KR102402499B1 - 가요성 유리 리본의 연속 가공 - Google Patents

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Abstract

≤0.3 mm 두께를 갖는 유리 리본을 연속 가공하는 방법이 개시된다. 방법은 제1 가공 구역, 제2 가공 구역 및 제3 가공 구역을 갖는 유리 가공 장치를 제공하는 단계를 포함한다. 유리 리본은 제1 가공 구역으로부터, 제2 가공 구역을 통해 제3 가공 구역으로 연속적으로 이송된다. 유리 리본의 이송 속도는 전역 제어 디바이스를 사용하여 각각의 가공 구역을 통해 제어된다. 가요성 유리 기판이 2개의 이격된 페이오프 위치 사이의 제1 현수선에 지지되는 제1 버퍼 구역이 제1 가공 구역과 제2 가공 구역 사이에 제공된다. 가요성 유리 기판이 2개의 이격된 페이오프 위치 사이의 제2 현수선에 지지되는 제2 버퍼 구역이 제2 가공 구역과 제3 가공 구역 사이에 제공된다.

Description

가요성 유리 리본의 연속 가공{CONTINUOUS PROCESSING OF FLEXIBLE GLASS RIBBON}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 그 내용이 본 명세서에 그대로 참조로서 의지되어 있고 합체되어 있는, 2014년 7월 8일 출원된 미국 가출원 제62/021924호의 35 U.S.C. §119 하에서 우선권의 이익을 청구한다.
기술분야
본 발명은 가요성 유리 리본의 연속 가공을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
유리 가공 장치는 예를 들어 LCD 판유리와 같은 다양한 유리 제품을 형성하는데 통상적으로 사용된다. 가요성 전자 용례에서 유리 기판은 더욱 박형 및 더욱 경량이 되고 있다. 0.5 mm 미만, 예를 들어 0.3 mm 미만, 예를 들어 0.1 mm 또는 심지어 더 얇은 두께를 갖는 유리 기판은 특정 디스플레이 용례, 특히 예를 들어 랩탑 컴퓨터, 핸드헬드 디바이스 등과 같은 휴대형 전자 디바이스에 바람직할 수 있다.
디스플레이 디바이스의 제조에 사용되는 가요성 유리 기판, 예를 들어 유리 기판은 종종 판 형태로 가공된다. 이러한 가공은 예를 들어, 기판 상에 박막형 전자 기기(thin film electronics)의 증착을 포함할 수 있다. 판 형태 취급(handling)은, 판이 개별적으로 운반되고, 고정되고, 가공되고, 제거되어야 하기 때문에, 연속 프로세스에 비교하여 비교적 저속의 가공 속도를 갖는다. 리본 형태의 가요성 유리 기판의 연속 가공은 비교적 더 고속의 제조 속도를 제공할 수 있다. 박형 유리 기판의 하나의 이점은 박형 리본에 의해 제공된 가요성이 이 박형 유리 기판을 재료의 롤을 이용하는 프로세스에서 사용되게 한다는 것이다.
본 발명의 개념은 가요성 유리 리본의 연속 가공을 수반한다. 가요성 유리 리본의 연속 가공은 예를 들어, 성형, 절단, 스풀링 등과 같은 다수의 프로세스 단계 사이의 연속을 포함할 수 있다. 가요성 유리 리본의 가공 중에 장력 및 형상을 유지하고, 조향을 제어하고, 모션을 최소화하고, 교란을 격리하기 위해 원하는 위치에 가요성 유리 리본을 능동적으로 구동하기 위한 프로세스가 본 명세서에 제시된다.
본 발명의 접근법의 하나의 상업적인 장점은 가요성 유리 리본 내의 교란이 격리되어 교란이 상류측 및 하류측으로 진행하여, 가능하게는 가공이 발생하는 다른 영역에 영향을 미치는 것을 억제할 수 있다는 것이다. 가요성 유리 리본의 모션은 다양한 가공 영역에서, 예를 들어 레이저 분리로 제어될 수 있다.
제1 양태에 따르면, 유리 가공 장치를 사용하여 0.3 mm 이하의 두께를 갖는 가요성 유리 리본의 연속 가공의 방법이며,
제1 가공 구역, 제2 가공 구역 및 제3 가공 구역을 포함하는 적어도 3개의 가공 구역을 갖는 유리 가공 장치를 제공하는 단계와,
제1 가공 구역으로부터, 제2 가공 구역을 통해 제3 가공 구역으로 가요성 유리 리본을 연속적으로 이송하는 단계와,
전역 제어 디바이스를 사용하여 제1 가공 구역, 제2 가공 구역 및 제3 가공 구역의 각각을 통해 가요성 유리 리본의 이송 속도를 제어하는 단계와,
가요성 유리 기판이 2개의 이격된 페이오프 위치(payoff position) 사이의 제1 현수선에 지지되는 제1 버퍼 구역을 제1 가공 구역과 제2 가공 구역 사이에 제공하는 단계와,
가요성 유리 기판이 2개의 이격된 페이오프 위치 사이의 제2 현수선에 지지되는 제2 버퍼 구역을 제2 가공 구역과 제3 가공 구역 사이에 제공하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
제2 양태에 따르면, 진행 방향에서 가요성 유리 리본 내의 장력은 제1 버퍼 구역과 제2 버퍼 구역 중 적어도 하나에서 약 1.8 미터당 킬로그램(kg/m)[약 0.1 선형인치당 파운드(pli)] 이하인, 양태 1의 방법이 제공된다.
제3 양태에 따르면, 성형 장치를 사용하여 제1 가공 구역 내에 가요성 유리 리본을 생성하는 단계를 포함하는, 양태 1 또는 양태 2의 방법이 제공된다.
제4 양태에 따르면, 가요성 유리 리본을 생성하는 단계는 퓨전 드로 프로세스(fusion draw process)를 사용하는 것을 포함하는, 양태 3의 방법이 제공된다.
제5 양태에 따르면, 가요성 유리 리본이 이동함에 따라 제2 가공 구역 내에서 절단 디바이스에 의해 가요성 유리 리본의 에지를 분리하여 가요성 유리 리본의 중앙부에 연결된 에지 트림의 연속적인 스트립을 형성하는 단계를 포함하는, 양태 1 내지 4 중 어느 하나의 방법이 제공된다.
제6 양태에 따르면, 권취 장치를 사용하여 제3 가공 구역에서 가요성 유리 리본을 롤로 권취하는 단계를 포함하는, 양태 1 내지 5 중 어느 하나의 방법이 제공된다.
제7 양태에 따르면, 제1 및 제2 버퍼 구역 중 적어도 하나의 2개의 이격된 페이오프 위치는 롤러를 사용하여 형성되는, 양태 1 내지 6 중 어느 하나의 방법이 제공된다.
제8 양태에 따르면, 롤러 중 적어도 하나의 회전은 전역 제어 디바이스에 의해 제어되는, 양태 7의 방법이 제공된다.
제9 양태에 따르면, 제1 가공 구역에 성형 장치, 제2 가공 구역에 에지 트리밍 장치 및 제3 가공 구역에 권취 장치를 포함하는 유리 가공 장치를 사용하여 0.3 mm 이하의 두께를 갖는 가요성 유리 리본의 연속 가공의 방법이며,
제1 가공 구역 내에 가요성 유리 리본을 형성하고 제1 가공 구역을 통해 제1 이송 속도로 가요성 유리 리본을 이송하는 단계와,
가요성 유리 리본이 이동함에 따라 제2 가공 구역 내에서 절단 디바이스에 의해 가요성 유리 리본의 에지를 분리하면서 제2 가공 구역을 통해 가요성 유리 리본을 이송하여 가요성 유리 리본의 중앙부에 연결된 에지 트림의 연속적인 스트립을 형성하는 단계와,
가요성 유리 리본을 롤로 권취하면서 제3 가공 구역을 통해 가요성 유리 리본을 이송하는 단계를 포함하고,
제1, 제2 및 제3 가공 구역을 통한 가요성 유리 리본의 이송 속도는 전역 제어 디바이스에 의해 제어되는 방법이 제공된다.
