KR102475283B1 - 리본 격리 및 안정화를 갖는 가요성 유리 리본의 연속 가공 - Google Patents

리본 격리 및 안정화를 갖는 가요성 유리 리본의 연속 가공 Download PDF

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Abstract

유리 가공 장치를 사용하여 0.35 mm 이하의 두께를 갖는 가요성 유리 리본의 연속 가공의 방법이 개시된다. 방법은 제1 가공 구역, 제2 가공 구역 및 제3 가공 구역을 포함하는 적어도 3개의 가공 구역을 갖는 유리 가공 장치를 제공하는 단계를 포함한다. 가요성 유리 리본은 제1 가공 구역으로부터, 제2 가공 구역을 통해 제3 가공 구역으로 연속적으로 이송된다. 가요성 유리 리본의 이송 속도는 전역 제어 디바이스를 사용하여 제1 가공 구역, 제2 가공 구역 및 제3 가공 구역의 각각을 통해 제어된다. 가요성 유리 리본의 측방향 위치는 제1 롤러 세트 및 제1 롤러 세트의 하류측에 위치된 제2 롤러 세트를 포함하는 다축 조향 장치를 사용하여 제2 가공 구역을 통해 제어된다.

Description

리본 격리 및 안정화를 갖는 가요성 유리 리본의 연속 가공
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 그 내용이 본 명세서에 그대로 참조로서 의지되어 있고 합체되어 있는, 2015년 5월 18일 출원된 미국 가출원 제62/163078호의 35 U.S.C. §119 하에서 우선권의 이익을 청구한다.
기술분야
본 발명은 가요성 유리 리본의 연속 가공을 위한 장치 및 방법 및 특히, 리본 격리 및 안정화를 갖는 가요성 유리 리본의 연속 가공을 위한 방법에 관한 것이다.
유리 가공 장치는 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, 예로서 0.35 mm 미만, 예로서 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.
가요성 유리 리본은 연속적으로 형성될 수도 있지만, 가요성 유리 리본은 종종 가요성 유리 리본이 냉각되어 고화된 후에 개별 유리 시트로 분리된다. 유리 두께가 계속 감소함에 따라, 가요성 유리 리본은 더 가요성이 되는데, 이는 특히 0.35 mm 이하의 초박형 유리에 대해 과제를 생성할 수 있다. 더욱이, 유리 리본의 성공적인 반송 및 안정화를 위한 과제를 생성하는 유리의 다수의 고유한 특징이 존재한다. 첫째로, 유리는 표면 결함에 대해 민감할 수 있다. 이들 표면 결함은 균열을 발생하고 가요성 유리 리본의 파괴를 유도할 수 있는 응력점을 생성할 수 있다. 따라서, 플라스틱, 페이퍼, 또는 금속 웨브에 통상적으로 행해지는 바와 같이, 웨브면에 직접 접촉하는 롤러 반송은, 접촉이 이러한 표면 결함을 유도할 수 있기 때문에 종종 허용가능하지 않다. 유리 웨브에서, 비접촉식 공중 반송(air conveyance)이 롤러 반송을 대체한다. 이 공중 반송은 측방향 웨브 제약의 결여에 기인하여, 불안정할 수 있다. 둘째로, 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 환경 내에 또는 가공 및 취급 장비 내에 존재할 수도 있는 불안정성, 섭동(perturbation), 진동 및 과도 효과는 측방향에서 유리 리본의 간헐적인 또는 연장된 오정렬이 발생하게 할 수도 있다. 셋째로, 성형 프로세스는 유리 리본 내로 차등 교차 웨브 캠버(camber)(하나의 방향에서 연속적인 곡률)를 생성할 수 있다. 이 캠버, 두께 편차, 및 가능한 잔류 응력은 유리 리본이 직선으로 반송되기보다는, 그 "긴" 측면을 향해 측방향으로 시프트하게 할 수 있다. 모든 이들 가능성은 비의도된 방식으로 프로세스의 다양한 부분에서 유리 리본 워킹(walking) 및 비틀림(twisting)을 야기할 수 있고, 이는 웨브 가공을 어렵게 한다.
본 발명의 개념은 가요성 유리 리본의 연속 가공을 수반한다. 가요성 유리 리본의 연속 가공은 성형, 절단, 스풀링 등과 같은 다수의 프로세스 단계 사이의 연속을 포함할 수 있다. 이들 가공 단계 중 하나 이상을 포함할 수도 있는 유리 가공 장치를 통해 반송됨에 따라 가요성 유리 리본을 격리하고 안정화하는 것이 중요하다.
제1 양태에 따르면, 유리 가공 장치를 사용하여 0.35 mm 이하의 두께를 갖는 가요성 유리 리본의 연속 가공의 방법이 제공된다. 방법은 제1 가공 구역, 제2 가공 구역 및 제3 가공 구역을 포함하는 적어도 3개의 가공 구역을 갖는 유리 가공 장치를 제공하는 단계를 포함한다. 가요성 유리 리본은 제1 가공 구역으로부터, 제2 가공 구역을 통해 제3 가공 구역으로 연속적으로 이송된다. 가요성 유리 리본의 이송 속도는 전역 제어 디바이스를 사용하여 제1 가공 구역, 제2 가공 구역 및 제3 가공 구역의 각각을 통해 제어된다. 가요성 유리 리본의 측방향 위치는 제1 롤러 세트 및 제1 롤러 세트의 하류측에 위치된 제2 롤러 세트를 포함하는 다축 조향 장치를 사용하여 제2 가공 구역을 통해 제어된다.
제2 양태에 따르면, 양태 1에 있어서, 제1 롤러 세트는 가요성 유리 리본의 제1 에지에 위치된 제1 롤러쌍 및 제1 에지에 대향하는 가요성 유리 리본의 제2 에지에 위치된 제2 롤러쌍을 포함하는, 방법이 제공된다.
제3 양태에 따르면, 양태 2에 있어서, 제2 롤러 세트는 가요성 유리 리본의 제1 에지에 위치된 제1 롤러쌍 및 가요성 유리 리본의 제2 에지에 위치된 제2 롤러쌍을 포함하는, 방법이 제공된다.
