KR20140084152A

KR20140084152A - 얇은 유리 시트를 충분하게 절곡하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20140084152A
Application number: KR1020147012447A
Authority: KR
Inventors: 안토이네 가스톤 데니스 비쏜; 컬티스 리차드 코우레스; 라우랜트 조바우드; 다비드 존 매켄로; 아니앨로 마리오 파룸보
Original assignee: 코닝 인코포레이티드
Priority date: 2011-10-10
Filing date: 2012-10-05
Publication date: 2014-07-04
Also published as: KR102044359B1; JP6526090B2; EP2766316A1; WO2013055587A1; TWI546264B; CN103930382B; CN103930382A; EP2766316B1; US20130086948A1; JP2015501274A; US9061934B2; TW201318982A; JP2017165648A

Abstract

본 발명은 유리 시트 절곡 장치 및 그 방법을 개시한다. 본 발명은 유리 시트의 원하지 않는 변형을 방지는 장치 및 방법을 제공함으로써 최신 기술을 향상시킨다. 본 발명의 장치 및 방법은 향상된 절곡 품질을 위해서 선택적 기계 장치와 함께 전체 유리 시트의 온도가 감소될 수 있도록 절곡부에서 부분 가열을 이용한다.

Description

얇은 유리 시트를 충분하게 절곡하는 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR TIGHT BENDING THIN GLASS SHEETS}

본 출원은 35 USC § 119 하에서 2011년 10월 10일에 출원된 미국 가출원 번호 제61/545,332호를 우선권 주장하고 있으며, 참조를 위해 그 모든 내용이 본 명세서에 포함되어 있다.

본 발명은 전반적으로 얇은 유리 시트에서 충분한 굽힘부 및 형성부를 성형하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 장치 및 방법은 얇은 유리 시트를 유리 표면 품질을 유지하면서 뒤틀림이 최소인 복잡한 기하학적 구조로 재성형하는 능력을 제공한다. 추가적인 이점에는 큰 유리 시트의 크기, 보다 낮은 예열 온도, 보다 짧은 순환 시간의 사용이 포함되고, 이들 모두는 비용 절약을 초래할 수 있다.

화학적으로 강화된 유리가 특히 용융 성형에 의해서 큰 사이즈의 얇은 시트로 제조될 수 있는 유리가 출현되어, 다양한 소비자 분야의 시장을 개척하고 있다. 이러한 새로운 시장은 디스플레이, 가전 제품 및 자동차 부품의 전기 장치에 얇은 시트 유리를 사용하는 시장을 포함한다. 잠재적인 응용분야의 예로 액정 디스플레이 (LCDs), 전기 영동 디스플레이 (EPD), 유기 발광 다이오드 디스플레이 (OLEDs), 플라즈마 디스플레이 패널 (PDPs) 등을 포함한다. 특히 이러한 시장에서 이온교환 얇은 시트 유리의 사용이 확대되어 매우 만곡된 국부 형상과 평탄한 부분의 조합에 중점을 둔 형상화된 입체 유리 시트에 대한 요구가 증대되고 있다.

현재, 유리 시트는 일반적으로 형성체로 유동하는 용융된 유리에 의해 제조되고 이로써 유리 리본이 예를 들어 슬롯 드로우, 플로우트, 다운 드로우, 퓨전 다운 드로우, 또는 업 드로우와 같은 다양한 리본 성형 공정 기술에 의해 성형될 것이다. 이후, 유리 리본은 추가 공정에 적합한 시트 유리를 다양한 적용분야에 제공하기 위해 순차적으로 나누어질 수 있다. 유리 시트의 형상의 변형을 허용하는 순차 제조 기술은 평탄한 유리가 사용될 수 있는 적용 분야의 수를 증가시키는 데 바람직하다. 자동차 유리가 좋은 예이며, 상기 자동차 유리의 현 설계는 간단한 평탄한 형상과는 동떨어져 있다.

그러나, 얇은 평탄한 유리 시트의 형상 변경에 대한 중요한 도전이 있다. 디스플레이 분야에 대해, 유리 시트의 광학 투명도가 극히 중요하고 융합 성형된 "초기 (pristine)" 특성을 유지하는 것도 중요하다. 시트 유리를 재성형하고 절곡하기 위해 사용된 표준 성형 기술은 성형 공구가 유리 표면에 나타내는 임의의 불규칙성에 영향을 미치는 경향이 있으므로, 유리의 디스플레이 영역과 공구의 접촉전형 양을 제한하는 성형 기술이 바람직하다. 추가적으로, 더 엄격히 제어된 변형 (예를 들면, 굽힘)과 더욱 얇은 유리 시트, 전형적으로 1mm 두께 이하의 유리 시트에 대한 요구는, 유리 시트를 구부리기 위한 전통적인 공정들이 필요한 구조체를 확실하게 만들 수 없기 때문에 적합하지 않다는 것을 의미한다.

따라서, 원하는 영역, 통상적으로, 완성된 제품의 가장 넓은 영역, 에서 평평함을 높은 수준으로 유지할 수 있고, 유리 시트의 초기 특성을 유지할 수 있고, 중요 영역에서 원하는 양만큼 변형시킬 수 있고, 그리고 높은 수준의 치수 제어를 허용하는 공정이 필요하다. 구체 예들은, 유리와의 접촉을 피하거나 최소화하면서, 선택적으로 유리 시트에서의 원치않는 변형을 피하기 위한 클램핑 및/또는 기계적인 수단으로써 목표로 한 가열을 이용하여 시트 유리를 성형하고 절곡 가능하게 하여 이러한 필요성을 처리하고 있다. 이러한 공정은 가전제품 (예를 들면, 디스플레이 제품), 자동차, 휴대용 전자장치 또는 재성형된 유리 시트를 포함한 여러 장치와 같은, 유리 시트를 포함한 광범위한 제품에서 유리 시트를 재성형하는 것에 적합할 수 있다.

본 발명의 일 특징은 시트 유리를 재성형하는 장치 및 방법을 제공하는 것에 있다. 더 구체적으로 본 발명의 목적은 굴곡부의 바깥쪽 지점에서 유리 시트에 대한 원치 않는 변형이 전혀 없거나 거의 없도록 시트 유리를 절곡하는 장치 및 방법을 제공하는 것에 있다.

첫 번째 실시예는 상기 유리 시트의 몸체를 지지하는 지지요소, 전체 가열 장치, 상기 유리 시트의 일 부분을 충분히 절곡할 수 있을 정도의 충분히 높은 온도에서 상기 유리 시트의 상기 부분을 가열하는 부분 가열장치, 및 절곡 영역의 상기 유리 시트 바깥쪽 및 상기 지지요소 반대쪽 절곡 영역의 면과 접촉하는 절곡 보조 장치를 포함하는, 유리 시트를 절곡하는 장치에 대한 것이다. 여러 구체 예에서, 상기 부분 가열장치는 상기 유리 시트를, 전도, 대류, 또는 복사를 포함한 방법에 의해, 가열하는 장치를 포함한다. 여러 구체 예에서, 부분 가열장치는 전도 요소를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 전도 요소는 금속, 금속 산화물, 탄소 화합물, 금속간 화합물, 세라믹 또는 유리 세라믹를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 전도 요소는 백금 (platinum), 니크롬 (nichrome), 칸탈 (kanthal), 백동 (cupronickel), 도핑 또는 도핑되지 않은 이규화몰리브데넘 (molybdenum disilicide), 금속 세라믹, 칼로드 (calrod), 양의 열계수 세라믹, 티탄산 바륨 (barium titanate), 티탄산 납 (lead titanate), 몰리브데넘 (molybdenum), 또는 탄화 규소 (silicon carbide)를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 절곡 보조 장치는 전체 절곡 공정 내내 상기 유리 시트와 접촉하는, 기계적으로 이동가능한 장치를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 절곡 보조 장치는 세라믹, 유리 세라믹, 금속, 또는 금속 산화물을 포함한다.

다른 구체 예는 상기 유리 시트의 몸체를 지지하는 지지요소, 전체 가열 장치, 상기 유리 시트의 한 부분을 충분히 절곡할 수 있을 정도의 충분히 높은 온도에서 상기 유리 시트의 상기 부분을 가열하는 부분 가열장치, 및 절곡 영역의 상기 유리 시트의 바깥쪽과 접촉하는 통제장치를 포함하는, 유리 시트 절곡 장치에 대한 것이다. 여러 구체 예에서, 상기 부분 가열장치는 상기 유리 시트를, 전도, 대류, 또는 복사를 포함한 방법에 의해 가열하는 장치를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 부분 가열장치는 복사를 포함한 방법에 의해 상기 유리 시트를 가열하는 장치를 포함한다. 여러 구체 예에 있어서, 상기 부분 가열 장치는 적외선 가열기를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 통제 장치는 상기 유리 시트가 절곡되는 동안에만, 상기 유리 시트와 접촉하는, 기계적으로 이동가능한 장치를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 통제 장치는, 단지 상기 유리 시트가 굴곡 지역의 바깥쪽에서 원치 않게 변형될 때, 원치 않는 변형을 포함한 지점에서, 상기 유리 시트와 접촉하는 고정된 장치를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 통제 장치는 세라믹, 유리 세라믹, 금속, 금속 산화물을 포함한다. 여러 구체 예에서 상기 전체 가열 장치는 상기 유리 시트의 유리 전이 온도 아래의 온도까지 상기 유리 시트를 가열한다. 여러 구체 예에서, 상기 통제 장치는 진공 또는 공기압 장치를 더 포함한다.

