KR100686610B1 - 플로트 유리의 제조 방법, 실행 디바이스 및 이에 의해얻어지는 제품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리 시트를 제조하는 플로트 유리 공정에 관한 것으로, 상기 공정은 유리보다 밀도가 큰 액체 지지체에 용융된 유리를 붓는 단계와, 형성된 연속 리본을 하류 방향으로 진행시키는 단계로 이루어져 있다. 상기 방법은 형성 영역(forming zone)에서 과도한 두께의 리본을 갖는 가장자리(edge)를 연속적으로 절단시키는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기 디바이스는 우수한 평면성을 갖는 필름과 같은 유리 시트와 같은 얇은 유리 시트를 작은 설비로 얻을 수 있도록 한다. 본 발명은 또한 상기 방법을 실행하기 위한 디바이스와 이에 의해 얻어지는 제품에 관한 것이다.

Description

플로트 유리의 제조 방법, 실행 디바이스 및 이에 의해 얻어지는 제품{METHOD FOR MAKING FLOAT GLASS, IMPLEMENTING DEVICE AND RESULTING PRODUCTS}

본 발명은 플로트 유리(float glass)를 제조하는 방법(또는 플로트 기술이나 플로트 공정을 이용해서 플로트 유리를 제조하는 공정)에 관한 것으로, 이러한 공정은 특히 창유리(glazing)를 제조하기 위한 유리 시트(glass sheet)를 제조할 수 있도록 한다. 본 발명은 또한 상기 공정을 실행하는 설비(plant)(또는 디바이스)와 이렇게 얻어진 제품에 관한 것이다.

플로트 공정에 의한 시트 유리의 제조는, 알려진 방법인 유리보다 밀도가 큰 액체 지지체(liquid support)(또는 "배쓰")(예를 들어 주석 배쓰)에 용융된 유리를 붓는 단계와, 형성된 유리 리본을 냉각에 의해 조절된 상기 리본(ribbon)이 시트로 절단되기 전에 배쓰 표면 위로 진행시키는 단계에 의해 실행된다. 플로트 설비(float plant)(또는 "플로트")에서, 유리는 배쓰 위를 흐르기 위해서 약 10^3.4 포이즈(poise)의 점도로 용융되고, 이러한 배쓰의 뜨거운 말단부 온도는 일반적으로 약 1000-1400℃(사용된 유리에 따라)이며, 유리는 평형 두께를 찾기 위해 펴진 다. 유리의 형성, 즉 유리 리본에 이것의 바람직한 두께를 제공하고자 하는 작업{예를 들어, 측면 방향과 길이 방향 신장에 의한 것으로, 상기 형성물은 적절한 곳에서 측면 방향의 신장 요소(element) 다음으로 발생하는 네킹(necking)을 또한 포함}은, 유리가 10^3.7 또는 10⁴ 포이즈보다 큰 점도가 되었을 때(일반적으로 약 1150℃보다 낮은 온도에서 점성력은 더 높은 온도에서 지나치게 낮음)와, 유리가 리프트-아웃 롤(lift-out roll)에 의해 작동하는 배쓰를 배쓰의 아래 방향으로 떠나기 전과, 유리가 조절되기 전(리프트-아웃 롤에서 약 10¹³ 포이즈의 점도로 유리를 조절, 또한 유리의 점도는 플로트가 일반적으로 10¹⁰ 포이즈보다 더 커지게 함) 및/또는 적절한 곳에서 유리가 어닐링되기 전에, 실행된다.

표준 공정에서, 배쓰 표면에서 유리 리본의 측면 방향 신장은, 유리 리본의 각 측면 위에 배쓰를 따라 위치해 있는 상단 롤에 의해 유리 리본을 측면 방향으로 고정시킴으로써 실행된다. 이러한 공정을 이용하는 설비는 일반적으로 많은 생산량을 갖는 설비로(하루 최대 수 백톤의 유리), 수 밀리미터의 두께를 갖는 유리 시트 제조에 맞추어 제조되었다. 한편, 이러한 공정에 의해 작은 두께(3mm 미만)의 유리 시트를 제조하는 것은, 큰 설비에서는 효율이라는 점에서, 또는 작은 설비에서는 유리의 평면도와 광학 특성이라는 점에서 문제가 된다.

프랑스 특허 1 378 839와 이것의 첨부물인 특허 번호 86/221, 86/222, 86/817, 87/798 및 91/543의 요지와, 프랑스 특허 2 123 096과 2 150 249의 요지를 형성하는 다른 공정에 따라, 이동가능한 가이드 구성요소가 사용되는데, 이것은 연 속적이고 구부러질 수 있으며(예를 들어 금속선), 리본의 측면 방향 가장자리를 따라 유리에 부착되고, 배쓰를 따라 움직일 때 상기 리본을 수반한다. 작은 두께에 대해, 이러한 공정은 만족스러운 품질이 자동적으로 얻어지도록 하지 않고, 또한 특히 작은 설비에서는 이와 같이 얻어진 유리 시트가 항상 일정한 두께 및/또는 만족스러운 평면도를 갖지는 않는다.