제4 양태에 따르면, 양태 3에 있어서, 가요성 유리 리본의 측방향 위치를 제어하는 단계는 제1 롤러 세트 및 제2 롤러 세트 중 하나 또는 모두의 제1 롤러쌍과 제2 롤러쌍 사이에 속도차를 제공하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
제5 양태에 따르면, 양태 3 또는 양태 4에 있어서, 가요성 유리 리본의 측방향 위치를 제어하는 단계는 제1 롤러 세트 및 제2 롤러 세트 중 하나 또는 모두의 제1 롤러쌍과 제2 롤러쌍 중 하나 또는 모두의 회전 방향을 기계 중심선으로부터 오프셋되도록 변경하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
제6 양태에 따르면, 양태 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 가요성 유리 기판이 제1 현수선(catenary)에 배치되어 있는 제1 버퍼 구역을 제1 가공 구역과 제2 가공 구역 사이에 제공하는 단계를 더 포함하고, 제1 현수선은 2개의 이격된 페이오프 위치(payoff position)에 의해 규정되는, 방법이 제공된다.
제7 양태에 따르면, 양태 6에 있어서, 가요성 유리 기판이 제2 현수선에 배치되어 있는 제2 버퍼 구역을 제2 가공 구역과 제3 가공 구역 사이에 제공하는 단계를 더 포함하고, 제2 현수선은 2개의 이격된 페이오프 위치에 의해 규정되는, 방법이 제공된다.
제8 양태에 따르면, 0.35 mm 이하의 두께를 갖는 가요성 유리 리본을 가공하는 유리 가공 장치는 제1 가공 구역에 성형 장치를 포함한다. 성형 장치는 제1 가공 구역 내에 가요성 유리 리본을 형성하도록 구성된다. 에지 트리밍 장치가 제2 가공 구역의 절단 구역 내에 제공된다. 에지 트리밍 장치는 가요성 유리 리본이 이동함에 따라 절단 구역 내에서 절단 디바이스에 의해 가요성 유리 리본의 에지를 분리하여 가요성 유리 리본의 상류부에 연결된 에지 트림의 연속적인 스트립을 형성하도록 구성된다. 다축 조향 장치가 절단 디바이스의 상류측에 위치된 제1 롤러 세트 및 절단 디바이스의 하류측에 위치된 제2 롤러 세트를 포함한다. 전역 제어 디바이스가 다축 조향 장치를 사용하여 제2 가공 구역을 통한 가요성 유리 리본의 측방향 위치를 제어한다.
제9 양태에 따르면, 양태 8에 있어서, 제1 롤러 세트는 가요성 유리 리본의 제1 에지에 위치된 제1 롤러쌍 및 제1 에지에 대향하는 가요성 유리 리본의 제2 에지에 위치된 제2 롤러쌍을 포함하는, 장치가 제공된다.
제10 양태에 따르면, 양태 8 또는 양태 9에 있어서, 제2 롤러 세트는 가요성 유리 리본의 제1 에지에 위치된 제1 롤러쌍 및 가요성 유리 리본의 제2 에지에 위치된 제2 롤러쌍을 포함하는, 장치가 제공된다.
제11 양태에 따르면, 양태 10에 있어서, 전역 제어 디바이스는 제1 롤러 세트 및 제2 롤러 세트 중 하나 또는 모두의 제1 롤러쌍과 제2 롤러쌍 사이에 속도차를 제공함으로써 가요성 유리 리본의 측방향 위치를 제어하는, 장치가 제공된다.
제12 양태에 따르면, 양태 10 또는 11에 있어서, 전역 제어 디바이스는 제1 롤러 세트 및 제2 롤러 세트 중 하나 또는 모두의 제1 롤러쌍과 제2 롤러쌍 중 하나 또는 모두의 회전 방향을 기계 중심선으로부터 오프셋되도록 변경함으로써 가요성 유리 리본의 측방향 위치를 제어하는, 장치가 제공된다.
제13 양태에 따르면, 양태 8 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 제2 가공 구역은 약 100 인치 내지 약 400 인치의 곡률반경을 갖는 절단 구역을 통한 가요성 유리 리본을 위한 반송 경로를 갖는, 장치가 제공된다.
제14 양태에 따르면, 양태 13에 있어서, 곡률 반경은 약 250 인치인, 장치가 제공된다.
제15 양태에 따르면, 양태 13 또는 양태 14에 있어서, 가요성 유리 리본의 중앙부는 반송 경로를 갖고, 에지 트림의 연속적인 스트립은 에지 트리밍 장치의 하류측의 상이한 반송 경로를 갖는, 장치가 제공된다.
제16 양태에 따르면, 양태 13 내지 15 중 어느 하나에 있어서, 반송 경로는 절단 구역의 상류측에 있는 상류부를 갖고, 상류부는 절단 구역을 통한 반송 경로의 곡률반경과는 상이한 곡률반경을 갖는, 장치가 제공된다.
제17 양태에 따르면, 양태 8 내지 16 중 어느 하나에 있어서, 절단 디바이스는 레이저를 포함하는, 장치가 제공된다.
제18 양태에 따르면, 유리 가공 장치를 사용하여 0.35 mm 이하의 두께를 갖는 가요성 유리 리본의 연속 가공의 방법이 제공된다. 방법은 가요성 유리 리본이 이동함에 따라 절단 구역 내에서 절단 디바이스에 의해 가요성 유리 리본의 에지를 분리하여 가요성 유리 리본의 상류부에 연결된 에지 트림의 연속적인 스트립을 형성하도록 구성된 에지 트리밍 장치를 포함하는 절단 구역을 통해 가요성 유리 리본을 연속적으로 이송하는 단계를 포함한다. 가요성 유리 리본의 이송 속도는 전역 제어 디바이스를 사용하여 절단 구역을 통해 제어된다. 가요성 유리 리본의 측방향 위치는 제1 롤러 세트 및 제1 롤러 세트의 하류측에 위치된 제2 롤러 세트를 포함하는 다축 조향 장치를 사용하여 절단 구역을 통해 제어된다.
