KR20180100191A - 플렉서블 유리 리본의 연속 가공 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 명세서에 개시되는 것은 다양한 가공 구역들을 통한 얇은 플렉서블 유리 리본의 연속적인 가공 및 상기 공정 내의 적어도 둘 이상의 연속적인 구역들에 걸쳐 상기 플렉서블 유리 리본의 오목하거나 실질적으로 선형인 기계 방향(MD) 및/또는 교차 방향(CD) 곡률을 유지하는 것에 대한 방법들이다. 원하는 MD 및/또는 CD 곡률을 유지하면서, 얇은 플렉서블 유리 리본의 연속적인 가공을 위한 장치들이 본 명세서에 또한 개시된다.
Description
본 개시는 플렉서블 유리 리본의 연속 가공 장치 및 방법, 및 보다 구체적으로, 가공의 적어도 일부에 걸쳐 기계 방향으로 상기 플렉서블 유리 리본의 오목하거나 실질적으로 평평한 곡률을 유지하는 플렉서블 유리 리본의 연속적인 가공 방법들에 관한 것이다.
[관련 출원들의 상호 참조]
본 출원은 2016년 1월 7일 출원된 미국 가출원 제62/275981호의 35 U.S.C.§119 하의 우선권의 이익을 주장하며, 그 내용은 보증되며 그 전문이 참조에 의해 본 명세서에 결합된다.
유리 가공 장치들은 흔히 다양한 유리 제품들 예컨대 전자 기기들, 예를 들어 LCD들 등을 위한 유리 시트를 형성하기 위해 사용된다. 플렉서블 전자 응용들에서 유리 기판들은 더 얇고 가벼워지고 있다. 0.5mm 미만, 예를 들어 0.35mm 미만, 예를 들어 0.1mm 또는 심지어 더 얇은 두께를 가지는 유리 기판들이 특정 디스플레이 응용들, 예를 들어, 휴대용 전자 장치들, 예컨대 노트북들, 휴대용 장치들 등에 바람직할 수 있다.
플렉서블 유리 기판들, 예를 들어, 디스플레이 장치들의 제조에 사용되는 유리 기판들은 종종 시트 형태로 가공된다. 이러한 가공은, 예를 들어, 상기 기판 상으로의 박막 전자 장치들의 퇴적을 포함할 수 있다. 시트들이 개별적으로 수송되고, 고정되고, 가공되고, 제거되어야 하므로, 시트 형태 핸들링은 연속 가공에 비하여 비교적 느린 가공 속도들을 가진다. 리본 형태의 플렉서블 유리 기판들의 연속 가공은 비교적 빠른 제조 속도를 제공할 수 있다. 얇은 유리 기판의 하나의 추가적인 이익은 상기 얇은 리본에 의해 제공되는 유연성은 물질의 롤들(rolls)을 활용하는 가공들에 사용되는 것을 가능하게 한다는 것이다.