제10 양태에 따르면, 가요성 유리 기판이 2개의 이격된 페이오프 위치 사이의 제1 현수선에 지지되는 제1 버퍼 구역을 제1 가공 구역과 제2 가공 구역 사이에 제공하는 단계를 더 포함하는, 양태 9의 방법이 제공된다.
제11 양태에 따르면, 가요성 유리 기판이 2개의 이격된 페이오프 위치 사이의 제2 현수선에 지지되는 제2 버퍼 구역을 제2 가공 구역과 제3 가공 구역 사이에 제공하는 단계를 더 포함하는, 양태 10의 방법이 제공된다.
제12 양태에 따르면, 진행 방향에서 가요성 유리 리본 내의 장력은 제1 버퍼 구역과 제2 버퍼 구역 중 적어도 하나에서 약 1.8 kg/m(약 0.1 pli) 이하인, 양태 11의 방법이 제공된다.
제13 양태에 따르면, 제1 및 제2 버퍼 구역 중 적어도 하나의 2개의 이격된 페이오프 위치는 롤러를 사용하여 형성되는, 양태 11의 방법이 제공된다.
제14 양태에 따르면, 롤러 중 적어도 하나의 회전은 전역 제어 디바이스에 의해 제어되는, 양태 13의 방법이 제공된다.
제15 양태에 따르면, 0.3 mm 이하의 두께를 갖는 가요성 유리 리본을 가공하는 유리 가공 장치이며,
제1 가공 구역 내의 성형 장치로서, 성형 장치는 제1 가공 구역 내에 가요성 유리 리본을 형성하도록 구성되는, 성형 장치와,
제2 가공 구역 내의 에지 트리밍 장치로서, 에지 트리밍 장치는 가요성 유리 리본이 이동함에 따라 제2 가공 구역 내에서 절단 디바이스에 의해 가요성 유리 리본의 에지를 분리하여 가요성 유리 리본의 중앙부에 연결된 에지 트림의 연속적인 스트립을 형성하도록 구성되는, 에지 트리밍 장치와,
제3 가공 구역 내의 권취 장치로서, 권취 장치는 가요성 유리 리본을 롤로 권취하도록 구성되는, 권취 장치와,
가요성 유리 기판이 2개의 이격된 페이오프 위치 사이의 제1 현수선에 지지되는, 제1 가공 구역과 제2 가공 구역 사이의 제1 버퍼 구역과,
가요성 유리 기판이 2개의 이격된 페이오프 위치 사이의 제2 현수선에 지지되는, 제2 가공 구역과 제3 가공 구역 사이의 제2 버퍼 구역을 포함하는 유리 가공 장치가 제공된다.
제16 양태에 따르면, 제1, 제2 및 제3 가공 구역 내의 가요성 유리 기판의 이송 속도를 제어하는 전역 제어 디바이스를 더 포함하는, 양태 15의 방법이 제공된다.
제17 양태에 따르면, 제1 및 제2 버퍼 구역 중 적어도 하나의 2개의 이격된 페이오프 위치는 롤러를 사용하여 형성되는, 양태 15 또는 양태 16의 방법이 제공된다.
제18 양태에 따르면, 롤러 중 적어도 하나의 회전은 전역 제어 디바이스에 의해 제어되는, 양태 15 내지 17 중 어느 하나의 방법이 제공된다.
제19 양태에 따르면, 성형 장치는 퓨전 드로 프로세스를 사용하여 가요성 유리 리본을 형성하는, 양태 15 내지 19 중 어느 하나의 유리 가공 장치가 제공된다.
제20 양태에 따르면, 진행 방향에서 가요성 유리 리본 내의 장력은 제1, 제2 및 제3 가공 구역 중 적어도 하나에서 약 0.9 kg/m 내지 약 5.4 kg/m(약 0.05 pli 내지 약 0.3 pli)인 양태 1 내지 20 중 어느 하나의 방법 또는 장치가 제공된다.
제21 양태에 따르면, 진행 방향에서 가요성 유리 리본 내의 장력은 제1, 제2 및 제3 가공 구역 중 적어도 하나에서 약 1.4 kg/m 내지 약 2.7 kg/m(약 0.08 pli 내지 약 0.15 pli)인 양태 1 내지 21 중 어느 하나의 방법 또는 장치가 제공된다.
부가의 특징 및 장점은 이어지는 상세한 설명에 설명될 것이고, 설명으로부터 통상의 기술자에 즉시 명백할 것이고 또는 부분적으로 기록된 설명 및 첨부 도면에 예시된 바와 같이 그리고 첨부된 청구범위에 규정된 바와 같이 본 발명을 실시함으로써 인식될 수 있을 것이다. 상기 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명의 모두는 단지 본 발명의 예시일 뿐이고, 청구된 바와 같은 본 발명의 성질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 프레임워크를 제공하도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다.
첨부 도면은 본 발명의 원리의 추가의 이해를 제공하도록 포함된 것이고, 이 명세서에 합체되어 그 부분을 구성한다. 도면은 하나 이상의 실시예(들)를 도시하고 있고, 명세서와 함께 본 발명의 원리 및 동작을 예로서 설명하는 역할을 한다. 본 명세서 및 도면에 개시된 본 발명의 다양한 특징은 임의의 모든 조합으로 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 1은 가요성 유리 성형 방법 및 장치의 실시예의 개략도이다.
도 2는 도 1의 가요성 유리 성형 프로세스 및 장치의 개략 상세도이다.
도 3은 에지 트리밍 방법 및 장치의 실시예의 개략 평면도이다.
도 4는 도 3의 에지 트리밍 방법 및 장치의 개략 측면도이다.
도 5는 도 1의 가요성 유리 성형 장치, 도 3의 에지 트리밍 장치 및 유리 권취 장치를 포함할 수 있는 가요성 유리 리본의 폭의 절반에 걸친 유리 가공 장치의 실시예의 개략 평면도이다.
도 6은 도 5의 유리 가공 장치에 사용을 위한 유리 권취 장치의 실시예를 도시하고 있다.
이하의 상세한 설명에서, 한정이 아니라 설명의 목적으로, 특정 상세를 개시하는 예시적인 실시예가 본 개시내용의 다양한 원리의 철저한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 본 개시내용은 본 명세서에 개시된 특정 상세로부터 벗어나는 다른 실시예에서 실시될 수도 있다는 것이 본 개시내용의 이익을 갖는 통상의 기술자에게 이해될 수 있을 것이다. 더욱이, 공지의 디바이스, 방법 및 재료의 설명은 본 개시내용의 다양한 원리의 설명을 불명료하게 하지 않기 위해 생략될 수도 있다. 마지막으로, 적용 가능하면, 유사한 도면 부호는 유사한 요소를 나타낸다.
범위는 "약" 하나의 특정값으로부터, 그리고/또는 "약" 다른 특정값까지로서 본 명세서에 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 때, 다른 실시예는 하나의 특정값으로부터, 그리고/또는 다른 특정값까지를 포함한다. 유사하게, 값이 선행사 "약"의 사용에 의해 근사치로서 표현될 때, 특정값은 다른 실시예를 형성한다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 각각의 범위의 종단점은 다른 종단점에 관련하여, 그리고 다른 종단점에 독립적으로의 모두에 있어서 중요하다는 것이 또한 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 사용될 때 방향성 용어 - 예를 들어, 위, 아래, 우, 좌, 전, 후, 상, 하 - 는 단지 도시된 바와 같은 도면을 참조하여 이루어진 것이고, 절대 배향을 암시하도록 의도된 것은 아니다.
