KR20070083902A

KR20070083902A - 무선 주파수를 사용하여 유리 용기를 강화처리하기 위한장치 및 방법

Info

Publication number: KR20070083902A
Application number: KR1020077009981A
Authority: KR
Inventors: 프리마카란 티. 보아즈
Original assignee: 프리마카란 티. 보아즈
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2007-08-24
Also published as: WO2006048775A1; EP1808418A1; CN101052593A

Abstract

유리 용기를 강화처리하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 이 방법은, 유리 용기를 먼저 미리 정해진 온도까지 예비-가열하는 단계를 포함한다. 이 방법은 유리 용기를 미리 정해진 제2 온도까지 가열하기 위하여 예비-가열된 유리 용기에 무선-주파수 에너지를 인가하는 단계와; 유리 용기를 처리하기 위하여 미리 정해진 양의 시간 후에, 가열된 유리 용기의 적어도 하나의 표면을 미리 정해진 제3 온도까지 동시에 냉각시키는 단계를 또한 포함한다. 이 방법은, 강화 유리 용기를 만들기 위하여, 미리 정해진 양의 시간 후에, 처리된 유리 용기를 미리 정해진 제4 온도까지 급냉시키는 단계를 포함한다.

Description

무선 주파수를 사용하여 유리 용기를 강화처리하기 위한 장치 및 방법{Apparatus and method for tempering glass containers using radio frequency}

관련 출원의 상호참조사항

본 출원은, 2003년 11월 6일자로 출원되어 동시계류중인 미국 예비 특허출원 제60/517,768호의 우선일을 주장하며, 2002년 9월 19일자로 출원된 "유리를 강화처리하기 위해 유리를 동시에 가열 및 냉각하기 위한 시스템 및 방법"라는 명칭의 발명에 대한 미국 특허출원 제10/247,386호의 일부-계속(continuation-in-part) 출원이다.

1. 발명의 분야

본 발명은 일반적으로 유리 용기에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 병, 텀블러 및 주둥이 넓은 병과 같은 강화 유리 용기를 강화처리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

2. 관련 기술의 설명

강화 유리는 일반적으로, 유리를 그 연화 온도까지 또는 그보다 높은 온도까지 가열하고, 조심스럽게 제어된 조건하에 갑작스럽고 급속히 냉각시킴으로써 예비-압축응력을 준(pre-stressed) (예를 들어, 단련된 또는 보통의) 유리로 정의된다. 이러한 강화 공정은, 단련(annealed) 유리 또는 보통 유리에 비해, 부가적인 강도, 열응력에 대한 저항력 및 내충격성을 가져오는, 아주 바람직한 상태들의 유도된 응력(highly desirable conditions of induced stress)을 가지는 강화 유리를 만들어낸다.

강화처리 공정에 사용된 기본 원리는 표면- 및 가장자리-압축(surface- and edge-compression)의 초기 조건을 만들어내는 것이다. 이 조건은 유리를 먼저 가열한 다음 그 표면을 신속히 담금질(quenching)함으로써 달성된다. 그러한 가열 및 담금질은 유리의 중심부를 그 표면들에 비해 비교적 뜨거운 상태로 남겨둔다. 그 다음에 유리 중심부가 냉각됨에 따라, 그 표면들과 가장자리들이 강제로 압축된다. 풍압, 미사일 발사 충격(missile impact) 또는 다른 인가 하중은 유리를 파쇄할 수 있기 전에 우선 압축응압(compression)을 극복해야 한다.

가열 단계에 있어서, 강화처리될 유리를 가열하기 위해 노(hearth) 또는 서냉로(lehr)를 사용하는 것이 알려져 있다. 대체로 말하자면, 서냉로는 하나의 노(furnace)이며, 연속-롤러형, 고정-롤러형, 또는 가스형일 수 있다. 예를 들어, 가스형 서냉로는, 복수의 복사 가열기들(radiant heaters) 아래에 위치된 복수의 블록들을 가진다. 일반적으로, 유리는 그것이 통상의 복사 및 대류 및 전도 열에 의해 가열되는 서냉로의 내측에 놓인다. 유리는, 그 성형 범위의 온도에 도달하기 위한, 유리의 열전도성에 좌우되는, 미리 정해진 속도로 블록들을 따라 이동된다. 유리가 그러한 범위의 온도(예를 들어, 약 1200℉)에 있으면, 이 유리는 미리 정해진 형상의 블록들로 만들어진다.

