KR101581964B1 - 모듈러 풀링 롤과 그 제조 및 사용방법 - Google Patents

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Abstract

슬리브(800) 및/또는 카트리지(1330)를 포함하는 풀링 롤의 제조방법이 개시된다. 또한, 풀링 롤의 내열재료의 적어도 일부를 변경 또는 수리하기 위한 방법이 개시된다. 또한, 내열재료를 각각 포함하는 풀링 롤에 사용하기 위한 슬리브 및 카트리지가 개시된다.

Description

모듈러 풀링 롤과 그 제조 및 사용방법{MODULAR PULLING ROLL AND METHODS OF MANUFACTURE AND USE THEREOF}
본 발명은 글래스 시트의 제조에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 예컨대 오버플로우 다운드로우 퓨전 공정에 의해 글래스 시트의 제조에 사용하기 위한 풀링 롤 및 그 제조방법에 관한 것이다.
풀링 롤은 시트가 형성되는 글래스 리본에 인장력을 인가하여 규격의 시트 두께를 조절하기 위한 글래스 시트의 제조에 사용된다. 예컨대, 오버플로우 다운드로우 퓨전 공정(Dockerty에 의한 미국특허 제3,338,696호 및 제3,682,609호 참조)에 있어서, 풀링 롤은 퓨전 파이프의 팁(tip) 또는 루트(root)의 하류에 위치되어, 형성된 글래스 리본이 파이프를 떠나 최종 완성된 시트의 규격 두께를 결정하는 속도를 조절하는데 사용된다.
성공적인 풀릴 롤은 다수의 상반되는 기준에 처할 수 있다. 풀링 롤은 많은 시간 동안 새롭게 형성되는 글래스와 관련된 고온에 견딜 수 있어야 한다. 롤을 교체하는데 필요한 시간은 주어진 기계가 생산할 수 있는 최종 완성된 글래스의 양을 감소시켜 궁극적인 글래스 비용을 증가시키므로, 그와 같은 환경에서는 보다 긴 풀링 롤이 보다 더 오래 쓸 수 있다. 풀링 롤은 또한 그 공정에서 생산된 글래스 시트의 두께를 조절하기에 충분한 당김력을 제공할 수 있어야 하고, 글래스에 부착되어 표면 결함을 야기할 수 있는 다량의 파티클을 생성하지 말아야 한다.
통상 기존 풀링 롤의 성능 및 예상 수명이 제조 물질, 풀링 롤의 물리적 특성, 및 작동 조건에 의해 제한되기 때문에, 롤 교체는 글래스 생산 공정에 있어서의 많은 문제 및 롤을 예컨대 수리 또는 재구성을 위해 롤 제조자에게 운반하기 위한 많은 비용을 초래할 수 있다. 기존의 풀링 롤은 일단 구성되면, 롤의 특성 및 성능에 악영향을 끼치지 않고는 제거할 수 없다. 심지어 새로운 롤을 제조하는데 사용하기 위한 롤 샤프트의 복구에는 비용과 시간이 상당히 소비될 수 있다. 따라서, 많은 비용과 시간을 야기하지 않고 수리 및/또는 재구성될 수 있는 풀링 롤을 얻기 위한 기술이 필요하다. 이러한 필요성 및 또 다른 필요성이 본 발명 개시의 방법 및 구성에 의해 만족될 수 있다.
본 발명은 글래스 제조를 위한 풀링 롤 및 풀링 롤을 제조하기 위한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
제1형태에 있어서, 본 발명은 풀링 롤을 제조하기 위한 방법을 제공하며, 이 방법은 마주 대하는 방식으로 샤프트 상에 밀보드 재료(millboard material)의 다수의 소성 디스크(fired disc)를 배치하는 단계, 상기 다수의 소성 디스크를 축방향으로 압축하는 단계, 슬리브를 형성하기 위해 다수의 소성 디스크의 적어도 일부를 함께 융합시키기에 충분한 온도 및 시간 동안 상기 축방향으로 압축된 다수의 소성 디스크를 소성하는 단계, 및 상기 슬리브를 샤프트로부터 제거하는 단계를 포함한다.
제2형태에 있어서, 본 발명은 풀링 롤 샤프트 상에 내열재료의 슬리브를 배치하여 고정시키는 단계를 포함하며, 상기 슬리브는 적어도 부분적으로 함께 융합된 다수의 소성된 내열 디스크를 포함한다.
제3형태에 있어서, 본 발명은 풀링 롤 카트리지를 제조하기 위한 방법을 제공하며, 이 방법은 마주 대하는 방식으로 중공의 원통형 스핀들(spindle) 상에 밀보드 재료의 다수의 디스크를 배치하는 단계, 및 상기 다수의 디스크를 축방향으로 압축하는 단계를 포함하며, 상기 중공의 원통형 스핀들은 풀링 롤 샤프트 상의 다수의 키웨이(keyway)와 정합되도록 채용된 그 내면 상에 배치된 다수의 키를 갖춘다.
제4형태에 있어서, 본 발명은 풀링 롤 샤프트 상에 카트리지를 배치하여 고정시키는 단계를 포함하는 풀링 롤 어셈블링 방법을 제공하며, 상기 카트리지는 중공의 원통형 스핀들의 내면 상에 배치된 다수의 키를 갖춘 중공의 원통형 스핀들 상에 배치된 내열재료를 포함하고, 상기 풀링 롤 샤프트는 표면에 배치되고 그 축을 따라 확장하는 다수의 키웨이를 포함하며, 상기 키와 키웨이의 상호작용이 풀링 롤 샤프트 상의 원하는 축 위치에 카트리지를 위치시키도록 상기 키웨이가 샤프트 상에 배치된다.
제5형태에 있어서, 본 발명은 중공의 원통형 스핀들 및 그 상에 배치된 내열재료의 실린더를 포함하는 카트리지를 제공하며, 상기 중공의 원통형 스핀들은 그 내면 상에 배치된 다수의 키를 포함하고, 상기 카트리지는 풀링 롤 샤프트 상에 배치될 수 있다.
제6형태에 있어서, 본 발명은 풀링 롤 샤프트 및 그 상에 배치된 적어도 하나의 카트리지를 포함하는 풀링 롤 시스템을 제공하며, 상기 풀링 롤 샤프트는 표면에 배치되고 그 축을 따라 확장하는 다수의 키웨이를 포함하고, 적어도 하나의 카트리지는 그 상에 배치된 내열재료의 실린더를 가지면서 중공의 원통형 스핀들의 내면을 따라 배치된 다수의 키를 갖춘 중공의 원통형 스핀들을 포함하며, 상기 키와 키웨이의 상호작용이 풀링 롤 샤프트 상의 원하는 축 위치에 카트리지를 위치시키도록 상기 키웨이가 샤프트 상에 배치된다.
제7형태에 있어서, 본 발명은 여기에 기술한 바와 같은 샤프트 및 카트리지를 갖춘 풀링 롤에 의해 글래스 리본에 인장력을 인가하는 단계, 및 글래스 리본으로부터 글래스 시트를 분리하는 단계를 포함하는 글래스 시트 제조방법을 제공한다.
추가의 본 발명의 형태는 부분적으로 상술한 설명 및 이하의 소정 청구항들로부터 기술되고, 부분적으로는 상술한 설명으로부터 유도되거나, 또는 개시된 예시의 실시예들의 실시에 의해 알 수 있을 것이다. 기술된 장점들은 부가의 청구항들로부터 특별히 제시된 구성요소 및 조합에 의해 실현되어 얻어질 것이다. 상술한 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명 모두는 예시 및 설명만을 위한 것일 뿐 본 발명을 한정하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
상기와 같이 이루어진 본 발명에 의하면, 많은 비용과 시간을 야기하지 않고 수리 및/또는 재구성될 수 있는 풀링 롤 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
본 명세서에 반영되어 일부를 구성하는 부가의 도면들은 본 발명의 원리를 한정하지 않고 설명하기 위한 상세한 설명과 함께 본 발명의 소정 형태들을 기술한다.
도 1은 본 발명의 여러 형태에 따른 슬리브를 구성하는데 사용될 제거된 분할 지지 링을 갖는 샤프트를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 여러 형태에 따른 슬리브를 구성하는데 사용될 설치된 스냅 링을 갖는 샤프트를 나타낸 개략도이다.
