KR102070318B1 - 성형 동안의 유리 리본의 온도 제어 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 융합 인발 공정을 사용해 성형된 유리 리본의 냉각 방법에 관한 것이다. 상기 냉각 방법은 융합 인발 공정을 사용하여 유리 리본을 성형하는 단계를 포함한다. 유리 리본은, 일단 성형되면, 유리 전이 온도 구역을 수직으로 통과한다. 유리 리본은 인발 구역의 하부에 적어도 부분적으로 위치된 보호식 플리넘을 통해 나아가게 된다. 가스가 유리 리본의 광폭의 표면을 따라서 수직으로 보호식 플리넘으로 나아가게 된다. 가스가 대략 100 N㎥/h 이상에서 보호식 플리넘의 측벽을 통해 형성된 적어도 하나의 유출구 슬롯을 통해 상기 보호식 플리넘 외측으로 나아가게 된다.

Description

성형 동안의 유리 리본의 온도 제어{TEMPERATURE CONTROL OF GLASS RIBBONS DURING FORMING}
본 발명은 미국 35 U.S.C. §119 하에서 2011년 11월 29일에 출원된 미국 가출원번호 제61/564,395호를 우선권 주장하고 있으며, 상기 특허문헌의 내용은 본 명세서에 참조를 위해 모두 포함되어 있다.
본 발명은 전반적으로 디스플레이 장치에서 기판으로서 사용된 유리 시트의 제조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 유리 리본의 성형 동안에 상기 유리 리본의 온도를 제어하기 위한 방법 및 기기에 관한 것이다.
디스플레이 장치가 다양하게 적용되어 사용된다. 예를 들면, TFT-LCD(thin film transistor liquid crystal display)는 몇 개만 언급하자면, 노트북 컴퓨터, 평탄한 패널 데스크탑 모니터, LCD 텔레비전, 그리고 인터넷 및 통신 장치에 사용된다.
TFT-LCD 패널 및 OLED(organic light-emitting diode) 패널과 같은 많은 디스플레이 장치는 평탄한 유리 시트(유리 기판)에서 직접적으로 만들어진다. 생산율을 증대시키고 비용을 감소시키기 위하여, 전형적인 패널 제조 공정은 동시에 다수의 패널을 단일의 기판상에 또는 한 기판의 부편(sub-piece) 상에 만든다. 이러한 공정에서의 다양한 지점에서, 상기 기판은 절단선을 따라서 여러 부분으로 나뉘어진다.
유리 시트를 성형하기 위한 하나의 이러한 공정은 융합 인발 공정으로 통상적으로 언급된다. 융합 공정, 특히, 오버플로 하향인발 융합 공정은 내화성 몸체에 형성된 수집 트로프(trough)에 용융된 유리를 제공하는, 아이소파이프로 알려진 공급 파이프를 포함한다. 오버플로 하향인발 융합 공정 동안에, 용융된 유리는 공급 파이프로부터 트로프까지 통과하고 그리고 이후에 양측에서 상기 트로프의 상부를 오버플로하며, 이에 따라 아이소파이프의 외측 표면을 따라 하향 내측으로 유동하는 유리의 두 개의 시트를 형성한다. 두 개의 시트는 아이소파이프의 루트, 즉 하부에서 만나고, 상기 루트에서 상기 두 개의 시트는 단일의 시트를 형성하도록 함께 융합된다. 단일의 시트는 이후 인발 설비로 공급되고, 상기 인발 설비는 상기 시트가 루트로부터 인발되는 속도로 상기 시트의 두께를 제어한다. 인발 설비는 루트의 하류에 만족스럽게 위치되어, 단일의 시트가 상기 설비와 접촉하기 이전에 냉각되고 강성이 된다.