달리 명시적으로 언급되지 않으면, 본 명세서에 설명된 임의의 방법은 그 단계가 특정 순서로 수행되어야 하는 것을 요구하는 것으로서 해석되도록 의도된 것은 결코 아니다. 이에 따라, 방법 청구항이 그 단계로 이어지도록 순서를 실제로 상술하지 않거나 또는 단계가 특정 순서에 한정되는 것으로 청구범위 또는 상세한 설명에서 달리 구체적으로 언급되지 않으면, 순서가 어떠한 관점에서도 추론되는 것으로 의도된 것은 결코 아니다. 이는 단계 또는 동작 흐름의 배열에 관한 논리의 문제; 문법 구성 또는 구두법으로부터 유도된 통상적 의미; 명세서에 설명된 실시예의 수 또는 유형을 포함하여, 해석의 임의의 가능한 비표현 기초에 대해 성립한다.
본 명세서에 사용될 때, 단수 형태의 표현은 문맥상 명백히 달리 지시되지 않으면 복수의 지시대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "구성요소"의 언급은 문맥상 명백히 달리 지시되지 않으면, 2개 이상의 이러한 구성요소를 갖는 양태을 포함한다.
본 명세서에 설명된 실시예는 일반적으로 로봇으로부터 스풀러(spooler) 또는 권취기(winder)로 프로세스 전체에 걸친 위치에서 연속 가요성 유리 리본의 장력 및 조향을 능동 제어함으로써 가요성 유리 리본의 연속 제조를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 다수의 가공 구역이 프로세스 내에 제공될 수도 있고, 여기서 가요성 유리 리본이 자유 루프로 현수되어 있는 버퍼 구역을 사용하여 가공 구역을 서로로부터 격리함으로써 연속 가요성 유리 리본의 장력 및 형상이 제어될 수 있다. 예를 들어, 롤러, 벨트 등과 같은 종동 기구는 유리 진행 방향에 평행하게 뿐만 아니라 유리 진행 방향에 횡단하여 장력을 전달하는데 사용될 수 있다.
유리는 일반적으로 취성 재료이고, 비가요성 및 스크래칭, 칩핑(chipping) 및 파괴의 경향, 칩핑이 있는 것으로서 알려져 있지만, 얇은 단면을 갖는 유리는 실제로 매우 가요성일 수 있다. 기다란 박판 또는 리본의 유리는 롤로부터, 종이 또는 플라스틱 필름과 매우 유사하게 권취되고 풀릴 수 있다.
유리 리본이 유리 제조 장비를 통해 진행함에 따라 유리 리본의 측방향 정렬을 유지하는 것은 유리 제조 장비의 구성요소의 오정렬에 의해 복잡화될 수도 있다. 또한, 제조 장비 내에 또는 가공 및 취급 장비 내에 존재할 수도 있는 불안정성, 섭동(perturbation), 진동 및 과도 효과는 유리 리본의 간헐적인 또는 연장된 오정렬이 발생하게 할 수도 있다. 극단적인 경우에, 유리 리본의 불안정성, 섭동, 진동, 및 과도 효과는 파괴를 유도할 수도 있다.
몇몇 유리 리본은 유리 리본으로부터 두꺼워진 에지 비드를 연속적으로 분리함으로써 가공된다. 비드 제거 프로세스 중에, 두꺼워진 에지 비드는 유리 리본으로부터 분리되고, 유리 리본의 특성 부분(quality portion)의 것과는 상이한 경로를 따라 아래로 반송된다. 두꺼워진 비드는 유리 리본이 두꺼워진 에지 비드로부터 분리되어 있는 점에서 유리 리본 상에 응력을 부여한다. 유리 리본과 분리된 두꺼워진 에지 비드 사이의 상대 각도는 분리점에서 응력에 영향을 미치고, 비드 분리 프로세스에 진입하는 유리 리본의 오정렬은 분리점에서 응력을 증가시킬 수 있어, 잠재적으로 리본 파괴 또는 열악한 에지 분리 속성, 예를 들어 열등한 에지 강도 및 에지 손상을 유발한다. 본 명세서에 설명된 기술을 사용함으로써, 유리 리본의 몇몇 실시예는 비드의 분리 후에 절단 에지에서, 적어도 약 100 MPA, 예를 들어 적어도 약 200 MPa의 에지 강도를 성취한다.
설명된 장치 및 방법은 가공 구역 사이에서 가요성 유리 리본 내에 자유 루프(또한 버퍼 구역 또는 현수선이라 칭할 수도 있음)를 사용하여 서로로부터 다양한 가공 구역을 격리함으로써 가요성 유리 리본의 연속 가공을 용이하게 한다. 가공 구역은 성형, 에지 분리 및 권취를 포함할 수도 있지만, 다른 유형의 가공 구역이 이용될 수도 있다. 또한, 가요성 유리 리본의 속도 및 장력은 전역 제어 디바이스, 예를 들어 각각의 구역 내의 상태를 모니터링하는 컴퓨터를 사용하여 가공 구역 내에서 국부적으로 제어될 수도 있다. 이러한 장치 및 방법은 장력 및 형상을 유지하고, 조향을 제어하고, 모션을 감소하고, 교란을 격리하면서, 원하는 위치에서 가요성 유리 리본을 구동하는데 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 유리 리본(12)을 제조하기 위해 융합 프로세스(fusion process)를 합체하는 예시적인 유리 제조 장치(10)가 도시되어 있다. 유리 제조 장치(10)는 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 유리 리본이 연속적인 프로세스에서 성형되고, 에지를 따라 분리되고, 이어서 롤링되는 유리 가공 장치(100)(도 5)의 부분일 수도 있다. 유리 제조 장치(10)는 용융 용기(14), 청징(fining) 용기(16), 혼합 용기(18)(예를 들어, 교반 챔버), 전달 용기(20)(예를 들어, 보울), 성형 장치(22) 및 인발 장치(24)를 포함한다. 유리 제조 장치(10)는 먼저 배치 재료(batch material)를 용융 유리 내로 용융하고 조합함으로써, 용융 유리를 예비 형상으로 분배함으로써, 유리 리본(12)이 점탄성 전이로 진행하고 유리 리본(12)에 안정한 치수적 특성을 제공하는 기계적 특성을 갖도록 유리가 냉각하고 점성이 증가함에 따라 유리 리본(12)의 치수를 제어하도록 유리 리본(12)에 장력을 인가함으로써, 배치 재료로부터 연속 유리 리본(12)을 생성한다.
작동시에, 유리를 성형하기 위한 배치 재료가 화살표(26)에 의해 지시된 바와 같이 용융 용기(14) 내로 도입되고, 용융되어 용융 유리(28)를 형성한다. 용융 유리(28)는 청징 용기(16) 내로 유동하고, 여기서 가스 기포가 용융 유리로부터 제거된다. 청징 용기(16)로부터, 용융 유리(28)는 혼합 용기(18) 내로 유동하고, 여기서 용융 유리(28)는 혼합 프로세스를 경험하여 용융 유리(28)를 균질화한다. 용융 유리(28)는 혼합 용기(18)로부터 전달 용기(20)로 유동하는데, 이 전달 용기는 용융 유리(28)를 하강관(downcomer)(30)을 통해 입구(32)로 그리고 성형 장치(22) 내로 전달한다.