다른 구체 예는, 상기 유리 시트의 몸체를 지지하는 지지요소, 전체 가열 장치, 상기 유리 시트 부분의 한 부분을 충분히 절곡할 수 있을 정도의 충분히 높은 온도에서 상기 유리 시트의 상기 부분을 가열하는 부분 가열장치, 절곡 영역의 상기 유리 시트 바깥쪽과 접촉하는 통제 장치, 및 상기 절곡 영역의 유리 시트 바깥쪽 및 상기 지지요소의 반대쪽인 상기 절곡 영역의 면에서 접촉하는 절곡 보조장치를 포함하는 유리 시트 절곡 장치에 대한 것이다. 여러 구체 예에서, 상기 부분 가열장치는 상기 유리 시트를, 전도, 대류, 또는 복사를 포함한 방법에 의해, 가열하는 장치를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 부분 가열 장치는 적외선 가열기를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 부분 가열 장치는 전도 요소를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 전도 요소는 금속, 금속 산화물, 탄소 화합물, 금속간 화합물, 세라믹, 또는 유리 세라믹를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 전도 요소는 백금, 니크롬, 칸탈, 백동, 도핑 또는 도핑되지 않은 이규화몰리브데넘, 금속 세라믹, 칼로드, 양의 열계수 세라믹, 티탄산 바륨, 티탄산 납, 몰리브데넘, 또는 탄화 규소를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 절곡 보조 장치는 전체 절곡 공정 내내 상기 유리 시트와 접촉하는, 기계적으로 이동가능한 장치를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 절곡 보조 장치는 세라믹, 유리 세라믹, 금속, 또는 금속 산화물을 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 통제 장치는, 단지 상기 유리 시트가 절곡되는 동안에, 상기 유리 시트를 접촉하는, 기계적으로 이동가능한 장치를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 통제 장치는, 단지 상기 유리 시트가 절곡 지역의 바깥쪽에서 원치 않게 변형될 때, 원치 않는 변형을 포함한 지점에서 상기 유리 시트에 접촉하는 고정된 장치를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 통제 장치는 세라믹, 유리 세라믹, 금속, 또는 금속 산화물을 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 전체 가열 장치는 상기 유리 시트의 유리 전이 온도 아래의 온도까지 상기 유리 시트를 가열한다. 여러 구체 예에서, 상기 통제 장치는 추가적으로 진공 또는 공기압 장치를 포함한다.

다른 구체 예는, 구체 예의 장치를 제공하는 단계, 초기 유리 시트를 제공하는 하는 단계, 초기 유리 시트를 상기 장치에 위치시키는 단계, 절곡 보조 장치를 상기 초기 유리 시트에 적용하는 단계, 상기 초기 유리 시트를 전체적으로 가열하는 단계, 상기 초기 유리 시트의 단면을 부분적으로 가열하는 단계, 및 초기 유리시트의 적어도 한 부분을 절곡시키는 단계를 포함하는 유리 시트 절곡 방법이다. 여러 구체 예에서, 상기 절곡 보조 장치를 상기 초기 유리 시트에 적용하는 단계는 전체 절곡 공정 내내 상기 절곡 보조 장치를 적용하는 단계를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 초기 유리 시트는 이온교환성, 소다-라임 규산염 (soda-lime silicate), EAGLE XG®, 0211-타입, 또는 알카리 붕규산염 (alkali borosilicate) 유리 시트를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 전체적인 가열은 상기 유리 시트의 유리 전이 온도 아래의 온도에서 상기 초기 유리를 가열하는 단계를 포함한다. 여러 구체 예에서 상기 부분적으로 가열하는 단계는 상기 초기 유리 시트의 상기 단면을 상기 초기 유리 시트의 대략 유리 전이 온도까지 가열하는 단계를 포함한다. 여러 구체 예에서, 본 방법은 상기 유리 시트를 어닐링하는 단계를 더 포함한다.

다른 구체 예는, 구체 예의 장치를 제공하는 단계, 초기 유리 시트를 제공하는 단계, 초기 유리 시트를 상기 장치에 위치시키는 단계, 상기 초기 유리 시트를 전체 가열하는 단계, 상기 전체 유리 시트의 단면을 부분적으로 가열하는 단계, 통제 장치를 상기 초기 유리 시트에 적용하는 단계, 및 상기 초기 유리 시트의 적어도 한 부분을 절곡시키는 단계를 포함하는 유리 절곡 방법에 대한 것이다. 여러 구체 예에서, 상기 통제 장치를 상기 초기 유리 시트에 적용하는 단계는 단지 그 유리가 절곡되는 동안에 상기 통제 장치에 적용하는 단계를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 초기 유리 시트는 이온교환성, 소다-라임 규산염, EAGLE XG®, 0211-타입, 또는 알카리 붕규산염 유리 시트를 포함한다. 여러 구체 예에서, 전체 가열 하는 단계는 상기 유리 시트의 유리 전이 온도 아래의 온도까지 상기 초기 유리 시트를 가열하는 단계를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 부분적으로 가열하는 단계는 대략 상기 초기 유리 시트의 유리 전이 온도까지 상기 초기 유리 시트의 상기 단면을 가열하는 단계를 포함한다. 여러 구체 예에서, 본 방법은 상기 유리판 시트를 어닐링하는 단계를 더 포함한다.

다른 구체 예는 구체 예의 장치를 제공하는 단계, 초기 유리 시트를 제공하는 단계, 상기 초기 유리 시트를 상기 장치에 위치시키는 단계, 절곡 보조 장치를 상기 초기 유리 시트에 적용시키는 단계, 상기 초기 유리 시트를 전체 가열하는 단계, 상기 초기 유리 시트의 단면을 부분적으로 가열하는 단계, 통제 장치를 상기 초기 유리 시트에 적용하는 단계, 및 상기 초기 유리 시트의 적어도 한 부분을 절곡시키는 단계를 포함하는 유리 시트 절곡 방법에 대한 것이다. 여러 구체 예에서, 상기 절곡 보조 장치를 상기 초기 유리 시트에 적용시키는 단계는 전체 절곡 공정 내내 상기 절곡 보조 장치를 적용시키는 단계를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 통제 장치를 상기 초기 유리 시트에 적용시키는 단계는, 단지 유리가 절곡되는 동안에, 상기 통제 장치를 적용시키는 단계를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 초기 유리 시트는 이온교환성, 소다-라임 규산염, EAGLE XG®, 0211-타입, 또는 알카리 붕규산염 유리 시트를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 전체 가열하는 단계는 상기 유리시트의 유리 전이 온도 아래의 온도까지 상기 초기 유리 시트를 가열하는 단계를 포함한다. 여러 구체 예에서, 상기 부분적으로 가열하는 단계는 대략 상기 초기 유리 시트의 유리 전이 온도까지 초기 유리 시트의 상기 단면을 가열하는 단계를 포함한다. 여러 구체 예에서, 본 방법은 상기 유리 시트를 어닐링하는 단계를 더 포함한다.

여러 구체 예에서, 그 공정은 후-절곡 처리 공정을 더 포함한다. 여러 구체 예에서, 후-절곡 처리 공정은 냉각 단계를 포함하며, 이 냉각 단계에서 절곡 유리시트는 제거 이전에 전체 가열 장치에서 전체 가열된 온도로 냉각될 수 있다. 여러 구체 예에서, 본 공정은 후-절곡 처리를 허용하도록 전체 가열 장치에서 절곡 유리 시트를 유지하는 단계 또는 개별 가열 장치에 절곡 유리 시트를 위치시키는 단계를 더 포함한다. 여러 구체 예에서, 후-절곡 처리는 어닐링 단계를 포함한다.

다른 구체 예에서, 본 공정은 제1의 전체 가열장치에서 유리 시트를 전체 가열하는 단계, 선택적으로 제2의 전체 가열 장치일 수 있는 일 구체 예의 장치로 유리 시트를 이동시키는 단계, 초기 유리 시트를 절곡시키는 단계, 및 이 후 선택적으로, 후-절곡 처리를 위해서, 절곡 유리 시트를 제1 전체 가열장치 또는 제3 전체 가열 장치로 이동시키는 것을 포함한다.

구체 예의 이점은 최소의 변형과 우수한 기하학적 제어에 의한 얇은 유리 시트를 재성형하는 능력; 용융 성형된 유리 시트의 표면 품질을 유지할 수 있는 재성형 공정; 다양한 곡률과 각도에 따라 복잡한 기하학적 구조를 재성형하기 위한 성형 공정의 융통성; 공정에 의해 제한되는 것이 아닌, 단지 노 및/또는 장치 크기에 의존하는 시트 크기 (최종 제품의 크기); 주형 접촉으로부터의 유리 표면의 불규칙성이 없는 무주형 공정; 및 가능한 곡률 반경이 2mm 보다 작은 유리 시트의 엣지 절곡을 포함한다.

하기 본 발명의 요약 및 상세한 설명은 단지 예시적인 것이고, 청구항의 본질 및 특성을 이해하기 위한 의도로 제공되는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면은 추가적인 이해를 위한 것이고, 본 명세서의 일부를 이루도록 포함되어 있다. 도면은 하나 이상의 구체 예를 나타내고, 상세한 설명과 함께 다양한 구체 예의 작동 및 원리를 설명하기 위해서 사용된다.

