KR102655544B1 - 유리 리본 제조 방법 - Google Patents

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코닝 인코포레이티드
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Abstract

유리 리본의 제조 방법이 제1 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 제2 롤러 사이에 형성된 제1 간극의 최소 폭을 통해서 용융 재료를 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 용융 재료의 제1 풀은 제1 간극의 최소 폭의 상류에 형성될 수 있다. 용융 재료의 리본이 제1 간극을 빠져 나갈 수 있다. 그러한 방법은 용융 재료의 리본을 제2 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 제2 롤러 사이에 형성된 제2 간극의 최소 폭을 통해서 통과시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 제1 간극의 최소 폭은 제2 간극의 최소 폭보다 넓을 수 있다. 용융 재료의 제2 풀은 제2 간극의 최소 폭의 상류에 형성될 수 있다.

Description

유리 리본 제조 방법
본원은 2017년 10월 31일자로 출원된 미국 가출원 제62/579,556호의 35 U.S.C. § 119 하의 우선권 이익 향유를 주장하고, 본원의 기재 내용은 그러한 가출원에 따르고, 가출원의 전체는 본원에서 참조로 포함된다.
본 개시 내용은 일반적으로 유리 리본의 제조 방법, 그리고 보다 특히 제1 쌍의 롤러 및 제2 쌍의 롤러로 유리 리본을 제조하는 방법에 관한 것이다.
정밀 유리 롤 형성 장치로 유리 리본을 생산하는 것이 알려져 있다. 성형된 유리 리본을 생산하기 위해서 공급된 용융 유리의 스트림을 얇게 만들기 위해, 유리 공급물의 수직 아래에 형성 롤의 쌍을 제공하는 것이 알려져 있다. 또한, 형성 롤의 수직 아래에 다른 사이징 롤의 쌍(pair of sizing rolls)을 배치하는 것이 알려져 있다.
이하는, 상세한 설명에서 설명된 일부 실시예에 관한 기본적인 이해를 제공하기 위한 개시 내용의 단순화된 요지를 제시한다.
일부 실시예에서, 유리 리본의 제조 방법은 제1 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 제2 롤러 사이에 형성된 제1 간극의 최소 폭을 통해서 용융 재료를 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 용융 재료의 제1 풀(pool)은 제1 간극의 최소 폭의 상류에 형성될 수 있다. 용융 재료의 제1 풀 내의 용융 재료의 점도는 약 5 포와즈(Poise) 내지 약 5,000 포와즈일 수 있다. 용융 재료의 리본이 제1 간극을 빠져 나갈 수 있다. 그러한 방법은 용융 재료의 리본을 제2 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 제2 롤러 사이에 형성된 제2 간극의 최소 폭을 통해서 통과시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 제1 간극의 최소 폭은 제2 간극의 최소 폭보다 넓을 수 있다. 용융 재료의 제2 풀은 제2 간극의 최소 폭의 상류에 형성될 수 있고, 용융 재료의 제2 풀 내의 용융 재료의 점도는 약 10,000 포와즈 내지 약 100,000 포와즈일 수 있다.
일부 실시예에서, 유리 리본의 제조 방법은, 제1 간극의 최소 폭을 조정하면서, 제1 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 제2 롤러 사이에 형성된 제1 간극의 최소 폭을 통해서 용융 재료를 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 용융 재료의 제1 풀은 제1 간극의 최소 폭의 상류에 형성될 수 있다. 용융 재료의 리본이 제1 간극을 빠져 나갈 수 있다. 그러한 방법은 용융 재료의 리본을 제2 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 제2 롤러 사이에 형성된 제2 간극의 최소 폭을 통해서 통과시키는 단계를 포함할 수 있다. 제1 간극의 최소 폭은 제2 간극의 최소 폭보다 넓을 수 있다. 용융 재료의 제2 풀은 제2 간극의 최소 폭의 상류에 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 유리 리본의 제조 방법은, 제1 쌍의 롤러 중에서 적어도 제1 롤러와 접촉하지 않으면서, 제1 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 제2 롤러 사이에 형성된 제1 간극의 최소 폭을 통해서 용융 재료를 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 용융 재료의 제1 풀은 제1 간극의 최소 폭의 상류에 형성될 수 있다. 용융 재료의 리본이 제1 간극을 빠져 나갈 수 있다. 그러한 방법은 용융 재료의 리본을 제2 쌍의 롤러들 사이에 형성된 제2 간극의 최소 폭을 통해서 통과시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 제1 간극의 최소 폭은 제2 간극의 최소 폭보다 넓을 수 있다. 용융 재료의 제2 풀은 제2 간극의 최소 폭의 상류에 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 쌍의 롤러는 제2 간극을 통과하는 용융 재료의 리본의 적어도 하나의 주 표면에 0.5 미크론 내지 100 미크론의 표면 조도를 부여할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 간극의 최소 폭이 1 mm 내지 5 mm일 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 간극의 최소 폭이 0.5 mm 내지 2.5 mm일 수 있다.