도 1에 도시된 성형 장치(22)는 높은 표면 품질 및 낮은 두께 편차를 갖는 가요성 유리 리본(46)을 생성하도록 퓨전 드로 프로세스에서 사용된다. 성형 장치(22)는 용융 유리(28)를 수용하는 개구(34)를 포함한다. 용융 유리(28)는 홈(trough)(36) 내로 유동하고, 이어서 오버플로우하여, 성형 장치(22)의 루트(root)(42) 아래에 함께 융착하기 전에 2개의 부분 리본부(38, 40)(도 2 참조) 내에서 홈(36)의 측면을 따라 아래로 연장한다. 정지-용융(still-molten) 유리(28)의 2개의 부분 리본부(38, 40)는 성형 장치(22)의 루트(42) 아래의 위치에서 서로 재결합하고(예를 들어, 융착함), 이에 의해 가요성 유리 리본(46)(또한 유리 리본이라 칭함)을 형성한다. 가요성 유리 리본(46)은 인발 장치(24)에 의해 성형 장치로부터 하향으로 인발된다. 성형 장치(22)는 퓨전 드로 프로세스를 구현하는 것으로 본 명세서에 도시되고 설명되었지만, 비한정적으로, 예를 들어 슬롯 드로(slot draw) 장치를 포함하는 다른 성형 장치가 사용될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 그리고 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 인발 장치(24)는 복수의 능동 구동 스터브 롤러쌍(50, 52)을 포함할 수도 있고, 이들 스터브 롤러쌍의 각각은 전방측 스터브 롤러(54) 및 후방측 스터브 롤러(56)를 포함한다. 전방측 스터브 롤러(54)는 전방측 모터(60)에 결합된 전방측 변속기(58)에 결합된다. 전방측 변속기(58)는 전방측 스터브 롤러(54)에 전달되는 전방측 모터(60)의 출력 속도 및 토크를 수정한다. 유사하게, 후방측 스터브 롤러(56)는 후방측 모터(64)에 결합된 후방측 변속기(62)에 결합된다. 후방측 변속기(62)는 후방측 스터브 롤러(56)에 전달되는 후방측 모터(64)의 출력 속도 및 토크를 수정한다.
복수의 스터브 롤러쌍(50, 52)의 작동은 예를 들어 그리고 비한정적으로, 가요성 유리 리본(46)에 인가된 토크 및 스터브 롤러(54, 56)의 회전 속도를 포함하는 다양한 조건에 대해 전역 제어 디바이스(70)(예를 들어, 프로그램 가능 논리 제어기 - PLC)에 의해 제어된다. 가요성 유리 리본(46)이 여전히 점탄성 상태에 있는 동안 복수의 스터브 롤러쌍(50, 52)에 의해 가요성 유리 리본(46)에 인가된 인발력은 가요성 유리 리본(46)이 견인되거나 신장되게 하여, 이에 의해 가요성 유리 리본(46)에 모션을 또한 부여하면서, 가요성 유리 리본(46)이 인발 장치(24)를 따라 병진함에 다라 인발 방향 및 교차 인발 방향 중 하나 또는 모두에서 가요성 유리 리본(46)에 인가된 장력을 제어함으로써 가요성 유리 리본(46)의 치수를 제어한다.
전역 제어 디바이스(70)는 예를 들어, 전역 제어 디바이스(70)에 피드백을 제공하는 임의의 적합한 센서를 사용하여, 무엇보다도, 스터브 롤러쌍(50, 52)에 의해 제공된 가요성 유리 리본(46)의 인발 장력 및 속도를 결정할 수 있는, 메모리(72) 내에 저장되고 프로세서(74)에 의해 실행되는 컴퓨터 판독 가능 명령을 포함할 수도 있다. 또한, 컴퓨터 판독 가능 명령은 센서로부터의 피드백의 견지에서 스터브 롤러쌍(50, 52)의 파라미터, 예를 들어 토크 및 속도의 수정을 허용할 수 있다. 하나의 예로서, 회전 속도를 지시하기 위해 전역 제어 디바이스(70)와 통신하는 스터브 롤러(76)가 제공될 수도 있다. 가요성 유리 리본(46)에 의한 스터브 롤러(76)의 회전 속도는 가요성 유리 리본(46)이 이에 의해 이동함에 따라 가요성 유리 리본(46)의 외부 선형 이송 속도를 결정하도록 전역 제어 디바이스(70)에 의해 사용될 수 있다. 리본의 각각의 측 상에 한 쌍의 스터브 롤러(50)를 도시하고 있지만, 임의의 적합한 수의 이들 유형의 스터브 롤러쌍이 인발 길이 및 원하는 제어에 따라 사용될 수도 있다. 유사하게, 스터브 롤러쌍(52)의 2개가 리본의 각각의 측에 도시되어 있지만, 임의의 수의 이들의 유형의 스터브 롤러쌍(52)이 사용될 수도 있다.
가요성 유리 리본(46)이 인발 장치(24)를 통해 인발됨에 따라, 유리는 냉각의 기회를 갖는다. 복수의 스터브 롤러쌍(50, 52)을 갖는 유리 제조 장치(100)는 유리 리본(46)이 점탄성 변형을 통해 진행하는 영역에서 교차 인발 장력 및/또는 하향 인발(down-drawn) 장력의 제어 및 일관성을 향상시킬 수도 있다. 이 영역은 응력 및 평탄성이 유리 리본(46) 내에 설정되는 "설정 구역"이라 정의될 수도 있다. 복수의 능동 구동된 스터브 롤러쌍(50, 52)을 포함하는 유리 제조 장치(100)는 가요성 유리 리본(46)의 전체폭을 따라 연장하는 롤러를 구비하는 통상적으로 설계된 제조 장치에 비교할 때, 가요성 유리 리본(46)의 제조에 있어서 개량을 제공할 수도 있다. 그러나, 특정 상황에서, 가요성 유리 리본(46)의 전체폭을 따라 연장하는 롤러를 이용하는 제조 장치가 사용될 수도 있다.
전역 제어 디바이스(70)는 가요성 유리 리본(46)을 또한 성형하면서, 유리 가공 장치(100)(도 5)를 위한 전역 마스터 속도를 설정하기 위해 인발 장치(24)를 사용할 수도 있다. 도 3을 참조하면, 전술된 바와 같이, 유리 제조 시스템(10)은 유리 가공 장치(100)의 부분일 수도 있다. 가요성 유리 리본(46)은 유리 가공 장치(100)를 통해 반송되는 것으로 도시되어 있는데, 그 다른 부분은 도 3에 의해 도시되어 있다. 가요성 유리 리본(46)은 유리 제조 시스템(10)(도 1)으로부터 유리 가공 장치(100)를 통해 연속적인 방식으로 반송될 수도 있다. 가요성 유리 리본(46)은 가요성 유리 리본(46)의 길이를 따라 연장하는 한 쌍의 대향하는 제1 및 제2 에지(102, 104) 및 제1 및 제2 에지(102, 104) 사이에 걸쳐 있는 중앙부(106)를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 제1 및 제2 에지(102, 104)는 제1 및 제2 에지(102, 104)를 접촉으로부터 보호하고 차폐하는데 사용되는 압력 감응식 접착 테이프(108) 내에 커버될 수도 있다. 테이프(108)는 가요성 유리 리본(46)이 장치(100)를 통해 이동함에 따라 제1 및 제2 에지(102, 104) 중 하나 또는 모두에 도포될 수도 있다. 다른 실시예에서, 접착 테이프(108)는 사용되지 않을 수도 있다. 제1 넓은 표면(110) 및 대향하는 제2 넓은 표면(112)은 또한 제1 및 제2 에지(102, 104) 사이에 걸쳐 있어, 중앙부(106)의 부분을 형성한다.
가요성 유리 리본(46)이 다운 드로 퓨전 프로세스를 사용하여 형성되는 실시예에서, 제1 및 제2 에지(102, 104)는 중앙부(106) 내의 두께(T2)보다 큰 두께(T1)를 갖는 비드(114, 116)를 포함할 수도 있다. 중앙부(106)는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 약 0.01 내지 0.05 mm, 약 0.05 내지 0.1 mm, 약 0.1 내지 0.15 mm 및 약 0.15 내지 0.3 mm의 두께를 포함하여 약 0.3 mm 이하의 두께(T2)를 갖는 "초박형"일 수도 있지만, 다른 두께를 갖는 가요성 유리 리본(46)을 다른 예에서 형성될 수도 있다.