일단 그렇게 만들어지면 유리의 표면들은, 일반적으로 공기 스트림을 인가함에 따라 급속히 공기-급냉되고(air-quenched), 이에 따라 유리의 중심부와 그 표면들 사이에 온도 차이 또는 온도 기울기를 만들어냄으로써, 원하는 내부 응력을 만들어낸다. 공기 스트림의 인가는 고정된, 왕복 또는 회전 노즐들의 어레이에 의해 이루어질 수 있다. 유리의 모든 표면들로부터 균일하게 열을 뽑아내고[불균일한 열 추출은 활형상부(bow) 또는 왜곡부(warp)를 만들어낼 수 있음], 유리의 여전히-뜨거운 중심부로 인한 표면들의 재가열을 막기에 충분할 정도로 공기냉각 상태를 유지하는 것이 중요하다. 유리가 약 400∼600℉의 온도로 낮추어질 때 조건이 안정되게 된다.

유리 제품을 강화처리하기 위한 방법은 이 분야에 공지되어 있다. 예를 들어, 국제출원공개 제WO 02/051758 A2호는, 강화 유리, 특히 음료용 유리를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 하나의 적외선 방출기와 하나의 냉각 장치를 포함하는 장치를 기술하고 있다. 이 경우에, 강화처리될 유리는, 적외선을 사용하는 가열 장치의 도움으로 초기 온도(T1)로부터 유지 온도(T2)까지 급속히 가열된다. 이 적외선 방출기와 냉각 장치는, 강화처리될 유리의 표면에서 깊은 곳까지 미리 정해진 온도 기울기를 조절하는 방식으로 제어된다. 마지막으로, 유리는, 그 깊은 곳 내측의 조절된 온도 기울기와 관계없는, 미리 정해진 냉각 속도에 의해 유지 온도(T2)보다 낮은 온도(T3)까지 냉각된다.

강화처리 제품을 위한 다른 장치들은, 유리 시트를 가열하고, 성형하고, 그리고 적어도 미리 정해진 제2의 온도까지 유리 시트를 가열하기 위해, 적어도 하나의 전극에서 유리 시트로 무선-주파수 에너지(RF)를 인가함으로써 그리고 유리 시트를 강화처리하기 위하여 유리 시트의 적어도 하나의 외부 표면을 적어도 미리 정해진 제3의 온도까지 냉각시키기 위하여 적어도 하나의 전극의 적어도 하나의 통공(aperture)을 통해 적어도 하나의 공기 스트림을 인가함으로써 그 유리 시트를 강화처리하는 방법을 개시하고 있는, 본 발명의 발명자들의 국제출원공개 제WO 2004/026775 A2호의 장치이다.

유럽 특허출원 제EP 0761614 A1호 및 제 EP 0761613 A2호에 기술되어 있는, 마이크로파 에너지(기가헤르쯔)에 의한, 유리 시트의 가열, 성형 및 강화처리를 위한 다른 개선들이 또한 본원의 발명자에 의해 특허되어 있다.

마지막으로, 유럽 특허 제EP 0780343호는 속이 빈 유리 물품들의 열처리(thermal quenching) 장치에 관한 것으로서, 이 장치에서는, 처리될 물품들이 그곳에서 가열되는, 1차 구역(primary zone)을 가지는 길이가 긴 장치에서 세로방향으로 이동된다. 이 1차 구역의 다음에 급냉 구역(quenching zone)이 이어진다. 이 급냉 구역은, a) 몇몇 급냉 헤드들이 각기 하나의 물품위에 놓이도록 하강되어, 물품들과 동시에 구동되는(translationally driven in synchronization with the articles) 구역과; b) 각 물품의 개별적인 급냉이 이루어지는 구역과; c) 급냉 헤드(quenching heads)가 상승되는 구역과; 그리고 d) 물품들의 냉각이 완수되는 구 역으로 구성된다.

그러나, 유리 병과 같은 유리 용기들을 강화처리하는 경우에 있어서는, 기술된 바와 같은 종래의 강화처리 공정들이 쓸모가 없다. 더욱 구체적으로는, 유리 용기의 표면들을 급냉하도록 설계되고 사용되는 공지된 매카니즘들은, 표면들을 충분히 급속하게 냉각시키지 못해서, 원하는 내부 응력을 만들수 있는, 유리 벽들의 중심부와 그 표면들 사이의 온도 차이 또는 온도 기울기가 만들어지지 않는다.