도 1은 원으로써 강조된, 절곡 영역을 구획선 사이의 구역으로 확인할 수 있고 90도 절곡을 나타낸, 얇은 유리 시트의 사시도이다.
도 2는 직접 소성된 백금 튜브 공정의 실시 예로서, 유리 시트가 상기 유리 시트의 각각의 끝에서 서로 평행하게 위치한 2개의 백금 튜브를 가진 내화성 프레임 상에 위치된 실시 예와, 상기 유리 시트의 끝의 상부에 위치한 절곡 보조 장치의 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 절곡 전의 일 실시 예의 절곡 장치의 개략적인 도면으로서, 시트의 절곡 이전에 세라믹 튜브 및 지지 브래킷의 위치 결정을 나타낸 도면이다.
도 4는 절곡 후에 일 실시 예의 절곡 장치의 도면으로서, 유리 시트의 절곡 이후에 세라믹 튜브 및 지지 브래킷의 위치 결정을 나타낸 도면이다.
도 5는 평평한 유리 부분 위에서 두개의 선형 절곡이 만들어지는 경우에 대한 공정의 배치를 나타낸 도면 (도 5a)이다. 부재 번호 4는 유리 시트를 지시하고, 부재 번호 2는 일 실시 예의 지지 요소를 지시하고, 부재 번호 3은 절곡 구역을 지시하고, 부재 번호 6은 변형을 위해 부분적으로 가열되는 구역이고, 부재 번호 7은 엣지에서 절곡 구역까지의 유리의 구역이고, 그리고 부재 번호 8은 유리 시트의 두께이다. 도면 5b는 절곡 영역 부근에서 범프(bump)를 나타낸, 샘플의 표면 맵의 그래프이다.
도 6은 절곡 영역 부근의 유리 위에 부재 번호 1로 지시된 통제장치의 실시 예를 추가하여, 도 5a에 도시된 공정의 삽화(도 6a)이고, 부재 번호 3은 절곡 지역을 지시하고, 부재 번호 6은 부분 가열된 지역을 지시하고, 부재 번호 7은 엣지에서 절곡 지역까지를 나타낸 유리의 지역이고, 그리고 부재 번호 8은 유리 시트의 두께를 지시하고 있고, 로드부 (load)가 요구될 때에만 유리 시트와 접촉하도곡 상기 로드부가 작동되며, 도 6b는 통제 장치가 적용될 때 샘플의 안정도를 나타내는, 하나의 샘플 표면 맵의 그래프이다.
도 7은 유리 시트의 평평한 부분의 안정성에 관한 공정 윈도우의 개략적 도면이다. 예열 온도와 부분 가열 속도 사이의 관계는 안정성과 불안정성 영역으로 정의된다. 높은 부분 가열 속도는 순환 시간과 곡률의 반경을 감소시키기 위해서 요구되지만, 낮은 예열온도는 광학 표면 품질 및 형태를 유지하기 위해서 요구된다. 곡선 위치는 절곡 길이와 관련이 있으며, 여기서 더 긴 절곡은 곡선을 아래로 이동시킨다.
도 8은 도 8a-d에서 통제 장치, 그리고 지지 요소 및 유리 시트와 관련된 상기 통제장치의 위치에 대한 다양한 실시 예를 나타낸다. 모든 도면은 X-Z 평면 상에서 도시되어진다. 도 8a는 절곡지역이 부재 번호 3으로 지시된 상태로서, 지지요소(2)의 상부에 힘을 가하는 통제 장치(1)를 나타낸다. 도 8b는 절곡 지역이 부재 번호 3으로 지시된 상태로서, 진공압력을 통해 지지 요소(2) 외측에 힘을 가하는 통제 장치(1)을 나타낸다. 도면 8c는 절곡 지역이 부재 번호 3으로 지시된 상태로서, 진공압력을 통해 지지 요소(2)의 상부에 힘을 가하는 통제 장치(1)를 나타낸다. 도면 8d는 절곡 지역이 부재 번호 3으로 지시된 상태로서, 진공압력을 통해 지지 요소(2)의 아래, 및 상기 지지 요소의 내부이거나 바깥쪽 중 하나로부터 힘을 가하는 통제 장치(1)을 나타낸다.
도 9는 도 9a-b에서 유리 시트가 절곡 영역 바깥쪽 지역에서 원치 않게 변형이 일어난 경우 오직 유리 시트와 접촉하는 통제 장치의 실시 예를 나타낸다. 도 9a는 X-Z 평면 상에서의 개략적인 통제 장치의 도면으로서, 상기 통제 장치(1)는 유리 시트의 수 백 마이크로미터 이내에 위치하지만, 상기 유리 시트와 접촉하지는 않는다. 유리는 지지요소(2) 상에서 지지되고, 절곡 지역(3)의 가열을 통해 절곡된다. 도 9b는 도 9a에서의 Y-Z 평면의 상기 통제 장치 도면으로서, 부재 번호 1은 다시 유리 시트(4)로부터 약간 이격되고 만약 유리가 원치 않게 변형된다면 단지 유리와 접촉하는 강성의 통제 장치가 나타나 있다. 추가적으로 지지요소는 부재 번호 2로 지시된다.
도 10은 끝 엣지에서 본 2, 3,및 5mm의 다양한 절곡 반경을 가진 유리 시트의 도면이다.
도 11은 측정 지점에 따른 5mm 절곡 반경의 도면이다.
도 12는 측정 지점에 따른 3mm 절곡 반경의 도면이다.
도 13은 측정 지점에 따른 2mm 절곡 반경의 도면이다.

본 개시 내용은 아래 상세한 설명, 도면, 구체 예, 및 청구항과, 본 명세서의 상기 및 하기 설명을 참조하면 더 상세하게 이해될 수 있다. 그러나 본 조성물, 물건, 장치, 및 방법이 개시되고 기재되기 전에, 본 개시 내용은 별도로 언급되지 않았다면, 특정 조성물, 물건, 장치, 및 방법으로 한정되지 않으며, 통상적으로 변경될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한 본 명세서에서 사용된 용어는 특정 측면을 기술하려는 목적으로서, 한정하는 것으로 의도된 것이 아니다.

아래 설명은 본 발명의 이해를 돕기위해 제공된다. 이를 위하여, 당업자는 본 명세서에 기재된 다양한 측면에 대한 많은 변경과 유리한 결과를 얻을 수 있다는 것을 인식하고 알 수 있을 것이다. 요구되는 여러 장점이 다른 특징을 이용하지 않고도 개시된 발명의 일부를 선택함으로써 얻어질 수 있다는 것 또한 분명할 것이다. 그러한 이유로, 당업자는 많은 변경 및 적용이 가능하고, 특정 환경에서는 바람직할 수 있으며, 본 명세서의 일부일 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그러므로 다음의 설명은 실례로 제공되는 것이지 한정을 위한 것이 아니다.

개시된 방법 및 구성의 구체 예에 사용될 수 있거나, 조합해서 사용될 수 있거나, 제조에 사용되거나, 또는 상기 구체 예인 물질, 화합물, 조성물, 및 구성성분이 개시되어 있다. 이들 및 여러 물질이 본 명세서에 개시되어 있고, 이들 화합물의 각각의 다양한 개별적 그리고 집합적 조합 및 교환 (permutation)이 특정 참조로써 분명하게 개시되지 않을지라도, 이들 물질의 조합, 서브셋 (subset), 상호작용, 그룹 등이 개시될 때, 각각은 특징적으로 본 내용에 고려되고, 설명된 것으로 이해된다. 따라서, 만약 치환기 A, B 및 C의 분류 뿐 아니라 치환기 D, E, 및 F의 분류가 개시되었다면, 그리고 일 구체 예의 조합의 구체 예 (A-D)가 개시되었다면, 이후 이들 각각은 개별적으로 그리고 집합적으로 고려된다. 따라서, 이러한 예에서, 각각의 조합 (A-E, A-F, B-D, B-E, B-F, C-D, C-E, 및 C-F)이 특별하게 고려되고, A, B 및 C; D, E 및 F; 그리고 구체 예의 조합 A-D로부터 개시된 것으로 간주되어야 한다. 마찬가지로, 임의의 서브셋 또는 이들의 조합이 또한 특별하게 고려되고 개시된다. 따라서, 예를 들면, A-E, B-F, 및 C-E의 서브그룹이 특별하게 고려되고, A, B 및 C; D, E 및 F; 및 구체 예의 조합 A-D로부터 개시된 것으로 간주되어야 한다. 개시된 조성물의 사용 및 제조 방법에서 단계 및 조성물의 임의의 구성성분을 포함한 발명의 모든 측면에 적용되지만, 이로써 한정되는 것은 아니다. 따라서, 실행될 수 있는 다양한 추가적인 단계가 있다면, 이러한 추가적 단계 각각은 개시된 방법의 임의의 특별한 구체 예 또는 개시된 방법의 구체 예의 조합으로써 실행될 수 있고, 그리고 이러한 조합 각각이 특별하게 고려되고, 개시된 것으로 간주되었음이 이해된다.

후술할 명세서 및 청구 범위에서, 다수의 용어들은 다음과 같은 의미를 가진다.

"포함한다" 또는 이와 같은 용어들은 단지 예를 들자면, 즉 배타적이기 보다는 포괄적인 의미이다.

"약" 이라는 용어는 별도로 언급하지 않는다면, 범위에서의 모든 용어와 관련있다. 예를 들면, 약 1, 2, 또는 3은 약 1, 약 2, 또는 약 3과 동일하며 추가적으로 약 1-3, 약 1-2, 또는 약 2-3을 포함한다. 조성물, 구성성분, 구성요소, 첨가물, 및 이들의 특성에 대해 개시된 특정 바람직한 값 및 그 범위는 단지 설명을 위한 것이다. 그것들은 정의된 범위 내의 다른 정의된 값 또는 다른 값들은 제외할 수 없다. 본 발명의 조성물 및 방법은 본 명세서에 기재된 임의의 값 또는 임의의 합쳐진 값, 특정한 값, 더 특정한 값, 및 바람직한 값의 조합을 가지는 것들을 포함한다.

만약 달리 특정되지 않았다면, 본 명세서에서 사용된 단수 표현은 적어도 하나 또는 하나 또는 그 이상을 의미한다.

"지지 요소" 라는 용어는 장치 내에서 유리 시트를 지지하기 위해 사용된 물체를 의미한다. 지지 요소는 장치 내에서의 유리 시트의 배치를 가능하게 하고, 유리 시트를 지지하고, 절곡될 유리 시트를 허용하는 임의 형태를 포함할 것이다. 지지 요소는 전형적으로 유리 시트의 "몸체" 또는 주된 부분을 지지한다. 지지 요소는 한 면 또는 두 면에서 유리 시트와 접촉할 수 있거나 또는 유리가 처리됨에 따라 접촉점을 변경할 수 있다. 지지 요소는 유리 시트를 이동시키지 않고도 행해질 다중 절곡이 가능하도록 설계되거나 또는 동시에 행해질 다중 절곡이 가능하도록 설계된다. 추가적으로, 지지 요소는 예를 들어, 가요성의 또는 형상 변경 가능한 지지부를 포함함으로써, 유리 시트에 대해 복잡한 형상 또는 절곡을 가능하게 한다. 여러 예의 지지 요소에는 솔리드형 또는 허니콤형 판이나 표면, 외부 지지 프레임, 지지 칼럼, 롤러나 컨베이어, 또는 공기압 이나 진공 압력을 만드는 요소가 포함되지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 공기압 또는 진공 압력을 만드는 요소의 경우에, 이와 같은 지지요소는 유리 시트가 고체 지지부와의 물리적 접촉을 피할 수 있게 하는 경우일 수 있다.