본 발명의 목적은, 앞에서 언급된 결점을 갖지 않는 플로트 유리를 제조하고, 특히 작은 설비(즉, 일반적으로 크기가 길이는 20m를 넘지 않고 폭은 4m를 넘지 않으며, 하루에 20톤 미만의 평면 유리를 제조하는 플랜트로, 큰 설비는 더욱 부피가 크고 하루에 최대 수 백톤의 평면 유리를 생산할 수 있음)에서 제조된 매우 얇은 플로트 유리의 평면도를 향상시킬 수 있도록 하는 공정을 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명은 플로트 기술에 의해 얇은 유리 시트의 제조에 맞는 플로트 유리를 제조하고, 특히 우수한 평면도, 만족스러운 광학 특성 및 일정한 두께를 나타내는 얇은 유리 시트를 얻을 수 있도록 하는 공정을 제공하며, 이러한 공정은 형성 중 시트의 임의 변형을 방지하고, 또한 시트의 평면도를 손상시킬 위험이 있는 잔여 형성 응력(form stress)을 형성하지 않으면서 얇은 리본을 어닐링할 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 공정에서, 용융된 유리를 유리보다 밀도가 큰 액체 지지체, 특히 금속(예를 들어 용융된 주석이나 주석 합금) 배쓰에 붓고, 형성된 연속 리본은 다음으로 아래 방향 말단을 향해 진행하는데, 이러한 공정은 리본의 두꺼워진 가장자리가 형성 영역에서 계속해서 트리밍되는(또는 절단되는) 것을 특징으로 한다.

"리본의 두꺼워진 가장자리"라는 표현은 대부분의 경우 리본의 측면 방향 가장자리를 의미하는 것으로 이해되는데, 이러한 측면 방향 가장자리는 리본 중심부보다 실질적으로 더 큰 두께를 갖고, 특히 리본 중간의 두께보다 적어도 2배의 두께를 갖는다. 본 발명에 따라 보다 일반적으로, 이러한 표현은 리본 중심부보다 실질적으로 더 작은 두께, 즉 리본 중간부의 절반 또는 그 미만의 두께를 갖는 가장자리를 또한 포함한다.

두꺼워진 이러한 가장자리는 일반적으로 리본 폭의 4% 내지 30%를 차지한다. 이것은 플로트 공정 때문으로, 형성하는 중에 나타나는데, 사용된 공정과 얻고자 하는 제품 타입에 따라 두께의 추가가 더 크거나 작아지는 것이 가능하다. 중심에서 약 1mm 또는 그 미만의 두께를 갖는 유리 리본인 경우에는, 두꺼워진 이러한 가장자리는 예를 들어 약 7mm의 두께를 가질 수 있다. 두께를 갖고, 따라서 리본 중심과는 다른 온도와 단단함을 갖는 이러한 가장자리를 트리밍하는 것은 횡단력(transverse force)에 의해 리본이 변형되는 것을 제한할 수 있도록 하고, 또한 리본에 남아있는 형태 응력이 나타나지 못하도록 할 수 있는데, 남아있는 이러한 응력은 배쓰 다음의 어닐링용 오븐(lehr)에서 어닐링하는 동안 시트의 평면도 손상의 위험이 있거나, 또는 시트가 무르게 되고 부서지기 쉽게 하는 위험이 있다. 리본의 한 가장자리로부터 다른 가장자리로 몇 밀리미터의 두께 차이를 얻는 대신, 백 분의 몇 밀리미터 차이가 얻어진다. 이러한 트리밍(trimming)은 작은 플로트 설 비나 또는 평면도가 필수적인 얇은 시트를 제조할 때 특히 중요하다. 이러한 트리밍은 또한 적절한 곳에서 측면방향 신장 요소 다음으로 관찰되는 네킹 현상을 제한할 수 있도록 하고, 배쓰 출구에서 가열 수단을 감소시킬 수 있도록 하는데, 리본은 보다 균일하고 빠르게 가열된다.

본 발명의 정의에서 언급된 트리밍은, 이미 알려져 있고 형성 영역 다음에 실행되는 절단(cutting)과 혼동하지 말아야 한다. 다룰 수 있도록 하기 위해 충분히 조절된 유리 및/또는 어닐링된 유리에서 실행되는 후자의 절단 목적은 제품에 최종 형태와 크기를 제공하는 것으로, 유리 리본을 시트로 절단하거나, 리본이나 시트의 특별한 모양을 절단하는 것으로 구성된다. 물론 이러한 종류의 일정한 형태로 절단하는 것은 훨씬 더 상향 방향으로 실행되는 본 발명에 따른 트리밍과는 관계가 없고 일종의 예비절단(precutting)을 구성하는데, 이러한 예비절단의 기능은 일정한 형태로 절단하는 것을 대신하는 것이 아니라, 이와 반대로 일정한 형태로 하향 절단함으로써는 얻어지지 않는 매우 특별한 기능을 완료하는 것이다. 또한, 본 발명의 정의에서 언급된 트리밍은 배쓰 다음에 실행되는 일정한 형태로의 절단을 배제하지 않고(이러한 절단을 필요없게 하지는 않음), 후자의 절단은 적절한 곳에서 제품에 최종 형태와 크기를 제공하기 위해 어쩌면 항상 일어날 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 트리밍은, 제품에 최종 두께를 제공하기 위해 제품을 작동시킬 수 있도록 하는 영역에 해당하는 형성 영역 또는 작업 영역("영역2"로도 불림)에서 형성하는 도중 실행되고, 다음으로 리본은 일반적으로 10⁴ 내지 10¹⁰ 포이 즈의 점성도, 바람직하게는 10⁴ 내지 10^7.6 포이즈의 점성도를 갖는다. 일반적으로 형성 영역에서 리본의 온도는 작업 지점으로 불리는 지점과 리틀톤 지점(Littleton point), 즉 일반적으로 650℃(또는 유리에 따라 700-740℃)와 1150℃ 사이이다. 한편, 본 발명에 따른 트리밍은 본 발명에 따라 바람직하고 유리하게 플로트에서 사용되는 유리의 리틀톤 지점보다 높은 온도에서 실행된다.

