KR101749411B1

KR101749411B1 - 유리리본의 비드부에 대한 열적제어

Info

Publication number: KR101749411B1
Application number: KR1020150129628A
Authority: KR
Inventors: 케네스 윌리엄 아니오렉; 스티븐 로이 버뎃; 라이엄 류안 데 파오르; 은영 박
Original assignee: 코닝 인코포레이티드
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2015-09-14
Publication date: 2017-06-20
Also published as: CN201793473U; CN101817633A; JP2010229020A; KR20150111890A; US8393178B2; JP5562067B2; CN101817633B; US20110302965A1; US8037716B2; KR20100098343A; KR101591103B1; US20100218557A1

Abstract

다운드로우 유리 제조 공정(예를 들어, 퓨전드로우 공정)을 통해 형성되는 유리리본(15)의 형상 및 응력을 제어하기 위한 방법과 장치를 제공한다. 어떤 구체적 실시예에서, 상기 제어는 주어진 Ｑ"_b= Ｑ"_q+ ΔＱ"에 의해 제공되는 비드의 가장 두꺼운 부분에서의 열유속 Ｑ"_b의 비율로 유리리본(15)의 비드부의 냉각에 의해 달성된다. 여기에서 (ⅰ) Ｑ"_q는 리본의 두께 t_q와 중심선(17)에서의 리본의 최종 두께 t_center 가 1.05* t_center인 비드부(21a, 21b)에 인접한 횡단 위치에서의 열유속이고, (ⅱ) ΔＱ" ≥ (t_b/t_q-1)Ｑ"_q+ 10㎾/㎡, 여기에서 t_b는 비드부의 가장 두꺼운 부분의 두께이다. 냉각은 전체 유리리본(15)의 길이에서 또는 선택적인 장소에서 일어날 수 있다. 예를 들면 유리 전이 온도영역(31)을 포함하는 드로우의 부분(50) 또는 개별 유리시트(13)가 유리리본(15)으로부터 절단되는 드로우의 부분(60)에서 일어날 수 있다.

Description

유리리본의 비드부에 대한 열적제어 {THERMAL CONTROL OF THE BEAD PORTION OF A GLASS RIBBON}

본 발명은 액정표시장치(LCD)와 같은 표시 장치의 기판(substrate)으로 사용되는 유리시트(glass sheet)의 제조에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 상기와 같은 유리시트가 다운드로우(downdraw)유리 제조공정으로 생성되는 유리리본의 응력 및 형상 뿐만 아니라 그 유리리본으로 부터 만들어지는 유리시트의 응력 및 형상의 제어를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

표시 장치는 다양하게 적용되어 사용된다. 즉, 몇몇 예를 들면, 박막 트랜지스터 액정표시장치(TFT-LCD)는 노트북 컴퓨터, 평판 패널(panel) 데스크탑 모니터, 엘씨디(LCD)텔레비젼과 인터넷 및 통신장치에 사용된다. 유기발광다이오드(OLED)패널과 같은 많은 표시장치가 평판 유리시트(유리기판)상에 직접 형성된다. 생산성의 증가 및 비용절감을 위하여, 통상의 패널공정은 단일 기판 또는 기판의 서브피스(sub-piece)상에 다수의 패널을 동시에 생성하였다. 그러한 공정의 여러지점에서, 기판은 절단선(cut lines)을 따라 개별부분으로 분할된다. 그러한 절단(cutting)은 유리 내부의 응력의 분포, 특히, 유리가 진공평판(vacuumed flat)일 경우 나타나는 평판내의 응력분포를 변화시킨다. 특히, 그 절단은 절단선(cut line)의 응력을 완화시켜 절단 모서리(cut edge)의 마찰력을 없앤다. 그러한 응력완화는 보통 표시장치 제조자들이 "왜곡(distortion)"이라고 부른는 형상인 유리 서브피스의 진공판 형상의 변화를 야기한다. 비록 형상의 변화량이 대체로 아주 작은 경우라고 할지라도, 현재 표시장치에 사용되는 픽셀(pixel) 구조의 관점에서 보면, 그러한 절단에서 오는 왜곡은 상당수의 결함을 갖는(불합격된) 표시장치를 이끌기에 충분히 클 수 있다. 따라서, 그러한 왜곡의 문제는 표시장치의 제조자들의 주요 관심사이고, 절단의 결과로서 허용될 수 있는 왜곡과 관련한 구성이 연구되고 있다. 더욱이 유리시트를 서브피스로 절단할 때 발생 되는 왜곡, 왜곡의 근본원인이 되는 유리가 냉각될 때의 잔류 응력(residual stress)과 유리 온도가 평형을 이룸으로써 소멸 되는 일시 응력(temporary stress)을 모두 포함하는 응력, 또한 유리시트를 제조하는데 사용되는 유리리본의 형상에 영향을 미친다. 상기 유리리본의 형상은 결국 시트 분리 같은 공정에 영향을 미친다. 특히, 리본의 형상은 스코링(scoring) 및 이후의 리본으로부터의 각각의 개별 시트의 분리 모두에 영향을 미칠 뿐만 아니라 스코링 동안의 리본의 이동에도 영향을 미친다.

앞서 말한 바와 같이, 광범위한 노력이 다운드로우 유리 제조공정을 통한 유리시트의 생성에 사용되는 유리리본의 응력과 형상 제어를 가능하게 하였다. 본 발명은 종래기술에 개시되지 않았던 바람직하지 않은 응력과 바람직하지 않은 리본 형상의 근본원인을 인식하여, 이러한 유리리본 및 이 유리 리본으로부터 만들어지는 완성된 시트 모두에서의 바람직하지 않은 응력 및 형상에 따른 부작용을 감소시키기 위한 방법과 장치를 제공한다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 다운드로우 유리 제조공정으로 생성하는 유리리본의 응력 및 형상 뿐만 아니라 그 유리리본으로부터 만들어진 유리시트의 능력 및 형상의 제어를 위한 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

유리시트를 제작하기 위한 방법은,

(A) (ⅰ) 중심선(17),

(ⅱ) 제1에지(19a),

(ⅲ) 제2에지(19b),

(ⅳ) 상기 제1에지(19a)에서 시작하여 상기 중심선(17) 방향 안쪽으로 확장된 제1비드부(21a), 및

(ⅴ) 상기 제2에지(19b)에서 시작하여 상기 중심선(17) 방향 안쪽으로 확장된 제2비드부(21b)를 갖는 유리리본(15)을 인발공정(drawing process)을 사용하여 생성하는 단계와;

(B) 제1다운드로우 위치에서 상기 (A)단계는 Ｑ"_b= Ｑ"_q+ ΔＱ" 관계식에서,

(a) Ｑ"_b,Ｑ"_q및 ΔＱ" 각각은 리본(15)의 일측으로부터 열유속(heat flux)이고;

(b) 제1다운드로우 위치는 중심선(17)과 리본(15)의 비드부(21a, 21b)가 최종 두께에 이르는 지점 아래이며;

(c) Ｑ"_q는 리본의 두께 t_q와 중심선(17)에서의 리본의 최종 두께 t_center 가 1.05* t_center인 지점에서의 비드부(21a, 21b)에 인접하여 가로지르는 위치에 제1다운드로우 위치에서의 열유동 ㎾/㎡이며;

(d) ΔＱ" ≥ (t_b/t_q-1)Ｑ"_q+ 10㎾/㎡ (여기서, t_b는 비드부(21a, 21b)의 가장 두꺼운 부분(23a, 23b))인 것;을 모두 만족시키는 비드부의 가장 두꺼운 부분(23a, 23b)으로부터 열유속 Ｑ"_b㎾/㎡의 비율의 적어도 하나의 비드부(21a, 21b)에서의 냉각하는 것을 포함하는 유리리본(17)으로 부터 시트를 절단하는 단계;를 포함하여 개시되어 있다.

