KR102343288B1 - 드로우 바닥부에서의 장력 조절을 갖는 유리 제조 장치를 위한 다중-상승 구동 장치 - Google Patents

Abstract

유리 제조 장치는 유리 리본의 제1 엣지와, 반대되는 제2 엣지 사이에서 연장되는 폭을 포함하는 상기 유리 리본을 제조하도록 구성되는 포밍 기구를 포함한다. 하부 드로우 롤 장치는 드로우 경로를 따라 하부 드로우 영역 내에서 상기 유리 리본의 제1 엣지를 드로우하도록 배열되고 구성된 제1 쌍의 드로우 롤들을 포함한다. 상기 하부 드로우 롤 장치는 경화 영역(setting zone)과, 유리 시트를 형성하기 위하여 상기 유리 리본이 분리되는 분리 위치(separation location) 사이에 위치한다.

Description

드로우 바닥부에서의 장력 조절을 갖는 유리 제조 장치를 위한 다중-상승 구동 장치

본 출원은 2016년 6월 21일 출원된 미국 임시 출원 번호 제62/352,770호의 35 U.S.C. §119 하의 우선권의 이익을 청구하며, 이 문헌의 내용이 그 전체로서 인용되며 참조문헌으로 여기 병합된다.

본 개시는 유리 제조와 관련된 것이며 더욱 구체적으로 유리 제조 장치와 향상된 장력 조절을 갖는 유리 시트들의 제조 방법들에 관한 것이다.

다중-상승 구동 시스템들을 갖는 표준의 퓨전 포밍 공정들은 퓨전 드로우 섹션의 경화 영역 내부 내에서 측방향 및 수직 기계적 장력 조절을 제공할 뿐만 아니라, 드로우 바닥부(bottom of draw, BOD) 내의 핫 엔드 로봇에 의한 유리 시트의 잡아챔(snap off)로부터 유래하는 동요로부터 경화 영역들의 고립을 제공한다. 이러한 많은 표준 퓨전 포밍 공정들에서 리본의 BOD 단부가 자유롭게 걸려 있으며, 이는 리본의 하류 단부에서 제약요인이 없다는 것을 의미하고, 드로우 섹션 내의 최하부 롤 아래의 리본은 유리 리본의 중량에 기인하여 항상 장력 하에 있다.

초박형 유리를 위하여, BOD 내의 유리 리본의 일부분의 중량이 상대적으로 가볍고, 이에 따라 상대적으로 낮은 기계적 장력을 제공하기 때문에 이러한 동요들의 영향은 더욱 우세할 수 있다. 따라서 넓은 범위의 공정 어플리케이션들을 위하여 유리한 구성을 갖는 유리 제조 장치들 및 방법들을 향상시키기 위한 요구가 여전히 존재한다.

여기에 설명된 태양들은 앞서 설명된 문제점들의 일부를 해결하고자 한다.

본 개시는 다중 상승부들 내에서 실행되는 구동 롤들, 유리 제조 장치들의 드로우 영역 내의 2개 또는 3개의 세트들의 구동 롤들 및 드로우의 바닥부 내에서 하류의 다른 세트의 구동 롤들과 같은 구동 롤들을 사용하여 리본 장력을 조절함에 의해 초박형의 유리 기판들을 형성하기 위한 유리 제조 장치들 및 방법들과 연관된다. 드로우 섹션 내의 구동 롤들은 경화 영역의 장력을 조절할 수 있다. 드로우의 바닥부에서의 추가적인 구동 롤들은 현재의 유리 포밍 장치들 및 방법들을 향상시키기 위하여 실행될 수 있다. 이러한 장력 조절 계획은 루트로부터 경화 영역의 하류의 장력 조절 영역의 단부까지 수직 장력 조절을 가능하게 할 수 있다.

제1 태양에 따르면, 유리 제조 장치는 유리 리본의 제1 엣지와 반대되는 제2 엣지 사이로 연장되는 폭을 포함하는 상기 유리 리본을 제조하도록 구성되는 포밍 기구를 포함한다. 하부 드로우 롤 장치는 드로우 경로를 따라 하부 드로우 영역 내에서 상기 유리 리본의 제1 엣지를 드로우하도록 배열되고 구성되는 제1 쌍의 드로우 롤들을 포함한다. 상기 하부 드로우 롤 장치는 경화 영역과 상기 유리 리본이 분리되어 유리 시트를 형성하는 분리 위치 사이에 위치한다.

제2 태양에 따르면, 상기 하부 드로우 롤 장치의 상기 제1 쌍의 드로우 롤들이 상기 유리 리본에 하향 당김 힘을 제공하도록 상기 하부 드로우 롤 장치를 구동하도록 구성되는 조절 기구를 더 포함하는, 태양 1의 장치가 제공된다.

제3 태양에 따르면, 상기 유리 리본의 상기 폭을 가로질러 연장되는 드로우 경로를 따라 상기 경화 영역을 포함하는 상부 드로우 영역 내에서 상기 포밍 기구로부터 상기 유리 리본의 상기 제1 엣지를 드로우하도록 배열되고 구성되는 제1 쌍의 드로우 롤들을 포함하는 제1 풀 롤 장치를 더 포함하는 태양 1 또는 태양 2의 장치가 제공된다. 상기 제1 풀 롤 장치의 하류의 제2 풀 롤 장치는, 상기 드로우 경로를 따라 상기 상부 드로우 영역 내에서 상기 유리 리본의 상기 제1 엣지를 드로우하도록 배열되고 구성되는 제1 쌍의 드로우 롤들을 포함한다.

제4 태양에 따르면, 상기 제1 풀 롤 장치, 상기 제2 풀 롤 장치, 및 상기 하부 드로우 롤 장치는 상기 유리 리본에 측방향 장력을 인가하도록 수평선에 대한 임의의 각도로 배열되는, 태양 3의 방법이 제공된다.

