KR20140092392A - 유리 시트를 특성화하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 초기 결함부 또는 스코어가 리본 내에 형성되는 얇은 유리 리본 등의 가요성 취성 재료 리본을 위한 연속 공정으로의 연속적인 모서리 분리를 위한 장치 및 방법이 개시되어 있다. 초기 결함부는 리본의 가공 전체를 통해 연속적으로 전파되는 균열로 변환된다. 크래킹 그 자체는 재료 손실을 초래하지 않는다. 크래킹 후에, 절단된 측면 모서리가 특성 영역과 모서리 부분 사이의 접촉 손상을 피하도록 내부 특성 영역과 상이한 경로를 따라 진행된다. 특성 영역은 추가의 가공을 위해 제공될 수 있거나 저장될 수 있다. 가요성 취성 리본은 고온 형성 장치로부터 또는 기판의 롤(스풀)로부터 공급될 수 있다.

Description

유리 시트를 특성화하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD CHARACTERIZING GLASS SHEETS}

본 출원은 그 내용이 기초로 하고 온전히 참조로 본 명세서에 포함되어 있는 2011년 11월 18일자로 출원된 미국 가출원 제61/561484호의 35. U.S.C. § 119 하에서의 우선권의 이익을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 가요성 취성(brittle) 기판의 트리밍(trimming)에 관한 것으로, 특히 연속 또는 롤-롤 공정(roll-to-roll) 공정에서 사용되는 가요성 취성 기판의 모서리를 트리밍하는 것에 관한 것이다.

디스플레이 장치의 제조에서 사용되는 기판 등의 가요성 취성 기판은 통상적으로 시트 형태로 가공된다. 이러한 가공은 예컨대 기판 상으로의 얇은 필름의 전자 장치의 피착을 포함할 수 있다. 시트 형태 취급은 시트가 개별적으로 반송, 고정, 가공 및 제거되어야 하므로 가공을 지연시킨다. 리본 형태로 된 가요성 취성 기판의 연속 가공은 빠른 제조를 약속하지만, 이것은 그와 함께 새로운 문제점을 야기한다. 예컨대, 리본이 파열되면, 가공 기계가 전형적으로 정지되고, 잔해가 제거되고, 리본과 수동으로 재-결합되고, 그에 의해 귀중한 시간 및 원료의 손실을 초래한다. 나아가, 파열이 일어난 가요성 취성 기판의 선행 모서리는 파열 후에 바로 재-결합될 상태에 있지 않을 가능성이 높고, 추가의 마감을 요구할 것이다.

얇은 유리 리본의 연속 가공은 비교적 새로운 분야이다. 예컨대, 유리 리본은 약 50 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 두께는 약 50 ㎛ 내지 약 300 ㎛의 범위 내에 있다. 평판 디스플레이, 실리콘 웨이퍼 그리고 다른 취성 재료에 전형적인 공정에서, 제품은 전형적으로 시트 형태로 취급된다. 얇은 유리 기판에 대한 이점은, 얇은 리본에 의해 제공되는 가요성이 얇은 리본이 재료의 롤을 이용한 공정에서 사용되게 하는 것이다. 얇은 가요성 리본 제품을 위한 제조 공정은 연속적이지만, 전형적으로 스풀 상에서 불연속 형태로 이들을 반송할 필요가 있다. 연속 제조 라인을 위한 하나의 바람직한 특징은 모서리 이상부를 폐기하도록 리본 또는 웨브를 슬리팅할 수 있는 능력이다. 여기에서 설명되는 실시예는 결합을 위한 절단부의 본체-내부 개시 그리고 또한 하류 가공으로의 취성 재료 리본의 특성 부분(quality portion)의 우회(diversion)를 가능케 한다.

따라서, 특성 부분 및 특성 부분에 인접한 모서리 부분(edge portion)을 포함하는 이동 유리 리본을 트리밍하는 장치가 개시되어 있고, 장치는 이동 유리 리본을 지지하는 지지 본체를 포함하고, 지지 본체는 가스를 방출하는 복수의 오리피스를 한정(define)하는 상부 표면을 포함한다. 방출된 가스는 상부 표면에 대해 유리 리본을 지지하거나 부양시키는 지지 본체의 상부 표면과 유리 리본 사이의 가스 층을 생성하고, 그에 의해 상부 표면과 유리 리본 사이의 접촉을 방지한다. 지지 본체가 아치형 상부 표면을 포함할 수 있거나, 일부 실시예에서 상부 표면의 일부만이 아치형일 수 있다.

이 장치는 이동 유리 리본의 특성 부분으로부터 모서리 부분을 분리하도록 구성되는 절단 장치를 추가로 포함할 수 있고, 특성 부분은 분리 후에 제1 경로를 따라 진행된다. 제1 경로는 예컨대 추가의 가공 단계로 이어질 수 있다. 절단 장치는 제1 스코어링 장치(first scoring device), 레이저, 및 냉각 유체를 방출하도록 구성되는 유체 노즐을 포함할 수 있다. 제1 스코어링 장치는, 예를 들면, 그 표면 상에 피착되는 연마 재료를 포함하는 롤러를 포함할 수 있다. 바람직하게는 연마 재료는 롤러의 표면 상에 곡선형(예컨대, 나선형) 라인으로서 피착된다. 그러나, 일부 실시예에서, 연마 재료는 다른 구성으로 예컨대 롤러의 회전 축과 평행한 라인으로 롤러의 표면 상에 피착될 수 있다.

이 장치에는 제1 경로와 상이한 제2 경로를 따라 특성 부분으로부터 분리된 모서리 부분을 안내하도록 구성되는 우회 장치가 추가로 제공될 수 있고, 모서리 부분은 이동 유리 리본에 연결된 상태로 남아 있다. 즉, 모서리 부분은 절단 장치에 의해 특성 부분으로부터 분리된 후에 유리 리본의 특성 부분으로부터 제거된 자유 단부를 포함하고, 한편 모서리 부분의 또 다른 대향 단부는 유리 리본에 부착된 상태로 남아 있다. 분리된 모서리 부분과 특성 부분 사이의 상대 이동은 그 새롭게-형성된 모서리들 사이의 접촉을 유발할 수 있다. 이러한 접촉은 특성 부분의 모서리를 손상시킬 수 있다. 이와 같이, 유리 리본의 자유 단부는 분리된 특성 부분과 별개의 경로를 추종하고, 폐기될 수 있거나 컬릿(cullet)으로서 미래의 사용을 위해 수집될 수 있다. 유리 리본의 주요 표면에 직각인 방향으로의 유리 리본의 박형화에도 불구하고, (유리 리본의 길이 방향에 직각인) 폭 방향으로의 유리 리본의 "두께"는 폭과 동일하고(10 ㎝의 폭을 갖는 유리 리본은 10 ㎝의 모서리-모서리 두께를 갖고), 이것은 리본을 파단시키지 않으면서 리본 또는 그 일부의 평면-내부 굽힘이 수행되는 것을 불가능하지는 않더라도 어려워지게 한다. 그러나, 리본의 박형화(유리 리본의 주요 표면들 사이의 두께 또는 직각 거리)는 유리 리본 또는 그 일부가 유리 리본의 평면으로부터 벗어나는 방향으로 비교적 용이하게 처지거나 굽혀지게 한다. 결국, 모서리 부분에 의해 취해지는 제2 경로는 바람직하게는 특성 부분에 의해 표현되는 평면으로부터 벗어나게 모서리 부분을 취하는 경로이다. 하나의 예로서, 특성 부분에 의해 추종되는 제1 경로가 수평 방향으로 되어 있으면, 모서리 부분이 특성 부분의 평면 위 또는 아래의 방향을 포함하는 경로를 따라 재유도된다(모서리 부분은 상향으로 또는 하향으로 유도되고, 상향 또는 하향 제2 경로는 바람직하게는 모서리 부분의 파단을 유발하기에 불충분한 곡률 반경을 갖는 아치형 경로이다).