융합 인발 공정이 고 품질 유리 시트를 성형하기 위해 잘 위치됨에 따라, 그 사용 시장에서 LCD 이외의 사용이 요구된다. 광전지 패널에 사용하기 위한 특별한 유리 및 화학적으로 강화된 유리가 예로서 포함된다. 이러한 유리 시트는 성형 동안에 그 자신이 제어되도록 냉각될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에, 융합 인발 공정을 사용하여 성형된 유리 리본을 냉각하는 방법이 포함된다. 유리 리본을 냉각하는 방법은 융합 인발 공정을 사용해 유리 리본을 성형하는 단계를 포함한다. 유리 리본은, 일단 성형되면, 유리 전이 온도 구역을 통해 수직 통과한다. 유리 리본은 인발 구역의 하부에 적어도 부분적으로 위치된 보호식 플리넘(protective plenum)을 통해 나아가게 된다. 가스는 보호식 플리넘으로 그리고 유리 리본의 광폭의 표면을 따라서 수직으로 나아가게 된다. 가스는 대략 100 N㎥/h 이상에서 보호식 플리넘의 측벽을 통해 형성된 적어도 하나의 유출구 슬롯을 통해 상기 보호식 플리넘 외측으로 나아가게 된다.
다른 일 실시예에 있어서, 융합 인발 공정을 사용하여 성형된 유리 리본을 냉각하는 방법이 제공된다. 유리 리본을 냉각하는 방법은 융합 인발 공정을 사용해 유리 리본을 성형하는 단계를 포함한다. 유리 리본은 일단 성형되면, 유리 전이 온도 구역을 통해 수직으로 통과된다. 유리 리본은 인발 구역의 하부에 적어도 부분적으로 위치된 보호식 플리넘을 통해 나아가게 된다. 유리 리본이 상기 유리 리본의 유리 전이 온도 아래로 냉각된 이후에, 가스가 상기 유리 리본을 더욱 냉각시키기 위하여 상기 유리 리본의 광폭의 표면을 따라서 수직으로 그리고 보호식 플리넘으로 나아가게 된다. 가스는 보호식 플리넘의 측벽을 통해 형성된 적어도 하나의 유출구 슬롯을 통해 보호식 플리넘 외측으로 나아가게 된다.
다른 일 실시예에 있어서, 융합 인발 공정을 사용하여 성형된 유리 리본을 냉각하는 방법이 제공된다. 유리 리본을 냉각하는 방법은 융합 인발 공정을 사용하여 유리 리본을 성형하는 단계를 포함한다. 유리 리본이 일단 성형되면, 유리 전이 온도 구역을 통해 수직으로 통과된다. 유리 리본은 인발 구역의 하부에 적어도 부분적으로 위치된 보호식 플리넘을 통해 나아가게 된다. 유리 리본이 상기 유리 리본의 유리 전이 온도 아래로 냉각된 이후에, 가스는 상기 유리 리본을 더욱 냉각하기 위하여 상기 유리 리본이 통과하는 보호식 플리넘의 하부 개구를 통해 상기 보호식 플리넘으로 나아가게 된다. 가스가 유리 리본의 제 1의 광폭의 표면과 마주한 보호식 플리넘의 측벽을 통해 형성된 제 1 유출구 슬롯과, 상기 유리 리본의 제 2의, 반대쪽 광폭의 표면과 마주한 상기 보호식 플리넘의 측벽을 통해 형성된 제 2 유출구 슬롯을 포함한 적어도 한 쌍의 유출구 슬롯을 통해 상기 보호식 플리넘 외측으로 나아가게 된다.
청구된 본 발명의 부가적인 특징 및 장점은 아래 기재된 상세한 설명에 기재되어 있고, 그리고 당업자라면 부분적으로 상세한 설명과 아래 청구범위뿐만 아니라 첨부된 도면을 포함하는, 본 명세서에 기재된 실시예를 실시함으로써 알 수 있거나 또는 상기 설명으로부터 용이하게 파악될 수 있을 것이다.
상기 기재된 일반적인 설명과 아래의 상세한 설명 모두는 다양한 실시예를 나타내고 있고 그리고 청구된 본 발명의 특징과 특성의 전반적인 또는 개략적인 이해를 돕기 위한 것임을 알 수 있을 것이다. 첨부된 도면은 다양한 실시예의 이해를 더욱 돕기 위해 포함되어 있고, 본 명세서의 일부를 이루도록 통합되어 있다. 도면은 본 명세서에서 다양한 실시예를 나타내고 있으며, 상세한 설명과 함께 청구된 본 발명의 원리와 작동을 설명하도록 사용된다.