더욱이, 유리의 시트를 제조하기 위한 방법은:

(A) (ⅰ) 중심선(17),

(ⅱ) 제1에지(19a),

(ⅲ) 제2에지(19b),

(ⅴ) 상기 제2에지(19b)에서 시작하여 상기 중심선(17) 방향 안쪽으로 확장된 제2비드부(21b))를 포함하는 유리리본을 인발공정(drawing process)을 사용하여 생성하는 단계와;

(B) 다운드로우 위치에서 상기 (A)단계는 Ｑ"_b= Ｑ"_q+ ΔＱ" 관계식에서,

(a) Ｑ"_b,Ｑ"_q및 ΔＱ" 각각은 리본(15)의 일측으로 부터의 열유속(heat flux)이고;

(b) 상기 다운드로우 위치는 중심선(17)과 리본(15)의 비드부(21a, 21b)가 최종 두께에 이르는 지점 아래이며;

(c) Ｑ"_q는 리본의 두께 t_q와 중심선(17)에서의 리본(15)의 최종 두께 t_center 의 1.5* t_center인 비드부(21a, 21b)에 인접한 횡단위치의 다운드로우 위치에서의 열유동 ㎾/㎡ 이고;

(d)

여기서, ρ는 유리밀도, C_p는 유리 열용량, v는 리본(15)의 다운드로우 속도, t_b는 비드부(21a, 21b)의 가장 두꺼운 부분(23a, 23b)의 두께, T'_q는 다운드로우 위치와 리본의 두께가 t_b가 되는 횡단위치에서 평가되는 리본 온도의 다운드로우 차이의 변화율이며;

(e) 다운드로우 위치에서, t_b에서의 리본 온도는 t_q에서의 리본 온도의 ±20℃ 이내인 관계로 ±10% 범위내에서 만족하는 비드부의 가장 두꺼운 부분(23a, 23b)으로부터 열유속 Ｑ"_b㎾/㎡의 비율의 적어도 하나의 비드부(21a, 21b)를 냉각하는 것을 포함하는 유리리본(15)으로 부터 시트(13)를 절단하는 단계;를 포함하여 개시되어 있다.

장치는 또한 유리의 리본을 생산하는 드로잉 공정을 사용하는 유리 시트를 제작하기 위하여 개시되고, 상기 리본(15)은

(ⅰ) 중심선(17),

(ⅱ) 제1에지(19a),

(ⅲ) 제2에지(19b),

(ⅴ) 상기 제2에지(19b)에서 시작하여 상기 중심선(17) 방향 안쪽방향으로 확장된 제2비드부(21b)를 포함한다. 여기서, 상기 장치는 제1비드부(21a)로 냉각 액을 인가하기 위해 제1 및 제2 제트(43)를 갖춘다. 상기 제1 및 제2 제트(43)는:

(a) 상기 리본(15)의 양측에 위치하고,

(b) 거의 동일한 다운드로우 위치와 거의 동일한 제1비드부(21a)의 횡단위치를 향하고,

(c) 제1에지(19a)를 향하여 바깥쪽으로 지정 되도록 향하여 형성된다.

상기 요약에서의 참조부호는 다만 읽는 사람의 편의를 위하여 사용된 것이고 어떠한 의도를 가지고 사용된 것이 아니며, 발명의 범위를 한정하여 해석되어서는 안 된다. 보다 일반적으로는, 상술한 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 단지 발명의 예시에 불과하며 발명의 본질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 전체구조를 제공하기 위한 것으로 이해되어야 한다.

