KR20160004345A - 아이소파이프에서 열 프로파일 제어를 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

용융 유리 스트림 열 프로파일 제어를 위한 유리 융합 인발 장치는: 제 1 봉입체; 및 상기 제 1 봉입체 내에 위치된 제 1 아이소파이프를 포함하며, 상기 제 1 봉입체는, 상기 제 1 봉입체의 벽과 일체형을 이룬 적어도 하나의 제 1 가열 소자 조립체를 포함할 수 있으며, 그리고 적어도 하나의 제 1 가열 소자 조립체는 상기 봉입체 내의 제 1 아이소파이프를 넘쳐 흐르는 용융 유리 스트림의 일부에 근접하게 위치된다. 상기 장치는 또한 제 1 봉입체에서 용융 유리 스트림 또는 스트림들의 열 구배 속성들을 센싱 및 제어하는, 제 1 봉입체에 연관된 근접 또는 온도 센싱 시스템 역시 포함할 수 있다. 또한, 융합 장치를 구현 및 사용하는 방법들이 개시된다.

Description

아이소파이프에서 열 프로파일 제어를 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR THERMAL PROFILE CONTROL IN AN ISOPIPE}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 35 U.S.C.§ 119 하에, 2013년 4월 30일에 출원된 미국 가출원 제61817423호, 및 2013년 5월 6일에 출원된 미국 가출원 제61819989호의 우선권 주장 출원이며, 이들 상기 가출원의 내용은 참조로 본원에서 병합된다.

본원에서 언급된 임의의 공보 또는 특허 문헌의 전체 개시 내용은 참조로서 전반적으로 병합된다.

본원은 융합 인발기 (fusion draw machine) 또는 적층 융합 인발기 내의 유리 시트의 제조에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본원은 적층 융합 인발기에서 개선된 열 제어를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

본원은 융합 인발기 또는 적층 융합 인발기 내의 유리 시트들의 제조에 대한 장치 및 장치 사용 방법을 제공한다.

실시예들에서, 방법 및 장치는 트러프를 따라, 그리고 아이소파이프 ("파이프")의 루트에서 향상된 열 제어를 제공하고, 여기서, 향상된 열 제어는 최종 인발된 유리의 향상된 두께 및 균일성 제어, 또는 제어 가능한 두께 변화를 제공한다.

실시예들에서, 본원은 예를 들면, 상부 파이프의 트러프의 각각의 측면 상에서; 하부 파이프의 루트; 파이프들 간의 영역 또는 갭; 및 이와 유사한 유치들; 또는 그의 조합들을 따라 측 방향으로 간격을 두고 봉입체 (예컨대, 실리콘 카바이드 도그하우스 (doghouse))의 벽들에 내장된 복수의 가열 소자들을 가진 융합 인발 장치 또는 적층 융합 인발 장치를 제공한다.

실시예들에서, 장치 및 방법은 클래드, 코어, 또는 이 둘의 용융 유리 스트림들의 열 프로파일, 및 두께 속성들 및 균일성의 향상된 제어를 제공한다.

도 1a 및 1b는 도그하우스 봉입체 내의 예시 저항 가열기 위치들을 단면도 및 사시도록 각각 도시한다.
도 2는 실리콘 카바이드 벽 (220)에 권선 조립체 (winding assembly) (110b)를 보유하기 위해, 도브테일 그루브들 (dovetail grooves) (210)을 가진 도 1b 삽도 (120)를 도시한다.
도 3은 비아들 내에 저항 가열기 와이어 (예컨대, 백금) 권선들 (310)을 가진 도그하우스 봉입체 (enclosure) (100) 벽 (220)의 예시 단면 부분을 도시한다.
도 4는 2 개의 파이프들: 갭 (106)을 가진 코어 (102) 및 클래드 (104)의 상대 또는 공칭 위치를 도시한다.
도 5는 적층 융합 인발기에서 수직 방향으로 유동 및 배출하는 유리 시트 (500)에 대해 예시의 상부 및 중간 어레이들 (110a1 내지 a5 및 110b1 내지 b5) 및 독립형 하부 어레이 (110c1 및 110c5)에서 권선 지지부들을 개략적으로 도시한다.
도 6은 와이어 권선 효율의 예시 열 모델링 결과들을 도시한다.
도 7은 루트 아래에 위치되고 융합 파이프의 측면에 대해 위치된 종래의 변환 상부 유입구 및 압축 권선들에 비해, 도 5의 독창적인 하부 권선 지지부들로부터의 열 응답 또는 온도 변화를 도시한다.
도 8은 적층 유리 물품의 단면도를 도시한다.
도 9는 도 8의 적층 유리 물품을 만드는 융합 인발 장치 및 프로세스를 도시한다.
도 10은 온도 및 근접 센싱 시스템들의 양태들을 가진 예시 융합 인발 장치를 도시한다.
도 11은 도 10의 개시된 융합 인발 장치 공간 조정 및 위치 선정과 함께 사용될 수 있는 근접 센싱 시스템의 예시 블록도이다.

본원의 다양한 실시예들은 필요하다면, 도면을 참조하여 상세하게 기술될 것이다. 다양한 실시예들에 대한 참조는 본원 발명의 권리 범위를 제한하지 않으며, 첨부된 청구항의 권리 범위에 의해서만 제한된다. 추가적으로, 이러한 명세서에 설명된 임의의 예시들은 제한적이지 않고, 청구된 발명의 다수의 가능한 실시예들 중 일부를 단지 설명한다.

실시예들에서, 장치를 만들어 사용하는 개시 장치 및 개시 방법은 예를 들면 이하에서 논의된 바와 같은 것을 포함하여, 하나 이상의 이점의 특징들 또는 양태들을 제공한다. 청구항들 중 어느 하나에 인용된 특징들 및 양태들은 일반적으로 본 발명의 모든 면들에 적용가능하다. 임의의 하나의 청구항에서 인용된 임의의 단일 또는 다수의 특징 또는 양태는 임의의 다른 청구항 또는 청구항들에서, 임의의 다른 인용 특징 또는 양태와 조합되거나 교환될 수 있다.

정의

줄 열, 저항 열 등의 "저항 가열", "저항 가열기" 등과 같은 용어들은 인접 환경 (들)로의 열의 방출을 초래하는 전도체를 통한 전기 전류의 통로를 언급한다.

"Globar®," "글로바 (glowbar)" 등과 같은 용어들은 예를 들면 5 내지 10 mm 폭 및 20 내지 50 mm 길이, 또는 대안적으로, 직경이 1.5 내지 2.75 인치이고, 가열된 길이가 최대 164 인치의 실리콘 카바이드 로드를 언급하고, 이때 상기 실리콘 카바이드 로드는 최대 1,000 내지 1,650 ℃ (1,832 내지 3,002 °F)까지 전기적으로 가열될 수 있다.

"알룬둠 (Alundum)" 등의 용어들은 예를 들면, 산화 알루미늄의 융합 형태로 언급된다.

"등온" 또는 "등온 조건에서 또는 그 근처"는 다음과 같이 언급된다: 각각의 경사진 위어들 (weirs) (즉, 상부 라인들)이 가상의 외형 및 평면의 사영을 가는 경우, 평면 사영들은 서로 마주하는 긴 측면들 상의 봉입체의 내부와 교차하며, 그리고 내부 표면 상의 가상 라인, 및 봉입체의 외부 표면 상의 해당 가상 라인을 생성한다. 본원의 실시예들에서, 이러한 라인들 각각을 따른 온도는 등온인 것이 바람직하다. 클래드 위어 높은 곳 (상부 섹션)에서의 온도 값은 코어 위어 높은 곳 (중간 섹션)에서의 온도와는 다를 수 있으며, 대개의 경우에 다를 것이다. 이에 따라서, 전체 봉입체는 등온이 아닐 수 있으며, 등온일 필요도 없다.

포함하다 ("include","includes") 등과 같은 용어들은 망라하는 것, 그러나 즉 포함하지만 독점적이지 않는 것에 제한되지 않는 것을 의미한다.

예를 들면, 본원의 실시예들을 기술하는데 사용된 조성물 내의 성분 양, 농도, 체적, 프로세스 온도, 프로세스 시간, 수율, 유량, 압력, 점도, 및 이와 유사한 값, 및 그의 범위, 또는 구성요소의 치수 및 이와 유사한 값, 및 그의 범위를 변경하는 "약"은, 예를 들면: 물질, 조성물, 화합물, 농도, 구성요소 부분, 제조 물품 또는 사용 제제를 준비하기 위해 사용된, 통상적인 측정 및 취급 절차를 통하여; 이러한 절차들에서 고의가 아닌 에러를 통하여; 방법을 수행하기 위해 사용된 개시 물질 또는 성분의 제조, 소스 또는 순도에서의 차이를 통해서; 및 기타 고려 사항을 통해서 일어날 수 있는 수량의 변화를 언급한다. 용어 "약"은 또한, 특정 초기 농도 또는 혼합을 가진 조성물 또는 제제의 숙성으로 인해 달라지는 양, 및 특정 초기 농도 및 혼합을 가진 조성물 또는 제제의 혼합 또는 프로세싱으로 인해 달라지는 양을 망라한다.

"선택의" 또는 "선택적으로"는 이하에서 기술된 이벤트 또는 상황이 일어날 수 있거나, 일어날 수 없다는 것, 그리고 상기의 기술 내용이 이벤트 또는 상황이 일어나는 예시들 및 그것이 행하지 않는 예들을 포함하는 것을 의미한다.

본원에서 사용된 바와 같이, 부정관사 ("a" 또는 "an") 및 그의 해당 관사 ("the")는 별 다른 언급이 없는 이상, 적어도 하나 또는 하나 이상을 의미한다.

기술 분야의 통상의 기술자에게 매우 잘 알려진 약어들이 사용될 수 있다 (예컨대, 시간용 약어 ("h" 또는 "hrs"), 그램용 약어 ("g" 또는 "gm"), 밀리리터용 약어 ("mL"), 및 실온용 약어 ("rt"), 나노미터용 약어 ("nm") 및 기타 등등의 약어들).

구성요소들, 성분들, 첨가제들, 치수들, 조건들, 시간들, 및 이와 유사한 양태들 및 그의 범위들에 대해 개시된 특정 및 바람직한 값들은 단지 예시를 위할뿐이다; 이들은 다른 정의된 값들 또는 정의된 범위 내의 다른 값들을 배제시키지 않는다. 본원의 장치 및 방법은, 분명한 또는 암시적 중간 값들 및 범위들을 포함하여, 임의의 값 또는 상기 값, 특정 값, 보다 특정화된 값, 및 본원에서 기술된 바람직한 값의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

융합 인발 동작 시에, 아이소파이프 ("파이프")의 상부 에지들 또는 위어들 상의 유리 분배는 파이프의 기하학적인 구조와 트러프 (trough)의 길이를 따른 온도 분배와의 함수 관계를 가진다. 트러프의 기하학적인 구조는 등온 조건들에서 동작하도록 통상적으로 설계된다. 따라서, 온도 비-균일성은 형성된 유리 시트에 두께 편차를 초래할 수 있다. 통상적인 융합 인발 프로세스에서 (예를 들면, Dockerty에게 일반적으로 소유되고 양도된 US 3,338,696 참조), 상기와 같은 두께 편차는 Globar를 사용하여, 예를 들면 국부적인 가열로, 파이프의 루트 (root) 또는 하부 첨단에서 부분적으로 보정될 수 있다.

봉입체 (예컨대, 실리콘 카바이드 (SiC) "도그 하우스 (dog house)") 내부의 아이소파이프 상에 유동하는 유리의 온도 프로파일은 봉입체 외부에 위치한 글로바들에 의해 형상화될 수 있다. 알려진 글로바 레이아웃은 수직 온도 프로파일을 조종하기 위해 상대적으로 우수한 능력을 제공하는 반면, 수평 방향으로의 온도에 영향에 미치기 위한 그의 능력 (예컨대, 단면도에서의 좌-중앙-우, 또는 측면도에서의 말단-중앙-말단 등의 트러프를 따라)은 매우 제한적이다. 통상적인 시스템 (Dockerty의 US 3,338,696)은, 예를 들면, 아이소파이프를 물리적으로 조정 또는 틸팅함으로써, 파이프 루트 레벨에서 제한된 크기로 수평 열적 비-균일성을 해결하기 위해 사용되어 왔다.

다중-층 또는 적층 융합 프로세스 (예컨대, 코어 층 및 2 개의 외부 클래드 유리 층들을 가진 3 개의 층들)에서, 두께 편차 보정의 통상적인 방법은 개별적인 유리 층들을 구별함 없이 벌크 유리에만 영향을 준다. 다중-층 적층에서, 각각의 유리 층의 두께는 명시된 공차로 제어되는 것이 바람직하다. 이로써, 유리 층들 각각의 두께 속성들 또는 두께 프로파일을 독립적으로 제어하기 위한 추가적인 방법은 매우 유용하다. 실시예들에서, 본 발명은 두께 편차 보정의 통상적인 방법에 대해 보충물일 수 있거나, 또는 대체물일 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.

