KR101093914B1 - Method for fabricating glass panels - Google Patents

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Abstract

실질적으로 감소된 함유물 및 코드를 가진 유리를 형성하는 방법은, 교반 직경, 교반 속도 및 결합 거리를 적절히 선택함으로써 교반 작동에서 미리결정된 교반 효율을 달성하는 동시에 전단율을 감소시키는 단계를 포함한다. 교반 기기(100)는 입구에서(107) 유동성 유리(105)를 받는 교반 용기(101)를 포함한다. 그후 상기 유리는 출구(108)에 운반되는 유리 물질(106)의 균일성을 증진시키기 위해서 교반기(103)를 갖는 샤프트(shaft)의 회전에 의해 교반된다. 상기 결합 거리는 교반기 블레이드와 교반 용기의 내부 벽(102) 사이의 거리이다. 상기 유리는 컴퓨터 모니터에서 사용되는 액정 디스플레이, 개인 정보 휴대 장치, 및 휴대폰 등의 평평한 패널 디스플레이용 유리 시트를 제조하는데 사용될 수 있다. 상기 유리 시트는 디스플레이 상에 화소를 형성하는데 사용되기 위해서 박막 트랜지스터 부품을 가질 수 있다.The method of forming glass with substantially reduced inclusions and cords comprises reducing the shear rate while at the same time achieving a predetermined stirring efficiency in the stirring operation by appropriately selecting the stirring diameter, stirring speed and bonding distance. The stirring device 100 includes a stirring vessel 101 that receives a flowable glass 105 at the inlet 107. The glass is then stirred by the rotation of the shaft with the stirrer 103 to enhance the uniformity of the glass material 106 carried to the outlet 108. The bonding distance is the distance between the stirrer blades and the inner wall 102 of the stirring vessel. The glass can be used to make glass sheets for flat panel displays, such as liquid crystal displays, personal digital assistants, and cellular phones used in computer monitors. The glass sheet may have a thin film transistor component for use in forming pixels on a display.

교반기 직경, 교반 속도, 교반 효율, 전단율, 함유물, 코드, 유리 Stirrer Diameter, Stirring Speed, Stirring Efficiency, Shear Rate, Inclusions, Cords, Glass

Description

유리 패널의 제조방법 {Method for fabricating glass panels}Method for manufacturing glass panel {Method for fabricating glass panels}

디스플레이 장치는 다양한 분야에서 사용된다. 예를 들어, 유리 기판은 노트북 컴퓨터, 평평한 패널 데스크탑 모니터, LCD 텔레비젼, 및 인터넷 및 통신 장치트랜지스터 능동 매트릭스 액정 디스플레이(AMLCD) 및 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT-LCD)에서 사용되는데, 이는 단지 일부에 불과하다.Display devices are used in various fields. For example, glass substrates are used in notebook computers, flat panel desktop monitors, LCD televisions, and Internet and communication device transistor active matrix liquid crystal displays (AMLCDs) and thin film transistor liquid crystal displays (TFT-LCDs), which are only a few. Do.

다수의 LCD-계 디스플레이 장치, 소정의 전자 부품들(components)은 종종 상기 디스플레이 장치의 유리 기판상에 제조된다. 대체로, 트랜지스터는 박막 트랜지스터(TFT)이고, 상보성 금속산화막 반도체(CMOS; complementary metal oxide semiconductoe) 장치이다. 이러한 분야에서, 상기 디스플레이의 유리 물질 상에 직접 반도체 구조를 형성하는 것이 유리하다.Many LCD-based display devices, certain electronic components, are often fabricated on the glass substrate of the display device. Generally, the transistor is a thin film transistor (TFT) and is a complementary metal oxide semiconductoe (CMOS) device. In this field, it is advantageous to form a semiconductor structure directly on the glass material of the display.

따라서, 다수의 LCD 디스플레이는 종종 상기 유리 기판 상부, 및 LC 물질 층 하부에 형성된 트랜지스터를 가진 유리 기판을 포함한다. 상기 트랜지스터는 패턴화된 배열(patterned array)로 정돈되고, 바람직한 방법으로 LC 물질의 분자로 향하도록 소정의 전압에 대한 교환(swithching)을 제공하는 주변 회로에 의해 작동된다. 상기 트랜지스터는 상기 디스플레이의 화소(픽셀)을 그렇게 생성한다.Thus, many LCD displays often include glass substrates having transistors formed above the glass substrate and below the LC material layer. The transistors are arranged in a patterned array and operated by peripheral circuitry which provides swithching for a given voltage to be directed to molecules of the LC material in a preferred manner. The transistor thus produces a pixel (pixel) of the display.

이러한 디스플레이 장치의 대부분에 있어서, 유리 물질의 균일성에 대한 요 구가 현저하게 증가해왔다. 이 때문에, 이러한 디스플레이 장치에서 사용된 유리 기판은, 필요하지 않은 경우 함유물 및 표면 부적합성(abnormalities)이 없어 유리하다. 이러한 요건들은 제조 공정에 대한 소정의 요구에 놓인다.In most of these display devices, the demand for uniformity of glass materials has increased significantly. For this reason, the glass substrates used in such display devices are advantageous because they are free of inclusions and surface abnormalities when not needed. These requirements place certain requirements on the manufacturing process.

4개의 특정한 결함 타입은 전술한 디스플레이 디바이스에 유용한 유리 기판을 제공하기 위해 유리하게 완화될 수 있다. 예를 들어, 코드, 침식-소스 백금, 응축-소스 함유물 함유물 및 침전-소스 함유물은 유용하게 감소되거나 또는 실질적으로 제거된다.Four particular defect types can be advantageously mitigated to provide glass substrates useful for the display devices described above. For example, cords, erosion-source platinum, condensation-source content inclusions and precipitation-source content are usefully reduced or substantially eliminated.

코드는 유리에서 화학적 불균등성이고, 파형(corrugation)의 길이가 끌어당김 방향과 평행한 유리 시트의 표면상의 파형으로 인한 디스플레이 유리에서 눈에 보이는 결함으로서 표시된다. 표면 및 시트 둘 다에 있는 이러한 파형들은 교차의 세로 빛(alternating longitudinal light) 및 상기 시트를 통해 통과할 때 몇 밀리미터 떨어진 공간에 암 밴드(dark bands)를 생성할 수 있는 렌즈 효과를 야기한다. 이러한 파형들은 또한 마지막 디스플레이에서 색 또는 선 패턴을 야기한다.The code is chemically inhomogeneous in the glass and is marked as a visible defect in the display glass due to the waveform on the surface of the glass sheet whose length of corrugation is parallel to the pulling direction. These waveforms on both the surface and the sheet cause an alternating longitudinal light and a lens effect that can produce dark bands in the space of a few millimeters when passing through the sheet. These waveforms also cause color or line patterns in the final display.

침식-소스 백금 함유물은 교반 용기 벽 및 교반기 블레이드에 부과된 전단 응력(shear stress)에 의해 종종 발생된다. 이러한 작은 함유물은 유리 표면에 작은 표면 불연속성을 야기할 수 있다. 상기 작은 표면 불연속성은 TFT 및 디스플레이의 색 필터 면에서의 실행 결함을 야기할 가능성을 가진다. 이러한 결합들은 TFT 셀의 필터 면에 대해 엄청난 영향력을 가질 수 있는데, 이는 상기 색 필터가 상기 셀의 TFT 면에서와 같은 분리 공간 공정(discrete area process)보다 전체 표면 공정에서 제조되기 때문이다. Erosion-source platinum inclusions are often generated by shear stresses imposed on the stir vessel walls and stirrer blades. Such small inclusions can cause small surface discontinuities on the glass surface. The small surface discontinuity has the potential to cause performance defects in terms of color filters of TFTs and displays. These combinations can have a tremendous impact on the filter side of a TFT cell because the color filter is manufactured in the entire surface process rather than the discrete area process as on the TFT side of the cell.