추가적인 발명의 특징 및 이점은 이하의 상세한 설명으로 부터 알 수 있으며, 일부분은 여기에 설명된 발명의 실시(실험)에 의해 인식되거나 또는 그 설명으로부터된 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게는 매우 자명할 것이다. 첨부된도면은 발명의 이해를 좀더 돕기 위해 제공되며, 명세서의 일부로서 구성되어 결합 된다. 본 명세서 및 도면에 개시된 본 발명의 다양한 특징은 어떠한 조합 및 모든 조합에 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명에 의하면, 다운드로우 유리 제조공정으로 생성되고 유리리본의 응력 및 형상 뿐만 아니라 그 유리리본으로부터 만들어지는 유리시트의 응력 및 형상을 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 퓨전유리(fusion glass)의 제조장치를 도식적으로 나타낸 도면;
도 2는 인발공정 으로부터 형성되는 유리리본을 도식적으로 나타낸 다이어그램;
도 3은 퓨전 다운드로우 공정(fusion downdraw process)에 의해 생성되는 어크로스드로우(across-the-draw)방향에서 유리두께의 다양한 실시예를 나타내는 그래프;
도 4는 다른 높이에서의 어크로스드로우 온도분포의 실시예를 나타내는 그래프: ○ 드로우 상부, □ 드로우 하부, ◇ 절단위치에 근접한 곳;
도 5는 다른 어크로스드로우위치에서의 다운드로우 온도분포의 실시예를 나타내는 그래프: ○ 가장 큰 비드 두께의 위치, □ 두께가 1.05*t_center되는 위치;
도 6은 비드 방향으로 유도된 개별 노즐이 별개의 다운드로우 위치에 배치되는 가스냉각 구현을 설명하기 위한 측면을 도식적으로 나타낸 도면(유사한 배열(arrangement)이 리본의 반대편에 존재한다.)
도 7은 에어나이프(air knife)를 통해서 드로우 하부의 연속적인 냉각이 수행되는 가스냉각 구현을 설명하기 위한 측면을 도식적으로 나탄낸 도면(유사한 배열이 리본의 반대편에 존재한다.)
도 8은 비드의 직각방향의 제트를 통한 가스냉각 구현을 설명하기 위한 탑뷰(top-view)를 도식적으로 나타낸 도면(유사한 배열이 리본의 반대편에 존재한다.)
도 9는 리본의 중앙에서의 냉각가스의 충격을 최소화 하기위해 리본에 방향지워진 제트를 통한 가스냉각 구현을 설명하기 위한 탑뷰(top-view)를 도식적으로 나타낸 도면(유사한 배열이 리본의 반대편에 존재한다.)
도 10은 인접한 온도에 밀접하게 대응되도록 드로우 상부에서 비드 온도의 균일한 저하를 설명하는 그래프로서(제1 실시예)이며, 여기서 ○ 데이터 포인트는 비드 냉각 없는 어크로스드로우 온도 분포이고, □ 데이터 포인트는 비드 냉각이 있는 경우를 나타낸다.
도 11은 첫 번째 실시예에 대한 다운드로우 온도분포를 나타내는 도면이며, 여기서 ○ 데이터 포인트는 상기 두께가 비드 냉각 없이 t_b가 되는 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, □ 데이터 포인트는 비드 냉각이 있는 동일한 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, ◇ 데이터 포인트는 상기 두께가 비드 냉각 없이 t_q가 되는 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, × 데이터 포인트는 비드냉각이 있는 동일한 어크로스드로우 위치에 대한 것이다.
도 12는 첫 번째 실시예에 대한 다운드로우 열유속(Q")을 나타내는 도면이며, 여기서 ○ 데이터 포인트는 상기 두께가 비드 냉각 없이 t_b가 되는 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, □ 데이터 포인트는 비드 냉각이 있는 동일한 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, ◇ 데이터 포인트는 상기 두께가 비드 냉각 없이 t_q가 되는 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, × 데이터 포인트는 비드 냉각이 있는 동일한 어크로스드로우 위치에 대한 것이다.
도 13은 드로우(draw)의 높은 곳에서 불균일한 비드 온도의 언더냉각(under-cooling)상태를 설명하는 그래프(제2 실시예)이며, 여기서 ○ 데이터 포인트는 비드냉각 없는 어크로스드로우 온도분포를 보여주며, □ 데이터 포인트는 비드냉각을 갖는 어크로스드로우 온도분포를 나타낸다.
도 14는 제2 실시예에 대한 다운드로우 온도분포를 나타내는 도면이며, 여기서 ○ 데이터 포인트는 상기 두께가 비드 냉각 없이 t_b가 되는 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, □ 데이터 포인트는 비드 냉각이 있는 동일한 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, ◇ 데이터 포인트는 상기 두께가 비드 냉각 없이 t_q가 되는 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, × 데이터 포인트는 비드 냉각이 있는 동일한 어크로스드로우 위치에 대한 것이다.
도 15는 제2실시예에 대한 다운드로우 열유속(Q")을 나타내는 도면이며, 여기서 ○ 데이터 포인트는 상기 두께가 비드 냉각 없이 t_b가 되는 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, □ 데이터 포인트는 비드 냉각이 있는 동일한 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, ◇ 데이터 포인트는 상기 두께가 비드냉각(bead cooling) 없이 t_q가 되는 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, × 데이터 포인트는 비드냉각을 갖는 동일한 어크로스드로우 위치에 대한 것이다.
도 16은 드로우(draw)의 상부에서 불균일한 비드 온도의 과냉각(over-cooling) 상태를 설명하는 도면(제3실시예)이고, 여기서 ○ 데이터 포인트는 비드 냉각 없는 어크로스드로우 온도분포를 보여주며, □ 데이터 포인트는 비드냉각이 있는 어크로스드로우 온도분포를 나타낸다.;
도 17은 제3실시예에 대한 다운드로우 온도분포를 나타내는 도면이며, 여기서 ○ 데이터 포인트는 상기 두께가 비드 냉각 없이 t_b가 되는 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, □ 데이터 포인트는 비드 냉각이 있는 동일한 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, ◇ 데이터 포인트는 상기 두께가 비드냉각(bead cooling) 없이 t_q가 되는 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, × 데이터 포인트는 비드냉각이 있는 동일한 어크로스드로우 위치에 대한 것이다.
도 18은 제3실시예에 대한 다운드로우 열유속(Q")을 나타내는 도면이며,여기서 ○ 데이터 포인트는 상기 두께가 비드 냉각 없이 t_b가 되는 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, □ 데이터 포인트는 비드 냉각이 있는 동일한 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, ◇ 데이터 포인트는 상기 두께가 비드 냉각 없이 t_q가 되는 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, × 데이터 포인트는 비드 냉각이 있는 동일한 어크로스드로우 위치에 대한 것이다.
도 19는 인접한 온도에 밀접하게 대응되도록 절단장소 근처의 비드 온도의 균일한 저하를 설명하는 그래프이다(제4실시예). 여기서 ○ 데이터 포인트는 비드 냉각 없는 어크로스드로우 온도분포이고, □ 데이터 포인트는 비드 냉각이 있는 경우를 나타낸다.
도 20은 네 번째 실시예에 대한 다운드로우 온도분포를 나타내는 도면이며, 여기서 ○ 데이터 포인트는 상기 두께가 비드 냉각 없이 t_b가 되는 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, □ 데이터 포인트는 비드 냉각이 있는 동일한 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, ◇ 데이터 포인트는 상기 두께가 비드 냉각 없이 t_q가 되는 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, × 데이터 포인트는 비드 냉각이 있는 동일한 어크로스드로우 위치에 대한 것이다.
도 21은 제4실시예에 대한 다운드로우 열유속(Q")을 나타내는 도면이며, 여기서 ○ 데이터 포인트는 상기 두께가 비드 냉각 없이 t_b가 되는 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, □ 데이터 포인트는 비드 냉각이 있는 동일한 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, ◇ 데이터 포인트는 상기 두께가 비드냉각(bead cooling) 없이 t_q가 되는 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, × 데이터 포인트는 비드 냉각이 있는 동일한 어크로스드로우 위치에 대한 것이다.

이하의 설명은 퓨전다운드로우 공정에 관한 것이다(또한, 퓨전공정, 오버플로우 다운드로우 공정 또는 오버플로우 공정으로 공지된 것에 관한 것이며, 여기에 개시되고 청구된 방법 및 장치는 슬롯 드로우 공정(slot draw process)과 같은 비드부를 갖는 다른 다운드로우 공정에도 역시 적용될 수 있을 것이다. 퓨전장치(fusion apparauts)는 종래기술에서 알려져 있으므로, 자세한 내용은 구체적인 실시예의 불명확함을 피하기 위하여 생략되었다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 통상의 퓨전공정은 공동(39)내에 용융유리(도시생략)를 수용하는 성형구조(아이소파이프, 37)를 채용한다. 상기 아이소파이프는 루트(41)를 포함하고, 여기서 아이소파이프의 두 수렴하는 측으로부터의 용융유리가 함께 결합하여 리본(15)을 형성한다. 상기 루트를 벗어난 후에, 상기 리본은 에지 롤러(edge rollers)(27)를 횡단하고, 그 다음에 견인 롤(pulling rolls)(27)을 통과한다. 상기 리본이 드로우 아래로 이동함에 따라,도 1에서 31을 나타낸 유리전이온도영역(GTTR)을 통과한다. 본 기술분야에서 알려진 것과 같이, 유리는 상기 GTTR 이상의 온도에서는 기본적으로 점성이 있는 액체와 같은 성질을 가진다. 상기 GTTR 이하의 온도에서는, 유리는 기본적으로 탄성이 있는 고체와 같은 성질을 가진다. 유리의 GTTR 을 통과하여 높은 온도로부터 유리를 냉각함으로써 점성이 있는 액체에서 탄성이 있는 고체로의 급격한 변화가 발견되지는 않는다. 대신에, 유리의 점성이 점차적으로 증가하여, 점성과 탄성의 반응이 모두 현저하게 되는 점탄성(visco-elastic)으로 변형되며, 결국에는 탄성이 있는 고체와 같은 성질을 가지게 된다.

LCD유리, 특히 코닝 인코포레이티드의 Code Eagle 2000 LCD 유리에 대한 전형적인 값으로, 처리되는 특정 유리에 따라 변화한다고 할지라도, GTTR의 상단부는 통상 약 850℃이거나 그 이하이고, 하단부는 통상적으로 650℃이거나 그 이상이다. 예를 들어 GTTR의 하단부는 약 700℃이거나 그 이상이 될 수 있다.