일부 실시예에서, 용융 재료의 리본은, 제1 간극을 통과할 때, 제1 쌍의 롤러 중에서 적어도 제1 롤러와 접촉하지 않을 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 유체 완충부가 제1 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 제1 간극을 통과하는 용융 재료의 리본의 제1 주 표면 사이에 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 용융 재료의 리본은, 제1 간극을 통과할 때, 제1 쌍의 롤러 중의 제2 롤러와 접촉하지 않을 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 유체 완충부가 제1 쌍의 롤러 중의 제2 롤러와 제1 간극을 통과하는 용융 재료의 리본의 제2 주 표면 사이에 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 방법은, 용융 재료의 리본이 제1 간극의 최소 폭을 통과하는 동안, 제1 간극의 최소 폭을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
첨부 도면을 참조한 이하의 구체적인 설명으로부터, 이러한 그리고 다른 특징, 양태 및 장점이 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은 용융 재료로부터 유리 리본을 생산하기 위한 유리 제조 장치의 사시도를 도시한다.
도 2는 용융 재료로부터 유리 리본을 생산하기 위한 다른 유리 제조 장치의 사시도를 도시한다.
도 3은 도 1의 선 3-3을 따른 도 1의 유리 제조 장치의 제1 실시예 및 도 2의 선 3-3을 따른 도 2의 유리 제조 장치의 제1 실시예의 단면도를 도시한다.
도 4는 도 1의 선 3-3을 따른 도 1의 유리 제조 장치의 제2 실시예 및 도 2의 선 3-3을 따른 도 2의 유리 제조 장치의 제2 실시예의 단면도를 도시한다.
이제, 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 실시예를 보다 전체적으로 이하에서 설명할 것이다. 가능한 경우에, 동일한 또는 유사한 부분을 지칭하기 위해서, 도면 전체를 통해서 동일한 참조 번호가 이용된다. 그러나, 이러한 개시 내용은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있고, 본원에서 기술된 실시예로 제한되는 것으로 해석되지 않아야 한다.
도 1 및 도 2는 유리 리본(103)을 제조하기 위한 유리 제조 장치(101, 201)의 대안적인 실시예를 각각 도시한다. 유리 제조 장치(101, 201)는, 용융 재료(105, 205)를 제1 쌍의 롤러(107, 207)에 분배하기 위해서 배출구 포트(119)를 포함할 수 있는 용융 재료 전달 도관(117)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 배출구 포트(119)는, 용융 재료(105)의 스트림이 용융 재료의 세장형 스트림으로 하향 유동되게 하는 펼쳐진 단부 부분(121)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 배출구 포트(119)는 용융 재료(205)의 원형 기둥형 스트림을 전달할 수 있으나, 용융 재료의 타원형 기둥형(elliptical cylindrical) 또는 다른 형상의 스트림이 또한 제공될 수 있다.
달리 기재되지 않는 한, 제1 쌍의 롤러(107)는 제2 쌍의 롤러(207)와 구조적으로 및/또는 기능적으로 동일할 수 있다. 따라서, 달리 기재되지 않는 한, 롤러의 쌍(107, 207) 중 하나의 특징 및/또는 기능에 관한 설명은 롤러의 쌍(107, 207) 중 다른 하나에 적용될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 쌍의 롤러(107)는 제1 롤러(109a) 및 제2 롤러(109b)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 롤러(109a, 109b)는 원형 기둥형 롤러를 포함할 수 있고, 동일한 외경을 포함할 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 각각의 롤러들(109a, 109b)이 또한 서로 동일할 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 모터(미도시)는 상응 회전 축(119a, 119b)을 중심으로 반대되는 회전 방향들(117a, 117b)로 롤러(109a, 109b)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 제1 쌍의 롤러(107) 중 제1 롤러(109a)는, 제1 회전 축(119a)을 중심으로 시계방향의 회전 방향(117a)으로 회전되는 후방 측 롤러일 수 있다. 도 3에 더 도시된 바와 같이, 제1 쌍의 롤러(107) 중 제2 롤러(109b)는, 제2 회전 축(119b)을 중심으로 반시계방향의 회전 방향(117b)으로 회전되는 전방 측 롤러일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 간극(G1)이 제1 쌍의 롤러(107) 중의 제1 롤러(109a)와 제2 롤러(109b) 사이에 형성될 수 있다. 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1")은 서로 가장 근접한 각각의 롤러(109a, 109b)의 점들 사이에서 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 가장 근접한 지점들에서의 접촉 평면들(303a, 303b)이 서로 평행할 수 있고, 그에 따라 최소 폭("W1")은 롤러(109a, 109b)의 쌍의 전체 길이("L")에 걸쳐 동일할 수 있다(도 1 참조). 그러한 실시예에서, 용융 재료의 결과적인 리본(301)은 결과적인 리본(301)의 폭에 걸쳐 실질적으로 일정한 두께를 가질 수 있다. 도시하지는 않았지만, 일부 실시예에서, 최소 폭은 전체 길이("L")에 걸쳐 발생되지 않을 수 있다. 예를 들어, 최소 폭이 롤러의 외부 단부 부분들에 위치될 수 있고, 그에 따라 용융 재료의 결과적인 리본(301)은, 용융 재료의 리본(301)의 폭의 방향으로 리본(301)의 각각의 단부 연부로 테이퍼링되는 비교적 두꺼운 중앙 부분을 가질 수 있다.