실제적으로 바람직하게, 가장자리는 유리 리본이 플로트에서 최대 폭에 도달했을 때(또는 그 지점) 모멘트(moment)(즉, 임의의 네킹 전 최종 측면방향 신장 요소와 동일)와, 유리 리본이 배쓰에서 분리될 때(또는 그 지점) 모멘트{즉, 일반적으로 배쓰의 출구에 위치한 리프트 아웃 롤(LORs)에 올려지기 시작할 때의 모멘트로, 이 지점은 또한 세척선(washline)으로 불림} 사이에서 트리밍된다. 바람직한 대부분의 경우에, 리본이 플로트에서 최대 폭에 도달한 후 즉시 가장자리가 트리밍된다. 특히, 리본의 가장자리는 형성 영역의 오른쪽이나, 또는 유리가 10⁴ 내지 10^5.5 포이즈의 점성도를 갖는 또 다른 영역에서, 유리의 연화점보다 충분히 높은 약 900℃ 내지 1100℃의 리본 온도에서 일반적으로 트리밍되고, 시트의 가장자리는 유리가 연화점보다 충분히 높은 온도일 때 분리되는 것이 보다 나으며, 유리를 연화점과 가까운 온도에서 트리밍하는 것은 리본에 주름(wave)이 형성되는 위험이 있다. 따라서, 가장자리는 흐르지 않는 액체 유리에서 응력을 생성하지 않으면서 뜨겁게 트리밍된다. 가장자리는 계속 트리밍되고, 트리밍은 리본 가장자리로부터 몇 cm(예를 들어 5-6cm)로 리본의 각 측면을 따라 이루어지고, 트리밍된 가장자리는 연속적인 스트립(strip)을 형성한다.

트리밍은 일반적으로 물리적 또는 기계적 작업으로, 예를 들어 적어도 하나의 레이저 및/또는 적어도 하나의 핫 나이프(hot knife)에 의해 유리하게 실행된다.

레이저의 경우에, 유리는 불투명하고 그 결과로 최대량의 빛을 흡수하는 파장에서, 적외선을 방출하는 레이저(CO₂ 레이저와 같은)를 사용하는 것이 유리하다. 보다 일반적으로, 레이저는 특징(파장과 파워 또는 세기와 같은)을 나타내야 하므로, 유리는 유리가 받아들이는 레이저 빔 에너지를 흡수할 수 있고, 이 에너지를 충돌 지점에서 발산되어야 하는 충분한 열, 특히 액체 또는 증기 상태로 변환시킬 수 있다. 레이저의 파워는 예를 들어 약 200 내지 500W일 수 있고, 효율은 일반적으로 파워와 비례하여 증가한다. 이와 마찬가지로, 효율은 리본 속도가 감소할 때 증가한다. 이에 따라, 예를 들어 약 0.5 내지 1.5m/min의 리본 속도에 대해 유리를 국부적으로 3000℃ 이상의 온도로 증가시키는 것이 가능하다.

일반적으로, 플로트 외부에 위치해 있는 적절한 디바이스에 의해 방출되는 레이저빔은, 플로트 챔버를 관통하는(예를 들어 플로트의 측면방향 포트를 통해서)광학 파이프를 통한 렌즈, 거울 및 창의 시스템에 의해 플로트에 있는 충돌 지점을 향하게 된다. 유리하게도, 광학부는 용이하게 분리될 수 있는 내부 암(inner arm)에 설치되고, 플로트에 있는 외부 파이프를 떠나면서, 파이프는 예를 들어 순환수에 의해 냉각된다. 레이저빔을 받아들이는 광학 파이프 부분은 우수한 적외선 광 전달 특성을 나타내야만 하고, 필요하다면 에를 들어 질소를 이용해서 하나 이상의 노즐에 의해(특히 플로트에 위치한 빔 출구 창을 위해) 세척될 수 있다.

바람직하게는, 앞에서 설명된 바와 같은 적어도 2개의 레이저가 사용되는데, 이 레이저는 리본의 각 측면 위에 위치한다. 각각의 빔은 각 파이프를 경유해서 플로트 측면의 포트로 각각 주입되고, 트리밍 지점에 수직으로 유리 리본과 충돌하기 위해 편향된다. 트리밍은 이동하는 리본에서 일어나고, 레이저는 유리하게도 고정되어 있다.

