KR20070050089A - 부동공법에 의한 판유리 제조방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 최소 600℃ 이상의 변태온도(Tg)를 갖는 플로트 유리를 제조할 때, 부동공정실 안에서 연속적으로 전진하는 유리밴드 표면 위를 유동하는 용융금속에 의하여 유리밴드의 표면으로부터 오염물질들을 제거하는바, 이때 상기 유리밴드 위에서 용융금속이 바람직하지 않게 확장되는(퍼지는) 것을 직접 접촉하지 않고 제한할 수 있도록 되어있는 플로트 유리 표면결함 감소방법과, 또한 상기 공법을 실시하기 위한 장치, 그리고 최소 600℃ 이상의 변태온도특성을 가지고 있고, 상기 부동공정실에서 나올 때 35 μm 이상 크기의 표면결함을 평방미터 당 최대 3개 이하로 갖는 플로트 유리에 관한 것이다.

판유리, 유리밴드, 부동조, 용융

Description

부동공법에 의한 판유리 제조방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING FLAT GLASS ACCORDING TO THE FLOATING METHOD}

본 발명의 대상은 부동공법에 의하여 판유리의 제조방법 및 제조설비에 관한 것으로서, 상기 방법은 부동공정실(float chamber) 안에서 용융유리를 용융 금속조 위에서 무한 밴드(endless band)의 형태로 전진 이동시키면서, 유리밴드를 냉각, 경화시킨 다음, 상기 부동조로부터 배출하도록 되어있다.

상기 플로트 유리 제조설비의 부동공정실 내의 고온 때문에, 용융유리로부터 뿐만 아니라, 용융금속(일반적으로 주석 또는 주석합금의)으로부터도 구성성분이 증발하여, 부동실 내에서 비교적 온도가 낮은 지점에서 응축되어 침강(沈降)하게 되는 것을 피할 수 없다. 상기 부동공정실 내부에서 상부 내장 구조물과 적절한 처리가스 공급장치에 의하여 상기와 같은 응축성분이 유리밴드 위에 도달하여 "톱 스펙스(Top Specs)"라고 표현되는 침착물을 형성하는 것을 크게 방지하여 준다. 그와 같이 제조되는 유리는 여러 가지 사용목적에 적합할 만큼 표면에 불량한 입자들이 생기지 않는다.

그러나 부동 공정실로부터 제조되는 것과 같은 유리가 충분한 표면 청결성(淸潔性)을 갖지 않는 용도로도 사용된다. 이 경우는 특히 예를 들어 알루미노 규 산염과 붕규산염에 해당되며, 특히 디스플레이 용도로서 적용된다. 이 경우에 있어서는, 지금까지는 제조한 다음, 통상 최종 크기로 절단한 다음에 후처리할 때 비로소 세척해야만 하였으며, 이는 비용이 많이 들며, 높은 생산비가 요구된다. 따라서 미국특허 제US 3,284,181호에서는, 상기 주석 용융조(朱錫熔融槽)와 접촉하였던 유리 밴드의 밑면으로부터 불순물로 확산된 주석 이온에 의하여 오염된 유리층을 제거하기 위하여 HF-용액으로 식각(蝕刻)하는 방법이 공개되었다.

상기 아이디어는 일본특허 제JP 92 95 833호에서 착안하여 작은 불순물들을 유리밴드의 표면으로부터 제거하도록 하였다. 불화수소산을 사용하는 것 외에도 수용 산성 2가의 크롬-이온들을 함유하는 사용할 수도 있다. 물론 산처리를 한 다음에 유리밴드의 광택이 요구된다. 또한 일본특허 제JP 92 95 832호에 따라 산성 2가 크롬-이온을 함유하는 용액으로 유리밴드의 표면을 식각이 이루어진다. 일본특허 제JP 1008 5684호에는 또 다른 식각방법이 기술되어 있다. 여기서는 고온으로 가열된 유리밴드의 표면 위에 분해시키면, 유리밴드의 표면 위에 남아있는 오염물들이 가볍게 증발하는 할로겐화물의 형태로 증발된다.

상술한 바와 같이 주석 오염물들을 유리표면으로부터 제거하기 위한 모든 해결 방법들은 사후처리단계로서 이루어지는 것이다. 이 방법들은 특히 필요한 준비와 식각용액 및 반응생성물의 제거 때문에 비용이 많이 들고, 생산비를 증가시킨다.