따라서, 일반적으로, 유리 용기들을 강화처리하기 위한 시스템 및 방법, 그리고 특히, 필요한 내부 응력을 만들기 위해 용기들의 유리 벽들의 중심부와 그 표면들 사이에 원하는 온도 차이 또는 온도 기울기를 유지하면서 강화처리 공정의 가열 단계(portion) 동안에 유리 용기들을 가열하기 위한 시스템 및 방법이 이 분야에 요구되고 있다. 병과 같은 유리 용기들을 급속히, 효과적으로 그리고 저렴하게 강화처리하는 시스템 및 방법도 이 분야에 필요하다.

발명의 요약

따라서, 본 발명은 유리 용기를 강화처리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 유리 용기를 미리 정해진 제1 온도로 예비-가열하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 이 유리 용기를 미리 정해진 제2 온도까지 가열하기 위하여 예비-가열된 유리 용기에 무선-주파수 에너지를 인가하는 단계와, 미리 정해진 양의 시간 후에, 유리 용기를 강화처리하기 위하여 가열된 유리 용기의 적어도 하나의 표면을 미리 정해진 제3 온도까지 동시에 냉각시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 미리 정해진 양의 시간 후에, 강화처리 유리 용기를 만들기 위해, 처리된 유리 용기를 미리 정해진 제4 온도까지 냉각시키는 단계도 포함한다.

또한, 본 발명은, 유리 용기를 미리 정해진 온도까지 가열하기 위하여, 무선 주파수 에너지를 예비-가열된 유리 용기에 인가하기 위해 서로에 대해 공간을 두고 떨어져 있는 복수의 플레이트들을 포함하는 유리 용기를 강화처리하기 위한 시스템이다. 본 발명의 시스템은 또한 유리 용기를 이 플레이트들 사이에 지지하고 이송하기에 적합한 하나의 스핀들을 포함한다. 본 발명의 시스템은, 유리 용기의 내측에 위치되기에 적합한 하나의 부분을 가지는 급냉관을 포함하며, 이 급냉관은 공기로 하여금 그곳을 통해 상기 유리 용기를 통과하여 유리 용기를 급냉시켜서 강화 유리 용기를 만들어내기에 적합하다.

본 발명의 하나의 장점은, 유리 용기를 강화처리하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 장점은, 본 발명의 시스템과 방법이, 필요한 내부 응력을 만들어 내기 위해 용기들의 유리의 중심부와 그 표면들 사이에 원하는 온도 차이 또는 온도 기울기를 유지하면서 강화 공정의 가열 단계(portion) 동안에 유리 용기들을 가열한다는 점이다. 본 발명의 다른 장점은, 본 발명의 시스템과 방법이, 유리 용기들을 급속히, 효과적으로 그리고 저렴하게 강화처리한다는 점이다. 본 발명의 다른 장점은, 본 발명의 시스템과 방법이, 더 가볍고, 더 강하고, 더 내충격성(impact-resistant)이 큰 유리 용기를 만든다는 점이다. 본 발명의 또 다른 장점은, 본 발명의 시스템과 방법이, 유리 용기 제조에 있어서 원료와 에너지를 보존한다는 점이다.

다음의 상세한 설명을 첨부된 도면들과 함께 읽은 후에, 본 발명의 다른 특징들과 장점들을 쉽게 알 수 있고 더 잘 이해될 것이다.

도 1은, 유리 용기를 강화처리하기 위한, 본 발명에 따른 방법의 흐름도이다.

도 2는, 유리 용기를 강화처리하기 위한, 본 발명에 따른 시스템의 일부 정면도이다.

도 3은, 도 2의 유리 용기를 강화처리하기 위한 시스템의 일부 평면도이다.

도 4는, 본 발명에 따라, 유리 용기를 강화처리하기 위한 도 2의 시스템의 다른 실시예이다.