에지 롤러(27)는 도 1의 상기 GTTR 상부 위치의 리본(15)과 접하고, 반면에 견인 롤(29)은 도시된 바와 같이 GTTR의 내에 위치한다. 견인 롤은 또한,원한다면 GTTR의 하부에 위치할 수 있다. 에지 롤러의 온도는, 예를 들어 에지 롤러가 물 또는 공기냉각되는 경우의 유리의 온도보다 낮다. 이러한 결과적으로 낮은 온도에 의해, 에지 롤러는 국부적으로 유리의 온도를 경감시킨다. 이러한 냉각은 리본의 감쇠를 경감시키는데, 즉 국부적 냉각은 인발 동안(예를 들면 견인 롤(29)의 작동을 통해)에 발생하는 리본의 폭의 감소를 조절하도록 한다. 견인롤(29)은 또한 일반적으로 그것이 접촉하고 있는 유리보다 더 냉각된다. 그러나 그것이(견인롤이) 드로우로부터 더 낮은 곳에 위치하기 때문에 온도의 차이는 에지 롤러 보다 작을 수 있다.

도 1에서 볼 수 있듯이, 퓨전공정에 사용되는 장치는 유리가 노출되는 공기의 온도를 제어하는 제 1섹션(또한, 여기서는 FDM이라고 한다.) 과 유리가 주변온도에 노출되는 제 2섹션(여기서는 또한 BOD라고 한다.)으로 분할된다. 상기 BOD는 섹션(70)(또한 여기에서는 TAM이라고 한다.)을 포함하고, 상기 섹션(70)은 개별시트(indivisual sheets,13)가 스코라인(score line, 35)을 따라서 리본(15)으로부터 분리되어 있다.

도 2는 리본(15)을 기술하기 위해 여기에 사용되는 명칭을 나타내고 있다. 이 도면에서 보듯이, 리본은 외면의 에지(19a, 19b), 중심선(17), 및 에지(19a, 19b)로 부터 중심선(17)방향의 안쪽으로 확장되는 비드부(21a, 21b)를 갖는다. 비드부의 가장 두꺼운 부분은 라인(23a, 23b)을 따라서 형성되고 비드부의 내부 넓이는 라인(25a)(라인 25b)을 따라 확정된다. 여기서 리본의 최종 두께는 1.05*t_center로 초기 상승하며, 여기서 t_center는 중심선을 따라 형성되는 리본의 최종 두께이다. 1.05*t_center의 두께는 양질의 두께 또는 근사양질의 두께가 고려된다는 것을 주목해야 한다. 또한, WO 2007/014066 에서 논의되었듯이, 최종 두께는 상기 GTTR의 상부 드로우에서 높다는 것을 주목해야 한다. 그 후에, 상기 두께는 유리의 열팽창 계수(CTE)에 기초하여 유리가 냉각되므로써 점차적으로 감소하게 된다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 목적을 위해서, 그러한 CTE에 기초한 수축은 몇 십분의 1퍼센트보다 작으므로 무시할 수 있다. 비드부(21a, 21b)가 비록 도 2에 도시된 바와 같이 대칭적으로 보일지라도, 실질적으로 상기 비드부들은 두 비드 사이에 서로 차이가 나는 가장 두꺼운 부분의 위치 및 폭이 서로 다르다, 예를 들면 가장 두꺼운 부분은 비드부의 중심에 있을 필요는 없다는 것이다. 더욱이 일반적으로, 도 1 및 도 2에서는 축척에 의해 도시된 것도 아니고 상대적인 크기를 의도하여 나타낸 것도 아닌 것에 주의해야 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 유리리본(15)의 크로스드로우의 두께 분포는 종종 2가지 이상의 요인에 의하여 비드부를 갖는 유리의 두께가 중앙보다 더 두껍게 되므로써 균일하지 못하다. 온도분포의 이러한 결과는 비드부의 국부적인 최대값을 포함하고 리본길이의 대부분인 비드는 상대적으로 중심선보다 온도가 높다(도 4 및 5 참조).

본 개시내용에 따라, 비드부의 높은 온도는 바람직하지 않은 응력과 바람직하지 않은 리본 및 최종유리제품의 형상을 발생시킨다는 것을 알 수 있다. 비드 온도의 경감은 응력과 리본 및 최종유리제품의 형상을 조절하는데 더욱 효과적이라는 사실을 더 알 수 있다. 중요하게도, 비드 온도의 선택적 변경은 리본크기가 더 크고 리본의 중요한 부분이 리본 형상의 조절 가능성이 줄어드는 FDM 아래에 위치한 더 높은 세대(higher generation)의 유리를 생산하는 퓨전드로우 장치(fusion draw machines)가 안정적으로 작동하기 위해서 훨씬 더 중요하다.

FDM에서의 유리리본의 크로스드로우 온도 분포는 이전에는 리본 중심 근처의 양질의 구역(quality zone)을 주된 타겟으로 하여, 권선저항(resistance winding)과 냉각바요넷(cooling bayonet)을 사용하므로써 조절해 왔다. 이러한 열전달 방법은 비드 온도를 변화시키지 못하고, 그렇게 의도되지도 않았다. 실제로, 냉각 바요넷(cooling bayonet)은 이러한 목적(아래에 후술하는)에 부합하지 않는다. 더욱이, BOD에서의 리본의 온도분포의 조절에 대해서는 많은 노력이 이루어 지지 않았다. 오히려, 이 영역에서는, 유리리본은 주로 자유대류나 복사를 통해서 자연적으로 냉각되도록 하였다.

이와 같은 열조절의 부재의 결과로, 상대적으로 많은 국부온도의 증감변화가 리본의 비드부에 존재하여 왔다. 이러한 증감변화는 바람직하지 못한 리본 응력 및 형상을 초래한다. 이러한 바람직하지 못한 응력 및 형상은, 결과적으로, 시트스코오링(sheet scoring)과 분리문제(separation problem), 스코오링(scoring) 동안의 과도한 리본의 움직임(이동), 그리고 최종유리 제품의 바람직하지 못한 응력 및 형상이 발생된다. 이러한 종래 실시와 대비하여, 본 발명에서는 리본의 비드부의 온도를 명확하게 변화시킴으로써 비드부의 높은 온도증감에 따른 부작용을 완화시킨다. 상기 비드온도는 본 발명이 추구하는 특별한 이점에 따라 FDB,BOD에서 또는 FDM 및 BOD 모두에서 변화될 수 있다. 비드냉각은 바람직하게는 (아래와 같이) 에어제트냉각(air jet cooling)의 대류를 통해서 이루어진다(이하참조).

정량적으로, 비드 온도의 증감의 조절을 위해 필요한 냉각량은 다음과 같이 정해질 수 있다.

유리의 두 스트립(strips),예를 들어 4인치(10.16㎝) 또는 그 이하의, 작은 수평 이격으로 분리되어 있는, q(양질의 두께 또는 근사 양질의 두께) 및 b(비드)를 고려하자. 상기 q스트립은, 예를 들어, 리본의 최종 두께가 상기 최종 두께의 1,05배가 되는 리본의 중심선을 따라서 위치하고, 반면에 b스트립은 비드가 그 최고두께를 가지는 곳에 위치한다. 일반적으로, 비드로부터의 열유속 Ｑ"_b 와 양질의 두께 또는 근사양질의 두께영역으로부터의 열유속 Ｑ"_q사이에는 다음과 같은 관계가 성립한다:

Ｑ"_b= Ｑ"_q+ ΔＱ"

(여기에 사용된 것 및 청구항에 사용된 +Ｑ"의 방향은 유리로부터 주변으로 향하는 방향을 의미한다.)