도 3은 원하는 크기로 컷팅하기 전의 샤프트 상의 소성의 압축된 디스크를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 여러 형태에 따른 원하는 크기로 컷팅한 후의 샤프트 상의 소성의 압축된 디스크를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 여러 형태에 따른 콘(cone)을 갖는 고정된 칼라(fixed collar)를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 여러 형태에 따른 제거가능 칼라를 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 여러 형태에 따른 제거가능 칼라를 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명의 여러 형태에 따른 풀링 롤 슬리브를 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 발명의 여러 형태에 따른 스핀들의 고정된 칼라 및 제거가능 칼라를 나타낸 개략도이다.
도 10은 본 발명의 여러 형태에 따른 원하는 크기로 컷팅하기 전의 카트리지를 나타낸 개략도이다.
도 11은 본 발명의 여러 형태에 따른 원하는 크기로 컷팅한 후의 카트리지를 나타낸 개략도이다.
도 12는 본 발명의 여러 형태에 따른 카트리지를 나타낸 사시도이다.
도 13은 본 발명의 여러 형태에 따른 풀링 롤 샤프트, 카트리지, 및 잠금 칼라를 나타낸 도면이다.
추가의 특징은 부분적으로 이하의 설명으로 기술되고, 부분적으로는 그 설명으로부터 명백해지거나, 또는 개시의 여러 특징의 실시에 의해 알 수 있을 것이다. 본 발명의 장점들은 부가의 청구항들로부터 특별히 제시된 구성요소 및 조합에 의해 실현되어 얻어질 것이다. 상술한 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명 모두는 예시 및 설명만을 위한 것일 뿐 청구한 바와 같이 본 발명을 한정하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명은 이하의 상세한 설명, 예들, 및 청구항들에 대한 참조와, 이전 및 이후의 설명에 의해 용이하게 이해될 수 있다. 그러나, 본 발명의 장치 및/또는 방법을 개시 및 기술하기 전에, 변경과 같이 달리 나타내지 않는 한 본 발명이 개시된 특정 장치 및/또는 방법으로 한정하지 않는다는 것을 알아야 한다. 또한, 여기에 사용된 전문용어가 특정 형태를 설명하기 위한 것이지 한정할 의도가 아니라는 것을 알아야 한다.
여기에는 본 발명의 방법 및 구성에 사용되고, 그와 조합되고, 그것을 제조하는데 사용될 수 있는 재료, 혼합물, 및 구성요소들이 개시되거나, 또는 그 방법 및 구성의 산물들이 개시된다. 이들 재료 및 또 다른 재료들이 여기에 개시되며, 이들 재료의 조합, 부분 결합, 상호교환, 그룹 등이 개시될 경우, 각각의 여러 개별적 그리고 집합적 조합들 및 이들 조합의 변경의 특정 참조가 명확하게 개시되지는 않지만, 저마다 개별적으로 특별히 고려되어 여기에 기술된다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
이하의 설명은 현재 공지된 실시에 있어서의 본 발명에 따른 원리 및 개념의 가능한 교시에 따라 제공된다. 이 때문에, 관련기술에 숙련된 자들은 여기에 기술된 본 발명 실시예들의 여러 형태들에 대한 많은 변경이 이루어질 수 있으면서도 본 발명의 동일한 결과를 얻을 수 있다는 것을 인식 및 알 수 있을 것이다. 또한, 다른 구성들을 이용하거나 다른 이점들을 달성하지 않고 본 발명의 몇몇 형태들을 선택함으로써 본 발명의 몇몇 원하는 이점들이 얻어질 수 있다는 것을 명백히 알 수 있을 것이다. 따라서, 해당 기술분야에 속하는 자들은 본 발명에 대한 많은 변경 및 변형이 가능하고, 심지어 소정 환경에 바람직하며, 본 발명의 일부라는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 이하의 설명은 본 발명의 원리의 설명으로서 한정하지 않고 제공된다.
여기에 사용된 바와 같은 단일의 형태 "a", "an" 및 "the"는 문맥을 달리 나타내지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다. 따라서, 예컨대 단일의 형태로 나타낸 "구성요소(component)"라는 기재는 하나만을 나타낸 것이 아니라 2개 또는 그 이상의 그와 같은 구성요소를 갖는 형태를 포함한다.
여기에서는 범위들이 "약" 하나의 특정값, 및/또는 "약" 또 다른 특정값과 같이 표시될 수 있다. 그와 같은 범위가 표시될 경우, 또 다른 형태는 하나의 특정값부터 및/또는 또 다른 특정값까지를 포함한다. 유사하게, 선행의 "약"의 사용에 의해, 값이 근사치로 표시될 경우에는 특정값이 또 다른 형태를 형성한다는 것을 알 수 있을 것이다. 더욱이, 각 범위의 종료점이 또 다른 종료점과 연관되든 독립되든 둘다 중요하다는 것을 알 수 있을 것이다.
여기에 사용된 바와 같이, 특별히 반대의 상태로 정하지 않는 한 성분에 대한 "wt.%" 또는 "weight percent" 또는 "percent by weight"는 성분이 포함된 그 성분의 총 무게에 기초한다.
여기에 사용된 바와 같이, "압축성(compressibility)"은 인가된 압력에 따른 재료의 상대적인 부피의 변경을 말한다. 예컨대, 풀링 롤의 압축성은 압축력의 인가에 따른 그 어셈블링된 내열 디스크의 두께, 또는 그 어셈블링된 풀링 롤의 길이의 변경과 관련된다.
여기에 사용된 바와 같이, "복구"는 인가된 압력 제거 후의 압축된 재료의 확장성을 말한다. 예컨대, 풀링 롤의 복구는 축방향 압축력의 제거 또는 열팽창에 의한 풀링 롤 샤프트의 연장에 따른 밀보드 피스(millboard piece)의 두께(또는 슬리브의 길이)에 있어서의 확장과 관련된다.
상기 간략히 기술한 바와 같이, 본 발명은 예컨대 글래스 시트의 제조에 사용될 수 있는 풀링 롤 제조에 사용하기 위한 향상된 구성 및 방법을 제공한다. 여러 형태에 있어서, 본 발명은 풀링 롤을 위한 모듈러 구성요소를 제공한다. 그와 같은 모듈러 구성요소는 여러 형태에 있어서 풀링 롤의 운반 및 수리와 관련된 비가동시간 및 비용을 최소화하기 위해 사용지점에서 신속히 교체될 수 있다. 어느 한 형태에 있어서, 모듈러 구성요소는 적어도 부분적으로 함께 융합되는 소성의 압축된 내열 디스크의 슬리브를 포함할 수 있고, 따라서 그 슬리브는 단일 유닛처럼 풀링 롤 샤프트 상에 배치되거나 그로부터 제거될 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 상기 모듈러 구성요소는 내열재료의 실린더가 배치되는 스핀들을 구비한 카트리지를 포함할 수 있으며, 그 카트리지는 풀링 롤 샤프트 상에 슬라이드하도록 구성된다.
풀링 롤
풀링 롤은 샤프트를 따라 배치된 다수의 피팅을 포함할 수 있다. 그와 같은 피팅은 칼라(고정, 이동가능 및/또는 제거가능), 잠금 링, 스냅 링, 분할 지지 링, 또는 샤프트 상에 위치한 다수의 내열 디스크를 고정시킬 수 있는 다른 장치를 포함할 수 있다. 어느 한 형태에 있어서, 샤프트 상에 장착된 다수의 내열 디스크에 축방향 압축력을 인가할 수 있는 소정 장치가 피팅에 사용될 수 있다.
주어진 풀링 롤의 원하는 구성에 따라, 내열 디스크의 다수 영역이 샤프트를 따라 배치될 수 있다. 여러 형태에 있어서, 내열 디스크의 하나, 둘, 셋, 또는 다수의 개별 영역이 샤프트를 따라 배치될 수 있으며, 그 각각의 영역은 그 사이에 배치된 내열 디스크에 축방향 압축력을 인가할 수 있는 적어도 2개의 피팅을 포함한다.
다양한 풀링 롤 구성이 문헌에 존재하며 글래스 시트의 제조에 사용하는데 적절하다는 것을 알 수 있을 것이다. 미국특허 제6,896,646호는 글래스 시트 제조를 위한 풀링 롤을 기술하고 있으며, 밀보드 재료로부터 풀링 롤을 생산하는 방법을 기술하기 위한 특정 목적을 위해 참조로 여기에 완전히 반영된다. 본 발명은 특정 풀링 롤 구성 또는 배열로 한정하지 않으며, 당업자라면 적절한 풀링 롤 구성을 용이하게 선택한다.