이 장치는 특성 부분이 제1 경로를 따라 진행되는 동안에 특성 부분의 진행 방향에 직각인 방향으로 특성 부분 내에 횡단 스코어(cross score)를 형성하도록 배열되는 횡단 스코어링 장치 그리고 스코어를 횡단하여 인장 응력을 생성하도록 구성되는 파열 장치를 추가로 포함할 수 있다. 모서리 부분이 유리 리본의 특성 부분으로부터 분리되고 특성 부분의 제1 경로와 별개인 제2 경로를 따라 유도된 후에, 스코어가 특성 부분의 폭의 적어도 일부를 횡단하여 생성된다. 하나의 실시예에서, 횡단 스코어링 장치는 스윙 암(swing arm), 스윙 암의 제1 단부에 결합되는 모터 그리고 스윙 암의 제2 단부에 결합되는 스코어링 요소를 포함하고, 모터가 작동될 때에, 스윙 암이 진행 방향에 직각인 원호를 통해 스코어링 요소를 이동시킨다. 스코어링 요소는 원호의 상사 중심점에서 또는 그 근처에서 유리 리본과 접촉되고, 횡단 스코어를 생성한다.

이동 유리 리본에 비교적 원활한 직각 선행 단부를 제공하기 위해, 이 장치는 바람직하게는 횡단 스코어를 연장시키고 특성 부분의 선행 단부를 제거하는 파열 장치를 또한 포함한다. 파열 장치는 예컨대 복수의 굽힘 롤러를 포함할 수 있고, 복수의 굽힘 롤러의 각각의 굽힘 롤러는 길이 방향 회전 축을 갖고, 길이 방향 축 각각은 다른 굽힘 롤러의 길이 방향 회전 축과 평행하고, 특성 부분의 진행 방향에 직각이다. 굽힘 롤러의 길이 방향 회전 축은 바람직하게는 횡단 스코어와 평행하다.

이 장치는 제1 경로를 따라 특성 부분을 지지하는 플랫폼을 추가로 포함할 수 있고, 플랫폼은 이동 유리 리본(예컨대, 특성 부분)의 진행 방향에 대해 지지 본체의 하류에 위치되고, 유리 리본을 지지하는 가스를 방출하는 복수의 오리피스를 포함한다. 플랫폼은 이동 가능할 수 있다. 예컨대, 플랫폼은 플랫폼이 유리 리본의 이동 또는 설치를 방해하는 위치로부터 제거될 수 있도록 위 또는 아래의 방향으로, 측방 측면 방향으로 또는 양쪽 모두의 방향으로 이동 가능할 수 있다.

이 장치에는 특성 부분의 모서리에 테이프를 가하는 테이핑 장치가 추가로 제공될 수 있다. 테이프는 특성 부분의 새롭게-형성된 모서리에 기계적인 보호가 제공되도록 모서리 부분이 분리된 후에 특성 부분의 일부에 권취 또는 가압될 수 있다. 테이프는 특성 부분의 추가의 취급을 위한 취급 표면을 또한 제공할 수 있고, 스풀 상에 권취될 때에 특성 부분의 노출된 유리 표면들 사이의 직접적인 접촉 없는 스풀 상으로의 특성 부분의 권취를 제공할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 특성 부분 및 모서리 부분을 포함하는 이동 유리 리본을 트리밍하는 방법이 설명되고, 이 방법은, 트리밍 장치로 이동 유리 리본을 공급하는 단계로서, 이동 유리 리본은 제1 경로를 따라 트리밍 장치를 통해 이동되는, 단계; 그리고 상부 표면 위로 유리 리본을 부양시키는 가스가 방출되는 복수의 오리피스를 한정하는 상부 표면을 갖는 지지 본체 위에서 이동 유리 리본을 지지하는 단계를 포함한다. 상부 표면은 바람직하게는 아치형 부분을 포함한다. 이동 유리 리본은 일부 경우에 유리 형성 장치로부터 공급된다. 유리 형성 장치는 용융 인출 장치, 슬롯 인출 장치 또는 재인출 장치일 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 리본은 공급 스풀로부터 공급될 수 있다.

일단 유리 리본이 지지 본체에 의해 지지되면, 균열이 그 다음에 이동 유리 리본 내에 형성되고, 균열은 이동 유리 리본의 특성 부분으로부터 모서리 부분을 분리하도록 이동 유리 리본의 진행 방향에 반대인 방향으로 이동 유리 리본의 두께를 통해 전파된다. 균열은 이동 유리 리본의 모서리로부터 소정 거리만큼 이격된다. 예컨대, 균열은 유리 리본의 가장 근접한 모서리로부터 적어도 약 2 ㎝만큼 이격될 수 있다. 그러나, 균열이 가장 근접한 모서리로부터 이격될 수 있는 거리는 유리 리본의 폭 그리고 모서리 부분에 의해 수용되는 비드(bead)의 크기 등의 인자에 의존한다. 모서리 부분은 그 다음에 균열이 유리 리본의 길이를 따라 전파되는 동안에 제1 경로와 상이한 제2 경로를 따라 우회되고, 모서리 부분은 모서리 부분이 우회되는 동안에 유리 리본에 부착된 상태로 남아 있다. 바람직하게, 모서리 부분은 모서리 부분의 실질적으로 전체의 길이에 걸쳐 유리 리본의 중심 특성 부분에 인접하지 않는다.

균열을 형성하는 단계는 모서리로부터 이격되는 스코어를 형성하는 단계, 레이저 빔과 스코어를 만나게 하여 유리 리본의 영역을 가열하는 단계, 및 균열이 전파되게 하는 냉각 유체와 유리 영역의 가열된 영역을 접촉시키는 단계를 포함할 수 있고, 전파 균열은 유리 리본의 선행 모서리와 만나지 않는다.

이 방법은 유리 리본을 파단시킴으로써 선행 단부를 제거하는 단계를 추가로 포함할 수 있고, 파단부는 전파 균열과 만나고, 그에 의해 유리 리본으로부터 모서리 부분의 일부를 해제한다.

이 방법은 이동 유리 리본의 진행 방향에 직각인 유리 리본 내의 횡단 스코어를 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

이 방법은 이동 유리 리본의 두께를 통해 횡단 스코어를 연장시키도록 유리 리본을 굽히는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 이 방법은 유리 리본의 특성 부분에 모서리 테이프를 가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

추가의 특징 및 장점이 후속하는 상세한 설명에서 설명될 것이고, 부분적으로 그 설명으로부터 당업자에게 용이하게 명확해지거나 기재된 설명, 그 특허청구범위 그리고 또한 첨부 도면에서 설명된 것과 같이 실시예를 실시함으로써 인식될 것이다.

위의 일반적인 설명 그리고 다음의 상세한 설명의 양쪽 모두는 단지 예시이고 특허청구범위의 성격 및 특징을 이해하기 위한 개관 또는 체계(framework)를 제공하도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다.

첨부 도면은 추가의 이해를 제공하도록 포함되고, 본 명세서의 일부로서 포함되어 그 일부를 구성한다. 도면은 1개 이상의 실시예를 도시하고 있고, 그 설명과 함께 다양한 실시예의 원리 및 동작을 설명하도록 기능한다.