바람직한 실시예(들)의 상세한 설명

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 방법의 하나의 실시예가 유리 용기를 강화처리하기 위해 나타나 있다. 이 방법은, 제1 단계(10), 제2 단계(20) 및 제3 단계(30)를 각각 포함한다. 이 방법은 병, 텀블러 또는 주둥이 넓은 병과 같은 여하한 적절한 유리 용기를 강화처리하는데 사용될 수 있다. 도면들에 도시되고 아래에 기술된 시스템 및 방법에 있어서, 유리 병(40)이 도 2와 도 3에 나타낸 바와 같이 강화처리된다. 그러나, 이 시스템 및 방법은 적절한 유리 용기 또는 대상물의 여하한 것에 대해서도 사용될 수 있음을 알아야 한다. 병(40)의, 일반적으로 도면부호 42로 도시된, 유리가 도 2와 도 3에 나타나 있다. 도시된 병(40)의 유리(42)는 두 개의 주요한 표면들, 즉 하나의 내부 표면(44)과 하나의 외부 표면(45)을 구획하나, 유리 용기는 여하한 적절한 수와 형상의 주요한 표면들을 포함할 수 있음을 또한 알아야 한다.

이 방법은, 도 2와 도 3에 일반적으로 도면부호 40으로 도시된, 하나의 가열된 유리 병을 하나의 몰드(도시되지 않음)로부터 받아들이는 제1 단계(10a) 또는 유리 병(40)을 미리 정해진 제1 온도까지 예비-가열하는 단계(10b)를 포함한다. 이 예비-가열 단계는, 적외선 에너지로 가열하는 것을 포함하는, 수많은 종래 방식으로 수행될 수 있다. 하나의 실시예에서, 미리 정해진 제1 온도는 약 900℉ 내지 990℉ 범위내에 있다. 병(40)의 유리를 일반적으로 도면부호 42로 나타내었음을 알아야 한다.

본 발명의 방법은 또한 예비-가열된 유리 병(40)을 미리 정해진 제2 온도까지 가열하기 위하여, 무선 -주파수 에너지를 예비-가열된 유리 병(40)에 인가하는 제2 단계(20)를 포함한다. 하나의 실시예에서, 무선-주파수 에너지는 약 0.01 GHz 내지 약 0.2 GHz 보다 작은 주파수까지의 범위내에 있는 주파수를 가진다. 또한, 하나의 실시예에서, 미리 정해진 제2 온도는 약 1150℉ 내지 약 1250℉의 범위내에 있다. 미리 정해진 양의 시간 후에, 제2 단계(20)는, 이 유리 병(40)을 처리하기 위해, 가열된 유리 병(40)의 표면들(44 및 45) 중의 적어도 어느 하나, 바람직하게 는 양 표면들을 미리 정해진 제3 온도까지 냉각시키는 것을 포함한다. 하나의 실시예에서, 미리 정해진 제3 온도는 약 600℉ 내지 약 1150℉의 범위내에 있다. 이 냉각은 많은 종래 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 표면(44, 45)을 냉각시키기 위해, 적어도 하나, 그리고 바람직하게는, 복수의 공기 스트림들이 가열된 유리 병(40)의 적어도 하나, 그리고 바람직하게는, 복수의 표면들(44, 45)로 보내진다. 하나의 실시예에서, 내부 표면(44)과 외부 표면(45)과 같은, 유리(42)의 주요한 표면들은 각각, 제2 단계(20) 동안에 냉각된다. 내부 및 외부 표면들(44, 45)의 냉각의 목적은, 도 3에 나타낸, 유리(42)의 중심부(46)와 그 표면들(44, 45) 사이에 중심부(46)가 유리(42)의 표면들(44, 45) 보다 더 높은 온도를 갖도록 하는데 필요한 온도 차이 또는 온도 기울기를 유지하는 것이다.

본 발명의 방법은 또한, 강화 유리 병(40)을 만들기 위해, 처리된 유리 병(40)을 미리 정해진 제4 온도까지 급냉하는 제3 단계(30)를 포함한다. 하나의 실시예에서, 미리 정해진 제4 온도는 약 400℉ 내지 약 600℉의 범위내에 있다. 이 급냉은 수많은 종래 방식으로 수행될 수 있다. 그러한 방식의 하나는, 적어도 하나, 그리고 바람직하게는, 복수의 공기 스트림들을, 처리된 유리 병(40)에, 바람직하게는 그 내부 및 외부 표면들(44, 45)에 직접 인가하는 것이다. 급냉 공정 다음에, 급냉된 유리 병(40)은, 예를 들어, 실온까지 더 냉각될 수 있다.

