、電加熱元件2和熱電偶12,電加熱元件2為娃鋼棒;且 加熱單元還與控制器8相連，通過控制器8控制所述加熱單元的溫度。
[0085] 其中，玻璃拉絲機還包括旋轉(zhuǎn)裝置5,所述旋轉(zhuǎn)裝置5的兩端分別與所述提升牽引 單元和所述粘取裝置4相連，用于在拉制玻璃絲過程中進行可選地旋轉(zhuǎn);所述旋轉(zhuǎn)裝置5為 旋轉(zhuǎn)電機;所述粘取裝置4為材質(zhì)為銷錠20合金的連接桿，直徑為6mm;其中，旋轉(zhuǎn)電機還與 控制器8相連，通過控制器8 W調(diào)控旋轉(zhuǎn)電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0086] 其中，提升牽引單元包括提升驅(qū)動電機7和提升桿6,連接桿、旋轉(zhuǎn)電機、提升桿6、 提升驅(qū)動電機7和控制器8依次相連。
[0087] 其中，玻璃拉絲機還包括第二控制單元10,用于控制耐火材料底座1的升降和旋轉(zhuǎn) 狀態(tài)，W及可選地控制加熱單元的溫度。
[0088] 所述玻璃拉絲機還包括冷卻裝置，所述冷卻裝置位于激光測微儀3和加熱單元之 間，用于在激光測微儀3測量玻璃絲14直徑值之前，將來自加熱單元的拉制出的玻璃絲14進 行冷卻。
[0089] 實施例2-3
[0090] 本實施例用于說明本發(fā)明的拉制玻璃的方法。
[0091] 采用實施例1所示的玻璃拉絲機進行玻璃絲的拉制，具體方法包括:將盛放在相蝸 13中的玻璃樣品通過耐火材料底座1送至加熱單元，并在加熱單元中進行加熱得到玻璃液， 通過連接桿粘取玻璃液，并通過提升牽引單元向上拉制玻璃絲。其中，在拉制玻璃絲過程 中，爐膛11內(nèi)保持恒定溫度125(TC，耐火材料底座1和旋轉(zhuǎn)裝置5持續(xù)進行反方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn) 速度分別為5轉(zhuǎn)/分鐘和10轉(zhuǎn)/分鐘。
[0092] 通過控制W下條件拉制玻璃絲W得到預設(shè)直徑為0.65mm、長度為235mm的玻璃絲 和預設(shè)直徑為ο. 65mm、長度為450mm的玻璃絲，其中，在拉制玻璃絲過程中，提升牽引單元提 供的牽引速度為〇.l-6m/s，當實測玻璃絲直徑值φ'大于預設(shè)直徑值φ時，提升牽引單元加 速向上運行，直至實測玻璃絲直徑值φ'與預設(shè)直徑值φ的差值不大于0.016mm，使提升牽引 單元保持勻速向上牽引；當實測玻璃絲直徑值φ'小于預設(shè)直徑值取時，提升牽引單元減速 向上運行，直至實測玻璃絲直徑值和與預設(shè)直徑值φ的差值不大于0.016mm，使提升牽引單 元保持勻速向上牽引。
[0093] 拉制得到的玻璃絲14的直徑和長度及軟化點、退火點和應變點的結(jié)果見表1-2,其 中直徑為0.65mm、長度為235mm的玻璃絲對應于實施例2，直徑為0.65mm、長度為450mm的玻 璃絲對應于實施例3。
[0094] 對比例1-2
[00M] 使用手工方法拉制預設(shè)直徑為0.65mm、長度為235mm的玻璃絲(對比例1)和預設(shè)直 徑為0.65mm、長度為450mm的玻璃絲(對比例2)，其中，拉制得到的玻璃絲的直徑和長度及軟 化點、退火點和應變點的結(jié)果見表1-2。
[0096] 表 1
[0097]
[0098] 將表1中10個玻璃絲的直徑值與預設(shè)直徑值比較、10個玻璃絲的軟化點的測定值 與樣品報告中的軟化點標準值比較可知，本發(fā)明的拉制玻璃絲的方法，能夠拉制出直徑均 勻的玻璃絲，且利用該方法拉制出的玻璃絲測定的軟化點，準確度很高，對玻璃配方研發(fā)及 產(chǎn)線生產(chǎn)具有重要指導意義。
[0099] 根據(jù)表1中尺寸公差大小和軟化點的相對標準偏差值可知，利用本發(fā)明的方法拉 制出的玻璃絲測定的軟化點，離散性好，精密度高，可信度高，相對標準偏差(0.1% W下)很 小，完全能滿足生產(chǎn)的需求。
[0100] 將表1中實施例2和對比例1的數(shù)據(jù)比較可知，與現(xiàn)有的手工拉制方法相比，本發(fā)明 的拉制玻璃絲的方法，能夠全自動、簡單方便地拉制出直徑均勻的玻璃絲，且軟化點數(shù)據(jù)的 穩(wěn)定性、準確度、精密度和可信度均明顯優(yōu)于手工方法拉制出的玻璃絲，更適合于玻璃軟化 點測試儀等測試樣品的制備，能夠為生產(chǎn)、研發(fā)帶來更大指導和幫助。
[0101] 表2
[0102]