3 개의 층 적층에서, 코어 유리는, 단일 균질한 내부 유리 층을 형성하기 위해, 아이소파이프의 측면 상의 유리 유동이 아이소파이프의 루트에서 융합되거나 합쳐진 단일 아이소파이프로부터 공급받을 수 있다. 클래드 유리는 또한 단일 아이소파이프로부터 공급을 받을 수 있지만, 그러나 클래드 아이소파이프의 각각의 측면 상의 유리 유동은 클래드 아이소파이프 아래에 위치한 코어 아이소파이프의 각각의 측면들 상에 유동하는 코어 유리 층의 외부 표면 상에 증착된다. 클래드 및 코어 유리의 합류 지점에서의 열 프로파일은 2 개의 파이프들 간의 기하학적인 구조로 인해 거의 균일하지 않을 가능성 있거나 제어하기가 어렵다. 이러한 영역에서 각각의 유리 스트림의 점도는 안정적이고 균일한 합류 지점을 확보하기 위해 가능한 한 균일한 것이 바람직하다. 동일한 비-균일성 이슈는, 예를 들면, 2 개 이상의 파이프가 서로 상부에 적층되어 이루어질 시에, 다중-층 적층으로 제시될 수 있다.

실시예들에서, 유리 (들)가 아이소파이프 표면을 떠나가고 단일 또는 이중 리본을 형성하는 아이소파이프의 루트에서 특정 온도 프로파일을 달성하는 것이 중요하다. 안정적인 동작을 확보하고, 시트 폭 변화를 방지하고, 실투 성장 (devitrification growth)을 방지하며, 그리고 리본의 적절한 응력 및 형상을 달성하기 위해서, 소정의 수평 온도 구배는 아이소파이프의 중앙과 아이소파이프의 각각의 말단 사이에 유지되는 것이 바람직하다. 통상적인 인발 융합에 있어서, 프로파일된 글로바는 원하는 말단-중앙 (end-to-center) 또는 좌우 (left-to-right) 온도 구배를 달성하기 위해, 주로 사용된다.

실시예들에서, 본원은, 파이프 루트에서 또는 그 근방에서 복수의 모듈러 저항 가열 소자들로의 말단-중앙 파워 분배가 독립적으로 열로 조종될 수 있는 용도의 장치 및 방법을 제공한다. 상기와 같은 독립적인 가열 제어는 종래 기술의 프로파일된 글로바 가열 소자 또는 글로바 어레이로 가능하지 않다.

실시예들에서, 본원은 용융 유리 스트림 열 프로파일 제어를 위한 유리 융합 장치를 제공하고, 상기 장치는:

제 1 봉입체, 예컨대, 실리콘 카바이드 도그하우스 (100); 및

상기 제 1 봉입체 내에 위치된, 예컨대, 제 1 봉입체의 적어도 일부에 의해 포함된 제 1 아이소파이프 (102)를 포함하며,

상기 제 1 봉입체는, 상기 제 1 봉입체 (103)의 외부 벽과 일체형을 이룬 복수의 제 1 가열 소자 조립체들을 포함하며, 그리고 적어도 하나의 제 1 가열 소자 는 상기 봉입체 내의 제 1 아이소파이프를 넘쳐 흐르는 용융 유리 스트림의 일부에 근접하게 위치된다.

실시예들에서, 상기 가열 소자 조립체들 각각은 예를 들면, 적어도 하나의 와이어 권선 지지부일 수 있고, 상기 적어도 하나의 와이어 권선 지지부는 복수의 비아들, 즉, 그루브들, 또는 이와 유사한 구조체들을 가지며, 그리고 상기 적어도 하나의 와이어 권선 지지부의 복수의 비아들 상에 개재된 복수의 저항 와이어들을 가진다.

실시예들에서, 상기 적어도 하나의 와이어 권선 지지부는 예를 들면, 상기 제 1 봉입체의 2 개의 서로 마주하는 측면들 중 하나 또는 둘 다 상에 위치된 와이어 권선 지지부일 수 있다.

실시예들에서, 상기 적어도 하나의 권선 지지부는 예를 들면, 상기 제 1 봉입체의 서로 마주하는 측면들 상에 위치된 복수의 권선 지지부들일 수 있다.

실시예들에서, 상기 적어도 하나의 와이어 권선 지지부는 예를 들면,상기 제 1 봉입체의 동일 측면 상에 위치된 복수의 와이어 권선 지지부들, 및 상기 제 1 봉입체의 마주하는 측면 상의 복수의 와이어 권선 지지부들일 수 있다.

실시예들에서, 상기 적어도 하나의 와이어 권선 지지부는 예를 들면, 상기 제 1 봉입체의 동일 측면 상에 위치된 복수의 와이어 권선 지지부들, 및 상기 제 1 봉입체의 마주하는 측면 상의 복수의 와이어 권선 지지부들일 수 있으며, 그리고 상기 복수의 와이어 권선 지지부들은 봉입체 상의 제 1 높은 곳에; 봉입체 상의 제 2 높은 곳에; 봉입체 상의 제 3 높은 곳에, 또는 상기 높은 곳들 중 2 개 이상의 조합에 위치된다.

실시예들에서, 상기 장치는 예를 들면, 제 2 봉입체를 더 포함할 수 있고, 상기 제 2 봉입체, 즉, 머플은 상기 제 1 봉입체의 적어도 일부를 둘러싼다.

실시예들에서, 상기 장치는 예를 들면, 상기 제 1 봉입체 내의 제 1 아이소파이프 상에서 위치되어 수직방향으로 정렬된 제 2 아이소파이프를 더 포함할 수 있다.

실시예들에서, 상기 장치는 예를 들면, 봉입체 내의, 상기 제 1 아이소파이프, 상기 제 2 아이소파이프, 또는 상기 제 1 아이소파이프와 상기 제 2 아이소파이프 간에서 또는 그의 조합에서 넘쳐 흐르는 용융 유리 스트림의 일부에 근접하게 위치된 가열 소자들의 제 2 어레이를 포함하는, 제 1 봉입체의 외부 벽과 일체형을 이룬 적어도 하나의 제 2 가열 소자 조립체를 더 포함할 수 있다.

실시예들에서, 상기 제 1 봉입체의 외부 벽과 일체형을 이룬 복수의 제 1 가열 소자 조립체들은 예를 들면, 2 내지 약 200 개의 조립체들일 수 있다.

실시예들에서, 본원은 용융 유리 스트림의 열 프로파일 제어를 위한 적층 융합 장치를 제공하고, 상기 적층 융합 장치는:

제 1 봉입체, 예컨대, 실리콘 카바이드 도그하우스;

상기 제 1 봉입체의 적어도 일부를 포함한 제 2 봉입체, 예컨대, 머플; 및

상기 제 1 봉입체 내에 위치된 제 1 아이소파이프 및 제 2 아이소파이프를 포함하며,

상기 제 1 봉입체는 상기 제 1 봉입체의 외부 벽과 일체형을 이룬 복수의 가열 소자 조립체들을 포함하고, 상기 가열 소자 조립체들은 비아들을 가진 복수의 와이어 권선 지지부들을 포함하고, 상기 비아는 저항 와이어 권선들을 가지며, 상기 와이어 권선들은 전기 소스로부터 에너지를 제어 가능하게 수신하고 상기 제 1 봉입체로 열을 소산시키도록 구성된다.

실시예들에서, 본원은 상기에서 기술되고 제시된 장치를 사용하는 방법을 제공하고, 상기 방법은:

복수의 제 1 가열 소자 조립체들과 열 평형 (thermal equilibrium)을 이루도록 상기 장치를 가열시키는 단계;

유리 소스로부터의 용융 유리로 상기 장치를 채우는 단계; 및

용융 유리 스트림의 온도 프로파일;

상기 장치를 열 평형으로 유지시키기 위한 복수의 제 1 가열 소자 조립체들에 대한 파워 레벨 프로파일;

상기 장치에 형성된 유리 리본의 두께 프로파일, 또는 그의 조합 중 적어도 하나를 모니터링하는 단계를 포함한다.

실시예들에서, 상기 장치에서 제어 가능하게 형성된 유리 리본의 두께 프로파일은 예를 들면, 균일, 비-균일 또는 그의 조합들일 수 있다.

실시예들에서, 상기 장치에서 형성된 유리 리본의 두께 프로파일은 예를 들면, 수직 선형, 수평 선형, 오목 포물선, 볼록 포물선 또는 그의 조합 중 적어도 하나일 수 있다.

실시예들에서, 상기 방법은 예를 들면, 상기 아이소파이프 (들)를 넘쳐 흐르는 용융 유리 스트림의 온도 프로파일; 상기 장치를 열 평형으로 유지시키기 위한, 상기 복수의 제 1 가열 소자 조립체들에 대한 파워 레벨; 상기 장치에 형성된 유리 리본의 두께, 또는 그의 조합 중 적어도 하나를 유지시키는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 장치에 형성된 유리 리본의 두께는 원하는 유리 리본 두께 프로파일을 달성하기 위해, 예를 들면, 균일, 비-균일 또는 그의 조합들일 수 있다.

실시예들에서, 상기 방법은 예를 들면, 상기 장치의 서로 마주하는 측면들 상에 위치된 벽-내장식 제 1 가열 소자들에 대해 파워 레벨을 독립적으로 또는 대등하게 제어하는 단계; 상기 장치의 서로 마주하는 측면들 상에 위치된 벽 내장식 제 2 가열 소자들에 대해 파워 레벨을 독립적으로 또는 대등하게 제어하는 단계; 상기 장치의 서로 마주하는 측면들 상에 위치된 벽 내장식 제 3 가열 소자들에 대해 파워 레벨을 독립적으로 또는 대등하게 제어하는 단계; 및 이와 유사한 대안적 또는 추가적인 파워 레벨 제어들, 또는 그의 조합들을 더 포함할 수 있다.

실시예들에서, 본원은 예를 들면, 상부 파이프의 트러프의 각각의 측면; 하부 파이프의 루트; 파이프들 간의 영역 또는 갭; 또는 그의 조합들을 따라 예를 들면 측 방향으로 간격을 두고 봉입체 (예컨대, 실리콘 카바이드 도그하우스)의 벽들에 내장된 가열 소자들을 가지는 융합 인발 장치 또는 적층 융합 인발 장치를 제공한다. 가열 소자들은, 봉입체 내의 타깃 유리 유동 (들)의 온도 프로파일을 제거하기 위해, 예를 들면, 독립적으로 제어될 수 있는 도그하우스의 각각의 측면 (즉, 서로 마주하는 측면들) 상에 위치된 복수의 모듈러 와이어 권선들로 구성될 수 있다. 권선들은 보다 좁고, 보다 양호한 정의된 열 프로파일 또는 특징 (signature)을 제공할 수 있으며, 그리고 상기 권선들은 개별적인 유리 층들의 우수한 온도 프로파일을 달성하기 위해 사용될 수 있다. 개시된 장치 및 방법은 통상적인 기준의 인발 융합에 사용된 글로바 가열 방법에 대한 보충물 또는 우수한 대용물일 수 있지만, 그러나 이는 현저하게 개선된 열 제어 능력을 가진다. 특히, 개시된 장치 및 방법은 예를 들면, 융합 파이프의 품질 구역 상에서 균일한 유리 질량 유동을 달성하는 것, 수직 방향으로 인접한 파이프들 간의 영역 또는 갭에서, 유리 스트림들의 안정적이고 균일한 합류 지점을 달성하는 것을 허용하며, 그리고 아이소파이프의 루트를 따라 원하는 온도 분배들 또는 프로파일들을 달성하는 것을 도울 수 있다.

실시예들에서, 본원은 적층 융합 인발 장치를 제공하고, 상기 적층 융합 인발 장치는:

상부 아이소파이프, 하부 아이소파이프, 또는 이 둘의 아이소파이프들의 적어도 일부를 둘러싼 가열식 틸팅가능한 (tiltable) 봉입체;

상기 가열식 틸팅가능한 봉입체의 적어도 일부를 둘러싼 고정식 머플 (muffle) 봉입체; 및

상기 가열식 틸팅가능한 봉입체의 적어도 하나의 온도 구배를 결정하고, 조정 또는 유지하는 비-접촉 온도 센싱 시스템을 포함한다.