나이프의 경우에, 저항 가열에 의해 가열될 수 있고(주울 효과) 이와 동시에 금속 배쓰와 유리를 견딜 수 있는 한 가지 이상의 재료로 만들어진 나이프를 이용하는 것이 유리하다. 예를 들어, 나이프는 흑연(graphite), 몰리부덴, 텅스텐, 도핑된 알루미늄 질화물, 예를 들어 TiN으로 도핑된 Si₃N₄과 같은 도핑된 SI₃N ₄, SiC/AlN/MoSi₂ 등으로 제조된다. 바람직하게, 플로트 배쓰에서 적어도 40시간을 견딜 수 있다면 이러한 재료가 적절하다. 예를 들어, 핫 나이프는 각이 있거나 구부러진 부품 형태(예를 들어 U자 형태)로, 이것을 통해 유리를 절단해야만 하는 굴곡부(bend)나 또는 각의 지점 또는 이 부분을 가열하기 위해 전류가 흐르고, 이러한 부품은 가능한 한 하나 이상의 더 차거나 냉각된 부분을 갖는다. 나이프의 끝은 높은 온도, 특히 가능하다면 약 1400-1500℃까지(또는 1500℃보다 높은)의 온도로 가열되고, 나이프의 온도는 적어도 300℃만큼 유리의 온도보다 높아야 한다. 나이프는 예를 들어 유리에 웨이브와 같은 불안정 현상을 일으키지 않기 위해서, 바람직 하게는 예를 들어 2mm 미만의 두께(특히 단면적이 가장 작은 지점에서)로 얇다. 이와 마찬가지로, 나이프를 사용할 때 리본의 속도는 웨이브가 형성되지 못하도록 하기 위해서 바람직하게는 낮아야(특히 10m/min 미만) 한다. 최소 단면적의 뜨거운 지점이 생성되는 나이프의 하부에 전류가 흐른다. 나이프는 유리 리본에 위치하고 유리 리본을 또한 담고있는 파이프를 통해 공급된다. 트리밍은 이동하는 리본에서 실행되고, 나이프는 유리하게도 고정되게 남아있다.

바람직하게, 앞에서 설명된 2개의 나이프, 예를 들어 2개의 텅스텐 나이프가 사용되는데, 이 나이프는 리본의 각 측면 위에 위치한다.

물론, 나이프 트리밍을 레이저 트리밍과 결합시키는 것이 가능한데, 다음으로 나이프는 레이저 트리밍에 의해 생성된 슬릿(slit)에서 레이저 바로 뒤에 위치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예(특히 레이저를 이용할 때)에 따라, 기체 분출물(jet)은 트리밍이 실행됨과 동시에 트리밍 지점을 향할 수 있다. 이러한 기체 분출물은 적절한 곳에서 트리밍 장치에 의해 가열 및/또는 증기화된 재료를 트리밍 라인에서 멀어지게 배출하는 것을 도울 수 있고, 가장자리가 다시 결합하지 못하도록 하기 위해 생성된 표면을 냉각시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 재료는 플로트의 위쪽방향이나 아랫방향으로 상부를 향해 배출된다. 바람직하게는 레이저의 경우에, 기체 분출물이 유리 위 레이저의 충돌 지점을 향하거나 또는 이러한 충돌 지점에 매우 가까운 반면, 나이프의 경우에는 분출물이 나이프와 유리 사이의 접촉 지점의 약간 아랫방향 슬릿을 향할 수도 있다. 기체 분출물은 유리의 이동을 가로지르거나 또는 유리 리본의 이동 방향이거나(특히 노즐이 충돌의 위 방향에 위치할 때), 또는 반대 방향일 수 있다. 예를 들어, 분출물의 유속은 약 2 내지 19ℓ/min일 수 있다. 이러한 분출물은 트리밍 장치를 공급하기 위해 사용된 파이프 내부의 튜브를 통해 공급되는 것이 유리하다. 따라서, 파이프가 냉각되면 기체는 차게 유지된다. 사용된 기체는 예를 들어 질소일 수 있다.

유리하게는, 이 다음부터 "슈(shoe)"로 언급되는 일반적으로 적어도 하나의 경사진 부품, 예를 들어 흑연 슈를 이용해서 유리와 금속 배쓰 사이의 접촉을 끊고 트리밍을 용이하게 하기 위해, 트리밍 지점에서 시트를 들어올리는 것이 또한 가능하다(특히 레이저를 이용할 때). 시트와 금속 배쓰 사이의 공간을 만들어서 리프트(lift)는 증기화되거나 또는 액체 유리가 아래 방향으로 배출되도록 하고, 국부적 전단 응력(local shear)을 생성함으로써 가장자리가 보다 잘 분리되도록 할 수 있다. 선택적으로, 트리밍은 하나 이상의 슈를 설치하기 보다 이미 존재하는 이러한 리프트를 이용하기 위해, 플로트 출구에서 리본이 배쓰 위로 올라가기 시작하는 지점에서 행할 수 있다. 슈(또는 슈즈)는 유리에 들러붙지 않게 하기 위해 물로 냉각시키는 것이 바람직하고, 트리밍 장치의 충돌 지점의 아래방향, 이 지점에 가깝게(예를 들어 충돌 지점으로부터 5mm) 위치하는 것이 유리하므로, 절단은 리본이 올라가기 시작할 때 일어난다.