한 형태에 있어서, 풀링 롤은 내열 디스크의 단일 영역이 샤프트의 길이에 걸쳐 또는 그 일부에 걸쳐 확장되는 구성을 포함할 수 있다. 그와 같은 풀링 롤은 글래스 시트에 접촉하기 위해 특별히 채용된 하나 또는 다수 부분을 포함할 수 있으며, 그 부분에서의 내열 디스크의 외부 둘레는 둘러싸는 내열 디스크보다 샤프트로부터 더 멀리 확장된다. 그와 같은 구성은 결과적으로 글래스 시트 상에 배치되는 풀링 롤로부터의 파티클의 가능성을 감소시킬 수 있다. 풀 롤 구성에 있어서, 내열 디스크의 단일 영역은 다른 위치, 예컨대 글래스 시트의 대향 엣지에 글래스 시트와 접촉하도록 채용된 2개의 부분을 포함한다. 스터브 롤(stub roll) 구성에 있어서, 샤프트에 장착된 내열 디스크의 단일 영역은 글래스 시트의 하나의 엣지와 접촉하도록 채용되며, 각각의 스터브 롤(각각의 샤프트를 갖는)은 글래스 시트의 대향 엣지와 접촉하는데 사용될 수 있다. 즉, 스터브 롤 구성에 있어서, 하나의 샤프트는 글래스 시트의 양 대향 엣지와 접촉하도록 글래스 시트를 가로질러 확장하지 않는다.
또 다른 형태에 있어서, 풀링 롤은 베어 샤프트(bare shaft) 구성을 포함할 수 있으며, 글래스 리본과 접촉하도록 채용된 내열 디스크의 하나 또는 다수의 영역은 디스크를 포함하지 않는 샤프트의 영역에 의해 분리된다. 각각의 개별 영역들은 적절한 위치에 내열 디스크를 고정시키고, 그 사이에 배치된 이들 내열 디스크에 축방향 압축력을 제공하기 위해 피팅을 구비할 수 있다.
풀링 롤 및 글래스 리본과 접촉할 수 있는 상기 풀링 롤의 외면을 형성하는 밀보드 재료가 처리 및/또는 사용 중에 손상될 수 있다. 예컨대, 글래스의 조각들이 풀링 롤의 표면에 묻힐 수 있다. 그와 같이 묻힌 조각들은 생산된 글래스 시트에 체크 마크, 또는 작은 크랙을 야기할 수 있고, 또 풀링 롤에 다른 손상(예컨대, 분쇄, 밀보드 재료의 방출)을 더 증가시킬 수 있다.
풀링 롤의 일부를 압축하고 특정 경도를 달성하기 위해 사용된 힘은 변경할 수 있다. 여러 형태에 있어서, 그 힘은 약 7,000 lbs(3,175 kgf)에서 약 30,000 lbs(13,608 kgf)까지; 약 10,000 lbs(4,536 kgf)에서 약 20,000 lbs(9,072 kgf)까지; 약 8,000 lbs(3,629 kgf)에서 약 13,000 lbs(5,897 kgf)까지의 범위가 될 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 그 힘은 약 7,000 lbs(3,175 kgf) 이하 또는 약 30,000 lbs(13,608 kgf) 이상이 될 수 있다. 따라서, 통상 그와 같은 힘을 인가하기에 적절한 장비를 갖춘 롤이 제조자에 의해 제조된다. 그와 같은 풀링 롤의 대부분의 최종 사용자들은 풀링 롤을 수리 및/또는 재압축하기 위한 장비를 갖추고 있지 않아 수리 및/또는 재조립시키기 위해 제조자에게 샤프트를 포함한 전체 롤을 리턴해야만 한다.
따라서, 롤을 제조자에게 리턴할 필요 없이 외면을 형성하는 내열 디스크의 모두 또는 일부가 신속하게 교체될 수 있는 풀링 롤을 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 풀링 롤의 외면을 신속하게 교체 및/또는 수리하기 위한 능력은 생산의 비가동시간을 감소시킬 수 있다.
밀보드 재료 및 내열 디스크
예시의 풀링 롤은 각각의 다수의 디스크의 외부 엣지가 글래스 리본과 접촉할 수 있는 풀링 롤의 외면을 형성하도록 선택적으로 소성되고, 마주 대하는 방식으로 샤프트 상에 배치되어 압축된 다수의 내열 평면 디스크를 포함한다. 소정의 하나 또는 다수의 내열 디스크의 특정 형태, 크기, 및 구성은, 예컨대 의도된 애플리케이션 및 결과의 풀링 롤의 작동 조건에 따라 변경할 수 있다. 풀링 롤의 외면의 적어도 일부는 글래스 시트와 접촉하도록 채용될 수 있다.
소정의 하나 또는 다수의 내열 디스크의 구성은 풀링 롤의 원하는 특성에 따라 변경할 수 있다. 한 형태에 있어서, 하나 또는 다수의 디스크가 밀보드 재료로 형성된다. 또 다른 형태에 있어서, 하나 또는 다수의 디스크는 실리케이트(silicate), 클레이(clay), 내화성 세라믹 섬유, 또는 그들의 조합을 포함한다. 또 다른 형태에 있어서, 하나 또는 다수의 디스크는 상업적으로 이용가능한 예컨대 Nichias SD-115(일본 도쿄의 니치아스 코포레이션으로부터 이용가능한)와 같은 밀보드 재료를 포함한다. 특정 밀보드 재료에 대한 소정의 성분 및 농도 범위가 여기에 재인용되지만, 이는 예시이며, 본 발명은 특정 밀보드 재료, 성분, 및/또는 농도 범위로 한정하지 않는다.
한 형태에 있어서, 내열 디스크의 적어도 일부가 형성된 밀보드는 밀보드 풀링 롤 성분을 기술하기 위한 특정 목적을 위해 참조로 여기에 완전히 반영된 미국특허공개 제2008/0120995호에 기술된 무석면, 무쇼트(shot free) 내화성분을 포함한다. 여러 특정 형태에 있어서, 그와 같은 밀보드는 건조 중량 기준에 있어서 약 5 내지 약 30 중량%의 내화성 세라믹 섬유, 셀룰로스와 같은 약 1 내지 약 10 중량%의 유기 섬유, 포스테라이트(Forsterite)와 같은 약 10 내지 40 중량%의 마그네슘 실리케이트, 약 10 내지 약 35 중량%의 카오린 클레이(kaolin clay), 약 0.5 중량% 이하의 결정질 실리카, 및 약 0.8 중량% 이하의 이산화 티타늄(titanium dioxide)을 포함할 수 있다.
한 형태에 있어서, 그와 같은 밀보드 재료에 사용하기 위한 세라믹 섬유는 천연의 재료 및/또는 카오린나이트 및 실리카로부터 생산된 인공 세라믹 섬유를 포함할 수 있다. 유용한 세라믹 섬유는 생산 방법, 쇼트 용량, 윤활유 등에 의해 결정되는 여러 섬유 등급의 섬유를 포함할 수 있다. 당업자라면, 이러한 개시에 있어서, 적절한 세라믹 섬유재료를 용이하게 선택할 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 그와 같은 세라믹 섬유는 약 5μ까지의 길이, 약 3μ까지의 직경, 및 약 5:1 이상의 애스팩트비(aspect ratio)를 가질 수 있다. 이들 값은 예시이며 결과의 풀링 롤의 원하는 특성에 따라 또 다른 섬유들이 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 또 다른 형태에 있어서, 세라믹 섬유재료는 약 1,760℃의 온도를 제외한 온도에서 용융될 수 있으며, 연속하여 약 1,260℃까지의 온도에 처할 경우 물리적/화학적 무결상태를 유지할 수 있다.
사용될 경우, 유기 섬유는 밀보드 재료 또는 풀링 롤 애플리케이션에 사용하기에 적절한 소정 유기 섬유가 될 수 있다. 특정 형태에 있어서, 그와 같은 셀룰로스는 표백되지 않거나, 어느 정도 표백되거나, 또는 표백된 나무 펄프를 포함할 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 밀보드 성분은 예컨대 셀룰로스와 같은 유기 섬유를 포함하지 않는다.