또한, 접촉 평면(303a, 303b)은, 일부 실시예에서, 중력의 방향일 수 있는 용융 재료의 리본(301)의 인발 방향(305)으로 연장될 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 회전 방향(117a, 117b)을 따른 롤러들의 회전으로 인한, 각각의 롤러(109a, 109b)의 접촉 점들의 속도들이 서로 동일할 수 있고 인발 방향(305)(예를 들어, 중력 방향)으로 연장될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1")은 약 1 밀리미터(mm) 내지 약 5 mm이다. 추가적인 실시예에서, 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1")은 약 2 mm 내지 약 4 mm이다. 또한 추가적인 실시예에서, 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1")은 약 2 mm 내지 약 3 mm이나, 추가적인 실시예에서 다른 최소 폭이 제공될 수 있다. 또한, 최소 폭("W1")을 조정하기 위해서, 제1 쌍의 롤러(107)의 롤러(109a, 109b) 중 하나 또는 둘 모두가 조정될 수 있다. 예를 들어, 도 3은, 각각의 롤러(109a, 109b)가 참조 번호 306으로 표시된 조정 방향 화살표를 따라서 조정될 수 있다는 것을 도시한다. 일부 실시예에서, 조정 방향은 최소 폭("W1")의 방향 및/또는 인발 방향(305)에 수직인(예를 들어, 중력 방향에 수직인) 방향일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 간극("G1")의 조정이 1 mm 내지 5 mm, 2 mm 내지 4 mm, 또는 2 mm 내지 3 mm의 조정된 최소 폭("W1")을 제공할 수 있으나, 추가적인 실시예에서 다른 조정된 최소 폭이 제공될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 개시 내용의 롤러 중 임의의 롤러는, 롤러의 쌍의 간극을 통과하는 용융 재료의 냉각을 조정할 수 있게 하는 선택적인 냉각 코일(307)을 포함할 수 있다. 따라서, 용융 재료의 온도를 조정하여, 희망하는 속성을 유리 리본(103)에 제공할 수 있다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 제1 쌍의 롤러(107)의 각각의 롤러(109a, 109b)는 매끄러운 외부 표면(123)을 포함할 수 있고 및/또는 유체 불투과성인 외부 표면(123)을 포함할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 외부 표면은 패터닝된(patterned) 또는 다른 매끄럽지 않은 표면을 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예는 유체 투과성인 외부 표면을 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 롤러(209a, 209b)는, 빠져 나가는 유체 스트림(407)에 의해서 표시된 바와 같은, 가스(예를 들어, 공기, 질소, 불활성 가스)와 같은 유체의 통과를 허용하기 위한 통로(405)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 통로(405)는 롤러(209a, 209b)의 외부 벽(409)을 통해서 개구를 포함할 수 있다. 추가적인 실시예에서, 통로는 (예를 들어, 롤러를 생산하기 위한 소력로부터 초래되는) 다공성 벽 사이의 경로를 포함할 수 있다.
유리 제조 장치는 또한 제2 쌍의 롤러(111)를 포함할 수 있다. 달리 기재되지 않는 한, 제1 쌍의 롤러(107, 207)는 제2 쌍의 롤러(111)와 구조적으로 및/또는 기능적으로 동일할 수 있다. 따라서, 달리 기재되지 않는 한, 제1 쌍의 롤러(107, 207) 및 제2 쌍의 롤러(111) 중 하나의 특징 및/또는 기능에 관한 설명은 롤러의 쌍(107, 207) 및 제2 쌍의 롤러(111) 중 다른 하나에 적용될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 쌍의 롤러(111)는 제1 롤러(113a) 및 제2 롤러(113b)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 롤러(113a, 113b)는 원형 기둥형 롤러를 포함할 수 있고, 동일한 외경을 포함할 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 각각의 롤러들(113a, 113b)이 또한 서로 동일할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 제2 쌍의 롤러(111)의 각각의 롤러(113a, 113b)가 텍스쳐링된(textured) 외부 표면(124)을 포함할 수 있으나, 추가적인 실시예에서 롤러(113a, 113b) 중 하나 만이 텍스쳐링된 외부 표면(124)을 구비할 수 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 외부 표면은 매끄러운 표면을 선택적으로 포함할 수 있다. 텍스쳐링된 외부 표면(124)을 제공하는 것은, 제2 쌍의 롤러(111)가, 제2 간극("G2")을 통과하는 용융 재료의 리본(301)의 적어도 하나의 주 표면(403a, 403b)에 0.5 미크론 내지 100 미크론의 표면 조도를 부여하게 할 수 있다.