미국특허 제US 3,798,016호에서 부동조 위에 위치하는 유리밴드의 표면수정방법이 공개되었으며, 여기서는 고온 하에서 전류를 이용하여 유리밴드 위에 위치 한 용융납으로부터 전기분해에 의하여 음극으로서 연결된 유리밴드의 표면 속으로 납-이온들을 확산시키는 방법이다. 이 방법에 의하여 암청동색의 열반사 유리가 제조된다. 전류에 의하여 발생되는 고열과 납의 낮은 비등점 때문에 납의 일부가 기화되어 유리밴드의 진행방향에서 확산영역 뒤쪽에 비교적 온도가 낮은 유리밴드 위에 다시 응결된다. 이러한 납거울(lead mirror)은 동제 거더(copper girder)에 의하여 고정되어 지지되는 납은 상기 용융납에 의하여 다시 제거된다. 상기 톱-스펙스 결함에 관해서는 상기 명세서에서 언급되어 있지 않다.

이 방법에 있어서 납오염물질을 제거하기 위하여 사용된 금속은 금속 레일(metal rail)에 부착시켜 고정된다. 상기 점착력은 한계가 있음으로, 금속 레일은 유리밴드 위쪽에 근소한 간격을 두고 매우 정밀하게 위치시켜야 한다. 넓은 폭의 유리밴드에 있어서는 길이가 매우 길어져야 할 상기 레일은 정확히 위치시키기 매우 어려우며, 고온의 부동조 공기 중에서 쉽게 비틀어질 수 있으며, 그로 인하여 레일이 유리밴드의 표면과 접촉될 수 있다. 그렇게 되면 곧장 불량품이 생기게 된다. 이러한 모든 문제들은 결국 약 30년전에 발표된 인용 명세서에 따른 고비용 식각법을 이용하여 톱-스펙스 결함들을 제거하게 되는 결과에 이르게 되었다.

따라서 본 발명의 과제는 부동공법에 따라 유리밴드의 표면 톱-스펙스 결함의 세척이 부동 공정실 내에서 행하여지는 방법, 즉, 유리표면의 오염물질이 대부분 제거된 유리밴드가 부동 공정실로부터 최종제품으로서 배출되며, 이때 유리표면이 내부구조부분과의 접촉에 의하여 손상을 입을 위험이 없는 판유리의 제조방법 및 설비를 제공하는 것이다.

상기 과제는 특허청구범위 제1항에 따른 방법 및 제9항에 따른 설비에 의하여 해결된다. 또 다른 발명의 대상은 특허청구범위 제15항에 따른 고품질 표면을 갖는 플로트 유리이다.

본 발명의 방법에 있어서는, 유리밴드의 윗면에 존재하는 오염물질(이른바 톱-스펙스)들을 용융금속으로 이루어지는 세척액으로 유리밴드의 윗면을 처리함으로써 부동공정실 내에서 제거되도록 되어있다. 유리밴드 위에서 특히 가스 분사류로 금속을 불어서 밀어내거나, 전기장, 또는 전자기장을 발생시키거나, 또는 전류를 가함으로써 유리밴드와 장치가 서로 접촉함이 없이 세척액의 확장이 조절된다.

세척액으로서는 용융납 뿐만 아니라, 주석, 동, 은, 금, 비스무트, 인디움, 게르마니움 및 이들의 합금, 또는 부동조 액체 자체가 고려된다. 부동조 용융액은 다량 존재하며, 특히 세척후 부동조에 유입될 때 아무런 장애를 일으키지 않을 뿐만 아니라, 세척액을 위하여 별도의 아무런 저장통도 필요 없기 때문에 부동조 용융액의 사용이 특히 선호된다. 또한 아직 사용되지 않은 새로운, 또는 정화된 부동조 용융액을 사용하는 것도 가능하다.

부동조의 가동에 지장이 없는 한에 있어서는, 세척을 위하여 사용된 부동조 용융액 속에 예를 들어 앞에서 열거된 금속들과 같은 오염물질이 존재할 수도 있다. 만약 세척액으로서 사용된 부동조 용융액이 대량으로 부동조 안으로 유입되지 않을 경우에는, 용융액 속에 10 중량% 까지의 오염물질은 허용될 수 있다.

앞에서 열거된 금속들이나, 또는 그 합금들이 세척액으로서 사용될 경우에는, 경제적인 이유에서 가능한 한 세척액이 부동조 안으로 들어가지 않도록 주의를 해야한다. 이때 적은 양의 세척액은 통상 방해가 되지 않는다.

상기 오염물질들은 세척액에 의하여 세척되거나, 흡수된다.