제공될 경우, 무기 바인더(binder)는 예컨대 클레이, 석고, 플라이 애쉬(fly ash), 및 소디움, 포타슘, 또는 마그네슘의 실리케이트와 같은 알카라인 이온 실리케이트를 포함하는 하나 또는 다수의 무기 혼합물을 포함할 수 있다. 한 형태에 있어서, 무기 바인더는 밀보드 성분의 총 건조 중량에 기초하여 약 10 내지 약 30 중량%의 카오린 클레이 및 약 10 내지 40 중량%의 마그네슘 실리케이트를 포함한다.
한 형태에 있어서, 밀보드 성분의 수성의 슬러리가 준비될 수 있고, 선택적으로 응집제가 첨가되어, 예컨대 회전의 스크린 실린더 상에 슬러리를 배치함으로써 결과의 슬러리가 시트 내에 형성될 수 있다.
또 다른 형태에 있어서, 밀보드 시트는 균일하거나 거의 균일한 두께를 제공하기 위해 형성하는 동안 및/또는 형성한 후에 압축될 수 있다. 형성된 밀보드 시트에 상주하는 습기는 예컨대 가열에 의해 제거될 수 있다.
한 형태에 있어서, 롤이 작동하는 온도에 노출될 때 성분 또는 크기의 변화를 거의 나타내지 않도록 풀링 롤을 형성하기 위해 어셈블링하기 전에 내열 디스크 및/또는 하나 또는 다수의 내열 디스크가 컷팅(cutting)될 수 있는 재료가 소성될 수 있다. 예컨대, 내열 디스크는 소성 단계에서 약 650℃ 내지 약 1,000℃, 또는 약 760℃ 내지 약 1,000℃, 또는 약 900℃ 내지 약 1,000℃의 온도로 가열되며, 그 온도에 적어도 2시간 동안 방치될 수 있다. 다음에, 내열 디스크는 풀링 롤, 또는 여기에 기술된 모듈러 구성요소를 형성하기 위해 대기 온도로 냉각되어 어셈블링될 수 있다. 모듈러 구성요소는 예컨대 내열재료의 슬리브, 또는 그 상에 배치된 내열재료를 갖는 카트리지가 될 것이다.
슬리브
한 형태에 있어서, 본 발명은 풀링 롤 샤프트 및 내열재료의 하나 또는 다수의 슬리브를 포함하는 모듈러 풀링 롤 디자인을 제공한다. 슬리브는 단일 유닛으로서 풀링 롤 샤프트 상에 배치 및/또는 그로부터 제거될 수 있도록 적어도 부분적으로 함께 융합되는 소성의 압축된 내열 디스크로 형성될 수 있다. 그와 같은 디자인에 있어서는, 풀링 롤의 손상된 섹션이 많은 비가동시간을 필요로 하지 않고 사용지점에서 직원에 의해 용이하면서 신속하게 교체될 수 있고, 전체 풀링 롤이 제조자에게 반송될 수 있다.
한 형태에 있어서, 슬리브는 예컨대 압축 및 가열에 의해 함께 적어도 부분적으로 함께 융합되어 단단해질 수 있는 밀보드 재료의 다수의 내열 디스크로부터 구성될 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 슬리브는 비가동시간 및 풀링 롤을 수리하는데 필요한 노력을 좀더 최소화하기 위해 사용지점으로 전송하기 전에 원하는 크기로 준비 및/또는 구성될 수 있다.
슬리브는 밀보드 재료의 하나 또는 다수의 시트로부터 다수의 디스크를 펀칭(punching) 또는 컷팅함으로써 구성될 수 있다. 다음에, 그 디스크는 이 디스크를 건조시키고 그 디스크의 휘발 및/또는 산화 성분을 제거하기에 충분한 시간 및 온도로 소성된다. 한 형태에 있어서, 그 디스크는 소성 후 사용 동안 풀링 롤과 관련된 온도에 노출될 경우 거의 중량 손실을 나타내지 않으며, 따라서 작동 조건 하에서 크기가 안정화되도록 소성된다. 예컨대, 디스크는 약 650℃ 내지 약 1,000℃, 또는 약 760℃ 내지 약 1,000℃, 또는 바람직하게 약 900℃ 내지 약 1,000℃의 온도로 가열됨으로써 소성되고, 그 온도에 적어도 2시간 동안 방치된 다음, 슬리브를 형성하기 위해 샤프트 상에 어셈블링하기 전에 실온에서 냉각될 수 있다.
다음에, 소성 디스크는 마주 대하는 방식으로 샤프트 상에 배치된다. 명세서 전반에 걸쳐, 설명을 용이하게 하기 위해, 디스크를 "디스크"로서 단순하게 나타낸 경우에, 그것은 풀링 롤의 모듈러 구성요소를 형성하기 위해 샤프트 상에 어셈블링하기 전 소성되거나 소성되지 않은 것으로 이해한다. 한편, "소성 디스크"는 특별히 상술한 바와 같이 건조하기 위해 가열되고 디스크의 휘발 및/또는 산화 성분을 제거한 디스크를 나타낸다. 여러 형태에 있어서, 슬리브를 구성하기 위해 사용된 샤프트는 풀링 롤 샤프트이거나 또는 그와 같은 슬리브를 구성하는데만 사용하기 위한 모델 샤프트일 수 있다. 샤프트가 풀링 롤 샤프트일 경우, 이것은 이후 글래스 시트를 생산하기 위해 사용된 풀링 롤의 풀링 롤 샤프트로서 이후 사용되거나 사용되지 않은 것이다. 슬리브를 구성하는데 사용된 샤프트의 상세 항목은 특별히 제한하지는 않는다.
한 형태에 있어서, 샤프트는 배치된 디스크가 축방향으로 압축될 수 있도록 구성된다. 여러 형태에 있어서, 샤프트의 적어도 일단부는 샤프트의 길이에 따른 디스크의 움직임을 방지하기 위해 고정된 칼라(fixed collar) 또는 백플레이트(backplate)를 포함할 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 샤프트의 적어도 일단부는 샤프트의 길이에 따른 다수 디스크의 고정, 압축, 및/또는 움직임 방지를 위한 피팅을 포함할 수 있다. 도면에 있어서, 도 1은 고정된 칼라(110)을 갖춘 예시의 샤프트(120), 분할 지지 링(170)을 수용하기 위한 홈(130), 저널(140; journal), 베어링(150), 구동 단부(160), 및 비부착 분할 지지 링(170)의 구성(100)을 나타낸다. 유사하게, 도 2에 나타낸 구성(200)은 샤프트(120), 고정된 칼라(110), 설치된 분할 지지 링(270), 저널(140), 베어링(150), 및 구동 단부(160)를 포함한다.
또 다른 형태에 있어서, 제거가능 칼라, 잠금 링, 다수의 디스크를 고정 및 압축하기 위한 또 다른 피팅이 샤프트의 길이에 따라 샤프트의 대향 단부 및/또는 하나 또는 다수의 위치에 배치될 수 있다.
특정 형태에 있어서, 샤프트는 샤프트의 일단부 상에 배치된 고정된 칼라를 포함한다. 그와 같은 형태에 있어서, 다수의 소성 디스크가 그 고정된 칼라와 인접하는 샤프트를 따라 마주 대하는 방식으로 배치될 수 있다. 샤프트 상에 다수의 소성 디스크를 배치한 후, 제거가능 칼라가 샤프트의 대향 단부 상에 배치되어 다수의 소성 디스크에 압축력을 제공하기 위해 조절될 수 있다.
한 형태에 있어서, 다수의 소성 디스크에 인가된 축방향 압축력은 예컨대 디스크의 성분 및 결과 슬리브의 원하는 특성에 따라 변경할 수 있다. 여러 형태에 있어서, 그 축방향 압축력은 약 7,000 lbs(3,175 kgf)에서 약 30,000 lbs(13,608 kgf)까지; 약 10,000 lbs(4,536 kgf)에서 약 20,000 lbs(9,072 kgf)까지; 약 8,000 lbs(3,629 kgf)에서 약 13,000 lbs(5,897 kgf)까지의 범위가 될 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 그 축방향 압축력은 약 7,000 lbs(3,175 kgf) 이하 또는 약 30,000 lbs(13,608 kgf) 이상이 될 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 그 축방향 압축력은 함께 융합하기 위해 내열 소성 디스크의 적어도 일부를 가열하기에 충분하다.