가요성 유리 리본(46)은 전역 제어 디바이스(70)에 의해 제어되는 컨베이어 시스템(120)을 사용하여 장치(100)를 통해 반송된다. 측방향 가이드(122, 124)는 가요성 유리 리본(46)의 기계 또는 진행 방향(126)에 대해 정확한 측방향 위치에서 가요성 유리 리본(46)을 배향하도록 제공될 수도 있다. 예를 들어, 개략적으로 도시된 바와 같이, 측방향 가이드(122, 124)는 제1 및 제2 에지(102, 104)를 결합하는 롤러(128)를 포함할 수도 있다. 대향력(130, 132)은 진행 방향(126)에서 원하는 측방향 배향에서 가요성 유리 리본(46)을 시프트하고 정렬하는 것을 돕는 측방향 가이드(122, 124)를 사용하여 제1 및 제2 에지(102, 104)에 인가될 수도 있다.
유리 가공 장치(100)는 그 둘레로 가요성 유리 리본(46)이 굴곡될 수도 있는 굴곡축(142)으로부터 하류측에 절단 구역(140)을 더 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 장치(100)는 굴곡된 배향을 갖는 굴곡된 타겟 세그먼트(144)를 제공하기 위해 절단 구역(140)에서 가요성 유리 리본(46)을 굴곡하도록 구성된 절단 지지 부재를 포함할 수도 있다. 절단 구역(140) 내에서 타겟 세그먼트(144)를 굴곡하는 것은 절단 절차 중에 가요성 유리 리본(46)을 안정화하는 것을 도울 수 있다. 이러한 안정화는 가요성 유리 리본(46)의 중앙부(106)로부터 제1 및 제2 에지(102, 104) 중 적어도 하나를 분리하는 절차 중에 가요성 유리 리본 프로파일을 좌굴하거나 교란하는 것을 방지하는 것을 도울 수 있다.
절단 구역(140)에 굴곡된 타겟 세그먼트(144)를 제공하는 것은 절단 구역(140) 전체에 걸쳐 가요성 유리 리본(46)의 강성을 증가시킬 수 있다. 이와 같이, 도 3에 도시된 바와 같이, 선택적 측방향 가이드(150, 152)는 절단 구역(140) 내의 굴곡된 조건에서 가요성 유리 리본(46)에 결합할 수 있다. 따라서, 측방향 가이드(150, 152)에 의해 인가된 힘(154, 156)은, 가요성 유리 리본(46)이 절단 구역(140)을 통해 통과함에 따라 측방향으로 정렬할 때 유리 리본 프로파일의 안정성을 좌굴하거나 또는 다른 방식으로 교란할 가능성이 적다. 다른 실시예에서, 굴곡된 타겟 세그먼트는 채용되지 않을 수도 있고, 가요성 유리 리본(46)은 절단 구역에서 실질적으로 편평하게 유지될 수도 있다.
전술된 바와 같이, 절단 구역(140)에 굴곡된 배향에서 굴곡된 타겟 세그먼트(144)를 제공하는 것은 절단 절차 중에 가요성 유리 리본(46)을 안정화하는 것을 도울 수 있다. 이러한 안정화는 제1 및 제2 에지(102, 104) 중 적어도 하나를 분리하는 절차 중에 유리 리본 프로파일을 좌굴하거나 교란하는 것을 방지하는 것을 도울 수 있다. 더욱이, 굴곡된 타겟 세그먼트(144)의 굴곡된 배향은 굴곡된 타겟 세그먼트(144)의 강성을 증가시켜 굴곡된 타겟 세그먼트(144)의 측방향 배향의 선택적인 미세한 조정을 허용할 수 있다. 이와 같이, 가요성 유리 리본(46)은 제1 및 제2 에지(102, 104) 중 적어도 하나를 분리하는 절차 중에 중앙부(106)의 제1 및 제2 넓은 표면에 접촉하지 않고 효과적으로 안정화되고 적절하게 측방향으로 배향될 수 있다.
장치(100)는 연속적인 방식으로 가요성 유리 리본(46)의 중앙부(106)로부터 제1 및 제2 에지(102, 104)를 분리하도록 구성된 광범위한 에지 트리밍 장치를 더 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 예시적인 에지 트리밍 장치(170)는 굴곡된 타겟 세그먼트(144)의 상향 지향면의 부분을 조사하여 따라서 가열하기 위한 광학 전달 장치(172)를 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 광학 전달 장치(172)는 예를 들어 예시된 레이저(174)와 같은 절단 디바이스를 포함할 수 있지만, 다른 방사선 소스가 다른 예에서 제공될 수도 있다. 광학 전달 장치(172)는 원형 편광기(176), 빔 팽창기(178), 및 빔 성형 장치(180)를 더 포함할 수 있다.
광학 전달 장치(172)는 방사선 소스[예를 들어, 레이저(174)]로부터 방사선의 빔[예를 들어, 레이저빔(182)]을 재지향하기 위한 광학 요소, 예를 들어 미러(184, 186, 188)를 더 포함할 수도 있다. 방사선 소스는 빔이 가요성 유리 리본(46) 상에 입사하는 위치에서 가요성 유리 리본(46)을 가열하기 위해 적합한 파장 및 파워를 갖는 레이저빔을 방출하도록 구성된 예시된 레이저(174)를 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 레이저(174)는 CO2 레이저를 포함할 수 있지만, 다른 레이저 유형이 다른 예에서 사용될 수도 있다.
도 4에 더 도시된 바와 같이, 예시적인 에지 트리밍 장치(170)는 굴곡된 타겟 세그먼트(144)의 상향 지향면의 가열된 부분을 냉각하도록 구성된 냉각제 유체 전달 장치(192)를 또한 포함할 수 있다. 냉각제 유체 전달 장치(192)는 냉각제 노즐(194), 냉각제 소스(196) 및 냉각제 노즐(194)에 냉각제를 반송할 수도 있는 연계된 도관(198)을 포함할 수 있다.
일 예에서, 냉각제 제트(200)는 물을 포함하지만, 가요성 유리 리본(46)의 굴곡된 타겟 세그먼트(144)의 상향 지향면을 오염시키거나 손상시키지 않는 임의의 적합한 냉각 유체(예를 들어, 액체 제트, 가스 제트 또는 이들의 조합)일 수도 있다. 냉각제 제트(200)는 가요성 유리 리본(46)의 표면에 전달되어 냉각 구역(202)을 형성할 수 있다. 도시된 바와 같이, 냉각 구역(202)은 복사 구역(204) 후방에 추종하여 초기 균열(도 3)을 전파할 수 있다.
광학 전달 장치(172) 및 냉각제 유체 전달 장치(192)에 의한 가열과 냉각의 조합은 다른 분리 기술에 의해 형성될 수도 있는 중앙부(106)의 대향 에지(206, 208) 내의 바람직하지 않은 잔류 응력, 미세균열 또는 다른 불규칙부를 최소화하거나 제거하면서 중앙부(106)로부터 제1 및 제2 에지(102, 104)를 효과적으로 분리할 수 있다. 더욱이, 절단 구역(140) 내의 굴곡된 타겟 세그먼트(144)의 굴곡된 배향에 기인하여, 가요성 유리 리본(46)은 분리 프로세스 중에 제1 및 제2 에지(102, 104)의 정밀한 분리를 용이하게 하도록 위치되고 안정화될 수 있다. 또한, 상향 지향 볼록 지지면의 볼록면 토포그래피에 기인하여, 에지 트림(210, 212)의 연속적인 스트립이 중앙부(106)로부터 이격하여 즉시 진행할 수 있어, 이에 의해 제1 및 제2 에지(102, 104)가 이후에 중앙부(106)의 제1 및 제2 넓은 표면 및/또는 고품질 대향 에지(206, 208)에 결합할(따라서 손상시킬) 것인 확률을 감소시킨다. 중앙부(106)는 이어서 권취 장치(270)를 사용하여 롤로 권취될 수도 있다.