제19 양태에 따르면, 양태 18에 있어서, 제1 롤러 세트는 가요성 유리 리본의 제1 에지에 위치된 제1 롤러쌍 및 제1 에지에 대향하는 가요성 유리 리본의 제2 에지에 위치된 제2 롤러쌍을 포함하는, 방법이 제공된다.
제20 양태에 따르면, 양태 18 또는 양태 19에 있어서, 제2 롤러 세트는 가요성 유리 리본의 제1 에지에 위치된 제1 롤러쌍 및 가요성 유리 리본의 제2 에지에 위치된 제2 롤러쌍을 포함하는, 방법이 제공된다.
제21 양태에 따르면, 양태 20에 있어서, 가요성 유리 리본의 측방향 위치를 제어하는 단계는 제1 롤러 세트 및 제2 롤러 세트 중 하나 또는 모두의 제1 롤러쌍과 제2 롤러쌍 사이에 속도차를 제공하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
제22 양태에 따르면, 양태 20 또는 양태 21에 있어서, 가요성 유리 리본의 측방향 위치를 제어하는 단계는 제1 롤러 세트 및 제2 롤러 세트 중 하나 또는 모두의 제1 롤러쌍과 제2 롤러쌍 중 하나 또는 모두의 회전 방향을 기계 중심선으로부터 오프셋되도록 변경하는 단계를 포함하는, 방법이 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 본 명세서에 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 도 1의 가요성 유리 성형 방법 및 장치의 개략 상세도이다.
도 3은 본 명세서에 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 다축 조향 장치의 실시예의 개략 평면도이다.
도 4는 본 명세서에 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 도 3의 다축 조향 장치의 개략 측면도이다.
도 5는 본 명세서에 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 에지 트리밍 장치의 실시예의 개략 측면도이다.
도 6은 본 명세서에 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 버퍼 구역을 도시하는 유리 가공 장치의 측방향 절반부의 개략도이다.
도 7은 본 명세서에 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 가요성 유리 리본을 위한 반송 경로(P)의 개략도를 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 양태를 포함한다.
본 명세서에 설명된 실시예는 일반적으로 가요성 유리 웨브의 비드형성된 에지의 연속적인 분리를 포함하는 가요성 유리 리본의 연속 가공에 관한 것이다. 연속 제어된 균열 전파를 유지하기 위해, 레이저가 웨브 속도를 일치시키기 위해 균열 속도를 제어할 수 있도록 기계적 응력 크기 및 변동을 최소화하는 것이 중요할 수 있다. 상류측 가요성 유리 리본 성형 프로세스 및 가요성 유리 리본의 스풀링과 같은 후속의 하류측 프로세스로부터 비드형성된 에지 분리 프로세스를 격리하고, 또한 분리 프로세스 중에 가요성 유리 리본을 안정화하는데 사용될 수 있는 장치 및 프로세스가 본 명세서에 개시된다.
유리는 일반적으로 취성 재료이고, 비가요성 및 스크래칭, 칩핑(chipping) 및 파괴의 경향이 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, 진동 및 과도 효과는 유리 리본의 간헐적인 또는 연장된 오정렬이 발생하게 할 수도 있다. 정렬의 결여는 고강직성 유리 웨브가 교차 웨브를 경사지게 하고 측방향으로 발진하게 할 수 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, 제품 유리 리본으로부터 대안적인 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 상대각은 분리점에서 응력에 영향을 미친다. 비드 분리 프로세스에서 유리 리본의 측방향 편차를 유발하는 오정렬은 균열팁 또는 분리점에서 응력 변동을 유발할 수 있어, 잠재적으로 열등한 에지 강도 및 에지 손상과 같은, 리본 파괴 또는 열악한 에지 분리 속성을 유발한다. 몇몇 실시예에서, 적어도 약 100 MPa, 예로서 적어도 약 200 MPa의 에지 강도가 비드의 분리 후에 절단 에지에 유지될 수도 있다.
설명된 장치 및 방법은 레이저 분리 프로세스의 웨브 안정성 및 기계적 격리를 도입한다. 첫째로, 다수의 세트의 압착 드라이브가 레이저분리 구역에서 가요성 유리 리본의 웨브 장력, 측방향 위치, 및 수직 위치를 관리하기 위해 레이저 분리 프로세스의 입구 및 출구에서 사용될 수도 있다. 둘째로, 컬릿(cullet) 생성에 기인하는 진동이 레이저 분리 구역에 도달하는 것을 격리하기 위해 반송 경로가 비드/컬릿 관리를 위해 제공되고 최적화될 수도 있다. 예를 들어, 자유 루프 뿐만 아니라 증가된 전체 비드 반송 경로 길이(균열팁으로의 재차 섭동의 전달을 감소시키는 비드 강직성을 감소시키는 효과를 가질 수 있음)가 에지 분리 프로세스의 상류측 및 하류측의 모두에 제공될 수도 있다.
도 1을 참조하면, 유리 리본(46)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 3 및 도 4)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(46)이 점탄성 전이로 진행하고 유리 리본(46)에 안정한 치수적 특성을 제공하는 기계적 특성을 갖도록 유리가 냉각하고 점성이 증가함에 따라 유리 리본(46)의 치수를 제어하도록 유리 리본(46)에 장력을 인가함으로써, 배치 재료로부터 연속 유리 리본(46)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 프로세스(fusion draw process)에서 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 리본 또는 웨브라 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 슬롯 드로(slot draw) 장치 등을 포함하는 다른 성형 장치가 사용될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 인발 장치(24)는 복수의 능동 구동된 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.
도 1을 재차 참조하면, 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, PLC)에 의해 제어될 수도 있다. 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 따라 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 토크 및 속도와 같은 파라미터의 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.