일부 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 모터(미도시)는 상응 회전 축(120a, 120b)을 중심으로 반대되는 회전 방향들(117a, 117b)로 롤러(113a, 113b)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 제2 쌍의 롤러(111) 중 제1 롤러(113a)는, 제1 회전 축(120a)을 중심으로 시계방향의 회전 방향(117a)으로 회전되는 후방 측 롤러일 수 있다. 도 3에 더 도시된 바와 같이, 제2 쌍의 롤러(111) 중 제2 롤러(113b)는, 제2 회전 축(120b)을 중심으로 반시계방향의 회전 방향(117b)으로 회전되는 전방 측 롤러일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제2 간극(G2)이 제2 쌍의 롤러(111) 중의 제1 롤러(113a)와 제2 롤러(113b) 사이에 형성될 수 있다. 제2 간극("G2")의 최소 폭("W2")은 서로 가장 근접한 각각의 롤러(113a, 113b)의 점들 사이에서 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 가장 근접한 지점들에서의 접촉 평면들(304a, 304b)이 서로 평행할 수 있고, 그에 따라 최소 폭("W2")은 롤러(113a, 113b)의 전체 길이("L")에 걸쳐 동일할 수 있다(도 1 참조). 그러한 실시예에서, 용융 재료의 결과적인 리본(301)은 결과적인 유리 리본(103)의 폭에 걸쳐 실질적으로 일정한 두께를 가질 수 있다. 도시하지는 않았지만, 일부 실시예에서, 최소 폭은 전체 길이("L")에 걸쳐 발생되지 않을 수 있다. 예를 들어, 최소 폭이 롤러의 외부 단부 부분들에 위치될 수 있고, 그에 따라 결과적인 유리 리본(103)은, 유리 리본(103)의 폭의 방향으로 유리 리본(103)의 각각의 단부 연부로 테이퍼링되는 비교적 두꺼운 중앙 부분을 가질 수 있다.
또한, 접촉 평면(304a, 304b)은, 일부 실시예에서, 중력의 방향일 수 있는 용융 재료의 리본(301)의 인발 방향(305)으로 연장될 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 회전 방향(117a, 117b)을 따른 롤러들의 회전으로 인한, 각각의 롤러(113a, 113b)의 접촉 점들의 속도들이 서로 동일할 수 있고 인발 방향(305)(예를 들어, 중력 방향)으로 연장될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1")은 제2 간극("G2")의 최소 폭("W2")보다 넓을 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 간극("G2")의 최소 폭("W2")은 0.5 mm 내지 2.5 mm, 또는 0.5 mm 내지 2 mm, 또는 0.5 mm 내지 1 mm일 수 있으나, 추가적인 실시예에서 다른 최소 폭이 제공될 수 있다. 또한, 최소 폭("W2")을 조정하기 위해서, 제2 쌍의 롤러(111) 중의 롤러(113a, 113b) 중 하나 또는 둘 모두가 조정될 수 있다. 예를 들어, 도 3은, 각각의 롤러(113a, 113b)가 참조 번호 306으로 표시된 조정 방향 화살표를 따라서 조정될 수 있다는 것을 도시한다. 일부 실시예에서, 조정 방향은 최소 폭("W2")의 방향 및/또는 인발 방향(305)에 수직인(예를 들어, 중력 방향에 수직인) 방향일 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 간극("G2") 조정은 0.5 mm 내지 2.5 mm의 조정된 최소 폭("W2")을 제공할 수 있다. 추가적인 실시예에서, 제2 간극("G2") 조정은 0.5 mm 내지 2 mm의 조정된 최소 폭("W2")을 제공할 수 있다. 또한 추가적인 실시예에서, 제2 간극("G2") 조정은 0.5 mm 내지 1 mm의 조정된 최소 폭("W2")을 제공할 수 있다.