제5 태양에 따르면, 상기 조절 기구는 상기 제1 풀 롤 장치 및 상기 제2 풀 롤 장치의 상기 제1 쌍들의 드로우 롤들을 실질적으로 일정한 토크에서 구동하도록 구성되는 태양 3의 방법이 제공된다.

제6 태양에 따르면, 상기 제1 풀 롤 장치, 상기 제2 풀 롤 장치, 및 상기 하부 드로우 롤 장치 각각은 상기 유리 리본의 상기 제2 엣지를 드로우하도록 배열되고 구성되는 제2 쌍의 드로우 롤들을 포함하는 태양 3 내지 태양 5 중 어느 하나의 방법이 제공된다.

제7 태양에 따르면, 상기 조절 기구는 상기 하부 드로우 롤 장치의 상기 제1 쌍의 드로우 롤들을 실질적으로 일정한 각 속도에서 구동하도록 구성되는 태양 3 내지 태양 6 중 어느 하나의 방법이 제공된다.

제8 태양에 따르면, 유리 리본의 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은 풀 롤 기구의 하부 드로우 롤 장치를 구동하는 단계를 포함한다. 상기 풀 롤 기구는 경화 영역으로부터 하류의 유리 제조 장치의 하부 드로우 영역 내에 위치한다. 상기 풀 롤 기구는, 상기 유리 리본의 제1 엣지와 상호작용하도록 배열되고 구성되는 제1 쌍의 드로우 롤들과, 상기 유리 리본의 제2 엣지와 상호작용하도록 배열되고 구성되는 제2 쌍의 드로우 롤들을 포함하는 하부 드로우 롤 장치를 포함한다. 상기 풀 롤 기구의 상기 하부 드로우 롤 장치의 상기 제1 쌍의 드로우 롤들이 상기 유리 리본이 분리되어 유리 시트를 형성하는 분리 위치와 상기 경화 영역 사이에서 상기 유리 리본에 하향 당김 힘을 제공하도록, 상기 풀 롤 기구의 상기 드로우 롤 장치는 조절 기구를 사용하여 조절된다.

제9 태양에 따르면, 상기 유리 제조 장치는 상기 경화 영역을 포함하는 상기 유리 제조 장치의 상부 드로우 영역 내에 위치하는 제1 풀 롤 기구를 더 포함하는, 태양 8의 방법이 제공된다.

제10 태양에 따르면, 상기 제1 풀 롤 기구는, 상기 유리 리본의 폭에 가로질러 연장되는 드로우 경로를 따라 상기 포밍 기구로부터 상기 유리 리본의 상기 제1 엣지를 드로우하도록 배열되고 구성되는 제1 쌍의 드로우 롤들을 포함하는 제1 풀 롤 장치를 포함하는 태양 9의 방법이 제공된다. 상기 제1 풀 롤 기구의 상기 제1 풀 롤 장치의 하류에 위치하는 제2 풀 롤 장치는, 상기 드로우 경로를 따라 상기 유리 리본의 제1 엣지를 드로우하도록 배열되고 구성되는 제1 쌍의 드로우 롤들을 포함한다.

제11 태양에 따르면, 상기 제1 풀 롤 기구의 상기 제1 풀 롤 장치의 상기 제1 쌍의 드로우 롤들이 실질적으로 일정한 토크에서 회전하도록 상기 조절 기구를 사용하여 상기 제1 풀 롤 기구의 상기 제1 풀 롤 장치를 조절하는 단계를 포함하는, 태양 10의 방법이 제공된다.

제12 태양에 따르면, 상기 제1 풀 롤 기구의 상기 제2 풀 롤 장치의 상기 제1 쌍의 드로우 롤들이 실질적으로 일정한 토크에서 회전하도록 상기 조절 기구를 사용하여 상기 제1 풀 롤 기구의 상기 제2 풀 롤 장치를 조절하는 단계를 포함하는 태양 10 또는 태양 11의 방법이 제공된다.

제13 태양에 따르면, 상기 제1 풀 롤 장치, 상기 제2 풀 롤 장치, 및 상기 하부 드로우 롤 장치는 상기 유리 리본에 측방향 장력을 인가하도록 수평선에 대한 임의의 각도로 배열되는 태양 10 내지 태양 12 중 어느 하나의 방법이 제공된다.

제14 태양에 따르면, 상기 하부 드로우 롤 장치의 상기 제1 쌍의 드로우 롤들이 실질적으로 일정한 각 속도에서 회전하도록 상기 조절 기구를 사용하여 상기 풀 롤 기구의 상기 하부 드로우 롤 장치를 조절하는 단계를 포함하는 태양 9 내지 태양 13 중 어느 하나의 방법이 제공된다.

제15 태양에 따르면, 유리 리본의 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은 유리 제조 장치의 상부 드로우 영역 내에 위치하는 제1 풀 롤 기구를 구동하는 단계를 포함한다. 상기 제1 풀 롤 기구는 포밍 기구로부터 유리 리본을 드로우한다. 상기 제1 풀 롤 기구로부터 하류의 상기 유리 제조 장치의 하부 드로우 영역 내에 위치하는 제2 풀 롤 기구가 구동된다. 상기 제2 풀 롤 기구는 유리 시트를 형성하도록 상기 유리 리본이 분리되는 분리 위치로부터 상기 상부 드로우 영역 내의 상기 유리 리본의 장력을 고립시킨다.

제16 태양에 따르면, 상기 제1 풀 롤 기구는 상기 유리 리본의 폭에 가로질러 연장되는 드로우 경로를 따라 상기 포밍 기구로부터 상기 유리 리본의 상기 제1 엣지를 드로우하도록 배열되고 구성되는 제1 쌍의 드로우 롤들을 포함하는 제1 풀 롤 장치를 포함하는 태양 15의 방법이 제공된다. 상기 제1 풀 롤 기구의 상기 제1 풀 롤 장치의 하류의 제2 풀 롤 장치는 상기 드로우 경로를 따라 상기 유리 리본의 상기 제1 엣지를 드로우하도록 배열되고 구성되는 제1 쌍의 드로우 롤들을 포함한다.