도 1은 일 실시예의 융합 인발 공정의 개략적인 도면이고;
도 2는 일 실시예의 유리 리본의 도면이고;
도 3은 유리 전이 온도 구역의 하류 또는 아래 위치에서 대류 냉각하는 것을 포함하는 도 1의 융합 인발 공정을 나타낸 개략적으로 도면이고;
도 4는 유리 전이 온도 구역의 하류 또는 아래 위치에서 유리 리본의 대류 냉각을 사용하기 위한 일 실시예의 시스템 및 공정을 나타낸 도면이고;
도 5는 유리 전이 온도 구역의 하류 또는 아래 위치에서 유리 리본의 대류 냉각을 사용하기 위한 다른 일 실시예의 시스템 및 공정을 나타낸 도면이고;
도 6은 유리 전이 온도 구역의 하류 또는 아래의 위치에서 유리 리본의 대류 냉각을 사용하기 위한 다른 일 실시예의 시스템 및 공정을 나타낸 도면이며;
도 7은 대류 냉각 공정 동안에 가열된 공기를 추출하기 위한 일 실시예의 추출 조립체를 나타낸 도면이다.
본 명세서에 기재된 실시예는 전반적으로 예를 들면, 융합 인발 공정 동안에, 유리 시트의 성형에 사용된 유리 리본의 냉각을 제어하는 것을 포함한 유리 시트 성형에 관한 것이다. 가압된 대류는 융합 인발 기기에 적용될 수 있다. 특히, 공기나 또는 여러 유체가 하부 개구를 통해 융합 인발 기기에 진입할 수 있고, 예를 들면, 상기 하부 개구에서 유리 리본이 상기 융합 인발 기기를 떠난다. 가열된 공기는 이후 유리 리본을 냉각하는데 사용된 공기 유동을 생성하기 위하여, 융합 인발 기기에 제공된 전용 개구를 통해 외측으로 나아가게 되거나 또는 가압될 수 있다.
아래 기재된 설명은 (또한 융합 공정, 오버플로 하향인발 공정, 또는 오버플로 공정으로 알려진) 융합 인발 공정을 참조하였고, 본 명세서에 개시되고 청구되는 본 발명의 방법 및 기기는 또한 다른 하향인발 공정에 적용가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 융합 인발 공정이 이미 알려져 있으므로, 다양한 상세한 사항은 기재를 명확하게 하기 위하여 생략되어 있다. 예를 들면, 융합 인발 공정은 미국특허 제3,682,609호 및 미국특허 제3,338,696호에 개시되어 있으며, 상기 특허문헌의 모든 내용은 참조를 위해 본 명세서에 모두 통합된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 융합 공정(10)은 성형 구조체(아이소파이프(isopipe))(37)를 사용하고, 상기 아이소파이프는 용융된 유리를 공동(39)에 수용한다. 아이소파이프는 루트(41)를 포함하고 상기 루트에서 상기 아이소파이프의 2개의 수렴하는 면으로부터의 용융된 유리가 유리 리본(15)을 형성하도록 함께 합쳐진다. 유리 리본이 루트를 떠난 이후에, 상기 유리 리본(15)은 먼저 엣지 롤러(27)를 가로지르고 이후 풀링 롤(29, pulling roll)을 가로지른다. 유리 리본(15)이 인발부로 하향 이동함에 따라, 상기 유리 리본(15)은 도 1에서 부재번호 31로 개략적으로 지시된, 상기 유리 리본의 유리 전이 온도 구역 (GTTR : glass transition temperature region)을 통과한다. GTTR를 넘는 온도에서, 유리 리본(15)은 기본적으로 점성 액체처럼 작용한다. GTTR 아래의 온도에서, 유리 리본(15)은 기본적으로 탄성 고체처럼 작용한다. 유리 리본(15)이 상기 유리 리본의 GTTR 내내 고 온도로부터 냉각됨에 따라, 상기 유리 리본(15)이 점성 작용으로부터 탄성 작용으로의 갑작스러운 전이를 나타내지 않는다. 대신에, 유리 리본(15)의 점성은 서서히 증가하고, 점성 응답 및 탄성 응답 모두가 현저한 점-탄성 상태를 겪게 되며, 결국에는 상기 유리 리본은 탄성 고체로 작용한다.