연속 가공 동안, 상기 유리 리본의 상기 기계 방향(machine directional, MD) 곡률은, 예를 들어 상기 가공 라인을 따라 1회 이상 오목에서 볼록 방향들로 플립되는 것을 포함하여, 수 회 변화할 수 있다. 상기 유리 성형 공정은 또한, 예를 들어 상기 유리 성형 공정에서 새겨진 형상 및/또는 처짐으로 인하여, 상기 리본에 교차 방향(cross-directional, CD) 곡률을 부여할 수 있다. 상기 유리 리본의 CD 및 MD 곡률은 서로에 대하여 수직할 수 있으며, 하나 또는 둘 다는 상기 연속 가공의 스테이지들 사이의 다양한 전이들에서 반전될 수 있다. 그러나, 이들 전이 점들에서의 중심축의 물리적인 구속이 없으면, 상기 CD 및/또는 MD 곡률 플립은 불안정할 수 있으며, 이는 시트 진동을 야기할 수 있다. 시트 진동들은 상기 가공에 불안정성을 부여할 수 있으며, 상기 가공의 다양한 하류 단계들, 예를 들어, 상기 리본의 레이저 절단에 부정적으로 영향을 미칠 수 있다. CD 및/또는 MD 곡률 플립으로 야기되는 다른 문제들은 스터빙(stubbing), 프랙쳐(fracture), 크랙 아웃(crack out), 및/또는 기타 가공 방해들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 유리 리본 형상의 변화들은 또한 상기 리본의 에너지 상태를 변화시킬 수 있으며, 이는 가공 능력들(예를 들어, 품질, 가공 윈도우 등)에 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 상기 기계 방향으로의 예를 들어 양(오목)에서 음(볼록)으로의, 상기 리본의 곡률 반지름의 변화를 최소화하거나 제거하는 유리 리본을 연속적으로 가공하기 위한 개선된 방법들 및 장치들을 제공하는 것이 이로울 것이다. 또한 상기 가공의 하나 이상의 단계들 사이에서 상기 리본의 오목하거나 실질적으로 선형인 MD 곡률을 유지할 수 있는 방법들 및 장치들을 제공하는 것이 이로울 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제는 전술한 문제를 극복하는 것이다.
본 개시는, 다양한 실시예들에서, 0.5mm 이하의 두께를 가지는 플렉서블 유리 리본의 연속적인 가공 방법에 관련되며, 상기 방법들은 유리 가공 장치의 제1 가공 구역으로부터, 제2 가공 구역을 통해, 제3 가공 구역으로 상기 플렉서블 유리 리본을 연속적으로 공급하는 단계, 상기 제1 가공 구역과 상기 제2 가공 구역 사이에 위치된 제1 버퍼 구역 내의 이격된 제1 쌍의 페이오프(payoff) 위치들 사이의 제1 캐터네리(catenary) 내에서 상기 플렉서블 유리 리본을 지지하는 단계, 상기 제2 가공 구역과 상기 제3 가공 구역 사이에 위치된 제2 버퍼 구역 내의 이격된 제2 쌍의 페이오프 위치들 사이의 제2 캐터네리 내에서 상기 플렉서블 유리 리본을 지지하는 단계, 및 (a) 상기 제1 버퍼 구역으로부터 상기 제2 가공 구역으로 또는 (b) 상기 제2 가공 구역으로부터 상기 제2 버퍼 구역으로 중 적어도 하나로부터의 전이 동안 상기 플렉서블 유리 리본의 양의 또는 무한대의 기계 방향(MD) 곡률 반경을 유지하는 단계를 포함한다.
또한 본 명세서에 개시되는 것은 제1 가공 구역 내의 성형 장치, 제2 가공 구역 내의 엣지 트리밍 장치, 및 제3 가공 구역 내의 와인딩 장치를 포함하는 유리 가공 장치를 사용하여 0.5mm 이하의 두께를 가지는 플렉서블 유리 리본을 연속적으로 가공하는 방법들이며, 상기 방법들은 상기 제1 가공 구역 내에서 상기 플렉서블 유리 리본을 성형하고, 상기 플렉서블 유리 리본을 상기 제1 가공 구역을 통해 공급하는 단계; 상기 플렉서블 유리 리본의 중심 부분으로부터 엣지 트림의 연속적인 스트립을 분리하면서, 상기 플렉서블 유리 리본을 상기 제2 가공 구역을 통해 공급하는 단계; 및 상기 플렉서블 유리 리본을 롤로 감으면서, 상기 제3 가공 구역을 통해 상기 플렉서블 유리 리본을 공급하는 단계;를 포함하고, 상기 플렉서블 유리 리본의 양의 MD 곡률 반경은 상기 제1 및 제2 가공 구역들 사이의 제1 버퍼 구역 내에서 및 상기 제2 및 제3 가공 구역들 사이의 제2 버퍼 구역 내에서 유지되고, 상기 플렉서블 유리 리본의 무한대의 MD 곡률 반경은 상기 제2 가공 구역 내에서 유지된다.