실시예들에서, 상기 비-접촉 온도 센싱 시스템은 예를 들면:

n x 3 센서 어레이 - n은 예를 들면, 1 내지 40임 -;

상기 센서 어레이로부터 적어도 하나의 신호를 수신 및 프로세싱하는 멀티플렉서 및 디지털 습득 유닛; 및

상기 멀티플렉서 및 디지털 습득 유닛으로부터 적어도 하나의 신호를 수신 및 프로세싱하는 프로그램가능한 제어기, 예를 들면, 포트릭스 헤드 (photrix head) (바람직하게는 비용 및 정확성을 고려함) 등의 단일 디지털 습득 유닛 헤드를 포함할 수 있고, 상기 시스템이 비-등온 (즉, 등온이 아님) 조건을 결정하는 경우, 상기 프로그램가능한 제어기는 온도 조정 신호를 발생시키고, 상기 가열식 틸팅가능한 봉입체의 가열기에 신호를 전송함으로써, 클래드 아이소파이프의 부근에 있는 유리의 등온 온도 프로파일과 유사하게 된다.

실시예들에서, 상기 장치는 예를 들면, 데이터베이스 및 데이터 분석 모듈을 포함하는 서버를 더 포함할 수 있다.

실시예들에서, 상기 비-접촉 온도 센싱 시스템은 예를 들면, 1,200 ℃에서 플러스 또는 마이너스 0.25 % 또는 약 플러스 또는 마이너스 2.5 ℃의 정확도를 가질 수 있다. 다른 이용가능한 온도 센싱 방법, 예를 들면 금속 서머커플들 또는 FLIR은 적층 유리를 만드는 개시 장치 및 방법에서 그들의 사용을 하지 못하게 하는 이슈들 또는 제한점들을 가진다. FLIR은 1,200 ℃에서, 단지 약 플러스 또는 마이너스 2 % 또는 약 플러스 또는 마이너스 25 ℃의 정확도를 가지며, 그리고 본원의 유리 적층 치수들을 달성하기에 부적당하다. 금속 서머커플들은 충분한 정확도를 가질 수 있지만, 가열식 틸팅가능한 봉입체의 벽들을 통과해야 하는 문제점들을 포함하는 논리적인 이슈들을 가진다.

실시예들에서, 본원은 적층 유리 물품을 제조하는 방법을 제공하고, 상기 방법은:

융합 인발 장치에 적층 유리 물품을 형성하는 단계;

- 상기 장치는:

상부 아이소파이프 및 하부 아이소파이프를 둘러싼 가열식 틸팅가능한 봉입체;

상기 틸팅가능한 봉입체의 적어도 일부를 둘러싼 고정식 머플 봉입체; 및

상기 장치가 사용시에 유리, 즉 가공물을 인발 및 적층하는 동안, 상기 가열식 틸팅가능한 봉입체의 적어도 하나의 온도 구배를 결정하고, 조정 또는 유지하는 비-접촉 온도 센싱 시스템;을 포함함 -

상기 적어도 하나의 온도 구배를 결정하는 단계; 및

상기 적어도 하나의 온도 구배가 등온이 아닌 경우 (즉, 비-등온), 상기 틸팅가능한 봉입체의 적어도 하나의 온도 구배를 조정하는 단계, 또는

상기 적어도 하나의 온도 구배가 등온인 경우, 상부 아이소파이프에 인발된 적어도 유리의 등온 조건과 유사하도록, 상기 틸팅가능한 봉입체의 적어도 하나의 온도 구배를 등온으로서 유지하고, 즉, 상기 틸팅가능한 봉입체의 적어도 하나의 온도 구배를 제어하는 단계를 포함한다.

실시예들에서, 상술된 장치에서 등온 조건들 하에 인발된 최종 적층 유리 물품은 예를 들면 다음을 가질 수 있다:

5 내지 300 마이크로미터, 예를 들면, 약 25 내지 약 60 마이크로미터의 클래드 층 두께, 및 약 플러스 또는 마이너스 2 % 또는 약 플러스 또는 마이너스 1 내지 2 마이크로미터의 두께 변화,

및

50 내지 2,700 마이크로미터, 예를 들면, 약 50 내지 약 1,200 마이크로미터의 코어 층 두께, 및 약 플러스 또는 마이너스 2 % 또는 약 플러스 또는 마이너스 1 내지 2 마이크로미터의 두께 변화.

실시예들에서, 상기 적층 유리 물품은 예를 들면, 적어도 하나의 붕규산염 (borosilicate), 또는 이와 유사하거나 유사하지 않은 유리 조성물들일 수 있다.

실시예들에서, 상기 틸팅가능한 봉입체의 온도가 예를 들면, 등온 조건에서, 또는 상기 등온 조건 근방에서 유지될 수 있는 경우, 최종 적층 유리 물품은 균일한 두께를 각각 가진 코어 층 및 클래드 층을 가진다.

등온 조건을 고려해 보면, 타깃 두께들은 다음과 같이 달성될 수 있다: 클래드 파이프 (위어) 상의 유리는, 등온 조건이 달성 및 유지될 때까지 가열 및 모니터링된다. 용융 유리는 클래드 파이프 상에서 유동한다. 클래드 파이프 및 코어 파이프의 기하학적인 구조들은 완전하게 대칭적이며, 그리고 클래드 파이프 및 코어 파이프들은 중심 중력 벡터와 함께 정렬된다. 기하학적인 대칭성과 더불어, 등온 조건들 및 완전한 온도 대칭성은 각각의 파이프의 각 유동 측면 각각을 따라 좌우 측면들 상의 용융 유리의 고른 넘쳐 흐름 (even overflow)을 확보한다. 예를 들면, 광 파이프들을 포함한 온도 센싱 시스템은 각각의 파이프의 각각의 용융 유리 유동들의 온도 분배를 제어하도록 구성될 수 있다. 타깃 두께는 예를 들면, 클래드와 코어 간의 용융 유리 넘쳐 흐름 비율들에 의해 달성될 수 있다 (예컨대, 1:6은, 6x의 총 코어 두께에 비해 총 클래드 두께가 1 x이고, 좌측 클래드가 0.5x가 되고, 우측 클래드가 0.5x가 된다는 것을 의미함)

상기의 조건들이 만족되는 경우, 코어 파이프의 루트에서 융합 이후에, 코어 및 클래드 점성 유리는 예를 들면, 상술된 바와 같이, 규정된 두께 값들에 대한 리본의 "스트레치"를 확보하는 선형 수직 속도로 롤들을 (에지들에서) 잡아당김으로써 수직 방향으로 인발될 수 있다. 두께 균일성은 예를 들면 다음과 같은 것을 가짐으로써 더 조종되거나 제어될 수 있다: 도그하우스 상에 위치된 전기 권선들 (또는 유사한 기술), 도 1a 및 1b (소자들 (110a, 110b, 110c)) 및 도 2 참조; 아이소파이프들 상에 위치된 전기 권선들 (또는 유사한 기술); 또는 정압 공기 파이프들의 시스템 (예를 들면, Dockerty의 US 3,338,696에 기술된 것 참조).

실시예들에서, 등온 조건들 하에서 인발되는 최종 적층 유리 물품은 예를 들면, 실질적으로 뒤틀림이 없거나, 박막 트랜지스터 (TFT) 디바이스에 사용되기에 적합한 기판이거나, 또는 이 둘 다일 수 있다. 실시예들에서, "실질적으로 뒤틀림이 없다는 것"은 예를 들면, 약 95 내지 100% 뒤틀림이 없다는 것, 약 96 내지 99.5% 뒤틀림이 없다는 것, 약 97 내지 99.0% 뒤틀림이 없다는 것, 및 이와 유사한 값들 및 범위들을 의미한다.

실시예들에서, 본원은 적층 유리 물품을 만드는 방법을 제공하고, 상기 방법은 다음을 포함한다:

융합 인발 장치에서 적층 유리 물품을 형성하는 단계,

- 상기 장치는:

상부 아이소파이프 및 하부 아이소파이프를 둘러싼 틸팅가능한 봉입체;

상기 틸팅가능한 봉입체의 적어도 일부를 둘러싼 고정식 머플 봉입체;

및

상기 고정식 머플 봉입체와 상기 틸팅가능한 봉입체 사이의 거리를 결정 및 조정하는 근접 센싱 시스템을 포함함 -;

및

틸팅가능한 봉입체에서 온도 구배들을 제어하고 상부 아이소파이프에서 유리 인발을 제어하기 위해, 고정식 머플 봉입체와 틸팅가능한 봉입체 사이의 거리를 결정 및 조정하는 단계.

고정식 머플 봉입체와 틸팅가능한 봉입체 사이의 거리를 결정 및 조정하는 단계는 예를 들면 다음을 포함할 수 있다:

고정식 머플 봉입체 및 틸팅가능한 봉입체의 각각의 공간 위치들을, 근접 센싱 시스템 내의 적어도 하나의 근접 센서로 결정하고, 고정식 머플 봉입체와 틸팅가능한 봉입체 사이의 거리를 제공하기 위해서, 봉입체들의 각각의 공간 위치들 사이의 차이를, 근접 센싱 시스템 내의 프로세서로 계산하는 단계; 및

고정식 머플 봉입체와 틸팅가능한 봉입체 사이의 거리를 조정하는 단계, 상기 조정하는 단계는 예를 들면, 다음을 포함할 수 있다:

고정식 머플 봉입체 및 틸팅가능한 봉입체의 각각의 공간 위치들 사이의 기준 거리와 계산 거리를 비교하는 단계 (계산 거리 및 기준 거리 각각은 미리 결정된 구배에 대응함), 및 등온 조건 등의 미리 결정된 온도 구배 또는 타깃 온도 구배를 달성하기 위해, 틸팅가능한 봉입체의 공간 위치를 변화시키는 단계.

실시예들에서, 고정식 머플 봉입체와 틸팅가능한 봉입체 사이의 거리를 결정 및 조정하는 단계는 예를 들면, 연속적으로 또는 불연속적으로 달성될 수 있다.

실시예들에서, 상기 고정식 머플 봉입체와 틸팅가능한 봉입체 사이의 거리를 결정 및 조정하는 단계는 예를 들면, 인발 전에, 인발 동안, 인발 후에, 또는 그의 조합으로 달성될 수 있다.

실시예들에서, 상기 고정식 머플 봉입체와 틸팅가능한 봉입체 사이의 거리를 조정하는 단계는 예를 들면, 미리결정된 온도 구배에 대응하는 위치 또는 공간 위치로 상기 틸팅가능한 봉입체를 틸팅시키는 단계를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 상기 조정하는 단계는 예를 들면, 수동 또는 로봇으로 달성될 수 있다.

틸팅가능한 봉입체 및 상부 아이소파이프는 융합 인발 장치의 동작 동안 협조적으로 틸팅가능할 수 있고, 예를 들면, 틸팅가능한 봉입체를 틸팅시키는 단계는 기계적으로 결합된 상부 아이소파이프를 동시에 틸팅시킬 수 있다.

온도 구배들을 제어하는 단계는 예를 들면, 온도 구배들을 최소화시키는 것, 온도 구배들을 최대화시키는 것, 온도 구배들을 안정화시키는 것, 원하거나 미리 결정된 온도 구배들을 달성하기 위한 온도 또는 그 근처로 조정하는 것;또는 그의 조합을 포함한다.

고정식 머플 봉입체와 틸팅가능한 봉입체 사이의 거리를 결정 및 조정하는 근접 센싱 시스템은 예를 들면 다음을 포함할 수 있다:

상부 아이소파이프에 근접하여 틸팅가능한 봉입체에서 온도 구배 또는 구배들을 측정하기 위한 적어도 하나의 비-접촉, 고온 안정화 센서;

고정식 머플 봉입체와 틸팅가능한 봉입체 사이의 거리를 측정하기 위한 적어도 하나의 근접 센서; 및

미리 결정된 온도 구배, 즉 타깃 온도 구배를 달성하기 위해, 측정된 온도 구배에 기반하여, 고정식 머플 봉입체와 틸팅가능한 봉입체 사이의 거리를 조정하는 메커니즘.

적어도 하나의 비-접촉 고온 안정화 센서는 예를 들면, 사파이어 광 파이프일 수 있다.

봉입체의 측정된 온도 구배 (들)는 클래드 유리의 실제 온도 구배들과 상관 관계를 가질 수 있다.

실시예들에서, 본원은 적층 융합 인발 장치를 제공하고, 상기 적층 융합 인발 장치는 다음을 포함한다:

상부 아이소파이프 및 옵션적으로 하부 아이소파이프의 적어도 일부를 둘러싼 틸팅가능한 봉입체;

상기 틸팅가능한 봉입체의 적어도 일부를 둘러싼 고정식 머플 봉입체; 및

틸팅가능한 봉입체 내에서 타깃 온도 구배 조건들을 얻기 위해, 고정식 머플 봉입체와 틸팅가능한 봉입체 사이의 거리를 결정 및 조정하는 근접 센싱 시스템.