뿐만 아니라 좀더 얇은 q스트립은 온도 T_q및 T'_q의 비율로 냉각되며, 반면에 좀더 두꺼운 b스트립은 온도 T_b 및 T'_b의 비율로 냉각되는 것으로 보인다. 양 스트립은 포지티브(positive) y 방향으로 속도 v로 에지 냉각구역을 통해 이동한다. q스트립에서 냉각비율은 다음과 같이 주어진다:

T'_b에 대해서도 상기와 같이 표현된다.(여기에서 사용되는 +y는 다운드로우 거리로서 정의되며, 예를 들어, 퓨전공정을 위한 아이소파이프(isopipe)의 루트(root)에서 시작되는 것으로 정의된다.)

얇은스트립(thin strip)의 두께를 t_q로 정의,두꺼운 스트립의 두께를 t_b, 유리의 방사율(emissivity)을 ε, 유리의 밀도를 ρ, 유리의 열용량을 C_p, 각각의 얇은스트립의 표면으로부터의 냉각 열유속을 Ｑ"_q, 각각의 두꺼운스트립의 표면으로부터의 냉각 열유속은 Ｑ"_b로서, 다음과 같이 표현할 수 있다.

(1)

및

(2)

앞에서 냉각 바요넷(cooling bayonets)을 사용한 종래 실시예에서, 국부냉각 환경은 대체로 측면거리가 4인치(10.16㎝) 또는 그 이하의 범위 이상으로 변하지 않는다. 따라서, 두 스트립으로부터의 냉각유속(cooling fluxes)은 상당히 유사하고 만일 상기 스트립이 같은 온도에서 시작된다면, 상기 좀더 두꺼운 스트립은 더욱 천천히 냉각될 것이다. 즉 t 값이 더 크기 때문에 더 작은 T'값을 갖게 된다.

특히, T'_q와 T'_b사이의 관계는 다음과 같음을 알 수 있다.

Ｑ"_{q =}Ｑ"_b

그러므로, 종래 실시에서, 인접한 스트립 사이의 두께의 차이는 좀더 두꺼운 스트립의 냉각속도를 더욱 감소시킨다. 만약, 이러한 더욱 느려진 냉각의 결과로서, 좀더 두꺼운 스트립은 충분히 높은 온도를 얻고, 그 다음에는 상기 좀더 두꺼운 스트립의 냉각 비율은 좀더 얇은 스트립의 냉각비율과 대응되고, 냉각 비율은 결국 같아지게 된다. 이것은 몇몇 케이스에서 관찰되었다.

몇몇 적용에 있어서는, 두께가 다르고 ±20℃내에서 거의 동일한 온도를 갖는 인접한 스트립에서 거의 동일한 냉각비율을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 조건에서 같은 냉각비율을 유지하기 위해서, 추가적인 냉각은 두꺼운 스트립에 대해서만 제공되어야 한다. 이러한 추가적인 냉각의 규모는 다음에서와 같이 계산될 수 있다.

수식의 예에서와 같이, 0.047 ㎏/m-sec의 최소한 ρ*v*t_q 생성물을 갖고 C_p의 값은 1250 J/㎏-°K를 갖는 시스템을 고려한다. ΔＱ"은 다음과 같이 주어진다:

냉각비율이 3 K/in 이고 두께비율 t_b/t_q이 2라고 가정하면, 단일 측면당 추가적인 냉각 요구량은 다음과 같다:

그러므로, 인접한 양질의 두께 또는 근사 양질의 두께 영역에서 비드의 동일한 냉각비율을 달성하기 위해서는, 단일 측면당 Q"_b는 Q"_q를 적어도 3.5㎞/㎡ 를 초과하여야 한다.:

이러한 등식이 만족할 때, 비드와 이웃한 양질의 두께 또는 근사양질의 두께영역 사이의 온도차이는 다운드로우 방향으로 이동하므로써 유지된다.

다른 적용을 위해서는, 비드의 온도를 양질의 두께 또는 근사양질의 두께영역의 온도에 가깝도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 적용을 위해서, ΔＱ"의 값이 증가된다. 예를 들어, ΔＱ"는 단일 측면 당 (t_b/t_q-1)Ｑ"_q+10㎾/㎡가 될 수 있고, 또는 상기와 같이, 예를 들면, ΔＱ"는 단일 측면당 (t_b/t_q-1)Ｑ"_q+25, (t_b/t_q-1)Ｑ"_q+50, (t_b/t_q-1)Ｑ"_q+75 또는 (t_b/t_q-1)Ｑ"_q+100㎾/㎡ 이상의 더 높은 값의 사용이 될 수 있으며, 예를 들어, 비드의 온도를 양질의 두께 또는 근사양질의 두께영역의 온도보다 낮게 줄임으로써, 몇 가지의 적용을 위해서는 바람직할 것이다(이하 실시예3 참조). 일단, 비드와 양질의 두께 또는 근사양질의 두께영역 사이의 원하는 온도차이가 이루어지면, ΔＱ"는 그 차이를 유지하기 위한 값으로 복원될 수 있다, 예를 들어, 단일 측면당 상기 실시예에서 계산된 3.5㎾/㎡의 값으로 복원될 수 있는 것이다. 일단 추가 냉각이 정지하면, 리본으로부터의 열손실은 원래 상태로 회복된다는 것을 주의해야 한다. 즉 비드의 온도는 양질의 두께 또는 근사양질의 두께영역 근처의 온도에 대하여 상승하게 된다(예를 들어, 도 11,14,17 및 20 참조)

냉각의 바람직한 방법은 비드부에 국부적으로 냉각시키는 제트(43)를 이용한 대류에 의한 냉각이다. 상기 제트(43)는 원형 또는 다른 횡단면의 노즐(42) 형태가 될 수 있고(예를 들어, 도 6 참조) 또는 비드부에 더욱 계속적인 냉각을 제공하기 위하여 비드를 향하여 형성된 나이프(47) 또는 슈라우드(shroud)의 노즐형태가 될 수 있다(예를 들어, 도 7 참조). 제트(43)는 리본에 직교될 수 있으며(예를 들어, 도 8 참조.) 또는 비스듬한 방향으로(예를 들어, 도 9 참조) 리본의 양질부문의 냉각의 영향을 최소화시킬 수 있다. 바람직하게는, 비록 몇몇 경우에 있어서는 직각방향의 운동이 바람직하고 제트(43)에 의해 제공된다고 할지라도, 리본의 두 측면상의 대향하는 제트(43)들은 그것의 다운드로우(down-the-draw)이동에 대해 직각방향으로 리본을 이동하지 않도록 균형을 이루어야 한다.