다수의 소성 디스크를 배치 및 압축한 후, 그 디스크의 모두 또는 일부가 원하는 크기로 선택적으로 컷팅될 수 있다. 예컨대, 풀링 롤은 이 풀링 롤의 일부만이 글래스 시트를 접촉하도록 디자인될 수 있다. 따라서, 어셈블리의 압축된 소성 디스크의 외면이 원하는 형태를 제공하기 위해 컷팅되거나 아니면 필요한 크기로 치수화될 수 있다. 한 형태에 있어서, 소성 디스크는 소정의 다양한 롤 형태 및/또는 구성으로 맞출 수 있는 슬리브를 제공하도록 컷팅될 수 있다. 도 3은 컷팅 전 샤프트 상에 배치된 다수의 압축된 소성 디스크를 나타내며, 도 4는 원하는 크기 또는 형태로 컷팅한 후 다수의 압축된 소성 디스크를 나타낸다.
다음에, 어셈블리의 압축된 소성 디스크가 그 다수의 디스크를 함께 융합하기에 충분한 온도 및 시간 동안 소성될 수 있다. 한 형태에 있어서, 어셈블리의 압축된 소성 디스크가 적어도 약 24시간 동안 적어도 약 925℃의 온도에서 가열될 수 있다. 특정 형태에 있어서, 어셈블리의 압축된 소성 디스크가 적어도 약 48시간 동안 적어도 약 950℃의 온도에서 가열된다. 또 다른 형태에 있어서, 그와 같은 단계가 건조실에서 수행될 수 있다.
특정 압축 뿐만 아니라, 그 어셈블리의 압축된 소성 디스크를 소성하기 위한 시간 및 온도 조건이 변경될 수 있으며, 본 발명이 그 조건을 슬리브를 형성하기 위해 그 어셈블리의 압축된 소성 디스크를 함께 융합하기에 충분할 정도의 특정 설정된 조건으로 한정할 의도가 아니라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 한 형태에 있어서, 소성 시간 및 온도는 또한 슬리브 표면의 적어도 일부에 다층을 형성하기에 충분하다. 그와 같은 층은 풀링 롤로부터 더스팅(dusting)을 감소 및/또는 없앨 수 있고, 글래스 시트와 접촉할 수 있는 풀링 롤의 외면의 증가된 경도(예컨대, 쇼어(shore) D 경도)를 야기하여, 결과의 롤이 손상에 더 잘 견디게 한다. 또 다른 형태에 있어서, 그 소성 시간 및 온도는 슬리브 표면의 적어도 일부에 크리스토발라이트 층(cristobalite layer)을 형성하기에 충분하다.
어셈블리의 압축된 소성 디스크를 소성한 후, 슬리브가 샤프트로부터 제거될 수 있다. 샤프트 및 피팅, 예컨대 칼라는 슬리브가 샤프트로부터의 제거에 따라 손상되지 않도록 디자인되는 것이 바람직하다. 한 형태에 있어서, 슬리브를 구성하기 위한 샤프트는 슬리브가 설치된 특정 풀링 롤 샤프트를 위한 내열재료의 원하는 길이와 일치하도록 그 슬리브 길이가 조절될 수 있도록 디자인된다. 또 다른 형태에 있어서, 샤프트의 표면은 충분히 평탄하며 슬리브의 제거를 용이하게 하도록 버(burr) 영역, 용접 영역, 또는 거친 영역이 없다.
한 형태에 있어서, 압축을 유지하기 위한 피팅은 샤프트 상의 홈에 맞추어지도록 디자인된 스탭 링을 포함할 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 제거가능 칼라는 스레드(thread)로 샤프트의 일부에 부착하도록 스레드식으로 디자인될 수 있다. 그와 같은 형태에 있어서, 그 스레드 피치는 제거가능 칼라의 점유를 방지하거나 감소시키도록 충분히 낮아질 수 있다(예컨대, inch당 스레드, 또는 cm당 스레드). 또 다른 형태에 있어서, 피팅은 압축력을 유지할 수 있는 피팅일 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 샤프트 상의 어셈블리의 소성 디스크를 고정 및 압축하기 위한 수단은 슬리브를 손상시키지 않고 쉽게 제거될 수 있도록 구성된다. 예컨대, 피팅은 압축력을 인가하고, 그 인가된 압축력을 유지 및/또는 해방시킬 경우 내열 디스크 및/또는 슬리브에 대한 손상을 방지하도록 디자인된 와셔(washer), 플레이트, 베어링, 또는 다른 장치를 포함할 수 있다.
여러 형태에 있어서, 피팅은 샤프트 또는 스핀들 상의 적절한 위치에 하나 또는 다수의 내열 디스크를 고정, 및/또는 풀링 롤 샤프트 상에 모듈러 구성요소(예컨대, 슬리브 또는 카트리지)를 고정시킬 수 있는 칼라(고정, 이동가능 및/또는 제거가능), 잠금 링, 분할 지지 링, 또는 다른 장치를 포함할 수 있다. 추가로, 피팅은 압축력을 인가하고, 그 인가된 압축력을 유지 및/또는 해방시킬 경우 내열 디스크 및/또는 슬리브에 대한 손상을 방지하도록 디자인된 와셔, 플레이트, 베어링, 또는 다른 장치를 포함할 수 있다.
한 형태에 있어서, 피팅(예컨대, 고정된 칼라, 이동가능 칼라, 또는 양쪽 모두)은 샤프트 상의 중심에 위치한 결과의 슬리브 및/또는 어셈블리의 압축된 디스크를 유지하도록 디자인될 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 피팅은 샤프트에 대한 슬리브 또는 디스크의 독립적인 회전을 최소화 및/또는 방지하도록 디자인될 수 있다. 예시의 형태에 있어서, 도 5 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 고정된 칼라(도 5) 및/또는 제거가능 칼라(도 6 내지 도 7)는 디스크 또는 슬리브를 단단히 잡아 회전을 방지하도록 디자인된 하나 또는 다수의 영역을 포함할 수 있다. 한 형태에 있어서, 그와 같은 영역은 디스크 또는 슬리브와 접촉하는 칼라의 표면 상에 상승점 또는 콘(510)을 포함할 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 그와 같은 영역은 칼라의 내경에 상승면(520)을 포함할 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 그와 같은 영역은 디스크 또는 슬리브 상에 내마찰력을 인가하여, 회전을 최소화 또는 방지하도록 디자인된 텍스쳐면(530; textured surface)을 포함할 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 압축된 디스크 또는 슬리브와 접촉하도록 디자인된 제거가능 칼라(도 6)의 표면은 상승면(520) 및 텍스쳐면(530)을 구비할 수 있다. 더욱이, 도 7에 나타낸 바와 같이, 대향 면은 다수의 디스크에 압축을 제공하거나, 또는 풀링 롤 샤프트 상에 모듈러 구성요소를 위치시키기 위해 샤프트에 칼라를 부착하기 위한 스레드 너트(710; threaded nut)를 포함할 수 있다.
한 형태에 있어서, 어셈블리의 압축된 소성 디스크는 슬리브를 형성하기 위해 소성 전에 컷팅 및/또는 필요한 크기로 치수화될 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 슬리브는 어셈블리의 압축된 소성 디스크를 소성한 후에 컷팅 및/또는 필요한 크기로 치수화될 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 여러 치수화 단계가 어셈블리의 압축된 소성 디스크를 소성하기 전 및 후에 수행될 수 있다.
슬리브는 특정 고객의 요구 및 처리 라인에 따라 채용된 다양한 형태, 크기, 및 구성으로 준비되어 분배될 수 있다. 그와 같은 슬리브의 기준목록은 풀링 롤을 신속하게 수리하고 프로세스 비가동시간을 최소화시킬 수 있도록 유지될 수 있다. 예시의 슬리브(800)가 도 8에 나타나 있다.
한 형태에 있어서, 풀링 롤의 손상된 부분은 풀링 롤 샤프트로부터 제거가능 칼라를 제거하고, 손상된 슬리브를 제거하고, 새로운 슬리브를 설치하며, 제거가능 칼라를 교체함으로써 교체될 수 있다. 그 수리된 풀링 롤은 생산에 대한 최소의 방해 및 풀링 롤을 롤 제조자에게 리턴하는 것과 관련된 시간 및 비용의 회피를 제공하기 위해 리턴될 수 있다.
한 형태에 있어서, 밀보드 재료의 선택, 소성 디스크의 수, 및 어셈블링 방법은 풀링 롤 및/또는 타겟 벌크 밀도를 갖는 슬리브를 구성하도록 디자인될 수 있다. 그와 같은 접근방식은 결과의 풀링 롤 어셈블리의 경도를 결정할 수 있다. 슬리브를 형성하기 위해 소성 디스크를 사용함으로써, 결과 슬리브의 길이, 타겟 벌크 밀도, 및/또는 경도가 좀더 용이하게 달성된다.