실시예들에서, 본원은 적층 융합 인발 장치를 제공하고, 상기 적층 융합 인발 장치는 다음을 포함한다:

상부 아이소파이프 및 하부 아이소파이프를 둘러싼 틸팅가능한 봉입체;

상기 틸팅가능한 봉입체의 적어도 일부를 둘러싼 고정식 머플 봉입체; 및

다음 중 적어도 하나를 결정 및 조정하는 근접 센싱 시스템:

상기 틸팅가능한 봉입체 내에서 적어도 하나의 유리 스트림 상의 타깃 온도 구배 조건을 얻기 위한, 고정식 머플 봉입체와 틸팅가능한 봉입체 사이의 거리;

틸팅가능한 봉입체 내에서 적어도 하나의 유리 스트림 상의 타깃 온도 구배 조건을 얻기 위한, 틸팅가능한 봉입체의 가열; 또는 그의 조합.

실시예들에서 "기본적으로 구성되는 것" 또는 "구성되는 것"은 예를 들면, 다음을 의미할 수 있다:

용융 유리 스트림 열 프로파일 제어를 위한 유리 융합 장치는 다음을 가진다:

제 1 봉입체 또는 하우징; 및

상기 제 1 봉입체 내에 위치된 제 1 상부 아이소파이프, 제 2 하부 아이소파이프, 또는 그의 조합 중 적어도 하나;

상기 제 1 봉입체는 다음 중 적어도 하나를 포함한다:

상기 제 1 봉입체의 외부 벽과 일체형을 이룬 복수의 제 1 가열 소자 조립체들 - 제 1 가열 소자들 중 적어도 하나는 봉입체 내의 제 1 아이소파이프의 위어들을 넘쳐 흐르는 용융 유리 스트림의 일부에 근접하여 위치됨 -;

상기 제 1 봉입체의 외부 벽과 일체형을 이룬 복수의 제 2 가열 소자 조립체들 - 상기 제 2 가열 소자들 중 적어도 하나는 봉입체 내의, 제 1 상부 파이프의 루트 근방에, 그리고 제 2 하부 파이프의 상부 근방에 용융 유리 스트림의 일부에 근접하여 위치됨 -;

상기 제 1 봉입체의 외부 벽과 일체형을 이룬 복수의 제 3 가열 소자 조립체들 - 복수의 제 3 가열 소자 조립체들 중 적어도 하나는 봉입체 내의 하부 파이프의 루트 근방에 용융 유리 스트림의 일부에 근접하여 위치됨 -; 및

복수의: 제 1 가열 소자 조립체들, 제 2 가열 소자 조립체들, 제 3 가열 소자 조립체들 또는 그의 조합 중 적어도 하나에 각각의 가열 소자 조립체의 독립적인 제어를 위한 제어기.

본원의 장치를 사용하는 물품 및 방법은, 본원 구현 및 사용의 조성물들, 물품들, 장치, 또는 방법들, 예를 들면, 특정 장치 구성, 특정 첨가제들 또는 성분들, 특정 물질, 특정 구조적 물질 또는 구성요소, 특정 조사 또는 온도 조건 또는 이와 유사한 구조, 물질, 또는 선택된 가변 프로세스의 기본 및 새로운 속성에 물질적으로 영향을 미치지 않는 다른 구성요소들 또는 단계들과 더불어, 청구항에 나열된 구성요소들 또는 단계들을 포함할 수 있다.

실시예들에서, 개시된 장치 및 방법은 예를 들면 다음을 포함하는 여러 개의 양태들에서 이점을 가진다:

수평 방향으로 주로 유리 유동 열 프로파일을 변경하기 위한 능력을 제공하는 것;

모든 다른 가열 소자들과 독립적인 가열 소자들 (예컨대, 와이어 권선들) 각각을 독립적으로 제어하는 것;

가열 소자들 (예컨대, 와이어 권선들)이 봉입체의 외부 벽들에 내장될 시에, 가열 소자들은 봉입체의 내부 벽들 내의 개구들을 형성함 없이, 유리 스트림 (들)의 좁은 밴드에 열적으로 영향을 미치기 위해 위치 및 조정될 수 있는 것;

복수의 독립적으로 제어 가능한 가열 소자들로 유리 스트림들의 열 프로파일을 제어하는 방법이 온도 프로파일 매체 또는 수단으로서 냉각 방법들을 사용하는 것보다 간단하고, 열적으로도 보다 효율적이며, 그리고 보다 정확하며, 예를 들면, 머플 영역 (즉, 2 차 봉입체)에서 또는 도그하우스 봉입체에서 냉각 디바이스들을 설치하는 것보다 저항 가열 소자들 (예컨대, the disclosed supports having 와이어 권선들)을 설치하는 것이 간단한 것; 및

개시된 복수의 전략적으로 위치된 저항 가열 소자들을 사용할 시에, 유리 휘발성의 응결의 문제점이 장치의 봉입체 내의 열 프로파일들을 조정하기 위해 냉각 방법들을 사용하는 것에 비해, 최소화되거나 제거될 수 있는 것.

실시예들에서, 가열 소자들을 가지는 이점들, 예를 들면, 와이어 권선들을 그 위에서 또는 그 안에서 가지는 와이어 권선 지지부 (가열 소자들은 융합 파이프의 위어를 따라 둘러싼 봉입체의 벽들에 내장됨)는 예를 들면, 다음 것에 대한 능력을 포함할 수 있다:

융합 파이프의 수평 길이 또는 말단-말단 (end-to-end)을 따라 넘쳐 흐르는 유리의 열 프로파일을 제어하는 것;

종래 방법 (예컨대, Dockerty의 US 3,338,696)에 대한 보충물 또는 대안물로서, 단일 유리 층의 두께를 제어하기 위해, 단일 융합 아이소파이프의 품질 구역 상에 유리의 질량 유동을 변경하는 것;

파이프 새그 (sag)에 대항하거나 파이프 틸팅을 피하기 위해, 파이프의 중앙에 대한 파이프 말단들, 바람직하게는 압축 말단에 대한 파이프 유입구에서 유리의 유리 질량 유동을 변경하는 것; 또는

융합 아이소파이프의 위어들 중 어느 것 상에 흐르는 유리 질량 유동 분배를 독립적으로 변경하는 것.

이러한 개시된 능력들 및 이점들은 적층 유리 시트의 3 개의 층들의 두께가 독립적으로 제어되도록 한다.

실시예들에서, 예를 들면, 다중-층 또는 적층 융합 인발에서 아이소파이프들 간의 갭을 따라, 와이어 권선들을 포함한 가열 소자 조립체들을 가지는 다른 이점들은 예를 들면, 다음과 같은 것을 포함할 수 있다:

유리 스트림들의 안정적이고 균일한 합류 지점을 확보할 수 있는 원하는 온도 프로파일을 달성하기 위한 능력;

장치 및 방법이 클래드 파이프의 하부 및 코어 파이프의 상부에서 균일한 온도를 제공할 수 있는 것; 및

예를 들면, 하나 또는 양쪽 파이프들을 틸팅하는 것이 필요한 경우, 장치 및 방법이 낙하 거리의 변경을 보상하기 위해, 파이프들 간의 갭을 따라 비-균일한 온도를 옵션으로 제공할 수 있는 것.

이러한 능력들 및 성능들은 또한 적층된 다수의 아이소파이프들을 사용한 3 개의 층들보다 많이 가진 적층들에서도 직접 적용될 수 있다.

실시예들에서, 융합 파이프의 루트 레벨에서 와이어 권선들을 포함하는 가열 소자 조립체들을 가지는 이점들은 예를 들면 다음을 포함할 수 있다:

루트에서 유리 열 프로파일을 제어하는 능력; 및

하나 이상의 아이소파이프들 또는 적층 인발에 걸친 말단-중앙 델타 (end-to-center delta) 또는 수평 델타 (즉, 온도 차이)가 독립적으로 제어될 수 있는 것.

도면들을 참조하여 보면, 도 1a 및 1b는 도그하우스 봉입체 내의 예시 저항 가열기를 단면도 및 사시도로 각각 도시한다. 도 1a 및 1b에서, 2 개의 파이프 시스템 (102, 104) 주위의 실리콘 카바이드 (SiC) 봉입체 (100)는, 상부, 중간 및 하부 위치들에 있고, 봉입체의 외부 벽 (103)과 일체형을 이루거나 상기 외부 벽에 부착된 권선 지지부들 (110a, 110b, 110c)을 포함한다. 실시예들에서, 권선 지지부들의 선택 위치들은 예를 들면, 각각의 파이프의 상부 (110a, 110b) 및 하부 (110b, 110c)에서의 높이에서 있을 수 있다. 권선 지지부들 (110)은 와이어들을 유지시키기 위해, 예를 들면, 그루브들 또는 비아들을 가질 수 있으며, 그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 옵션의 외부 커버 (110bi) 또한 가질 수 있다. 기준 라인 (105a)은 중앙을 정의하며, 그리고 벽 구조 라인들 (106, 107) 각각은 열 제어의 좌측-중앙-우측 스펙트럼의 좌우 측면들을 정의한다. 원들 (108)은 보충 또는 옵션의 글로바 또는 이와 유사한 종래의 가열 소자들을 나타낸다.

도 2는 실리콘 카바이드 벽 (220)에 권선 조립체 (110b)를 보유하기 위해, 도브테일 그루브들 (210)을 가진 도 1b 삽도 (120)를 도시한다.

도 3은 예를 들면, 개별적인 비아들 (미도시) 각각 내에 저항 가열기 와이어 (예컨대, 백금) 권선들 (310)을 가진 도그하우스 봉입체 (100) 벽 (220)의 예시 단면 부분을 도시한다. 도그하우스 벽 권선 지지부 보유기는, 가열 동안 알룬둠 백커 (backer) (320)의 증가 팽창율을 수용하고 냉각 및 수축될 시에 제자리에서 권선 지지부들 (예컨대, 110b)을 유지시키는 치수들을 가진, 상부, 하부 또는 이 둘 다에서 예를 들면, 45 도 도브테일 그루빙 (dovetail grooving) (210)으로 구성된다. 도 2에 도시된 옵션의 커버 (110bi)는 명료성을 위해 도 3에 도시되지 않는다.

도 4는 2 개의 파이프들: 갭 (106)을 가진 코어 (102) 및 클래드 (104)의 상대 또는 공칭 위치를 도시한다. 기준 라인 (105b)은 중앙을 정의하며, 그리고 기준 라인들 (111, 112) 각각은 열 제어의 말단-중앙-말단 (end-to-center-to-end) 스펙트럼에서 말단들을 정의한다.

도 5는 적층 융합 인발기에서 수직 방향으로 유동 및 배출하는 유리 시트 (500)에 대해 예시의 어레이들 (상부: 110a1 내지 a5, 및 중간 110b1 내지 b5) 및 독립형 지지부들 (하부: 110c1 및 110c5)에서 권선 지지부들을 개략적으로 도시한다.

도 6은 와이어 권선 효율의 예시 열 모델링을 도시한다. 예를 들면, 각각의 온도 변화 (%) (℃) 대 댐 거리 (dam distances) (인치) 곡선들 (600, 610, 620, 630, 및 640)에 의해 도시된 바와 같이, 도 5의 각각의 중간 권선 지지부 (110b1, b2, b3, b4, 및 b5)에 독립적으로 추가된 450 와트를 초래할 수 있는 클래드 하부 영역의 온도 변화들이 도시된다.

도 7은 루트 아래에 위치되고 융합 파이프의 측면에 대해 위치된 종래의 변환 상부 유입구 (transition upper inlet) 및 압축 권선들 (+300W)의 응답에 비해, 각각의 온도 변화 대 댐 거리 곡선들 (720 및 730)에 의해 도시된 바와 같이, 아이소파이프 루트 온도에 대한 도 5의 독창적인 하부 권선 지지부들 (+400W) (110c1, 110c5)로부터의 열 응답 또는 온도 변화를 도시한다. 변환 상부 유입구 (TUI; 710) 및 변환 상부 압축부 (TUC; 700)는 루트 아래에 그리고 그들 각각의 에지 디렉터들 (directors) 뒤에 통상적으로 위치한 종래 기술의 가열 와이어 권선들이다. 에지 디렉터들은 예를 들면, 일반적으로 소유되고 양도된 US 8,176,753 및 7,685,841에 개시된다.