[0103] 將表2中10個玻璃絲的直徑值與預設(shè)直徑值比較、10個玻璃絲的退火點和應變點 的測定值與樣品報告中的退火點標準值、應變點標準值比較可知，本發(fā)明的拉制玻璃絲的 方法，能夠拉制出直徑均勻的玻璃絲，且利用該方法拉制出的玻璃絲測定的退火點和應變 點，準確度很高，對玻璃配方研發(fā)及產(chǎn)線生產(chǎn)具有重要指導意義。
[0104] 根據(jù)表2中尺寸公差大小和退火點及應變點的相對標準偏差值可知，利用本發(fā)明 的方法拉制出的玻璃絲測定的退火點、應變點，離散性好，精密度高，可信度高，相對標準偏 差(1 % W下)很小，完全能滿足生產(chǎn)的需求。
[0105] 將表2中實施例3和對比例2的數(shù)據(jù)比較可知，與現(xiàn)有的手工拉制方法相比，本發(fā)明 的拉制玻璃絲的方法，能夠全自動、簡單方便地拉制出直徑均勻的玻璃絲，且退火點數(shù)據(jù)和 應變點數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、準確度、精密度和可信度均明顯優(yōu)于手工方法拉制出的玻璃絲，更適 合于玻璃退火點應變點測試儀等測試樣品的制備，能夠為生產(chǎn)、研發(fā)帶來更大指導和幫助。
[0106] 本發(fā)明的玻璃拉絲機為一種上拉式玻璃絲成型設(shè)備，能夠全自動拉制出直徑均勻 的玻璃絲。
[0107] 本發(fā)明的玻璃絲拉制方法，為一種能夠全自動拉制直徑均勻玻璃絲的簡單方法， 該方法不需要復雜的裝置同時能夠方便的拉制出直徑均勻的長玻璃絲。該方法適合于各種 類型的玻璃拉絲使用，特別適合于玻璃軟化點測試儀、玻璃退火點應變點測試儀等測試樣 品的制備、還特別適合于基于玻璃絲進行的化學強化測試、化學穩(wěn)定性測試、耐熱穩(wěn)定性測 試(熱收縮）、機械強度測試、玻璃下垂度Sag測試等測試過程中的優(yōu)質(zhì)均勻玻璃絲的制備W 及其他玻璃制造和/或測試等相關(guān)行業(yè)中玻璃絲的制備。
[0108] W上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中 的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可W對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，運 些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0109] 另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛 盾的情況下，可W通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可 能的組合方式不再另行說明。
[0110] 此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可W進行任意組合，只要其不違背本 發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1. 一種玻璃拉絲機，其特征在于，所述玻璃拉絲機包括： 加熱單元，用于將玻璃樣品加熱成玻璃液； 耐火材料底座（1)，用于將玻璃樣品送至所述加熱單元，并在拉制玻璃絲過程中進行可 選地旋轉(zhuǎn)； 提升牽引單元，用于在拉制玻璃絲過程中提供向上的牽引力； 粘取裝置(4)，所述粘取裝置(4)的一端與所述提升牽引單元相連，另一端與所述加熱 單元相連通用于粘取加熱得到的玻璃液； 第一控制單元，所述第一控制單元包括激光測微儀(3)和控制器(8)，所述激光測微儀 (3)用于實時測量拉制出的玻璃絲的直徑值，并將玻璃絲直徑測量值反饋至控制器(8)，所 述控制器(8)用于根據(jù)反饋的玻璃絲直徑測量值和預設(shè)的玻璃絲直徑值調(diào)控所述提升牽引 單元提供的牽引力。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃拉絲機，其特征在于，所述加熱單元包括爐膛（11)、電加 熱元件(2)和熱電偶（12); 優(yōu)選地，所述電加熱元件(2)為電阻絲、硅碳棒或硅鉬棒，進一步優(yōu)選為硅鉬棒； 優(yōu)選地，所述加熱單元還與控制裝置相連，通過所述控制裝置以控制所述加熱單元的 溫度，進一步優(yōu)選地，所述控制裝置為控制器(8)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的玻璃拉絲機，其特征在于，所述玻璃拉絲機還包括旋轉(zhuǎn)裝 置(5)，所述旋轉(zhuǎn)裝置(5)的兩端分別與所述提升牽引單元和所述粘取裝置(4)相連，用于在 