도 5를 참조하면, 이해될 수 있는 바와 같이, 다양한 프로세스(예를 들어, 성형, 에지 분리 및 롤링)는 가요성 유리 리본(46)이 유리 가공 장치(100)를 통해 진행함에 따라 가요성 유리 리본(46)에 불안정성, 섭동, 진동, 및 과도 효과를 도입할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 도 5는 유리 리본의 하나의 절반부의 개략도이고, 여기서 유사한 구성이 이 도면의 우측 반부 상에 존재할 것이지만, 설명의 간단화를 위해 도시되지 않는다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 임의의 불안정성, 섭동, 진동, 및 과도 효과의 상류측 및/또는 하류측 영향을 감소시키기 위해, 유리 가공 장치는 다수의 격리된 가공 구역으로 분할될 수도 있고, 각각의 구역은 하나 이상의 상이한 프로세스에 대응한다. 개략적으로 도시된 예시된 예에서, 가공 구역(A)은 가요성 유리 리본 형성 프로세스를 포함하고, 가공 구역(B)은 가요성 유리 리본 절단 프로세스를 포함하고, 가공 구역(C)은 가요성 유리 리본 권취 프로세스를 포함하고, 여기서 가공 구역들 내의 프로세스는 전술된 임의의 프로세스에 유사할 수도 있다.
가공 구역(A)은 도 1을 참조하여 전술된 성형 장치(22)와 유사하거나 동일한 성형 장치(230)를 포함할 수도 있고, 여기서 퓨전 드로 프로세스가 가요성 유리 리본(46)을 생성하는데 사용된다. 가공 구역(A) 내의 가요성 유리 리본(46)의 안정성은 화살표(238)에 의해 도시된 진행 방향에서 조정 가능한 기계적 장력{예를 들어, 약 0.36 미터당 킬로그램(kg/m) 내지 약 8.9 kg/m(0.02 선형인치당 파운드(pli) 내지 약 0.5 pli), 예를 들어 0.9 kg/m 내지 약 5.4 kg/m(약 0.05 pli 내지 약 0.3 pli), 예를 들어 약 1.4 kg/m 내지 약 2.7 kg/m(약 0.08 pli 내지 약 0.15 pli)} 뿐만 아니라 필요하다면 교차 방향 장력을 인가하는 요소(234, 235, 236)에 의해 표현된 종동 롤러(예를 들어, 다수의 고도의 종동 롤러쌍)의 사용을 통해 성취될 수도 있다. 종동 롤러(234, 235, 236) 중 하나 이상[예를 들어, 종동 롤러(235)]은 또한 적어도 가공 구역(A) 내에서 가요성 유리 리본(46)의 전역 마스터 속도, 예를 들어 약 84 초당 밀리미터(mm/s) 내지 약 255 mm/s(예를 들어 약 200 분당 인치(ipm) 내지 약 600 ipm)를 설정하기 위해 전역 제어 디바이스(70)에 의해 사용될 수도 있다.
버퍼 구역(240)이 가공 구역(A, B) 사이의 프로세스 격리를 위해 가공 구역(A)과 가공 구역(B) 사이에 제공된다. 버퍼 구역(240) 내에서, 가요성 유리 리본(46)은 자유 루프(242)(도 4)로 유지될 수도 있고, 종동 롤러(244, 246)에 의해 규정된 2개의 페이오프 위치 사이의 현수선[더 구체적으로는, 가요성 유리 리본(46)이 종동 롤러(244, 246)로부터 해제되는 위치] 내에 현수될 수도 있다. 예를 들어, 롤러(244, 246)는 4 미터 내지 12 미터 이격될 수도 있고, 예를 들어 약 1.5 미터 내지 약 7.5 미터 이격될 수도 있어, 다수의 컬릿 슈트(cullet chute), 루프 아웃 완화 디바이스 등의 사용을 허용한다. 이들 2개의 페이오프 위치 사이에서, 가요성 유리 리본(46)은 팽팽하게 당겨지지 않고 그 자중 하에서 현수한다. 예를 들어, 가요성 유리 리본(46) 내의 장력은 자유 루프(242) 내에서 약 1.8 kg/m(약 0.1 pli) 이하, 예를 들어 약 0.18 kg/m 내지 약 1.8 kg/m(약 0.01 pli 내지 약 0.1 pli)일 수 있다.
자유 루프(242) 형상은 버퍼 구역(240) 내의 견인력 및 중력의 양에 따라 자기 조정될 수 있다. 자유 루프(242)는 자유 루프(242) 내의 장력에 의해 제어되는 자유 루프(242) 형상을 조정함으로써 더 많거나 적은 가요성 유리 리본(46)을 수용할 수 있다. 버퍼 구역(240)은 가공 구역(A, B) 사이의 에러의 누산기로서 기능할 수 있다. 버퍼 구역(240)은 예를 들어 스트레인 오정합 및 기계 오정렬 에러에 기인하는 속도, 비틀림 또는 형상 변동에 기인하는 경로 길이차와 같은 에러를 수용할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 루프 센서(247), 예를 들어 초음파 또는 광학 센서는 미리 선택된 루프 높이를 유지하도록 제공될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 장력 센서(예를 들어, 스트레인 게이지)가 가요성 유리 리본(46) 내의 장력을 측정하도록 제공될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 롤러를 구동하는 드라이브는 가요성 유리 리본(46) 내의 장력을 측정하는데 사용된 직렬식 토크 트랜스듀서를 가질 수도 있다. 센서는 정보에 기초하여 종동 롤러(244, 246)의 속도 및/또는 장력을 조정할 수 있는 전역 제어 디바이스(70)에 실시간 정보를 제공할 수도 있다.
가공 구역(B)은 도 3 및 도 4를 참조하여 전술된 에지 트리밍 장치(170)와 유사하거나 동일한 에지 트리밍 장치(250)를 포함할 수도 있고, 여기서 제1 및 제2 에지[단지 에지(102)만이 도 5에 도시되어 있음]는 가요성 유리 리본(46)의 중앙부(106)로부터 분리되어 있다. 가공 구역(B) 내의 가요성 유리 리본(46)의 안정성은 요소(252, 254a, 254b)에 의해 표현된 종동 롤러의 사용을 통해 성취될 수도 있다. 롤러(246)는 가요성 유리 리본(46)의 내부 스레딩(threading) 중에 구동될 수도 있지만, 그 후에 가공 구역(B) 내의 가요성 유리 리본(46)의 교차 방향 조향 또는 안내를 위해 아이들 상태에 있을 수도 있다. 종동 롤러(252, 254a, 254b)는 절단 구역(140)(도 3) 내에 장력{예를 들어, 약 0.36 미터당 킬로그램 내지 약 8.9 kg/m(0.02 선형인치당 파운드 내지 약 0.5 pli), 예를 들어, 약 0.9 kg/m 내지 약 5.4 kg/m(약 0.05 pli 내지 약 0.3 pli), 예를 들어 약 1.4 kg/m 내지 약 2.7 kg/m(약 0.08 pli 내지 약 0.15 pli)}을 제공하고 이들이 중앙부(106)로부터 분리됨에 따라 가요성 유리 리본(46) 및 제1 및 제2 에지[단지 에지(102)만이 도시되어 있음]의 조향을 제어하는데 사용될 수도 있다. 종동 롤러(252, 245b) 중 하나 이상[예를 들어, 종동 롤러(254b)]은 가공 구역(B) 내의 국부 마스터 속도{예를 들어, 약 84 mm/s 내지 약 255 mm/s(예를 들어, 약 200 ipm 내지 약 600 ipm)}를 설정하기 위해 전역 제어 디바이스(70)에 의해 사용될 수도 있다. 구역(A, B, C) 내의 전역 및 국부 마스터 속도 사이의 속도 변동은 존재하면, 가요성 유리 리본(46) 내의 장력 관리, 뿐만 아니라 절대 에러 관리를 허용하기 위한 것이라는 것이 주목되어야 한다.