도 1은 장치를 통해 반송되는 가요성 유리 리본으로부터 모서리 부분을 제거하는 장치의 개략도이다.
도 2는 지지 본체 및 절단 장치의 근접도를 도시하는 도 1의 장치의 부분 사시도이다.
도 3은 절단 장치의 근접도를 도시하는 도 1의 장치의 부분 사시도이다.
도 4는 유리 리본을 스코어링하는 롤러의 사시도이다.
도 5는 횡단 스코어링 장치의 정면도이다.
도 6은 예컨대 도 5의 횡단 스코어링 장치에 의해 형성되는 횡단 스코어를 횡단하여 인장 응력을 가하는 파열 장치의 측면도이다.
도 7은 유리 리본의 특성 부분의 모서리를 테이핑하는 테이핑 장치의 사시도이다.
도 8은 모서리 부분의 분리 후의 유리 리본의 특성 부분이 권취되는 권취 스풀의 측면도이다.
도 9a-9f는 도 1의 장치에 의한 유리 리본의 특성 부분으로부터의 모서리 부분의 트리밍의 다양한 단계를 도시하는 유리 리본의 단부의 일련의 평면도이다.

다음의 상세한 설명에서, 제한이 아닌 설명의 목적을 위해, 특정한 세부 사항을 개시하는 예시 실시예가 본 발명의 철저한 이해를 제공하도록 기재되어 있다. 그러나, 본 발명은 여기에서 개시된 특정한 세부 사항으로부터 벗어나는 다른 실시예에서 실시될 수 있다는 것이 본 발명의 이익을 갖는 당업자에게 자명할 것이다. 더욱이, 주지된 장치, 방법 및 재료의 설명이 본 발명의 설명을 모호하게 하지 않도록 생략될 수 있다. 마지막으로, 적용 가능하면 어디에서나, 동일한 참조 부호가 동일한 요소를 나타낸다.

이들의 성격에 의해, 취성 재료는 손상 없이 상당한 에너지를 흡수할 수 없고, 가장 구체적으로 파단된다. 그러나, 취성 재료가 충분히 얇고 곡률 반경이 충분히 크면, 얇은 취성 재료 웨브 또는 리본이 권취될 수 있고, 이것은 소위 롤-롤 공정에서 리본을 가공할 기회를 제공한다. 전형적인 롤-롤 공정에서, 하나의 롤 즉 공급 롤 상의 재료가 권출(unwound)될 수 있고, 선택 사항으로 적절한 가공 장비에 통과되고, 그 다음에 권취 롤 상으로 재권취(rewound)된다. 실제로, 롤-롤 개념은 제조 장치가 연속 공정으로 재료의 리본을 제조하고 그 결과의 리본이 후속의 공정을 위한 공급 롤로 되는 수용 롤 상으로 권취되는 재료 그 자체를 위한 제조 공정까지 확장된다. 대안으로, 리본은 리본 제조와 수용 또는 권취 롤 사이의 중간에서 추가로 가공될 수 있다. 추가의 논의의 목적을 위해, 이러한 후자의 개념은 제조-롤 공정이라 불릴 것이고, 더 일반적으로 롤 상으로 얇은 취성 웨브 또는 리본의 권취를 수반하는 공정은 롤 공정이라 불릴 것이다.

특히 흥미로운 하나의 취성 재료가 디스플레이 장치 또는 다른 전자 장치에서 사용하는 데 적절한 유리 등의 유리이다. 위에서 설명된 것과 같은 롤 공정은 가요성 디스플레이 등의 용도를 위한 유리 기판의 기술적 및 경제적 장점을 상당히 상승시킨다. 예컨대, 유리 기판은 밀폐형이고, 기판 상에 피착되는 배리어 층에 대한 필요성 없이 산소 및 습기에 대한 노출로부터의 손상에 취약한 감지 전자 장치 및/또는 광 장치 예컨대 유기 발광 다이오드에 보호를 제공할 수 있다. 이와 같이, 리본 형태로 유리 기판을 가공할 수 있는 능력은 개별 유리 시트가 차례대로 취급되는 단편식 가공(piecemeal processing)에 대한 매력적인 대안이다. 그러나, 유리 등의 취성 재료 리본의 가공은 재료의 취성 성격 그리고 또한 초기 제조 공정의 인위성에 의해 복잡해진다.

높은 품질의 얇은 유리 리본은 여러 가지의 방법에 의해 제조될 수 있다. 예컨대, 용융 공정에서, 용융된 유리 형성 재료가 형성 본체 내의 개방 채널로 공급된다. 용융된 유리 형성 재료는 채널로부터 범람되고, 별개의 유동으로서 형성 본체의 수렴 외부 형성 표면 위에서 유동된다. 이들 별개의 유동은 형성 본체의 저부로부터 하강되는 리본을 형성하도록 형성 표면이 수렴되는 형성 본체의 기부에서 재합류된다. 리본이 하강되는 동안에, 형성 본체로부터의 유동 그리고 표면 장력 효과는 특히 리본이 좁아지게 하도록 작용하고, 그에 의해 비드로 불리는 두꺼워진 모서리를 초래한다. 다른 공정은 용융된 유리 형성 재료가 형성 용기의 저부에서 슬롯으로부터 인출되는 슬롯 인출 공정 그리고 비교적 두꺼운 유리 판이 재료의 연화 온도까지 재가열되는 재인출 공정을 포함한다. 재인출 공정에서, 용융된 재료는 판으로부터 최초의 유리 판으로부터 멀어지게 견인되고, 하향으로 유동되는 동안에 얇아진다. 선행의 예시 공정은 얇은 유리 리본을 제조하는 상이한 접근법을 예시하고 있지만, 이들은 공통적으로 두꺼워진 영역 또는 비드를 초래하는 점성 재료 스트림의 인출을 갖는다. 결국, 이들 비드는 롤 가공 그 자체를 용이하게 하기 위해 또는 하류의 가공 또는 최종의 제품 설계를 수용하기 위해 중 어느 한쪽을 위해 제거되어야 한다.

유리 리본 등의 취성 재료의 롤 가공에 대한 또 다른 도전 과제는 리본이 파열되면 유발되는 중단이다. 즉, 리본이 이동되는 동안의 리본의 파단이 공정을 정지시킬 필요성을 초래할 가능성이 높다. 예컨대, 권취 스풀은 새로운 스풀로 대체될 필요가 있을 수 있고, 최소한으로, 리본은 가공을 수행하는 장치를 통한 재-결합을 요구할 수 있다. 더욱이, 예측 불가능한 파열 경로는 대개 더 바람직하게는 공정을 재시작하기 전에 "제거"되는 울퉁불퉁하지는 않지만 불규칙한 자유 단부를 초래한다. 이와 같이, 자유 단부를 마감할 것이 필요할 수 있다. 이것 그리고 선행의 도전 과제와 관련하여, 공정이 진행되는 동안에 인라인으로 비드를 트리밍하고 및/또는 유리 리본의 자유 단부를 마감하는 기능을 수행하는 것이 바람직하다.

재료 제거가 단순히 블레이드 아래에서 진행되는 동안에 재료 내에 슬릿을 시작시킴으로써 개시될 수 있는 플라스틱 필름 등의 비-취성 재료 웨브 또는 리본의 가공과 달리, 유리 등의 취성 재료 리본에 비드 제거를 개시하는 것은 독특한 어려움을 제기한다. 비드 제거가 리본의 노출된 모서리로부터 예컨대 리본의 자유 또는 선행 단부로부터 가장 용이하게 개시되지만, 이것이 항상 가능하지는 않다. 예컨대, 리본이 진행 중에 이상을 일으키는 경우(공정-내부 이상)에, 리본의 선행 단부는 마감 및 재-결합을 요구할 가능성이 높을 것이다. 그리고, 비드 제거를 위한 슬릿이 리본을 따른 임의의 지점에서 (모서리로부터 멀리 떨어진) 본체-내부에서 개시될 수 있지만, 이것은 리본 그리고 제거된 비드가 절단 공정의 하류에서 부착된 상태로 남게 한다. 비드 영역을 횡단 절단하고 폐기를 위한 컬릿 슈트(cullet chute) 내로 새로운 선행 모서리를 우회시키는 것이 가능하지만, 두꺼워진 비드를 절단하는 힘은 공정에서 상류의 슬릿의 품질에 영향을 미칠 수 있다. 결국, 유리 리본의 얇은 특성 영역을 횡단 절단하고 비드를 우회시키면서 공정의 다음 단계로 전방으로 이러한 선행 모서리를 반송하는 것이 바람직하다. 따라서, 유리 리본의 본체-내부 절단을 개시할 수 있는 방법 및 장치가 여기에서 제시된다. 이러한 설명은 가요성 유리 리본과 관련하여 설명되지만, 이들 방법 및 장치는 다른 가요성 취성 재료에 적용될 수 있고 이러한 재료는 용어 가요성 유리 리본 내에 포함된다는 것이 이해되어야 한다.