냉각액은 공기 또는 다른 비활성 기체(예를 들어, 높은 열전도율을 갖는 헬륨), 또는 냉각의 정도를 향상시키기 위한 수증기가 혼합된 가스가 가능하다. 또한, 만일 높은 수준의 냉각을 원한다면, 소량의 액체상태의 물 스트림(stream)이 비드에 적용될 수 있을 것이다. 실질적으로, 원형 공기 노즐은 보통의 공기흐름의 정도(100schf, 2.832㎥/h)에서 2㎜ 의 얇은 비드에 100℃이상의 냉각을 제공한다. 비드부에 가깝게 위치한 원즈(wands) 또는 바요넷(bayonet)을 냉각하기 위한 복사 열 전도에 의한 냉각은 일반적으로 비드온도의 상당한 변화를 달성하기 위해서 지나치게 먼 원거리(long distance)가 필요하다. 몇 가지의 수식의 예들은 복사열 전도의 문제점을 설명하고 있다.

유리의 GTTR의 수준에서 비드와 이웃한 양질의 두께 또는 근사양질의 두께영역 사이의 80 °K의 온도차이를 감소시키는 문제를 고려한다. 복사열 전도를 위한 Q"은 다음과 같이 주어진다.:

여기서 ε은 유리의 방사율(emissivity), σ는 스테판-볼츠만 상수, T_glass는 유리의 온도, 그리고 T_sur은 열이 복사되는 표면의 온도를 나타낸다.

통상의 GTTR 온도에서, 20℃의 표면에서 복사를 사용하여 80 °K 온도차이를 제거하기 위해서는, 약 20 내지 25인치(50.8 내지 63.5㎝) 범위의 GTTR 을 가져야 한다. TAM영역의 위치에 있어서는, 그 거리범위가 훨씬 크다. 여기서 비드와 그것의 이웃하는 양질의 두께 또는 근사양질의 두께영역 사이의 온도차이는 통상 약 140 °K이다. 이러한 온도차이를 20℃의 표면에서의 복사를 통하여 제거하기 위해서는 상당히 긴 거리인 200인치(508㎝)를 취해야 한다.

도 6 내지 도 9에 도시된 장치 또는 당해 기술분야의 당업자가 이용가능한 다른 장치는 퓨전 또는 다른 다운드로우 공정에 의해 형성되는 비드 온도를 가능하게 한다. 그러한 온도 엔지니어링(temperature engineering)은, 결과적으로, 형성으로 부터의 잔류응력(residual stress)과 어떤 비선형적인 국부적 온도분포로부터 야기되는 일시적인 응력(temporary stress) 모두의 조작(manipulation)을 가능하게 한다. 양 응력이 조합되어 전체적인 응력상태를 만든다. 드로우에서의 다양한 위치에서 비드온도의 변화는 전체리본의 응력의 조작을 가능하게 한다. 잔여 및 일시적 응력의 조작은 다양한 실질적인 이점을 이끌어 낸다, 그 이점은: FEM과 BOD 모두에 있어서 리본 모양의 변경; 향상된 시트 스코링과 분리(양쪽 모두다 TAM에서의 리본의 형상에 좌우된다.); 스코링과 분리 진행중에 리본 이동의 정도를 더욱 낮춤(그것은 또한 TAM에서의 리본의 형상에 좌우된다.); 및 최종 유리시트의 형상의 조절(그것은 잔류응력에 의해 좌우된다.)을 포함한다.

특히, 대표적으로는, 그러나 여기서 논의되는 냉각 기술과 원리의 적용(응용)은 제한되지 않으며, 비교적 유리리본의 두꺼운 비드부는 냉각의 부재시에 존재하는 것보다 더욱 완만한 어크로스드로우 온도분포의 결과를 위해서 냉각된다. 냉각은 FDB의 상부에서부터 유리시트가 리본으로부터 분리되는 BOD의 하부로 계속해서 다운드로우가 일어날 수 있도록 한다. 또는, 냉각은 FDB과 BOD의 별개의 위치 또는 FDB 또는 BOD에서만 일어날 수 있다. 냉각의 위치는 가장 큰 영향을 받는 리본의 특성을 결정한다. 예를 들면, FDM(GTTR의 범위 내 또는 근처)에서의 높은 냉각은 잔류응력 및 일시적 응력에 영향을 주고, 따라서 리본 및 최종유리시트의 응력 및 형상에 영향을 준다. FDM 또는 BOD에서의 낮은 냉각은, 대게 드로우 아래의 리본의 응력 및 그에 따른 리본의 형상에 영향을 준다.(비록 GTTR에서의 감소된 이동과 변형된 응력을 포함하는 이점이 있다고 하더라도). 이하에서는 열적 모델링 소프트웨어를 이용하여 도출된, 제한 없는 실시예들을 통하여, 여기에 개시된 냉각기술의 특정 적용을 설명한다.

본 실시예는 인접한 온도에 밀접하게 대응되도록 드로우 상부에서 비드 온도의 균일한 저하를 설명하는 것이다. (이 실시예와 실시예 2 내지 4, ρC_pv 생산품이 160㎾/°K㎡으로 보여진다.) 도 10은 비드 냉각 없는 어크로스드로우 온도 분포(○ 데이터 포인트)와 비드 냉각 있는 온도분포(□ 데이터 포인트)를 비교한다(이와 유사한 도면에서, 0되는 점은 리본의 중심선과 일치한다.). 이러한 두 곡선(curves)로 부터 볼 수 있듯이, 냉각은 거의 어크로스드로우 온도분포를 제공한다.

도 1과 도 12는 본 실시예에 따른 다운드로우 온도 및 열유속 분포를 도시하고 있으며, 각 경우에 있어서 ○ 데이터 포인트는 상기 두께가 비드 냉각 없이 t_b가 되는 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, □ 데이터 포인트는 비드냉각과 같은 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, ◇ 데이터 포인트는 상기 두께가 비드냉각(bead cooling) 없이 t_q가 되는 어크로스드로우 위치에 대한 것이고, × 데이터 포인트는 비드냉각과 같은 어크로스드로우 위치에 대한 것이다.

도 12에서 볼 수 있듯이, 비드냉각은 Q"가 약 80㎾/㎡의 최고값에 이를 수 있도록 900㎜ 에서 2200㎜ 까지 다운드로우되어 확장되는 스팬(span) 전체에 적용된다. 도 11에서 볼 수 있듯이, 이러한 추가적인 열유속은 비드의 온도(□데이터 포인트)를 약 2150㎜ 다운드로우되는 곳에서 양질의 두께 또는 근사양질의 두께 인접영역의 온도(×데이터 포인트)와 대응될 때까지 떨어지게 한다. 그후에, 냉각이 멈추기 때문에, 비드의 온도는 ×데이터 포인트로부터의 □데이터 포인트의 분기점으로 부터 볼 수 있듯이 인접 지역의 비드온도와 관련하여 증가한다. 본 실시예에서 적용되는 냉각은, ×데이터 포인트와 ◇데이터 포인트가 겹치는 것을 보면 알 수 있듯이, 인접지역에서 냉각이 일어나지 않도록 하기 위해 적용될 수 있다.

도 12의 Q"플롯(plot)은 상기의 등식(1)과 (2)를 사용하여 도 11의 플롯(plot)거리 대 온도로부터 직접적으로 추론할 수 있음을 주의해야 한다. 도 15, 18 및 21의 경우에도 마찬가지이다, 즉 상기 도면들의 Q"플롯은 상기의 등식 (1) 및 (2)를 이용하여, 각각, 도 14, 17 및 20으로부터 구할 수 있다. 더욱이, 실제로는, 온도 대 플롯거리(다운드로우 및 어크로스드로우 양쪽 모두)는 드로우 공정을 통해 쉽게 측정된다. 따라서, 모델 데이터(modeled data) 및 측정데이터 모두에서, Q"값은 당해 기술분야의 당업자에 의해 쉽게 결정될 수 있다.