제17 태양에 따르면, 상기 제1 풀 롤 기구의 상기 제1 풀 롤 장치의 상기 제1 쌍의 드로우 롤들이 실질적으로 일정한 토크에서 회전하도록 조절 기구를 사용하여 상기 제1 풀 롤 기구의 상기 제1 풀 롤 장치를 조절하는 단계를 포함하는 태양 16의 방법이 제공된다.

제18 태양에 따르면, 상기 제1 풀 롤 기구의 상기 제2 풀 롤 장치의 상기 제1 쌍의 드로우 롤들이 실질적으로 일정한 토크에서 회전하도록 조절 기구를 사용하여 상기 제1 풀 롤 기구의 상기 제2 풀 롤 장치를 조절하는 단계를 포함하는 태양 15 내지 태양 17 중 어느 하나의 방법이 제공된다.

제19 태양에 따르면, 상기 제1 풀 롤 기구의 상기 제1 풀 롤 장치 및 상기 제2 풀 롤 장치 중 적어도 하나의 상기 제1 쌍의 드로우 롤들은 상기 유리 리본에 측방향 장력을 인가하도록 수평선에 대한 임의의 각도로 배열되는 태양 16 내지 태양 18 중 어느 하나의 방법이 제공된다.

제20 태양에 따르면, 상기 제2 풀 롤 기구는 상기 유리 리본의 상기 제1 엣지와 상호작용하도록 배열되고 구성된 제1 쌍의 드로우 롤들을 포함하는 하부 드로우 롤 장치를 포함하는 태양 15 내지 태양 19 중 어느 하나의 방법이 제공된다.

제21 태양에 따르면, 상기 하부 드로우 롤 장치의 상기 제1 쌍의 드로우 롤들이 상기 유리 리본에 하향 당김 힘을 제공하도록 조절 기구를 사용하여 상기 제2 풀 롤 기구의 상기 하부 드로우 롤 장치를 조절하는 단계를 포함하는 태양 20의 장치가 제공된다.

제22 태양에 따르면, 상기 하부 드로우 롤 장치의 상기 제1 쌍의 드로우 롤들은 실질적으로 일정한 각 속도에서 회전하도록 상기 조절 기구에 의해 조절되는 태양 21의 장치가 제공된다.

본 개시의 추가적인 특징들 및 이점들이 뒤따르는 상세한 설명 내에서 제시될 것이며, 부분적으로는 뒤따르는 상세한 설명, 청구항들뿐만 아니라 첨부된 도면들을 포함하여, 명세서로부터 당업자에게 즉각적으로 명백해지거나 여기에서 설명되는 방법들을 실행함에 의해 인식될 것이다. 전술한 일반적인 설명 및 뒤따르는 상세한 설명은 모두 본 개시의 실시예들을 설명하며, 이들이 설명되고 청구되는 바와 같이 실시예들의 속성 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 윤곽을 제공하기 위하여 의도되는 것임이 이해되어야 할 것이다.

첨부하는 도면들은 더 나아간 이해를 제공하기 위하여 포함되며, 본 명세서의 일부분 내에서 병합되고 일부분을 구성한다. 도면들은 하나 또는 그 이상의 실시예(들)을 도시하며, 상세한 설명과 함께 다양한 실시예들의 원리들 및 동작을 설명하도록 역할을 한다. 명세서 및 도면들 내에서 개시된 발명의 다양한 특징들은 임의의 및 모든 조합들 내에서 사용될 수 있음이 이해되어야 한다.

도 1은 플렉서블 유리 형성 방법 및 장치의 일 실시예의 개략도이다.
도 2는 풀 롤 기구의 일 실시예를 포함하는 도 1의 유리 제조 장치의 일부분들 등축도이다.
도 3은 풀 롤 기구의 다른 실시예를 포함하는 도 1의 유리 제조 장치의 일부분들의 등축도이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 일부분들의 유리 제조 장치의 전면도 및 측면도 모두를 나타낸다.
도 5는 유리 리본을 따른 장력이 거리에 대하여 플롯된 예시적인 유리 형성 공정을 위한 예시적인 장력 다이어그램이다.

뒤따르는 상세한 설명에서, 제한하려는 목적이 아니라 설명의 목적으로서, 구체적인 세부사항들을 개시하는 예시의 실시예들이 본 개시의 다양한 원리들의 완전한 이해를 제공하기 위하여 제시된다. 그러나, 본 개시의 이점들을 가지며, 본 개시가 여기에서 개시된 특정한 세부사항들로부터 벗어나는 다른 실시예들 내에서도 실행될 수 있음이 당업자에게 명백해질 것이다. 더욱이, 공지의 장치들, 방법들, 및 물질들의 설명들은 본 개시의 다양한 원리들의 설명을 불분명하지 않게 하기 위하여 생략될 수 있다. 최종적으로, 적용가능할 경우에는 언제나, 유사한 참조부호들은 유사한 성분들을 가리킨다.

범위들은 여기에서 "약" 하나의 특정한 값으로부터, 및/또는 "약" 다른 특정한 값까지로서 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 때, 다른 실시예들은 하나의 특정한 값으로부터, 및/또는 다른 특정한 값까지를 포함할 수 있다. 유사하게, 값들이 "약"의 선행어구 사용에 의해 근사치들로서 표현될 때, 특정한 값은 다른 실시예를 형성한다는 것이 이해될 것이다. 이러한 범위들의 각각의 종료점들이 다른 종료점과 연관되어, 그리고 다른 종료점과 독립적으로 모두 중요하다는 점이 더 이해될 것이다.

여기에서 사용된 것과 같은 방향 용어들-예를 들어 아래, 우측, 좌측, 전방, 후방, 상부, 바닥부-는 그려진 대로의 도면들을 참조하여 설명되며, 절대적인 방향을 함축하기 위하여 의도되지 않는다.