본 발명의 일 실시예에서, 유리 리본은 형성 영역에서 유리 리본을 상부 롤(일반적으로 강철로 제조)(유리 리본의 각 측면 상에 배쓰를 따라 위치함)에 의해 측면 방향으로 고정시킴으로써 배쓰 표면에 측면방향으로 신장된다. 이러한 경우, 트리밍 장치 또는 장치들은 최종 상부 롤 다음에 위치하는 것이 바람직하다. 상부 롤은 일반적으로 10^4.5 내지 10^5.5의 점성도에서 작용하고, 리본을 조절된 폭에 고정시킨다. 플로트 출구에서 리프트 아웃 롤에 의해 부과되는 길이방향 신장과 함께, 리본은 잘 한정된 폭과 두께까지 신장된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 유리 리본은 형성 영역에서 배쓰 표면에 측면방향으로 신장되고, 용융된 유리에 부착될 수 있는 고체 재료로 만들어진 연속적이고 구부러질 수 있는 가이드 요소에 의해 유리 리본이 움직일 때 수반되는데, 이러한 요소는 스파우트(spout) 바로 뒤에서 리본의 측면방향 가장자리와 접촉하고, 다음으로 유리가 5000 내지 50000 포이즈의 점성도를 갖는 영역에 위치한 2개의 스프레더 핑거(spreader finger)에 의해 리본을 펼치는데, 이러한 스프레더 핑거는 리본이 이것의 최종 폭과 두께로 점진적인 횡단 신장을 실행하도록 하기 위해 가이드 요소가 이동하게 하고, 다음으로 가이드 요소 사이의 간격은 유리가 냉각될 때까지 유지된다. 이러한 실시예에서, 트리밍 장치 또는 장치들은 스프레더 핑거에 가깝게 스프레더 핑거 바로 다음에 위치하는 것이 바람직하다.

일반적으로, 실시예가 어떠하던지 가장자리는 최종 측면방향 신장 요소, 특히 이러한 요소 바로 다음에서 트리밍되는 것이 바람직하고, 트리밍 장치(하나 이상의 레이저 및/또는 하나 이상의 나이프와 같은)는 다음으로 측면방향 신장 요소(상부 롤 또는 스프레더 핑거)에 의한 최종 작용 다음에 놓여진다.

일반적으로 또한, 플로트에서 리본의 속도는 15m/min 미만, 바람직하게는 10m/min 미만, 특히 바람직하게는 5m/min 미만으로 유지되고, 예를 들어 150mm/min까지 감소할 수 있다(예를 들어 리본의 진행 속도는 약 1mm의 최종 시트 두께에 대해 약 250-300mm/min일 수 있다). 리본의 "최종 두께"라는 용어는 가이드 요소가 분리되거나 또는 그렇지 않으면 냉각에 의해 조절된 리본의 두께인 이러한 두께가 가령 0.4mm 아래로 떨어진 다음 리본의 (평균) 두께를 의미하는 것으로 이해된다.

연속적이고 구부러질 수 있는 가이드 요소를 이용한 실시예에서, 리본 속도 값(v)(배쓰의 출구에서 측정됨)과, 이것의 최종 두께 값(e)의 결과(P)는 일반적으로 2.5×10^-3m²/s, 또는 2.5×10^-4m²/s 또는 1×10^-4m ²/s 미만이다(실제적으로, 1×10^-5m²/s나 그 이하가 될 수 있다).

앞에서 언급된 가이드 요소와 스프레더 핑거{또는 보유 부품(retention pieces)}는 프랑스 특허 제 1 378 839호와 이것의 첨부물, 프랑스 특허 제 2 123 096호, 프랑스 특허 제 2 150 249호 및 프랑스 특허 제 2 747 119호에 특히 설명되어 있는데, 이러한 가이드 요소와 이들의 유리한 점에 대한 보다 많은 정보를 위해 참고할 수 있다. 예를 들어 본 발명에 따른 가이드 요소는 표준형의 금속 전선(밝은 색의 어닐링되거나 검은 색의 어닐링된 연강과 같은)으로, 특히 스테인리스 강철이나 또는 내화 합금(refractory alloy)으로 만들어지고, 예를 들어 약 1 내지 2mm의 직경을 갖는 전선일 수 있다.

이러한 가이드 요소는 일반적으로 배쓰의 상향과 하향에 위치해 있는 릴(reel)과 같은 장치 사이에서 신장되고, 베어링 부품(bearing pieces) 또는 "패 드"(프레스 휠, 롤러, 막대 등의 형태), 또는 앞에서 언급된 특허에도 설명되어 있는 주입 덕트(duct)에 의해 유리 리본과 접촉한다. 베어링 부품과 스프레더 핑거는 가이드 요소의 마찰과 용융된 유리에 의한 부식으로 인한 마모를 견디기 위해 제조되었고, 또한 가열될 수 있다. 가이드 요소는 유리의 가장자리에 그대로 있거나, 냉각에 의해 유리가 충분히 단단해 졌을 때 유리가 공정 중 한 단계에 도달하면 유리로부터 분리될 수 있다. 스프레더 핑거 다음 가장자리에 전선이 삽입된 채로 있으면, 전선은 또한 트리밍 후 유리 가장자리를 떼도록 작용할 수 있다.

가이드 요소를 이용한 실시예에서, 분기각(angle of divergence)(즉, 리본 동일면에 있는 가장 인접한 보유 부품과 베어링 부품 사이를 통과하는 직선과 리본 축 사이에서 측정되는 각도)은, 얻어지는 유리 시트의 품질과 평면도를 향상시킬 수 있도록 하기 위해 절대값으로 25°미만, 바람직하게는 20°미만으로 선택되는 것이 바람직하고, 보다 큰 각도는 너무 갑자기 유리가 신장되도록 할 수 있다.