특별한 유리가 처리되는 상태에서, 비록 GTTR가 변할지라도, LCD 유리에 대한 대표 값으로서, 상기 GTTR의 상단부는 전형적으로 대략 850 ℃와 동일하거나 이보다 작고 그리고 상기 GTTR의 하단부는 전형적으로 대략 650 ℃와 동일하거나 이보다 더 크며, 예를 들면, 상기 GTTR의 상기 하단부는 대략 700 ℃와 동일하거나 이보다 더 클 수 있다.
엣지 롤러(27)는 도 1에서의 GTTR 위쪽의 위치에서 유리 리본(15)과 접촉하는 한편으로, 풀링 롤(29, pulling roll)은 상기 GTTR 내에 위치된 것으로 도시되어 있다. 풀링 롤은 또한 필요하다면 GTTR 아래에 위치될 수 있다. 엣지 롤러(27)의 온도는 접촉 지점에서 유리 리본(15)의 온도보다 더 낮을 수 있으며, 예를 들면, 상기 엣지 롤러(27)는 물 또는 공기 냉각될 수 있다. 이러한 낮은 온도의 결과로서, 엣지 롤러(27)는 유리 리본(15)의 온도를 국부적으로 감소시킬 수 있다. 이러한 냉각은 유리 리본(15)의 감쇠(attenuation)를 감소시킬 수 있는데, 이는 즉, 국부 냉각은 인발(예를 들면, 풀링 롤(29)의 작용을 통해) 동안에 발생하는 상기 리본의 폭의 감소에 도움이 될 수 있다는 것이다. 풀링 롤(29)은 또한 일반적으로 접촉하는 유리 리본(15)보다 더 차가울 수 있지만, 그러나 상기 풀링 롤(29)이 인발부(draw) 더욱 아래에 위치되기 때문에, 온도의 차이가 엣지 롤러(27)에서 더 작아질 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 융합 공정에서 사용된 기기는 제 1 섹션(50)(또한 융합 인발 기기, 즉 FDM(Fusion Draw Machine)으로 본 명세서에서 언급됨) 및 제 2 섹션(60)(또한 인발 하부, 즉 BOD(Bottom of the Draw)로 본 명세서에서 언급됨)으로 나뉘어질 수 있다. 제 1 섹션(50)에 있어서, 유리 리본(15)은 상기 기재된 바와 같이, 상대적으로 점성을 가지며, 그리고 상기 유리 리본(15)은 유리 전이 구역(31)을 초과한 온도에서, 설명에 도움이 되도록 대략적으로 6 ℃/in 내지 대략적으로 15 ℃/in 의 범위에서 상대적으로 빠른 속도로 냉각될 수 있다. 이러한 구역은 루트(41)로부터 대략적으로 10 인치 내지 15 인치일 수 있다. 다음에, 유리 전이 구역(31)의 상부 부분에서, 냉각 율은 대략적으로 4 ℃/in 내지 대략적으로 10 ℃/in의 범위의 값으로 감소될 수 있다. 이러한 보다 느린 냉각 율은 다음에 대략적으로 10 인치 및 대략적으로 15 인치에 대해 계속될 수 있다. 루트(14) 이전에 그리고 이후에 이러한 제 1 섹션(50)에서의 냉각 율은 유리 리본 표면에 대한 가열/냉각 파워를 조정함으로써 제어될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
본 명세서에 기재된 온도 제어 방법 및 기기는 유리 전이 구역(31) 아래에 위치된 제 2 섹션(60)에서의 유리 리본(15)의 냉각에 관한 것이다. BOD, 즉 제 2 섹션(60)은 또한 섹션(70)(또한 TAM(Travelling Anvil Machine)으로 본 명세서에서 언급됨)을 포함하며, 상기 섹션에서 개별 시트(13)가 스코어 라인(35)을 따라서 리본(15)으로부터 분리된다. 이러한 제 2 섹션(60)에서의 온도 제어는 유리 리본(15)을 둘러싸는 보호식 플리넘을 제공함으로서 달성될 수 있다. 보호식 플리넘은 유리 온도 프로파일을 조정하기 위한 전기 가열 부재의 통합부 및 비교적 낮은 열 전도 물질을 포함한 벽부를 포함할 수 있다. 상기 유리 리본(15)으로부터 보호식 플리넘의 벽부까지의 복사식 열 전달, 상기 벽부를 통한 전도성 열 전달, 그리고 상기 벽부로부터 외부 환경으로의 대류에 의해 적어도 부분적으로, 상기 유리 리본으로부터 열이 추출될 수 있다.