다르게 강조하여 설명되지 않는 한, 여기 제시된 임의의 방법들이 특정한 순서로 수행되는 것을 요구하는 것으로 해석될 것이 전혀 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항이 실제로 그 단계들에 의해 뒤따르는 순서를 한정하지 않는 경우 또는 단계들이 특정한 순서에 제한된다는 점이 청구항들 또는 상세한 설명에서 구체적으로 언급되지 않는 경우에, 임의의 순서가 추론되는 것이 전혀 의도되지 않는다. 이는 단계들 또는 구동 흐름의 배열과 관련된 논리의 측면들; 문법적 구조 또는 구두법으로부터 이탈되는 일반적인 의미; 명세서에서 설명되는 실시예들의 숫자들 또는 유형들을 포함하여, 해석을 위한 임의의 가능한 비표현적 기초들을 유지한다.

또한 여기에서 사용되는 바와 같이 단수 형태들 "일", "하나의", 및 "상기"는 문맥이 명확하게 다르게 지시하지 않는 한 복수의 참조들을 포함한다. 따라서 예를 들어 하나의 "구성요소"에 대한 인용은 문맥이 명확하게 다르게 지시하지 않는 한, 이러한 성분들 둘 이상을 갖는 태양들을 포함한다.

여기에 개시된 실시예들은 일반적으로 핫 엔드 로봇의 잡아챔 위치에 더 가까운 유리 리본의 드로우 바닥부(BOD)에서 또는 하부 드로우 영역에서 일정한 속도를 갖도록 조절되는 구동 롤러들을 구동함에 의해 향상된 장력 조절을 갖는 유리 제조 장치들 및 유리 리본의 제조 방법들에 관한 것이다. 이러한 배열은 하부 드로우 구동 롤러들을 통해 루트로부터 유리 리본의 수직 장력 조절을 허용할 수 있다. 추가적으로, 하부 드로우 구동 롤러들의 하향 당김 힘은 하부 드로우 구동 롤러들 및 이에 따라 하부 당김 기계 영역의 상류에서 수직 기계적 장력을 부가할 수 있고, 이는 하부 드로우 구동 롤러들의 하류의 하부 당김 기계 영역 내의 유리 리본의 움직임을 감소시킬 수 있다. 더욱이, 경화 영역의 하류에서 상대적으로 먼 하부 당김 기계 영역을 갖는 것은 경화 영역 내에서 유리 리본의 움직임을 감소시킬 수 있고, 이는 형상 및 유리 스트레스 같은 유리 리본의 특성들을 향상시킬 수 있다.

유리가 일반적으로 취성의(brittle) 물질, 유연성이 없고 스크래치, 부서지고, 및 파괴되는 경향이 있는 것으로 알려져 있는 한편, 얇은 단면을 갖는 유리는 사실은 꽤 플렉서블할 수 있다. 길고 얇은 시트들 또는 리본들에서의 유리는 종이 또는 플라스틱 막과 같이 롤들로부터 감기거나 풀릴 수 있다. 제조 환경들 또는 처리 및 취급 장비들 내에서 존재할 수 있는 불안정성들, 동요들, 진동들, 및 일시적 영향들은 유리 리본의 간헐적이거나 연장된 오정렬이 발생하는 것을 유발할 수 있다. 극단적인 경우들에서, 유리 리본의 불안정성들, 동요들, 진동들, 및 일시적 영향들은 파괴를 유발할 수 있다. 따라서, 유리 리본을 따라, 유리 리본을 다른 공정들로 올리고 내릴 때, 소스로부터의 불안정성들, 동요들, 진동들, 및 일시적 영향들의 전파를 억제하기 위하여 다양한 영역들 사이에 고립을 제공하는 것이 유리할 수 있다.

도 1을 참조하면, 예시적인 유리 제조 장치(10)의 일 실시예의 개략도가 다운 드로우 퓨전 장치로서 도시되나, 다른 유리 포밍 장치들 또한 다른 예시들에서 사용될 수 있다. 예시의 유리 제조 장치(10)는 제1 엣지(16)와 제2 엣지(18) 사이에서 연장되는 폭(W)을 포함하는 유리 리본(14)을 제조하기 위하여 포밍 기구(12)를 포함할 수 있다.

유리 제조 장치(10)는 용융 베셀(20), 청징 베셀(fining vessel)(22), 혼합 베셀(24), 이송 베셀(26), 포밍 기구(12), 및 풀 롤 기구들(구성요소 28 및 30으로 표현되는)을 포함할 수 있다. 용융 베셀(20)은 유리 뱃치 물질들이 화살표(32)에 의해 도시되는 바와 같이 도입되고 용융 유리(33)를 형성하기 위하여 용융되는 곳일 수 있다. 청징 베셀(22)은 경사 튜브(36)를 통해 용융 베셀(20)로부터 용융 유리(33)를 수취하고, 그 내부에서 용융 유리(33)로부터 버블들이 제거되는 고온 처리 영역을 갖는다. 청징 베셀(22)은 청징기-스터 챔버 연결 튜브(40)에 의해 혼합 베셀(24)에 연결된다. 혼합 베셀(24)은 스터 챔버-보울 연결 튜브(42)에 의해 이송 베셀(26)에 연결된다. 이송 베셀(26)은 하향기(40)를 통해 인렛(46)으로, 그리고 포밍 기구(12) 내로 용융 유리(33)를 이송한다.

본 개시의 태양들에 따라 사용될 수 있는 다양한 포밍 기구들이 존재할 수 있다. 예를 들어 도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이, 예시의 포밍 기구(12)는 수조(52) 내로 흐르는 용융 유리(33)를 수취하는 개구부(50)를 포함한다. 도 2에 가장 잘 나타난 바와 같이, 용융 유리(33)는 이후 수조(52)로부터 범람하여 포밍 기구(12)의 루트(58)에서 함께 융합되기 전에 2개의 측면들(54, 56) 아래로 흐른다. 루트(58)는 2개의 측면들(54, 56)이 함께 만나는 곳이며 두 개의 측면들(54, 56) 각각 상으로 흐르는 용융 유리(33)의 두 개의 범람하는 벽들이 함께 융합되어 루트(58) 아래로 드로우되는 유리 리본(14)을 형성하는 곳이다.