가이드 요소를 이용한 실시예는 본 발명의 문맥 내에서 상부 롤을 이용한 공정보다 더 경제적이고 사용하기 쉽다. 앞에서 언급한 하나 이상의 슈를 이용한 리프팅(lifting)은 특히 상부 롤을 이용한 실시예보다 더 간단하고 믿을 수 있다.

배쓰를 떠나면서 실시예가 어떠하던지 충분히 단단해진 리본은 이것의 평면도와 표면 광택에 영향을 미칠 수 있는 손상을 입지 않으면서 기계적 수단에 의해 배쓰로부터 나올 수 있다. 리본은 어닐링될 수 있거나 어닐링되어 왔고(예를 들어 어닐링 오븐에서) 그리고/또는 다른 처리를 거칠 수 있거나 거쳐왔다. 다음으로, 리본은 (가능한 한 레이저에 의해) 시트로 절단될 수 있고/또는 리본 또는 시트는 필요한 치수로 절단될 수 있다. 최종 모양으로 절단되기 전, 제품은 일반적으로 두꺼워진 가장자리가 뜨겁게 트리밍된 다음 남아있는 측면방향 가장자리가 약간 둥글거나 약간의 비드(bead)(이러한 비드는 예를 들어 리본의 중앙 두께보다 몇 십 마이크론 더 두꺼운 두께임)를 갖고, 둥근 가장자리 전에 약간의 립(rib)을 가질 수 있다는 점에서 특별한 구조를 갖는다.

새롭고 이로운 방법으로, 리본은 한 줄로 감겨질 수 있고(리본의 두께가 500 또는 700㎛를 초과하지 않을 때, 아래 설명되는 바와 같이 본 발명에 따른 공정에 의해 이러한 두께를 얻는 것이 가능함), 이것은 지금까지 두꺼워진 가장자리가 있을 경우에는 불가능했던 것이다.

본 발명은 또한 본 발명 내에서 생각되는 필름 유리의 롤(즉, 0.7mm 미만, 바람직하게는 0.4mm 미만의 두께를 갖는 유리)에 관한 것이고, 본 발명에 따른 공정에 의해 얻어질 수 있다. 이러한 롤은 필름 유리에 의한 유리한 점뿐만 아니라, 특히 취급과 운송이라는 면에서 이점이 있다. 바람직하게, 피로(fatigue), 손상 및 생산 문제를 방지하기 위해, 본 발명에 따른 이러한 롤은 1000 이상, 바람직하게는 2500 또는 3500 이상, 가능한 한 10000 이상의, 감긴 패키지의 (내부) 반경과 유리 두께(수치는 SI 단위로 표시됨)의 비를 갖는다. 또한 손상 문제를 피하기 위해, 감긴 패키지의 회전(turn) 사이에 적절한 삽입물이 놓여질 수 있다.

본 발명의 유리한 한 가지 실시예에 따라, 리본은 강인화 작업을 거질 수 있고, 아마도 특히 트리밍에 의해 약화되어진 리본의 가장자리는 인라인으로(in line)(예를 들어, 시트가 요구하는 치수로 절단되거나 리본이 감기기 전), 또는 리 본이 감긴 후 화학적으로 강인화될 수 있다. 본 발명에 따른 유리 롤 또는 감긴 패키지 위에서 강인화를 실행하는 이점은, 특히 강인화가 일직선의 리본에서보다 더 쉽게 실행될 수 있고, 이와 동시에 상당한 길이의 유리 리본에서 실행될 수 있다는 사실이다. 예를 들어, 리본의 가장자리는 감긴 패키지의 측면방향 부분을 적절한 배쓰(예를 들어, 포타슘 염과 같이 용융된 염의 탱크)에 이러한 부분의 강인화{그리고 가능한 치유(healing)}를 실행하는데 필요한 시간(이러한 시간은 예를 들어 약 1일 이상) 동안 담금으로써 강인화될 수 있다.

위에서 언급된 바와 같이, 본 발명은 예를 들어 2.5mm 미만의 두께와, 특히 0.7mm 또는 0.4mm 미만의 두께(필름 유리)를 갖는 얇은 유리 시트의 제조에 특히 잘 적용된다. 본 발명에 따라 얻어지고 아마도 롤의 형태로 제공되는 필름 유리의 많은 응용이 있고, 특히 본 발명에 따른 필름 유리는 보호물(음식 보호, 긁힘으로부터 보호, 전기적 보호, 기체, 액체, 화학물질 등에 대해 침투하지 못하도록 하기 위한 보호)과, 장식물(거울, 에나멜 등과 같은 층을 증착시키기 위한 스크린 프린팅, 스퍼터링 등과 같은 처리 후)로 사용될 수 있으며, 이러한 경우에 유리는 예를 들어, 기능(광학 기능, 화학 기능, 접착 향상 기능, 오염 방지 또는 낙서 방지 기능, 방수 기능, 항박테리아 기능 등)의 운반체(carrier) 또는 촉진제(promoter)로, 확인자(identifier) 또는 봉인(seal)으로{예를 들어, 지폐와 결합되고 이러한 지폐가 확인될 수 있도록 하는 층과 코팅된 투명무늬(watermark)로서, 또는 병과 결합되어 있어서 병이 열릴 때 병의 원래 내용물을 증명하기 위해 찢어지는 봉인으로서, 또는 카드에 위치해 있고 카드를 위조할 수 없게 하고 이러한 카드의 위조는 유리의 파손을 초래하는 삽입물 등으로서}, 포장용기로, 광학적 또는 자기 데이터를 위한 저장 수단으로, 스크린 등으로, 장식하고자 하는 표면에 대해 본 발명에 따른 롤을 풀어줌으로써 가해진다.