잠시 도 2를 살펴보면, 상기 도면에 유리 리본(15)이 도시되어 있다. 유리 리본(15)은 비교적 광폭의 표면(16 및 17), 비교적 협폭의 외측 엣지(19a, 19b), 중심선(C), 및 상기 엣지(19a, 19b)로부터 상기 중심선(C) 쪽으로 내측으로 뻗어있는 비드 부분(21a, 21b)을 갖는다. 비드 부분(21a 및 21b)은 일반적으로 중앙 구역(23)보다 더 두껍고 그리고 일반적으로 유리 리본(15)을 조정하기 위한 비-품질 구역으로 언급된다.
도 3을 살펴보면, 유리 전이 구역(31)을 포함한 제 1 섹션(50) 아래에, 제 2 섹션(60)에서 유리 리본(15)을 냉각하는데 사용하기 위한 온도 제어 공정(100)이 개략적인 측면도로 도시되어 있다. 유리 리본(15)은 풀링 롤(29)(도 1)로부터 그리고 유리 전이 구역(31)을 통해 통과한 이후에 보호식 플리넘(102)에 적어도 부분적으로 둘러싸인다. 보호식 플리넘(102)은 일반적으로 유리 리본(15)이 상기 보호식 플리넘(102)에 진입하게 되는 상부 개구(104) 및 TAM(70)으로 나아가기 전에, 상기 유리 리본(15)이 상기 보호식 플리넘(102)을 빠져나오는 하부 개구(106)로써 수직으로 정위된다. 측면 개구 또는 슬롯(108)이 보호식 플리넘(102)의 측벽(110 및 112)을 통해 제공되어, 공기(116) 또는 여러 유체가 상기 보호식 플리넘(102)의 내부 볼륨(114)으로부터 탈출할 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 슬롯(108)은 유리 리본(15)의 반대쪽 면(118 및 120)에 제공될 수 있다. 이러한 구성은 공기(116)가 내부 볼륨(114)에 진입할 수 있게 하고 그리고 수직 방향으로, 일반적으로는 유리 리본(15)의 세장형 길이부에 평행하게 이동할 수 있게 한다. 도시된 바와 같이, 공기(116)는 보호식 플리넘(102)의 하부 개구(106)를 통해 진입할 수 있고 상기 하부 개구를 통해 유리 리본(15)이 빠져나오고 그리고 TAM(70)(도 1) 쪽으로 이동한다. 그러나, 다른 실시예가 가능하다. 예를 들면, 공기(116)는 측벽(110 및 112)에 형성된 개구 또는 슬롯을 통해 진입할 수 있다.
많은 예시적인 공기 유입구 및 유출구 위치가 도 4 내지 도 6에 의해 설명된다. 먼저 도 4를 살펴보면, 용융된 유리로부터 유리 리본(15)을 성형하기 위한 아이소파이프(37)가 도시되어 있다. 유리 리본(15)은, 상기 설명된 바와 같이, 이후 유리 전이 온도 구역(31)에 위치된 풀링 롤(29)에 의해 수용된다. 유리 리본(15)은 이후 보호식 플리넘(102)의 내부 볼륨(114)을 형성하는 측벽(110 및 112)을 포함한 수직으로 정위된 보호식 플리넘(102)의 상부 개구(104)로 나아가게 된다. 도 4로써 설명된 예시적인 실시예에 있어서, 보호식 플리넘(102)은 측벽(110)을 통해 위치된 유출구 슬롯(122)과, 측벽(112)을 통해 위치된 유출구 슬롯(124)을 포함한다. 유출구 슬롯(122 및 124)은 유리 리본(15)의 반대쪽 면(118 및 120)에 위치되고 그리고 하부 개구(106)로부터 수직으로 이격된다. 여러 실시예에 있어서, 유출구 슬롯(122 및 124)은 거의 동일한 수직 거리로 하부 개구(106)로부터 이격될 수 있다. 유출구 슬롯(122 및 124)은 또한 하부 개구(106) 보다는 상부 개구(104)에 보다 가깝게 위치할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 보호식 플리넘(102)의 일부는 또한 유리 전이 온도 구역(31)의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 유출구 슬롯(122 및 124)은 유리 전이 온도 구역(31) 아래 수직 거리로 위치될 수 있다.