유리 리본(103)을 제조하는 방법의 예는 용융 재료(105, 205)를, 제1 쌍의 롤러(107, 207) 중의 제1 롤러(109a, 209a)와 제2 롤러(109b, 209b) 사이에 형성된 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1")을 통해서 공급할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일부 실시예는, 용융 재료(105)가 제1 간극("G1")의 길이의 방향으로 세장형이 되도록, (예를 들어, 펼쳐진 단부 부분(121)으로) 용융 재료를 외측으로 펼칠 수 있다. 용융 재료를 외측으로 펼치는 것은, 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1")에 도달하기 전에, 제1 간극("G1")의 상부 부분을 따른 용융 재료의 초기 배치 및 후속 유동을 도울 수 있다. 대안적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 일부 실시예는 용융 재료의 유동이 용융 재료(205)의 펼쳐지지 않은 유동으로 제1 간극("G1")의 상부 부분 내로 도입되게 할 수 있다. 예를 들어, 용융 재료는, 제1 간극("G1")의 상부 부분 내로 도입되도록 배출구 포트(119)(예를 들어, 원형 배출구 포트)로부터 단순히 유동할 수 있다. 그러한 실시예에서, 용융 재료는, 용융 재료(205)의 비교적 낮은 점도로 인해서, 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1")에 도달하기 전에, 제1 간극("G1")의 길이를 따라서 신속하게 유동할 수 있는 시간을 여전히 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 방법은, 용융 재료의 리본(301)이 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1")을 통과하는 동안, 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1")을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 작동기(미도시)가, 제1 쌍의 롤러(107)의 제1 롤러(109a) 및 제2 롤러(109b) 중 하나 또는 둘 모두를 참조 번호 306으로 도시된 바와 같은 다른 방향들로 이동시키는 것에 의해서, 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1")을 증가 또는 감소시킬 수 있다. 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1")의 조정은, 제2 쌍의 롤러(111)의 제2 간극("G2")에 의해서 수용되도록, 제1 간극("G1")을 통한 재료의 유동을 조정할 수 있다.
재료(105, 205)의 유동은, 용융 재료의 제1 풀(115a)이 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1")의 상류에 형성되도록 하기에 충분한 속도로 유동한다. 일부 실시예에서, 용융 재료의 제1 풀(115a)은, 제1 풀(115a) 내의 용융 재료의 비교적 낮은 점도로 인해서, 제1 간극("G1")의 길이를 따라 신속하게 확산될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 풀(115a) 내의 용융 재료의 점도는 약 5 포와즈 내지 약 5,000 포와즈일 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 풀(115a)은, 제1 간극("G1")의 길이를 따른 용융 재료의 신속한 확산을 허용하기 위해서, 약 500 포와즈 내지 약 2,000 포와즈의 점도를 가질 수 있다.
본원의 목적을 위해서, "용융 재료의 풀"은, 제1 간극에 진입하는 용융 재료의 질량 유량이 간극을 빠져 나가는 리본의 용융 재료의 질량 유량과 동일한 정상 상태에서 존재할 수 있는, 롤러의 쌍 사이의 상응 간극의 최소 폭의 상류에 배치되는 축적된 용융 재료의 저장부로 간주된다. 축적된 용융 재료의 저장부는, 간극에 공급되는 재료의 질량 유량의 중단 또는 다른 불일치 중에도, 용융 재료가 간극의 최소 폭에 일정하게 계속 공급될 수 있게 한다. 예를 들어, 간극에 공급되는 재료의 질량 유량의 순간적인 급격한 감소가 용융 재료의 풀에 의해서 보상될 수 있는데, 이는 용융 재료의 풀 내의 축적된 용융 재료를 이용하여 간극에 공급되는 용융 재료의 질량 유량의 짧은 급격한 감소에 대응할 수 있기 때문이고; 그에 의해서 간극을 빠져 나가는 리본의 두께 균일성을 유지할 수 있다. 그러한 이벤트 중에, 용융 재료의 풀 내의 용융 재료의 질량이 감소될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 용융 재료의 풀 내의 고갈된 용융 재료는 유량이 정상으로 복귀될 때 보충될 수 있고, 정상 상태가 다시 달성된다.
따라서, 재료의 제1 풀(115a)은, 제1 간극("G1")에 진입하는 용융 재료(105, 205)의 질량 유량이 제1 간극("G1")을 빠져 나가는 리본(301)의 용융 재료의 질량 유량과 동일한 정상 상태에서 존재할 수 있는, 제1 쌍의 롤러(107, 207) 사이의 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1")의 상류에 배치되는 축적된 용융 재료의 저장부를 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 재료의 제1 풀(115a) 및/또는 용융 재료의 리본(301)은, 제1 간극("G1")을 통과할 때, 제1 쌍의 롤러(207) 중의 적어도 제1 롤러(209a)와 접촉하지 않는다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 제1 유체 완충부(401a)가 제1 쌍의 롤러(207) 중의 제1 롤러(209a)와 제1 간극("G1")을 통과하는 용융 재료의 리본(301)의 제1 주 표면(403a) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 제1 유체 완충부(401a)는 또한 제1 쌍의 롤러(207)의 제1 롤러(209a)와 재료의 제1 풀(115a) 사이에 배치될 수 있다.