본 발명에 따른 공정에서, 평면 유리는 유리하게도 플로트 공정에 일반적으로 사용되는 모든 조성물(종래의 실리카 소다석회 유리)로부터 제조될 수 있다. 가이드 요소를 이용하는 실시예에서, 더 짧고 특히 350℃ 미만, 특히 300℃ 미만인 작업 범위(유리가 1000 포이즈의 점성도를 갖는 온도와 유리가 10⁶ 포이즈의 점성도를 갖는 온도의 차이)를 갖는 유리를 사용하는 것이 또한 가능한데, 이러한 실시예의 공정은 보다 신속하게 최종 두께로 유리를 형성시킬 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 공정에서 유리하게 사용될 수 있는 유리는, 예를 들어 특허 및 특허 출원서 EP 526 272, EP 576 362, FR 2 727 399, FR 2 725 713, FR 2 725 714, WO-96/11888 및 WO-96/11887에 설명되어 있는 유리이다.

본 발명의 공정에 따라 얻어지는 제품은 우수한 평면도(약 50cm 길이에 대해 일반적으로 100㎛를 초과하지 않는 캠버)와, 상대적으로 일정한 두께를 나타낸다. 이와 같이 얻어지는 유리의 광학 특성은 또한 최근 공정에 따라 얻어지는 유리의 품질과 적어도 동등하거나 더 우수하다. 앞에 나타난 바와 같이, 유리 리본의 네킹은 매우 작고, 광학적인 결함을 나타내지 않는다. 이와 같이 얻어진 리본은 어닐링의 어려움을 나타내지 않는다. 본 발명에 따른 공정은 또한 경제적이고 특히 효율적이다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 공정을 실행하는데 적합한 설비(플로트 화로나 플로트)에 관한 것으로, 이러한 설비는 측면 방향의 신장 요소(상부 롤 또는 스프레더 핑거)에 의한 최종 작용 후에 바람직하게 위치하는 적어도 하나의 트리밍 장치(예를 들어, 하나 이상의 레이저 및/또는 하나 이상의 나이프를 이용)를 포함한다. 본 발명의 상기 설명에서 이미 충분히 설명된 본 발명에 따른 설비는, 첨부된 도 1과 도 2에 관한 비제한적인 예를 통해 아래에 또한 설명되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 설비를 위에서 본 부분 계략도.

도 2는 도 1의 설비의 A-A 선에 대한 부분 계략도.

본 발명에 따른 설비는 길이가 짧은 낮은 생산량(short low-output)(20 t/d 미만)의 설비인 것이 바람직하다.

설비는 일반적으로 탱크를 포함하고, 이것을 둘러싼 부분이 1로 도시되어 있으며, 이러한 탱크는 예를 들어 주석 배쓰와 같은 금속 배쓰(2)를 포함한다. 이러한 탱크의 상향부(upstream part)는 유리의 진행 방향으로 분기벽(diverging wall) 또는 "제한기(restrictor)"(3)를 가질 수 있다. 탱크 가열 수단은 도시되지 않았다.

용융된 유리는 탱크의 상향 말단에서 4로 표시된 영역으로 공급된다. 이와 같이 부어진 유리는 중력과 아래방향으로 미치는 당기는 작용에 의해 분기벽 사이의 배쓰에 펼쳐진다. 예를 들어 릴(6)로부터 나오는 전선(5)(가이드 요소)은 다음 으로 이것이 분기벽을 출발하기 전, 또는 바로 뒤에{심지어 스파우트(4)에서} 상부면을 거쳐 시트의 가장자리로 주입된다. 각각의 전선은 아마도 방향을 바꿀 수 있는 전선 가이드 또는 덕트(7)를 경유해서 공급될 수 있고, 이러한 배열은 적절한 곳에서 화로에 대해 측면반향으로 릴이 위치하도록 하고, 원하는 방향으로 전선을 공급할 수 있도록 하며, 다음으로 각각의 전선은 이것을 유리에 삽입하기 위해 아래쪽으로 향하는 힘을 받도록 하는 베어링 부품(8)과 접하게 된다.

펼쳐져 있는 영역의 아래 방향으로는, 전선이 갈라지게 하고 이들 전선이 표면 장력의 작용으로 가깝게 되는 것을 방지하는 스프레더 핑거(9)가 있다. 전선은 이러한 스프레더 핑거 위에 있고, 얻고자 하는 최종 두께에 해당하는 폭에 리본(20)(도 2에서만 도시됨)을 맞춘다. 리본이 충분히 단단해질 때까지(예를 들어 리본 온도는 600℃ 미만임) 배쓰(미도시됨)의 아래방향 영역에서 리본이 냉각되면서 전선은 리본을 수반한다.