응축-소스 함유물은 교반 챔버 응축의 꼭대기에서 자유(free) 표면에서 유리의 귀금속 또는 화학적 성분이 휘발되어 더 차가운 표면상에서 응축하고 그다음 이어서 주조된 유리로 떨어지고 고체 또는 기체상 결함을 야기하는 것으로부터 종종 발생된다. 고체 결함은 전술한 생성물에서 문제점을 야기한다. 상기 기체상의 결함은 표면을 교란시킬 수 있지만, 더욱 쉽게 최종 생성물의 픽셀에서 광학적 결함이 될 수 있다.The condensation-source content is derived from the volatilization of precious metals or chemical constituents of the glass at the free surface at the top of the stirring chamber condensation, condensing on the cooler surface and then falling into the cast glass and causing solid or gas phase defects. Often occurs. Solid defects cause problems in the aforementioned products. The gas phase defects can disturb the surface, but more easily become optical defects in the pixels of the final product.

침전-소스 백금 함유물은 유리 흐름이 실질적으로 엷은 판인 교반 용기의 제조 시스템 하류에서 종종 발생된다. 제조공정으로부터의 백금(Pt) 또는 다른 원소들은 유리와 용기의 경계면에서 흐르는 유리로 확산한다. 상기 유리에 존재하는 원소(Pt 또는 로듐(Rh))의 양은 상기 유리가 상기 용기와 가깝게 접촉하는 온도 및 시간, 및 유리에서의 원소의 용해도 및 확산도(diffusivity)의 함수이다. 이러한 원소들의 하류 침전은 원소의 농도, 원소 결정화의 열역학(thermodynamics) 및 동역학(kinetics), 및 제조 공정에 의해 기록된 시간-온도 이력(history)에 서로 의존한다.Precipitation-source platinum inclusions often occur downstream of the production system of stirred vessels where the glass flow is substantially thin. Platinum (Pt) or other elements from the manufacturing process diffuse into the glass flowing at the interface between the glass and the container. The amount of element (Pt or rhodium (Rh)) present in the glass is a function of the temperature and time that the glass is in close contact with the vessel, and the solubility and diffusivity of the element in the glass. The downstream precipitation of these elements depends on each other's concentration, thermodynamics and kinetics of elemental crystallization, and the time-temperature history recorded by the manufacturing process.

따라서, 전술된 최소한의 이슈를 설명하는 유리 패널을 제조하기 위한 방법 및 기기가 요구된다. 예를 들어, LCD 디스플레이 유리 기판용 현재 및 미래의 백금 마이크로-함유물 요건들을 충족시키기 위해 전단 응력의 감소가 요구된다.Accordingly, what is needed is a method and apparatus for manufacturing glass panels that address the above-mentioned minimal issues. For example, a reduction in shear stress is required to meet current and future platinum micro-content requirements for LCD display glass substrates.

요약summary

실시예 구체화에 따르면, 실질적으로 감소된 함유물 및 코드를 가진 유리를 제조하는 방법은 교반기 크기, 교반기 속도 및 결합 거리를 적절하게 선택함으로써 교반 작동에서 소정의(predetermined) 교반 효율을 유지하면서 전단 응력을 감소시키는 단계를 포함한다.According to an embodiment embodiment, a method of making a glass with substantially reduced inclusions and cords is a shear stress while maintaining predetermined stirring efficiency in agitation operation by appropriately selecting the stirrer size, stirrer speed and bonding distance. Reducing the pressure.

본 발명은 첨부된 도면과 함께 보면서 후술될 상세한 설명으로부터 잘 충분히 이해될 것이다. 다양한 특징들은 반드시 특정크기로 제조될 필요는 없다. 실제로, 크기는 토론의 명료성을 위해 임의로 증가시키거나 감소시킬 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be well understood from the detailed description which follows, taken in conjunction with the accompanying drawings. The various features need not necessarily be made to a particular size. Indeed, the size may be arbitrarily increased or decreased for clarity of discussion.

도 1은 실시예 구체화에 따른 교반 용기 및 교반기의 횡단면이다.1 is a cross section of a stirring vessel and stirrer according to an embodiment embodiment.

도 2는 실시예 구체화에 따른 일정한 교반 효율의 조건들을 보여주는 표이다.2 is a table showing the conditions of constant stirring efficiency according to the embodiment embodiment.

도 3은 실시예 구체화에 따른 속도의 함수로써 요구된 교반 효율의 그래프이다.3 is a graph of the stirring efficiency required as a function of speed according to the embodiment embodiment.

도 4는 실시예 구체화에 따른 일정한 교반 효율의 조건들을 보여주는 표이다.4 is a table showing the conditions of constant stirring efficiency according to the embodiment embodiment.

도 5는 실시예 구체화에 따른 시간에 대한 생성물 손실의 그래프 대표도이다.5 is a graphical representation of product loss over time according to example embodiments.

도 6은 실시예 구체화에 따른 교반 효율에 대한 전단 응력의 그래프 대표도이다.6 is a graphical representation of shear stress versus agitation efficiency according to an embodiment embodiment.

도 7은 실시예 구체화에 따른 온도에 대한 교반 용기의 내부 벽에서의 전단 응력이다.7 is the shear stress at the inner wall of the stirring vessel with respect to temperature in accordance with the embodiment embodiment.

도 8a 및 8b는 실시예 구체화에 따른 유리의 증진된 혼합단계 및 잘 알려진 방법, 각각에 의한 유리의 서투른 혼합단계를 가진 유리 물질의 염색 이미지이다. 8A and 8B are stained images of glass materials with enhanced mixing of glass and well known methods, poor mixing of glass by each, according to an embodiment embodiment.

도 9는 실시예 구체화에 따른 픽셀 거리에 대한 세기의 그래프 대표도이다.9 is a graphical representation of intensity versus pixel distance in accordance with an embodiment embodiment.

도 10은 실시예 구체화에 따른 전단 속도 거리(shear rate distance)에 대한 교반 효율 지수의 그래프 대표도이다.10 is a graphical representation of agitation efficiency index versus shear rate distance in accordance with an embodiment embodiment.

후술될 상세한 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기위해 특정한 세부사항을 개시하고 있는 실시예 구체화가 제공되며, 이는 설명을 위한 목적일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다. 하지만, 당업계의 당업자들에게는 본 발명이 여기 개시된 특정 세부사항과 구별되는 다른 구체예에서 수행될 수 있다는 것이 명백하다 할 것이다. 더욱이, 잘-알려진 디바이스, 방법 및 물질들은 본 발명의 설명을 모호하게 하지 않는 한 생략될 수 있다.In the detailed description that follows, example embodiments are provided that disclose specific details to provide a thorough understanding of the present invention, which is for illustrative purposes only and is not intended to be limiting. However, it will be apparent to one skilled in the art that the present invention may be practiced in other embodiments that are distinct from the specific details disclosed herein. Moreover, well-known devices, methods and materials may be omitted unless they obscure the description of the invention.

요컨대, 여기 기술된 실시예 구체화에 의해 다양한 디스플레이 생성물에서 사용되기 위한 유리 시트의 제조에서 사용된 교반 디바이스(교반기) 형상이 묘사된다. 상기 교반기의 형상은 교반기 효율 및 백금 표면에서의 전단 응력, 및 침전 소스 함유물을 감소시키기 위한 이 기술의 연장과 관련하여 기술된다. 더욱이, 실시예 구체화는 전술한 전력 응단 야기된 함유물을 감소시키는 동시에 점도를 다르게 하는 구분된 유리 물질에 의해 야기된 유리 디스플레이에 있는 코드를 감소시킨다. 후자는 교반 용기로부터의 산출 비율을 증가시킴으로써 나타나고, 이는 최종 생성물에서 이러한 화학적 불균일성-야기 파형의 시기를 감소시킨다. 실시예 구체화에서, 교반기 블레이드와 교반 용기 벽 사이의 거리(결합 거리 "C"로 언급됨)는 증가되는 동시에, 상기 교반기의 원궤도 속도(circular velocity)가 증가된다. 이것은 얻어진 생성물에 있는 코드뿐 아니라 백금 함유물의 발생을 감소시킨다. In sum, the embodiment embodiments described herein depict the stirring device (stirrer) shapes used in the manufacture of glass sheets for use in various display products. The shape of the stirrer is described in connection with the extension of this technique to reduce stirrer efficiency and shear stress at the platinum surface, and precipitation source content. Moreover, the embodiment specification reduces the code in the glass display caused by the distinct glass materials that vary the viscosity while at the same time reducing the aforementioned power agglomeration-induced inclusions. The latter is manifested by increasing the rate of output from the stirred vessel, which reduces the timing of this chemical non-uniformity-causal waveform in the final product. In an embodiment embodiment, the distance between the stirrer blades and the stir vessel wall (referred to as the coupling distance "C") is increased while the circular velocity of the stirrer is increased. This reduces the occurrence of platinum content as well as the cord in the product obtained.