여기에서 사용된 것과 같이, 용어 "모서리"는 리본의 길이를 따라 유리 리본 상의 최외곽 측방 위치를 말하고, 한편 "모서리 부분"은 유리 리본의 길이를 따른 유리 재료의 길이 방향 스트립을 말한다. 모서리 부분은 위에서 언급된 비드를 포함한다. 이와 같이, 유리 리본은 유리 리본의 길이를 따라 연장되는 2개의 모서리 부분을 포함하고, 각각의 모서리 부분은 모서리 부분이 특성 부분으로 불리는 유리 리본의 내부 또는 중심 영역을 한정하도록 유리 리본의 폭의 1/2 미만의 소정 폭을 갖는다. 구매자에게 제공될 수 있고 손상 접촉으로부터 보호되어야 하는 부분이 바로 유리 리본의 특성 부분이다.

도 1을 참조하면, 얇은 가요성 유리 리본(12)으로부터 모서리 부분을 반송 및 제거하는 장치(10)가 도시되어 있다. 이 장치(10)는 제1 구동 장치(14), 지지 본체(16), 우회 기구(18) 그리고 제1 스크라이빙 장치(22), 레이저 광원(24) 및 유체 노즐(26)을 포함하는 절단 장치(20)를 포함한다. 이 장치(10)는 선택 사항으로 플랫폼(28), 선택 사항의 제2 구동 장치(29), 제2 또는 횡단 스코어링 장치(30) 및 파열 장치(32)를 또한 포함할 수 있다. 이 장치(10)는 공급 스풀(34) 및 권취 스풀(36)과 연계하여 사용될 수 있다.

도 1의 실시예에서, 제1 구동 장치(14)는 그 사이에 유리 리본을 핀칭하는 적어도 1개의 세트의 대향 반대-회전 롤러를 포함한다. 바람직하게는, 제1 구동 장치(14)는 적어도 2쌍의 반대-회전(counter-rotating) 롤러를 포함한다. 반대-회전 롤러는 공급 스풀(34)로부터 유리 리본을 견인하고, 지지 본체(16)를 거쳐 유리 리본을 급송한다. 다른 적절한 구동 장치가 대체될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 예컨대, 대향 반대-회전 벨트가 채용될 수 있다. 그러나, 유리 리본(12)을 이동시키는 방법과 무관하게 유리 리본의 중심 특성 부분은 특성 부분에 대한 손상을 방지하도록 구동 장치와 접촉되지 않는 것이 바람직하다는 것이 추가로 주목되어야 한다. 그러므로, 제1 구동 장치(14)는 바람직하게는 모서리 부분에서만 유리 리본(12)과 접촉된다.

도 2에 가장 잘 도시된 것과 같이, 지지 본체(16)는 복수의 오리피스(40)를 한정하는 상부 표면(38)을 포함한다. 바람직하게는, 상부 표면(38)은 적어도 부분적으로 아치형이다. 이것은 유리 리본이 바람직하게는 적어도 공급 스풀(34)과 제1 구동 장치(14) 사이에서 지지되지 않고 그에 따라 현수선(catenary)에 순응하기 때문에 바람직하다. 현수선은 이완된 길이부가 저킹(jerking) 없이 공급 스풀로부터 유리 리본의 원활한 전달을 돕는 어큐뮬레이터(accumulator)로서 작용한다. 유리 리본을 손상시킬 수 있는 유리 리본과 지지 본체 사이의 접촉을 방지하기 위해, 지지 본체(16)는 예컨대 공기 베어링을 포함할 수 있다. 가스가 오리피스(40)에 대해 공급 및 방출되고, 이러한 오리피스는 가스의 공급원(도시되지 않음)과 유체 연통된다. 방출된 가스는 상부 표면(38) 위로 유리 리본을 부양시키는 이동 유리 리본 아래의 가스 필름을 형성한다. 예컨대, 지지 본체(16)는 상부 표면(38) 아래에 위치되는 폐쇄형 내부 플리넘(plenum)을 포함할 수 있고, 이러한 내부 플리넘에는 압축기 또는 가스 병 등의 가스 공급원으로부터 가스(예컨대, 공기)가 공급된다. 대안으로, 오리피스에는 예컨대 중심 매니폴드로부터 이어지는 별개의 파이프를 통해 공급원으로부터 가스가 개별적으로 공급될 수 있다. 유리 리본이 부양된 상태에서의 유리 리본과 지지 본체의 상부 표면 사이의 거리 즉 비상 높이(fly height)는 예컨대 오리피스로 공급되는 가스의 유동을 조정함으로써 조정될 수 있다.

위에서 그리고 도 2-4를 참조하여 언급된 것과 같이, 절단 장치(20)는 제1 스크라이빙 장치(22), 레이저 광원(24) 및 유체 노즐(26)을 포함한다. 바람직하게는, 절단 장치(20)는 적어도 2개의 제1 스크라이빙 장치(22), 적어도 2개의 레이저 광원(24) 그리고 적어도 2개의 유체 노즐(26)이 있도록 이들 구성 요소의 각각의 한 쌍을 포함한다. 전형적으로 한 쌍의 장치의 각각의 장치는 한 쌍의 장치의 다른 장치와 동일하므로, 한 쌍의 장치 중 단지 1개의 장치가 그렇지 않은 것으로 언급되지 않으면 임의의 쌍의 장치의 제2 장치가 임의의 쌍의 장치의 제1 장치에 대해 설명된 것과 같다는 이해 하에서 설명될 것이다.

동작 시에, 제1 스크라이빙 장치(22)가 이동 유리 리본 내에 초기 결함부(initial flaw)를 생성하고, 초기 결함부는 바람직하게는 리본의 모서리 부분 내에 형성된다. 후속하여, 이러한 결함부는 결함부와 만나는 유리 리본의 좁은 경로 또는 영역(점선 44에 의해 표시됨)을 가열하는 레이저 광원(24)으로부터 나오는 레이저 빔(42)과 만난다. 레이저 광원(24)은 레이저 광원에 의해 생성되는 레이저 빔(42)의 파장이 유리 리본에 의해 흡수되도록 선택된다. 예컨대, CO₂ 레이저 광원이 유리 리본이 알루미노보로실리케이트 유리일 때에 유리 리본을 가열하는 데 적절하다. 다른 유리 조성물은 상이한 파장으로 방출하는 레이저 광원을 요구할 수 있다.

도 4의 실시예에서 가장 잘 예시된 것과 같이, 제1 스크라이빙 장치(22)는 모서리 부분의 표면 내에 복수의 결함부를 생성하는 연마 재료(48)의 1개 이상의 배열 라인을 갖는 롤러(46)를 포함할 수 있다. 연마 재료의 라인은 직선형일 수 있거나, 곡선형(예컨대, 나선형)일 수 있다. 롤러(46)는 예컨대 롤러와 유리 리본 사이의 접촉 지점에서 롤러의 접선 속도 그리고 유리 리본의 전방 이동이 동일하거나 실질적으로 동일하도록 된 회전 속도를 가질 수 있다. 예컨대, 롤러(46)는 회전 비구동 및 프리 휠링(free wheeling) 방식일 수 있다. 롤러(46)가 항상 유리 리본(12)과 접촉될 필요는 없다. 그러므로, 일부 실시예에서, 롤러(46)는 롤러가 유리 리본(12)을 향해 연장되거나 유리 리본(12)으로부터 후퇴될 수 있도록 병진 이동 가능하게 구성될 수 있다.