유리 제조 장치(10)는 도 1에 개략적으로 도시된 풀 롤 기구들(28, 30)을 더 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3을 참조하여 아래에서 더욱 상세히 논의될 것과 같이, 풀 롤 기구(28)는 루트(58)로부터 유리 리본(14)을 드로우하고 또한 유리 리본(14)을 요구되는 두께까지 드로우하도록 돕기 위하여 제공된다. 풀 롤 기구(30)는 경화 영역(82) 하류에서, 그리고 리본 분리 위치(64)의 상류에서 하부 드로우 영역(60) 내에서 수직 및 수평 리본 장력을 유지하기 위하여 제공되며, 리본 분리 위치(64)는 핫 엔드 로봇(종종 이동형 앤빌 머신(travelling anvil machine) 또는 TAM으로 지칭되는)이 유리 리본(14)을 분리하는 곳이다.

유리 리본(14)이 다운 드로우 퓨전 공정을 사용하여 형성되는 실시예들에서, 제1 및 제2 엣지들(16, 18)은 중앙 부분 내에서의 두께보다 더 큰 두께를 갖는 비드들(beads)을 포함할 수 있다. 중앙 부분은 예를 들어 약 0.01-0.05 mm, 약 0.05-0.1 mm, 및 약 0.15-0.3 mm의 두께들을 포함하여, 약 0.3 mm 이하의 두께를 갖는 "초박형"일 수 있으나, 다른 두께들을 갖는 유리 리본들(34)이 다른 예시들에서 사용될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 개시의 일 예시에 따른 풀 롤 기구(28)의 더욱 상세한 개략도가 제공된다. 예시의 풀 롤 기구(28)는 제1 풀 롤 장치(64), 제2 풀 롤 장치(66), 및 조절 기구(68)(예를 들어 프로그램가능한 로직 컨트롤러, 프로세서-메모리 등)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 롤 기구(28)는 제1 롤 장치(64) 및 제2 롤 장치(66) 사이의 아이들 롤 장치(idle roll apparatus)와 같이 제3 또는 그 이상의 롤 장치들을 포함할 수 있다. 이러한 예시에서, 제1 롤 장치(64)는 각각 유리 리본(14)의 폭(W)을 가로질러 연장되는 드로우 경로(74)를 따라 포밍 기구(12)로부터 유리 리본(14)의 제1 엣지(16) 및 제2 엣지(18)를 드로우하도록 구성되는 제1 쌍의 드로우 롤들(70) 및 제2 쌍의 드로우 롤들(72)을 포함할 수 있다(주의: 드로우 롤들(70, 72)은 수직하게 하향-경사진 롤들이고 유리 리본(14) 내에서 크로스-장력(cross-tension)(76)을 인가하는 것으로 도시되어 있으나, 이들은 수평 방향을 가질 수 있고, 만약 이들이 수평 방향을 가진다면 서로에게 연결될 수 있다).

제2 롤 장치(66)는 제1 쌍의 드로우 롤들(70) 및 제2 쌍의 드로우 롤들(72)로부터 드로우 경로(74)를 따라 하류에 각각 위치하는 제1 쌍의 롤들(78) 및 제2 쌍의 롤들(80)을 포함한다(주의: 롤들(78, 80)은 수직하게 하향-경사진 롤들이고 유리 리본(14) 내에서 크로스-장력(83)을 인가하는 것으로 도시되어 있으나, 이들은 수평 방향을 가질 수 있고, 만약 이들이 수평 방향을 가진다면 서로에게 연결될 수 있다). 조절 기구(68)는 드로우 롤들(70, 72, 및 78, 80)의 쌍들 모두에서 실질적으로 일정한 토크로 회전하도록 제1 롤 장치(64) 및 제2 롤 장치(66)를 적어도 독립적으로 구동하도록 구성된다.

본 개시의 몇몇 예시들에 따른 포밍 기구들(12) 및 풀 롤 기구(28)의 다양한 개략도들이 존재한다. 풀 롤 기구(28)는 유리 리본(14)이 최종 두께까지 박형화되기 시작하는 점성 영역(viscous zone)(81) 내로 포밍 기구(12)의 루트(58)로부터 유리 리본(14)을 드로우하도록 구동된다. 유리 리본(14)은 이후 점성 영역(81)으로부터 경화 영역(82) 내로 드로우될 수 있다. 경화 영역(82) 내에서, 유리 리본(14)의 일부분은 점성 상태로부터 요구되는 프로파일을 갖는 탄성 상태로 경화된다. 경화 영역(82)은 온도들이 아래를 만족하는 영역들로서 정의될 수 있다.

여기에서 η는 유리 점도(Pa sec)이고, T는 온도(℃)이며, G는 유리 리본(14)의 실온 전단 모듈러스(Pa)이다. 유리 리본(14)은 이후 경화 영역(82)으로부터 탄성 영역(84)까지 드로우될 수 있다. 일단 탄성 영역(84) 내에서는, 유리 리본(14)의 프로파일을 영구적으로 변화시키지 않고 한계들 내에서 유리 리본(14)이 변형될 수 있다. 이러한 예시에서, 풀 롤 기구(28)는 제1 쌍의 드로우 롤들(70) 및 제2 쌍의 드로우 롤들(72)이 점성 영역(81) 내에 위치하고 제1 쌍의 드로우 롤들(78) 및 제2 쌍의 드로우 롤들(80)이 경화 및/또는 탄성 영역(82, 84) 내에 위치하도록 구성된다.