본 명세서에 더 개시되는 것은 0.5mm 이하의 두께를 가지는 플렉서블 유리 리본을 가공하기 위한 장치들이다. 상기 장치들은 제1 가공 구역 내의, 플렉서블 유리 리본을 성형하도록 구성된, 성형 장치; 제2 가공 구역 내의, 상기 플렉서블 유리 리본의 중심 부분으로부터 엣지 트림의 연속적인 스트립을 분리하도록 구성된, 엣지 트리밍 장치; 제3 가공 구역 내의, 상기 플렉서블 유리 리본을 롤로 감도록 구성된, 와인딩 장치; 상기 플렉서블 유리 리본이 제1 상류 페이오프 위치와 제1 하류 페이오프 위치 사이의 제1 캐터네리로 지지되는, 상기 제1 가공 구역과 상기 제2 가공 구역 사이의 제1 버퍼 구역; 및 상기 플렉서블 유리 기판이 제2 상류 페이오프 위치와 제2 하류 페이오프 위치 사이의 제2 캐터네리로 지지되는, 상기 제2 가공 구역과 상기 제3 가공 구역 사이의 제2 버퍼 구역을 포함하고, 상기 제1 하류 페이오프 위치는 상기 제2 가공 구역 내의 엣지 트리밍 위치에 비하여 상승되고, 상기 엣지 트리밍 위치는 제2 가공 구역 출구에 비하여 상승되고, 상기 제2 하류 페이오프 위치는 상기 제2 가공 구역 출구에 비하여 상승된다. 예를 들어, 상기 제1 가공 구역, 제1 버퍼 구역, 제2 가공 구역, 및 제2 버퍼 구역은, 상기 플렉서블 유리 리본의 양의 또는 무한대의 기계 방향 곡률 반경이 (a) 상기 제1 버퍼 구역으로부터 상기 제2 가공 구역으로 또는 (b) 상기 제2 가공 구역으로부터 상기 제2 버퍼 구역으로 중 적어도 하나로부터의 전이 동안 유지되도록, 서로에 대하여 위치될 수 있다.
본 개시의 추가적인 특징들 및 이점들이 이하의 상세한 설명에 제시될 것이며, 부분적으로는 그 설명으로부터 당업계의 통상의 기술자들에게 이미 명백하거나, 청구항들 및 첨부된 도면들이 뒤따르는 상세한 설명을 포함하는 본 명세서에 기술된 바와 같이 방법들을 실시함으로써 인식될 것이다.
전술한 개괄적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 본 개시의 다양한 실시예들을 나타내며, 청구항들의 본질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 틀을 제공하도록 의도된다는 것이 이해되어야 할 것이다. 첨부된 도면들은 본 개시의 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 결합되어 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면들은 본 개시의 다양한 실시예들을 도시하며, 설명과 함께 본 개시의 원리들 및 작동들을 설명하는 역할을 한다.
다음의 상세한 설명은 다음의 도면들과 함께 읽혀질 때 더 잘 이해될 수 있다.
도 1은 플렉서블 유리 성형 방법 및 장치의 일 실시예의 개략도이다.
도 2는 도 1의 상기 플렉서블 유리 성형 방법 및 장치의 개략적인 상세도이다.
도 3은 엣지 트리밍 방법 및 장치의 일 실시예의 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 3의 상기 엣지 트리밍 방법 및 장치의 개략적인 측면도이다.
도 5는 도 1의 상기 플렉서블 유리 성형 장치, 도 3의 상기 엣지 트리밍 장치, 및 유리 와인딩 장치를 포함할 수 있는 상기 플렉서블 유리 리본의 폭의 절반에 대한 유리 가공 장치의 실시예의 개략적인 평면도이다.
도 6은 도 5의 상기 유리 가공 장치에 사용되는 유리 와인딩 장치의 일 실시예를 도시한다.
도 7은 연속 가공 방법을 위한 웹 경로, 상기 방법의 다양한 단계들에서 상기 리본의 CD 곡률 및 MD 곡률 반경의 개략도이다.