拉制玻璃絲過程中進行可選地旋轉(zhuǎn)； 優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)裝置(5)為旋轉(zhuǎn)電機； 優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)裝置(5)還與控制裝置相連，通過所述控制裝置以調(diào)控旋轉(zhuǎn)裝置(5) 的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，進一步優(yōu)選地，所述控制裝置為控制器(8)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的玻璃拉絲機，其特征在于，所述提升牽引單元包 括提升驅(qū)動電機(7)和提升桿(6)，所述粘取裝置(4)、提升桿(6)、提升驅(qū)動電機(7)和控制 器(8)依次相連； 優(yōu)選地，所述玻璃拉絲機還包括旋轉(zhuǎn)裝置(5)，所述粘取裝置(4)、旋轉(zhuǎn)裝置(5)、提升桿 (6)、提升驅(qū)動電機(7)和控制器(8)依次相連。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項所述的玻璃拉絲機，其特征在于，所述粘取裝置(4)為 連接桿，所述連接桿的直徑為2_8mm，優(yōu)選為4-6mm; 優(yōu)選地，所述連接桿的材質(zhì)為純鉑金或鉑銠合金。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項所述的玻璃拉絲機，其特征在于，所述玻璃拉絲機還包 括第二控制單元（10)，用于控制所述耐火材料底座（1)的升降和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，以及可選地控制 所述加熱單元的溫度。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項所述的玻璃拉絲機，其特征在于，所述第一控制單元還 包括終端控制電腦(9)，用于向所述控制器(8)傳輸預設(shè)的參數(shù)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項所述的玻璃拉絲機，其特征在于，所述玻璃拉絲機還包 括冷卻裝置，所述冷卻裝置位于所述激光測微儀(3)和所述加熱單元之間，用于在所述激光 測微儀(3)測量玻璃絲直徑值之前，將來自加熱單元的拉制出的玻璃絲進行冷卻。9. 一種采用權(quán)利要求1-8中任意一項所述的玻璃拉絲機拉制玻璃絲的方法，其特征在 于，該方法包括:將玻璃樣品在加熱單元中進行加熱得到玻璃液，通過粘取裝置(4)粘取玻 璃液，并通過提升牽引單元向上拉制玻璃絲。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述玻璃拉絲機可選地包括旋轉(zhuǎn)裝置 (5)，在拉絲過程中，所述耐火材料底座（1)和/或所述旋轉(zhuǎn)裝置(5)持續(xù)進行旋轉(zhuǎn)，二者的旋 轉(zhuǎn)速度之和為2-40轉(zhuǎn)/分鐘，優(yōu)選為5-20轉(zhuǎn)/分鐘。11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，在拉制玻璃絲過程中，所述提升牽引 單元提供的牽引速度為0. 〇l-l〇m/s，優(yōu)選為0. l-6m/s。12. 根據(jù)權(quán)利要求9-11中任意一項所述的方法，其特征在于，通過控制以下條件拉制玻 璃絲以得到預設(shè)直徑值的玻璃絲：當實測玻璃絲直徑值Φ'大于預設(shè)直徑值φ時，提升牽引 單元加速向上運行，直至實測玻璃絲直徑值Φ'與預設(shè)直徑值Φ的差值不大于〇.〇16mm，使提 升牽引單元保持勻速向上牽引；當實測玻璃絲直徑值φ'小于預設(shè)直徑值φ時，提升牽引單 元減速向上運行，直至實測玻璃絲直徑值φ'與預設(shè)直徑值Φ的差值不大于〇.〇16mm，使提升 牽引單元保持勻速向上牽引； 優(yōu)選地，控制條件使得拉制出的玻璃絲的直徑大于0.05mm，進一步優(yōu)選大于0.5mm;長 度大于200mm，優(yōu)選大于500mm，且直徑尺寸公差不大于0.016mm。
【文檔編號】C03B37/022GK105948477SQ201610286176
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】閆冬成, 胡恒廣, 王麗紅, 李俊鋒, 張廣濤
【申請人】東旭科技集團有限公司, 東旭集團有限公司