도 1은 실시예 구체화에 따른 교반 기기(100)를 나타낸다. 상기 교반 기기(100)는 입구(107)에서 유체 유리(105)를 수용하는 교반 용기(101)를 포함한다. 그후 이 유리는 출구(108)로 운반될 유리 물질(106)의 균일성을 증진시키기 위해 교반기(103)에 의해 교반된다. 따라서, 상기 유리 물질(105)은 아래쪽 방향으로 흐르고, 그것의 축(shaft)에 대해서 상기 교반기(103)의 방사상 움직임은 실시예 구체화에서 유리 물질의 비균일성을 실질적으로 제거하지 않는 경우 감소시키는데 책임이 있다. 1 shows a stirring device 100 according to an embodiment embodiment. The stirring device 100 includes a stirring vessel 101 for receiving a fluid glass 105 at an inlet 107. This glass is then stirred by the stirrer 103 to enhance the uniformity of the glass material 106 to be conveyed to the outlet 108. Thus, the glass material 105 flows in a downward direction and the radial movement of the stirrer 103 about its shaft is reduced if it does not substantially eliminate the nonuniformity of the glass material in the embodiment embodiment. Responsible.

본 발명의 설명에 의해 더 명확해질 것이지만, 유리 물질(105)에 대한 전단 응력을 증가시키는 것은 유리 물질(106)의 비균일적인 특성을 감소시킬 것이다. 하지만, 전단 응력이 커질수록 상기 교반기(103) 및 교반 용기(101)로부터의 물질들이 이러한 요소들로부터 강제로 제거되어 상기 유리 물질(106)으로 도입되어야 하는 경향이 더 커진다. 결국, 이것이 발생하면, 상기 물질의 결함들이 유리 패널에서의 표면 비-균일성 및 광학적 이상(optical abberations)으로 표현될 것이다. 따라서, 실시예 구체화는 코드 및 함유물 둘 다는 이것들이 최소화되어야하는 현재 및 미래의 유리 분야에서 사용되기에 수용가능한 수준으로 없애기 위해 이러한 현상들을 언급한다. 여기 기술된 실시예 구체화에 따르면, 최선의 결합 거리가 실현되고, 상기 교반기(103)의 회전 비율은 유리 물질(106)의 비균일성 및 소정의 방출 비율 둘 다를 감소시키기 위한 소정의 교반과정에 영향을 미치는데, 이는 유리 물질의 어떠한 잔존하는 비균일 부분과 분리된 부분 사이의 거리가 얻어진(resulatant) 유리 시트에서 실질적으로 제거되고, 함유물 또한 실질적으로 제거되기에 충분히 작게 하기 위함이다.As will be clearer by the description of the present invention, increasing the shear stress on the glass material 105 will reduce the non-uniform nature of the glass material 106. However, the greater the shear stress, the greater the tendency that materials from the stirrer 103 and the stirring vessel 101 must be forcibly removed from these elements and introduced into the glass material 106. Eventually, if this occurs, defects of the material will be expressed in surface non-uniformity and optical abberations in the glass panel. Thus, the embodiment specification refers to these phenomena in order to eliminate both codes and inclusions to an acceptable level for use in present and future glass applications where they should be minimized. According to the embodiment embodiments described herein, the best bonding distance is realized and the rotation rate of the stirrer 103 is subject to a desired stirring process to reduce both the non-uniformity of the glass material 106 and the desired release rate. This is so that the distance between any remaining non-uniform and separated portions of the glass material is substantially removed from the resulting glass sheet and the contents are also small enough to be substantially removed.

예시적인 구체예에 따르면, 대략 50㎛ 이상의 직경을 갖는 Pt 함유물은 실질적으로 제거된다. 당연히, 상기 Pt 함유물의 한계 크기(threshold size)가 유리하게 50㎛ 미만으로 감소된다. 코드는 코드의 명암 밴드 사이의 세기 콘트라스트(intensity contrast)를 출구(output)을 가진 게이지에 의해 측정된다. 이러한 유형의 측정하에서, 예시적인 구체예에 따른 유리 제조 방법은 약 0.67% 미만의 콘트라스트 측정치를 보일 수 있다. According to an exemplary embodiment, the Pt content having a diameter of approximately 50 μm or more is substantially removed. Naturally, the threshold size of the Pt content is advantageously reduced to less than 50 μm. The chord is measured by a gauge with an output of intensity contrast between the intensity bands of the chord. Under this type of measurement, the glass making method according to an exemplary embodiment may show a contrast measurement of less than about 0.67%.

전술한 바와 같이, 얻어진 유리 시트의 코드 발생은 특별한 문제가 된다. 이 때문에, 코드가 적어도 내화성 침식 생성물 및 유리 휘발 생성물로부터 기인된다. 예를 들어, 교반 시스템에 들어가는 비균일성 유리(예를 들어, 유리 105)는 증가된 알루미나 농도, 또는 실리카 농도, 또는 둘 다를 가질 수 있다. 상기 교반 공정이 비균일성 유리의 연속적인 입구 흐름을 수용할 때, 확연하게 감소된 농도 수준에서조차 구별된 비균일성의 요소들을 함유하는 출구 흐름을 발생시키는 것이 명확함을 물리적 모델로부터 알아냈다. 상기 구별된 요소들의 각각의 너비 및 피치(pitch)는 교반 속도와 정반대로 비례한다. 예를 들어, 증가된 교반 속도는 구별된 유리에서 나눠진 얻어진 전단 응력을 통해 비균일성을 감소시킬 수 있다. As mentioned above, the generation | occurrence | production of the cord of the obtained glass sheet becomes a special problem. For this reason, the cord is at least from fire resistant erosion products and free volatile products. For example, non-uniform glass (eg, glass 105) entering the stirring system may have increased alumina concentration, or silica concentration, or both. It has been found from the physical model that when the agitation process receives a continuous inlet flow of non-uniform glass, it is clear that it produces an outlet stream containing distinct non-uniform elements even at significantly reduced concentration levels. The width and pitch of each of these distinct elements is inversely proportional to the stirring speed. For example, increased agitation rates can reduce non-uniformity through the resulting shear stress divided in the distinct glass.

더욱이, 표면 파형의 선명도(visibility)는 넓이(amplitude) 및 피치에 의존한다고 알려져 있다. 하기에 더욱 상세히 기술되는 바와 같이, 상기 파형 사이의 피치가 교반 용기(101)(예를 들어, 유리 물질 106)로부터 유리 물질의 출구의 더 빠른 속도로 인해 감소됨에 따라, 상기 파형의 광학적 효과가 관찰되기 쉽지 않게 되고(그들의 넓이가 변화지 않는 경우 조차도) 목표 교반 효율이 실제로 감소한다. 이것은 코드의 선명도에 대한 교반 속도의 영향의 반영이다. 이러한 특성은 전단 응력에서의 더한 감소를 달성하기 위해 결합 거리를 증가시킨다. Moreover, the visibility of surface waveforms is known to depend on amplitude and pitch. As described in more detail below, as the pitch between the waveforms decreases due to the faster velocity of the exit of the glass material from the stirring vessel 101 (eg, glass material 106), the optical effects of the waveforms decrease. It becomes difficult to observe (even if their area does not change) and the target agitation efficiency actually decreases. This is a reflection of the influence of the stirring speed on the clarity of the cord. This property increases the bond distance to achieve a further reduction in shear stress.