"전체 가열 장치"라는 용어는 전체 유리 시트를 동시에 가열하기 위해서 사용될 수 있는 가열 장치를 말하며, 선택적으로 지지요소, 통제 장치 및/또는 절곡 보조 장치 또한 가열한다. 전체 가열 장치는 임의의 알려진 가열 공정에 의해서 유리 시트를 가열할 수 있고, 단지 예를 들자면, 저항 가열, 연소 가열, 유도 가열, 또는 전자기 가열에 의해서 작동할 수 있다. 전체 가열 장치로부터 유리 시트로의 열 전달은 대류, 전도, 또는 복사에 의해 발생할 수 있다. 전체 가열 장치의 구체 예의 예시들은 레어 (lehr)로 또는 터널 가마 (tunnel kiln)와 같은 가마 (kiln), 또는 하부 적재될 수 있거나 상부 모자 형태의 고정 용광로를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 추가 적으로, 전제 가열 장치는 선택적으로 다른 공정 단계에서 개별적으로 사용될 수 있는 다수의 가열 장치를 포함할 수 있다.

"부분 가열 장치"라는 용어는 유리 시트의 한 부분만을 가열하는 장치를 말한다. 부분 가열 장치는 임의의 알려진 가열 공정에 의해서 유리 시트를 가열할 수 있고, 예를 들면 저항 가열, 연소 가열, 유도 가열, 또는 적외선이나 레이저나 또는 마이크로파 가열과 같은 전자기적 가열에 의해서 작동할 수 있다. 전체 가열 장치로부터 유리 시트로의 열 전달은 대류, 전도, 복사에 의해서 발생할 수 있다. 부분 가열 장치의 구체 예의 예는 적외선 가열기, 레이저, 버너, 또는 유리에 열을 전도하는 백금이나 실리콘 카바이드나 이규화몰리브데넘과 같은 형상 금속 접촉부을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 여러 구체 예에서, 부분 가열 장치는 동시에 전체적인 가열 장치와 함께 사용되거나 또는 그 이후에 사용된다.

"절곡 보조 장치"라는 용어는 부분가열 지역 바깥 지점에서 유리 기판의 비 절곡 부분에 접촉하거나 힘을 가하고 절곡 공정을 추가적으로 제어할 수 있는 요소를 말한다. 절곡 보조 장치는 유리 시트에 접촉하거나 힘을 가할 수 있게 하고, 유리의 절곡을 도울 수 있고, 및/또는 상기 절곡 보조 장치가 절곡 특성 및/또는 절곡 특징을 향상하는 기능을 수행할 수 있게 하고, 낮은 온도에서 유리 시트의 절곡을 허용하고, 및/또는 유리 시트의 절곡에 필요한 시간을 줄이는 임의의 형상 또는 구조를 포함할 수 있다. 절곡 보조 장치의 구체 예의 예는 유리 시트와 접촉하는 지지요소에 부착된 회전 브래킷 위의 롤러 또는 휠을 포함하고, 단지 예를 들자면, 상기 롤러 또는 휠은, 유리시트와 접촉하고, 시트 절곡으로서 움직이기 위해 절곡 보조 장치와 유리 시트사이의 접촉점을 가능하게 한다.

"통제 장치" 라는 용어는 절곡 공정의 결과로서 유리 시트에서 원치 않는 찌그러짐과 변형을 제한할 수 있는 지지 요소처럼, 절곡부의 동일면의 한 지점에서 유리 기판의 비-절곡 부분과 접촉하고, 상기 비-절곡 부분에 힘을 가하는 요소를 말한다. 통제 장치는 유리 시트와 접촉할 수 있게 하거나 또는 상기 유리 시트에 힘을 가할 수 있게 하고, 유리 시트에서 원치 않는 변형을 방지할 수 있는 임의의 형상 또는 구조를 포함한다. 통제 장치의 구체 예의 예는 솔리드형이거나 허니콤형 판이나 표면, 외부 지지 프레임, 지지 칼럼이나 롤러, 또는 공기압 또는 진공 압력을 만드는 요소들을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 공기압 또는 진공 압력을 만드는 요소의 경우에, 이와 같은 지지요소는 유리 시트가 통제 장치와의 물리적 접촉을 피할 수 있게 하는 경우일 수 있다.

전체 시트가 융합 성형될 수 있는 전류 이온 교환 가능한 유리와 같은 많은 유리가 재형성될 때, 그 전체 시트가 크래킹되는 것을 피하기 위해 반드시 가열되야 한다. 이것은 예를 들면, 노에서 전체 시트를 가열하고, 이 후 상기 시트가 식기 전에 재성형하는 것이 요구된다. 그러나 재성형이 요구되지 않는 시트 영역 즉, 절곡 영역 바깥쪽 (도면.1 참조) 시트 영역 부분의 평탄도를 유지하기 위해서, 상기 시트의 전체 가열을 위한 온도가 최소일 것이 바람직할 수 있다. 시트가 임의의 고체 요소 (예를 들면, 지지 요소, 절곡 보조 장치 및/ 또는 통제 장치)와 접촉하게 되는 곳에서 자국이나 손상이 적게 나타나기 때문에, 더 낮은 전체 온도는 유리 시트의 평평한 부분의 표면 품질을 향상시킨다. 추가적으로, 상승된 전체 온도는 시트의 평평한 지역에서 변형을 일으키거나 울퉁불퉁한 절곡 외형을 만들 수 있다.

본 발명의 한 특징은 절곡 공정 동안 유리 시트의 전체 온도를 낮출 수 있다는 것이다. 다른 유리 시트 절곡 장치 및 공정과 비교하면, 구체 예는 더 얇은 유리 및/또는 불안정성의 발생이 더 적은 (큰 열팽창계수(CTE)를 갖는 이온 교환성 유리와 같이) 보다 큰 열팽창 유리 조성을 갖는 유리로 사용될 수 있다.

여러 구체 예에 의하면, 절곡 지역에서의 부분 가열에 따른 유리 전이 상태 아래의 전체 가열을 이용하여 평평한 유리 시트의 절곡과 성형이, 선택한 절곡 지역 성형을 가능하게 한다. 여러 구체 예에서, 평평한 유리 시트의 절곡 및 성형은 선택한 절곡 지역 성형을 위해서 절곡 지역에서 부분 가열에 따른 연화점 아래의 전체 가열을 사용하는 것을 포함한다.

여러 구체 예에서, 유리 시트는 적층될 수 있는 다층 유리를 포함할 수 있다. 여러 구체 예에서, 유리 층은 다른 유리 조성물을 포함한다.

여러 구체 예에 의하면, 절곡 지역에서 부분 가열에 따른 전체 가열을 사용하는 평평한 유리 시트의 절곡과 성형이, 선택한 절곡 지역 성형을 가능하게 한다. 구체 예가 임의 타입의 유리 시트로 사용될 수 있다. 여러 측면에 있어서, 구체 예들은 이온 교환성, 소다-라임 규산염, EAGLE XG^®, 0211-타입에 있어서, 또는 알카리 붕규산염 유리 시트에 대해서 유용하다. 여러 구체 예에서, 유리 시트의 두께에는 약 100 μm, 200 μm, 300 μm, 400 μm, 500 μm, 600 μm, 700 μm, 800 μm, 900 μm, 1 mm, 1.1 mm, 1.2 mm, 1.3 mm, 1.4 mm, 1.5 mm, 1.6 mm, 1.7 mm, 1.8 mm, 1.9 mm, 2.0 mm, 2.1 mm, 2.2 mm, 2.3 mm, 2.4 mm, 2.5 mm, 2.6 mm, 2.7 mm, 2.8 mm, 2.9 mm, 3.0 mm, 3.1 mm, 3.2 mm, 3.3 mm, 3.4 mm, 3.5 mm, 3.6 mm, 3.7 mm, 3.8 mm, 3.9 mm, 4.0 mm, 4.1 mm, 4.2 mm, 4.3 mm, 4.4 mm, 4.5 mm, 4.6 mm, 4.7 mm, 4.8 mm, 4.9 mm, 또는 5.0 mm 가 포함된다. 여러 구체 예에서, 유리 시트의 절곡부의 변경에는 100 μm, 200 μm, 300 μm, 400 μm, 500 μm, 600 μm, 700 μm, 800 μm, 900 μm, 1 mm, 1.1 mm, 1.2 mm, 1.3 mm, 1.4 mm, 1.5 mm, 1.6 mm, 1.7 mm, 1.8 mm, 1.9 mm, 2.0 mm, 2.1 mm, 2.2 mm, 2.3 mm, 2.4 mm, 2.5 mm, 2.6 mm, 2.7 mm, 2.8 mm, 2.9 mm, 3.0 mm, 3.1 mm, 3.2 mm, 3.3 mm, 3.4 mm, 3.5 mm, 3.6 mm, 3.7 mm, 3.8 mm, 3.9 mm, 4.0 mm, 4.1 mm, 4.2 mm, 4.3 mm, 4.4 mm, 4.5 mm, 4.6 mm, 4.7 mm, 4.8 mm, 4.9 mm, 5.0 mm, 5.5 mm, 6.0 mm, 6.5 mm, 7.0 mm, 7.5 mm, 8.0 mm, 8.5 mm, 9.0 mm, 9.5 mm, 10.0 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, 35 mm, 40 mm, 50 mm, 60 mm, 70 mm, 80 mm, 90 mm, 100 mm, 125 mm, 150 mm, 또는 200 mm가 포함된다. 여러 구체 예에서, 절곡부는 200mm보다 큰 반경을 가지는 곡선을 포함한다. 여러 구체 예에서, 유리 시트에서의 절곡부은 약 200 μm 내지 약 5mm, 약 200 μm 내지 약 3mm, 약 200 μm 내지 약 2mm, 약 200 μm 내지 약 1mm, 약 300 μm 내지 약 5mm, 약 300 μm 내지 약 3mm, 약 300 μm 내지 약 2mm, 약 300 μm 내지 약 1 mm, 약 400 μm 내지 약 5 mm, 약 400 μm 내지 약 3 mm, 약 400 μm 내지 약 2 mm, 약 400 μm 내지 약 1 mm, 약 500 μm 내지 약 5 mm, 약 500 μm 내지 3 mm, 약 500 μm 내지 약 2 mm, 또는 약 500 μm 내지 약 1 mm의 반경을 포함한다. 여러 구체 예에서, 절곡부는 스플라인과 같은 복잡한 곡선, 또는 다양한 반경의 곡선 조합을 포함한다.