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 전체 폭을 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 전체 폭을 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 3 및 도 4)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 내에 커버될 수도 있다. 테이프는 에지 비드가 제거된 후에 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, 압력 감응식 테이프는 사용되지 않을 수도 있고 또는 테이프는 도포될 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 0.35 mm의 두께를 포함하여 약 0.35 mm 이하의 두께(T2)를 갖는 "초박형"일 수도 있지만, 다른 두께를 갖는 가요성 유리 리본(46)이 다른 예에서 형성될 수도 있다.
가요성 유리 리본(46)은 전역 제어 디바이스(70)(도 1)에 의해 제어되는 리본 반송 시스템(120)(도 4)을 사용하여 장치(100)를 통해 운반된다. 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. 대향력은 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. 다른 실시예에서, 측방향 가이드(122, 124)는 사용되지 않을 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 볼록 반경을 갖는 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, 앞에서 그리고/또는 뒤에서 타겟 세그먼트(144)를 굴곡하는 것은 지지부에 대한 가요성 유리 리본(46)의 순응성을 최대화하여, 이에 의해 절단 절차 중에 가요성 유리 리본(46)의 기계적 응력을 최소화하는 것을 도울 수 있다. 지지부에 대한 가요성 유리 리본(46)의 이러한 굴곡은 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[절단 구역(140)의 상류측, 하류측 및/또는 내에] 볼록 반경을 갖는 타겟 세그먼트(144)를 제공하는 것은 절단 구역(140) 전체에 걸친 가요성 유리 리본(46)의 교차 방향 강성을 증가시킬 수 있고, 지지부에 대한 웨브 순응성을 최대화하여 이에 의해 절단 절차 중에 가요성 유리 리본(46) 내의 기계적 응력을 최소화하는 것을 도울 수 있다. 이러한 순응성은 제1 및 제2 에지(102, 104) 중 적어도 하나를 분리하는 절차 중에 유리 리본 프로파일을 좌굴하거나 교란하는 것을 방지하는 것을 도울 수 있다. 더욱이, 타겟 세그먼트(144)의 볼록 반경은 타겟 세그먼트(144)의 강성을 증가시켜 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 효과적으로 적절하게 측방향으로 배향될 수 있다.
도 4를 또한 참조하는 예시된 예에서, 유리 가공 장치(100)는 절단 구역(140)에 의해 이동됨에 따라 가요성 유리 기판(46)을 측방향으로 조정하는데 사용을 위한 다축 조향 장치(150)를 포함한다. 다축 조향 장치(150)는 제1 롤러 세트(152) 및 제1 롤러 세트(152)의 하류측의 제2 롤러 세트(154)를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 제1 롤러 세트(152)는 에지 트리밍 장치(170)(도 4)의 상류측에 있을 수도 있고, 제2 롤러 세트(154)는 에지 트리밍 장치(170)의 하류측에 있을 수도 있다. 그러나, 제1 롤러 세트(152) 및 제2 롤러 세트(154)가 에지 트리밍 장치(170)의 동일한 상류측 또는 하류측에 위치되어 있거나, 또는 다수의 롤러 세트가 에지 트리밍 장치(170)의 상류측 및 하류측의 모두에 위치되어 있을 수도 있는 다른 구성이 가능하다.
에지 트리밍 장치(170)의 상류측에 위치된 제1 롤러 세트(152)는 가요성 유리 기판(46)의 제1 에지(102)에 위치된 제1 롤러쌍(156) 및 가요성 유리 기판(46)의 제2 에지(104)에 위치된 제2 롤러쌍(158)을 포함한다. 제1 및 제2 롤러쌍(156, 158)의 각각은 상부 견인 롤 부재(160) 및 하부 견인 롤 부재(162)를 포함한다. 상부 및 하부 견인 롤 부재(160, 162)는 유연성 엘라스토머 롤 커버링(예를 들어, 실리콘 고무 또는 등가물)을 각각 구비할 수 있고, 이들의 각각의 쌍[즉, 제1 롤러쌍(156) 및 제2 롤러쌍(158)]은 그 사이에 유리 리본(46)의 제1 및 제2 에지(102, 104)를 결합하도록 배열된다. 각각의 롤러쌍(156, 158) 내의 상부 및 하부 견인 롤 부재(160, 162) 중 적어도 하나는 각각의 모터를 구비할 수도 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 제2 롤러쌍(158)의 상부 견인 롤 부재(160)는 모터를 구비하고, 반면에 제2 롤러쌍(158)의 하부 견인 롤 부재(162)는 베어링을 구비하여, 상부 및 하부 견인 롤 부재(160 또는 162) 중 단지 하나만이 구동되고 다른 하나는 유리 리본과의 접촉 및 다른 롤러와의 압착력으로부터 롤링하게 된다. 대안적으로, 제1 롤러쌍(156)의 하부 견인 롤 부재(162)는 모터를 구비할 수 있고, 반면에 제1 롤러쌍(156)의 상부 견인 롤 부재(160)는 베어링을 구비할 수 있어, 상부 및 하부 견인 롤 부재(160 또는 162) 중 단지 하나만이 구동되고 다른 하나는 유리 리본과의 접촉 및 다른 롤러와의 압착력으로부터 롤링하게 된다.