스프레더 핑거 바로 다음에, 유리 리본의 두꺼워진 가장자리는 CO₂ 레이저(11)를 사용해서 트리밍된다. 플로트 외부에 플로트의 각 측면을 따라 놓여 있는 CO₂ 레이저(11)로부터 방출되는 레이저빔(14)은 측면방향(측면 밀봉) 포트(22)를 통해 플로트를 관통하는 광학 파이프(13)를 따라있는 창문(15,16), 렌즈(19) 및 거울(17,18)을 통해 보내진다. 광학 파이프는 냉각되고 광학 벤치(optical bench)(12)에 놓여있으며, 전체 어셈블리는 트리밍 시스템의 위치를 조절하기 위해 올라갈 수 있는 테이블(21) 위에 위치한다.

본 발명에 따른 공정은 특히 자동차 분야, 전자 분야, 플라즈마 스크린, 자기 하드디스크 등에 사용될 수 있는 얇은 유리 시트를 제조할 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 플로트 유리의 제조방법 및 상기 방법을 실행하는 설비와 이에 의해 얻어지는 제품 등에 이용된다.

Claims (20)

1. 용융된 유리가 유리보다 밀도가 큰 액체 지지체(liquid support)에 부어지고, 형성되는 연속 리본(continuous ribbon)이 다음으로 하향방향 말단(downstream end)으로 진행하는 유리 시트(glass sheet)를 제조하는 플로트 방법(float process)으로서,

   상기 리본의 두꺼워진 가장자리(edge)는 형성 영역(forming zone)에서 연속적으로 트리밍(trimming)되는 것을 특징으로 하는, 유리 시트를 제조하는 플로트 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가장자리는 상기 유리 리본이 상기 플로트에서 상기 유리 리본의 최대 폭에 도달할 때의 모멘트(moment)와, 상기 유리 리본이 배쓰(bath)에서 분리될 때의 모멘트 사이에서 트리밍되는 것을 특징으로 하는, 유리 시트를 제조하는 플로트 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 가장자리는 상기 유리의 리틀톤 지점(Littleton point)보다 높은 온도에서 트리밍되는 것을 특징으로 하는, 유리 시트를 제조하는 플로트 방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 트리밍(trimming)은 적어도 하나의 레이저 또는 적어도 하나의 핫 나이프(hot knife)에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는, 유리 시트를 제조하는 플로트 방법.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 기체 분출물(jet)은 상기 트리밍이 실행되는 것과 동시에 상기 트리밍 지점을 향하는 것을 특징으로 하는, 유리 시트를 제조하는 플로트 방법.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 시트는 상기 유리와 상기 금속 배쓰 사이의 접촉을 차단하고 상기 트리밍을 용이하게 하기 위해 상기 트리밍 지점에서 들어올려지는 것을 특징으로 하는, 유리 시트를 제조하는 플로트 방법.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 유리 리본은 상기 형성 영역의 상기 배쓰 표면에서 측면방향으로 신장되고, 상기 용융된 유리에 접착될 수 있는 고체 재료로 만들어진 연속적이고 구부러질 수 있는 가이드 요소(guiding element)에 의해 상기 유리 리본의 이동이 수반되며, 이러한 요소들은 2개의 스프레더 핑거(spreader finger)에 의해 리본을 펼치고, 상기 트리밍 장치 또는 장치들은 상기 스프레더 핑거 바로 다음에 위치하는 것을 특징으로 하는, 유리 시트를 제조하는 플로트 방법.
8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 플로트에서 상기 리본의 상기 속도는 10m/min 미만으로 유지되는 것을 특징으로 하는, 유리 시트를 제조하는 플로트 방법.
9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 리본은 인 라인으로(in line) 감기는 것을 특징으로 하는, 유리 시트를 제조하는 플로트 방법.
10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 리본의 상기 가장자리는 한 줄로 또는 상기 리본이 감긴 후 화학적으로 강인화되는 것을 특징으로 하는, 유리 시트를 제조하는 플로트 방법.
11. 제 1항 또는 제 2항에 기재된 공정을 실행하는 실행 디바이스(implementing device)로서,

    형성 영역에 위치한 적어도 하나의 트리밍 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 실행 디바이스.
12. 제 11항에 있어서, 길이는 20m를 초과하지 않고 폭은 4m를 초과하지 않는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는, 실행 디바이스.
13. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 2mm 미만의 두께를 갖는, 유리 시트를 제조하는 플로트 방법.
14. 제 1항 또는 제 2항에 따른 공정에 의해 얻어지는 유리 시트에 있어서,

    상기 유리 리본 또는 시트의 측면 방향 가장자리는 둥글거나 두꺼운 부분(thickening)을 갖고, 상기 둥근 가장자리 또는 상기 두꺼운 부분 앞에 립(rib)을 갖는 것을 특징으로 하는, 유리 시트.
15. 제 1항 또는 제 2항에 따른 공정에 의해 얻어지는 유리 롤 형태의 유리 시트로서, 상기 유리는 0.7mm 미만의 두께를 갖는, 롤 형태의 유리 시트.
16. 제 15항에 있어서, 상기 유리 반경과 상기 유리 두께의 비는 1000보다 큰 것을 특징으로 하는, 롤 형태의 유리 시트.
17. 제 15항에 있어서, 상기 유리 롤은 이것의 회전(turn) 사이에 삽입물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 롤 형태의 유리 시트.
18. 제 15항에 있어서, 상기 유리 롤의 가장자리는 화학적으로 강인화되는 것을 특징으로 하는, 롤 형태의 유리 시트.
19. 삭제
20. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 2mm 미만의 두께를 갖는 유리 필름 시트를, 제조하기 위한 플로트 방법.

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