제1 및 제2 쌍의 드로우 롤들(70, 72) 각각은 제1 풀 롤 부재(90)와 제2 풀 롤 부재(92)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 풀 롤 부재들(90, 92)은 각각 난연성 롤 커버재가 구비될 수 있고, 이들의 개별적인 쌍들(즉, 제1 쌍의 드로우 롤들(70) 및 제2 쌍의 드로우 롤들(72))은 이들 사이에 유리 리본(14)의 제1 및 제2 엣지들(16, 18)이 맞물리도록 배열된다. 각각의 쌍의 드로우 롤들(70, 72) 내의 제1 및 제2 풀 롤 부재들(90, 92) 중 적어도 하나는 개별적인 모터(94)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 도시된 것과 같이, 제1 및 제2 풀 롤 부재들(90 또는 92) 중 오직 하나만이 구동되고 다른 것은 유리 리본과의 접촉 및 다른 롤러와의 쥠 힘(pinch force)으로부터 롤링되도록 제2 쌍의 드로우 롤들(72)의 제1 풀 롤 부재(90)는 모터(94)가 구비되는 한편 제2 쌍의 드로우 롤들(72) 중 제2 풀 롤 부재(92)는 베어링이 구비된다. 유사하게, 제1 및 제2 풀 롤 부재들(90 또는 92) 중 오직 하나만이 구동되고 다른 것은 유리 리본과의 접촉 및 다른 롤러와의 쥠 힘으로부터 롤링되도록 제1 쌍의 드로우 롤들(70)의 제2 풀 롤 부재(92)는 모터(94)가 구비되는 한편 제1 쌍의 드로우 롤들(70) 중 제1 풀 롤 부재(90)는 베어링이 구비된다. 추가적인 예시들에서, 드로우 롤들의 하나의 쌍 내의 제1 및 제2 풀 롤 부재들(90 또는 92) 모두는(예를 들어 제1 쌍의 드로우 롤들(70), 제2 쌍의 드로우 롤들(72), 또는 모든 쌍들의 드로우 롤들(70, 72)) 모터가 구비될 수 있다.

풀 롤 기구(28)는 상기 쌍의 롤들(70, 72)로부터 드로우 경로(74)를 따라 하류에 위치하는 제1 및 제2 쌍의 드로우 롤들(78, 80)을 포함하는 장치(66)를 더 포함할 수 있다. 제1 및 제2 쌍의 드로우 롤들(78, 80)은 드로우 경로(74)를 따라 유리 리본(14)의 제1 및 제2 엣지들(16, 18)을 더욱 드로우하도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 쌍의 드로우 롤들(78, 80) 각각은 제1 풀 롤 부재(100) 및 제2 풀 롤 부재(102)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 풀 롤 부재들(100, 102)은 각각 난연성 롤 커버재가 구비될 수 있고, 이들의 개별적인 쌍들이(즉, 제1 쌍의 드로우 롤들(78) 및 제2 쌍의 드로우 롤들(80))은 이들 사이에 유리 리본(14)의 제1 및 제2 엣지들(16, 18)이 맞물리도록 배열된다. 각각의 쌍의 드로우 롤들(78, 80) 내의 제1 및 제2 풀 롤 부재들(100, 102) 중 적어도 하나는 개별적인 모터(104)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 도시된 것과 같이, 제1 및 제2 풀 롤 부재들(100 또는 102) 중 오직 하나만이 구동되고 다른 것은 유리 리본과의 접촉 및 다른 롤러와의 쥠 힘으로부터 롤링되도록 제2 쌍의 드로우 롤들(80)의 제1 풀 롤 부재(100)는 모터(104)가 구비되는 한편 제2 쌍의 드로우 롤들(80) 중 제2 풀 롤 부재(102)는 베어링이 구비된다. 추가적인 예시들에서, 드로우 롤들의 하나의 쌍 내의 제1 및 제2 풀 롤 부재들(100 또는 102) 모두는(예를 들어 제1 쌍의 드로우 롤들(79), 제2 쌍의 드로우 롤들(80), 또는 모든 쌍들의 드로우 롤들(78, 80)) 모터가 구비될 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 개시에 따른 풀 롤 기구(30)의 더욱 상세한 개략도가 도시된다. 예시적인 풀 롤 기구(30)는 하부 드로우 롤 장치(110)를 포함한다. 하부 드로우 롤 장치는, TAM(112)이 드로우된 유리 리본(14)을 분리된 유리 시트들의 조각들로 컷팅하는 분리 위치(64)에 근접한 BOD 내에 위치한다. 이러한 분리 위치(64)에서, 유리 시트(14)는 뜨겁고, 상온보다 현저히 높다. 유리 시트(14)가 여전히 뜨거우므로 이러한 영역은 핫 BOD(HBOD)로 지칭될 수 있다. 이러한 실시예에서, 하부 드로우 롤 장치(110)는 드로우 경로(74)를 따라 탄성 영역(84)으로부터 유리 리본(14)의 제1 엣지(16)와 제2 엣지(18)를 개별적으로 드로우하도록 구성되는 제1 쌍의 드로우 롤들(114) 및 제2 쌍의 드로우 롤들(116)을 포함할 수 있다(주의: 드로우 롤들은 수직하게 하향-경사진 롤들이고 유리 리본(14) 내에서 크로스-장력(115)을 인가하는 것으로 도시되어 있으나, 이들은 수평 방향을 가질 수 있고, 만약 이들이 수평 방향을 가진다면 서로에게 연결될 수 있다).

제1 및 제2 드로우 롤들(114, 116) 각각은 제1 풀 롤 부재(124)와 제2 풀 롤 부재(126)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 풀 롤 부재들(124, 126)은 각각 난연성 롤 커버재가 구비될 수 있고, 이들의 개별적인 쌍들이(즉, 제1 쌍의 드로우 롤들(114) 및 제2 쌍의 드로우 롤들(116)) 이들 사이에 유리 리본(14)의 제1 및 제2 엣지들(16, 18)이 맞물리도록 배열된다. 각각의 쌍의 드로우 롤들(114, 116) 내의 제1 및 제2 풀 롤 부재들(124, 126) 중 적어도 하나는 개별적인 모터(128)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 도시된 것과 같이, 제1 및 제2 풀 롤 부재들(124 또는 126) 중 오직 하나만이 구동되고 다른 것은 유리 리본과의 접촉 및 다른 롤러와의 쥠 힘으로부터 롤링되도록 제2 쌍의 드로우 롤들(116)의 제1 롤 부재(124)는 모터(128)가 구비되는 한편 제2 쌍의 드로우 롤들(116) 중 제2 풀 롤 부재(126)는 베어링이 구비된다.