세척액에 의하여 유리의 바람직하지 못한 냉각을 방지하기 위하여 상기 세척액의 온도를 부동조 지점의 온도로 유지하여야 한다. 상기 온도는 통상 400 내지 1050℃이다. 세척액의 농도는 유리밴드로부터 흡수된 입자들에 의하여 증가한다. 따라서 유리밴드 위에 위치하는 세척액은 규칙적으로 오염도에 따라 새것으로 대체하는 것이 유리하다. 만약 세척액이 연속적으로 표면에 주입되고, 유리밴드를 범람(氾濫)한 후에는 물론 흡입하거나, 또는 부동조 안으로 유입시킴으로써 계속적으로 유리밴드로부터 제거되는 것이 특히 바람직하다. 이때 세척액은 유리밴드의 중앙부분으로 공급하고, 측면 가장자리에서 또는 양쪽 측면에서 회수될 수 있으며, 또한 세척액을 한쪽 측면으로부터 공급하여 유리밴드를 가로질러 유동시키고, 다른 쪽 측면에서 다시 회수하는 것도 가능하다. 세척액의 공급은 적절한 펌프장치로 이루어지는 것이 실용적이다. 유리밴드의 표면으로부터 오염물질의 제거는 부동조로부터 유리밴드를 들어올리기 전에, 즉, 유리밴드가 이미 상당히 경화된 지점에서, 다시 말해서, 유리밴드 위에 위치하는 세척액이 변형에 영향을 줄 수 없을 만큼 경화되는 지점에서 이루어진다.

세척액이 유리밴드의 이미 경화된 지점에 공급되면, 예를 들어 롤러를 이용하여 세척액이 회수될 유리밴드의 측면을 부동조 방향으로 밑으로 약간 눌러줄 수 있다. 그렇게 함으로써 유동을 자발적(자동적)으로 일으켜줄 경사를 이루게 하고, 동시에 세척액의 제거를 용이하게 하여준다. 상기 롤러 뒤쪽에서 유리밴드는 다시 원래의 형상으로 복원된다. 유리밴드의 중간에서 세척액을 공급할 때 양쪽 가장자리를 밑으로 눌러주는 것이 실용적이다.

세척액이 유리밴드의 길이를 따라 너무 넓게 퍼지지 않도록 할 수 있기 위해서는 세척액이 유리밴드의 진행방향 및/또는 반대방향으로 퍼지는 것을 제한하는 것이 유리하다. 유리밴드 위에서 특히 가스 분사류로 금속을 불어서 밀어내거나, 전기장, 또는 전자기장을 발생시키거나, 또는 전류를 가함으로써 유리밴드와 장치가 서로 접촉함이 없이 세척액의 확장이 조절된다.

가스 분사류에 의하여 세척액의 퍼짐을 조절할 경우에는 가스 분사구들이 유리표면 쪽으로 형성된 빔(beam/들보)을 설치하는 것이 적합하다. 상기 가스 분사구들은 둥근 구멍 또는 슬릿 구멍 형태로 형성될 수 있거나, 또는 개방된 다공성 재료로 이루어질 수 있다. 상기 가스 분사구들을 통하여 가스를 통과시킴으로써 부양력을 발생시켜, 빔을 유리 위로 부양시켜 유리 표면과 접촉할 수 없게 된다. 이것은 상기 빔과 유리밴드 사이의 간격을 작게 유지할 수 있고, 서로 접촉할 위험도 없는 장점을 제공한다. 상기 유리밴드로부터 빔의 간격은 1 내지 10 mm가 선호되며, 특히 3 내지 7 mm가 바람직하다.

또한 유리밴드 위에 안전한 거리에 설치되는 빔이 사용될 수 있다. 이때 상기 빔에는 세척액 방향으로 향하여 가스 분사구들이 형성되어 있고, 그 분사구들을 통하여 유리표면 방향으로 배출되는 가스 분사류는 세척액을 빔으로부터 불어 밀어낼 수 있을 정도로 결정된다. 세척액을 빔으로부터 밀어내기 위해서는 가스의 유동속도가 초 당 1 m이상, 선호하게는 초 당 5 m 이상, 특히 바람직하게는 초 당 10 m 이상이 되어야 한다. 그러나 상기 유동속도는 세척제를 물방울 모양으로 불어낼 만큼 크지 않아야 한다. 이 방법은 물론 비교적 큰 양의 예열된 가스를 필요로 한다. 상기 가스는 플로트 유리 제조설비 안에 존재하는 불활성 가스를 이용할 수 있으며, 이 불활성 가스는 단순히 적절한 송풍기를 이용하여 상기 빔 속으로 통과시키도록 되어있다. 이 경우 추가적인 가열은 단지 약간만 가열하거나, 또는 전혀 필요 없게 된다.