본 실시예는 드로우에서 비드 온도 높이의 불균일한 언더냉각(under-cooling)을 설명한다. 실시예1에서, 도 13은 비드냉각 없는 어크로스드로우 온도분포(○ 데이터 포인트)와 비드 냉각이 있는 온도분포(□데이터 포인트)를 비교한다. 이러한 두 곡선에서 알 수 있듯이, 냉각은 상당히 평탄한 어크로스드로우 온도분포를 제공하고, 그러나 실시예1 만큼 평탄하지는 않다. 특히, 비드의 가장 두꺼운 지점에서의 온도는 주로 인접한 양질의 두께 또는 근사양질의 두께지역에서의 온도와 같아질 때의 온도이다. 그러나, 가장 두꺼운 측면의 어느 한 측면에서의 온도는 인접한 곳의 온도보다 더 높다. 도 14 및 15는 본 실시예에서의 다운드로우 온도와 Q" 분포를 도시하고 있다.

본 실시예는 드로우에서 비드온도 높이의 불균일한 오버냉각(over-cooling)을 설명한다. 실시예1 및2에서, 도 16은 비드냉각 없는 어크로스드로우 온도분포(○ 데이터 포인트)와 비드냉각을 갖춘 온도분포(□데이터 포인트)를 비교한다. 이러한 두 곡선에서 알 수 있듯이, 실질적으로 어크로스드로우 온도분포를 평탄하게 하는 것보다는, 이 경우에, 냉각을 갖춘 분포(온도분포)는 냉각이 없는 분포로부터 부호는 반대이고, 유사한 규모(정도)의 온도변화를 나타내고 있다. 그러한 분포는 냉각 없이 작동되는 반대편 리본의 응력분포 및 형상을 소개하기를 원할 때 유용할 수 있다.

도 17 및 18은 다운드로우 온도 및 본 실시예에서의 Q" 분포를 도시하고 있다. 이 경우에 적용되는 냉각은 더 강력하기 때문에, t_q에서의 온도분포 및 Q"분포는 비드냉각이 적용될 때 변화한다(◇데이터 포인트(비드냉각이 없음)와 ×데이터 포인트(비드냉각 있음)의 비교). 또한, 이 경우에는 오버냉각을 포함하기 때문에, 도 18에서의 최대값 Q"은 대략 90㎾/㎡, 이값은 도 12 및 15에서의 최대값보다 약 10㎾/㎡ 더 높은 값이다.

본 실시예는 절단위치인 TAM 영역에 근접한 비드온도의 균일한 저하를 근접한 온도에 밀접하게 대응시켜 설명하고 있다. 도 19 에서와 같이, 비드냉각이 없는 어크로스드로우 온도 분포( ○데이터 포인트)와 비드냉각이 있는 경우의 온도분포(□데이터 포인트) 사이의 차이는 실시예 1 내지 3에서보다 훨씬 크다. 왜냐하면, 냉각없이, 비드온도와 근접한 곳의 온도차이는 TAM영역에서 드로우에서의 높이(high)보다 훨씬 크다. 이러한 차이를 좁히는 것이 필요한 본 실시예에서의 Q"값은 상대적으로 실시예 1 내지 3에서 보다 훨씬 크다(도 21과 도 12, 15 및 18과의 비교: 수직눈금의 차이에 주의).

앞서 설명한 실시예에서와 같이, Q"값을 이용하면 쉽게 대류냉각을 달성할 수 있으며, 다양한 방식의 어크로스드로우 온도 분배는 드로우에서의 상부(high) 및 BOD에서의 하부 모두에서 얻을 수 있다. 그러한 온도분배는, 결과적으로, 퓨전공정과 같은 드로우공정에 으해서 유리시트의 제조에 유용한 다양한 형상과 응력의 분포(분배)를 얻는데 이용될 수 있다.

발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서의 다양한 변경은 앞서 개시한 것으로 부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진자에 의해 자명하다고 할 것이다. 다음의 청구항들은 여기에서 시작되는 명확한 실시예 뿐만 아니라 그러한 실시예의 변경, 변형 및 균등의 범위까지도 포함하도록 의도되었다. 예를 들어, 발명은 다음의 제한이 없는 발명의 실시예의 여러 측면에서 구체화 된다.:

제1 측면에 의하면, 유리의 시트를 제조하기 위한 방법은:

(A) (ⅰ) 중심선(17),

(ⅱ) 제1에지(19a),

(ⅲ) 제2에지(19b),

(d) ΔＱ" ≥ (t_b/t_q-1)Ｑ"_q+ 10㎾/㎡ (여기서, t_b는 비드부(21a, 21b)의 가장 두꺼운 부분(23a, 23b))인 것;을 모두 만족시키는 비드부의 가장 두꺼운 부분(23a, 23b)으로부터 열유속 Ｑ"_b㎾/㎡의 비율의 적어도 하나의 비드부(21a, 21b)에서의 냉각하는 것을 포함하는 유리리본(17)으로 부터 시트를 절단하는 단계;를 포함하여 제공된다.

제2 측면에 의하면, 두개의 비드부에 대한 제1 다운드로우 위치에서 제1 측면에서의 관계식이 만족되는 방법을 제공한다.

제3 측면에 의하면, 제1 다운드로우 위치에서 시작되고 적어도 100㎜의 거리에 대해 다운드로우로 확장되는 전체 스판(span)에 걸친 적어도 하나의 비드부에 대하여 제1 측면에서의 관계식이 만족되는 방법을 제공한다.

제4 측면에 의하면, 제1 다운드로우 위치에서 시작되고 적어도 100㎜의 거리에 대해 다운드로우가 확장되는 전체 스판(span)에 걸친 두 개의 비드부에 대하여 제1 측면에서의 관계식이 만족되는 방법을 제공한다.

제5 측면에 의하면, 다음을 만족하는 제1 측면에서의 방법을 제공한다:

ΔＱ" ≥ (t_b/t_q-1)Ｑ"_q + 50㎾/㎡

제6 측면에 의하면, 다음을 만족하는 제1 측면에서의 방법을 제공한다:

ΔＱ" ≥ (t_b/t_q-1)Ｑ"_q + 100㎾/㎡

제7 측면에 의하면, 제1 측면중 어느 하나의 방법이 제공되며, 여기에서는 제2 다운드로우 위치에서, (A)단계는 다음의 관계를 만족하는 비드부의 가장 두꺼운 부분으로부터의 열유속 Ｑ"_b(2)㎞/㎡의 비율로 적어도 하나의 비드부를 냉각하는 것을 포함한다.

Ｑ"_b(2) ≥ 0.95*(t_b/t_center)*Ｑ"_q(2);

여기에서:

(a) 제2 다운드로우 위치는 제1 다운드로우 위치의 아래에 있고;

(b) Ｑ"_q(2)㎞/㎡는 리본의 최고두께가 1.05*t_center되는 비드부에 인접하여 횡단하는 위치에 있는 제2 다운드로우 위치에서의 열유속이고;

(c) Ｑ"_b(2) 및 Ｑ"_q(2) 각각은 리본의 일측으로부터의 열유속이며;

(d) 제2 다운드로우 위치에서, 리본의 온도 t_b는 리본의 온도 t_q의 ±20℃ 이내의 범위를 만족시킨다.