도 2와 도 3을 참조하면, 유리 병(40)을 강화처리하기 위한 본 발명의 방법과 함께 사용하기 위한, 본 발명에 따른, 시스템(50)의 하나의 실시예가 나타나 있다. 이 시스템(50)은, 무선-주파수 에너지를 방사하기에 적합한 복수의 플레이트 들(52)과, 일반적으로 도면부호 54로 나타낸 하나의 스핀들과, 하나의 급냉관(56)을 포함한다. 지금부터 이 시스템(50)을 더 상세히 설명하기로 한다.

도 2와 도 3에 나타낸 이 시스템(50)은, 실질적으로 동일하고, 실질적으로 일직선으로 그리고 평행하게 서로에 대해 공간을 두고 떨어져 위치된 한 쌍의 방사 플레이트들(52)을 포함한다. 이 플레이트들(52)은 도 2와 도 3에 나타낸 바와 같이 플레이트들(52) 사이에 위치된 유리 병(40)과 가로 방향으로 공간을 두고 떨어져 위치된다. 이 플레이트들(52)의 떨어진 위치(spaced position)는, 유리 병(40)이 위치될 수 있는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 플레이트들(52)사이에 가늘고 긴 통로(53)를 구획한다.

이 시스템(50)은 또한, 각기 포지티브 압력하에서 공기를 공급하고, 유리 병(40)에 공기를 공급하기에 적합한, 복수의 속이 빈 플리넘들(plenums)(70)을 포함한다. 도시된 하나의 실시예에서, 각 방사 플레이트(52)는 속이 비어 있으며, 플리넘들(70) 중의 하나를 포함한다. 방사 플레이트들(52)은 각각 또한 실질적으로 직사각형이다. 방사 플레이트들(52)은 각각, 기술될 방식으로 유리 병(40)에 공기를 공급하기 위한 방사 플레이트(52)의 내측 표면(60)에 실질적으로 서로로부터 등거리에 위치된 복수의 공기-배출공들(air-outlet holes)(58)을 포함한다.

스핀들(54)은 방사 플레이트들(52) 사이의 중심부에 위치되어 있다. 이 스핀들(54)은 유리 병(40)을 지지하기에 적합한 하나의 표면(62)을 포함한다. 이 표면(62)은 실질적으로 평평하거나 평면이다. 이 스핀들(54)은 또한 방사 플레이트(52)에 대해 유리 병(40)을 이송하기에 적합하다. 예를 들어, 도시된 하나의 실 시예에서, 스핀들(54)은, 유리 병(40)을 연속적으로 회전시키고, 방사 플레이트들(52) 사이에 구획된 통로(53)를 따라 이 유리 병(40)을 이동시키는데 적합하다. 바람직하게는, 표면(62)은 방사 플레이트들(52)의 각각의 내측 표면(60)과 실질적으로 수직을 이루도록 위치되고, 이에 따라 실질적으로 전체 유리 병(40)이 방사 플레이트들(52) 사이에 위치된다.

급냉관(56)은 유리 병(40)의 개구부(64)를 통해 위치되기에 적합한 하나의 부분(57)을 포함하며, 유리 병(40)의 내측으로 뻗어있다. 이 급냉관(56)은 또한, 하나의 공기-공급 시스템(도시되지 않음)으로부터 공기원(source of air)(80)까지 연결된, 하나의 반대편 단부(59)를 포함한다. 유리 병(40) 내측에 위치된 이 급냉관(56)의 일부분(57)이 공기를 그곳을 통해 유리 병(40)을 통과하게 하기 위한 하나의 개구부(60)를 가짐을 알아야 한다. 또한 이 급냉관(56)이 공기로 하여금 그곳을 통해 유리 병(40)을 통과하도록 하여 유리 병(40)을 급냉시켜서 강화 유리 병(40)을 만들어내기에 적합하다는 것을 알아야 한다.

동작에 있어서, 유리 병(40)은 약 550℃와 같은, 미리 정해진 제1 온도까지 예비-가열된다. 그 다음에, 예비-가열된 유리 병(40)은 스핀들(54)의 표면(62)에 적재되고, 급냉관(56)은 공기원(80)까지 연결되고, 급냉관(56)의 일부분(57)이 예비-가열된 유리 병(40)에 삽입된다. 그 다음에, 방사 플레이트들(52)이 예비-가열된 유리 병(40)에 무선-주파수 에너지를 인가함에 따라, 스핀들(54)은 예비-가열된 병(40)을 방사 플레이트들(52) 사이로 그리고 방사 플레이트들(52)에 의해 구획된 통로들(53)을 통해 이송시킨다. 무선-주파수 에너지는 유리 병(40)을 미리 정해진 제2 온도까지 가열한다. 동시에, 이 스핀들(54)은 유리 병(40)에 균일한 방사선 그리고 이에 따른 가열을 제공하기 위해 예비-가열된 유리 병(40)을 연속적으로 회전시킨다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 도면부호 66으로 나타낸 전파는, 유리 병(40)의 표면들(44, 45)을 통해 이동한다.