불활성 가스 대신에 상기 빔에 공기 또는 산소가 공급될 수도 있다. 산소는 부동조 공기와 작용하여 예열된 가스 커튼을 제공하여 준다. 물론 부주의에 의하여 발생하는 화염커튼은 유리표면에 손상을 입힐 수도 있다. 가스 분사류를 이용하여 세척제의 확장을 조절할 때는 물론 유리밴드가 손상되지 않도록 하기 위하여 연속적으로 가스가 소모되고, 가열되어야 하는 비용이 든다는 것이다.

부양작용을 갖는 빔에 있어서 그 빔의 측방 가장자리로 배출되는 가스가 상기 빔으로 하여금 유리밴드와의 접촉을 확실하게 저지하지 못하는 경우에는 상기 빔에 추가적으로 세척액 방향으로 지향된 가스 배출구들을 형성시킬 수 있다.

통상 세척액 제한기는 유리밴드의 진행방향에 가로질러 설치된다. "가로질러"라는 말은 진행방향에 대하여 90˚의 각도를 의미하는 것뿐만 아니라 또한 진행방향에 대한 다른 각도로도 설치될 수 있다는 것을 의미한다. 일반적으로 상기 각도는 45도 이하이어야 한다. 왜냐하면, 그렇지 않으면 세척장치가 부동공정실 안에서 지나치게 큰공간을 차지하게 되고, 상기 세척액 제한기의 길이가 매우 길어지게 되기 때문이다. 대략 15도까지의 작은 각도는 유리밴드 위에서 가장자리 방향으로 세척액의 유동을 촉진하기 때문에 유리하다. 어떤 한 각도를 사용할 경우에는 그 각도를 유리밴드의 속도에 적응시키는 것이 유리하며, 이것은 별로 간단하지 않은 시도를 통하여 이루어질 수 있는 것이다.

만약 세척액이 원치 않게도 유리밴드 진행방향으로 길게 퍼질 위험이 존재할 경우에는 최초의 세척액 제한기 뒤에 유리밴드의 진행방향으로 제2의 세척액 제한기를 설치할 수 있다. 제2의 세척액 제한기는 때때로 필요로 하지 않으며, 특히 세척장치가 유리밴드 배출지점의 공간 내에 위치할 경우에는 배출각도, 즉, 유리밴드의 상승부분이 세척액의 확장을 제한하기 때문에 필요가 없다.

상기 빔 모양의 세척액 제한기들은 여러 가지 재료로 이루어질 수 있으며, 이때 중요한 것은 제한기들이 부동조 분위기(공기)에 대하여 불활성이고, 약 600 내지 1200℃의 고온 하에서 변형되거나 융해되지 않아야 한다 필요시에는 상기 빔은 냉각시켜야 한다. 빔 재료로서는 필요한 온도에 따라 철, 강철, 텅스텐, 탄화규소, 통상의 세라믹 소재 등과, 기타 내열합금재료로서 다공성도 가능하다.

적절한 전기장 또는 자기장을 발생시켜, 세척액을 빔으로부터 밀어내는 힘을 일으키도록 조절될 수 있는 빔을 사용하는 것이 특히 유리할 수도 있다. 전기장 또는 전자기장을 적절히 배치함으로써, 세척액에 대하여 추가적인 횡방향 속도를 인가할 수 있게 하여 세척액이 유리밴드의 가장자리로 추가적인 유동력을 부가하도록 하는 것이다. 그와 같은 빔은 세척액 차단벽으로서 매우 신뢰성이 높고, 그 밑으로 진행하는 유리밴드와 절대로 접촉되지 않도록 되어있다. 각종 형태의 정자계(靜磁界)가 이용될 수 있으며, 예를 들어 강도와 방향이 불변하고, 와전류 브레이크의 원리로 작용하는 정자계와, 예를 들어 선형모터에 있어서와 같은 이동자계(移動磁界), 또는 250 Hz 위쪽의 고주파 교번자계(交番磁界)와 같은 자계가 사용될 수 있다.