다축 조향 장치(150)는 에지 트리밍 장치(170)의 하류측에 위치된 제2 롤러 세트(154)를 포함한다. 제2 롤러 세트(154)는 가요성 유리 기판(46)의 제1 에지(102)에 위치된 제1 롤러쌍(164) 및 가요성 유리 기판(46)의 제2 에지(104)에 위치된 제2 롤러쌍(166)을 포함한다. 제1 및 제2 롤러쌍(164, 166)의 각각은 상부 견인 롤 부재(167) 및 하부 견인 롤 부재(168)를 포함한다. 상부 및 하부 견인 롤 부재(167, 168)는 유연성 엘라스토머 롤 커버링(예를 들어, 실리콘 고무 또는 등가물)을 각각 구비할 수 있고, 이들의 각각의 쌍[즉, 제1 롤러쌍(164) 및 제2 롤러쌍(166)]은 그 사이에 유리 리본(46)의 제1 및 제2 에지(102, 104)를 결합하도록 배열된다. 각각의 롤러쌍(164, 166) 내의 상부 및 하부 견인 롤 부재(167, 168) 중 적어도 하나는 각각의 모터를 구비할 수도 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 제2 롤러쌍(166)의 상부 견인 롤 부재(167)는 모터를 구비하고, 반면에 제2 롤러쌍(166)의 하부 견인 롤 부재(168)는 베어링을 구비하여, 상부 및 하부 견인 롤 부재(167 또는 168) 중 단지 하나만이 구동되고 다른 하나는 유리 리본과의 접촉 및 다른 롤러와의 압착력으로부터 롤링하게 된다. 대안적으로, 제1 롤러쌍(164)의 하부 견인 롤 부재(168)는 모터를 구비할 수 있고, 반면에 제1 롤러쌍(164)의 상부 견인 롤 부재(167)는 베어링을 구비할 수 있어, 상부 및 하부 견인 롤 부재(167 또는 168) 중 단지 하나만이 구동되고 다른 하나는 유리 리본과의 접촉 및 다른 롤러와의 압착력으로부터 롤링하게 된다.
알 수 있는 바와 같이, 제1 롤러 세트(152)의 제1 및 제2 롤러쌍(156, 158)의 축은 측방향으로 실질적으로 정렬되고, 제2 롤러 세트(154)의 제1 및 제2 롤러쌍(164, 166)의 축은 측방향으로 실질적으로 정렬되어 이중축 조향 기능을 제공한다. 다축 조향 장치(150)는 절단 구역(150)을 통해 진행함에 따라 가요성 유리 리본(46)의 장력 및 높이를 제어하는데 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 또한 다축 조향 장치(150)는 가요성 유리 리본(46)의 측방향 위치의 지시를 제공하고 가요성 유리 리본(46)의 측방향 위치를 제어하기 위해 에지 센서(171, 173 및 175, 177)를 이용할 수도 있다. 에지 센서(171, 173 및 175, 177)는 가요성 유리 리본(46)의 측방향 위치를 결정하기 위해[예를 들어, 에지 트리밍 장치(170)의 상류측 및/또는 하류측의 가요성 유리 리본(46)의 중심선을 결정함으로써] 전역 제어 디바이스(70)에 의해 사용될 수 있는 신호를 전역 제어 디바이스(70)에 제공할 수도 있다. 하나의 예로서, 제1 롤러 세트(152)의 제1 및 제2 롤러쌍(156, 158)의 상대 속도 및 제2 롤러 세트(154)의 제1 및 제2 롤러쌍(164, 166)의 상대 속도는 가요성 유리 리본(46)의 측방향 위치를 변경하도록 변동될 수도 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 롤러쌍(164, 166) 중 하나는 다른 롤러쌍에 대해 가속되거나 감속되어 가요성 유리 리본(46)의 측방향 위치를 변경할 수도 있다. 가요성 유리 리본(46)은 더 큰 속도를 갖는 롤러쌍(164, 166)을 향해 추적할 수 있다. 일단 원하는 측방향 위치(또는 미리결정된 공차 내의)가 에지 센서(171, 173 및 175, 177)를 사용하여 전역 제어 디바이스(70)에 의해 결정되면, 제1 및/또는 제2 롤러 세트(152, 154)의 제1 및 제2 롤러쌍(156, 158, 164, 166)의 속도가 정합될 수 있다. 가요성 유리 리본(46)의 측방향 위치를 결정하는 부가의 상세가 이하에 설명된다.
가요성 유리 리본(46)의 측방향 위치를 제어하는 다른 예로서, 제1 및/또는 제2 롤러 세트(152, 154)의 제1 및 제2 롤러쌍(156, 158 및 164, 166)의 회전축의 위치가 변경될 수 있다[예를 들어, 롤러쌍이 유리 리본(46)의 진행 방향(126), 또는 중심선에 대해 토우아웃(toe out) 또는 토우인(toe in)하여 배향되게 하도록 피벗됨]. 정상 동작 조건 하에서, 제1 및/또는 제2 롤러 세트(152, 154)의 제1 및 제2 롤러쌍(156, 164 및 158, 166)의 회전 방향은 기계 중심선에 평행하다. 본 명세서에 사용될 때, "기계 중심선"은 기계 방향에서 원하는 반송 경로의 기하학 중심을 통해 통과하는 가상 중심선을 칭한다. 오프셋이 가요성 유리리본(46) 중심선과 기계 중심선 사이에서 전역 제어 디바이스(70)에 의해 검출될 때, 전역 제어 디바이스(70)는 기계 중심선을 향해 가요성 유리 리본(46)의 중심선을 이동시키도록 제1 및/또는 제2 롤러 세트(152, 154)의 제1 및 제2 롤러쌍(156, 158 및 164, 166)의 축 또는 회전 방향을 조정할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 각각의 롤러 세트(152, 154)의 각각의 롤러쌍(156, 158 및 164, 166)은 그 특정 롤러 세트(152, 154)에 대해 동일한 각도 변화로 함께 회전될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 가요성 유리 리본(46)의 중심선이 기계 중심선과 같은 범위로 연장하거나 또는 기계 중심선으로부터 미리결정된 공차 내에 있는 것이 바람직할 수도 있다. 기계 중심선을 인지하면, 전역 제어 디바이스(70)는 에지 센서(171, 173 및 175, 177)를 사용하여 가요성 유리 기판(46)의 중심선 위치를 결정할 수 있다. 가요성 유리 기판(46)의 중심선 위치는 전역 제어 디바이스(70)에 의해 기계 중심선에 비교될 수 있고, 오프셋은 가요성 유리 기판(46)의 중심선 위치와 기계 중심선 사이에서 전역 제어 디바이스에 의해 결정될 수 있다. 전역 제어 디바이스(70)는 이어서, 가요성 유리 리본(46)의 중심선이 기계 중심선에 더 근접하게 이동하게 하기 위한 오프셋에 기초하여 전역 제어 디바이스(70)에 의해 결정된 조향 중심선으로 가요성 유리 리본(46)의 중심선을 이동시키도록 논리 알고리즘에 기초하여 제1 및/또는 제2 롤러 세트(152, 154)의 제1 및 제2 롤러쌍(156, 158 및 164, 166)을 제어할 수도 있다. 이는 0의 오프셋을 포함할 수도 있는데, 여기서 가요성 유리 리본(46) 중심선은 기계 중심선의 위치에 정합하도록 직접 제어된다. 몇몇 실시예에서, 속도차 및 롤러 재배치의 모두의 조합이 사용될 수도 있다.