연마 재료(48)는 예컨대 롤러의 표면에 부착되는 연마 그릿(abrasive grit)을 포함할 수 있고, 이러한 연마 그릿은 롤러의 표면 위로 연장된다. 롤러(46)의 표면 상에 위치된 연마 재료의 1개 이상의 라인은 유리 리본의 모서리 부분 내에 넓은 결함부를 생성하고, 이것은 충돌 레이저 빔에 요구되는 정밀한 정렬을 감소시킨다. 즉, 유리 리본(12)이 이 장치(10)를 횡단하는 동안에, 유리 리본은 일부의 측면-측면 이동을 나타낸다. 단일의 결함부가 도입되어야 하면, 리본의 정밀한 위치 설정이 레이저 빔(42)이 결함부와 만나는 것을 보증하도록 요구될 것이다. 유리 리본 폭의 일부를 횡단하여 폭 방향으로 연장되는 결함부의 영역을 도입함으로써, 결함부 또는 결함부들에 대한 레이저 빔의 정밀한 위치 설정에 대한 요구가 완화된다.

다음에, 레이저 빔(42)에 의해 생성된 유리 리본의 좁은 가열 영역(44)이 유체 노즐(26)로부터 나오는 냉각 유체(50)와 접촉된다. 냉각 유체는 액체(예컨대, 물), 가스(예컨대, 공기) 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 예를 들면, 냉각 유체(50)는 공기-물 미스트일 수 있다. 냉각 유체로 급랭될 때에 유리 리본의 가열 영역(44)을 따라 유리 리본 내로 유도되는 열 응력은 초기 결함부에서 균열(52)을 형성시킨다. 균열(52)이 도 3에 도시된 것과 같이 유리 리본의 두께를 통해 그리고 리본의 모서리(54)와 실질적으로 평행하게 유리 리본을 따라 길이 방향으로 전파된다. 균열은 유리 리본의 내부 특성 부분으로부터의 모서리 부분(55)의 분리부를 형성한다.

한 쌍의 절단 장치(20)를 채용함으로써, 유리 리본의 양쪽 모두의 모서리 부분과 유리 리본의 특성 부분 사이의 분리부가 유도될 수 있다(여기에서 사용된 것과 같이, 분리부는 유리 리본의 전체 두께를 통해 연장되는 균열을 의미하도록 구성되어야 한다). 유리하게는, 이러한 분리부는 유리 리본의 모서리로부터 분리부를 유래시킬 필요 없이 유도될 수 있다. 오히려, 분리부는 모서리로부터 이격되는 유리 리본의 내부(즉, 본체-내부 분리부)로부터 유도될 수 있다. 바꿔 말하면, 슬릿이 유리 리본의 본체 내에 형성된다.

도 2로 복귀하면, 이 장치(10)는 선택 사항으로 플랫폼(28)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 플랫폼(28)은 플랫폼(28)이 플랫폼의 상부 표면 위로 유리 리본을 부양시키는 가스를 수용 및 방출하는 오리피스를 포함한다는 점에서 지지 본체(16)와 유사하다. 플랫폼(28)은 바람직하게는 플랫폼(28)이 필요에 따라 상승 또는 하강될 수 있도록 이동 가능하다. 대안으로 또는 추가로, 플랫폼(28)은 플랫폼의 상부 표면과 평행한 방향으로 측방으로 또한 이동되도록 구성될 수 있다. 플랫폼(28)의 이동은 유리 리본이 필요하면 방해 없이 예컨대 폐기 리셉터클로 유리 리본의 경로로부터 멀어지게 유도될 수 있도록 유리 리본의 경로로부터 플랫폼(28)을 제거하는 것을 용이하게 할 수 있다. 플랫폼(28)의 이동은 예컨대 안정된 동작이 달성될 때까지 이 장치(10)의 초기 시동 중에 요구될 수 있고, 이 때에 플랫폼은 유리 리본에 부양 지지를 제공하도록 유리 리본 아래의 그 통상의 위치로 복귀될 수 있다.

도 2, 5 및 6의 도움으로 가장 잘 도시된 것과 같이, 이 장치(10)는 유리 리본의 운동 방향에 직각인 방향으로 유리 리본 내에 스코어를 형성하는 횡단 스코어링 장치(30)를 또한 포함한다. 횡단 스코어링 장치(30)는 유리의 일부를 스크라이빙 또는 스코어링하는 임의의 적절한 스코어링 요소(56)를 포함할 수 있고, 예컨대 연마 휠, 카바이드 휠, 스크라이브 또는 포인트, 또는 다른 공지된 스코어링 요소일 수 있다. 유리 리본(12)이 상당히 빠르게 이 장치(10)를 통해 이동될 수 있으므로, 유리 리본의 실질적으로 전체의 폭을 횡단하여 유리 리본의 모서리에 직각인 스코어를 생성하는 것은 리본의 이동에 직각인 방향으로 그리고 또한 리본 이동과 동일한 방향으로 이동되는 스크라이빙 장치를 요구할 것이다. 이것은 결국 스크라이빙 장치의 매우 빠른 운동 또는 연장된 이동 경로 중 어느 한쪽을 요구한다. 이들 문제점을 극복하기 위해, 하나의 실시예에서, 횡단 스코어링 장치(30)는 쌍촉 화살표(58)에 의해 표시된 것과 같이 원호를 통해 스윙되도록 구성된다(도 5 참조). 스코어링 요소(56)가 점선 60에 의해 표시된 12시 또는 상사점(top dead center) 위치 근처에 있을 때에, 스코어링 요소가 유리 리본과 접촉되고, 유리 리본의 모서리에 직각인 방향으로 연장되는 접촉 표면 내에 짧은 스코어를 생성한다. 이와 같이, 스코어링 요소(56)는 잠시만 유리 리본과 접촉된다. 결국, 스코어의 길이는 예컨대 약 1 ㎝ 이하만큼 매우 짧을 수 있고, 유리 리본의 전방 이동과 정합되기 위한 스코어링 장치의 이동이 불필요하다.

유리 리본의 운동 방향에 실질적으로 직각인(그리고 유리 리본의 모서리에 실질적으로 직각인) 절단부를 보증하기 위해, 횡단 스코어링 장치(30)는 유리 리본의 모서리(54)에 직각으로 유리 리본을 굽힘으로써 유리 리본 내에 인장 응력을 생성하는 파열 장치와 연계하여 사용될 수 있다. 하나의 실시예에서, 도 6에 가장 잘 도시된 것과 같이, 파열 장치(32)는 제1 롤러(62), 제2 롤러(64) 및 제3 롤러(66)를 포함한다. 유리 리본은 제1 롤러(62)와 제3 롤러(66) 사이 그리고 제2 롤러(64)와 제3 롤러(66) 사이를 통과한다. 리본 내의 파열부가 요구될 때에, 제1 및 제2 롤러(62, 64) 그리고 제3 롤러(66)는 유리 리본이 롤러들 사이의 아치형 경로를 강제로 추종하도록 서로를 향한 방향으로 이동된다. 아치형 경로는 횡단 스코어링 장치(30)에 의해 형성된 스코어를 횡단하여 인장 응력을 생성하고, 그에 의해 유리 리본이 유리 리본의 폭을 횡단하여 파열되게 한다. 예컨대, 제1 및 제2 롤러(62, 64)가 제3 롤러(66)를 향한 방향으로 이동될 수 있거나, 제3 롤러(66)가 제1 및 제2 롤러(62, 64)를 향해 이동될 수 있거나, 제1 및 제2 롤러의 양쪽 모두 그리고 제3 롤러가 서로를 향해 이동될 수 있다. 도 2 및 6에 도시된 실시예에서, 파열 장치(32)는 제1 및 제2 롤러(62, 64)가 유리 리본의 저부 표면[지지 본체(16)에 대향 또는 인접한 유리 리본의 표면]에 대향으로 또는 인접하게 위치되는 한편 제3 롤러(66)가 유리 리본(12)의 상부 표면에 대향으로 위치되도록 배열된다. 롤러(62, 64, 66)의 위치 설정은 위에서 설명된 횡단 스코어가 그 대신에 유리 리본의 상부 표면 내에 형성되면 롤러의 배열이 역전되도록 횡단 스코어가 형성되는 위치에 의해 지배된다. 즉, 롤러는 횡단 스코어가 형성되는 유리 리본의 그 표면 내에 인장 응력을 생성하도록 구성되고, 인장 응력은 횡단 스코어를 횡단하여 형성된다. 정사각형 파열부(유리 리본의 이동 방향에 직각인 파열부)가 파열 장치의 제1, 제2 및 제3 롤러의 길이 방향 축이 유리 리본의 이동 방향에 직각이도록 이들을 정렬함으로써 생성된다.