상기 세척제 제한기는 반드시 직선형 빔, 관, 가로 대 또는 그와 같은 것으로만 이루어질 필요가 없이, 또한 굽거나 화살모양의 형상으로 이루어질 수도 있다. 그러나 상기 유리밴드 위를 아치 및 활 모양의 형태는 항상 "사각" 지점을 형성하지 않게 하여 세척액이 머물지 않음으로써 새로운 세척액으로 교체할 필요가 없도록 장치하여야 한다.

이미 위에서 상술한 바와 같이, 상기 세척액은 규칙적으로 교체하거나, 또는 계속적으로 유리밴드로 공급하여야 한다. 주입된 세척액은 일반적으로 통용되고 있는 방법에 의하여 제거될 수 있다. 따라서 유리밴드의 한쪽 측면에서 펌프로 주입되는 세척액을 다른 쪽 측면으로부터 마찬가지로 펌프로 흡수시킬 수 있다. 또한 선형모터의 원리에 따라 작동하는 장치로 상기 세척액을 유리밴드로부터 전자기적으로 씻어내는 것도 가능하다. 만약 상기 세척액이 (대체적으로) 부동조의 조성과 동일할 경우에는, 매우 간단하게 부동조 안으로 씻어 넣을 수 있다. 상기 유리밴드의 기계적 특성이 허락하는 경우에는 유리밴드의 상부 모서리를 (테두리를 포함하여) 적절한 장치를 이용하여 부동조의 용융액 수준면 아래로 깊숙이 눌러줄 수 있다. 이 경우에는 주입된 세척액이 아무런 보조장치가 필요 없이 유리밴드의 표면으로부터 유동하여 부동조 속으로 흘러 들러갈 수 있기 때문에 흡입장치 또는 그와 같은 것이 필요 없다. 이때 가장자리 부위에서, 특히 유리밴드의 테두리 위에서 구르는 롤러를 장치하여 유리밴드를 내려 누르기 위한 장치로서 사용할 수 있으며, 그러나, 어쨌든 상기 테두리는 버려지는 것이기 때문에 활주판을 사용하는 것도 가능하다. 또한 예를 들어 가스 함입처리된 물체를 사용하여 부양효과를 일으켜 유리밴드를 밑으로 눌러주도록 할 수 있다. 또한 유리의 양측의 가장자리를 양쪽에서 밑으로 눌러줄 수 있다는 것도 자명한 것이다.

유리밴드에 주입되는 세척액의 양은 유리밴드 위에 존재하는 입자들의 수에 (즉, 요망하는 세척효과에) 달려있으며, 상기 수치는 넓은 범위로 변동하기 때문에 세척할 유리밴드의 폭도 고려해야 한다. 유리밴드 위에서 길이 방향으로 세척액의 팽창은 1 내지 100 cm가 바람직하며, 특히 1 내지 10 cm가 선호된다. 세척액의 층 두께는 약 1 내지 30 mm, 바람직하게는 3 내지 6 mm이어야 한다. 그러나 세척액층의 두께는 그때그때의 온도하에서 세척액의 표면장력과 중량에 따라 다르다. 상기 유리밴드가 세척액의 중량 때문에 너무 심하게 변형되지 않도록 주의해야한다. 왜냐하면 멀리 떨어져 아직 유연한 유리밴드 부분이 바람직하지않는 인장력이 발생하여 유연한 유리밴드 부분을 변형시킬 수 있기 때문이다.

상기 세척액은 2개 액체 제한기 사이로 매우 잘 안내될 수 있다. 이러한 효과는 세척액의 층두께가 유리밴드 위에 높이 유지될 경우에 제공된다. 두꺼운 층 두께에 있어서는 액체가 제한장치 없이 유리벤드 위에서 넓게 퍼지기 때문에 여러 측면에서 제한하여 줌으로써 세척액의 소비를 감소시켜, 이에 따라 펌프를 위한 에너지 소비를 감소시킬 수 있다. 원칙적으로 1개의 제한기로 충분하지만, 그러나 필요시에는 사정에 따라 1개의 제한기로 제지되지 않은 액체를 확실히 저지하기 위하여 여러 개의 제한기들을 뒤에 차례차례 배치할 수도 있다. 2개의 앞뒤로 배치된 제한기들에 있어서는 양쪽 사이의 거리는 원칙적으로 임의로 선택할 수 있으며, 그러나 부동공정실 안에서의 공간적 관계를 고려해야 하는 것은 자명한 것이다. 따라서 제한기들 사이의 거리는 세척액의 제시된 길이 팽창 범위 내에 있어야 할 것이다. 양쪽의 세척액 제한기들은 동일한 기능원리에 따라 작용할 수 있다. 그러나 세척액 제한기들의 상호간의 영향을 배제시키기 위하여, 상이한 원리에 따라 작용하는 세척액 제한기들도 사용될 수 있는 바, 예를 들어 자계를 발생하는 제한기와, 가스를 분출하는 제한기 등을 사용할 수도 있는 것이다.