카트리지
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 모듈러 풀링 롤을 제공하며, 모듈러 구성요소는 스핀들 및 그 상에 배치된 내열재료의 실린더를 포함하는 카트리지이다. 한 형태에 있어서, 내열재료의 실린더는 어셈블리의 압축된 내열 디스크로부터 형성된 슬리브를 형성한다. 또 다른 형태에 있어서, 내열재료의 실린더는 어셈블리의 압축된 디스크로서 형성된다. 한 형태에 있어서, 그와 같은 카트리지는 원하는 형태에 따라 컷팅 및/또는 필요한 크기로 치수화된 압축된 디스크를 포함한다. 여러 형태에 있어서, 카트리지는 어셈블링 전 및 후에 사용지점에서 필요한 크기로 치수화될 수 있다. 예컨대, 카트리지는 원하는 크기로 생산되어 최종 컷팅 및 풀링 롤 상의 설치를 위한 사용지점으로 운반될 수 있다.
여기에 기술한 모듈러 슬리브와 같이, 제조자에게 전체 풀링 롤을 리턴할 필요 없이 손상된 카트리지가 제거되어 교체될 수 있다.
한 형태에 있어서, 카트리지는 밀보드 재료의 하나 또는 다수의 시트로부터 디스크를 컷팅 및/또는 펀칭함으로써 제조될 수 있다. 다음에, 그 디스크는 이 디스크를 건조시키고 그 디스크의 휘발 및/또는 산화 성분을 제거하기에 충분한 시간 및 온도로 소성될 수 있다. 예컨대, 그 디스크는 사용 동안 풀링 롤과 관련된 온도에 노출될 경우 거의 중량 손실(예컨대, ＜ 1.5 중량%)을 나타내지 않으며, 따라서 작동 조건 하에서 크기가 안정화되도록 소성될 수 있다. 예컨대, 디스크는 약 650℃ 내지 약 1,000℃, 또는 약 760℃ 내지 약 1,000℃, 또는 바람직하게 약 900℃ 내지 약 1,000℃의 온도로 가열되고, 그 온도에 적어도 2시간 동안 방치된 다음, 카트리지에 어셈블링 하기 전에 실온에서 냉각될 수 있다.
본 발명의 스핀들은 풀링 롤에 사용하기 위한 소정의 적절한 재료 및/또는 디자인으로 이루어질 수 있다. 한 형태에 있어서, 스핀들은 세라믹 재료로 이루어진다. 또 다른 형태에 있어서, 스핀들은 금속으로 이루어진다. 또 다른 형태에 있어서, 스핀들은 글래스 생산 및 풀링 롤 사용 동안 통상 처하는 온도에 견딜 수 있는 재료로 이루어진다. 또 다른 형태에 있어서, 스핀들은 산화 또는 화학적 부식에 견디거나 거의 견디는 재료로 이루어진다. 또 다른 형태에 있어서, 스핀들은 풀링 롤 샤프트 및/또는 내열 디스크의 적어도 하나와 매칭되거나 거의 매칭되는 열팽창계수를 갖는다.
스핀들은 풀링 롤로 사용하기에 적절한 소정 기하학적 형태로 이루어진다. 한 형태에 있어서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 스핀들(920)은 잠금 칼라, 플랜지(910), 또는 스핀들 튜브를 따라 내열 디스크의 움직임을 제한할 수 있는 튜브의 일단부에 부착된 다른 피팅을 구비한 중공 스핀들로 이루어진다. 카트리지를 어셈블링하고, 풀링 롤 샤프트 상에 카트리지를 위치시키기 위해 사용된 피팅은 슬리브 실시와 관련하여 상기 기술한 것과 유사하다. 또 다른 형태에 있어서, 잠금 칼라, 플랜지, 또는 스핀들(920) 상에 배치된 다른 피팅은 스핀들이 플링 롤 샤프트에 걸쳐 적어도 부분적으로 슬라이드할 수 있도록 스핀들 튜브의 중공부분과 정합되는 개구를 구비한다.
다음에, 그 디스크들은 마주 대하는 방식으로 스핀들 튜브 상에 배치될 수 있다. 그 배치된 디스크들은 예컨대 스냅 링 또는 제거가능 칼라와 같이 여기에 기술한 소정의 적절한 피팅에 의해 적절한 위치에 압축되어 고정될 수 있다. 한 형태에 있어서, 그 디스크들은 스냅 링(930) 및 그와 같은 스냅 링을 수용 및 배치하기 위한 홈(950)에 의해 적절한 위치에 고정될 수 있다. 홈(950)은 스핀들 튜브의 둘레에 걸쳐 컷팅될 수 있다. 그 디스크들을 어셈블링 및 배치한 후, 그 어셈블리는 소정의 남아있는 물, 휘발 및/또는 산화 성분을 그 내열재료로부터 제거하기 위해 선택적으로 소성될 수 있다.
스핀들 상에 디스크들을 배치한 후, 그 디스크들은 스핀들 튜브를 따라 축방향으로 압축될 수 있다. 그와 같은 압축 단계는 예컨대 유압 프레스와 같은 소정의 적절한 기술로 이루어질 수 있다. 압축 후, 디스크들을 고정하고 그 압축을 유지하기에 적절한 소정의 장치 또는 수단이 스핀들 상에 배치될 수 있다. 한 형태에 있어서, 스냅 링은 카트리지 상의 디스크의 압축을 유지하도록 스핀들 튜브 상의 미리 컷팅된 홈에 배치된다.
일단 스핀들 튜브 상에 배치 및 압축되면, 그 디스크들은 선택적으로 원하는 형태로 컷팅 및/또는 필요한 크기로 치수화될 수 있다. 슬리브와 관련하여 여기에 기술한 바와 같이, 스핀들의 제거가능 칼라 및/또는 잠금 칼라의 적어도 하나는 스핀들 튜브에 대한 내열 디스크들의 독립적인 회전을 방지하기 위해 상승영역, 텍스쳐 영역, 콘, 또는 다른 수단을 선택적으로 포함할 수 있다.
카트리지의 표면을 치수화하기 위한 컷팅 단계 전 및 후의 압축된 디스크들 및 스핀들을 포함하는 카트리지는 도 10 및 도 11에 각각 나타나 있다.
한 형태에 있어서, 압축된 디스크들을 포함하는 카트리지는 사용하기 바로 전에 소성되어 원하는 크기로 컷팅될 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 카트리지는 사용 동안 카트리지에 노출되는 동작온도가 원하는 경도를 제공하는 서비스에 놓일 수 있다. 한 형태에 있어서, 카트리지는 이 카트리지의 외면의 적어도 일부에 다층을 형성한다. 또 다른 형태에 있어서, 카트리지는 이 카트리지의 외면의 적어도 일부에 크리스토발라이트 층을 형성한다. 도 12는 본 발명의 여러 형태에 따른 사용을 위해 제조된 카트리지를 나타낸다.
여기서 슬리브와 관련하여 기술한 바와 같이, 손상된 카트리지는 풀링 롤로부터 용이하게 제거되고, 감소된 비가동시간 및/또는 비용으로 교체될 수 있다.
배치될 수 있는 풀링 롤 샤프트에 대한 카트리지의 독립적인 회전을 방지하기 위해, 하나 또는 다수의 키(940)가 스핀들 축에 평행한 스핀들 튜브의 내면을 따라 배치될 수 있다. 그와 같은 형태에 있어서, 풀링 롤 샤프트는 그 표면에 컷팅되거나 아니면 형성된 하나 또는 다수의 키웨이를 구비할 수 있다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 스핀들(920)은 스핀들 튜브의 내면 상에 배치된 다수의 키(940)를 구비할 수 있다.
각각의 하나 또는 다수의 키는 풀링 롤 샤프트의 대응하는 키웨이에 매칭될 수 있다. 한 형태에 있어서, 적어도 하나의 키는 스핀들 튜브의 내면 상에 배치되고, 적어도 하나의 대응하는 키웨이는 풀링 롤 샤프트의 내면에 배치되거나 컷팅될 수 있다. 그와 같은 형태에 있어서, 스핀들이 풀링 롤 샤프트 상에 배치될 때 키 및 키웨이가 정합될 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 적어도 2개의 키 및 대응하는 키웨이가 제공된다. 또 다른 형태에 있어서, 적어도 3개의 키 및 대응하는 키웨이가 제공된다.