도 8은 적층 유리 물품의 일 실시예의 단면도를 개략적으로 도시한다. 적층 유리 물품은 일반적으로 유리 코어 층, 및 상기 유리 코어 층에 융합된 적어도 하나의 유리 클래딩 층을 포함한다. 도 8은 3 개의 층을 이룬 적층 유리 물품이다. 적층 유리 물품 (800)은 일반적으로 유리 코어 층 (802) 및 적어도 하나의 유리 클래딩 층 (804)을 포함한다. 도 8에 도시된 실시예에서, 적층 유리 물품은 한 쌍의 유리 클래딩 층들 (804a, 804b)을 포함한다. 유리 코어 층 (802)은 일반적으로 2 개의 측면들 또는 표면들, 예를 들면 제 1 면의 표면 및 제 2 면의 표면을 포함하며, 이때 제 2 면의 표면은 제 1 면의 표면 맞은편에 있다. 유리 클래딩 층들 (804a 및 804b)은 임의의 추가 물질들, 예를 들면, 접착제들, 코팅 층들 등 없이, 유리 코어 층 (802)과 유리 클래딩 층들 (804a 및 804b) 사이에 배치된 유리 코어 층 (802)에 융합된다.

개시된 적층 유리 물품들은 적층 결과로 강도가 향상될 수 있다. 실시예들에서, 적층 (800)의 유리 클래딩 층들 (804a 및 804b)은 유리 코어 층 (802)보다 낮은 평균 열 팽창 계수 (CTE)를 가진 유리 조성물로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상대적으로 낮은 평균 CTE를 가진 유리 조성물로 형성된 유리 클래딩 층들이 적층 프로세스 동안에 높은 평균 CTE를 가진 유리 조성물로 형성된 유리 코어 층과 쌍을 이룰 시에, 유리 코어 층 및 유리 클래딩 층들의 CTE들의 차이는 냉각 시에, 유리 클래딩 층들에서 압축 응력의 형성을 초래한다. 적층 유리 물품들, 예를 들면 적층 유리 시트들에서, 물품의 표면들은 예를 들면, 코어 유리 층과 클래딩 유리 층 또는 적층 물품 층들 사이의 열 팽창 계수 (CTE)에서의 의도적인 부조화에 의해 생성된 압축 응력들을 통하여 유익하게 강화될 수 있다.

유리 코어 층 (802)은 적층 유리 물품의 강도를 향상시키기 위해, 유리 클래딩 층들 (804a and 804b)에 대해 높은 평균 CTE를 가진 유리 조성물로 형성될 수 있다.

유리 클래딩 층들의 CTE가 유리 코어 층의 CTE보다 낮은 실시예들에서, 유리 코어 층의 적어도 일부는 예를 들면, 유리 클래딩 층들과 유리 코어 층 간의 부조화된 CTE 값들의 결과로, 유리 코어 층이 중앙 인장력의 영역을 가지는 경우에 인장력을 받을 수 있다.

적층 유리 물품들 (800)은 일반적으로 소유 및 양도된 미국 특허 제3,338,696호 (Dockerty); 제4,214,886호 (Shay); 제7,748,236호 (Pitbladdo); 및 제8,007,913호 (Coppola)에 기술된 바와 같이, 융합 적층 프로세스에 의해 형성될 수 있다.

도 9는, 하부 아이소파이프 (904) 상에 위치된 상부 아이소파이프 (902)를 포함하는 적층 유리 물품을 형성하는 적층 융합 인발 장치 (900)를 도시한다. 상부 아이소파이프 (902)는, 용융 유리 클래딩 조성물 (906)이 용융기 (미도시)로부터 공급되는 트러프 (910)를 포함한다. 이와 유사하게, 하부 아이소파이프 (904)는, 용융 유리 코어 조성물 (908)이 용융기 (미도시)로부터 공급되는 트러프 (912)를 포함한다.

실시예들에서, 용융 유리 코어 조성물 (908)이 트러프 (912)에 채워질 시에, 용융 유리는 트러프 (912)를 넘쳐 흐르고, 하부 아이소파이프 (904)의 외부 형성 표면들 (916, 및 918) 상에 흐른다. 하부 아이소파이프 (904)의 외부 형성 표면들 (916 및 918)은 루트 (920)에 모여들게 된다. 이에 따라서, 외부 형성 표면들 (916 및 918) 상에 유동하는 용융 유리 코어 조성물 (908)은 적층 유리 물품의 유리 코어 층 (802)을 형성하기 위해, 하부 아이소파이프 (904)의 루트 (920)에서 다시 합류된다. 동시에, 용융 유리 클래딩 조성물 (906)은 상부 아이소파이프 (902)에 형성된 트러프 (910)를 넘쳐 흐르고, 상부 아이소파이프 (902)의 외부 형성 표면들 (922, 924) 상에 흐른다. 용융 유리 클래딩 조성물 (906)은 상부 아이소파이프 (902)에 의해 외부 방향으로 편향되고, 그 결과 용융 유리 클래딩 조성물 (906)은 하부 아이소파이프 (904) 주위에서 흐르고, 하부 아이소파이프의 외부 형성 표면들 (916 및 918) 상에 흐르는 용융 유리 코어 조성물 (908)에 접촉되어, 용융 유리 코어 조성물에 융합되고, 유리 코어 층 (802) 주위에서 유리 클래딩 층들 (804a 및 804b)을 형성한다.

실시예들에서, 용융 유리 코어 조성물 (908)은 용융 유리 클래딩 조성물 (906)의 평균 열 팽창 계수 CTE_clad보다 큰 평균 열 팽창 계수 CTE_core를 가질 수 있다. 이에 따라서, 유리 코어 층 (802) 및 유리 클래딩 층들 (804a 및 804b)이 냉각될 시에, 유리 코어 층 (802) 및 유리 클래딩 층들 (804a and 804b)의 평균 열 팽창 계수의 차이는 압축 응력들이 유리 클래딩 층들 (804a 및 804b)에서 일어나도록 한다. 압축 응력은 이온-교환 처리 또는 열 템퍼링 처리 (thermal tempering treatment) 없이, 최종 적층 유리 물품의 강도를 증가시킨다.

유리 클래딩 층들 (804a 및 804b)이 적층 유리 물품 (800)을 형성하기 위해, 유리 코어 층 (802)에 융합될 시에, 적층 유리 물품은 예를 들면, 진공 몰딩 또는 임의의 다른 종래의 유리 형상화 프로세스에 의해 원하는 3 차원 형태로 형상화될 수 있다. 적층 유리 물품 (800)은 임의의 종래의 방법에 의해 그의 최종 형상으로 절단될 수 있다. 예를 들면, 적층 유리 물품 (800)은 예를 들면, 레이저 또는 블레이드에 의해 절단될 수 있다. 적층 유리 물품의 절단은 유리 물품의 에지가 노출되도록 할 수 있고, 그 결과 유리 코어 층 (802)은 에지 상에 노출되고, 손상을 당할 수 있다.

실시예들에서, 본원은 적층 융합 인발기에서, 연속적 또는 불연속적 적층 유리 시트의 정확한 제조를 위한 방법을 제공한다. 비-물리적 접촉 열 계측 시스템을 포함한 근접 센싱 시스템은 융합 인발 장치를 둘러싼 봉입체의 상부 부분에 온도 구배들을 측정하며, 그리고 봉입체의 측정된 온도 구배들을, 봉입체 내에 클래드 유리의 온도 분배 또는 실제 및 타깃 온도 구배들과 서로 관련시킨다. 근접 센싱 시스템은 봉입체 내의 클래드 유리의 실제 온도 구배들에 대한 대용물 (즉, 대안물 또는 대체물)이다. 상부 아이소파이프는 적층 융합 인발기의 동작 동안, 기계적인 틸팅을 독립적으로 받을 수 있다. 봉입체는 또한, 열 계측 시스템과 조직화된 기계적인 조정 장치로 공간 조정을 독립적으로 받을 수 있다. 열 계측 시스템은 하나 이상의 비-접촉, 고온 센서들 (예컨대, 사파이어 광 파이프들)로 구성될 수 있다. 조직화된 기계적 조정 장치는, 클래드 아이소파이프를 포함하는 틸팅 봉입체와 머플 봉입체의 고정 구조체 사이의 거리를 조정 또는 변화시키는 것을 허용하고, 단일 또는 강성 몸체로서 클래드 아이소파이프와 함께 틸팅 봉입체를 협조적으로 이동시킬 수 있다.

실시예들에서, 개시된 방법 및 장치는, 점성 형성 프로세스 동안, 클래드 유리의 정확한 온도 측정의 등가물을 제공하고, 구배들의 계산을 위한 베이스로 역할하며, 그리고 온도 구배들 및 유리 유동의 좌우 (L-to-R) 대칭을 모니터링한다.

공지된 장치 및 방법들에서, 단일 유리 아이소파이프에 대한 봉입체의 온도 분배를 분석하기 위해 사용된 기술들은 용융 유리의 부근에서 공기를 측정하기 위해, 클래드 아이소파이프를 둘러싸는 봉입체 (도그하우스)를 통과하는 고정식 서머커플들 (Fixed thermocouples)로 구성된다. 이렇게 공지된 절차는, 도그하우스 봉입체가 머플 (즉, 2 차 봉입체)에 대해 이동되지 않기 때문에 용인된다. 그러나, 융합 프로세스에서 적층 제조를 위해서, 상부 클래드 아이소파이프는 기하학적인 정렬을 가능하게 하고, 양 측면 상에서, 그리고 아이소파이프의 전체 광학 품질 폭을 가로질러 정확한 균일 유량을 보정하기 위해, 하부 코어 아이소파이프로부터 독립적으로 이동할 필요 있을 수 있다. 고정식 서머커플들은 봉입체 틸팅을 따르지 않는 상부 머플 구조체의 외부로부터 이들이 비롯되기 때문에, 이러한 과제를 달성할 수 없다.

실시예들에서, 본원은, 봉입체가 머플 구조체에 대해 틸팅하는 동안 동작될 수 있는 클래드 아이소파이프의 부근에서 봉입체의 표면 상에 열 구배들의 높은 정확성 측정을 제공한다. 실시예들에서, 본원은 클래드 파이프의 트러프를 따라 클래드 유리 온도 분배에 대한 실시간 피드백을 전달하기 위한, 도그하우스의 상부 섹션에서 온도의 연속적인 측정; 유리 온도 제어를 통해 유리 점도 분배의 대칭을 제어하기 위한, 클래드 파이프의 각각의 측면 상의 온도의 연속적인 측정; 봉입체의 동작 틸팅으로 인한 비-접촉 온도 측정 (한편, 상부 클래드 파이프는 틸팅을 따르지 않음); 또는 클래드 파이프를 따라 작은 온도 구배들을 정확하게 측정하기 위해, 예를 들면, 1050 내지 1250 ℃ (유리 조성물에 의존)의 온도 범위에서 이룰 수 있는 최고의 정확성, 또는 그의 조합을 제공할 수 있다.

융합 인발 프로세스를 받을 수 있는 붕규산염 유리들, 및 다른 유리 조성물들은 열적으로 측정될 수 있으며, 동일한 방식으로 제어될 수 있다.

실시예들에서, 선택된 비-접촉 열 센서들은: 냉각을 필요로 하지 않으며; 그리고 Pt-Rh (백금 로듐) 서머커플들보다 정확하게 또는 양호하게 절대 온도들을 측정할 수 있다. 추가적으로, 예를 들면, 대칭적으로 위치된 센서들을 사용한DAQ (digital acquisition) 아키텍처는 예를 들면, 클래드 아이소파이프의 좌 (L) 측면과 우 (R) 측면 간의 상대 온도 정확성을 +/- 1 ℃ 내로 제공할 수 있다.

실시예들에서, 아홉 개 (9) 또는 N x 3의 어레이 (여기서 N은 3, 4, 또는 5개의 IR 광 파이프들임)는 클래드 아이소파이프 유리 인발의 부근에서, 상부 상의, 그리고 상부 측면들 상의 봉입체 (도그하우스)의 표면 온도를 정확하게 측정하기 위해 사용된다. 측정된 틸팅가능한 봉입체 온도들과 동등한 클래드 유리 온도 예측들 사이의 매우 높은 상관관계 (예컨대, 95 내지 99 % 또는 보다 양호한 신뢰수준)가 획득된다.

클래드 유리 온도가 클래드 아이소파이프의 상부 부분들에서 손쉽게 측정될 수 없기 때문에, 광 파이프 측정들의 관련성은 유리, 도그하우스, 및 주위 절연부를 포함한 3D 열 모델의 결과에 의해 판단될 수 있다. 광 파이프 위치들에서의 모델 예측들과 해당 위치들에서의 예측되는 유리 온도들의 비교는, 차이가 2.5℃ 미만인 것을 나타낸다. 도그하우스의 외부 표면의 온도 측정들의 사용 대신에 또는 그 대용으로, 실제 유리 온도는 +/- 2.5℃의 최대 에러를 수반한다 (즉, 약 1200 ℃의 온도 환경에서의 절대 온도 에러).