이제 도 4를 참조하면, 유리 제조 장치(10)의 전면도 및 측면도들 모두가 점성, 경화, 및 탄성 영역들(80, 82, 84)을 포함하도록 개략적으로 도시되며, 이는 풀 롤 기구(28)가 위치하는 상부 드로우 영역(140) 및 풀 롤 기구(30)가 위치하는 하부 드로우 영역(60)으로 집합적으로 지칭될 수 있다. 가상 선(E)은 상부 드로우 영역(140)으로부터 하부 드로우 영역(60)까지의 출구를 상징한다.

조절 기구(68)는 풀 롤 기구(28)의 제1 및 제2 롤 장치들(64, 66) 및 풀 롤 기구(30)의 하부 드로우 롤 장치(110) 중 하나 이상을 독립적으로 구동하도록 제공될 수 있다. 일 예시에서, 조절 기구(68)는 제1 롤 장치(64)의 제1 및 제2 쌍의 드로우 롤들(70, 72)이 실질적으로 일정한 토크로 회전하고, 제2 롤 장치(66)의 제1 및 제2 쌍의 드로우 롤들(78, 80)이 또한 실질적으로 일정한 토크로 회전하도록 구동할 수 있다. 하부 드로우 롤 장치(110)의 드로우 롤들(114, 116)은 실질적으로 일정한 속도에서 구동될 수 있다. 풀 롤 기구(28)의 제1 및 제2 롤 장치들(64, 66) 및 풀 롤 기구(30)의 하부 드로우 롤 장치(110)의 독립적인 구동은, 롤 장치들(64, 66, 100)이 롤 장치들(64, 66, 100) 중 하나 이상의 다른 것들의 구동에 의해 영향받지 않고 구동될 수 있다는 것을 의미한다.

도 5를 참조하면, 유리 제조 장치(10)를 사용한 예시적인 유리 포밍 공정에 대하여 장력 다이어그램(146)이 도시되며, 여기에서 유리 리본(14)을 따른 장력이 루트(58)(도 1)로부터의 거리에 따라 플롯된다. 도 5는 롤 장치들(64)을 위한 상향 토크 및 롤 장치(66)를 위한 하향 토크를 갖는 위의 구성에 대응된다. 하부 드로우 롤 장치(110)는 실질적으로 일정한 속도를 갖도록 구비된다. 도 5의 수직 화살표들은 인가된 토크의 방향을 가리킨다. 이러한 특정한 예시에서, 토크 조절 구동 롤 장치(64)는 영역(82)에 요구되는 장력을 인가하기 위하여 상향 당김 힘을 인가한다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 용어 "상향 당김 힘"은 특정한 롤 장치의 하류에 인장 힘을 제공하는 힘을 가리키는 한편, 용어 "하향 당김 힘"은 특정한 롤 장치의 하류에 압축 힘을 제공하는 힘을 가리킨다. 토크 조절 구동 롤 장치(66)는 유리 리본의 두께를 조절한다. 하부 드로우 롤 장치(110)는 하류의 동요들로부터 영역(82)을 고립시키기 위하여 하부 드로우 영역(60) 내에서 장력을 감소시키도록 속도에 의해 구동되고 조절된다. TAM(112)에서 유리 리본(14)으로부터 유리 시트의 길이의 제거에 기인하여, 라인들(150, 152) 사이에 장력 변동(154)이 제공된다.

본 개시의 전술한 실시예들, 특히 임의의 "바람직한" 실시예들은, 오직 가능한 구현 예시들이며, 오직 본 개시의 다양한 원리들의 명확한 이해를 위하여 제시된다. 본 개시의 사상 및 다양한 원리들로부터 실질적으로 벗어남이 없이 본 개시의 전술한 실시예들에 대하여 많은 변형들 및 개조들이 이루어질 수 있다. 이러한 모든 변형들 및 개조들은 본 개시의 범위 및 뒤따르는 청구항 내에서 여기에 포함될 것이 의도된다.

Claims (22)