도 5를 참조하면, 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 5에 도시된 바와 같이, 에지 트리밍 장치(170)는 볼록 반경 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 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), 빔팽창기(178), 및 빔성형 장치(180)를 더 포함할 수 있다.
광학 전달 장치(172)는, 미러(184, 186, 188)와 같은, 방사선 소스[예를 들어, 레이저(174)]로부터 방사선의 빔[예를 들어, 레이저빔(182)]을 재지향하기 위한 광학 요소를 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 5에 더 도시된 바와 같이, 예시적인 에지 트리밍 장치(170)는 볼록 반경 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.
하나의 예에서, 냉각제 제트(200)는 물을 포함하지만, 가요성 유리 리본(46)의 타겟 세그먼트(144)의 상향 지향면을 얼룩지게 하고, 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 구역을 형성할 수 있다. 냉각 구역은 복사 구역 후방에 추종하여 초기 균열을 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 타겟 세그먼트(144)의 볼록 반경에 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)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 에지에 결합할(따라서 손상시킬) 것인 확률을 감소시킨다. 중앙부(106)는 이어서 스풀링 장치를 사용하여 롤로 권취될 수도 있다.
도 6을 참조하면, 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. 임의의 불안정성, 섭동, 진동, 및 과도 효과의 상류측 및/또는 하류측 영향을 감소시키기 위해, 유리 가공 장치는 다수의 기계적으로 격리된 가공 구역으로 분할될 수도 있고, 각각의 구역은 하나 이상의 상이한 프로세스에 대응한다. 개략적으로 도시된 예시된 예에서, 가공 구역(A)은 가요성 유리 리본 성형 프로세스를 포함하고, 가공 구역(B)은 가요성 유리 리본 절단 프로세스[절단 구역(140)]를 포함하고, 가공 구역(C)은 가요성 유리 리본 권취 프로세스를 포함하고, 여기서 가공 구역들 내의 프로세스는 전술된 임의의 프로세스에 유사할 수도 있다.
버퍼 구역(BZ1)이 가공 구역(A, B) 사이의 프로세스 격리를 위해 가공 구역(A)과 가공 구역(B) 사이에 제공될 수도 있다. 버퍼 구역(BZ1) 내에서, 가요성 유리 리본(46)은 자유 루프(215) 내에 유지될 수도 있고, 입구 및 출구 위치(217, 219) 각각 사이의 현수선에서 현수될 수도 있다. 예를 들어, 위치(217, 219)는 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 위치(217, 219) 사이에서, 가요성 유리 리본(46)은 팽팽하게 당겨지지 않고 그 자중 하에서 현수한다. 예를 들어, 가요성 유리 리본(46) 내의 장력은 가요성 유리 리본(46)의 중량에 의해 결정되고, 자유 루프(BZ1) 내에서 약 0.1 선형 인치당 파운드("pli") 이하, 예로서 약 0.01 pli 내지 약 0.1 pli일 수 있다.
자유 루프(215)는 자유 루프 형상을 조정함으로써 더 많거나 적은 가요성 유리 리본(46)을 수용할 수 있다. 버퍼 구역(BZ1)은 가공 구역(A, B) 사이의 에러의 누산기로서 기능할 수 있다. 버퍼 구역(BZ1)은 스트레인 오정합 및 기계 정렬 에러에 기인하는 속도, 비틀림 또는 형상 변동에 기인하는 경로 길이차와 같은 에러를 수용할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 초음파 또는 광학 센서와 같은 루프 센서(240)(도 3 및 도 4 참조)가 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, 웨브 장력의 스트레인 게이지 측정이 롤러 반송에 의해 채용될 수도 있다. 스트레인 게이지는 롤러 베어링 장착부에 장착될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 위치(217, 219)를 제공하는 롤러를 구동하는 드라이브는 가요성 유리 리본(46) 내의 장력을 측정하는데 사용된 직렬식 토크 트랜스듀서를 가질 수도 있다. 센서는 정보에 기초하여 종동 롤러의 속도 및/또는 장력을 조정할 수 있는 전역 제어 디바이스(70)에 실시간 정보를 제공할 수도 있다.
다른 버퍼 구역(BZ2)이 가공 구역(B, C) 사이의 프로세스 격리를 위해 가공 구역(B)과 가공 구역(C) 사이에 제공될 수도 있다. 버퍼 구역(BZ2) 내에서, 가요성 유리 리본(46)은 자유 루프(221) 내에 유지될 수도 있고 입구 및 출구 위치(223, 225) 사이의 현수선에서 현수될 수도 있다. 예를 들어, 위치(223, 225)는 약 4 미터 내지 약 12 미터 이격될 수도 있어, 예를 들어 다수의 컬릿 슈트, 루프 아웃 완화 디바이스 등의 사용을 허용한다. 이들 2개의 위치(223, 225) 사이에서, 가요성 유리 리본(46)은 팽팽하게 당겨지지 않고 그 자중 하에서 현수한다. 예를 들어, 가요성 유리 리본(46) 내의 장력은 가요성 유리 리본(46)의 중량에 의해 결정되고, 자유 루프(221) 내에서 약 0.1 pli 이하, 예로서 약 0.01 pli 내지 약 0.1 pli일 수 있다.