여러 구체 예에서, 전체 가열장치의 가열에 의한 저항 가열, 연소 가열, 유도 가열, 또는 전자기적 가열을 포함한다. 여러 구체 예에서, 전체 가열 장치는 가마를 포함한다. 여러 구체 예에서, 전체 가열 장치는 노를 포함한다. 여러 구체 예에서, 전체 가열 장치는 다른 공정 단계에서 각각 선택적으로 사용하는 다중 가열장치를 포함한다. 여러 구체 예에서, 전체 가열 장치는 시트가 절곡 된 후에 유리 시트에서의 응력을 막는데 도움이 된다. 여러 구체 예에서, 전체 가열 장치는 유리 시트가 절곡된 후에 유리 시트를 어닐링하기 위해 사용된다.

여러 구체 예에서, 전체 가열은 유리 전이 온도, 어닐링 온도, 변형 점, 또는 연화점 이하의 온도에서 유리를 가열하는 것을 포함한다. 여러 구체 예에서, 전체 가열은 대략 유리 전이 온도, 어닐링 온도, 변형 점, 또는 연화점의 온도에서 유리를 가열하는 것을 포함한다. 여러 구체 예에서, 전체 가열은 유리 전이 온도, 어닐링 온도, 변형 점, 또는 연화점 이상의 온도에서 유리를 가열하는 것을 포함한다. 여러 구체 예에서, 유리 시트의 전체 가열은 유리의 점도가 약 10¹⁰내지 약 10²¹ 포이즈, 약 10¹¹ 내지 약 10¹⁸ 포이즈, 약 10¹³ 내지 약 10¹⁵ 포이즈가 되는 온도까지 가열하는 것을.포함한다. 여러 구체 예에서, 유리 시트의 전체 가열은 유리의 점도가 약 10⁷, 10⁸, 10⁹, 10¹⁰, 10¹¹, 10¹², 10¹³, 10¹⁴, 10¹⁵, 10¹⁶, 10¹⁷, 10¹⁸, 10¹⁹, 10²⁰, 또는 10²¹인 온도까지 가열하는 것을 포함한다. 여러 구체 예에서, 전체 가열은 약 350℃, 400℃, 450℃, 500℃, 550℃, 580℃, 600℃, 620℃, 650℃, 700℃, 또는 750℃ 범위의 온도에서 유리를 가열하는 것을 포함한다.

여러 구체 예에서, 유리 시트의 전체 가열은 상기 유리 시트의 유리 전이 온도와 동등한 온도에서 가열하는 것을 포함한다. 여러 구체 예에서, 유리 전이 온도(T_g)는 유리의 점도가 약 10¹³포이즈가 되는 점을 포함한다. 여러 구체 예에서, 전체 가열 온도는 유리 시트의 유리 전이 온도와 관련하여 약 -70℃ 내지 +70℃의 범위를 포함한다. 여러 구체 예에서, 유리 전이 온도는 약 500℃, 550℃, 580℃, 600℃, 620℃, 650℃, 700℃, 또는 750℃이다.

다른 한 측면은 절곡 공정을 제어하기 위해 유리 시트의 부분 가열을 사용하는 것을 포함한다. 부분 가열 공정은 절곡부의 곡률 최적화에서 중요 요소를 포함한다. 유리 시트는 변형을 부분적으로 하기 위해 좁은 밴드에서 반드시 가열되어야 한다. 좁은 밴드의 달성을 가능케 하는 파라미터는 (열 플럭스에 영향을 주는) 가열 요소의 외형과 위치, 전체 온도 (만약 전체 온도가 낮다면, 절곡 지역 밖의 유리는 가열된 지역으로부터 전도에 의한 열 전달 때문에 빠르게 변형되지는 않을 것이다.), 및 가열력 (heating power) (큰 가열역 값은 온도의 급격한 상승을 가능하게 하여, 절곡 영역 바깥쪽의 상대적으로 낮은 온도의 유지를 가능하게 한다.)를 포함한다. 더 큰 부분 가열력을 적용하는 능력은 직접적으로 유리 부분을 절곡하기 위해 요구되는 시간에 큰 영향을 미친다. 절곡 단계가 공정 (점진적으로 가열 및 냉각하는 여러 단계) 의 병목현상을 일으키는 경우에는, 이것은 이점이 될 수 있다.

여러 구체 예에서, 부분 가열은 어닐링 온도, 변형점, 연화점, 또는 용융점 이하의 온도에서 유리를 가열하는 것을 포함한다. 여러 구체 예에서, 부분 가열은 대략 유리 전이 온도, 어닐링 온도, 변형점, 또는 연화점의 온도에서 유리를 가열하는 것을 포함한다. 여러 구체 예에서, 부분 가열은 유리 전이 온도, 어닐링 온도, 변형점, 또는 연화점 이상의 온도에서 가열하는 것을 포함한다. 여러 구체 예에서, 유리 시트의 전체 가열은 유리의 점도가 약 10⁷ 내지 약 10¹⁴ 포이즈, 약 10⁸ 내지 약 10¹³ 포이즈, 약 10⁹ 내지 약 10¹² 포이즈인 온도까지 가열하는 것을 포함한다. 여러 구체 예에서, 유리 시트의 가열은 유리의 점도가 약 10⁷, 10⁸, 10⁹, 10¹⁰, 10¹¹, 10¹², 10¹³, 또는 10¹⁴인 온도까지 가열하는 것을 포함한다. 여러 구체 예에서, 부분 가열은 약 500℃, 550℃, 580℃, 600℃, 620℃, 650℃, 700℃, 750℃, 800℃, 850℃, 900℃, 950℃, 1000℃, 1050℃, 또는 1100℃ 범위의 대략적인 온도에서 유리를 가열하는 것을 포함한다.

여러 구체 예에서, 유리 시트의 부분 가열은 유리 시트의 연화점과 대략적으로 동일한 온도에서 가열하는 것을 포함한다. 여러 구체 예에서, 연화점은 유리의 점도가 약 10^7.6 포이즈인 점을 포함하는 리틀턴 (Littleton) 연화점을 포함한다. 여러 구체 예에서, 연화점은 유리의 점도가 약 10⁹내지 약 10¹¹ 포이즈인 점을 포함하는 팽창계의(dilatometric) 연화점을 포함한다. 여러 구체 예에서, 연화점은 비카트 (Vicat) 방법 (aSTM-D1525 또는 ISO 306), 열 편향 테스트 (the Heat Deflection Test) (aSTM-D648), 섬유 신장(fiber elongation) 방법 (aSTM-C338), 및/또는 링 및 볼 (ring and ball) 방법 (aSTM E28-67)에 의해 결정된다. 여러 구체 예에서, 부분 가열 온도 범위는 유리 시트의 연화점과 관련하여 약 -70℃ 내지 +70℃의 온도 범위를 포함한다. 여러 구체 예에서, 연화점은 약 620℃, 650℃, 700℃, 726℃, 750℃, 800℃, 850℃, 900℃, 950℃, 또는 1000℃이다.

여러 구체 예에 의하면, 부분 가열 소스가 정밀한 부분 가열을 위해서 유리 시트에 매우 가까이 근접하거나 접촉할 수 있어, 전체 유리 온도를 최소화하고, 및/또는 유리 시트의 변형을 방지하여, 최종 형태 및/또는 구조의 제어를 우수하게 한다. 부분 가열은 예를 들면, 복사, 전도, 대류에 관한 몇몇의 메커니즘들을 포함한다. 부분 가열은 적외선 가열기, 플레임 토치나 버너, 요소의 저항 가열부, 또는 당업자에게 알려진 여러 수단에 의해 행해진다. 여러 구체 예에서, 부분 가열은 방열 가열 (radiative heating)의 사용을 포함한다. 여러 구체 예에서, 부분 가열은 적외선 가열기의 사용을 포함한다. 구체 예에 사용된 적외선 가열기는 유리에 좁고 집중된 빔을 만들기 위해 몇몇의 거울 또는 다른 광학장치들과 함께 사용될 수 있다.

여러 구체 예에서, 부분 가열 장치는 저항 가열된 금속 막대와 같은 전도 요소들을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 여러 구체 예에서, 전도 요소는 금속, 금속 산화물, 탄소 화합물, 금속간 화합물, 세라믹, 또는 유리 세라믹을 포함한다. 여러 구체 예에서, 전도 요소는 백금, 니크롬, 칸탈, 백동, 도핑된 또는 도핑되지 않은 이규화몰리브데넘, 금속 세라믹, 칼로드, 양의 열계수 세라믹, 티탄산 바륨, 티탄산 납, 몰리브데넘, 또는 탄화 규소를 포함한다. 한 예로서, 도 2에서의 구체 예는 세라믹 지지 브래킷 상에서 직접 소성된 백금 막대를 포함한다. 백금 막대는 유리 시트의 최소 영역이 부분적으로 가열될 수 있도록 상기 유리 시트를 전도적으로 가열한다. 예시에서 백금의 전도 요소가 제시될 때, 전도 요소로서 시행될 수 있는 물질에 대한 유일한 제한은 상기 요소가 유리의 재형성하는 연화점 범위의 온도에 도달하기 위해 필수적으로 필요하다는 것이다. 유리의 팽창계 연화점 근처의 온도는 시트가 재성형가능한 동안 시트의 평평함을 유지하기 위해서 사용될 수 있다. 예를 들면 약 3.5 x 10⁹ 포이즈 범위의 온도는 코닝 코드 (Corning Code) 2318 알카리 알루미노실리케이트 (alkali aluminosilicate) 유리를 재성형하기 위해 필수적이다.

여러 구체 예에서, 전도 요소는 유리에서 원하는 절곡의 형상을 반영한 형상을 포함한다. 여러 구체 예에서, 다중 전도 요소는 더 복잡한 형상을 만들기 위해서 존재한다. 여러 구체 예에서, 전도 요소는 원형, 타원형, 정사각형, 다면체, 스플라인형 또는 장식용 단면을 포함한다. 여러 구체 예에서 전도 요소의 단면은 원을 포함한다. 여러 구체 예에서, 전도 요소의 원 단면의 반경은 약 100 μm, 200 μm, 300 μm, 400 μm, 500 μm, 600 μm, 700 μm, 800 μm, 900 μm, 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 또는 10 mm 이다.