정량적으로, 교반의 유효성(effectiveness), E는 하기와 같이 접근될 수 있다:Quantitatively, the effectiveness of the agitation, E, can be approached as follows:

Figure 112006046262011-pct00001
Figure 112006046262011-pct00001

여기서 k는 비례 상수, B는 교반기에 있는 블레이드 수, D는 상기 블레이드 직경, N은 교반 속도, τ는 전단 응력, V는 교반 용기의 부피, Q는 용기 내 유리의 유속, 그리고 μ는 유리의 점도이다.Where k is the proportional constant, B is the number of blades in the stirrer, D is the blade diameter, N is the stirring speed, τ is the shear stress, V is the volume of the stirring vessel, Q is the flow rate of the glass in the vessel, and μ is the Viscosity.

식(1)은 E가 유지되고 τ가 감소하면, D 및 V는 증가되어야 한다는 것을 나타낸다. 실시예 구체화에 따르면, 점도의 감소에 따른 더 큰 교반 직경 및 더 큰 교반 부피(즉, 교반 용기 101의 증가된 크기)는 백금 교반 부분(교반 용기 및 교반기)에 대한 전단 응력을 약 80% 감소시킴으로써 마이크로-Pt 함유물의 형성을 효과적으로 감소시킨다. 실시예 구체화에 따르면, 전단 응력에서의 더한 감소는 전단 응력에 대한 교반기 및 교반 용기 사이의 결합 "C"의 효과를 조사함으로써 영향받는다. Equation (1) indicates that if E is maintained and τ decreases, D and V should increase. According to an embodiment embodiment, a larger stirring diameter and a larger stirring volume (ie, increased size of the stirring vessel 101) as a result of the decrease in viscosity reduces the shear stress for the platinum stirring portion (stirring vessel and stirrer) by about 80%. Thereby effectively reducing the formation of micro-Pt inclusions. According to the embodiment embodiment, the further reduction in shear stress is effected by investigating the effect of the bond "C" between the stirrer and the stirring vessel on the shear stress.

전단 응력은 하기와 같이 표현될 수 있다:Shear stress can be expressed as follows:

Figure 112006046262011-pct00002
Figure 112006046262011-pct00002

여기서, v는 유리 물질의 점도이고 C는 교반기(103)의 블레이드와 교반 용기(101)의 내부 벽(102) 사이의 결합거리이다.Where v is the viscosity of the glass material and C is the bonding distance between the blade of the stirrer 103 and the inner wall 102 of the stirring vessel 101.

식 (2)를 식 (1)에 대입하면 다음과 같다:Substituting equation (2) into equation (1) gives:

Figure 112006046262011-pct00003
Figure 112006046262011-pct00003

여기서 k'=πk이다.Where k '= πk.

E, B, V 및 Q가 일정하게 유지되는 경우, D, N 및 C를 변화시키는 효과는 하기의 식으로부터 측정될 수 있다:When E, B, V and Q remain constant, the effect of changing D, N and C can be measured from the following equation:

Figure 112006046262011-pct00004
Figure 112006046262011-pct00004

목표는 식 (4)의 왼쪽 부분이 최소한의 전단 응력에 대해 일정하게 유지되는 조건을 찾는 것이다. 표준화된(normalized) 수를 사용한 식 (4)의 결과는 도 2의 표에서 볼 수 있다.The goal is to find conditions under which the left part of equation (4) remains constant for minimal shear stress. The results of equation (4) using normalized numbers can be seen in the table of FIG.

상기 교반기가 상기 유리에 대한 가장 큰 전단 응력을 적용하는 교반 용기의 부분은 교반기(103)의 블레이드와 교반 용기의 내부 벽(102) 사이에 가장 근접한 영역이다. 달리 말하면, 전단 속도(shear rate)(두 표면 사이의 유체의 점도 기울기) 및 전단 응력은 교반 용기 벽에 인접한 결합 부분에서 최대이다. 이 부분은 종종 당업계에서 결합 부분으로 언급된다. 상기 교반기(103)의 블레이드의 모서리와 내부 벽(102) 사이의 거리, 결합 거리 "C"를 증가시킴으로써 매우 전단 응력된 유리의 부피는 축(104)의 외부 직경과 블레이드의 첨단("블레이드 부분") 사이의 더 낮은 전단 응력된 부피에 비례적으로 증가한다. 실시예 구체화에서, 9.875" 직경을 갖는 교반 용기에서 결합 거리는 대략 5/8" 내지 대략 7/8"인 것이 유리하다. 더욱이, 실시예 구체화에 따른 이러한 두 결합 거리에 있어서 낮은 전단 응력 부피에 대한 높은 전단 응력 부피의 비율은 각각 0.315 및 0.396이다. 대략 0.75"보다 큰 결합 거리에서, 물리적인 모델에서 측정된 교반 효율은 실질적으로 저하된다.The portion of the stirring vessel where the stirrer applies the greatest shear stress to the glass is the region closest to the blade of the stirrer 103 and the inner wall 102 of the stirring vessel. In other words, the shear rate (slope gradient of the fluid between the two surfaces) and the shear stress are maximum at the joining portion adjacent to the stir vessel wall. This portion is often referred to in the art as a binding portion. By increasing the distance between the edge of the blade of the stirrer 103 and the inner wall 102, the bonding distance "C", the volume of the very shear stressed glass is determined by the outer diameter of the shaft 104 and the tip of the blade ("blade portion"). Increases proportionally to the lower shear stressed volume between " In an embodiment embodiment, it is advantageous for the bonding distance in a stirring vessel having a 9.875 "diameter to be about 5/8" to about 7/8 ". Furthermore, for these two bonding distances according to the embodiment embodiment, for low shear stress volumes, The proportion of high shear stress volumes is 0.315 and 0.396, respectively. At bond distances greater than approximately 0.75 ", the stirring efficiency measured in the physical model is substantially reduced.

다수의 유리 적용에 대한 교반기의 물리적 모델을 기본으로 한 상기 식 3은 교반 효율(E)은 교반기 속도(N)에 직접 비례하고 결합의 제곱근(C)에 반대로 비례한다는 것을 말한다. LCD 시트와 다른 유리 교반 적용을 한 경험은 교반 공정의 대량화(sclae-up)는 교반 효율(E)이 두 경우에 동일한 경우 성공적으로 행해질 수 있 다는 것을 나타낸다. 예를 들어, 식 3은 결합 거리(C)가 두 배가 되면, E가 동일하게 유지되도록 하기 위해서 상기 속도(N)가 40% 증가하는 것이 필요할 것이다.Equation 3, based on the physical model of the stirrer for many glass applications, states that the stirring efficiency (E) is directly proportional to the stirrer speed (N) and inversely to the square root (C) of the bonds. Experience with other glass agitation applications with LCD sheets indicates that the scale-up of the agitation process can be done successfully if the agitation efficiency (E) is the same in both cases. For example, Equation 3 would require a 40% increase in speed N to keep E equal when the bond distance C doubles.