도 8은 본 개시의 실시예들에 따른 연속 가공 방법들 및 장치들을 위한 웹 경로의 개략도이다.
도 9는 도 8의 상기 웹 경로 개략도의 확대된 부분이다.
도 10은 본 개시의 특정 실시예들에 따른 연속 가공 방법들 및 장치들을 위한 웹 경로의 개략도이다.
도 11은 본 개시의 추가적인 실시예들에 따른 연속 가공 방법들 및 장치들을 위한 웹 경로의 개략도이다.
도 1은 플렉서블 유리 성형 방법 및 장치의 일 실시예의 개략도이다.
도 2는 도 1의 상기 플렉서블 유리 성형 방법 및 장치의 개략적인 상세도이다.
도 3은 엣지 트리밍 방법 및 장치의 일 실시예의 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 3의 상기 엣지 트리밍 방법 및 장치의 개략적인 측면도이다.
도 5는 도 1의 상기 플렉서블 유리 성형 장치, 도 3의 상기 엣지 트리밍 장치, 및 유리 와인딩 장치를 포함할 수 있는 상기 플렉서블 유리 리본의 폭의 절반에 대한 유리 가공 장치의 실시예의 개략적인 평면도이다.
도 6은 도 5의 상기 유리 가공 장치에 사용되는 유리 와인딩 장치의 일 실시예를 도시한다.
도 7은 연속 가공 방법을 위한 웹 경로, 상기 방법의 다양한 단계들에서 상기 리본의 CD 곡률 및 MD 곡률 반경의 개략도이다.
도 8은 본 개시의 실시예들에 따른 연속 가공 방법들 및 장치들을 위한 웹 경로의 개략도이다.
도 9는 도 8의 상기 웹 경로 개략도의 확대된 부분이다.
도 10은 본 개시의 특정 실시예들에 따른 연속 가공 방법들 및 장치들을 위한 웹 경로의 개략도이다.
도 11은 본 개시의 추가적인 실시예들에 따른 연속 가공 방법들 및 장치들을 위한 웹 경로의 개략도이다.
본 명세서에 기술된 실시예들은 개괄적으로 루트(root)에서부터 스풀러(spooler) 또는 와인더(winder)까지 공정에 걸친 위치들에서 상기 연속적인 플렉서블 유리 리본의 MD 및/또는 CD 곡률 변화들(예를 들어, 볼록에서 오목으로의 플립들)을 최소화함으로써 플렉서블 유리 리본의 연속적인 제조를 위한 장치들 및 방법들에 관련된다. 상기 플렉서블 유리 리본의 MD 및/또는 CD 곡률 변화들을 최소화하기 위해 이러한 구역들을 서로에 대하여 위치시킴으로써 상기 연속적인 플렉서블 유리 리본의 형상이 제어될 수 있는 다수의 가공 및 버퍼 구역들이 상기 공정 내에 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 방법들은 상기 공정 내의 적어도 2 이상의 연속적인 구역들에 걸쳐 상기 플렉서블 유리 리본의 오목하거나 실질적으로 선형인 MD 및/또는 CD 곡률을 유지하는 단계를 포함할 수 있다.
유리는 일반적으로 취성 재료로서 비가요성 및 스크래칭, 칩핑(chipping), 및 프랙처(fracture)가 쉬운 것으로 알려져 있으나, 얇은 단면을 가지는 유리는, 사실, 매우 플렉서블할 수 있다. 긴 얇은 시트들 또는 리본의 유리는 종이 또는 플라스틱 필름과 같이 감기고 롤들로부터 풀릴 수 있다.