도 4에 더 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 재료의 제1 풀(115a) 및/또는 용융 재료의 리본(301)은, 제1 간극("G1")을 통과할 때, 제1 쌍의 롤러(207) 중의 제2 롤러(209b)와 접촉하지 않는다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 제2 유체 완충부(401b)가 제1 쌍의 롤러(207) 중의 제2 롤러(209b)와 제1 간극("G1")을 통과하는 용융 재료의 리본(301)의 제2 주 표면(403b) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 제2 유체 완충부(401b)는 또한 제1 쌍의 롤러(207)의 제2 롤러(209b)와 재료의 제1 풀(115a) 사이에 배치될 수 있다.
유체 완충부(401a, 401b)는, 일부 실시예에서, 용융 재료를 제1 쌍의 롤러(207)와의 접촉으로부터 멀리 밀도록, 외부 벽(409)을 통해서 방출되는 중공형 내측부 내의 가압 유체로 생성될 수 있다. 용융 재료와 롤러(207) 사이의 접촉을 방지하는 것은 용융 재료가 제1 간극("G1")을 통과할 때 롤러로 열이 손실되는 것을 감소시키는데 도움을 주는데, 이는 유체 완충부가 롤러(207)와의 직접 접촉만큼 빨리 열을 전달하지 않기 때문이다. 유체 완충부(401a, 401b)에 더하여, 제1 쌍의 롤러(207) 중의 제1 롤러(209a) 및 제2 롤러(209b)가 회전 방향(117a, 117b)을 따라 연속적으로 회전되어, 균일한 온도 분포 및 제1 및 제2 롤러(209a, 209b)를 희망 동작 온도에서 유지할 수 있는 능력을 제공할 수 있다.
이어서, 용융 재료의 리본(301)은 제1 쌍의 롤러(107, 207)의 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1")을 통해서 유동할 수 있고, 제1 쌍의 롤러(107, 207) 아래에 위치되는 제2 쌍의 롤러(111)로 낙하될 수 있다. 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 제1 간극("G1") 및 제2 간극("G2")은 인발 방향(305)(예를 들어, 중력 방향)으로 수직 평면을 따라 정렬될 수 있다. 따라서, 도시된 바와 같이, 용융 재료의 리본(301)은 인발 방향(305)으로 제2 쌍의 롤러(111)의 제2 간극("G2")까지 이동될 수 있다. 이어서, 용융 재료의 리본(301)은, 제2 쌍의 롤러(111)의 제1 롤러(113a)와 제2 롤러(113b) 사이에 형성된 제2 간극("G2")의 최소 폭("W2")을 통과할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 간극("G2")은, 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1")(예를 들어, 1 mm 내지 5 mm)보다 작은 최소 폭("W2")(예를 들어, 0.5 mm 내지 2.5 mm)을 갖는다. 결과적으로, 용융 재료의 리본(301)의 두께는, 제2 간극("G2")의 최소 폭("W2")과 같을 수 있는 두께(예를 들어, 0.5 mm 내지 2.5 mm)를 갖는 유리 리본(103)으로 감소될 수 있다.
용융 재료의 제2 풀(115b)은 제2 간극("G2")의 최소 폭("W2")의 상류에 형성될 수 있다. 용융 재료의 제2 풀(115a)은, 제2 간극("G2")에 진입하는 용융 재료의 리본(301)의 질량 유량이 제2 간극("G2")을 빠져 나가는 유리 리본(103)의 질량 유량과 동일한 정상 상태에서 존재할 수 있는, 제2 쌍의 롤러들(111) 사이의 제2 간극("G2")의 최소 폭("W2")의 상류에 배치되는 축적된 용융 재료의 저장부를 포함할 수 있다.
용융 재료의 제2 풀(115b) 내의 용융 재료의 점도는 약 10,000 포와즈 내지 약 100,000 포와즈일 수 있다. 다른 실시예에서, 용융 재료의 제2 풀(115b) 내의 용융 재료의 점도는 약 10,000 포와즈 내지 약 50,000 포와즈일 수 있다. 이러한 점도는, 용융 재료의 풀링(pooling)에 의해서 제2 간극("G2")의 최소 폭("W2")을 통한 용융 재료의 일정한 공급이 여전히 이루어질 수 있게 한다.
전술한 바와 같이, 제1 롤러(113a) 및/또는 제2 롤러(113b)는 텍스쳐링된 외부 표면(124)을 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 제2 쌍의 롤러(111)는 간극("G2")을 통과하는 유리 리본(103)의 적어도 하나의 또는 2개 모두의 주 표면에 표면 조도를 부여할 수 있다. 또한, 용융 재료의 제2 풀(115b)을 제공하는 것은, 텍스쳐링된 외부 표면(124)에 상응하는 일정한 상응 표면 조도를 제공하기 위한 용융 재료의 리본(301)의 주 표면(들)의 연속적인 스탬핑을 보장한다. 일부 실시예에서, 표면 조도는 0.5 미크론 내지 100 미크론일 수 있다. 하나의 또는 양 주 표면에 표면 조도(예를 들어, 0.5 미크론 내지 100 미크론)를 제공하는 것은, 함께 적층되는 매끄러운-표면의 유리 시트에서 달리 발생될 수도 있는 시트들 사이의 바람직하지 못한 접합이 없이, 유리 리본(103)으로부터 분리되는 시트들의 적층을 가능하게 할 수 있다.