다른 버퍼 구역(260)이 가공 구역(B, C) 사이의 프로세스 격리를 위해 가공 구역(B)과 가공 구역(C) 사이에 제공된다. 버퍼 구역(260) 내에서, 가요성 유리 리본(46)은 자유 루프(262)(도 4) 내에 유지될 수도 있고, 종동 롤러(254b, 264)에 의해 규정된 2개의 페이오프 위치 사이의 현수선에서 현수될 수도 있다. 예를 들어, 롤러(254b, 264)는 약 4 미터 내지 약 12 미터 이격될 수도 있고, 예를 들어 약 1.5 미터 내지 약 7.5 미터 이격될 수도 있어, 다수의 컬릿 슈트, 루프 아웃 완화 디바이스 등의 사용을 허용한다. 이들 2개의 페이오프 위치 사이에서, 가요성 유리 리본(46)은 팽팽하게 당겨지지 않고 그 자중 하에서 현수한다. 예를 들어, 가요성 유리 리본(46) 내의 장력은 자유 루프(262) 내에서 약 1.8 kg/m(약 0.1 pli) 이하, 예를 들어 약 0.18 kg/m 내지 약 1.8 kg/m(약 0.01 pli 내지 약 0.1 pli)일 수 있다.
자유 루프(262) 형상은 버퍼 구역(260) 내의 견인력 및 중력의 양에 따라 자기 조정될 수 있다. 자유 루프(262)는 자유 루프(262) 내의 장력에 의해 제어되는 자유 루프(262) 형상을 조정함으로써 더 많거나 적은 가요성 유리 리본(46)을 수용할 수 있다. 버퍼 구역(260)은 가공 구역(B, C) 사이의 에러의 누산기로서 기능할 수 있다. 버퍼 구역(260)은 예를 들어 스트레인 오정합 및 기계 오정렬 에러에 기인하는 속도, 비틀림 또는 형상 변동에 기인하는 경로 길이차와 같은 에러를 수용할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 루프 센서(266), 예를 들어 초음파 또는 광학 센서는 미리 선택된 루프 높이를 유지하도록 제공될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 장력 센서(예를 들어, 스트레인 게이지)는 가요성 유리 리본(46) 내의 장력을 측정하도록 제공될 수도 있다. 센서는 정보에 기초하여 종동 롤러(254b, 264)의 속도 및/또는 장력을 조정할 수 있는 전역 제어 디바이스(70)에 실시간 정보를 제공할 수도 있다.
가공 구역(C)은 권취 장치(270)를 포함할 수도 있고, 여기서 가요성 유리 리본(46)의 중앙부(106)가 롤로 권취된다. 가공 구역(C) 내의 가요성 유리 리본(46)의 안정성은 요소(268, 274, 276, 278)에 의해 표현된 종동 롤러의 사용을 통해 성취될 수도 있다. 롤러(264)는 가요성 유리 리본(46)의 초기 스레딩 중에 구동될 수도 있지만, 그 후에 가공 구역(C) 내의 가요성 유리 리본(46)의 교차 방향 조향 또는 안내를 위해 아이들 상태에 있을 수도 있다. 종동 롤러(268, 274, 276, 278)는 가공 구역(C) 내에 장력(예를 들어, 약 2.7 kg/m 내지 약 6.3 kg/m(약 0.15 pli 내지 약 0.35 pli)을 제공하고 가요성 유리 리본(46)의 조향을 제어하는데 사용될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 종동 롤러가 유리가 롤링됨에 따라 유리에 장력을 인가하는데 사용될 때, 유리 롤의 증가하는 직경에 기인하여, 그 종동 롤러로부터의 토크는 선형 기울기로서 약 6.3 kg/m로부터 약 2.7 kg/m(약 0.35 pli 내지 약 0.15 pli)로 감소하는 장력(롤링되는 가요성 유리 리본 내에서)을 야기하도록 조정될 수도 있다. 종동 롤러(268, 274, 276, 278) 중 하나 이상[예를 들어, 종동 롤러(274, 278)]은 적어도 가공 구역(C) 내에서 국부 마스터 속도{예를 들어 약 84 mm/s 내지 약 255 mm/s(예를 들어 약 200 ipm 내지 약 600 ipm)}를 설정하기 위해 전역 제어 디바이스(70)에 의해 사용될 수도 있다.
일 예로서, 도 6은 개재 재료(272)와 함께 가요성 유리 리본(46)의 중앙부(106)를 롤링하기 위한 권취 장치(270)를 개략적으로 도시하고 있다. 종동 롤러(254b, 264)는 가요성 유리 리본(46)의 중앙부(106)를 안내하기 위해 사용될 수도 있고, 종동 롤러(280)는 개재 재료(272)를 안내하기 위해 사용될 수도 있다. 종동 롤러(254b, 264, 280)는 가요성 유리 리본(46) 및 개재 재료(272)를 롤(282)로 안내하고, 여기서 이들은 함께 권취될 수도 있다. 자유 루프(262)는 가공 구역(B)으로부터 가공 구역(C)을 격리하고, 상류측 프로세스와 롤링 프로세스 사이의 가요성 유리 리본 속도의 차이를 보상한다(예를 들어, 롤링 속도가 롤 교체에 의해 변동될 때). 몇몇 실시예에서, 표면 보호 필름이 가요성 유리 리본(46)의 중앙부(106)의 하나 또는 양 넓은 표면에 도포될 수도 있다.
가요성 유리 리본의 연속 제조를 위한 전술된 방법 및 장치는 각각의 가공 구역(A 내지 C)(예를 들어, 성형, 절단, 스풀링 등)에서 정밀한 가요성 유리 리본 위치 관리를 유지하면서 초박형 가요성 유리 리본을 제공할 수 있다. 가동체로서, 가요성 유리 리본은 다양한 가공 장치와 정렬된 미리 규정된 방향을 따라 진행할 수 있다. 가요성 유리 리본 내의 장력은 적당하고 각각의 가공 구역 내의 각각의 가공 단계의 요구에 합치할 수 있다. 가공 구역(A 내지 C) 및 이들의 각각의 프로세스 단계는 버퍼 구역 및 자유 루프를 사용하여 다른 가공 구역의 프로세스 단계로부터 격리될 수 있다. 전역 제어 디바이스는 각각의 가공 구역 내에서 국부적으로 그리고 가공 구역 내에 위치된 다양한 장력, 속도 및 위치 센서로부터 실시간 피드백을 사용하여 전역적으로 장력 및 속도를 제어할 수 있다.