일부 유리 리본들은 상기 유리 리본으로부터 두꺼운 엣지 비드들(beads)을 연속적으로 분리함으로써 가공된다. 상기 엣지 트리밍 공정 동안, 상기 두꺼운 엣지 비드들은 상기 유리 리본으로부터 분리될 수 있고 상기 유리 리본의 중심(또는 품질)부분과는 다른 경로로 아래로 운반된다. 비드 제거 전 및/또는 후에, 상기 유리 리본은 상기 리본이 자유 루프들(캐터너리들(catenaries)로도 불림)에 걸리도록 허용되는 하나 이상의 버퍼 구역들을 통과할 수 있다. 상기 엣지 가공 구역 내로 및/또는 밖으로의 전이는 오목(자유 루프)으로부터 볼록(비드 제거)으로 상기 리본의 MD 및/또는 CD 곡률의 1 이상의 플립들을 야기할 수 있다.
본 명세서에 기술된 장치들 및 방법들은 예를 들어 성형 가공 단계로부터 와인딩 가공 단계까지, 상기 웹 가공 경로를 따라 MD 및/또는 CD 곡률의 변화를 최소화함으로써 플렉서블 유리 리본의 연속적인 가공을 가능하게할 수 있다. 가공 구역들은 성형, 엣지 분리, 및 와인딩 구역들을 포함할 수 있다; 그러나, 다른 종류의 가공 구역들이 또한 사용될 수 있다. 이러한 장치들 및 방법들은 MD 및/또는 CD 곡률 플립들로 야기되는 잠재적인 공정 방해들을 감소시키거나 제거하면서 상기 플렉서블 유리 리본을 연속적으로 가공하는데 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 유리 리본(12)을 생산하기 위한 퓨전 공정을 구체화한 예시적인 유리 제조 장치(10)가 도시된다. 아래에서 보다 상세히 설명될 바와 같이, 상기 유리 제조 장치(10)는 연속적인 공정으로 유리 리본이 성형되고, 엣지들을 따라 분리되고, 이후 감기는, 유리 가공 장치(100)(도 5)의 일부일 수 있다. 상기 유리 제조 장치(10)는 용융 용기(14), 청징 용기(16), 혼합 용기(18)(예를 들어, 교반 챔버), 운반 용기(20)(예를 들어, 보울(bowl)), 성형 장치(22), 및 드로우 장치(24)를 포함할 수 있다. 상기 유리 제조 장치(10)는 먼저 배치 물질들을 용융 유리로 용융시키고 혼합하고, 상기 용융 유리는 예비 형상으로 분배시키고, 상기 유리가 냉각되고 점도가 증가되어 상기 유리 리본(12)이 점탄성 전이를 거치고 상기 유리 리본(12)에 안정적인 치수 특성을 부여하는 기계적 성질들을 가짐에 따라 상기 유리 리본(12)의 치수를 제어하기 위해 상기 유리 리본(120)에 장력을 가함으로써 배치 물질로부터 연속적인 유리 리본(12)을 생산할 수 있다.
작동 시, 유리를 형성하기 위한 배치 물질들은 화살표(26)에 의해 표시되는 바와 같이 상기 용융 용기(14)로 투입될 수 있으며 용융되어 용융 유리(28)를 형성한다. 상기 용융 유리(28)는 상기 청징 용기(16) 내로 흐를 수 있으며, 여기서 가스 버블들이 상기 용융 유리로부터 제거될 수 있다. 상기 청징 용기(16)로부터, 상기 용융 유리(28)는 상기 혼합 용기(18)로 흐를 수 있으며, 여기서 상기 용융 유리(28)는 상기 용융 유리(28)를 균질화하기 위한 혼합 공정을 거칠 수 있다. 상기 용융 유리(28)는 이후 상기 혼합 용기(18)로부터 상기 운반 용기(20)로 흐를 수 있으며, 이는 상기 용융 유리(28)를 다운커머(20)를 통해 입구(32) 및 상기 성형 장치(22) 내로 운반할 수 있다.