그 다음에, 미리 정해진 양의 시간 후에, 가열된 유리 병(40)의 표면들(44, 45)은 유리 병(40)을 처리하기 위해 미리 정해진 제3 온도까지 동시에 냉각된다. 더욱 상세하게는, 전파(66)가 예비-가열된 유리 병(40)에 인가되는 동안, 플레이트들(52)과 급냉관(56) 각각에 그리고 그 결과로서 구멍들(58)과 개구부(60)를 통해 가열된 유리 병(40)의 내부 및 외부 표면들(44, 45)을 통해 공기가 공급된다.

원하는 강화 레벨은, 중심부(46)가 그 표면들(44, 45) 보다 높은 온도를 갖는, 유리(42)의 중심부와 유리(42)의 표면들(44, 45) 사이의 온도 차이 또는 온도 기울기에 의한 점에서 결정된다.

마지막으로, 미리 정해진 양의 시간 후에, 처리된 유리 병(40)은 강화 유리 병(40)을 만들기 위해 미리 정해진 제4 온도까지 급냉된다. 더욱 상세하게는, 구멍들(58)과 급냉관(56)을 통한 공기의 공급이 계속되는 동안, 전파(66)의 인가가 중단된다. 필요하다면, 강화 유리 병은 추가 냉각을 위해 스핀들(54)의 표면(62)으로부터 제거될 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 다른 실시예의 시스템(50)이 나타나 있다. 시스템(50)의 유사 부품들은 100이 더해진 유사 도면부호들을 가진다. 이 실시예에서, 시스템(150)은, 무선-주파수 에너지를 방사하기에 적합한 복수의, 바람직하게 는 한 쌍의 플레이트들(152), 하나의 스핀들(154), 및 하나의 급냉관(156)을 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 쌍을 이룬 방사 플레이트들(152)은 실질적으로 동일하며, 실질적으로 일직선으로 그리고 평행하게 서로에 대해 공간을 두고 떨어져 위치된다. 이 방사 플레이트들(152)은 도 4에 나타낸 바와 같이 플레이트들(152) 사이에 위치된 유리 병(40)과 수직으로 공간을 두고 떨어져 위치된다. 방사 플레이트들(152) 중의 하나는 유리 병(40) 위에 위치되고, 방사 플레이트들(152) 중의 다른 하나는 유리 병(40) 아래에 위치된다. 방사 플레이트들(152) 중의 하나는 하나의 슬롯 개구부(slot opening)(176)를 포함하고, 다른 방사 플레이트(152)는 다른 슬롯 개구부(178)를 포함한다.

이 시스템(150)은 복수의 속이 빈 플리넘들(170)을 더 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 실질적으로 동일하며, 실질적으로 일직선으로 그리고 평행하게 서로에 대해 공간을 두고 떨어져 위치된 한 쌍의 플리넘들(170)이 있다. 이 플리넘들(170)은 도 4에 나타낸 바와 같이 플리넘들(170) 사이에 위치된 유리 병(40)과 수직으로 공간을 두고 떨어져 있다. 이 플리넘들(170) 중의 하나는, 유리 병(40)의 한 측면에 위치되고, 이 플리넘들(170) 중의 다른 하나는 유리 병(40)의 다른 측면에 위치된다. 이 플리넘들(170)은 각각 포지티브 압력하에서 공기가 공급되며, 유리 병(40)에 공기를 공급하기에 적합하다. 또한, 이 플리넘들(170)은 각각 실질적으로 직사각형이며, 플리넘들(170)의 하나의 내측 표면(174)에 서로로부터 실질적으로 등거리로 위치된 복수의 공기 노즐들 또는 관들(172)을 포함한다. 이 공기 관들(172)은, 캠 장치(cam arrangement)(도시되지 않음)에 의해 삽입되고 제거된다. 플리넘들(170)과 플레이트들(152)의 떨어진 위치는, 유리 병(40)이 위치될 수 있는 플레이트들(152)과 플리넘들(170) 사이에 하나의 가늘고 긴 통로(153)를 구획한다. 이 공기 관들(172)이 유리 병(40)의 측면들에 공기를 불어넣음을 알아야 한다.