1. 유리 리본의 제1 엣지와 반대되는 제2 엣지 사이에서 연장되는 폭을 포함하는 상기 유리 리본을 제조하도록 구성되는 포밍 기구(forming device); 및
   드로우 경로를 따라 하부 드로우 영역(lower draw zone) 내에서 상기 유리 리본의 상기 제1 엣지를 드로우하도록 배열되고 구성된 제1 쌍의 드로우 롤들(draw rolls)을 포함하는 하부 드로우 롤 장치; 및
   상기 하부 드로우 롤 장치의 상기 제1 쌍의 드로우 롤들이 상기 유리 리본에 하향 당김 힘(downward pull force)을 제공하도록 상기 하부 드로우 롤 장치를 구동하도록 구성되는 조절 기구를 포함하며,
   상기 하부 드로우 롤 장치는 경화 영역(setting zone)과, 유리 시트를 형성하기 위하여 상기 유리 리본이 분리되는 분리 위치(separation location) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 유리 리본의 상기 폭을 가로질러 연장되는 드로우 경로(draw path)를 따라 상기 경화 영역을 포함하는 상부 드로우 영역 내에서 상기 포밍 기구로부터 상기 유리 리본의 상기 제1 엣지를 드로우하도록 배열되고 구성되는 제1 쌍의 드로우 롤들을 포함하는 제1 풀 롤 장치(first pull roll apparatus); 및
   상기 제1 풀 롤 장치의 하류에서, 상기 드로우 경로를 따라 상기 상부 드로우 영역 내에서 상기 유리 리본의 상기 제1 엣지를 드로우하도록 배열되고 구성되는 제1 쌍의 드로우 롤들을 포함하는 제2 풀 롤 장치를 더 포함하는 유리 제조 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 풀 롤 장치, 상기 제2 풀 롤 장치, 및 상기 하부 드로우 롤 장치는 상기 유리 리본에 측방향 장력(lateral tension)을 인가하도록 수평선에 대한 임의의 각도로(at an angle) 배열되는 특징으로 하는 유리 제조 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 조절 기구는 상기 제1 풀 롤 장치 및 상기 제2 풀 롤 장치의 상기 제1 쌍들의 드로우 롤들을 실질적으로 일정한 토크에서 구동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 조절 기구는 상기 하부 드로우 롤 장치의 상기 제1 쌍의 드로우 롤들을 실질적으로 일정한 각 속도에서 구동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
7. 유리 리본의 제조 방법으로서,
   풀 롤 기구(pull roll device)의 하부 드로우 롤 장치를 구동하는 단계를 포함하며,
   상기 풀 롤 기구는 경화 영역으로부터 하류의 유리 제조 장치의 하부 드로우 영역 내에 위치하며,
   상기 풀 롤 기구는,
   상기 유리 리본의 제1 엣지와 상호작용하도록 배열되고 구성되는 제1 쌍의 드로우 롤들과, 상기 유리 리본의 제2 엣지와 상호작용하도록 배열되고 구성되는 제2 쌍의 드로우 롤들을 포함하는 하부 드로우 롤 장치를 포함하고,
   상기 풀 롤 기구의 상기 하부 드로우 롤 장치의 상기 제1 쌍의 드로우 롤들이 상기 유리 리본이 분리되어 유리 시트를 형성하는 분리 위치와 상기 경화 영역 사이에서 상기 유리 리본에 하향 당김 힘을 제공하도록, 상기 풀 롤 기구의 상기 드로우 롤 장치는 조절 기구를 사용하여 조절되는 것을 특징으로 하는 유리 리본의 제조 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 유리 제조 장치는 상기 경화 영역을 포함하는 상기 유리 제조 장치의 상부 드로우 영역 내에 위치하는 제1 풀 롤 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 리본의 제조 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 풀 롤 기구는,
   상기 유리 리본의 폭에 가로질러 연장되는 드로우 경로를 따라 상기 포밍 기구로부터 상기 유리 리본의 상기 제1 엣지를 드로우하도록 배열되고 구성되는 제1 쌍의 드로우 롤들을 포함하는 제1 풀 롤 장치; 및
   상기 제1 풀 롤 기구의 상기 제1 풀 롤 장치의 하류에서, 상기 드로우 경로를 따라 상기 유리 리본의 상기 제1 엣지를 드로우하도록 배열되고 구성되는 제1 쌍의 드로우 롤들을 포함하는 제2 풀 롤 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 리본의 제조 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 풀 롤 기구의 상기 제1 풀 롤 장치의 상기 제1 쌍의 드로우 롤들이 실질적으로 일정한 토크에서 회전하도록 상기 조절 기구를 사용하여 상기 제1 풀 롤 기구의 상기 제1 풀 롤 장치를 조절하는 단계를 포함하는 유리 리본의 제조 방법.
11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 풀 롤 장치, 상기 제2 풀 롤 장치, 및 상기 하부 드로우 롤 장치는 상기 유리 리본에 측방향 장력을 인가하도록 수평선에 대한 임의의 각도로 배열되는 것을 특징으로 하는 유리 리본의 제조 방법.
12. 제7항에 있어서,
    상기 하부 드로우 롤 장치의 상기 제1 쌍의 드로우 롤들이 실질적으로 일정한 각 속도에서 회전하도록 상기 조절 기구를 사용하여 상기 풀 롤 기구의 상기 하부 드로우 롤 장치를 조절하는 단계를 포함하는 유리 리본의 제조 방법.
13. 유리 리본의 제조 방법으로서,
    유리 제조 장치의 상부 드로우 영역 내에 위치하며, 포밍 기구로부터 유리 리본을 드로우하는 제1 풀 롤 기구를 구동하는 단계; 및
    상기 제1 풀 롤 기구로부터 하류의 상기 유리 제조 장치의 하부 드로우 영역 내에 위치하는 제2 풀 롤 기구를 구동하는 단계로서, 상기 상부 드로우 영역 내의 상기 유리 리본의 장력이 유리 시트를 형성하도록 상기 유리 리본이 분리되는 분리 위치 내의 상기 유리 리본의 장력으로부터 불연속적이도록 상기 제2 풀 롤 기구가 상기 유리 리본에 하향 당김 힘을 제공하도록 구성되는, 제2 풀 롤 기구를 구동하는 단계를 포함하는 유리 리본의 제조 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 풀 롤 기구는,
    상기 유리 리본의 폭에 가로질러 연장되는 드로우 경로를 따라 상기 포밍 기구로부터 상기 유리 리본의 상기 제1 엣지를 드로우하도록 배열되고 구성되는 제1 쌍의 드로우 롤들을 포함하는 제1 풀 롤 장치; 및
    상기 제1 풀 롤 기구의 상기 제1 풀 롤 장치 하류에서, 상기 드로우 경로를 따라 상기 유리 리본의 상기 제1 엣지를 드로우하도록 배열되고 구성되는 제1 쌍의 드로우 롤들을 포함하는 제2 풀 롤 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 리본의 제조 방법.
15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 풀 롤 기구의 상기 제1 풀 롤 장치의 상기 제1 쌍의 드로우 롤들이 실질적으로 일정한 토크에서 회전하도록 조절 기구를 사용하여 상기 제1 풀 롤 기구의 상기 제1 풀 롤 장치를 조절하는 단계를 포함하는 유리 리본의 제조 방법.
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