개시 내용의 전체를 통해서 설명된 유리 리본(103)의 제조 장치(101) 및 제조 방법은, 낮은 점도에서 전달될 수 있는 유리 조성물 및/또는 비교적 느리게 경화되는 유리 조성물로부터 생산되는 유리 리본(103)의 얇은 시트의 생산을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 강화 유리를 제조하기 위해서 이용되는 일부 유리 세라믹 전구체는, 비교적 낮은 점도의 용융 재료를 허용하는 본 장치 및 방법으로부터 이점을 취할 수 있는 낮은 액상선 점도를 나타낼 수 있다. 일부 실시예에서, 롤러(107, 111)의 각각의 쌍은 위로부터 낙하되는 용융 재료를 포획할 수 있고 용융 재료의 제1 및 제2 풀(115a, 115b)을 각각 형성할 수 있고; 그에 의해서 인발 프로세스를 제어하여, 0.5 mm 내지 2.5 mm, 또는 0.5 mm 내지 2 mm, 또는 0.5 mm 내지 1 mm의 두께를 갖는 얇은 유리 리본을 생성할 수 있으나, 추가적인 실시예에서 다른 두께가 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 쌍의 롤러(107, 207)는 용융 재료의 유동을 예비-성형할 수 있고 그 평균 점도를 변경할 수 있다.
또한, 일부 실시예에서, 제1 쌍의 롤러(107, 207)의 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1")을 조정하여, 제1 간극("G1")을 빠져 나가는 용융 재료의 리본(103)의 두께 및/또는 온도 분포를 변경할 수 있다. 또한, 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1")의 조정을 이용하여, 교정에 대한 더 긴 응답 시간을 가질 수 있는 전달 시스템을 위해서, 일부 유동 온도의 변경을 신속하게 보상할 수 있다. 또한 추가적으로, 제1 간극("G1")의 최소 폭("W1") 및 제1 쌍의 롤러(107)과 제2 쌍의 롤러(207) 사이의 회전 속력차의 조정으로, 리본(301)의 폭 및 제2 쌍의 롤러(207)에 도입되는 용융 재료의 평균 점도를 조정할 수 있다. 이러한 조정은, 증가된 유동 밀도, 전달 시의 감소된 점도, 및 유리 점도가 서서히 증가되는 경우와 같은, 다양한 조건을 해결하는데 있어서 유용할 수 있다.
특정의 예시적이고 구체적인 예와 관련하여 여러 실시예를 구체적으로 설명하였지만, 본 개시 내용은 그러한 것으로 제한되는 것으로 간주되지 않아야 하는데, 이는 이하의 청구항의 범위로부터 벗어나지 않고도 개시된 특징의 변경 및 조합이 이루어질 수 있기 때문임을 이해하여야 한다.

Claims (24)

  1. 유리 리본의 제조 방법이며:
    제1 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 제2 롤러 사이에 형성된 제1 간극의 최소 폭을 통해서 용융 재료를 공급하는 단계로서, 용융 재료의 제1 풀이 제1 간극의 최소 폭의 상류에 형성되고, 용융 재료의 제1 풀 내의 용융 재료의 점도는 5 포와즈 내지 5,000 포와즈이고, 용융 재료의 리본이 제1 간극을 빠져 나가는, 단계;
    제1 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 제1 간극을 통과하는 용융 재료 사이에 위치하는 제1 유체 완충부를 형성하는 단계로서, 제1 유체 완충부는 제1 롤러의 외부 벽을 통해 연장되는 개구를 통해 유체 스트림을 통과시킴으로써 형성되고, 용융 재료는 제1 간극을 통과할 때 제1 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 접촉하지 않는, 단계;
    제1 쌍의 롤러 중의 제2 롤러와 제1 간극을 통과하는 용융 재료 사이에 위치하는 제2 유체 완충부를 형성하는 단계로서, 제2 유체 완충부는 제2 롤러의 외부 벽을 통해 연장되는 개구를 통해 유체 스트림을 통과시킴으로써 형성되고, 용융 재료는 제1 간극을 통과할 때 제1 쌍의 롤러 중의 제2 롤러와 접촉하지 않는, 단계; 및
    용융 재료의 리본을 제2 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 제2 롤러 사이에 형성된 제2 간극의 최소 폭을 통해서 통과시키는 단계로서, 제1 간극의 최소 폭은 제2 간극의 최소 폭보다 넓고, 용융 재료의 제2 풀은 제2 간극의 최소 폭의 상류에 형성되고, 용융 재료의 제2 풀 내의 용융 재료의 점도는 10,000 포와즈 내지 100,000 포와즈인, 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    제2 쌍의 롤러는 제2 간극을 통과하는 용융 재료의 리본의 적어도 하나의 주 표면에 0.5 미크론 내지 100 미크론의 표면 조도를 부여하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    제1 간극의 최소 폭이 1 mm 내지 5 mm인, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    제2 간극의 최소 폭이 0.5 mm 내지 2.5 mm인, 