실시예들에서, 광 파이프 어레이들은 위어 상의 클래드 용융 유리의 L 대 R 유동의 실시간 모니터링 및 제어로 구현되는 봉입체의 여러 단면들에 배치된다. 상기와 같은 셋업은 또한 클래드 파이프의 위어의 상부 부분에서의 압축에 대하여 유입구로부터 온도 구배를 측정할 수 있고, 이는 코어 층의 클래드 층들 (즉, 클래드 층들 좌측면 및 우측면; L 대 R)의 균일한 두께 분배를 위하여 코어 상에 클래드 유리를 정확하게 형성하는데 중요할 수 있다.

실시예들에서, 클래드 층은, 중간 값들 및 범위들을 포함하여, 약 5 내지 300 마이크로미터, 약 20 내지 100 미크론, 예를 들면, 25 내지 약 60 마이크로미터, 약 30 내지 90 미크론, 약 40 내지 80 미크론, 약 45 내지 70 미크론, 및 약 45 내지 55 미크론의 두께를 가질 수 있다. 실시예들에서, 클래드 층은 중간 값들 및 범위들을 포함하여, 약 플러스 또는 마이너스 2 % 또는 약 플러스 또는 마이너스 5 미크론, 4 미크론, 3 미크론, 2 미크론, 및 1 미크론의 두께 변화들을 가질 수 있다.

실시예들에서, 코어 층은 중간 값들 및 범위들을 포함하여, 약 50 내지 2,700 마이크로미터, 예를 들면 50 내지 1,200 마이크로미터, 약 50 내지 1,000 미크론, 약 55 내지 950 미크론, 약 60 내지 850 미크론, 약 75 내지 750 미크론, 약 90 내지 700 미크론, 약 100 내지 650 미크론, 및 약 200 내지 600 미크론의 두께를 가질 수 있다. 실시예들에서, 코어 층은 중간 값들 및 범위들을 포함하여, 약 플러스 또는 마이너스 2 % 또는 약 플러스 또는 마이너스 100 미크론, 75 미크론, 50 미크론, 25 미크론, 및 10 미크론의 두께 변화들을 가질 수 있다.

실시예들에서, 코어 리본은 중간 값들 및 범위들을 포함하여, 약 10 내지 200 센티미터, 약 20 내지 175 센티미터, 약 60 내지 150 센티미터, 및 약 75 내지 100 센티미터의 폭 (좌-우, left-to-right)을 가질 수 있다.

실시예들에서, 클래드 리본은 중간 값들 및 범위들을 포함하여, 약 10 내지 200 센티미터, 약 20 내지 175 센티미터, 약 60 내지 150 센티미터, 및 약 75 내지 100 센티미터의 폭 (좌-우)을 가질 수 있다.

실시예들에서, 클래드 리본은 코어 리본 폭보다 크거나, 작거나 또는 그와 비슷한 폭 (좌-우)을 가질 수 있다.

도 10은 봉입체 (103) (도그하우스)에 의해 둘러싼 2 개의 아이소파이프 시스템 (1000)의 개략적인 사시도를 도시한다. 도그하우스 봉입체는 실리콘 카바이드 (SiC)로 구성될 수 있으며, 그리고 그 내부에 배치된 클래드 (104) 및 코어 (102) 아이소파이프들을 가진다. 단면은 각각의 광 파이프를 위해, 시야 영역 (field of view, FOV) 또는 센싱 영역의 그래픽 표현으로 광 파이프 (1010, 1012, 및 1014 (모호하게 표시)) 위치들에 대해 도시된다. 광 원뿔들 (1011, 1013, 1015 (모호하게 표시))은 IR 광 파이프들의 FOV를 나타낸다. 하부 (코어) 파이프가 틸팅될 시에 (즉, 각도 α1), 전체 도그하우스는 틸팅된다 (즉, 각도 α2). 온도 센서들은 봉입체에 손쉽게 용접될 수 없거나, 또는 공기 서머커플들로서 봉입체 내의 홀들을 통해 나사산을 이룰 수 없다. 즉, 각도 알파 (즉, α1)에 의해 코어 파이프의 틸팅 동안, 봉입체 (도그하우스)는 또한 동일한 각도 알파 (즉, α1)에 의해 단일 또는 조직화된 강성 몸체로서 협조적으로 틸팅된다. 머플의 외부로부터 인도된 공기 서머커플 (들)은 도그하우스에 삽입될 수 없거나, 또는 도그하우스에 용접될 수 없는데, 이는 상부 클래드 아이소파이프의 도그하우스가 하부 아이소파이프와 함께 틸팅되는 반면, 아이소파이프들 둘 다를 하우징할 수 있는 머플은 고정되기 때문이다. 실시예들에서, 2 개의 머플들이 있을 수 있다: 하나는 코어 아이소파이프용이고, 그리고 하나는 클래드 아이소파이프용이다. 2 개의 머플들은 독립적으로 틸팅될 수 있다. 상부 및 하부 아이소파이프들 둘 다를 둘러싼 단일 도그하우스는 하부 머플에 의해 지지될 수 있고, 그 결과 도그하우스 및 하부 아이소파이프는 함께 틸팅될 수 있다.

도 11은 예를 들면, 틸팅가능한 봉입체 (1000), 틸팅가능한 봉입체 또는 알파-조정가능한 봉입체의 표면의 온도를 센싱하는 온도 센서 (예컨대, 1010)를 포함한 개시 융합 인발 장치의 근접 센싱 시스템의 예시 블록도이다. 각각의 온도 센서 (1010)는 프로세서 (1100)와 통신을 할 수 있다. 프로세서는 예를 들면, 서보모터, 또는 모터 및 잭 스크류 (jack screw), 또는 접촉되고 프로세서 (1100)로부터의 지시들에 기반하여 메커니즘이 틸팅가능한 봉입체 (1000)를 작동시키는 동등한 원동력의 유사한 소스들을 포함하여, 조정 메커니즘 (1200)과 통신을 한다.

온도 센싱 시스템, 근접 센싱 시스템, 또는 측정 또는 조정 서브시스템들의 정확도 및 공간 해상도는 실시간으로 실행될 수 있으며, 그리고 점성 프로세스 (즉, 비-냉각 및 비-접촉)와 간섭되지 않는다. 상기와 같은 장치 또는 방법은 예를 들면, 수동적인 양적 열 영역 모니터링으로서, 또는 능동 점성 프로세스 제어 툴로서 구현되어, 동작 파라미터들에 따른 클래드 유리 점도 분배를 관리할 수 있다.

근접 및 원격 센싱 (Proximity and Distance Sensing)

실시예들에서, 개시된 융합 인발 장치의 근접 센싱 시스템은 예를 들면, 온도 센서와 조합한 원격 센서를 포함할 수 있다. 원격 센서는 예를 들면, 무선파 대신에 광 버스트를 사용하는 것을 제외하고, 멀리 있는 물체들이 얼마나 레이더와 유사한지를 측정할 수 있는 PRT (pulse-ranging-technology) 센서일 수 있다. PRT 센서는, 관심 있는 물체에 부딪쳐서 센서로 되돌아오는 광의 버스트들을 방출한다 (예컨대, 광선 레이더 원격 센싱). 센서의 프로세서는 광의 전파 시간 (time of flight, TOF)를 측정하며, 그리고 물체에 대한 거리를 계산한다. 센서로부터 물체 (S)까지의 거리는 다음 식에 따라서, 센서로부터 나가 센서로 되돌아오는 펄스의 전파 시간을 곱한 광 상수의 속도 (c)를 2로 나눈 것과 같다: S = (c x TOF)/2. 거리 측정 디바이스들을 포함한 근접 센서들, 위치 선정 시스템들 등과 같은 다양한 센싱 및 제어 제품들은 예를 들면, Pepperl-Fuchs (Twinsburg, Ohio)으로부터 상업적으로 구입할 수 있다.

봉입체의 절대 위치를 모니터링하기 위해서, 모션의 각 축은 예를 들면, 절대 위치 센서로 기능할 수 있는 전위차계를 포함할 수 있다. 모션의 각 축은 또한 설정 점 또는 시작 점으로부터 변위를 추적하기 위한 증분 자기식 인코더 (incremental magnetic encoder)를 가질 수 있으며, 그리고 설정 점은 추가적인 공간 위치 조정 또는 리셋에 대한 기준을 제공한다.

예시 (들)

다음 예시들은 상술된 본원을 사용하는 방식을 보다 완전하게 기술하기 위해, 그리고 본원의 다양한 양태들을 수행하기 위해 고려된 최적의 모드들을 추가로 설명하기 위해 제공된다. 이러한 예시들은 이러한 본원의 권리 범위를 제한시키는 것이 아니라 오히려 예시 목적들을 위해 제시된다. 작동 예시 (들)는 개시된 장치를 조립 및 동작하기 위한 법을 추가로 기술한다.

물질 및 방법

가열 소자

본원은 와이어 권선들을 포함한 가열 소자들을 제공하며, 그리고 와이어 권선들을 지지하며, 이때 상기 와이어 권선들은 예를 들면, 약 1 인치 내지 8 인치 폭, 및 약 3 내지 10 인치 높이, 및 이와 유사한 치수들을 가질 수 있다. 가열 소자들 또는 가열 유닛들은 도그하우스 내의 융합 파이프의 수평 길이 및 위치에 대응하는 도그하우스 봉입체의 외부 벽 상의 수평 길이를 따라 선택된 간격들에 위치될 수 있다. 가열 소자들은 도그하우스 내의 융합 파이프 또는 연관된 유리 스트림들의 열적으로 중요한 영역들에 대응하는 도그하우스 봉입체의 외부 벽의 수직 치수를 따라 선택된 간격들에서 위치될 수 있다. 와이어 권선들은 예를 들면, 백금, 또는 열을 전도하기 위한 이들의 능력을 위한 이와 유사한 금속들 또는 합금들로 구성될 수 있다. 실시예들에서, 백금 와이어는 알룬둠 백커 주위에서 구불구불한 방식으로 감싸질 수 있는데, 이는 알룬둠이 백금과 동일한 비율로 팽창하기 때문이다. 실시예들에서, 와이어 권선 지지부 설계는 와이어를 포함하며, 그리고 가열 효율 및 가열 소자 수명 (들)을 최대화시키고 가열 소자의 잠재적인 파괴 위험을 최소시키기 위해, 적절한 전류 밀도들을 제공하는 와이어들 간의 공간을 포함할 수 있다.

다른 추가적 또는 대안적 가열 소자들이 고려될 수 있다. 예시로서, 예를 들면, 실리콘 질화물 또는 실리콘 카바이드 물질에 기반한 판-타입 세라믹 가열 소자들은 파워 밀도를 증가시키고, 신뢰성을 향상시키고, 화학적 내구성을 증가시키며, 그리고 도그하우스 봉입체와 가열 소자들 사이의 열 팽창 차이를 최소화시키기 위해 사용될 수 있다.

권선 위치들

예시의 융합 유닛에서, 일련의 와이어 권선들 및 이들의 연관되 권선 지지부들은 트러프 및 루트 등의 2 개의 높은 곳들에서 융합 파이프의 각 측면 상에 위치될 수 있다.

예시의 3 개의 적층 융합 인발 유닛에서, 3 개의 높은 곳들이: 클래드 파이프의 위어의 상부를 따라서, 클래드 파이프의 하부에서 (예컨대, 2 개의 유리들의 합류 지점에서), 코어 파이프의 루트에서, 있을 수 있다. 이러한 실시예는 도 1에서 예시되고 입증된다. 도면들을 참조하여 보면, 도 1a 및 1b는 클래드 파이프의 하부 및 코어 파이프의 상부를 가로질러 위치된 권선들의 단일 시리즈 또는 어레이 (예컨대, 110b)를 표시한다. 원한다면, 이러한 권선들은 대안적으로, 2 개의 수평 시리즈들로 분리될 수 있다 (하나는 클래드 파이프의 하부용이고, 하나는 코어 파이프의 상부용임 (미도시)).

실시예들에서, 예를 들면, 다수의 적층 장치 및 방법에서, 가열 소자 와이어 권선들의 중간 어레이 또는 중앙 어레이는 적층된 쌍의 융합 파이프들 간에 위치될 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 이러한 가열 소자들 또는 와이어 권선 모듈들 또는 유닛들은 예를 들면, 가능한 한 유리에 가까운 열적 환경을 도출하고, 유리 표면 상의 열적 영향의 폭을 좁히기 위해서 실리콘 카바이드 봉입체에 내장될 수 있다.