제8 측면에 의하면, 제7 측면에서 제2 다운드로우 위치에서, 비드의 가장 두꺼운 부분에서의 리본의 온도는 리본의 최고두께가 1.05*t_center되는 비드부에 인접하여 횡단하는 지점에서의 리본의 온도와 같거나 작은 것을 만족하는 방법을 제공한다.

제9 측면에 의하면, 두개의 비드부에 대한 제2 다운드로우 위치에서 제7 측면의 관계를 만족시키는 방법을 제공한다.

제10 측면에 의하면, 제2 다운드로우 위치에서 시작되고 적어도 100㎜의 거리에 대해 다운드로우가 확장되는 전체 스판(span)에 걸친 적어도 하나의 비드부에 대하여 제7 측면에서의 관계식이 만족되는 방법을 제공한다.

제11 측면에 의하면, 제2 다운드로우 위치에서 시작되고 적어도 100㎜의 거리에 대해 다운드로우가 확장되는 전체 스팬에 걸친 두 개의 비드부에 대하여 제7 측면에서의 관계식이 만족되는 방법을 제공한다.

제12 측면에 의하면, 유리의 시트를 제작하기 위한 방법은:

(A) (ⅰ) 중심선,

(ⅱ) 제1에지,

(ⅲ) 제2에지,

(ⅳ) 상기 제1에지에서 시작하여 상기 중심선 방향 안쪽으로 확장된 제1비드부, 및

(ⅴ) 상기 제2에지에서 시작하여 상기 중심선 방향 안쪽으로 확장된 제2비드부를 갖는 유리리본을 인발공정을 사용하여 생성하는 단계와;

(B) 다운드로우 위치에서 상기 (A)단계는 Ｑ"_b= Ｑ"_q+ ΔＱ" 관계식에서

(a) Ｑ"_b,Ｑ"_q및 ΔＱ" 각각은 리본의 일측으로부터 열유속(heat flux)이고;

(b) 상기 다운드로우 위치는 중심선과 리본의 비드부가 최종 두께에 이르는 지점 아래이며;

(c) Ｑ"_q는 리본의 두께 t_q와 중심선에서의 리본의 최종 두께 t_center 가 1.05* t_center인 지점에서의 비드부에 인접한 횡단 위치의 상기 다운드로우 지점에서 열유속 ㎾/㎡ 이고;

(d)

여기서 ρ는 유리밀도, C_p는 유리 열용량, v는 리본(15)의 다운드로우 속도, t_b는 비드부의 가장 두꺼운 부분의 두께, T'_q는 다운드로우 위치와 리본의 두께가 t_b가 되는 횡단부 위치에서 평가되는 리본 온도의 다운드로우 차이의 변화율 이며;

(e) 다운드로우 위치에서, t_b에서의 리본의 온도는 t_q에서의 리본 온도의 ±20℃ 이내인 관계를 ±10% 범위내에서 만족하는 비드부의 가장 두꺼운 부분으로부터 열유속 Ｑ"_b㎾/㎡의 비율의 적어도 하나의 비드부를 냉각하는 것을 포함하는 상기 다운드로우 지점에서 유리 리본으로 부터 시트를 절단하는 단계;를 포함하여 제공된다.

제13 측면에 의하면, 두개의 비드부에 대한 다운드로우 위치에서 10%범위내에서 제12 측면에서의 관계식을 만족시키는 방법을 제공한다.

제14 측면에 의하면, 다운드로우 위치에서 시작되고 적어도 100㎜의 거리에 대해 다운드로우로 확장되는 전체 스팬(span)에 걸친 적어도 하나의 비드부에 대하여 10%범위내에서 제12 측면에서의 관계식이 만족되는 방법을 제공한다.

제15 측면에 의하면, 제1 다운드로우 위치에서 시작되고 적어도 100㎜의 거리에 대해 다운드로우로 확장되는 전체 스판(span)에 걸친 두개의 비드부에 대하여 10%범위내에서 제12 측면에서의 관계식이 만족되는 방법을 제공한다.

제16 측면에 의하면, 리본을 생산하는 드로잉공정을 이용하여 유리시트를 제작하는 장치를 제공한다. 상기 리본은,

(ⅰ) 중심선,

(ⅱ) 제1에지,

(ⅲ) 제2에지,

(ⅳ) 상기 제1에지에서 시작하여 상기 중심선 방향 안쪽으로 확장된 제1비드부 및

(ⅴ) 상기 제2에지에서 시작하여 상기 중심선 방향 안쪽으로 확장된 제2비드부를 포함하고,

여기서, 상기 장치는 제1비드부로의 냉각 액을 인가하기 위해 제1 및 제2 제트를 갖춘다. 상기 제1 및 제2 제트는:

(a) 상기 리본의 양측에 위치하고,

(b) 거의 동일한 다운드로우 지점과 거의 동일한 제1비드부의 횡단위치를 향하고,

(c) 제1에지를 향하여 바깥쪽으로 지정 되도록 향하여 형성된다.

제17 측면에 의하면, 제2 비드부에 냉각액을 인가하기 위하여 제3 및 제4 제트를 더 포함하는 제16 측면의 장치를 제공한다. 여기에서 제3 및 제4 제트는:

(a) 상기 리본의 반대 측에 위치하고,

(b) 거의 동일한 다운드로우 지점과 대체로 같은 제2비드부의 횡단위치를 향하고,

(c) 제2에지를 향하여 바깥쪽으로 지정 되도록 향하여 형성된다.

제18 측면에 의하면, 제16 또는 제17의 어느 하나의 측면에서 유체가 공기인 장치를 제공한다.

제19 측면에 의하면, 제16 또는 제17의 어느 하나의 측면에서 유체가 스증기와 공기가 혼합된 장치를 제공한다.

제20 측면에 의하면, 제16 또는 제17의 어느 하나의 측면에서 유체가 액체(liquid water)인 장치를 제공한다.

유리시트: 13 유리리본: 15
중심선: 17 제1에지: 19a
제2에지: 19b 제1비드부: 21a
제2비드부: 21b 유리전이온도영역: 30

Claims

유리 리본을 생성하는 인발 공정을 이용하여 유리 시트를 제조하기 위한 장치로서,
유리 리본은
(ⅰ) 중심선,
(ⅱ) 제1 에지,
(ⅲ) 제2 에지,
(ⅳ) 제1 에지에서 시작하고 중심선 방향 안쪽으로 연장되는 제1 비드부, 및
(ⅴ) 제2 에지에서 시작하고 중심선 방향 안쪽으로 연장되는 제2 비드부
를 갖고,
장치는 제1 비드부에 냉각 유체를 인가하기 위한 제1 및 제2 제트(jet)를 포함하고,
제1 및 제2 제트는
(a) 리본의 양측에 위치하고,
(b) 제1 비드부 상의 동일한 횡단 위치 및 동일한 다운드로우 위치를 향하고,
(c) 제1 및 제2 제트가 제1 에지를 향하여 바깥쪽으로 지정되도록 유리 리본의 중심선으로부터 소정의 각도로 배향되고 멀어지게 지정되는
장치.