자유 루프(221)는 자유 루프 형상을 조정함으로써 더 많거나 적은 가요성 유리 리본(46)을 수용할 수 있다. 버퍼 구역(BZ2)은 가공 구역(B, C) 사이의 에러의 누산기로서 기능할 수 있다. 버퍼 구역(BZ2)은 스트레인 오정합 및 기계 정렬 에러에 기인하는 속도, 비틀림 또는 형상 변동에 기인하는 경로 길이차와 같은 에러를 수용할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 초음파 또는 광학 센서와 같은 루프 센서(240)(도 3 및 도 4 참조)가 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, 위치(221, 225)를 제공하는 롤러를 구동하는 드라이브는 가요성 유리 리본(46) 내의 장력을 측정하는데 사용된 직렬식 토크 트랜스듀서를 가질 수도 있다. 센서는 정보에 기초하여 입구 및 출구 위치에 배치된 종동 롤러의 속도 및/또는 장력을 조정할 수 있는 전역 제어 디바이스(70)에 실시간 정보를 제공할 수도 있다.
이제 도 7을 참조하면, 절단 구역(140) 내에 가요성 유리 리본(46)을 위한 비편평한 볼록형 반송 경로를 제공하는 것은 특히 초박형 유리 웨브를 위해 바람직할 수도 있다는 것이 발견되었다. 반송 경로는 미리선택된 거리의 곡률반경(R3)을 구비한다. 예를 들어, 약 72 인치 초과, 예로서 적어도 약 100 인치, 예로서 적어도 약 150 인치, 예로서 적어도 약 200 인치, 예로서 250 인치 이상의 곡률반경(R3)이 제공될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 곡률반경(R3)은 약 100 인치 내지 약 400 인치, 예로서 약 200 내지 300 인치, 예로서 약 250 인치일 수도 있다.
도 7에서, 가요성 유리 리본을 위한 반송 경로(P)의 개략도가 도시되어 있다. 레이저빔 및 균열팁은 화살표(321)에 의해 표현되어 있다. 이 예시적인 예에서, 반송 경로(P)는 절단 구역(140)의 상류측에 있는 상류부(320) 및 절단 구역(140)의 하류측에 있는 하류부(322)를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 상류부(320)의 곡률반경(R1)은 하류부(322)의 곡률반경(R2)과 동일하다. 다른 실시예에서, 이들의 각각의 곡률반경(R1, R2)은 상이할 수도 있다. 절단 구역(140)의 곡률반경(R3)은 상류부(320)의 곡률반경(R1) 및 하류부(322)의 곡률반경(R2)과 상이하고 더 클 수도 있다. 하나의 예로서, 곡률반경(R1, R2)은 적어도 약 72 인치일 수도 있고, 곡률반경(R3)은 약 200 내지 약 300 인치, 예로서 약 250 인치일 수도 있다.
가요성 유리 리본(46)의 중앙부(106)의 반송 경로(P)는 중앙부(106)로부터 분리된 비드형성된 에지(102, 104)(점선에 의해 도시되어 있음)의 반송 경로(P')와는 상이할 수도 있다. 예를 들어, 중앙부(106)의 반송 경로(P)는 무한 곡률반경을 갖는 편평부(330)를 포함할 수도 있고, 반면에 에지(102, 104)의 반송 경로(P')는 이러한 편평부를 포함하지 않을 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 반송 경로(P)는 곡률반경(R1)을 갖는 상류부(320)를 포함할 수도 있고, 절단 구역(140)은 곡률반경(R3)을 갖고, 편평부(330)[곡률(R3)을 갖는 부분의 종점으로부터 곡률(R2)을 갖는 부분의 시작점까지 리본 진행 방향에서 연장하는 약 4 인치의 길이] 및 하류부(322)는 곡률반경(R2)을 갖는다. 반송 경로(P')는, 에지(102, 104)의 어떠한 분리도 없기 때문에, 절단 구역(140) 내로 반송 경로(P)의 상류부(320)를 따르는 상류부(332)를 포함할 수도 있다. 일단 분리되면, 반송 경로(P')는 편평부를 포함하지 않을 수도 있고, 예를 들어 반경(R2)을 갖는 하류부(334)를 따라 반송 경로(P)로부터 분기될 수도 있다.
본 명세서에 설명된 실시예는 비드 제거 프로세스를 위해 절단 구역을 통해 이동함에 따라 가요성 유리 리본의 일관적인 측방향 및 각도 배향을 제공할 수 있다. 가요성 유리 리본의 중앙부 또는 제품부 및 비드형성된 에지의 위치를 제어하는 다양한 도구를 통한 전체 가요성 유리 리본 안정성의 최적화가 제공된다. 서로로부터 프로세스의 격리가 프로세스 사이의 섭동, 진동 및 과도 효과를 감소시킬 수 있는 것이 제공된다. 레이저 절단 프로세스의 하류측에서 새롭게 생성된 에지와 가요성 유리 리본의 중앙부 사이의 접촉을 감소시키거나 최소화할 수 있는 반송 경로 기하학 형상이 제공된다. 레이저 절단이 주로 전술되었지만, 다른 에지 분리 프로세스는 비드 반경을 증가시키거나 또는 증가된 가스 압력을 사용하여 가요성 유리 리본을 상승시킴으로써 수평 에지 분리 및 수직 에지 분리를 포함한다.