한 형태에 있어서, 다수의 키 및 키웨이는 풀링 롤 샤프트 상의 카트리지의 정렬을 향상시킬 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 다수의 키 및 키웨이는 예컨대 작동 동안 카트리지와 풀링 롤 샤프트간 흔들림과 같은 움직임을 방지할 수 있다. 그와 같은 움직임을 억제하지 않는다면, 불규칙한 글래스 생산 및/또는 풀링 롤 샤프트, 카트리지, 또는 그 조합물에 대한 손상을 초래할 수 있다.
또 다른 형태에 있어서, 소정 하나 또는 다수의 키 및/또는 키웨이의 형태를 변경할 수 있으며, 카트리지가 풀링 롤 샤프트 상에 배치될 때 그 제공된 각각의 키/키웨이 쌍이 정합될 수 있다. 여러 형태에 있어서, 키는 돌출된 정사각형 립(rib), 직사각형 립, 사다리꼴 립, 또는 풀링 롤 샤프트 상의 적어도 하나의 키웨이에 대응하는 다른 형상을 포함할 수 있다.
한 형태에 있어서, 스핀들 튜브의 내면 상에 하나 또는 다수의 키를 배치하는 것은 풀링 롤 샤프트의 수명을 향상시킬 수 있다. 키/키웨이 시스템에 대한 공통의 고장의 양상이 돌출 키의 파손 또는 파괴이기 때문에, 카트리지 상에 키를 배치하는 것은 값비싸고 좀더 영구한 풀링 롤 샤프트에서 교체가능 카트리지로 고장의 양상을 변경한다. 따라서, 만약 고장이 발생하면, 손상된 카트리지를 교체함으로써 수리될 수 있고 서비스 받도록 신속히 리턴될 수 있다.
풀링 롤 샤프트 상에 카트리지의 설치는 풀링 롤 샤프트 상에서 카트리지를 슬라이딩하는 단계와 풀링 롤 샤프트의 표면의 대응하는 키웨이에 각각의 선택적인 키를 매칭시키는 단계를 포함할 수 있다. 다음에, 지지 링, 잠금 칼라, 또는 다른 피팅 또는 장치가 샤프트 상에 카트리지를 유지하고 움직임 및/또는 미끄러짐을 최소화하도록 사용될 수 있다. 한 형태에 있어서, 피팅은 풀링 롤 샤프트 상의 원하는 축방향 위치에 카트리지를 고정하기 위해 카트리지의 양 단부에 사용될 것이다. 또 다른 형태에 있어서, 스레드가 풀링 롤 샤프트 상에 배치되어, 스레드 너트가 거기에 고정될 수 있다. 스레드는 지지 링의 점유를 방지하기 위해 충분히 낮은 스레드 피치(예컨대, inch당 스레드, 또는 cm당 스레드)를 갖는다.
또 다른 형태에 있어서, 풀링 롤 샤프트의 표면에 배치 및/또는 컷팅된 키웨이는 풀링 롤 샤프트의 축을 따라 고정된 지점에 카트리지를 위치시키도록 디자인될 수 있다. 예컨대, 카트리지가 배치되는 단부를 갖는 풀링 롤 샤프트는 풀링 롤 샤프트의 길이의 일부를 따라 확장되는 표면에 컷팅된 하나 또는 다수의 키웨이를 구비할 수 있다. 하나 또는 다수의 키웨이는, 카트리지가 풀링 롤 샤프트 상에 배치되어 풀링 롤 샤프트를 따라 슬라이드될 경우, 그 대응하는 키가 더 이상 키웨이를 따라 슬라이드될 수 없으면 카트리지가 정지하도록 풀링 롤 샤프트를 따라 미리 정해진 위치에 스트럭쳐(structure)를 구비한다. 따라서, 키웨이는 글래스 시트와 접촉하기 위한 원하는 위치에 내열재료를 위치시키기 위해 키와 상호작용한다. 예컨대, 키는 키웨이의 종단지점과 접촉한다. 선택적으로, 키웨이는 소정 지점을 지나쳐 통과하는 키의 움직임을 방지하기 위해 깊이를 변경할 수 있다. 또한, 키는 움직임을 방지하는 키웨이의 스트럭쳐와 직접적으로 작용할 필요는 없으나, 중간부재가 그들 사이에 사용될 수 있다. 그와 같은 디자인은 카트리지의 양단부 상에 잠금 메카니즘의 필요성을 제한하는데 유용하고, 풀링 롤 샤프트 상에 카트리지 배치의 변화성을 감소시키는데 유용하며, 하나 또는 다수의 카트리지를 교체하는데 필요한 시간 및 인력을 감소시키는데 유용할 수 있다. 그와 같이 위치하는 스트럭쳐는 글래스 시트와 접촉할 내열재료를 장착하기를 원하는 곳이면 어디든지 풀링 롤 샤프트 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 베어 샤프트 풀링 롤의 양단부는 그와 같은 배열을 가질 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 키웨이의 패턴(예컨대, 수 및/또는 각위치)은 다수의 카트리지가 샤프트 상의 미리 결정된 지점에 각각 어셈블링될 수 있도록 풀링 롤 샤프트 표면에 배치될 수 있다. 추가적으로, 또는 상기와 달리 키웨이의 패턴이 특정 타입의 풀링 롤(예컨대, 베어 샤프트, 또는 스터브 롤)에 특정 카트리지를 매칭시키는데 사용될 수 있다.
도 13은 표면을 따라 배치된 키웨이(1320)를 갖춘 풀링 롤 샤프트(1310) 및 카트리지(1330)의 설치 후 부착 너트(1340)를 갖는 지지 링이 고정될 수 있는 스레드를 포함하는 예시의 카트리지 및 풀링 롤 샤프트 디자인을 나타낸다. 더욱이, 풀링 롤 샤프트는 저널, 베어링, 및 구동 단부를 포함한다.
본 출원서 전반에 걸쳐, 여러 공개문헌이 참조된다. 이들 공개문헌의 개시내용은 여기에 기술한 혼합물, 구성물, 및 방법을 좀더 완전히 기술하기 위해 본 출원서에 참조로 반영된다.
여기에 기술한 혼합물, 구성물 및 방법에 대한 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다. 여기에 기술한 혼합물, 구성물 및 방법의 또 다른 형태가 여기에 기술한 혼합물, 구성물 및 방법의 설명 및 실시의 고려에 의해 명확질 것이다. 그 설명 및 예가 예시로 고려된다. 예를 제한하지 않는 방식으로, 본 발명의 특징적 구성들이 이하의 형태에 따라 서로 조합될 것이다.
제1형태에 따르면, 풀링 롤을 제조하기 위한 방법을 제공하며, 이 방법은:
a. 마주 대하는 방식으로 샤프트 상에 밀보드 재료(millboard material)의 다수의 소성 디스크(fired disc)를 배치하는 단계;
b. 상기 다수의 소성 디스크를 축방향으로 압축하는 단계;
c. 슬리브를 형성하기 위해 다수의 소성 디스크의 적어도 일부를 함께 융합시키기에 충분한 온도 및 시간 동안 상기 축방향으로 압축된 다수의 소성 디스크를 소성하는 단계; 및
d. 상기 슬리브를 샤프트로부터 제거하는 단계를 포함한다.
제2형태에 따르면, 제1형태의 방법에 있어서, 상기 샤프트로부터 슬리브를 제거한 후, 풀링 롤 샤프트 상에 슬리브를 배치하는 단계를 더 포함한다.
제3형태에 따르면, 제1형태의 방법에 있어서, 미리 결정된 형태로 다수의 소성 디스크 또는 슬리브의 외면을 컷팅 및/또는 필요한 크기로 치수화하는 단계를 더 포함한다.
제4형태에 따르면, 제1형태의 방법에 있어서, 소성하는 단계는 적어도 약 24시간 동안 적어도 약 925℃의 온도로 가열하는 단계를 포함한다.
제5형태에 따르면, 제1형태의 방법에 있어서, 슬리브는 코어를 포함하지 않는다.
제6형태에 따르면, 풀링 롤 샤프트 상에 내열재료의 슬리브를 배치하여 고정시키는 단계를 포함하는 방법을 제공하며, 상기 슬리브는 적어도 부분적으로 함께 융합되는 다수의 소성 내열 디스크를 포함한다.