도 1에 도시된 상기 성형 장치(22)는 높은 표면 품질 및 낮은 두께 변화를 가지는 플렉서블 유리 리본(46)을 생산하기 위한 퓨전 드로우 공정에 사용될 수 있다. 상기 성형 장치(22)는 상기 용융 유리(28)를 수용하는 개구(34)를 포함할 수 있다. 상기 용융 유리(28)는 홈통(trough)(36) 내로 흐를 수 있고 이후 상기 성형 장치(22)의 루트(42) 아래에서 함께 융합되기 전에 두 부분적인 리본 부분들(38, 40)(도 2 참조)로 상기 홈통(36)의 측면들을 따라 아래로 넘쳐흐를 수 있다. 상기 용융 유리(28)의 상기 두 부분적인 리본 부분들(38, 40)은 상기 성형 장치(22)의 상기 루트(42) 아래의 위치들에서 서로 합류(예를 들어, 융합)할 수 있으며, 이로써 플렉서블 유리 리본(46)(유리 리본으로도 불림)을 형성한다. 상기 플렉서블 유리 리본(46)은 상기 드로우 장치(24)에 의해 상기 성형 장치로부터 하방으로 드로우될 수 있다. 퓨전 드로우 기계(funsion draw machine, FDM)를 구현한 상기 성형 장치(22)가 본 명세서에 도시되고 기술되었으나, 예를 들어 슬롯 드로우 장치를 포함하여, 제한 없이, 다른 성형 장치들이 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 할 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 및 아래에서 보다 상세히 설명될 바와 같이, 상기 드로우 장치(24)는 다양한 실시예들에서 복수의 능동적으로 구동되는 스터브 롤러 쌍들(50, 52)을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 전면 스터브 롤러(54) 및 후면 스터브 롤러(56)를 포함할 수 있다. 상기 전면 스터브 롤러(54)는 전면 트랜스미션(58)에 결합될 수 있으며, 이는 전면 모터(60)에 결합될 수 있다. 상기 전면 트랜스미션(58)은 상기 전면 스터브 롤러(54)에 전달되는 상기 전면 모터(60)의 출력 속도 및 토크를 수정할 수 있다. 유사하게, 상기 후면 스터브 롤러(56)는 후면 트랜스미션(62)에 결합될 수 있으며, 이는 후면 모터(64)에 결합될 수 있다. 상기 후면 트랜스미션(62)은 상기 후면 스터브 롤러(56)에 전달되는 상기 후면 모터(64)의 출력 속도 및 토크를 수정할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 복수의 스터브 롤러 쌍들(50, 52)의 동작은, 예를 들어 제한없이, 상기 플렉서블 유리 리본(46)에 가해지는 토크 및 상기 스터브 롤러들(54, 56)의 회전 속도를 포함하는, 다양한 조건들을 위한 전역 제어 장치(70)(예를 들어, 프로그램 가능한 논리 제어기(programmable logic controller,PLC))에 의해 제어될 수 있다. 상기 플렉서블 유리 리본(46)이 여전히 점탄성 상태에 있는 동안 상기 복수의 스터브 롤러 쌍들(50, 52)에 의해 상기 플렉서블 유리 리본(46)에 가해지는 상기 드로우 힘들은 상기 플렉서블 유리 리본(46)이 당겨지거나 펼쳐지도록할 수 있으며, 이로써 상기 플렉서블 유리 리본(46)이 상기 드로우 장치(24)를 따라 이동함에 따라 상기 드로우 및 교차-드로우 방향들 중 하나 또는 둘 다로 상기 플렉서블 유리 리본(46)에 가해진 장력을 제어함으로써 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 치수를 제어하는 한편, 상기 플렉서블 유리 리본(46)에 움직임을 부여한다. 상기 전역 제어 장치(70)는, 다양한 실시예들에서, 상기 드로우 장치(24)를 사용하여 상기 유리 가공 장치(100)(도 5)를 위한 글로벌 마스터 속도를 설정할 수 있는 한편, 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 형상을 또한 만든다.