도그하우스 봉입체/권선 구성

권선 지지부들은 권선 지지부들 (도 2)의 에지들의 경사면과 조합하여, 도그하우스 봉입체의 실리콘 카바이드 벽의 도브테일 그루빙에 의해 제자리에 유지될 수 있다. 권선 지지부들에서의 알룬둠이 SiC 봉입체의 실리콘 카바이드보다 큰 비율로 팽창되기 때문에, 특수한 설계 고려사항들은 이들의 설치를 위해 이루어질 수 있다 (도 3). 실시예들에서, 도그하우스 봉입체 벽은 냉각 상태에서 알룬둠보다 바람직하게 넓으며, 그리고 결과적으로 권선 지지부들을 제자리에서 유지시키는 립 (lip)을 가지고, 가열 동안 가열 소자의 팽창을 위한 충분한 룸을 여전하게 가질 것이다. 결과적으로, SiC와 열 팽창을 유사하게 가질 수 있는 세라믹 권선 지지부들이 통합되는 경우, 설계는 추가로 단순화될 수 있다.

능력/기능

트러프 레벨: 개시된 권선 지지부들의 사용으로, 파이프의 트러프를 따라서, 원하는 유리 유동 분배 및 원하는 유리 점도 분배를 만들어내는 온도 프로파일이 달성될 수 있다. 권선들로부터 열은 클래드 위어들의 수평 길이를 따라 유리 분배를 조정하기 위해 사용될 수 있다. 위어들 또는 이 둘 다를 따라, 트러프에서 온도를 국부적으로 변화시킴으로써, 최종 유리 시트의 두께는 국부적으로 영향을 받을 수 있다. 좁은 영역의 가열은 그 지점에서 유리 유동을 감소시키며, 그리고 그 섹션에서 얇아지게 한다. 좁은 영역의 상대적인 냉각 (예컨대, 권선 파워 감소)은 그 지점에서 유동을 증가시키며, 그리고 그 섹션에서 두껍게 한다.

파이프들 간의 갭을 따름: 공칭 위치에서, 예를 들면, 갭 (106)에서, 클래드 파이프 (104)의 하부의 각도는 코어 파이프 (102)의 상부의 각도와 매칭된다 (도 4 참조). 이는, 2 개의 파이프들 간의 갭 또는 "슬롯" (106)으로서 본원에서 지칭되는, 클래드 루트로부터 코어 위어까지의 균일한 드롭 (drop) 거리를 제공한다. 루트 및 위어 각도로 인해, 슬롯의 일측 말단은 타측 말단보다 높을 수 있다. 그러므로, 슬롯의 일측 말단은 타측 말단보다 높은 온도 또는 낮은 온도에 있을 것으로 예상될 것이다. 이는 슬롯의 길이를 따라 원치 않는 점도 구배를 일으킬 수 있다. 유리 유동의 속도는 유량, 점도 및 드롭 거리와 함수 관계를 가진다. 이로써, 점도 구배는, 잠재적으로 유동 불안정성을 생성할 수 있는 유리에서 속도 구배를 일으킬 수 있다. 이는 유리의 스트레칭 시에 그 자체로 나타낼 수 있고, 코어 파이프의 위어들 상의 비-균일한 유동을 일으키거나, 코어 유리 상으로 클래드 유리를 쌓고, 소위 시드들 (seeds) 및 블리스터들 (blisters)을 발생시키며, 두께 변화를 만들어낸다.

실시예들에서, 저항 가열 소자들은 슬롯의 각이진 길이를 따라 온도에 대한 균일성을 가져오기 위해, 구조적으로 또는 전기적으로 변형될 수 있다.

다수의 상기 이슈들은 또한 2 개의 파이프들 중 하나 또는 둘 다의 각도가 유리 분배를 보정하기 위해 변화될 시에 (예컨대, 하나 또는 둘의 파이프들의 틸팅) 일어날 수 있다. 틸팅은 슬롯에서 가변 갭을 야기시키고, 이로써, 코어 유리 유동 상으로의 클래드 유리 유동의 속도에 영향을 미칠 수 있다. 개시된 장치 및 방법의 사용을 통하여, 가열 소자들 및 도그하우스의 콘텐츠의 이들 각각의 가열은 상부 파이프의 루트에서 유리 점도를 제어하기 위하여 독립적으로 조정될 수 있다. 유리 점도는, 유리 유동의 속도가 슬롯의 수평 길이 (즉, 좌-중앙-우 치수)를 따라 균일해지도록 변형될 수 있다.

도 5는 본원의 실시예의 유리에 대한 권선 지지부 위치들을 도시한다.

도 6은 중간 존 (110b) 권선들의 효율의 예시 컴퓨터 시뮬레이션을 도시한다. 시뮬레이션은 각각의 중간 권선에 독립적으로 추가되는 450 와트의 결과로서 클래드 하부의 유리 온도 변화를 제공한다. 상기와 같은 열 응답들은 아이소파이프들 간의 코어 유리 상에 내려앉는 클래드 유리 유동의 원하는 온도 프로파일을 달성하기 위한 능력을 두드러지게 강화시킬 수 있다.

루트 레벨에서: 통상적인 융합 인발 장치 및 프로세스에서, 프로파일된 글로바는 원하는 온도 프로파일을 달성하기 위해 주로 사용될 수 있다. 글로바는 루트에서의 유리의 중앙 온도, 중앙-말단들 (center-to-ends) 델타 (즉, 파이프 말단과 파이프 중앙 간의 온도 차이), 및 프로파일의 특정 형상을 동시에 정의할 수 있다. 본원의 루트 레벨 가열 소자들은 원하는 루트 온도 프로파일을 달성하기 위해, 가열 유연성을 더 향상시킬 수 있다.

도 7은 종래의 변환 상부 권선들에 대한 열 응답과 본원의 권선들 사이의 차이를 도시한다. 이론에 의해 제한되지는 않지만, 여겨지는 바와 같이, 한 세트의 개시된 가열 소자들, 예를 들면, 개시된 모듈러 와이어 권선들은 비-프로파일된 글로바를 사용하여 허용될 수 있으며, 그 후에, 각각의 말단 및 중앙 루트 온도에 대한 말단-중앙 델타 (end-to-center delta) 또는 온도 차이를 독립적으로 제어한다. 이러한 변경은 동일한 장비를 사용한 다양한 유리 조성물들 및 조합들을 관리하는 것을 허용하며, 그리고 여전하게 필요한 온도 프로파일을 달성한다.

틸팅 조정가능한 도그하우스 봉입체 및 틸팅 조정가능한 아이소파이프

광 품질 범위를 가로지른 각각의 (L 및 R) 클래드 층의 뒤틀림이 없는 형상 및 균일한 두께 등의 적층 유리 제품의 원하는 기계적인 속성들을 달성하기 위해서, 합류 지점 구역으로 양쪽 파이프들을 따라서 용융 유리를 전달하는 것은 상대적으로 좁은 점도 범위 내에 있어야 한다. 이는, 합류 지점 구역에서의 점도 차이들이 최종 적층 시트에서의 CTE (열 팽창 계수)에 상관없이, 국부적인 유동 불안정성 또는 고르지 않은 두께 분배를 일으키는 속도 차이들을 초래하기 때문이다.

머플 봉입체 내부의 클래드 유리 온도의 간접적인 비-접촉, 정확한 측정을 가진 개시된 틸팅 조정가능한 도그하우스 봉입체 및 틸팅 조정가능한 아이소파이프는 종래의 열 커플 기반 측정들에 비해 우수한 온도 측정 및 온도 구배 정보를 제공한다. 구체적으로, 모델링 예측들은, 조성물 쌍에 대한 클래드 유리 트러프 온도가 약 1153 ℃ 내지 약 1156 ℃이고, 도그하우스의 상부는 약 1156 ℃ 내지 1159 ℃라는 것을 보여준다. 2 개의 예측된 곡선들 (포함되지 않은 표시 데이터) 간의 상관 관계 R2 (상부 위치)는 0.992와 같다. 클래드 파이프의 측면 상의 또 다른 위치 (위어 아래)는 약 1157 ℃ 내지 1162 ℃의 온도들을 보여준다. 동일한 높이 및 위치에서의 도그하우스의 외부 표면은 약 1157 내지 1161 ℃의 온도에 의해 나타난다. 2 개의 곡선들 (포함되지 않은 표시 데이터) 간의 상관관계 팩터 R2 (측면 위치)는 0.997과 같다. 이러한 2 개의 예시들은 클래드 유리 및 등가물의 예측되거나 모델링된 온도와 도그하우스에 대해 실제 측정된 근접 온도들 사이의 매우 높은 상관 관계를 보여준다. 이에 따라서, 개시된 방법 및 장치의 외부 도그하우스 온도 측정들은 인발되는 클래드 유리를 강하게 나타낼 수 있다.

온도 프로파일들을 얻기 위해서, 적어도 3 x 3 어레이의 광 파이프들 등의 센서들의 어레이를 제공하는 것이 바람직하다. 다른 센서 어레이들은 예를 들면, 4 x 3, 5 x 3, 및 이와 유사한 센서 어레이들일 수 있다. 최종 센서 어레이 아키텍쳐는 특정 프로세스 요건들 및 장치 제약들에 의해 제안되거나 변경될 수 있다. 중요한 물리적 제약은 도그하우스로의 접근이다.

도그하우스의 양쪽 측면들 상의 어레이의 센서들의 대칭적인 위치 선정으로 인해, 인간 오퍼레이터 또는 프로세스 제어기는 도그하우스의 좌측, 우측 측면들 또는 양쪽 측면들 상에서 온도 구배들의 대칭을 정량적으로 모니터링할 수 있고, 유동 대칭의 간접적인 표시를 이끌어낸다 (즉, L 대 R 상의 점도 비교를 통해). 실시예들에서, 센서들의 대칭적인 위치 선정은 엄격한 두께 대칭 요건들을 고려하여 개시된 방법 및 장치의 중요한 양태이다. 연속적인 열 데이터는 위어 상에서, 그리고 클래드 파이프의 트러프 부분들에서 클래드 유리 온도 분배의 실시간 모니터링을 도출한다.

센서는 예를 들면, 광 파이프 등의 센서의 첨단들이 FOV (Field of View)의 대략 15도인 매우 작은 원뿔로 단지 볼 수 있는 비-접촉 타입인 것이 바람직하다. 사파이어 IR 광 파이프들 등의 적합한 센서들은 상업적으로 LumaSense Technologies, Inc. (Santa Clara, CA)으로부터 입수가능하다.

실시예들에서, 광 파이프들에 의해 얻어진 아날로그 데이터를 얻는 것은 예를 들면, 고온계 헤드와 사파이어 로드를 결합시키면서 달성될 수 있다. 그러나, 머플 봉입체의 상부는 고온이며 (예컨대, 120 ℃ 초과), 그리고 고온계 헤드들을 거기에 위치시키는 것은 각각의 위치에 대해 개별적인 워터 쿨 자켓 (water-cooled jacket)을 필요로 한다. 이러한 냉각 요건은 환경적인 이슈를 제기할 수 있으며, 예를 들면, 워터 쿨 자켓이 냉각수를 누출시키는 경우, 잠재적인 안전 이슈일 수 있다. 이러한 이슈들을 방지하기 위해, 본원은 센서들 (예컨대, IR 광 파이프들)에 의해 얻어지고 전송된 아날로그 신호가 안정적이고 저온 (예컨대, 실온)인 원격 위치로 광-섬유를 통해 광학적으로 안내되는 방법 및 장치를 제공한다.

실시예들에서, 그 후, 개별적인 센서 발생 신호들은 예를 들면, 일련 방식으로 (즉, 한번에 한 채널씩) 광 멀티플렉서 (MUX)에 의해 다중화될 수 있으며, 그리고 신호들은 단일 광 고온계 헤드에 의해 조절되어 평가될 수 있다. 이러한 다중화 접근은 측정된 온도 차이들의 정확성을 향상시킨다. 프로세스는 단일 검출기가 모든 채널들, 예를 들면, 9 (3 x 3), 12 (4 x 3), 15 (5 x 3), 또는 이와 유사한 채널 그룹핑들을 측정하는데 사용될 시에, 개별적인 채널들 간의 온도 차이들에 가장 민감하다.

실시예들에서, 적합한 DAQ 기법은 예를 들면 다음을 포함할 수 있다: 머플 봉입체 내에 위치하고, 도그하우스 봉입체의 외부 주위에 전략적으로 배치된 복수의 프로브들 또는 비-접촉 센서들, 예를 들면, 2 개 이상의 광 파이프들 (예컨대, 3 개의 광 파이프들; 상부에 하나 그리고 맞은 편 측면들 상에 2 개); 예를 들면 광 섬유 또는 이와 유사한 연결부에 의해 프로브들과 신호 통신을 하는 멀티플렉서; 멀티플렉서와 신호 통신을 하는 DAQ 유닛; 예를 들면, RS232 또는 무선 링크에 의해, 멀티플렉서 및 DAQ와 업스트림 신호 통신을 하는, 역다중화 및 제어를 위한 프로그램가능한 제어기; 및 옵션으로, 예를 들면, 원격 액세스, 동작 제어, 통신, 리코딩, 및 이와 유사한 동작들 및 기능들을 위한, 프로그램가능한 제어기와 업스트림 신호 통신을 하는 서버. 온도 센서 데이터, 및 이전에 결정된 원하는 온도 구배 프로파일들에 기반하여, 프로그램가능한 제어기는 예를 들면, 원하는 또는 타겟 온도 구배 프로파일로 온도 구배를 바람직하게 변화시키기 위해, 클래드 파이프에 대해 도그하우스 봉입체의 하나 이상의 공간 조정들을 제어할 수 있다.