작동 동안에, 공기(116) 또는 다른 가스가 보호식 플리넘(102)의 하부 개구(106)를 통해 진입할 수 있다. 공기(116)는 이후 유리 리본(15)의 양 면(118 및 120)을 수직으로 이동하여, 대류로써 상기 유리 리본(15)을 냉각한다. 가열된 공기(116)는 이후 유리 전이 온도 구역(31) 아래(또는 하류) 위치의 유출구 슬롯(122 및 124)을 빠져나온다. 여러 실시예에 있어서, 팬 또는 여러 타입의 공기 펌프가 내부 볼륨(114)으로부터 공기(116)를 가압하기 위해 제공될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외측 공기와 내부 볼륨(114) 내측의 공기 사이의 온도 차이 때문에 발생할 수 있는 스택 효과(stack effect)에 의해 유동이 유도될 수 있다. 스택 효과에 의해 유도된 드래프트(draft) 유동율의 근사치가 아래 기재된 바와 같은 방정식에 의해 계산될 수 있다.
Figure 112014054656319-pct00001
상기 식에서,
Q = 스택 효과 기초(draft) 유동율, ㎥/s
A = 유동 면적, ㎡
C = 배출 계수 (통상적으로 0.65 내지 0.70에서 취해짐)
g = 중력 가속도, 9.81㎨
h = 높이 또는 거리, m
T i = 평균 내측 온도, K
T o = 외측 공기 온도, K이다.
도 5를 살펴보면, 보호식 플리넘(102)은 측벽(110 및 112)을 포함하고, 그리고 제 1 쌍의 유출구 슬롯(122, 124) 및 제 2 쌍의 유출구 슬롯(130, 132)을 더 포함한다. 유출구 슬롯(122 및 130)은 측벽(110)을 통해 위치되고 그리고 유출구 슬롯(124 및 132)은 측벽(112)을 통해 위치된다. 유출구 슬롯(122, 130 및 124, 132)은 각각의 쌍의 유출구 슬롯이 서로 수직으로 이격된 상태에서 그리고 하부 개구(106)로부터 수직으로 이격된 상태에서 유리 리본(15)의 반대쪽 면(118 및 120)에 위치된다. 여러 실시예에 있어서, 제 1 쌍의 유출구 슬롯(122 및 124)은 거의 동일한 수직 거리로 하부 개구(106)로부터 이격될 수 있고 그리고 제 2 쌍의 유출구 슬롯(130 및 132)은 또한 상기 하부 개구(106)로부터 동일한 수직 거리로 이격될 수 있다. 유출구 슬롯(122 및 124)은 또한 하부 개구(106) 보다는 상부 개구(104)에 보다 근접해 위치할 수 있고 그리고 유출구 슬롯(130 및 132)은 상기 상부 개구(104) 보다는 상기 하부 개구(106)에 보다 근접하여 위치될 수 있다.
작동 동안에, 공기(116) 또는 다른 가스가 보호식 플리넘(102)의 하부 개구(106)를 통해 진입할 수 있다. 공기(116)는 이후 유리 리본(15)의 양 면(118 및 120) 상을 수직으로 이동하여, 상기 유리 리본(15)을 대류로써 냉각한다. 가열된 공기(116)는 이후 유리 전이 온도 구역(31) 아래(또는 하류) 위치의 유출구 슬롯(122, 124) 및 유출구 슬롯(130, 132)을 빠져나온다. 여러 실시예에 있어서, 팬이나 또는 여러 타입의 공기 펌프가 내부 볼륨(114)으로부터의 공기(116)를 가압하기 위해 제공될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외측 공기와 내부 볼륨(114) 내측의 공기 사이의 온도 차이 때문에 발생하는 스택 효과에 의해 유동이 유도될 수 있다.