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    제1 유체 완충부가 제1 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 제1 간극을 통과하는 용융 재료의 리본의 제1 주 표면 사이에 배치되는, 방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    제2 유체 완충부가 제1 쌍의 롤러 중의 제2 롤러와 제1 간극을 통과하는 용융 재료의 리본의 제2 주 표면 사이에 배치되는, 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    용융 재료의 리본이 제1 간극의 최소 폭을 통과하는 동안, 제1 간극의 최소 폭을 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  10. 유리 리본의 제조 방법이며:
    제1 간극의 최소 폭을 조정하면서, 제1 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 제2 롤러 사이에 형성된 제1 간극의 최소 폭을 통해서 용융 재료를 공급하는 단계로서, 용융 재료의 제1 풀은 제1 간극의 최소 폭의 상류에 형성되고, 용융 재료의 리본이 제1 간극을 빠져 나가는, 단계;
    제1 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 제1 간극을 통과하는 용융 재료 사이에 위치하는 제1 유체 완충부를 형성하는 단계로서, 제1 유체 완충부는 제1 롤러의 외부 벽을 통해 연장되는 개구를 통해 유체 스트림을 통과시킴으로써 형성되고, 용융 재료는 제1 간극을 통과할 때 제1 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 접촉하지 않는, 단계;
    제1 쌍의 롤러 중의 제2 롤러와 제1 간극을 통과하는 용융 재료 사이에 위치하는 제2 유체 완충부를 형성하는 단계로서, 제2 유체 완충부는 제2 롤러의 외부 벽을 통해 연장되는 개구를 통해 유체 스트림을 통과시킴으로써 형성되고, 용융 재료는 제1 간극을 통과할 때 제1 쌍의 롤러 중의 제2 롤러와 접촉하지 않는, 단계; 및
    용융 재료의 리본을 제2 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 제2 롤러 사이에 형성된 제2 간극의 최소 폭을 통해서 통과시키는 단계로서, 제1 간극의 최소 폭은 제2 간극의 최소 폭보다 넓고, 용융 재료의 제2 풀은 제2 간극의 최소 폭의 상류에 형성되는, 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    제2 쌍의 롤러는 제2 간극을 통과하는 용융 재료의 리본의 적어도 하나의 주 표면에 0.5 미크론 내지 100 미크론의 표면 조도를 부여하는, 방법.
  12. 삭제
  13. 유리 리본의 제조 방법이며:
    제1 쌍의 롤러 중에서 적어도 제1 롤러와 접촉하지 않으면서, 제1 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 제2 롤러 사이에 형성된 제1 간극의 최소 폭을 통해서 용융 재료를 공급하는 단계로서, 용융 재료의 제1 풀이 제1 간극의 최소 폭의 상류에 형성되고, 용융 재료의 리본이 제1 간극을 빠져 나가는, 단계;
    제1 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 제1 간극을 통과하는 용융 재료 사이에 위치하는 제1 유체 완충부를 형성하는 단계로서, 제1 유체 완충부는 제1 롤러의 외부 벽을 통해 연장되는 개구를 통해 유체 스트림을 통과시킴으로써 형성되고, 용융 재료는 제1 간극을 통과할 때 제1 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 접촉하지 않는, 단계;
    제1 쌍의 롤러 중의 제2 롤러와 제1 간극을 통과하는 용융 재료 사이에 위치하는 제2 유체 완충부를 형성하는 단계로서, 제2 유체 완충부는 제2 롤러의 외부 벽을 통해 연장되는 개구를 통해 유체 스트림을 통과시킴으로써 형성되고, 용융 재료는 제1 간극을 통과할 때 제1 쌍의 롤러 중의 제2 롤러와 접촉하지 않는, 단계; 및
    용융 재료의 리본을 제2 쌍의 롤러들 사이에 형성된 제2 간극의 최소 폭을 통해서 통과시키는 단계로서, 제1 간극의 최소 폭은 제2 간극의 최소 폭보다 넓고, 용융 재료의 제2 풀은 제2 간극의 최소 폭의 상류에 형성되는, 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    제2 쌍의 롤러는 제2 간극을 통과하는 용융 재료의 리본의 적어도 하나의 주 표면에 0.5 미크론 내지 100 미크론의 표면 조도를 부여하는, 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    제1 유체 완충부가 제1 쌍의 롤러 중의 제1 롤러와 제1 간극을 통과하는 용융 재료의 리본의 제1 주 표면 사이에 배치되는, 방법.
  16. 삭제
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