하지만, 도 3은 교반 속도 및 결합의 함수로서 LCD 시트 유리에서 수용할만한 코드 질을 만드는데 필요한 교반기 효율의 그래프 대표도이다. 곡선(301)은 유리 시트에서 수용가능한 코드를 실현하는데 요구되는 교반 효율을 나타낸다. LCD 유리에 있어서, 요구되는 교반 효율은 코드 요구(requirement)를 충족하는 모든 경우에 대해서 동일하지는 않다. 요구된 교반 효율은 결합 및 속도가 증가함에 따라 실제로 감소한다(동일한 교반 용기 직경에 대해). 측정값은 표면 파형의 영역(spacing)이 속도가 증가함에 따라 더 작아지고, 코드를 보기 더 어렵게 만든다는 것을 나타낸다. 수용할만한 코드를 달성하는데 필요한 속도가 결합이 증가함에 따라 증가할 것이라 예상됨에도 불구하고, 필요한 속도는 식 3에서 예상된 바와 같이 많이 증가하지는 않는다. 따라서, 상기 교반기 및 교반 용기 백금 부분에 적용된 전단 응력은 결합 거리가 소정의 값 C로 증가함에 따라 감소될 수 있다. 실시예 구체화에 따르면, C가 위에서 실예로 들었던 대략 0.75" 내지 대략 1.0"의 범위에 있는 값 이상으로 증가되면, 교반은 덜 효과적으로 되고, 또한 코드 요건을 충족하기 위해 더 큰 교반 효율 및 전단 응력을 요구하게 된다. 이처럼, 각 실시예 구체화마다, 백금 부분에 대한 전단 응력이 최소화된 곳에 최적의 결합이 있다. 실예가되는 구체화에 따르면, 이 최적의 결합은 LCD 적용을 위한 유리 패널을 제조하는데 대략 0.5" 내지 대략 0.75" 범위에 있다.However, FIG. 3 is a graphical representation of the stirrer efficiency required to make acceptable code quality in LCD sheet glass as a function of stirring speed and bonding. Curve 301 represents the stirring efficiency required to realize an acceptable cord in the glass sheet. For LCD glass, the agitation efficiency required is not the same for all cases that meet the code requirements. The required stirring efficiency actually decreases (for the same stirring vessel diameter) as the binding and speed increase. The measurements indicate that the spacing of the surface waveforms becomes smaller with increasing speed, making the code more difficult to see. Although it is expected that the speed required to achieve acceptable code will increase as the coupling increases, the speed required does not increase much as expected in Eq. Therefore, the shear stress applied to the stirrer and the stirring vessel platinum portion can be reduced as the bonding distance increases to a predetermined value C. According to the embodiment embodiment, if C is increased above a value in the range of about 0.75 "to about 1.0", which is exemplified above, the agitation becomes less effective and also allows for greater stirring efficiency and shear stress to meet the code requirements. You will be asked. As such, for each embodiment embodiment, there is an optimal bond where the shear stress on the platinum portion is minimized. According to an illustrative embodiment, this optimal combination is in the range of about 0.5 "to about 0.75" for making glass panels for LCD applications.

위에서 세 개의 작동 요인들(operating points)을 통해 맞춰진 곡선(301)은 힘(power) 함수에 의해 접근될 수 있다:The curve 301 fitted through the three operating points above can be accessed by the power function:

Figure 112006046262011-pct00005
Figure 112006046262011-pct00005

이 실험적인 실시예로부터, 목표 E가 상수가 아니면 식 (4)의 왼쪽 부분은 상수가 아니다. 식 (5)를 식 (4)에 대입하는 것은 이것을 설명하고 하기와 같은 식을 초래한다:From this experimental example, the left part of equation (4) is not constant unless the target E is a constant. Substituting Eq. (5) into Eq. (4) explains this and leads to the following equation:

Figure 112006046262011-pct00006
Figure 112006046262011-pct00006

식 (6)으로부터, 도 2의 표가 수정되어 도 4의 표를 주었다. 도 4의 표로부터, 결합 거리를 증가시킴으로써 수용할만한 코드 질을 달성하는 동시에 전단 응력 의 바람직한 감소가 달성될 수 있다는 것이 확인된다. 알 수 있는 바와 같이, 코드 요건을 충족하기 위해서 결합이 증가함에 따라 상기 전단 응력이 증가한다. 실시예 구체화에 따르면, 백금 부분에 대한 전단 응력이 최소화된 최선의 결합이 있다. 실시예 구체화에서, 수용할만한 코드 질에 대한 최소한의 전단 응력을 산출하는 최적의 결합은 여기에 기술된 교반 용기 및 교반기에 대해 대략 0.3125" 내지 대략 0.75"의 범위에 있다.From equation (6), the table of FIG. 2 was modified to give the table of FIG. From the table of FIG. 4, it is confirmed that by increasing the bond distance, an acceptable reduction of shear stress can be achieved while at the same time achieving acceptable code quality. As can be seen, the shear stress increases as the bond increases to meet the code requirements. According to an embodiment embodiment, there is a best fit with minimal shear stress on the platinum portion. In the embodiment embodiment, the optimum combination that yields the minimum shear stress for acceptable cord quality is in the range of about 0.3125 "to about 0.75" for the stir vessel and stirrer described herein.

알 수 있는 바와 같이, 대략 0.3125" 내지 대략 0.75"의 범위에 있는 결합 거리의 언급된 한계는 또한 식 5 및 식 6에 내포하지 않는 것 이상의 결합 거리이 다. 이 때문에, 식 5 및 식 6은 결합 거리를 가진 실제의 교반기로의 경험을 기반으로 한다. 물리적인 모델은 교반 수행력이 C=0.75"와 C=1.25" 사이에서 떨어지기 시작한다는 것을 또한 제시한다. 교반 용기가 9.875" 직경을 갖는 실시예 구체화에서 0.75"의 결합 거리가 최적값에 가깝다는 것을 또한 주목해야한다.As can be seen, the stated limit of coupling distances in the range of about 0.3125 "to about 0.75" is also a coupling distance beyond that not implied in Equations 5 and 6. For this reason, Equations 5 and 6 are based on the experience with actual stirrers with coupling distances. The physical model also suggests that the stirring performance begins to fall between C = 0.75 "and C = 1.25". It should also be noted that the bonding distance of 0.75 "is close to the optimum in the embodiment embodiment where the stirring vessel has a 9.875" diameter.

백금 표면에서 전단 응력을 감소시키는 목적은 생성물의 거절을 초래하는, 인장된(drawn) 시트 유리에 있는 백금 침식 함유물을 감소시키는 것이다. 이 목적이 결합 거리를 증가시킴으로써 달성된다는 간접적인 증거는 도 5에 나타낸다. 이 때문에, 도 5는 알려진 공정으로부터 유리에 대해 나타난 생성물 손실%를 나타내며, 각 기간은 제조기간이다. 처음 5개의 데이타 세트, 기간 1부터 5는 9.875" 교반 용기에서 9.25" 교반기로 제조된 유리에 대한 생성물 손실을 나타낸다. 나머지 세 기간, 기간 6부터 8은 8.375" 직경을 가진 교반기, 및 9.875" 내부 직경(C=0.75")을 가진 교반 용기를 사용한 실시예 구체화이다. 쉽게 결정된 바와 같이, 마무리(finishing) 손실은 대략 40% 감소하거나 또는 실시예 구체화와 관련하여 전술된 결합 변수들을 도구로 더욱 감소될 수 있다.The purpose of reducing the shear stress at the platinum surface is to reduce the platinum erosion content in the drawn sheet glass, leading to rejection of the product. Indirect evidence that this object is achieved by increasing the coupling distance is shown in FIG. 5. For this reason, FIG. 5 shows the percent product loss seen for the glass from known processes, with each period being a production period. The first five data sets, periods 1 through 5, show product loss for glass made with a 9.25 "stirrer in a 9.875" stirrer vessel. The remaining three periods, periods 6 through 8, are embodiment embodiments using a stirrer with a 8.375 "diameter and a stirring vessel with a 9.875" internal diameter (C = 0.75 "). As readily determined, the finishing loss is approximately 40% reduction or further reduction in binding parameters described above in connection with embodiment embodiments.