도 6을 살펴보면, 보호식 플리넘(102)은 측벽(110 및 112)을 포함하고 제 1 쌍의 유출구 슬롯(122, 124) 및 제 2 쌍의 유입구 슬롯(140, 142)을 더 포함한다. 슬롯(122 및 140)은 측벽(110)을 통해 위치되고 그리고 슬롯(124 및 142)은 측벽(112)을 통해 위치된다. 슬롯(122, 140 및 124, 142)은, 각각의 쌍의 슬롯이 서로 수직으로 이격된 상태에서 그리고 하부 개구(106)로부터 수직으로 이격된 상태에서, 유리 리본(15)의 반대쪽 면(118 및 120)에 위치된다. 여러 실시예에 있어서, 제 1 쌍의 유출구 슬롯(122 및 124)은 거의 동일한 수직 거리로 하부 개구(106)로부터 이격될 수 있고 그리고 제 2 쌍의 유입구 슬롯(140 및 142)은 또한 상기 하부 개구(106)로부터 동일한 수직 거리로 이격될 수 있다. 유출구 슬롯(122 및 124)은 또한 하부 개구(106) 보다는 상부 개구(104)에 보다 가깝게 위치될 수 있고 그리고 유입구 슬롯(140 및 142)은 상기 상부 개구(104) 보다는 상기 하부 개구(106)에 보다 가깝게 위치될 수 있다.
작동 동안에, 공기(116) 또는 다른 가스는 보호식 플리넘(102)의 하부 개구(106)를 통해 그리고 유입구 슬롯(140 및 142)을 통해 진입될 수 있다. 공기(116)는 이후 유리 리본(15)의 양 면(118 및 120) 상을 수직으로 이동하여, 상기 유리 리본(15)을 대류로써 냉각한다. 가열된 공기(116)는 이후 유리 전이 온도 구역(31) 아래(또는 하류) 위치의 유출구 슬롯(122, 124)을 빠져나온다. 여러 실시예에 있어서, 팬 또는 여러 타입의 공기 펌프는 내부 볼륨(114)으로부터의 공기(116)를 가압하기 위해 제공될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외측 공기와 내부 볼륨 내측의 공기 사이의 온도 차이 때문에 발생하는 스택 효과에 의해 유동이 유도될 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 공기의 횡방향 조정이 사용될 수 있고, 예를 들면, 이 경우 더 많은 공기가 유리 리본의 중심보다는 상기 유리 리본의 면에서 추출되거나 또는 상기 유리 리본을 가로지른 공기 유동을 반대로 조정할 수 있다.
도 7을 살펴보면, 일례의 추출 조립체(150)가 보호식 플리넘(102)과 연결될 수 있고 그리고 슬롯 수용 부분(152) 및 가열된 가스 이송 부분(154)을 포함한다. 슬롯 수용 부분(152)은 유출구 슬롯 중 하나의 유출구 슬롯에 수용될 수 있고 그리고 보호식 플리넘의 내부 볼륨으로부터 가열된 공기를 추출하도록 사용될 수 있다. 가열된 가스 이송 부분(154)은 예를 들면, 가열된 공기를 대기로 통기시키기 위하여, 보호식 플리넘으로부터 멀리 상기 가열된 공기를 나아가게 하도록 사용될 수 있다.
일 실시예로서, 두 개의 공기 유출구 슬롯은 작은 크기의 융합 인발 기기의 보호식 플리넘을 통해 그리고 융합 인발 공정을 사용하여 형성된 유리 리본의 반대쪽 면에 설치된다. 유출구 슬롯은 보호식 플리넘의 하부 개구 위 대략 45 인치에 위치된다. 보호식 플리넘의 하부 개구를 빠져나오는 유리 리본의 온도가 측정되었다. 두 개의 유리 유동율은 14.4 인치 광폭 이송 시스템에서 210 lb/h 및 375 lb/h로 테스트되었다. 210 lb/h의 유리 유동을 위하여, 유리 리본 온도가 100 N㎥/h (시간 당 노멀 입방 미터) 추출된 공기 유동에서 대략 500 ℃이고 그리고 800 N㎥/h 추출된 공기 유동에서 대략 370 ℃임을 알 수 있다. 375 lb/h의 유리 유동을 위하여, 유리 리본 온도가 100 N㎥/h 추출된 공기 유동에서 대략 640 ℃이고 그리고 400 N㎥/h 추출된 공기 유동에서는 대략 610 ℃임을 알 수 있다. 총 열 추출에서의 상당한 증가가 대류 공기의 양에 따른 20 퍼센트 내지 50 퍼센트 증가 범위에서 공기 대류에 의해 큰 영향을 받는 구간에서 관찰된다.