유리 리본으로부터의 모서리 부분의 제거는 유리 리본의 잔여 특성 부분으로부터 모서리 부분을 이격시키는 단계를 포함할 수 있다. 특성 부분으로부터 모서리 부분을 이격시키는 것은 단지 특성 부분으로부터 모서리 부분을 분리하는 것 이상을 의미하고, 오히려 분리된 모서리 부분과 특성 부분 사이의 접촉을 방지할 정도로 충분한 모서리 부분과 특성 부분 사이의 거리에 이들을 위치시키는 것을 수반한다. 즉, 모서리 부분의 길이부가 특성 부분으로부터 분리되지만, 전체적인 유리 리본의 이동이 모서리 부분이 특성 부분에 대해 접촉 또는 마찰되게 할 수 있도록 여전히 특성 영역에 바로 인접할 수 있다. 이러한 접촉은 결국 특성 부분의 후속의 바람직하지 못한 그리고 정말로 예측하지 못한 파열에 대한 결함부 발생원으로서 작용할 수 있는 특성 부분의 새롭게-형성된 모서리에 대한 손상을 초래할 수 있다. 모서리 부분이 특성 부분으로부터 분리되지만 이 장치(10)의 통상의 동작 조건 중에 모서리 부분이 여전히 모서리 부분의 일단부에서 특성 부분에 부착된다는 것이 주목되어야 하고, 이러한 상황은 아래에서 추가로 명확해질 것이다.

따라서, 이 장치(10)는 모서리 부분이 모서리 부분의 실질적으로 전체의 길이에 걸쳐 유리 리본의 특성 부분(70)에 인접하지 않도록 유리 리본의 모서리 부분(55)을 재유도하는 우회 기구(18)를 추가로 포함한다. 즉, 모서리 부분(55) 사이에 위치된 특성 부분(70)이 제1 경로(72)를 따라 계속되는 동안에, 모서리 부분(55)은 여전히 특성 부분에 연결된 상태로 제1 경로와 상이한 제2 경로(74)를 추종한다. 우회 기구의 하나의 실시예가 도 1 및 2에 도시되어 있다. 하나의 실시예에서, 우회 기구(18)는 특성 부분에 의해 취해지는 경로와 상이한 경로를 따라 모서리 부분을 지지 및 재유도하는 복수의 롤러(76)를 포함한다. 절단 장치(20)가 유리 리본의 모서리에 실질적으로 평행하게 연장되는 절단부(슬릿)를 형성할 때에, 모서리 부분의 1개의 새롭게-형성된 모서리가 특성 부분으로부터 분리될 수 있고, 한편 모서리 부분의 제2 모서리 단부가 여전히 특성 부분에 연결될 수 있고 그에 의해 실질적으로 모서리 부분은 특성 부분으로부터 캔틸레버형으로 연결되고 자유 단부를 포함한다. 연결된 단부와 자유 단부 사이의 모서리 부분의 중량은 모서리 부분의 자유 단부가 우회 기구(18)에 의해 롤러(76) 상으로 하향으로 처지게 한다. 한편, 제1 경로(72)를 따른 특성 부분(70)의 전방 이동은 모서리 부분이 특성 부분에 연결된 상태로 남아 있으므로 우회 기구를 따른 모서리 부분의 계속된 이동을 유발한다. 즉, 모서리 부분의 일단부가 특성 부분에 연결된 상태로 남아 있고 특성 부분이 제1 경로(72)를 따라 이 장치(10)를 통해 전방으로 이동되기 때문에, 모서리 부분(55)이 반드시 또한 제2 경로(74)를 따라 이동된다. 그러나, 우회 기구(18)는 모서리 부분(55)이 특성 부분에 의해 추종되는 제1 경로와 상이한 제2 경로(74)를 따라 이동되는 것을 보증한다. 이러한 작용은 그 사이에 슬릿을 한정하는 모서리 부분의 새롭게 형성된 모서리와 특성 부분의 모서리 사이의 충분한 거리를 보증한다. 대안으로, 우회 기구(18)는 다른 방식으로 실시될 수 있다. 예컨대, 롤러 대신에, 우회 기구(18)는 단순하게 모서리 부분이 활주되는 슈트 또는 모서리 부분이 유도되는 슬롯을 포함할 수 있다. 대안으로, 우회 기구(18)는 모서리 부분이 부양되는 공기 베어링을 포함할 수 있다. 관련된 고려 사항에 따르면, 모서리 부분은 최소의 저항으로 제2 경로를 따라 우회 기구(18)에 의해 유도된다.

도 1에 도시된 장치(10)의 실시예는 간단한 모서리 부분 제거 공정을 도시하고 있지만, 이 장치(10)는 다른 공정을 추가로 수행할 수 있다. 예컨대, 도 7은 모서리 부분(55)이 제거되면 유리 리본의 특성 부분(70)에 모서리 테이프(80)를 가하는 테이핑 장치(78)를 도시하고 있다. 이와 같이 그리고 도시된 것과 같이, 테이핑 장치(78)는 파열 장치(32)의 하류에 위치되고, 권취 스풀(36)의 상류에 있다. 즉, 테이핑 장치(78)는 모서리 부분이 제거된 후에 그러나 유리 리본의 특성 부분(70)이 권취 스풀(36) 상으로 재권취되기 전에 위치된다. 모서리 부분과 특성 부분 사이에 거리를 생성하는 목적은 특성 부분의 새롭게-형성된 모서리에 대한 접촉 손상을 방지하는 것이라는 것이 상기되어야 한다. 마찬가지로, 특성 부분의 새롭게-형성된 모서리를 테이핑하는 것은 리본 모서리 부분의 제거 후에 새롭게 형성된 모서리에 대한 손상을 방지할 수 있고, 후속의 공정을 위한 취급 표면을 제공할 수 있다. 도 7의 실시예에 따른 테이핑 장치(78)는 특성 부분에 테이프를 가하도록 구성된다. 테이프는 예컨대 테이프의 하나의 표면에 가해지는 접착제를 가질 수 있고, 자체-접착을 방지하도록 접착제에 걸쳐 가해지는 지지 스트립(82)을 포함할 수 있다. 결국, 도 7에서 실시된 것과 같은 테이핑 장치(78)는 지지 스트립을 제거하고 특성 부분(70)의 새롭게-형성된 모서리(84)에 접착제-지지 테이프를 가하고 테이프를 절첩하고 그에 따라 접착제-지지 표면이 특성 영역의 양쪽 측면(주요 표면)과 접촉되도록 구성될 수 있다. 이 장치(10)의 다른 태양과 유사하게, 단일의 테이핑 장치만이 도시되고 설명되었지만, 테이핑 장치(78)는 바람직하게는 테이프가 특성 부분(70)의 새롭게-형성된 모서리(84)에 가해지도록 이중으로 형성된다.