실시예 구체화의 전단 응력에서 대략 3/4 감소는 점도를 약 2/3로 낮추고 교반 시스템의 약 1/4 확대에 의해 수행되는 것을 주목해야한다. 점도 감소는 교반기의 유리 물질의 온도를 증가시킴으로써 영향받을 수 있다. 하나의 실시예 구체화에서, 이것은 유리 온도를 대략 80℃; 즉 유리 점도가 약 3000 포이즈(g·㎝-1·sec-1)인 1400℃ 내지 유리 점도가 약 1000 포이즈(poise)인 1480℃로 증가시킴으로써 달성된다. 이것은 2/3의 기준화된(referenced) 점도 감소에 동등하게 한다. It should be noted that the approximately 3/4 reduction in shear stress of the example embodiment is performed by lowering the viscosity to about 2/3 and expanding about 1/4 of the stirring system. Viscosity reduction can be effected by increasing the temperature of the glass material of the stirrer. In one embodiment embodiment, this results in a glass temperature of approximately 80 ° C .; That is, by increasing the glass viscosity to about 3000 poise (g · cm −1 · sec −1 ) from 1400 ° C. to a glass viscosity of about 1000 poise 1480 ° C. This is equivalent to a 2/3 reduced reference viscosity.

이러한 실질적인 온도 증가는 교반 용기 및 교반기의 귀금속 부분의 강도를 감소시키고, 산화로 인한 백금 부분의 휘발성을 증가시킬 수 있다는 것을 주목해야 한다. 이 때문에, 백금 합금 부분의 연속적인 산화 및 냉각 표면에서 상기 백금 산화물의 응축은 유리로 떨어져서 결함을 초래할 수 있는 백금 입자의 소스를 야기한다. 이 현상을 감소하는데 온도 감소가 필요하다. 또한, 교반 용기에서의 온도 감소는 상기 교반 용기에 들어가는 유리의 온도를 감소시키고, 이것은 상기 교반 용기 및 교반기로부터 유리로 백금이 용해될 기회를 감소시킬 것이다. 이것은 결국 용액으로부터 백금 결함의 침식에 대한 잠재성을 감소시킬 것이다.It should be noted that this substantial increase in temperature can reduce the strength of the precious metal portions of the stirring vessel and stirrer and increase the volatility of the platinum portion due to oxidation. Because of this, condensation of the platinum oxide at the continuous oxidation and cooling surfaces of the platinum alloy portion results in a source of platinum particles that can fall into the glass and cause defects. To reduce this phenomenon, a temperature decrease is necessary. In addition, a decrease in temperature in the stirring vessel will reduce the temperature of the glass entering the stirring vessel, which will reduce the chance of platinum dissolving into the glass from the stirring vessel and the stirrer. This will eventually reduce the potential for erosion of platinum defects from solution.

실예가되는 구체화에 따르면, 온도 감소는 결합 거리를 증가시켜 전단 응력 을 떨어뜨리고 그런 다음 온도를 감소시켜 전단 응력을 이전 수준으로 되돌림으로써 전단 응력의 증가 없이 달성될 수 있다. 전단 응력에 대한 결합의 효과는 도 4의 표에 나타내었고, 실시예 구체화에 따른 전단 응력 대 교반 효율을 나타낸 도 6에서 도식으로 볼 수 있다.According to an illustrative embodiment, the temperature reduction can be achieved without increasing the shear stress by increasing the bond distance to lower the shear stress and then reducing the temperature to return the shear stress to the previous level. The effect of the bond on the shear stress is shown in the table of FIG. 4 and can be seen graphically in FIG. 6 showing the shear stress versus stirring efficiency according to the embodiment embodiment.

곡선(601)은 알려진, 비교적 높은 점도 교반기에 있어서 전단 응력과 교반 효율 사이의 관계를 나타낸다. (이 도표에 나타낸 모든 전단 응력은 비교를 위해 1000 포이즈에서 보여짐.) 곡선(601)을 곡선(603)과 연결하는 라인(602)은 일정한 결합, C의 라인이다. 0.3125"의 결합을 가진 5.25" 내지 9.25" 범위인 직경인 다른 교반기에 대한 작동 라인은 이 라인으로 떨어질 것이고, 이것은 전단 응력에 대한 교반기 직경을 증가시키는 효과를 나타낸다. 더 작은(5.875" 직경) 조건으로부터 더 큰 교반 시스템에 대한 이 라인을 따라가는 것은 1000 포이즈에서 약 0.38 psi 내지 0.27 psi의 전단 응력 감소를 초래한다. 이것은 대략 30% 정도의 확연한 전단 응력의 감소이다.Curve 601 represents the relationship between shear stress and agitation efficiency in a known, relatively high viscosity stirrer. (All shear stresses shown in this diagram are shown at 1000 poise for comparison.) Line 602 connecting curve 601 with curve 603 is a line of constant bond, C. Operating lines for other agitators ranging in diameter from 5.25 "to 9.25" with a bond of 0.3125 "will fall into this line, which has the effect of increasing the agitator diameter for shear stress. Smaller (5.875" diameter) conditions Following this line from to a larger stirring system results in a shear stress reduction of about 0.38 psi to 0.27 psi at 1000 poise. This is a significant reduction in shear stress of about 30%.

라인(603)과 라인(605; C=.75")을 연결하는 라인(604)은 대략 0.3125" 내지 대략 0.75"으로 결합(coupling)이 변화함에 따라, 요구되는 교반 효율에 대한 작동 라인을 나타낸다. 이것은 예시적인 구체예에서, 전단 응력이 결합 거리를 증가시킴으로써 약 50%(약 0.14 psi 까지)까지 더욱 감소 될 수 있음을 보여준다. 식 1로부터의 교반 효율(E) 정의를 기초로, 허용가능한(acceptable) 코드 및 함유물을 달성하기 위한 교반 효율의 예시적인 범위는 0.3125" 내지 0.75"의 결합 범위에 걸쳐서 대략 175 내지 대략 250이다. 예를 들어, 9.875" ID 교반 용기, 두 개의 다른 교반기 직경, 9.25"(0.3125" 결합) 및 0.875"(0.75" 결합)가 예시적인 구체예에서 수행된다. 상기 9.25" 직경 교반기에 대해 요구되는 교반 효율은 대략 250이다. 상기 8.375" 직경 교반기에 대해 요구되는 교반 효율은 대략 175이다. 동일한 1000 포이즈 점도에 있어서, 상기 9.25" 직경 교반기에 대한 전단 응력은 0.270 psi였다. 더 작은 8.375" 직경 교반기에 대한 전단 응력은 0.136 psi였다. 이러한 변수들을 사용하여, 예시적인 구체예의 교반기는 LCD 디스플레이를 포함하는 많은 분야에서 수용가능한 코드에 이를 수 있다. Line 604 connecting line 603 and line 605 (C = .75 ") represents an operating line for the desired agitation efficiency as the coupling changes from approximately 0.3125" to approximately 0.75 ". This shows that in an exemplary embodiment, the shear stress can be further reduced by about 50% (up to about 0.14 psi) by increasing the bonding distance, based on the agitation efficiency (E) definition from Equation 1. Exemplary ranges of agitation efficiency to achieve acceptable and cord content are approximately 175 to approximately 250 over a bonding range of 0.3125 "to 0.75". For example, a 9.875 "ID stirring vessel, two different stirrer diameters , 9.25 "(0.3125" bond) and 0.875 "(0.75" bond) are performed in an exemplary embodiment. The stirring efficiency required for the 9.25 "diameter stirrer is approximately 250. The stirring efficiency required for the 8.375" diameter stirrer is approximately 175. For the same 1000 poise viscosity, the shear stress for the 9.25 "diameter stirrer was 0.270 psi. The shear stress for the smaller 8.375" diameter stirrer was 0.136 psi. Using these variables, the stirrer of the exemplary embodiment can lead to codes acceptable in many applications, including LCD displays.