가요성 유리 리본의 연속 제조를 위한 전술된 방법 및 장치는 초박형 가요성 유리 스풀을 제조하기 위해 능동 조향, 장력 제어 및 교란 격리를 갖는 강인한 관리 시스템을 제공할 수 있다. 예를 들어, 스풀은 약 200 미크론 내지 약 50 미크론의 범위의 두께 및 약 1000 mm 내지 약 3000 mm의 범위의 리본 폭을 갖는 리본을 포함할 수도 있다. 전역적 아키텍처가 그 사이에 3개의 국부적 구역 및 2개의 격리 또는 버퍼 구역의 생성을 거쳐 가요성 유리 리본을 안정화하도록 제공될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 각각의 인접한 국부 구역 사이에 하나의 버퍼 구역이 존재할 수도 있는데, 각각의 국부 구역은 상이한 프로세스에 대응한다. 전술된 예에서, 버퍼 구역이 가요성 유리 성형 및 에지 또는 비드 분리 사이에 제공되고, 다른 버퍼 구역이 에지 또는 비드 분리 및 스풀링 사이에 제공된다. 각각의 가공 구역 내에서, 가요성 유리 리본 힘은 그 구역 내의 구동 시스템으로부터의 견인력과 상류측 및 하류측 프로세스로부터 가요성 유리 리본 상의 내부력을 균형화함으로써 전역 제어 디바이스에 의해 독립적으로 제어될 수 있다. 각각의 가공 구역 내에서, 가요성 유리 리본 내의 장력은 일정한 또는 거의 일정한 레벨로 유지될 수 있는데, 이는 예를 들어 유리 두께, 에지 강도 및 스풀 품질에 일관적인 제품 속성을 전달할 수 있다.
본 발명의 전술된 실시예, 특히 임의의 "바람직한" 실시예는 단지 가능한 구현예이고, 단지 본 발명의 다양한 원리의 명백한 이해를 위해 설명된 것이라는 것이 강조되어야 한다. 다수의 변형 및 수정이 본 발명의 사상 및 다양한 원리로부터 실질적으로 벗어나지 않고 본 발명의 전술된 실시예에 이루어질 수도 있다. 모든 이러한 수정 및 변형은 본 명세서 및 이하의 청구범위의 범주 내에서 본 명세서에 포함되도록 의도된다.

Claims (21)

  1. 유리 가공 장치를 사용하여 0.3 mm 이하의 두께를 갖는 가요성 유리 리본의 연속 가공의 방법이며,
    제1 가공 구역, 제2 가공 구역 및 제3 가공 구역을 포함하는 적어도 3개의 가공 구역을 갖는 유리 가공 장치를 제공하는 단계와,
    상기 제1 가공 구역으로부터, 상기 제2 가공 구역을 통해 상기 제3 가공 구역으로 상기 가요성 유리 리본을 연속적으로 이송하는 단계와,
    전역 제어 디바이스를 사용하여 상기 제1 가공 구역, 상기 제2 가공 구역 및 상기 제3 가공 구역의 각각을 통해 상기 가요성 유리 리본의 이송 속도를 제어하는 단계와,
    가요성 유리가 2개의 이격된 페이오프 위치 사이의 제1 현수선에 지지되는 제1 버퍼 구역을 상기 제1 가공 구역과 상기 제2 가공 구역 사이에 제공하는 단계와,
    가요성 유리가 2개의 이격된 페이오프 위치 사이의 제2 현수선에 지지되는 제2 버퍼 구역을 상기 제2 가공 구역과 상기 제3 가공 구역 사이에 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 가요성 유리 리본은 상기 제3 가공 구역에서 롤링되고,
    상기 가요성 유리 리본은 상기 제2 버퍼 구역에서 자유 루프로 유지되며,
    상기 가요성 유리 리본이 미리 선택된 루프 높이를 유지할 수 있도록 상기 제2 버퍼 구역에 루프 센서가 제공되는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 진행 방향에서 상기 가요성 유리 리본 내의 장력은 상기 제1 버퍼 구역과 상기 제2 버퍼 구역 중 적어도 하나에서 1.8 kg/m 이하인, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 진행 방향에서 상기 가요성 유리 리본 내의 장력은 제1, 제2 및 제3 가공 구역 중 적어도 하나에서 0.9 kg/m 내지 5.4 kg/m인, 방법.
  4. 제1 가공 구역에 성형 장치, 제2 가공 구역에 에지 트리밍 장치 및 제3 가공 구역에 권취 장치를 포함하는 유리 가공 장치를 사용하여 0.3 mm 이하의 두께를 갖는 가요성 유리 리본의 연속 가공의 방법이며,
    상기 제1 가공 구역 내에 상기 가요성 유리 리본을 형성하고 상기 제1 가공 구역을 통해 상기 가요성 유리 리본을 이송하는 단계와,
    상기 가요성 유리 리본이 이동함에 따라 상기 제2 가공 구역 내에서 절단 디바이스에 의해 상기 가요성 유리 리본의 에지를 분리하면서 상기 제2 가공 구역을 통해 상기 가요성 유리 리본을 이송하여 상기 가요성 유리 리본의 중앙부에 연결된 에지 트림의 연속적인 스트립을 형성하는 단계와,
    상기 가요성 유리 리본을 롤로 권취하면서 상기 제3 가공 구역을 통해 상기 가요성 유리 리본을 이송하는 단계와,
    가요성 유리가 2개의 이격된 페이오프 위치 사이의 제1 현수선에 지지되는 제1 버퍼 구역을 상기 제1 가공 구역과 상기 제2 가공 구역 사이에 제공하는 단계와,
    가요성 유리가 2개의 이격된 페이오프 위치 사이의 제2 현수선에 지지되는 제2 버퍼 구역을 상기 제2 가공 구역과 상기 제3 가공 구역 사이에 제공하는 단계를 포함하고,
    제1, 제2 및 제3 가공 구역을 통한 상기 가요성 유리 리본의 이송 속도는 전역 제어 디바이스에 의해 제어되며,
    상기 가요성 유리 리본은 상기 제2 버퍼 구역에서 자유 루프로 유지되고,
    상기 가요성 유리 리본이 미리 선택된 루프 높이를 유지할 수 있도록 상기 제2 버퍼 구역에 루프 센서가 제공되는, 방법.
  5. 0.3 mm 이하의 두께를 갖는 가요성 유리 리본을 가공하는 유리 가공 장치이며,
    제1 가공 구역 내의 성형 장치로서, 상기 성형 장치는 상기 제1 가공 구역 내에 상기 가요성 유리 리본을 형성하도록 구성되는, 성형 장치와,
    제2 가공 구역 내의 에지 트리밍 장치로서, 상기 에지 트리밍 장치는 상기 가요성 유리 리본이 이동함에 따라 상기 제2 가공 구역 내에서 절단 디바이스에 의해 상기 가요성 유리 리본의 에지를 분리하여 상기 가요성 유리 리본의 중앙부에 연결된 에지 트림의 연속적인 스트립을 형성하도록 구성되는, 에지 트리밍 장치와,
    제3 가공 구역 내의 권취 장치로서, 상기 권취 장치는 상기 가요성 유리 리본을 롤로 권취하도록 구성되는, 권취 장치와,
    가요성 유리가 2개의 이격된 페이오프 위치 사이의 제1 현수선에 지지되는, 상기 제1 가공 구역과 상기 제2 가공 구역 사이의 제1 버퍼 구역과,
    가요성 유리가 2개의 이격된 페이오프 위치 사이의 제2 현수선에 지지되는, 상기 제2 가공 구역과 상기 제3 가공 구역 사이의 제2 버퍼 구역을 포함하며,
    상기 가요성 유리 리본이 미리 선택된 루프 높이를 유지할 수 있도록 상기 제2 버퍼 구역에 루프 센서가 제공되고,
    상기 가요성 유리 리본은 상기 제2 버퍼 구역에서 자유 루프로 유지되는, 유리 가공 장치.
  6. 제5항에 있어서, 제1, 제2 및 제3 가공 구역 내의 상기 가요성 유리의 이송 속도를 제어하는 전역 제어 디바이스를 더 포함하는, 유리 가공 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 성형 장치는 퓨전 드로 프로세스를 사용하여 상기 가요성 유리 리본을 형성하도록 구성되는, 유리 가공 장치.
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