제7형태에 따르면, 제6형태의 방법에 있어서, 상기 슬리브는 코어를 포함하지 않는다.
제8형태에 따르면, 제6형태의 방법에 있어서, 배치하기 전에, 미리 결정된 형태로 다수의 소성 디스크 또는 슬리브의 외면을 컷팅 및/또는 필요한 크기로 치수화하는 단계를 더 포함한다.
제9형태에 따르면, 풀링 롤 카트리지를 제조하기 위한 방법을 제공하며, 이 방법은:
a. 마주 대하는 방식으로 중공의 원통형 스핀들 상에 밀보드 재료의 다수의 디스크를 배치하는 단계; 및
b. 상기 다수의 디스크를 축방향으로 압축하는 단계를 포함하며,
상기 중공의 원통형 스핀들은 풀링 롤 샤프트 상의 다수의 키웨이와 정합되도록 채용된 그 내면 상에 배치된 다수의 키를 갖춘다.
제10형태에 따르면, 제9형태의 방법에 있어서, 다수의 디스크를 축방향으로 압축한 후, 압축력을 유지할 수 있는 피팅을 중공의 원통형 스핀들 상에 배치하는 단계를 더 포함한다.
제11형태에 따르면, 제9형태의 방법에 있어서, 미리 결정된 형태로 카트리지의 외면을 컷팅 및/또는 필요한 크기로 치수화하는 단계를 더 포함한다.
제12형태에 따르면, 제9형태의 방법에 의해 생성된 카트리지를 제공한다.
제13형태에 따르면, 풀링 롤 샤프트 상에 카트리지를 배치하여 고정시키는 단계를 포함하는 풀링 롤 어셈블링 방법을 제공하며, 상기 카트리지는 중공의 원통형 스핀들의 내면 상에 배치된 다수의 키를 갖춘 중공의 원통형 스핀들 상에 배치된 내열재료를 포함하고, 상기 풀링 롤 샤프트는 표면에 배치되고 그 축을 따라 확장하는 다수의 키웨이를 포함하며, 상기 키와 키웨이의 상호작용이 풀링 롤 샤프트 상의 원하는 축 위치에 카트리지를 위치시키도록 상기 키웨이가 샤프트 상에 배치된다.
제14형태에 따르면, 중공의 원통형 스핀들 및 그 상에 배치된 내열재료의 실린더를 포함하는 카트리지를 제공하며, 상기 중공의 원통형 스핀들은 그 내면 상에 배치된 다수의 키를 포함하고, 상기 카트리지는 풀링 롤 샤프트 상에 배치될 수 있다.
제15형태에 따르면, 제14형태의 카트리지에 있어서, 상기 중공의 원통형 스핀들은 그 내면 상에 배치된 적어도 3개의 키를 포함한다.
제16형태에 따르면, 풀링 롤 샤프트 및 그 상에 배치된 적어도 하나의 카트리지를 포함하는 풀링 롤 시스템을 제공하며, 상기 풀링 롤 샤프트는 표면에 배치되고 그 축을 따라 확장하는 다수의 키웨이를 포함하고, 적어도 하나의 카트리지는 그 상에 배치된 내열재료의 실린더를 가지면서 중공의 원통형 스핀들의 내면을 따라 배치된 다수의 키를 갖춘 중공의 원통형 스핀들을 포함하며, 상기 키와 키웨이의 상호작용이 풀링 롤 샤프트 상의 원하는 축 위치에 카트리지를 위치시키도록 상기 키웨이가 샤프트 상에 배치된다.
제17형태에 있어서, 원하는 리본 두께를 달성하도록 샤프트 및 이 샤프트 상에 배치된 내열재료의 실린더를 갖춘 풀링 롤에 의해 글래스 리본에 인장력을 인가하는 단계; 및 원하는 두께를 갖는 글래스 리본으로부터 글래스 시트를 분리하는 단계를 포함하는 글래스 시트 제조방법을 제공하며, 상기 풀링 롤은 제1형태 내지 제15형태 중 어느 한 형태에 따라 제조된다.
110 : 고정된 칼라, 120 : 샤프트,
130 : 홈, 140 : 저널,
150 : 베어링, 160 : 구동 단부,
170,270 : 분할 지지 링, 510 : 상승점(콘),
520 : 상승면, 530 : 텍스쳐면,
710 : 스레드 너트, 800 : 슬리브,
910 : 플랜지, 920 : 스핀들,
930 : 스냅 링, 940 : 키,
950 : 홈, 1310 : 풀링 롤 샤프트,
1320 : 키웨이, 1330 : 카트리지,
1340 : 부착 너트.

Claims (10)

  1. 풀링 롤의 슬리브 제조 방법에 있어서,
    a. 밀보드 재료의 다수의 소성된 디스크를, 면끼리 접촉시킨 상태로 1개의 샤프트 상에 위치결정하는 단계;
    b. 상기 다수의 디스크를 축선 방향으로 압축하는 단계;
    c. 다수의 소성된 디스크의 적어도 일부가 함께 융합되어 1개의 슬리브를 형성하기 위해 압축된 다수의 소성된 디스크를 소성하는 단계; 이어서,
    d. 상기 샤프트로부터 슬리브를 제거하는 단계를 포함하고,
    상기 슬리브는 단일 유닛으로서 샤프트 상에 배치되어 샤프트로부터 제거될 수 있는 것을 특징으로 하는 풀링 롤 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 샤프트로부터 슬리브를 제거한 후, 슬리브를 1개의 풀링 롤 샤프트 상에 위치결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풀링 롤의 슬리브 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브는 코어를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 풀링 롤의 슬리브 제조 방법.
  4. 풀링 롤의 제조 방법에 있어서,
    내열성 재료의 1개의 슬리브를 1개의 풀링 롤 샤프트 상에 위치결정하고 고정시키는 단계를 포함하고, 상기 슬리브는 적어도 부분적으로 함께 융합된 다수의 소성된 내열성 디스크를 포함하고,
    상기 슬리브는 단일 유닛으로서 샤프트 상에 배치되어 샤프트로부터 제거될 수 있는 것을 특징으로 하는 풀링 롤 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 슬리브는 코어를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 풀링 롤 제조 방법.
  6. 풀링 롤 카트리지의 제조 방법에 있어서,
    a. 밀보드 재료의 다수의 소성된 디스크를, 면끼리 접촉시킨 상태로 1개의 중공의 원통형 스핀들 상에 위치결정하는 단계; 및
    b. 상기 다수의 디스크를 축선 방향으로 압축하는 단계를 포함하며,
    상기 중공의 원통형 스핀들은 그 내주면 상에 배치된, 풀링 롤 샤프트 상의 다수의 키 홈과 정합되도록 구성된 다수의 키를 갖고,
    밀보드 재료의 다수의 디스크는 풀링 롤의 슬리브를 제조하기 위해 사용되고, 슬리브는 제1항에 따른 풀링 롤의 슬리브 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 풀링 롤 카트리지의 제조 방법.
  7. 풀링 롤 어셈블링 방법에 있어서,
    1개의 카트리지를 1개의 풀링 롤 샤프트 상에 위치결정하는 단계를 포함하고,
    상기 카트리지는 내주면 상에 형성된 다수의 키를 갖는 1개의 중공의 원통형 스핀들 상에 배치된 내열성 재료를 포함하고,
    상기 풀링 롤 샤프트는 표면 상에 배치되어 그 축선을 따라 연장하는 다수의 키 홈을 포함하고, 키 홈은 키와 키 홈의 상호 작용에 의해, 상기 카트리지가 상기 풀링 롤 샤프트 상의 원하는 축선 방향 위치에 배치되도록 상기 풀링 롤 샤프트 상에 배치되어 있고,
    내열성 재료는 풀링 롤의 슬리브로서 사용되고, 슬리브는 제1항에 따른 풀링 롤의 슬리브 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 풀링 롤 어셈블링 방법.
  8. 글래스 시트 제조 방법에 있어서,
    1개의 샤프트 및 샤프트 상에 배치된 내열성 재료의 1개의 실린더를 갖춘 풀링 롤을 이용하여 원하는 두께를 갖는 글래스 리본을 얻을 수 있도록 글래스 리본에 장력을 인가하는 단계; 및
    원하는 두께를 갖는 글래스 리본으로부터 글래스 시트를 분리하는 단계를 포함하고, 상기 풀링 롤 및/또는 그 구성 요소는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 글래스 시트 제조 방법.
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