결합 증가로 인한 이점 또한 0.27 psi의 전단 응력이 더 낮은 시스템 온도에서 백금 침식 함유물에 대해 수용가능한 경우 온도를 감소시키는데 이용될 수 있다는 것을 주목해야한다. 도 7은 교반 용기의 내부 벽에 대한 전단 응력 대 온도의 그래프 대표도이다. 이 그래프는 실시예 구체화에 따른 교반기(C=0.75")의 작동 특성을 나타낸다. 그래프에서 점(701)은 특히 1480℃ 및 16 RPM에서 작동되는 실시예 구체화의 교반기에 대한 증명된 작동 조건을 나타낸다. 다를하나의 교반기에 있어서 전단 응력(703; 0.27 psi)에 대한 일정한 교반 효율(702; E180)의 라인을 따라가면, 다른 교반기로 성공적으로 달성된 전단 응력을 증가시키지 않고 1480℃ 내지 약 1430℃ 온도 감소를 허용할 수 있다. 이것은 물리적 침식으로부터보다 용액/침전 반응으로부터 더 많은 함유물이 나오는 경우에 바람직할 것이다. 그것은 또한 백금 부분의 침식 저항이 백금 부분에 대한 증가된 전단 응력의 영향보다 더 낮은 온도로 더 빠르게 증가하는 경우에 가능할 것이다.It should also be noted that the benefits from increased bonds can also be used to reduce the temperature if a shear stress of 0.27 psi is acceptable for the platinum erosion content at lower system temperatures. 7 is a graphical representation of shear stress versus temperature for an interior wall of a stirring vessel. This graph shows the operating characteristics of the stirrer according to the embodiment embodiment (C = 0.75 "). The dots 701 in the graph show the proven operating conditions for the stirrer of the embodiment embodiment operating at 1480 ° C. and 16 RPM, in particular. Following a line of constant agitation efficiency (702; E180) for shear stress (703; 0.27 psi) in one stirrer, 1480 ° C. to about 1430 ° C. without increasing the shear stress successfully achieved with another stirrer. It may be desirable to reduce the temperature, which would be desirable if more inclusions emerge from the solution / precipitation reaction than from physical erosion, which also means that the erosion resistance of the platinum portion is more than the effect of increased shear stress on the platinum portion. It would be possible if the temperature increased faster at lower temperatures.

실시예 구체화에 따르면, 오일 모델링 실험 시리즈는 교반 블레이드와 교반 용기 벽 사이의 전단 응력의 함수로서 최적의 교반 효율을 전달한 결합 거리를 결정하기 위해서 수행되었다. 교반기는 5/16", 1/2". 9/16", 5/8", 11/16", 3/4" 및 7/8"의 결합 거리를 산출하도록 규격화된 블레이드로 수행되었다. 상기 교반기는 전형적으로 9 rpm 내지 25 rpm의 회전 속도 범위에 대해서 테스트 되었다. 이것은 대략 5s-1 내지 20s-1 의 블레드와 내부 벽 사이의 전단 속도(shear rate)의 범위를 산출한다. 설명의 목적으로 1000 포이즈(poise) 점도에서 대략 15s-1 를 초과하는 전단 속도는 수용할 수 없는 Pt 침식 및 그에 따른 얻어진 생성물에서 함유물을 야기한다.According to the embodiment embodiments, a series of oil modeling experiments were performed to determine the bond distance that delivered the optimum stirring efficiency as a function of the shear stress between the stirring blade and the stirring vessel wall. Agitators 5/16 "1/2". 9/16 ", 5/8", 11/16 ", 3/4" and 7/8 "were performed in a standardized blade to produce a combined distance. The stirrer is typically 9 rpm to 25 rpm rotation speed of The range was tested, which yielded a range of shear rates between the blade and the inner wall of approximately 5s -1 to 20s -1 , approximately 15s -1 at 1000 poise viscosity for illustrative purposes. Shear rates in excess lead to unacceptable Pt erosion and inclusions in the resulting product.

교반기 유효성은 부분적 그리고 일시적으로 주입된 염료를 분산하는 교반기 능력의 분석에 의해 측정되었다. 기하학적으로 교반 용기에 근접한 투명한 플라스틱 용기가 생산에 사용되었다. 유리는 뜨거운 교반 용기에서 유리를 생성하는데 동력 유사(similitude)를 제공하는 점도, 밀도 및 유속에서 폴리이소부틸렌 오일에 의해 꾸며졌다. 비교적 작은 부피의 염색된 오일(깨끗한 메트릭스 오일의 대략 25배의 점도)이 교반 용기에 주입되고, 회전 블레이드를 통해 교반 용기 안으로 흘렸고, 용기에서 방출되었다. 상기 모델은 혼합된 오일 흐름의 정상적인 관찰 및 이미지화를 촉진하기 위해 사각의 투명한 파이프를 포함하는 알려진 장비의 사용을 포함한다.Stirrer effectiveness was determined by analysis of the stirrer's ability to disperse partially and temporarily injected dye. A transparent plastic container geometrically close to the stirring vessel was used for the production. The glass was decorated with polyisobutylene oil at viscosity, density and flow rate which provided power similitude for producing glass in a hot stirring vessel. A relatively small volume of dyed oil (approximately 25 times the viscosity of clean matrix oil) was injected into the stir vessel, flowed through the rotating blades into the stir vessel and released from the vessel. The model involves the use of known equipment that includes square transparent pipes to facilitate normal observation and imaging of the mixed oil flow.

염색된(선홍색) 오일을 방출하는 라인스캔(linescan) 이미지를 얻었다. 디지털 비디오는 작업 평면(reference plane)에서 위치 및 시간의 함수로서 교반된 유리의 부피에서 염료의 분포를 나타낸다. 상기 이미지는 대비를 최대화하기 위해 필터되고 공정된 초록빛이다. 거친 포물선(parabolic) 모양의 염료 지도(dye front)는 완전하게 개발된 파이프 흐름의 특징이 된다.Linescan images were obtained that gave off the dyed (scarlet) oil. Digital video shows the distribution of dye in the volume of agitated glass as a function of position and time in the reference plane. The image is greenish, filtered and processed to maximize contrast. Coarse parabolic dye fronts characterize fully developed pipe flows.

상기 오일의 부분적인 균일성은 상기 이미지의 세기 대비로부터 평가된다. 예를 들어, 낮은 대비는 우수한 혼합을 가리키고 높은 대비는 빈약하다. 이것은 도 8a 및 8b에 각각 나타난다.Partial uniformity of the oil is evaluated from the intensity contrast of the image. For example, low contrast indicates good mixing and high contrast is poor. This is shown in FIGS. 8A and 8B, respectively.

균일성의 측정값은 비트맵 방식의(bitmapped) 세기 데이타의 수적인 신호(interrogation)를 통해 정량화될 수 있고 이것은 픽셀 거리에 대한 세기의 그래프인 도 9에 나타난다. 대비는 이미지에서 세기의 부분적인 변형의 함수로서 얻어지고, 분산도는 특징적인 로그(log) 정상 피크 및 염료의 펄스 쇠퇴(decay)의 함수로서 얻어진다. 분산도 및 균일성 수는 조합되어 교반기 유효성(SEI)의 전체 지수를 산출하고, 이 연구에서 조사된 교반기에 있어서 대략 0 내지 대략 4000 사이의 크기는 더 높은 수가 뛰어난 교반을 가리킨다. 도 10은 교반 유효성 대 전단 속도의 그래프 대표도이다. 상기 측정은 교반 효율, E와 전반적으로 다르지만, E와 동일한 방법으로 행동하는 것으로 여겨진다. 일반적으로, E는 교반 전에 대한 교반 후에 유리 및 모체 유리 자체에서의 비균일성 사이의 경계 표면적의 비율이다. The measure of uniformity can be quantified through numerical interrogation of bitmapped intensity data, which is shown in FIG. 9, which is a graph of intensity versus pixel distance. Contrast is obtained as a function of the partial deformation of intensity in the image, and dispersion is obtained as a function of the characteristic log normal peak and the pulse decay of the dye. Dispersion and uniformity numbers are combined to yield an overall index of stirrer effectiveness (SEI), and for the stirrers investigated in this study, sizes between approximately 0 and approximately 4000 indicate higher numbers of superior agitation. 10 is a graphical representation of agitation effectiveness versus shear rate. The measurement is generally different from the stirring efficiency, E, but is believed to behave in the same way as E. In general, E is the ratio of the boundary surface area between the nonuniformity in the glass and the mother glass itself after stirring to before stirring.