당업자라면 청구범위의 범주 및 사상의 범위 내에서 여러 다양한 변경 및 수정을 행할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 청구범위의 범주 내에서 여러 변경 및 수정이 가능하고, 본 명세서에 기재된 다양한 실시예의 변경 및 수정을 커버하고 한다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 융합 인발 공정을 사용하여 성형된 유리 리본의 냉각 방법으로서,
    상기 융합 인발 공정을 사용하여 융합 인발 기기에서 유리 리본을 성형하는 단계;
    상기 융합 인발 기기 아래에 적어도 부분적으로 위치된 보호식 플리넘을 통과해 상기 성형된 유리 리본을 나아가게 하는 단계;
    상기 유리 리본의 광폭의 표면을 따라서 수직으로 그리고 상기 보호식 플리넘으로 가스를 나아가게 하는 단계; 및
    100 N㎥/h 이상에서 상기 보호식 플리넘의 측벽을 통해 형성된 적어도 하나의 유출구 슬롯을 통해 상기 보호식 플리넘 외측으로 가스를 나아가게 하는 단계;를 포함하고,
    상기 유리 리본은 일단 성형되면, 유리 전이 온도 구역을 통과해 수직으로 통과하는, 융합 인발 공정을 사용하여 성형된 유리 리본의 냉각 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보호식 플리넘으로 가스를 나아가게 하는 단계는 상기 유리 리본이 상기 유리 리본의 유리 전이 온도 아래로 냉각됨에 따라 발생하는, 융합 인발 공정을 사용하여 성형된 유리 리본의 냉각 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 전이 온도 구역은 상기 보호식 플리넘의 적어도 일부를 포함하는, 융합 인발 공정을 사용하여 성형된 유리 리본의 냉각 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 유출구 슬롯은 상기 유리 전이 온도 구역 아래에 위치되는, 융합 인발 공정을 사용하여 성형된 유리 리본의 냉각 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 유출구 슬롯은 상기 유리 리본의 제 1의 광폭의 표면과 마주하여 위치된 제 1 유출구 슬롯이고, 상기 플리넘 외측으로 가스를 나아가게 하는 단계는 상기 제 1의 광폭의 표면 반대쪽 상기 유리 리본의 제 2의 광폭의 표면과 마주하여 위치된 제 2 유출구 슬롯을 통해 가스를 나아가게 하는 단계를 포함하는, 융합 인발 공정을 사용하여 성형된 유리 리본의 냉각 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 보호식 플리넘은 상부 개구 및 하부 개구를 포함하고, 상기 보호식 플리넘으로 가스를 나아가게 하는 단계는 상기 하부 개구를 통해 진입하는 가스를 포함하는, 융합 인발 공정을 사용하여 성형된 유리 리본의 냉각 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 적어도 하나의 유출구 슬롯은 상기 하부 개구보다 상기 상부 개구에 더욱 근접하여 위치되는, 융합 인발 공정을 사용하여 성형된 유리 리본의 냉각 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 적어도 하나의 유출구 슬롯은 상기 상부 개구보다 상기 하부 개구에 더욱 근접하여 위치되는, 융합 인발 공정을 사용하여 성형된 유리 리본의 냉각 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 보호식 플리넘으로 가스를 나아가게 하는 단계는 상기 보호식 플리넘의 상기 측벽을 통해 형성된 유입구 슬롯을 통해 가스를 나아가게 하는 단계를 포함하는, 융합 인발 공정을 사용하여 성형된 유리 리본의 냉각 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 유출구 슬롯을 통해 상기 보호식 플리넘 외측으로 가스를 나아가게 하는 단계는 상기 적어도 하나의 유출구 슬롯을 통해 100 N㎥/h과 800 N㎥/h 사이에서 가스를 나아가게 하는 단계를 포함하는, 융합 인발 공정을 사용하여 성형된 유리 리본의 냉각 방법.
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