도 7에 따르면, 테이핑 장치(78)는 유리 리본의 특성 부분에 가하는 데 적절한 테이프의 길이부를 수용하는 공급 스풀(86), 모서리 테이프(80)로부터 제거되는 지지 스트립(82)이 권취되는 권취 스풀(87), 그리고 테이프가 특성 부분의 적어도 1개의 표면 그리고 바람직하게는 측면 모서리에 인접한 특성 부분의 양쪽 측면과 접촉되도록 테이프를 절첩하는 적용기(88)를 포함한다. 핀치 롤러 세트(90)가 특성 부분(70)에 절첩된 테이프를 가압하고 특성 부분(70)에 대한 양호한 부착을 보증하도록 적용기(88)의 [특성 부분(70)의 운동 방향에 대해] 하류에서 사용될 수 있다.

가공 후에, 유리 리본의 특성 부분은 권취 스풀(36) 상으로 권취된다. 도 8에 가장 잘 도시된 것과 같이, 유리 리본의 특성 부분(70)은 권취 스풀 상으로 권취되도록 적절하게 특성 부분을 위치시키는 다양한 안내 롤러(92)를 통해 진행된다. 추가로, 인터리빙 재료 공급 스풀(interleaving material supply spool)(96)로부터 공급되는 인터리빙 재료(94)가 스풀(36) 상의 특성 부분의 연속 층들 사이의 접촉이 특성 부분의 표면에 대한 손상을 생성하지 않도록 특성 부분(70)의 표면에 걸쳐 가해질 수 있다. 인터리빙 재료는 임의의 적절한 인터리빙 재료일 수 있다. 예컨대, 인터리빙 재료는 종이계 제품 또는 탄성 폼계 제품일 수 있다.

이 장치(10)의 동작이 이제부터 도 9a-9f의 도움으로 설명될 것이다. 도 2 및 9a를 참조하면, 공정은 얇은 가요성 유리 리본(12)의 자유 단부(98)가 공급 스풀(34)로부터 제1 구동 장치(14)로 전달될 때에 시작된다. 제1 구동 장치(14)는 그 사이에 유리 리본의 양쪽 모서리 부분(55)을 핀칭하는 2개의 쌍의 대향 롤러를 포함한다. 이와 같이, 각각의 쌍의 롤러는 핀칭 기구를 구성하고, 이 때에 하나의 핀칭 기구가 유리 리본(12)의 하나의 길이 방향 모서리 부분(55)에 위치되고, 다른 핀치 기구는 대향 측면 모서리에 위치된다. 바람직하게는, 각각의 핀치 기구의 롤러는 유리 리본이 초기 설정 중에 롤러들 사이에 더 용이하게 급송될 수 있도록 분리 가능하다. 일단 유리 리본(12)이 각각의 핀치 기구의 롤러들 사이에 위치되면, 롤러는 유리 리본이 각각의 핀치 기구의 각각의 롤러들 사이에 핀칭되도록 폐쇄된다. 각각의 롤러 쌍 중 적어도 1개의 롤러가 구동된 롤러의 회전이 공급 롤러로부터 유리 리본을 견인하고 이 장치(10) 내로 이것을 급송하도록 구동(모터 구동)된다.

유리 리본(12)의 자유 단부(98)가 이 장치(10) 내로 진입되는 동안에, 유리 리본이 지지 본체(16)를 지나가고, 지지 본체의 상부 표면 내의 복수의 오리피스로부터 배출되는 가스가 소정 비상 높이로 지지 본체의 상부 표면 위로 유리 리본을 부양시킨다. 유리 리본의 자유 단부(98)는 제1 스크라이빙 장치(22) 아래를 지나가고, 제1 스크라이빙 장치(22)는 롤러(46) 상에 배치되는 연마 재료(48)가 유리 리본의 모서리 부분(55) 상에 복수의 결함부를 형성하도록 하강된다.

이제부터 도 2 및 9b를 참조하면, 레이저 광원(24)에 의해 방출되는 레이저 빔(42)이 제1 스크라이빙 장치(22)에 의해 형성된 결함부와 만나고, 유리 리본의 모서리(54)와 실질적으로 평행하게 유리 리본의 좁은 영역(44)을 가열한다. 가열에 후속하여, 유체 노즐(26)에 의해 방출되는 냉각 유체(50)가 유리 리본의 가열된 영역과 접촉되고, 그에 의해 유리 리본(12)의 길이를 따라 특성 부분(70)으로부터 모서리 부분(55)을 분리하는 균열(52)이 형성되게 한다.

유리 리본이 이 장치(10)를 통해 전방으로 계속하여 이동되는 동안에, 플랫폼(28)이 하강되고, 그에 의해 유리 리본의 자유 단부(98)가 하향으로 낙하되게 하고 리본의 자유 단부로부터 유리를 제거하는 초핑 기구(chopping mechanism)(도시되지 않음) 내로 수용되게 하고, 이러한 폐기 유리는 폐기 리셉터클(100)(도 1 참조) 내에 수집될 수 있다. 결국, 유리 리본(12)의 자유 단부(98)는 도 9c에 도시된 것과 같이 리본의 자유 단부가 균열(52)과 만나는 지점까지 제거되고, 그에 의해 각각의 모서리 부분(55)에 대해 자유 단부(102)를 형성한다. 이전에 설명된 것과 같이, 균열(52)이 유리 리본(12)의 전방 이동에 따라 연장되는 동안에, 모서리 부분(55)이 이들의 중량으로 인해 하향으로 쳐지고, 도 9d에 도시된 것과 같이 특성 부분(70)에 의해 취해진 제1 경로(72)와 상이한 제2 경로(74)를 따라 우회 기구(18)에 의해 안내된다. 모서리 부분(55)이 우회 기구(18)에 의해 능동적으로 안내될 수 있다는 것이 주목되어야 한다.

다음에, 초핑 장치가 상당히 불균일한 선행 단부를 생성할 수 있기 때문에, 특성 부분의 정사각형 자유 단부가 형성된다. 도 9e로 돌아가서, 특성 부분(70)의 자유 단부는 횡단 스코어링 장치(30)에 의해 스코어링된다. 특성 부분(70)이 파열 장치(32)의 롤러를 통과하는 동안에, 롤러(62, 64, 66)가 특성 부분(70)이 횡단 스코어링 장치(30)에 의해 생성되는 횡단 스코어(104)를 수용하는 특성 영역의 표면에 인장 응력을 가하는 사행형 굽힘부를 통해 압박되도록 이전에 설명된 방식으로 서로에 더 근접하게 이동된다. 도 9f를 참조하면, 굽힘부가 횡단 스코어링 장치(30) 및 파열 장치(32)를 통과하는 동안에, 특성 부분(70)이 특성 부분의 새롭게-형성된 모서리[균열(52)에 의해 형성됨]에 실질적으로 직각인 새로운 자유 단부(106)가 형성되도록 클리빙된다. 플랫폼(28)은 플랫폼이 그 상부 표면 위로 특성 부분(70)을 부양시킬 수 있도록 상승될 수 있다. 결국, 특성 부분(70)은 제1 경로(72)를 따라 모서리 테이핑 등의 하류 공정으로 안내되고, 유리 리본(12)의 모서리 부분(55)은 제2 경로(74)를 따라 유도되고, 이들이 수집 및/또는 폐기될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 유리 리본은 공급 스풀 대신에 유리 리본 인출 장치로부터 장치(10)로 직접적으로 공급될 수 있다. 예시의 용융 하향 인출 장치는 그 상부 표면 내에 형성되는 채널을 갖는 형성 본체를 포함한다. 채널에는 유리 용융 장치로부터 용융된 유리가 공급되고, 용융된 유리는 채널로부터 범람되고 별개의 용융 유리 스트림으로서 수렴 형성 표면을 거쳐 유동된다. 별개의 스트림은 수렴 형성 표면이 중력 그리고 형성 본체 아래에 위치되는 견인 롤러에 의해 하향으로 인출되는 유리 리본을 형성하도록 만나는 곳에서 합류된다. 유리 리본이 하강되는 동안에, 유리 리본이 점성 액체로부터 고체 탄성 재료로 변형된다. 형성 본체로부터 하강된 유리 리본은 연속 공정으로 장치(10)로 공급될 수 있다.