본 발명의 대상은 또한 10¹³ dPas의 점도 η에서 최소 600℃의 변태온도(Tg)를 갖는 최고급 표면품질의 알칼리 비함유 플로트 유리이며, 이때 플로트 유리라는 것은 식각, 연마, 광택 및 그와 같은 화학적 또는 기계적 후처리를 하지 않고, 부동조설비로부터 제조되는 플로트 유리를 말한다.

본 발명의 플로트 유리는 평방미터 당 50 μm 이상 크기의 불량(톱 스펙스)을 최대 3개 이내로 갖고 있다. 10¹³ dPas의 점도 η에서 최소 600℃의 변태온도(Tg)와 최소 1.5 mm 이상의 두께를 갖는 알칼리 비함유 플로트 유리가 선호된다. 상기 플로트 유리는 TFT(박막 필름 트랜지스터)-디스플레이의 제조에 특히 적합하다. 디스플레이 제조 과정에서 열처리가 사용되기 때문에 고도의 유리 안정성을 위하여 고온 변태온도를 갖는 유리를 사용하는 것이 유리하다. 따라서 650 내지 780℃, 특히 700 bis 730℃의 변태온도(Tg)를 갖는 유리가 선호된다. 그러한 유리들은 TFT용도를 위한 알칼리 비함유 붕규산염 유리 또는 알루미노 규산염 유리가 선호된다. 또한 중량절감을 위하여 가능한 한 박판 유리가 유리하다. 따라서 0.2 내지 0.9 mm의 유리 두께가 선호된다. 표면결함(톱 스펙스)의 수와 크기는 유리의 품질, 특히 TFT-디스플레이 용도에 있어서는 중요한 것이다. 따라서 표면결함이 35 μm이하, 특히 20 μm이하가 선호된다. 상기 톱-스펙스들은 통상 둥글기 때문에, 그러한 50 내지 35 또는 20 μm의 직경을 갖는 원형 결함이 기준으로 사용된다. 타원형 또는 이와 유사한 형태를 갖는 표면결함들에 있어서는 가장 크게 확장된 결함을 기준(결함정보)으로 삼는다.

제1도는 세척액을 측면으로부터 공급할 수 있는 세척장치를 갖는 유리밴드 제조설비의 평면도를 도식적으로 보여주는 도면이다.

제2도는 제1도를 세척액 유동 제한기(차단벽)에서 본 단면도이다.

제3도는 세척액을 유리밴드 중앙부분에서 공급하는 방법을 보여주는 유리밴드의 도식적 평면도이다.

제4도는 제3도를 세척액 유동제한 차단벽에서 본 단면도이다.

본 발명을 도면을 이용하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1 및 2도에 있어서는 부동설비의 일부분을 보여주는 도면으로서, 평면도와 단면도를 도식적으로 표시하였다. 선행하는 인발공정으로부터 양쪽 가장자리에 테 두리(2, 2')들을 달고 있는 상기 유리밴드(1)는 화살(3) 방향으로 주석 또는 주석합금으로 이루어진 부동조(4) 위를 지나 이동한다. 이때 관(5)을 통하여 세척액을, 즉, 이 경우에는 용융주석을 유리밴드(1) 위로 주입하면, 화살표(6) 방향으로 유리밴드의 반대편 측면 쪽으로 세척액이 유동하게 된다. 여기서 세척액은 흡입관(7)을 통하여 흡입되어 유리로부터 제거된다. 상기 흡입관(7) 방향으로 세척액의 유동은 압력롤러(8)에 의하여 테두리(2')에 압력이 가해져서, 상기 유리밴드(1)가 흡입관(7) 쪽으로 경사를 이루게 함으로써 촉진되도록 되어있다. 세척액이 유리밴드(1) 위에서 너무 넓게 퍼지지 않도록 하기 위하여 세척액의 차단벽(9)이 설치된다. 상기 액체 차단벽(9)은 유리밴드(1) 위에 가로질러 설치된, 예를 들어 텅스텐 강제의 빔(beam)으로 이루어져 있으며, 상기 텅스텐강 빔은 상기 테두리(2, 2') 위에 약 10 mm의 간격을 유지하도록 되어있다. 상기 빔(9)은 밑으로 세척액 쪽으로 지향된 복수의 구멍들이 형성되어 있고, 그 구멍들을 통하여 시간 당 150 입방미터의 가스흐름 내지 가스 분사류가 초당 20 미터의 속도로 분사된다. 상기 빔(9)은 금속성 세척액을 확실하게 잡아(붙들어)둔다. 상기 압력롤러(8)는 금속으로 이루어질 수 있지만, 흑연이 선호된다. 상기 압력롤러(8)는 통상 구동되지 않고, 다만 상기 유리밴드(1)의 측면 가장자리를 눌러주는 역할만 수행한다. 상기 세척장치는 부동공정실 내의 한 지점에 설치되어 있기 때문에 상기 압력롤러(8)는 유리밴드(1)로 하여금 지속적인 변형을 일으킬 만큼 영향을 주지 못한다.