여러 구체 예에서, 전도 요소는 기계적 지지체를 더 포함한다. 여러 구체 예에서, 기계적 지지체는 부하를 받는 상태 동안에, 전도 요소의 구조적 일체성과 직선도의 유지를 돕고, 그리고 추가적으로 전도 요소의 냉각을 향상시킬 수 있는 가열 싱크로서 작용한다. 여러 구체 예에서, 기계적 지지체는 금속 산화물, 탄소 화합물, 금속간 화합물, 세라믹, 또는 유리 세라믹를 포함한다. 여러 구체 예에서, 기계적 지지체는 세라믹 또는 유리 세라믹를 포함한다.

여러 구체 예에서, 전도 요소는 선택적으로 이형제(release agent)로 코팅된다. 이형제는 유리 시트가 전도 요소에 부착되는 것을 막거나 감소시키기 위해 알려진 조합의 또는 임의 조합의 화합물을 포함한다. 여러 구체 예에서, 유리 시트는 전도 요소로의 부착을 막기 위한 화합물로 코팅되어 있다. 여러 구체 예에서, 이형제는 질화 붕소(boron nitride), 흑연 또는 다른 탄소 형태, 또는 미네랄 오일을 포함한다.

다른 한 측면은 절곡 공정 동안에 절곡 순환 시간 감소, 감소된 곡률 반경, 및 유리 시트의 전체 온도의 하강을 위한 절곡 보조 장치를 포함한 장치 및 방법을 포함한다. 여러 구체 예에서, 본 발명의 장치는 절곡 보조 장치를 포함한다. 여러 구체 예에서, 절곡 보조 장치는 유리의 절곡 공정을 돕는다. 여러 구체 예에서, 절곡 보조 장치는 지지요소로부터 부분 가열 영역의 바깥쪽 및 마주한 면 상에서 유리 시트와 첩촉한다. 도 3은 유리 시트의 양단에서 절곡 보조 장치가 존재하는 한 구체 예의 간략화된 도면을 나타낸다. 이 구체 예에서, 부분 가열 요소는 유리 시트 아래에 위치한 금속 튜브이다. 부분 가열 요소의 활성화 시 및 유리가 절곡 온도에 도달했을 시, 절곡 보조 장치는 수동으로 적용될 수 있거나, 자동으로 적용될 수 있거나, 또는 유리 시트의 절곡에서 중력을 도울 수 있다. 도 4는 절곡 보조 장치의 한 구체 예에 따라 세라믹 지지체 상에서 백금 튜브를 포함한 한 구체 예의 도면이며, 절곡 공정 이후의 유리 시트를 나타낸다.

여러 구체 예에서, 절곡 보조 장치는 금속, 금속 산화물, 탄소 화합물, 금속간 화합물, 세라믹 또는 유리 세라믹를 포함한다. 위에 기재되었듯이, 절곡 보조 장치는 유리 시트와 접촉하고 유리 시트에 힘을 가할 수 있고 유리 시트를 절곡하는데 도움이 될 수 있고 및/또는 상기 절곡 보조 장치가 절곡 성질 및/또는 특성을 향상시키는 기능을 수행할 수 있게하고, 낮은 온도에서 유리 시트를 절곡하는 것을 돕고, 및/또는 유리 시트를 절곡하기 위해 필요한 시간을 줄이는 임의의 형상 또는 구조를 포함할 수 있다. 여러 구체 예에서, 절곡 보조 장치는 롤러, 휠, 튜브, 막대 또는 원형 단면을 갖는 여러 요소들을 포함한다. 이러한 구체 예에서, 절곡 보조 장치는 유리 시트 절곡부처럼 유리 시트의 표면에 손상이 없이 유리 시트 상의 상대 위치를 변경시킬 수 있다. 여러 구체 예에서, 절곡 보조 장치는 유리 시트의 표면 변형 가능성을 최소화하기 위해 유리 시트와 최대한 접촉하는 비-원형단면을 갖는 여러 요소 또는 플레이트를 포함한다.

추가적으로, 여러 구체 예에서, 절곡 보조 장치는 유리 시트 상의 접촉 및/또는 압력을 유지하기 위해서 절곡 보조 장치를 위치시키고 그것이 유리 절곡부처럼 상기 절곡 보조 장치를 회전시킬 수 있고 및/또는 움직일 수 있게 하는 하나 이상의 브래킷을 포함할 수 있다. 그 절곡 보조 장치는 청구된 공정의 구체 예에서의 온도에서 구조적 합치성을 유지하는 임의의 물질을 포함할 수 있다. 90° 절곡하기 위한 도 3의 실시예에서 개시된 바와 같이, 절곡 보조 장치는 임의의 각도의 절곡을 위해서 사용될 수 있다. 절곡 보조 장치는 0°보다 크고 약 170°까지, 0°보다 크고 약 160°까지, 0°보다 크고 약 150°까지, 0°보다 크고 약 140°까지, 0°보다 크고 약 130°까지, 0°보다 크고 약 120°까지, 0°보다 크고 약 110°까지, 0°보다 크고 약 100°까지, 0°보다 크고 약 90°까지, 0°보다 크고 약 80°까지, 0°보다 크고 약 70°까지, 0°보다 크고 약 60°까지, 0°보다 크고 약 50°까지, 0°보다 크고 약 40°까지, 0°보다 크고 약 30°까지, 0°보다 크고 약 20°까지, 또는 0°보다 크고 약 10°까지의 절곡 각도를 만드는 데 도움이 될 수 있다.

다른 한 측면은 유리 시트에 대한 원치않는 변형을 막고, 절곡 공정 동안 필요한 유리 시트의 전체 온도를 낮출 수 있는 통제 장치를 포함한 장치 및 방법을 포함한다. 여러 구체 예에서, 본 발명의 장치는 통제 장치를 포함한다. 여러 구체 예에서, 통제 장치는 절곡 지역 바깥쪽에서 유리 시트가 절곡되거나 휘는 것을 막는다. 여러 구체 예에서, 그 통제 장치는 이동가능한 요소를 포함하고, 절곡 공정 동안에 단지 유리 시트와 접촉한다. 여러 구체 예에서, 통제 장치는 이동불가한 요소를 포함하고, 만약 절곡 공정 동안에 유리 시트가 변형된다면, 단지 유리 시트와 접촉한다. 여러 구체 예에서, 절곡 보조 장치 및 통제 장치 모두 존재한다.

도 5a는 유리의 가능한 변형에 필요한 온도 이상의 부분, 복사 가열을 받는 비-통제된 유리 시트를 나타내고 있다. 예상되듯이, 유리가 절곡되지만, 최종 절곡부는 절곡 영역의 바깥쪽 유리 표면의 변경을 야기한다(도 5b). 한가지 구체 예에서, 절곡 지역 바깥의 원치않는 변형을 피하는 방법은 절곡 영역의 바깥쪽 유리 시트에 압력을 가하여, 본질적으로 지지 요소에 대해 유리 시트를 가압하는데 (도 6a) 사용되는 통제 장치를 사용하는 것이다. 도 6b는 통제 장치의 구체 예가 사용되는 동안 절곡 이후에 유리 시트의 최종구조를 나타낸다. 알 수 있는 바와 같이, 절곡부 근처 유리 시트는 더 많이 일정하고, 상당히 적은 변형을 가진다.

임의의 이론으로 제한되는 것을 원하지 않으면서, 통제 요소가 절곡 지역 바깥쪽 유리 시트의 이동을 막고, 이에 따라 필수적으로 유리 시트를 상기 유리 시트의 평평한 구조로 로크 (lock)하여 부분 가열 순환 동안에 변형 가능성을 제거하는 것으로 믿어진다. 좀 더 구체적으로, 탄성플레이트 이론에서, 압축된 플레이트의 안정성의 개시가 있다. (예로서, 참고 자료로 본 발명이 포함된, Ronald D. Ziemian의 'Guide to Stability Design Criteria for Metal Structures, wiley, 2010'의 1078페이지를 참조).

상기 식에서, E는 영의 계수이고, v 는 포이즌 비이고, Ψ는 플레이트의 경계 상태에 따른 파라미터이고, 상기 파라미터의 최소값은 Ψ= 0.1 이고, h는 플레이트의 두께이고, b는 압축 지역의 너비이다(도면 5 및 6에서 "5"). 이는 부분 가열 영역이 가장 자리로 가는 것을 의미하는 (참고로 "7"=0) 냉각 길이가 없는 곳의 상태와 상응한다. (도 5 및 6에서 "7"로 지시됨).

σ_cr의 값은 한계치를 결정하며 이 한계치를 넘어서면 플레이트가 안정되지 않고 변형된다. 이에 대한 설명은 유리 절곡이 정확하게 적용되지 않는데 그 이유는 물질이 순수하게 탄성적이지 아니하므로, 상기 물질이 점성 완화에 의해 실제 응력의 일부를 소산시키기 때문이다. 그러나, 비-균일 온도 장에 있는 유리에서의, 가압된 응력은 다음 식에 의해서 추정될 수 있다;

상기 식에서, α는 유리 열 팽창 계수(CTE)이고, ΔT는 유리 시트의 가열된 지역과 나머지 부분 사이의 온도 차이이다. 이 후, 부분 가열시 유리 시트의 안정성에 영향을 주는 파라미터는 1) 유리 두께- 유리가 얇으면 얇을수록, 응력이 더 작으며, 상기 응력을 넣으면 평면 외측으로 변형이 발생됨; 2) 유리 CTE - 불안정성은 이온 교환성 유리와 같이 높은 CTE 조성에서 선호됨; 및 3) 부분 온도 구배- 예열 환경과 가열된 지역 사이의 온도 차이가 증가하는 것은 더 충분한 곡률 반경 및 감소된 순환시간을 가능하게 하지만 불안정성을 또한 선호함.

통제 장치의 사용은 많은 방법에서 유리 시트의 안정성에 영향을 준다. 도 7에서 보여지듯이, 예열 온도의 감소는 불안정의 가능성을 증가시키는 경향이 있다. 그러나 이전에 언급하였듯이, 표면 품질 이유 때문에 온도를 최소화하는 것이 바람직하고, 경험상 유리 전이 온도 이하가 실제 유리하다. 예를 들어, 통제 장치를 포함한 구체 예들에서, 580℃의 유리 전이 온도를 갖는 유리를 사용하여, 예열온도를 520℃아래로 낮출 수 있다고 알려져 있다.