슬롯 인출 공정은 용융된 유리가 그 하부 표면 내에 슬롯을 포함하는 저장조로 전달된다는 점에서 용융 하향 인출 공정과 상이하고, 용융된 유리는 중력 및 견인 롤러에 의해 하향으로 견인되는 유리 리본으로서 슬롯을 통해 하강된다.

재인출 공정에서, 유리 시트의 모서리가 퍼니스 내에서 재가열되고, 재가열된 유리 모서리는 유리의 연화점을 초과하고, 유리 시트로부터 하강된다. 하강된 유리는 유리를 얇은 유리 리본으로 얇아지게 하는 중력 및 견인 롤러에 의해 하향으로 견인된다.

용융, 슬롯 및 재인출 공정의 각각은 주지되어 있으므로, 추가의 설명이 요구 또는 제공되지 않는다.

다양한 다른 변형 및 변화가 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 수행될 수 있다는 것이 당업자에게 자명할 것이다. 본 발명의 사상 및 실체를 포함하는 개시된 실시예의 변형 조합, 하위-조합 및 변화가 당업자에게 착상될 수 있으므로, 본 발명은 첨부된 특허청구범위 그리고 이들의 등가물의 범주 내의 모든 것을 포함하도록 해석되어야 한다.

Claims (20)

1. 특성 부분(quality portion), 및 특성 부분에 인접한 모서리 부분(edge portion)을 포함하는 이동 유리 리본을 트리밍하는 장치에 있어서,
   이동 유리 리본을 지지하고, 가스를 방출하는 복수의 오리피스를 한정(define)하는 상부 표면을 포함하는, 지지 본체와;
   이동 유리 리본의 특성 부분으로부터 모서리 부분을 분리하도록 구성되는 절단 장치 - 특성 부분은 분리 후에 제1 경로를 따라 진행됨 - 와;
   제1 경로와 상이한 제2 경로를 따라 분리된 모서리 부분을 안내하도록 구성되는 우회 장치(bypass apparatus) - 모서리 부분은 이동 유리 리본에 연결된 상태로 남아 있음 - 와;
   특성 부분의 진행 방향에 직각인 방향으로 특성 부분 내에 스코어를 형성하도록 배열되는 횡단 스코어링 장치와;
   스코어를 횡단하여 인장 응력을 생성하도록 구성되는 파열 장치
   를 포함하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 지지 본체는 아치형 상부 표면을 포함하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 절단 장치는 제1 스코어링 장치, 레이저, 및 냉각 유체를 방출하도록 구성되는 유체 노즐을 포함하는 장치.
4. 제3항에 있어서, 제1 스코어링 장치는 그 표면 상에 피착되는 연마 재료를 포함하는 롤러를 포함하는 장치.
5. 제4항에 있어서, 연마 재료는 롤러의 표면 상에 곡선형 라인으로서 피착되는 장치.
6. 제1항에 있어서, 제1 경로를 따라 특성 부분을 지지하는 플랫폼을 추가로 포함하고, 플랫폼은 이동 유리 리본의 진행 방향에 대해 지지 본체의 하류에 위치되고, 유리 리본을 지지하는 가스를 방출하는 복수의 오리피스를 포함하는, 장치.
7. 제6항에 있어서, 플랫폼은 이동 가능한 장치.
8. 제1항에 있어서, 특성 부분의 모서리에 테이프를 가하는 테이핑 장치를 추가로 포함하는 장치.
9. 제1항에 있어서, 파열 장치는 복수의 굽힘 롤러를 포함하고, 복수의 굽힘 롤러의 각각의 굽힘 롤러는 길이 방향 회전 축을 갖고, 길이 방향 축 각각은 다른 길이 방향 회전 축과 평행하고, 진행 방향에 직각인, 장치.
10. 제1항에 있어서, 횡단 스코어링 장치는 스윙 암, 스윙 암의 제1 단부에 결합되는 모터, 및 스윙 암의 제2 단부에 결합되는 스코어링 요소를 포함하고, 모터가 작동될 때에, 스윙 암이 진행 방향에 직각인 원호를 통해 스코어링 요소를 이동시키는, 장치.
11. 특성 부분 및 모서리 부분을 포함하는 이동 유리 리본을 트리밍하는 방법에 있어서,
    트리밍 장치로 이동 유리 리본을 공급하는 단계 - 이동 유리 리본은 제1 경로를 따라 트리밍 장치를 통해 이동됨 - 와;
    상부 표면 위로 유리 리본을 부양시키는 가스가 방출되는 복수의 오리피스를 한정하는 상부 표면을 갖는 지지 본체 위에서 이동 유리 리본을 지지하는 단계와;
    이동 유리 리본 내에 균열(crack)을 형성하는 단계 - 균열은 이동 유리 리본의 특성 부분으로부터 모서리 부분을 분리하도록 이동 유리 리본의 진행 방향에 반대인 방향으로 이동 유리 리본의 두께를 통해 전파되고, 특성 부분은 제1 경로를 추종함 - 와;
    균열이 유리 리본의 길이를 따라 전파되는 동안에 제1 경로와 상이한 제2 경로를 따라 모서리 부분을 우회(divert)시키는 단계
    를 포함하고,
    모서리 부분은 모서리 부분이 우회되는 동안에 유리 리본에 부착된 상태로 남아 있는, 이동 유리 리본 트리밍 방법.
12. 제11항에 있어서, 상부 표면은 아치형 부분을 포함하는 이동 유리 리본 트리밍 방법.
13. 제11항에 있어서, 균열은 이동 유리 리본의 모서리로부터 소정 거리만큼 이격되는 이동 유리 리본 트리밍 방법.
14. 제11항에 있어서, 균열을 형성하는 단계는 모서리로부터 이격되는 스코어를 형성하는 단계, 레이저 빔과 스코어를 만나게 하여(intersect) 유리 리본의 영역을 가열하는 단계, 및 균열이 전파되게 하는 냉각 유체와 유리 영역의 가열된 영역을 접촉시키는 단계를 포함하고, 전파 균열은 유리 리본의 선행 모서리와 만나지 않는, 이동 유리 리본 트리밍 방법.
15. 제13항에 있어서, 유리 리본을 파단시킴으로써 유리 리본의 선행 단부를 제거하는 단계를 추가로 포함하고, 파단부는 전파 균열과 만나고, 그에 의해 유리 리본으로부터 모서리 부분의 일부를 해제하는, 이동 유리 리본 트리밍 방법.
16. 제11항에 있어서, 이동 유리 리본의 진행 방향에 직각인 유리 리본 내의 횡단 스코어를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 이동 유리 리본 트리밍 방법.
17. 제16항에 있어서, 이동 유리 리본의 두께를 통해 횡단 스코어를 연장시키도록 유리 리본을 굽히는 단계를 추가로 포함하는 이동 유리 리본 트리밍 방법.
18. 제11항에 있어서, 유리 리본의 특성 부분에 모서리 테이프를 가하는 단계를 추가로 포함하는 이동 유리 리본 트리밍 방법.
19. 제11항에 있어서, 모서리 부분은 모서리 부분의 실질적으로 전체의 길이에 걸쳐 유리 리본의 특성 부분에 인접하지 않은 이동 유리 리본 트리밍 방법.
20. 제11항에 있어서, 이동 유리 리본은 유리 형성 장치로부터 공급되는 이동 유리 리본 트리밍 방법.

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