스핀들(154)은 방사 플레이트들(152) 사이에 위치되어 있다. 이 스핀들(154)은, 방사 플레이트들(152) 사이에 구획된 공간내에 유리 병(40)을 지지하고 이송하기에 적합한 하나의 표면(162)을 포함한다. 이 표면(162)은 실질적으로 평평하거나 평면이다. 이 스핀들(154)은 또한 유리 병(40)을 연속적으로 회전시키고, 유리 병(40)을 통로(153)를 통해 이동시키기에 적합하다. 도시된 실시예에 있어서, 이 스핀들(154)은 하부 방사 플레이트(152)의 슬롯 개구부(176)를 통해 뻗어있다. 바람직하게는, 이 표면(162)은 플리넘들(170)의 각각의 내측 표면(174)과 실질적으로 수직으로 위치되며, 이에 따라 실질적으로 전체 유리 병(40)이 플리넘들(170) 사이에 위치된다.

급냉관(156)은, 상부 방사 플레이트(152)의 슬롯 개구부(178)를 통해, 유리 병(40)의 개구부(64)를 통해, 그리고 유리 병(40) 내측에 위치되기에 적합한 일부분(157)을 포함한다. 이 급냉관(156)은 또한 공기원(180)과 연결된 하나의 반대편 단부(159)를 포함한다. 이 시스템(150)의 동작은 시스템(50)과 유사하다.

따라서, 본 발명의 시스템(50, 150)과 방법은, 일반적으로 유리 용기들을 강화처리하고, 특히, 필요한 내부 응력을 만들기 위해 병들(40)의 유리(42)의 중심부와 그 표면들(44, 45) 사이에 원하는 온도 차이 또는 기울기를 유지하면서 강화 공정의 가열 단계 동안에 유리 병들(40)을 가열한다. 본 발명의 시스템(50, 150)과 방법은 또한 유리 용기들을 급속히, 효과적으로 그리고 저렴하게 강화처리한다. 본 발명의 시스템(50, 150)과 방법은 또한 더 가볍고, 더 강하고, 더 내충격성(impact-resistant)이 큰 유리 용기들을 만든다. 본 발명의 시스템(50, 150)과 방법은 또한 유리 용기 제조에 있어서 원료와 에너지를 보존한다.

본 발명은 예시 방식으로 기술되어 있다. 사용된 용어는 단어들의 본질의 제한이 아닌 설명을 위한 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 많은 변경 및 변형이 본 발명에 비추어 가능하다. 따라서, 본 발명은 특정하게 기술된 것과 다르게 실시될 수 있다.

Claims

유리 용기를 미리 정해진 제1 온도까지 예비-가열하는 단계와;

상기 유리 용기를 미리 정해진 제2 온도까지 가열하기 위하여 예비-가열된 유리 용기에 무선-주파수 에너지를 인가하고, 미리 정해진 양의 시간 후에, 유리 용기를 처리하기 위하여 가열된 유리 용기의 적어도 하나의 표면을 미리 정해진 제3 온도까지 동시에 냉각시키는 단계와; 그리고