제3 및 4도는 세척장치의 다른 실시형태를 보여준다. 이 실시형태에 있어서는 적주장치와 유사한 다수의 작은 노즐(nozzle)들, 경우에 따라서는 시트 다 이(sheet die)를 가지고 있는 세척액 공급장치(10)에 의하여 유리밴드의 중앙부분에서 세척액을 공급하면, 화살표(11, 11') 방향으로 유리밴드(1) 양쪽 가장자리로 유동한다. 상기 압력롤러(12, 13)들의 작용에 의하여 유리밴드의 표면을 가볍게 볼록한 형상으로 만들어 경사를 이룸으로써 세척액이 양쪽 가장자리로 유동할 수 있도록 하여준다. 부동조(4)의 용융액과 동일한 조성으로 이루어져서 상기 공급장치(10)를 통하여 공급된 세척액은 따라서 또 다른 보조장치를 필요로 함이 없이 간단히 부동조로 유입될 수 있다. 제4도에 도시된 유리밴드의 만곡 부분은 정확한 치수로 표시되지는 않았다. 실제에 있어서는 또한 상기 테두리(2, 2')들은 두께가 겨우 유리밴드(1) 보다 약간 두껍게 되어있으며, 그러므로 측면 가장자리(테두리)들은 오직 그 두께 차이만큼만 부동조(4)의 용융액 수준 밑으로 내려가도록 눌려 진다. 이때 또한 세척액 제한기(9)는 여기서도 역시 세척액이 유리밴드의 이동방향에 거슬러 유리밴드의 유연한 부위로 퍼지는 것을 방지하는 역할을 한다.

본 발명에 의하여 비교적 규모가 작은 세척설비를 사용하여 부동공정실 내에서 이미 고품질조건의 이용분야에도 사용될 수 있는 품질을 갖는 유리를 제조할 수 있는 것이다.

Claims (20)

1. 부동가공법(浮動加工法)에 따라 용융금속으로 이루어지는 부동조 위에서 용융유리를 무한 밴드의 형태로 유동 전진시키면서 유리밴드를 냉각시키고, 경화시키며, 경화된 유리밴드를 부동조로부터 배출하는바, 상기 유리밴드 위에 존재하는 오염물질들은 용융금속으로 이루어지는 세척액으로 유리밴드의 표면을 처리함으로써 부동공정실 내에서 미리 제거하도록 되어 있는 적어도 600℃ 이상의 변태온도특성을 갖는 판유리의 제조법에 있어서,

   상기 유리밴드 위에서 세척액의 확장(퍼짐)을 내부장치와 접촉시키지 않고, 특히 가스 분사류로 용융금속을 불어 밀어냄으로써, 또는 전기장 또는 전자기장, 또는 전류를 이용하여 조절하는 것을 특징으로 하는 부동공법에 의한 최소 600℃ 이상의 변태온도특성을 갖는 판유리 제조법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 세척액을 규칙적으로 새것으로 교체하는 것을 특징으로 하는 판유리 제조법.
3. 제1 또는 2항에 있어서,

   상기 세척액은 연속적으로 유리밴드의 표면에 주입되는 것을 특징으로 하는 판유리 제조법.
4. 제1 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 세척액의 확장은 유리밴드의 진행 방향 및/또는 반대 방향으로 제한되는 것을 특징으로 하는 판유리 제조법.
5. 제1 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 세척액 확장 제한은 수평각으로 0도 내지 45도, 특히 유리밴드 진행방향에 대하여 0 내지 15도로 이루어지는 것을 특징으로 하는 판유리 제조법.
6. 제4 또는 5항에 있어서,