통제 장치는 일반적으로 부분 가열 단계 동안에만 일반적으로 적용된다. 여러 구체 예에서, 통제 장치는 유리 표면을 손상시키지 않으면서 부분 가열된 영역에 가능한 가까이 위치하고 절곡부의 일부 또는 전체폭에 적용된다. 여러 구체 예에서, 로드부와 부분 가열된 영역 사이의 거리는 고체 물질에 의해 가열된 유리의 접촉 때문에 흔적이 드러나는 거리에 의해서 정의된 하측 한계 거리로 경계가 설정된 범위 내에 반드시 있어야 한다. 특히 이 한계는 약 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 15 mm, 또는 20 mm의 거리를 포함한다. 여러 구체 예에서, 로드부와 부분 가열된 영역 사이의 거리는 절곡부와 통제 장치 사이에 수용 불가한 변형이 발생하는 거리에 의해서 정의된 상측 한계 거리로 경계가 설정된 범위 이내에 있어야 한다. 실제로, 상기 전이 온도 아래의 10℃ 온도를 예열하기 위해 그리고 150℃/min 보다 큰 부분 가열 속도를 위해, 약 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, 35 mm, 40 mm, 45 mm, 50 mm, 55 mm, 60 mm, 70 mm, 75 mm, 80 mm, 85 mm, 90 mm, 또는 100 mm의 거리가 한계치로 포함된다.

로드부와 유리 사이에 접촉압은 광학적 결함 발생을 피하기에 충분히 적절한 힘을 포함한다. 통제 장치는 유리의 상면, 하면 또는 이들 상하면에 적용될 수 있고, 청구된 공정의 구체 예에서의 온도에서 구조적 합치성을 유지하는 임의의 물질을 포함할 수 있다 (도 8a-d). 통제 장치의 구체 예에서 사용된 물질의 예로 세라믹, 유리 세라믹, 무기화합물, 탄소계 화합물, 및 유리, 및 이들의 조합이 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 평평한 유리 표면을 유지하기 위해 요구되는 접촉압은 약 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800 N/m²정도이며, 다른 구체 예를 구성하는 수단의 일부에 의해 발생할 수 있다. 추가적으로, 접촉 재료는 유리 세라믹, 스테인리스 강, 또는 다공성이나 섬유판 세라믹을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.

통제 장치는 또한 유리 시트의 부분 온도와 전체 온도 사이의 증가된 온도 변화, 또는 유리 시트의 절곡부와 평평한 지역의 단열을 허용할 수 있는 히트 싱크를 포함할 수 있다. 통제 장치가 또한 히트 싱크를 포함하는 구체 예에서, 상기 통제 장치는 통제 및 열적 싱크 용량 모두에서 역할을 하는 금속 부품을 포함할 수 있다.

다른 구체 예에서, 통제 장치는 유리 및 지지 요소 위에 위치된 강성의 몸체를 포함하고, 절곡 공정 동안에 유리 시트가 자유롭게 변형되는 것을 막는다 (도 9a 및 9b). 이 구체 예에서, 유리 시트와 통제 장치 사이에 작은 틈이 존재하고, 상기 틈의 간격을 초과하는 상기 유리 시트의 변형이 있을 때, 상기 통제 장치와 상기 유리 시트 사이의 접촉만이 일어난다. 이러한 구체 예의 장점은 유리와의 접촉이 단지 부분적이고 유리가 변형되는 영역에서만 발생한다는 점이다. 여러 구체 예에서, 유리와 강성의 통제 장치 사이의 간격은 약 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 또는 1000 μm를 포함한다.

실시 예

실시 예 1

600 x 1700 mm 의 베이스 영역을 가진 윌트 노 (Wilt furnace)가 실험에 사용된다. 상기 노는 절곡 시스템으로의 접근성을 위해서 베이스 위로 상승되거나 하강될 수 있다. 두개의 백금 막대 또는 튜브는 유리 시트의 최종 형태의 길이에 의해 결정된 이격거리 및 노 바닥에서 서로 평행하게 위치된다.

백금 튜브는 내화 V-블록에 의해 각각의 단부에서 노 바닥을 벗어나서 지지된다. 내화 블록에 장착된 내화 플레이트 또는 프레임은 유리 시트를 지지하도록 튜브 지지 블록들 사이에 놓인다. 세라믹 튜브 또는 막대는 백금 튜브의 진직도를 유지하고, 상기 백금 튜브가 절곡하는 것을 막기 위해서, 기계적 지지부처럼 백금 튜브 속에 삽입된다. 튜브 단부가 냉각된 구리 전기 버스(buss) 블록에 연결된 상태에서, 다른 단부에 용접된 백금 스트립을 사용하여 백금 튜브에 전류가 공급된다. 변압기는 라인 전압을 단계적으로 떨어뜨리고, 백금 튜브로 가는 전류의 세기를 증가시킨다. 제어 장치는 백금 튜브에 의해 발생된 파워 및 최종 온도를 제어하기 위해 반도체 제어 정류기 (semiconductor controlled rectifier)에 연결된다. 열전쌍 (thermocouple)은 각각의 튜브의 중심과 각각 튜브의 단부에 접촉하게 위치된다. 제어 장치는 "제어 열전쌍"으로서 작동하는 중심 열전쌍 중 하나의 중심 열전쌍에 의해 제어된다. 7번째 열전쌍은 노의 내부 온도를 나타내기 위해서 유리 시트 아래에 위치된다. 상기 노 자체는 두 개의 내부 열전쌍을 가진 상태에서, 하나의 열전쌍은 상기 노용 제어 장치에 피드백을 제공한다.

선택적인 이형제가 상승된 온도에서 백금 튜브에 유리가 달라붙는 것을 막는 것을 돕도록 튜브에 도포다. 상기 사용된 이형제는 질화붕소 스프레이(EKamold®EP EKS Ceramics GmBH)이다. 질화붕소는 백금 튜브에 약간 도포되고, 이 후에 백금 튜브는 이형제를 구워 굳히기 위해서 약 10분 동안 200℃까지 가열된다. 초기에, 여러 이형제 잔여물은 절곡 후에 유리 시트에 나타나지만, 그러나 만약 제어온도가 700℃ 아래로 유지된다면, 잔여물은 발견되지 않는다. 대안적으로, 몇몇 유리 시트가 산 에칭 연구에 쓰이고, 에칭 공정 후에 잔여물은 제거된다.

유리 시트에 선을 그어 원하는 특정 크기로 자른다. 내화 플레이트 또는 프레임 상에 유리 시트를 배치하기 이전에, 내화 세터 (setter) 플레이트의 레벨이 조정되고, 백금 튜브 사이에 정확하게 위치한다. 상기 사용된 세터 플레이트는 크기에 맞게 절단되는 1/4" 두께의 내화 실리카 보드 (ZIRCAR가 제조한 RSLE-57)이다. 세터 플레이트에 상기 유리 시트가 위치할 때, 열전쌍은 각각의 단부상의 백금 튜브와, 중심에 위치한 하나의 백금 튜브와 접촉하도록 위치한다. 백금 튜브의 정렬은, 정확한 형태가 만들어지기 위해서, 시트의 위치에 따라 체크된다.

노가 폐쇄되고 525℃의 예열온도를 가지며, 열적 평형 상태에 도달할 수 있다. 파워가 튜브에 적용되고, 유리가 절곡하기 위해 충분히 연화되지만 시트의 다른 부분이 변형될 정도로 충분히 뜨겁지는 않게 온도가 선택된다. 초기 실험들은 유리 시트의 무게에 대하여 유리 시트를 절곡시키는 것을 포함한다. 일단 시트가 절곡 또는 재형성될 때, 백금 튜브로부터 파워가 제거되고, 유리 시트는 노에서 냉각될 수 있다.

실시 예2

초기 실험들이 유리 시트의 무게 및 중력을 통해 유리 시트를 절곡시키는 것을 포함하면서, 형상를 만드는 기계적 중력 조력식 성형 공구가 또한 제공된다. 기계적 절곡 장치는 유리 절곡 공정을 돕도록 설계된다. 이러한 절곡 장치는 세라믹 튜브 및 두 개의 지지 단부 브래킷을 포함하고, 상기 지지 단부 브래킷은 시트 엣지가 연화됨에 따라 상기 시트 엣지 상의 중력을 통해 상기 세라믹 튜브가 롤링 (roll) 할 수 있게 한다. 이 절곡 보조 장치는 시트의 엣지가 낮은 온도 및 더 빠른 시간 간격에서 성형되는 것을 가능하게 한다.

이러한 절곡 보조 장치를 사용하는 것은 또한 상기 절곡 보조 장치없이 행한 이전의 실험과 비교해서 유리 시트의 더 짧은 엣지 길이가 절곡되는 것을 가능하게 한다. 이전에, 더 짧은 시트 엣지를 가지려면, 중력 절곡은 단독으로 더 긴 시간 간격이거나 높은 온도 둘 중 하나가 필요했다. 예를 들면, 약 100mm보다 더 짧은 시트 엣지가 최종 부품 상에서 요구된다면, 절곡 후에 엣지에 선을 긋고 특정 크기로 레이저로 절단하는 것이 가장 실용적이다. 그러나, 레이저 절단은 공정에 추가적인 단계로 부가되고, 절곡 지역 주위에서 특히 유리 시트의 잔류응력 때문에 일부 절단이 불량하다. 우수한 기하학적 절곡 반경을 만들기 위해 충분한 유리무게를 제공하는 100mm의 긴 시트 엣지를 사용하는 것은 대략 730℃의 온도에서 절곡을 달성하기 위해 대략 15분이 걸린다. 절곡 보조 장치의 추가에 의해, 5, 3, 및 2mm 절곡반경에 대해 700℃에서 약 3 내지 4분 정도로 10mm의 시트-엣지 길이가 성공적으로 절곡될 수 있다(도 10, 11, 12, 및 13 참조).

비교적으로, 절곡 장치 없이 10mm의 시트 엣지 길이로 절곡하기 위해 시도하는 것은 시간 간격을 30분으로 증가시키고, 백금 튜브 온도를 800℃이상으로 증가시킨다. 최종 절곡은 시트 중심 표면에 따른 일부 변형 및 이형제로부터 절곡 표면 상의 높은 오염에 의해, 유리 시트의 너비를 따라 일정하지 않게 된다. 그러므로, 절곡 보조 장치는 더 낮은 온도 및 더 빠른 시간에서 우수한 기하학적 절곡을 가능하게 한다.