실시예들에서, 온도 측정의 정확성 (예컨대, 광 파이프 센서들로부터 +/- 0.15%*T, 및 멀티플렉서로부터 추가적인 +/-0.10%*T)은 1,000 ℃ 초과 온도 (제조 사양 (manufacturer specs) 당)에서, 예를 들면, +/- 0.25%*T (절대 측정 온도 값)에 의해 특징지어진 최고 온도 서머커플들의 정확성을 매칭시키거나 초과한다. 온도 측정의 정확성은 위어 아래의 파이프의 L 대 R 측면들 상의 클래드 유리의 열 분석에 대해 특히나 중요할 수 있다.

실시예들에서, 본원은 예를 들면, 상부 파이프의 트러프의 각각의 측면 상의 적층 융합 인발 장치에서; 하부 파이프의 루트; 파이프들 간의 영역 또는 갭; 및 이와 유사한 유치들 또는 그의 조합들을 따라 측 방향으로 간격을 두고 봉입체 (예컨대, 실리콘 카바이드 도그하우스)의 벽들에 내장된 복수의 가열 소자들을 가진 융합 인발 장치 또는 적층 융합 인발 장치를 제공한다.

실시예들에서, 장치 및 방법은 클래드 용융 유리 스트림의 열 프로파일 및 속성들의 향상된 제어를 제공하기 위해, 봉입체의 벽들에 내장된 복수의 가열 소자들을 가진 상술된 적층 융합 인발 장치 단독으로 또는 상기 적층 융합 인발 장치와 조합하여 개시된 근접 또는 온도 센싱 시스템을 사용할 수 있다. 근접 또는 온도 센싱 시스템은 예를 들면, 클래드 유리 파이프 또는 스트림의 열 프로파일에 편차 또는 편위를 검출할 수 있다. 이러한 편차 또는 편위는 적층 제품에 클래드 층 두께들에 원치 않는 변화를 이끌어 낼 수 있다. 근접 또는 온도 센싱 시스템은 봉입체의 근접 또는 온도를 조정하고 나아가 클래드 유리 파이프 또는 스트림에 대해 가열 또는 열 프로파일을 조정함으로써, 적층 융합 인발 프로세스를 조정할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 근접 또는 온도 센싱 시스템은 미리 결정된 온도 구배 또는 열 프로파일을 비슷하게 하거나 매칭시키기 위해, 봉입체의 벽들에 내장된 가열 소자들 중 하나 이상의 가열 특징들을 변화시킴으로써, 도그하우스 봉입체의 온도 또는 열 프로파일을 선택적으로 조정하여, 적층 융합 인발 프로세스를 조정할 수 있다.

본원은 다양한 특정 실시예들 및 기술들을 참조하여 기술된다. 그러나, 다수의 변화들 및 변형들이 가능하면서, 본원의 권리 범위 내에 있게 된다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (19)

1. 용융 유리 스트림 열 프로파일 제어를 위한 유리 융합 장치에 있어서,
   제 1 봉입체; 및
   상기 제 1 봉입체 내에 위치된 제 1 아이소파이프를 포함하며,
   상기 제 1 봉입체는, 상기 제 1 봉입체의 벽과 일체형을 이룬 복수의 제 1 가열 소자 조립체들을 포함하며, 그리고 적어도 하나의 제 1 가열 소자 조립체는 상기 봉입체 내의 제 1 아이소파이프를 넘쳐 흐르는 용융 유리 스트림의 일부에 근접하게 위치되는, 유리 융합 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 봉입체의 벽과 일체형을 이룬 복수의 제 1 가열 소자 조립체들은 상기 봉입체의 외부 상의 슬롯들에 맞춰지며, 그리고 전기 소스에 연결되는, 유리 융합 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   제 1 가열 소자 조립체들 각각은 적어도 하나의 와이어 권선 지지부를 포함하고,
   상기 적어도 하나의 와이어 권선 지지부는 복수의 비아들을 가지며, 그리고 상기 지지부의 복수의 비아들 상에 개재된 복수의 저항 와이어들을 가지는, 유리 융합 장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 가열 소자 조립체들은:
   상기 제 1 봉입체의 2 개의 서로 마주하는 측면들 각각 상에 위치된 적어도 하나의 와이어 권선 지지부;
   상기 제 1 봉입체의 2 개의 서로 마주하는 측면들 상에 직접 마주하여 위치된 적어도 하나의 와이어 권선 지지부; 및
   제 1 높은 곳 (elevation)에서 상기 제 1 봉입체의 동일 측면 상에 위치된 복수의 와이어 권선 지지부들, 및 상기 제 1 높은 곳에서 제 1 봉입체의 마주하는 측면 상에 위치된 복수의 와이어 권선 지지부들 중 적어도 하나를 포함하는, 유리 융합 장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 가열 소자 조립체들은, 상기 제 1 봉입체의 동일 측면 상에 위치된 복수의 와이어 권선 지지부들, 및 상기 제 1 봉입체의 마주하는 측면 상에 위치된 복수의 와이어 권선 지지부들을 포함하며, 그리고
   성기 복수의 와이어 권선 지지부들은 상기 봉입체 상의 제 1 높은 곳에; 상기 봉입체 상의 제 2 높은 곳에; 상기 봉입체 상의 제 3 높은 곳에, 또는 상기 높은 곳들 중 2 개 이상의 조합에 위치되는, 유리 융합 장치.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   제 2 봉입체 - 상기 제 2 봉입체는 상기 제 1 봉입체의 적어도 일부를 둘러쌈 -; 및
   상기 제 1 봉입체 내의 제 1 아이소파이프 상에서 위치되어 수직방향으로 정렬된 제 2 아이소파이프를 더 포함하는, 유리 융합 장치.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 봉입체의 외부 주위에 위치된 적어도 하나의 글로바 가열 소자를 더 포함하는, 유리 융합 장치.
8. 용융 유리 스트림의 열 프로파일 제어를 위한 적층 융합 장치에 있어서,
   제 1 봉입체;
   상기 제 1 봉입체의 적어도 일부를 포함한 제 2 봉입체; 및
   상기 제 1 봉입체 내에 위치된 제 1 아이소파이프 및 제 2 아이소파이프를 포함하며,
   상기 제 1 봉입체는 상기 제 1 봉입체의 외부 벽과 일체형을 이룬 복수의 가열 소자 조립체들을 포함하고,
   상기 가열 소자 조립체들은 비아들을 가진 복수의 와이어 권선 지지부들을 포함하고, 상기 비아는 저항 와이어 권선들을 가지며, 상기 와이어 권선들은 전기 소스로부터 에너지를 제어 가능하게 수신하고 상기 제 1 봉입체로 열을 소산시키도록 구성되는, 적층 융합 장치.
9. 청구항 1에 따른 유리 융합 장치를 사용한 방법에 있어서,
   복수의 제 1 가열 소자 조립체들과 열 평형 (thermal equilibrium)을 이루도록 상기 장치를 가열시키는 단계;
   유리 소스로부터의 용융 유리로 상기 장치를 채우고 유리 리본으로의 적어도 하나의 유리 스트림 유동을 형성하는 단계; 및
   용융 유리 스트림의 온도 프로파일; 상기 장치를 열 평형으로 유지시키기 위한, 개별적인 또는 집합적인 복수의 제 1 가열 소자 조립체들에 대한 파워 레벨 프로파일; 상기 장치에 제어 가능하게 형성된 유리 리본의 두께 프로파일 또는 그의 조합 중 적어도 하나를 모니터링하는 단계를 포함하는, 유리 융합 장치 사용 방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 방법은: 상기 용융 유리 스트림의 온도 프로파일; 상기 장치를 열 평형으로 유지시키기 위한, 상기 복수의 제 1 가열 소자 조립체들에 대한 파워 레벨; 상기 장치에 형성된 유리 리본의 두께, 또는 그의 조합 중 적어도 하나를 유지시키는 단계를 더 포함하는, 유리 융합 장치 사용 방법.
11. 상부 아이소파이프, 하부 아이소파이프, 또는 이 둘의 아이소파이프들의 적어도 일부를 둘러싼 가열식 틸팅가능한 봉입체;
    상기 가열식 틸팅가능한 봉입체의 적어도 일부를 둘러싼 고정식 머플 봉입체; 및
    상기 가열식 틸팅가능한 봉입체의 적어도 하나의 온도 구배를 결정하고, 조정 또는 유지하는 비-접촉 온도 센싱 시스템을 포함하는, 적층 융합 인발 장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 비-접촉 온도 센싱 시스템은:
    n x 3 센서 어레이 - n은 1 내지 40임 -;
    상기 센서 어레이로부터 적어도 하나의 신호를 수신 및 프로세싱하는 멀티플렉서 및 디지털 습득 유닛; 및
    상기 멀티플렉서, 및 디지털 습득 유닛으로부터 적어도 하나의 신호를 수신 및 프로세싱하는 프로그램가능한 제어기 - 상기 시스템이 비-등온 조건을 결정하는 경우, 상기 프로그램가능한 제어기는 온도 조정 신호를 발생시키고, 상기 가열식 틸팅가능한 봉입체의 가열기에 신호를 전송함으로써, 클래드 아이소파이프의 부근에 있는 유리의 등온 온도 프로파일과 유사하게 됨 -;을 포함하는, 적층 융합 인발 장치.
13. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 적층 융합 인발 장치는 데이터베이스 및 데이터 분석 모듈을 포함한 서버를 더 포함하는, 적층 융합 인발 장치.
14. 청구항 11 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비-접촉 온도 센싱 시스템은 1,200 ℃에서 플러스 또는 마이너스 0.25 % 또는 약 플러스 또는 마이너스 2.5 ℃의 정확도를 가지는, 적층 융합 인발 장치.
15. 적층 유리 물품을 제조하는 방법에 있어서,
    융합 인발 장치에 적층 유리 물품을 형성하는 단계;
    - 상기 장치는:
    상부 아이소파이프 및 하부 아이소파이프를 둘러싼 가열식 틸팅가능한 봉입체;
    상기 틸팅가능한 봉입체의 적어도 일부를 둘러싼 고정식 머플 봉입체; 및
    상기 장치가 사용시에 유리를 인발 및 적층하는 동안, 상기 가열식 틸팅가능한 봉입체의 적어도 하나의 온도 구배를 결정하고, 조정 또는 유지하는 비-접촉 온도 센싱 시스템;을 포함함 -
    상기 적어도 하나의 온도 구배를 결정하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 온도 구배가 등온이 아닌 경우, 상기 틸팅가능한 봉입체의 적어도 하나의 온도 구배를 조정하는 단계, 또는
    상기 적어도 하나의 온도 구배가 등온인 경우, 상기 틸팅가능한 봉입체의 적어도 하나의 온도 구배를 등온으로서 유지하는 단계를 포함하는, 적층 유리 물품 제조 방법.
16. 청구항 15에 있어서,
    청구항 1의 유리 융합 장치에서 등온 조건들 하에서 인발되는 최종 적층 유리 물품은:
    5 내지 300 마이크로미터의 클래드 층 두께, 및 약 플러스 또는 마이너스 2 % 또는 약 플러스 또는 마이너스 1 내지 2 마이크로미터의 두께 변화, 및
    50 내지 2,700 마이크로미터의 코어 층 두께, 및 약 플러스 또는 마이너스 2 % 또는 약 플러스 또는 마이너스 1 내지 2 마이크로미터의 두께 변화를 가지는, 적층 유리 물품 제조 방법.
17. 청구항 15 또는 청구항 16에 있어서,
    상기 적층 유리 물품은 적어도 하나의 붕규산염을 포함하는, 적층 유리 물품 제조 방법.
18. 청구항 15 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 틸팅가능한 봉입체의 온도가 등온 조건에서, 또는 상기 등온 조건 근방에서 유지되는 경우, 최종 적층 유리 물품은 균일한 두께를 각각 가진 코어 층 및 클래드 층을 가지는, 적층 유리 물품 제조 방법.
19. 청구항 15 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
    등온 조건들 하에서 인발되는 최종 적층 유리 물품은 실질적으로 뒤틀림이 없거나, 박막 트랜지스터 (TFT) 디바이스에 사용되기에 적합한 기판이거나, 또는 상기 뒤틀림이 없고 상기 기판인, 적층 유리 물품 제조 방법.

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