   상기 세척액의 확장 제한은 자기장을 이용하여 세척액을 상기 빔으로부터 밀어내도록 되어있는 것을 특징으로 하는 판유리 제조법.
7. 제1 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 세척액은 추가적으로 유동력이 부가되는 것을 특징으로 하는 판유리 제조법.
8. 제1 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   세척액으로서 주석, 동, 은, 금, 납, 비스무트, 갈리움, 인디움, 게르마니움 및 이들의 함금들, 또는 부동조 용융액 자체도 사용되는 것을 특징으로 하는 판유 리 제조법.
9. 부동공정실 내에 위치하는 용융금속조 위에서 밴드 형태로 최소 600℃ 이상의 변태온도특성을 갖는 플로트 유리를 제조하기 위하여,

   - 상기 부동공정실의 한쪽에서 용융유리를 공급하는 장치와,

   - 유리를 냉각시키는 장치 및

   - 상기 부동공정실의 다른 쪽에서 경화된 유리밴드를 배출시키는 장치, 그리고

   - 용융금속으로 이루어진 세척제를 상기 부동조 위에 위치하고 있는 거의 경화된 유리밴드(1) 위로 공급하기 위한 세척액 주입장치(5, 10)와,

   - 상기 부동조 위에 위치하고 있는 유리밴드(1)로부터 사용된 세척액을 제거하기 위한 세척액 배출장치와,

   - 장치부분과 접촉함이 없이 상기 유리밴드 위에서 세척액의 확장을 조절하기 위한 공압식, 또는 전기 및 전자기식 장치들을 포함하는 플로트 유리 제조장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 세척액이 과도히 넓게 퍼지지 못하게 하기 위하여 유리밴드의 전체 폭에 걸쳐 뻗은 세척액 제한기(9)를 유리밴드로부터 간격을 두고 설치하여, 이 제한기(9)를 통하여 세척액에 작용하는 자기장을 발생시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 플로트 유리 제조장치.
11. 제9항에 있어서,

    상기 세척액이 과도히 넓게 퍼지지 못하게 하기 위하여 유리밴드의 전체 폭에 걸쳐 뻗은 세척액 제한기(9)를 유리밴드로부터 간격을 두고 설치하여, 이 제한기(9)를 통하여 상기 세척액에 대하여 가스 분사류를 지향시키는 것을 특징으로 하는 플로트 유리 제조장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 세척액 제한기(9)는 개방된 기공성 재료로 되는 빔으로 이루어지거나, 또는 구멍들을 형성시킴으로써, 유리밴드와 세척액 제한기 사이에 에어쿠션(air cushion)을 발생시키도록 하는 것을 특징으로 하는 플로트 유리 제조장치.
13. 제10 내지 12항 중 어느 한 항에 있어서,

    유리밴드 위에서 서로 접촉하지 않고 세척액의 확장을 조절하기 위한 장치를 세척액 공급 및 배출 장치 근방에 설치하는 것을 특징으로 하는 플로트 유리 제조장치.
14. 제10 내지 12항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 세척액 제한기(9)와 유리밴드(1) 사이의 간격은 1 내지 10 mm인 것을 특징으로 하는 플로트 유리 제조장치.
15. 부동공법에 의하여 제조되어 10¹³ dPas의 점도 η에서 최소 600℃ 이상의 변태온도(Tg)를 가지고 있으며, 부동공정실로부터 배출될 때 50 ㎛이상의 크기를 갖는 표면결함(톱-스펙스)이 평방미터 당 최대 3개 이하인 비알칼리성 판유리.
16. 제15항에 있어서,

    35 μm 이상의 크기를 갖는 표면결함이 평방미터 당 최대 3개 이하인 것을 특징으로 하는 판유리.
17. 제15항에 있어서,

    20 μm 이상의 크기를 갖는 표면결함이 평방미터 당 최대 3개 이하인 것을 특징으로 하는 판유리.
18. 제15 내지 17항 중 어느 한 항에 있어서,

    평방미터 당 최대 2개 이하의 표면결함을 갖는 것을 특징으로 하는 판유리.
19. 제15 내지 18항 중 어느 한 항에 있어서,

    변태온도(Tg)가 650 내지 780℃, 특히 700 내지 730℃인 것을 특징으로 하는 판유리.
20. 제15 내지 19항 중 어느 한 항에 있어서,

    두께가 1.5 mm 이하인 것, 특히 0.2 내지 0.9 mm인 것을 특징으로 하는 판유리.

Images