유리 시트가 세터 플레이트 상에 위치된 후에, 열전쌍은 백금 튜브를 따라 놓이고, 백금 튜브의 정렬이 체크 되며, 절곡 보조 장치는 상기 시트 위에 놓인다. 절곡 보조 장치는 시트의 바깥쪽 엣지 근처 상부 유리 시트 표면상에 위치한다. 세라믹 튜브 지지 브래킷은 시트 너비를 넘어 각각의 단부에서 백금 튜브에 부착되도록 설계된다. 이러한 브래킷은 세라믹 튜브가 유리 시트의 가장 바깥쪽 엣지 근처의 유리 표면 상에 있고, 자유롭게 움직이는 것을 가능하게 한다. 유리 시트가 부분적으로 가열되고, 연화되기 시작할 때, 세라믹 튜브는 시트 절곡부처럼 중력을 통해 아래쪽으로 이동할 수 있다. 세라믹 튜브의 추가된 무게는 더 짧은 기간 및 더 낮은 온도로 시트를 절곡시키는 데 도움이 되고, 균등한 응력을 유리에 가하는데 도움이 되어, 더욱 제어된 절곡이 가능해진다.

유리 시트와 절곡 장치가 제 위치에 있을 때, 윌트 노는 580℃까지 상승되고, 절곡 순환 내내 이 온도로 유지된다. 열전쌍 온도는 백금 튜브의 열적 프로필의 모니터링을 허용하고 또한 윌트 노 온도를 기록하는 데이터 획득 소프트웨어를 사용하여 도표화 된다. 윌트 노 온도가 580℃에서 평형에 도달함에 따라, 백금 튜브 파워 제어부가 전력을 공급받는다. 직접 소성된 백금 튜브용 제어 장치는 분당 50℃의 속도로 680℃까지 상승된다. PID 제어 파라미터가 임의 온도의 오버슛 (overshoot)을 최소화하고 온도의 엄격한 제어를 유지하기 위해, 백금 튜브의 특정 크기에 관하여 조절된다. 일단 680℃ 온도가 달성되면, 시트를 원하는 형태로 안전하게 절곡하는 데 대략 4분이 걸린다. 각각의 튜브의 길이에 따른 온도는 어느 정도 변하지만, 모든 열전쌍은 680에서 700℃ 범위 이내에 있다.

백금 튜브가 680℃의 온도에 도달하자마자 거의 즉시 시트는 절곡되기 시작한다. 절곡이 양폭에서 원하는 최종 각도로 완료되는 것을 보장하기 위해 추가적으로 몇 분이 요구된다. 90도까지의 절곡 각도는 유리의 엣지가 더 추가 절곡 되지 않기 위해서 내화 플레이트를 사용함으로써 만들어진 90도 이하의 각도로 달성될 수 있다. 더 복잡한 형태 및 더 큰 각도는 다른 백금 튜브 크기 및 특정 절곡 각도를 허락하는 내화성 형태에 따른 형상을 사용함으로써 가능하다. 직접-가열된 백금 튜브는 낮은 온도에서 유리 시트를 재성형할 수 있어, 엠보싱 또는 접촉부로부터의 표면 결함의 생성을 피하는 것이 가능하며, 이는 더 높은 온도에서 유리를 재성형화하기 위한 주형을 사용하지 않은 경우이다.

시트가 원하는 각도에서 전적으로 절곡된 후에, 백금 튜브로의 파워가 차단되고 시트는 580℃의 내부 노 온도까지 냉각될 수 있다. 시트 및 노는 상기 노를 개방하고 더 빠른 속도로 냉각되기 전에 250℃ 아래로 천천히 냉각될 수 있다. 이러한 느린 냉각은 목표 달성에 몇시간이 걸리지만, 300℃ 이상의 노에서 절곡 시트를 꺼내는 것은 시트의 크랙을 야기할 수 있다.

여러 경우에서, 절곡 영역은 유리가 천천히 냉각될 수 있을 때에도, 잔류 응력을 포함할 수 있다. 그러므로, 절곡한 후에 시트를 어닐링하는 선택적인 단계가, 제 위치에 위치한 시트에 의해서 또는 상기 시트가 제거된 이후의 어닐링에 의해서, 행해진다. 시트가 절곡 시스템으로부터 제거되고 상향 절곡 엣지 갖는 평평한 표면상에 놓인 이후에 어닐링이 가장 잘 행해진다는 것을 알 수 있다. 이것은 어닐링 순환 동안 시트 상에 계속 위치하고 선택적으로 장력을 상기 시트에 가하는 세라믹 절곡 보조 장치로써 상기 시트의 구부러짐을 막는다.

실시 예 3

상업적 장치에서, 제조 공정은 절곡 및 이 후 가열-후처리를 하기 위해서, 훨씬 더 빠른 순환 시간을 요구한다. 한가지 가능한 공정은 유리 시트를 예열하고, 성형 플랫폼으로 상기 유리 시트를 이동시키고, 상기 시트를 절곡하고, 이 후에 후-열처리를 위해 동일한 가마에 상기 시트를 다시 놓기 위해 레어 또는 터널 가마를 사용하는 것이다. 이러한 설정은 절곡장치가 상업적 공정의 병목을 만드는 것을 피하게 한다.

또 다른 가능성은 레어 또는 터널 가마를 통해 나오는 유리 시트를 가지는 것이고, 유리와 절곡 보조 장치를 접촉시키는 동시에, 컨베이어 벨트로부터 상기 시트를 이동시키지 않으면서 유리 시트를 절곡시키는 동안에 상기 백금 튜브를 상기 시트까지 가져가는 것이다. 이 공정은 좀 더 복잡하지만, 조립 라인 방식에서 유리 시트의 빠른 재성형을 가능하게 한다.

대안적인 접근은 상기 유리 시트를 예열하기 위한 노, 절곡 후에 유리를 어닐링 노로 이동시키는, 절곡용 제 2노를 사용하는 것이다. 만약 유리 시트가 이동 사이에 온도를 잃지 않는 내화성 플레이트 (예를 들면, 실리카 플레이트) 위에 있다면, 이후 상기 유리 시트는 크랙없이 이동할 수 있다. 직접 소성된 백금 튜브의 이점은 낮은 주변 온도가 가열온도의 손실이 적고 크랙의 가능성이 적은 절곡장치에 유리 시트를 가져가고 가져오는 것을 가능하게 한다는 점이다. 짧은 절곡 시간을 가진 청구된 공정들의 실시 예들은 다양한 부분의 제조 및 더 많은 처리량을 가능하게 한다.

Claims

a. 지지 요소;
b. 전체 가열 장치;
c. 부분 가열 장치; 및
d. 절곡 영역 외측의 유리 시트와 접촉하는 통제 장치를 포함하는 유리 시트 절곡 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 부분 가열장치는 전도 또는 복사를 포함한 방법에 의해 상기 유리시트를 가열하는 장치를 포함하는 유리 시트 절곡 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 부분 가열 장치는 복사를 포함한 방법에 의해 상기 유리 시트를 가열하는 장치를 포함하는 유리 시트 절곡 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 부분 가열 장치는 적외선 가열기를 포함하는 유리 시트 절곡 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 부분 가열 장치는 전도를 포함한 방법에 의해 상기 유리 시트를 가열하는 장치를 포함하는 유리 시트 절곡 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 부분 가열 장치는 전도 요소를 포함하는 유리 시트 절곡 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 전도 요소는 금속, 금속 산화물, 탄소 화합물, 금속간 화합물, 또는 세라믹을 포함하는 유리 시트 절곡 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 통제 장치는 상기 유리 시트가 절곡되는 동안에만 상기 유리 시트와 접촉하여 기계적으로 이동가능한 장치를 포함하는 유리 시트 절곡 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 통제 장치는 상기 유리 시트가 절곡 지역의 외측에서 원하지 않게 변형되는 동안에만 원하지 않는 변형을 포함한 지역에서 상기 유리 시트와 접촉하는 고정된 장치를 포함하는 유리 시트 절곡 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 통제 장치는 세라믹, 유리 세라믹, 금속, 또는 금속 산화물을 포함하는 유리 시트 절곡 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 통제 장치는 히트 싱크를 더 포함하는 유리 시트 절곡 장치.
a. 청구항 1의 유리 시트 절곡 장치를 제공하는 단계;
b. 초기 유리 시트를 제공하는 단계;
c. 상기 장치에 상기 초기 유리 시트를 위치시키는 단계;
d. 상기 초기 유리 시트를 전체 가열하는 단계;
e. 상기 초기 유리 시트의 단면을 부분 가열하는 단계;
f. 상기 초기 유리 시트에 통제 장치를 적용하는 단계; 및
g. 상기 초기 유리 시트의 적어도 하나의 부분을 절곡하거나 절곡 가능하게 하는 단계를 포함하는 유리 시트 절곡 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 초기 유리 시트에 상기 통제 장치를 적용하는 단계는 상기 초기 유리 시트가 절곡되는 동안에만 상기 통제 장치를 적용하는 단계를 포함하는 유리 시트 절곡 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 초기 유리 시트에 상기 통제 장치를 적용하는 단계는 상기 유리 시트가 절곡 지역의 외측에서 원하지 않게 변형되는 동안에만 원하지 않는 변형을 포함한 지역에서 상기 유리 시트와 접촉하는 고정된 장치의 적용하는 단계를 포함하는 유리 시트 절곡 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 초기 유리 시트는 이온교환성 소다-라임 규산염 (soda-lime silicate), 알카리 붕규산염 (alkali borosilicate), 또는 알루미나 붕규산염 (alumina borosilicate) 유리 시트를 포함하는 유리 시트 절곡 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 전체 가열하는 단계는 상기 유리 시트의 점도가 약 10¹⁰내지 약 10²¹ 포이즈인 온도로 상기 초기 유리 시트를 가열하는 단계를 포함하는 유리 시트 절곡 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 부분 가열하는 단계는 상기 유리 시트의 점도가 약 10⁷내지 약 10¹⁴ 포이즈인 온도로 상기 초기 유리 시트의 상기 단면을 가열하는 단계를 포함하는 유리 시트 절곡 방법.