예를 들어, 골프공에 있어서 경계면은 물과 접촉하는 공의 표면, 즉 공의 외부 표면이다. 하지만, 상기 공이 작은 조각으로 잘려서 물속으로 던져지면, 공과 물 사이의 경계 표면적은 모든 입자들의 표면적의 합이 될 것이다. 이것은 본래 공의 표면적보다 매우 더 클 것이다. 따라서, 공이 잘라지기 전에 대한 잘라진 후의 경계면적 비율은 큰 수이고 공이 얼마나 미세하게 잘릴 수 있는지 기준이 된다. 전술한 식에 있어서 기본은 교반 전후의 경계 표면적 비율의 이론적인 유도(derivation)이다. 이것은 흥미로운 개념이나 쉽게 측정되지는 않는다. 도 7의 실시예 구체화에서, 교반의 유효성에 대한 다른 측정이 사용된다. 그것은 교반 용기에 남겨진 흔적 중 구별된 원소들을 관찰하는 단계, 강도 및 라인의 공간을 측정하는 단계를 기본으로 한다.For example, in a golf ball the interface is the surface of the ball in contact with water, ie the outer surface of the ball. However, if the ball is cut into small pieces and thrown into the water, the boundary surface area between the ball and the water will be the sum of the surface areas of all particles. This will be much larger than the surface area of the original ball. Thus, the ratio of the cut out boundary area to the cut out before the ball is a large number and is a measure of how finely the ball can be cut. The basis in the above formula is the theoretical derivation of the ratio of the boundary surface area before and after stirring. This is an interesting concept but not easily measured. In the embodiment embodiment of FIG. 7, another measure of the effectiveness of the agitation is used. It is based on observing the distinct elements of the traces left in the stirring vessel, measuring the strength and the space of the line.

도 10에서 보는 바와 같이, 교반 유효성은 5/16" 내지 대략 5/8"로 결합 거 리를 증가시킴으로써 증가하고, 그다음 더 큰 블레이드-벽 공간에서 다시 떨어진다. 특히, 상기 교반 유효성 지수는 곡선들(1001, 1002, 1003)의 결합 거리에 따라 증가하고, 곡선들(1004, 1005 및 1006)의 결합 거리에 따라 감소한다. 이것은 결합 거리, 블레이드 표면적 및 회전 속도 사이의 최선의 평형이 이런 클래스(class)의 교반기에 대해 존재하고, 생성하는데 있어서 이러한 변수들이 교반 침식으로부터 감소된 코드 로딩(loading) 및 감소된 백금 함유물을 산출할 수 있다는 것을 가리킨다.As shown in FIG. 10, the stirring effectiveness is increased by increasing the bond distance from 5/16 "to approximately 5/8" and then falls back in the larger blade-wall space. In particular, the stirring effectiveness index increases with the coupling distance of the curves 1001, 1002, 1003 and decreases with the bonding distance of the curves 1004, 1005, and 1006. This indicates that the best equilibrium between bonding distance, blade surface area and rotational speed is present for this class of stirrers, and in producing these variables result in reduced cord loading and reduced platinum content from stir erosion. Indicates that it can be calculated.

도 10에서 피크 SEI가 가능한 더 높은 것이 바람직하고, 가장 낮은 가능한 전단 속도 또는 전단 응력(shear stess)에서 발생한다. 하지만, 약간의 확장에 대해서는 때때로 흥정(trade-off) 또는 절충(compromise)이 되어야 한다. 예를 들어, 곡선(105; 0.75"의 결합)은 도 10의 실시예 구체화의 곡선 중 두번째로 높은 SEI 피크를 가진다. 하지만, 이 피크는 비교적 높은 전단 속도에서 발생한다. 5/8"의 결합을 가진 교반기에 있어서 SEI 대 전단 속도인 곡선(1003)에서 더 낮은 전단 속도(또는 전단 응력)에서 훨씬 더 높은 SEI 피크가 얻어진다. 곡선(1004)은 곡선들(1003 및 10005)의 피크들보다 더 낮은 피크, 및 곡선들(1003 및 10005)의 피크들에서 전단 속도 사이인 전단 속도를 가진다. 이처럼, 어떠한 결합 및 그에 따라 어떤 원소들이 최적의 SEI 및 최소한의 전단 속도를 제공하는지를 결정하기 위해서 도 10과 관련하여 기술된 바와 같은 모델을 제공하는 것이 유용할 수 있다.It is preferred that the peak SEI in FIG. 10 be as high as possible and occur at the lowest possible shear rate or shear stess. However, for some extensions it must sometimes be trade-off or compromise. For example, curve 105 (combination of 0.75 ") has the second highest SEI peak of the curve of the embodiment embodiment of Figure 10. However, this peak occurs at a relatively high shear rate. Combination of 5/8" At a lower shear rate (or shear stress) a much higher SEI peak is obtained in curve 1003, which is the SEI versus shear rate for the stirrer with. Curve 1004 has a shear rate that is lower than the peaks of curves 1003 and 10005, and the shear rate at the peaks of curves 1003 and 10005. As such, it may be useful to provide a model as described in connection with FIG. 10 to determine which bond and hence which elements provide the optimal SEI and minimum shear rate.

실시예 구체화는 실시예 구체화의 토론을 통해 관련지어 상세히 설명되었으며, 본 발명의 변경은 본 개시의 이점을 가지는 당업계의 당업자들에게 명백하다 할 것이다. 그러한 변경 및 변형은 첨부된 청구항의 영역에 포함된다.Example embodiments have been described in detail in connection with the discussion of example embodiments, and modifications of the invention will be apparent to those skilled in the art having the benefit of this disclosure. Such modifications and variations are included within the scope of the appended claims.

Claims (22)

몰튼 유리를 교반기(stirrer)가 놓여진 교반방(stir chamber)을 통해 흐르게 하며(flowing), 여기에서 교반기 및 교반방의 내부벽 사이의 결합 거리(coupling distance)는 0.7938 cm 내지 1.905 cm이며; Flowing the molten glass through a stir chamber in which a stirrer is placed, wherein a coupling distance between the stirrer and the inner wall of the stirrer chamber is from 0.7938 cm to 1.905 cm; 전단 속도가 15s-1 이하를 생성하는 속도 N에서 교반기를 회전시키며(ratating); 및 교반 효율 E는 175 내지 250의 범위인 것을 특징으로 하는 감소된 함유물(inclusions) 및 코드를 가진 유리를 형성하는 방법. Ratting the stirrer at a speed N where the shear rate produces less than 15 s −1 ; And agitation efficiency E is in the range of 175 to 250. A method of forming a glass with reduced inclusions and cords. 제1항에 있어서, 상기 몰튼 유리에서 1000 포이즈의 점도에서 전단 응력은 0.0189 kg/cm2 내지 0.0096 kg/cm2 인 것을 특징으로 하는 감소된 함유물(inclusions) 및 코드를 가진 유리를 형성하는 방법. The method of claim 1, wherein the shear stress at a viscosity of 1000 poise in the molten glass is 0.0189 kg / cm 2 to 0.0096 kg / cm 2 . . 제 1항에 있어서, 상기 몰튼 유리의 온도는 1430 내지 1480℃인 것을 특징으로 하는 감소된 함유물(inclusions) 및 코드를 가진 유리를 형성하는 방법. The method of claim 1, wherein the temperature of the Morton glass is between 1430 and 1480 ° C. 3. 제 1항에 있어서, 상기 교반방을 나가는 몰튼 유리에 포함된 함유물(inclusions)은 직경이 50 ㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 감소된 함유물(inclusions) 및 코드를 가진 유리를 형성하는 방법. The method of claim 1, wherein the inclusions included in the Morton glass exiting the stir chamber are less than 50 μm in diameter. 제 1항에 있어서, 상기 교반방을 나가는 몰튼 유리에 포함된 코드(cord)의 세기 콘트라스트(intensity contrast)는 0.67% 미만인 것을 특징으로 하는 감소된 함유물(inclusions) 및 코드를 가진 유리를 형성하는 방법. 2. The glass of claim 1 wherein the intensity contrast of the cords contained in the molten glass exiting the stir chamber is less than 0.67%. Way. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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