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 (15)

  1. 유리 가공 장치를 사용하여 0.35 mm 이하의 두께를 갖는 가요성 유리 리본의 연속 가공의 방법이며,
    유리 가공 장치를 통해 가요성 유리 리본을 연속적으로 이송하는 단계로서, 상기 유리 가공 장치는, 상기 가요성 유리 리본이 이동함에 따라 적어도 상기 가요성 유리 리본의 제1 에지 또는 상기 가요성 유리 리본의 제2 에지를 분리하는 에지 트리밍 장치를 구비하는 절단 구역을 포함하는, 가요성 유리 리본을 연속적으로 이송하는 단계;
    전역 제어 디바이스를 사용하여 상기 절단 구역을 통한 상기 가요성 유리 리본의 이송 속도를 제어하는 단계; 및
    제1 롤러 세트 및 상기 제1 롤러 세트의 하류측에 위치된 제2 롤러 세트를 포함하는 다축 조향 장치를 사용하여 상기 절단 구역을 통한 상기 가요성 유리 리본의 측방향 위치를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 롤러 세트는 상기 가요성 유리 리본의 상기 제1 에지에 위치된 제1 롤러쌍 및 상기 제1 에지에 대향하는 상기 가요성 유리 리본의 제2 에지에 위치된 제2 롤러쌍을 포함하고, 상기 가요성 유리 리본의 측방향 위치를 제어하는 단계는 상기 제1 롤러 세트의 상기 제1 롤러쌍과 상기 제1 롤러 세트의 상기 제2 롤러쌍 사이에 속도차를 제어하는 것을 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 롤러 세트는 상기 가요성 유리 리본의 제1 에지에 위치된 제1 롤러쌍 및 상기 가요성 유리 리본의 제2 에지에 위치된 제2 롤러쌍을 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가요성 유리 리본의 측방향 위치를 제어하는 단계는 상기 가요성 유리 리본이 절단 구역을 통해 진행함에 따라 상기 가요성 유리 리본의 장력 및 높이를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 가요성 유리 리본의 측방향 위치를 제어하는 단계는 대응하는 롤러쌍이 상기 가요성 유리 리본의 중심선에 대해 토우아웃(toe out) 또는 토우인(toe in)하여 배향되게 하도록 상기 제1 롤러 세트 및 상기 제2 롤러 세트 중 하나 또는 모두의 상기 제1 롤러쌍과 상기 제2 롤러쌍 중 하나 또는 모두의 회전축의 위치를 변경하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유리 가공 장치는 제1 가공 구역, 및 제2 가공 구역을 포함하는 적어도 2개의 부가의 가공 구역을 더 포함하고,
    상기 전역 제어 디바이스를 사용하여 상기 제1 가공 구역, 및 상기 제2 가공 구역 각각을 통해 상기 가요성 유리 리본의 이송 속도를 제어하는 단계; 및
    상기 다축 조향 장치를 사용하여 상기 제2 가공 구역을 통한 상기 가요성 유리 리본의 상기 측방향 위치를 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가요성 유리 리본이 제1 현수선에 배치되어 있는 제1 버퍼 구역을 상기 제1 가공 구역과 상기 절단 구역 사이에 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 가요성 유리 리본이 제2 현수선에 배치되어 있는 제2 버퍼 구역을 상기 절단 구역과 상기 제2 가공 구역 사이에 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 0.35 mm 이하의 두께를 갖는 가요성 유리 리본을 가공하도록 구성된 유리 가공 장치이며,
    제1 가공 구역 내의 성형 장치로서, 상기 성형 장치는 상기 가요성 유리 리본을 형성하도록 구성되는, 성형 장치와;
    제2 가공 구역의 절단 구역 내의 에지 트리밍 장치로서, 상기 에지 트리밍 장치는 상기 가요성 유리 리본이 이동함에 따라 상기 가요성 유리 리본으로부터 적어도 상기 가요성 유리 리본의 제1 에지 또는 상기 가요성 유리 리본의 제2 에지를 분리하도록 구성된 절단 디바이스를 포함하는, 에지 트리밍 장치;
    상기 절단 디바이스의 상류측에 위치된 제1 롤러 세트 및 상기 절단 디바이스의 하류측에 위치된 제2 롤러 세트를 포함하는 절단 구역 내의 다축 조향 장치로서, 상기 제1 롤러 세트는 상기 가요성 유리 리본의 상기 제1 에지에 위치되도록 구성된 제1 롤러쌍 및 상기 제1 에지에 대향하는 상기 가요성 유리 리본의 상기 제2 에지에 위치하도록 구성된 제2 롤러쌍을 포함하는, 다축 조향 장치; 및
    상기 제1 롤러 세트의 상기 제1 롤러쌍과 상기 제1 롤러 세트의 상기 제2 롤러쌍 사이에 속도차를 제어하는 것에 의해 상기 제2 가공 구역을 통한 상기 가요성 유리 리본의 측방향 위치를 제어하도록 구성된 전역 제어 디바이스를 포함하는, 유리 가공 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 롤러 세트는 상기 가요성 유리 리본의 상기 제1 에지에 위치되도록 구성된 제1 롤러쌍 및 상기 가요성 유리 리본의 상기 제2 에지에 위치되도록 구성된 제2 롤러쌍을 포함하고, 상기 전역 제어 디바이스는 상기 제2 롤러 세트의 상기 제1 롤러쌍과 상기 제2 롤러 세트의 상기 제2 롤러쌍 사이에 속도차를 제어하도록 구성된, 유리 가공 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 전역 제어 디바이스는 상기 대응하는 롤러쌍이 상기 가요성 유리 리본의 중심선에 대해 토우아웃(toe out) 또는 토우인(toe in)하여 배향되게 하도록 상기 제1 롤러 세트 및 상기 제2 롤러 세트 중 하나 또는 모두의 상기 제1 롤러쌍과 상기 제2 롤러쌍 중 하나 또는 모두의 회전축의 위치를 변경함으로써 상기 가요성 유리 리본의 측방향 위치를 제어하도록 구성된, 유리 가공 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제1 롤러 세트 또는 상기 제2 롤러 세트의 상기 제1 롤러쌍 또는 상기 제2 롤러쌍은 엘라스토머 롤 커버링(elastomer roll covering)을 포함하는, 유리 가공 장치.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제2 가공 구역은 0.394 미터(100 인치) 내지 1.575 미터(400 인치)의 곡률반경을 갖는 상기 절단 구역을 통한 상기 가요성 유리 리본을 위한 반송 경로를 포함하는, 유리 가공 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 반송 경로는 상기 절단 구역의 상류측에 있는 상류부를 포함하고, 상기 상류부는 상기 절단 구역을 통한 반송 경로의 곡률반경과는 상이한 곡률반경을 포함하는, 유리 가공 장치.
  14. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 절단 디바이스는 레이저를 포함하는, 유리 가공 장치.
  15. 삭제
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