미리 정해진 양의 시간 후에, 강화 유리 용기를 만들기 위해, 처리된 유리 용기를 미리 정해진 제4 온도까지 급냉하는 단계를 포함하여 구성되는, 유리 용기를 강화처리하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 인가 단계가, 상기 유리 용기를 미리 정해진 온도까지 가열하기 위하여 무선 주파수 에너지를 상기 예비-가열된 유리 용기에 인가하기 위해 서로에 대해 공간을 두고 떨어져 있는 복수의 플레이트들을 제공하는 단계를 포함하여 구성되는, 유리 용기를 강화처리하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 인가 단계가, 하나의 스핀들을 제공하는 단계와, 상기 유리 용기를 상기 스핀들을 구비한 플레이트들 사이에 지지하고 이송하는 단계를 포함하여 구성되는, 유리 용기를 강화처리하기 위한 방법.
제3항에 있어서, 상기 스핀들로 상기 유리 용기를 회전시키는 단계를 포함하는, 유리 용기를 강화처리하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 유리 용기를 예비-가열하는 단계가, 용융 유리로 유리 용기를 몰딩하는 단계를 포함하여 구성되는, 유리 용기를 강화처리하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 유리 용기를 예비-가열하는 단계가, 예비-성형된 유리 용기를 가열하는 단계를 포함하여 구성되는, 유리 용기를 강화처리하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 동시 냉각 단계가, 적어도 하나의 공기 스트림을 상기 가열된 유리 용기의 적어도 하나의 표면을 향해 보내는 단계를 포함하여 구성되는, 유리 용기를 강화처리하기 위한 방법.
제7항에 있어서, 복수의 플리넘들(plenums)을 제공하는 단계와, 그리고 적어도 하나의 공기 스트림을 보내기 위해 포지티브 압력하에서(under positive pressure) 상기 플리넘들에 공기를 공급하는 단계를 포함하는, 유리 용기를 강화처리하기 위한 방법.
제7항에 있어서, 하나의 급냉관(quench tube)을 제공하는 단계와, 공기로 하여금 그곳을 통해 상기 유리 용기를 통과하도록 하기 위해 상기 급냉관의 일부를 상기 유리 용기의 내측에 위치시키는 단계를 포함하는, 유리 용기를 강화처리하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 예비-가열된 유리 용기에 무선 주파수 에너지를 인가하는 단계 동안에 상기 예비-가열된 유리 용기를 회전시키는 단계를 포함하는, 유리 용기를 강화처리하기 위한 방법.
유리 용기를 미리 정해진 온도까지 가열하기 위하여, 무선 주파수 에너지를 예비-가열된 유리 용기에 인가하기 위해 서로에 대해 공간을 두고 떨어져 위치된 복수의 플레이트들과;

상기 유리 용기를 상기 플레이트들 사이에 지지하고 이송하기에 적합한 하나의 스핀들(spindle)과; 그리고

상기 유리 용기의 내측에 위치되기에 적합한 일부분을 포함하고, 공기로 하여금 그곳을 통해 상기 유리 용기를 통과하도록 하여 상기 유리 용기를 급냉시켜서 강화 유리 용기를 만들어내기에 적합한 하나의 급냉관을 포함하여 구성되는, 유리 용기를 강화처리하기 위한 시스템.
제11항에 있어서, 포지티브 압력하에서 공기가 그곳에 공급되며, 각기 공기를 상기 유리 용기에 공급하기에 적합한, 복수의 플리넘들을 포함하는, 유리 용기를 강화처리하기 위한 시스템.
제12항에 있어서, 상기 유리 용기가 위치될 수 있는, 상기 플리넘들 사이에 하나의 통로를 구획하기 위해, 상기 플리넘들이 가로 방향으로 공간을 두고 떨어져 위치되는, 유리 용기를 강화처리하기 위한 시스템.
제12항에 있어서, 상기 플레이트들이 각각 상기 플리넘들 중의 하나를 포함하는, 유리 용기를 강화처리하기 위한 시스템.
제12항에 있어서, 상기 유리 용기가 위치될 수 있는, 상기 플리넘들과 상기 플레이트들 사이에 하나의 통로를 구획하기 위해, 상기 플리넘들이 가로 방향으로 공간을 두고 떨어져 위치되고, 상기 플레이트들이 세로 방향으로 공간을 두고 떨어져 위치되는, 유리 용기를 강화처리하기 위한 시스템.
제11항에 있어서, 상기 스핀들이 상기 유리 용기를 회전시키기에 적합한, 유리 용기를 강화처리하기 위한 시스템.
제11항에 있어서, 상기 플레이트들이 하나의 통로를 구획하고, 상기 스핀들이 상기 유리 용기를 상기 통로를 통해 이동시키기에 적합한, 유리 용기를 강화처리하기 위한 시스템.
제11항에 있어서, 상기 플레이트들 중의 적어도 하나가 하나의 슬롯 개구부(slot opening)를 포함하는, 유리 용기를 강화처리하기 위한 시스템.
제18항에 있어서, 상기 급냉관이 상기 슬롯 개구부를 통해 뻗어 있는, 유리 용기를 강화처리하기 위한 시스템.
제18항에 있어서, 상기 스핀들이 상기 슬롯 개구부를 통해 뻗어 있는, 유리 용기를 강화처리하기 위한 시스템.