상기 전역 제어 장치(70)는, 존재하는 경우, 다른 것들 중에, 예를 들어 상기 전역 제어 장치(70)에 피드백을 제공하는 임의의 적합한 센서들을 사용하여 상기 스터브 롤러 쌍들(50 및 52)에 의해 제공된 드로우 장력 및 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 속도를 결정할 수 있는 메모리(72)에 저장되고 프로세서(74)에 의해 실행되는 컴퓨터 판독가능한 명령어들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 컴퓨터로 판독가능한 명령어들은 예를 들어 상기 센서들로부터의 피드백을 고려하여 상기 스터브 롤러 쌍들(50, 52)의 토크 및 속도와 같은 파라미터들의 수정을 가능하게할 수 있다. 하나의 예로서, 상기 전역 제어 장치(70)와 통신하여 회전의 속도를 나타내는 스터브 롤러(76)가 제공될 수 있다. 상기 플렉서블 유리 리본(46)과 상기 스터브 롤러(76)의 회전 속도는 상기 플렉서블 유리 리본(46)이 이동함에 따라 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 외부 선형 공급 속도를 결정하기 위해 상기 전역 제어 장치(70)에 의해 사용될 수 있다. 상기 리본의 각각의 측 상에 한 쌍의 스터브 롤러들(50)이 도시되었으나, 드로우 길이 및 원하는 제어에 따라 임의의 적합한 수의 이들 종류들의 스터브 롤러 쌍들이 사용될 수 있다. 유사하게, 두 스터브 롤러 쌍들(52)이 상기 리본의 각각의 측 상에 도시되었으나, 임의의 적합한 수의 이들 유형들의 스터브 롤러 쌍들(52)이 사용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 위에서 언급된 바와 같이, 상기 유리 제조 시스템(10)은 유리 가공 장치(100)의 일부일 수 있다. 상기 플렉서블 유리 리본(46)은 상기 유리 가공 장치(100)를 통해 운반되는 것으로 도시되며, 그 다른 부분은 도 3에 의해 도시된다. 상기 플렉서블 유리 리본(46)은 상기 유리 제조 시스템(10)(도 1)으로부터 상기 유리 가공 장치(100)를 통해 연속적인 방식으로 운반될 수 있다. 상기 플렉서블 유리 리본(46)은 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 길이를 따라 연장될 수 있는 한 쌍의 대향하는 제1 및 제2 엣지들(102 및 104) 및 상기 제1 및 제2 엣지들(102 및 104) 사이에 걸치는 중심 부분(106)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 및 제2 엣지들(102 및 104)은 상기 제1 및 제2 엣지들(102 및 104)을 접촉으로부터 보호하고 차단하기 위해 사용되는 압력 감응성 접착 테이프(108)에 의해 덮일 수 있다. 상기 플렉서블 유리 리본(46)이 상기 장치(100)를 통해 이동함에 따라 상기 테이프(108)는 상기 제1 및 제2 엣지들(102 및 104) 중 하나 또는 둘 다에 적용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 접착 테이프(108)는 사용되지 않을 수 있다. 제1 주표면(110) 및 대향하는 제2 주표면(112)은 또한 상기 제1 및 제2 엣지들(102 및 104) 사이에 걸칠 수 있으며, 상기 중심 부분(106)의 일부를 형성한다.
상기 플렉서블 유리 리본(46)이 다운 드로우 퓨전 공정을 사용하여 형성되는 실시예들에서, 상기 제1 및 제2 엣지들(102 및 104)는 상기 중심 부분(106) 내의 두께(T2)보다 큰 두께(T1)를 가지는 비드들(114 및 116)을 포함할 수 있다. 상기 중심 부분(106)은 예를 들어 약 0.01-0.05mm, 약 0.05-0.1mm, 약 0.1-0.15mm 및 약 0.15-0.3mm 두께를 포함하나 이에 제한되지 않는, 약 0.5mm 이하의 두께(T2)를 가지며 극히 얇을 수 있으나, 다른 예들에서 다른 두께들을 가지는 플렉서블 유리 리본들(46)이 형성될 수 있다.
상기 플렉서블 유리 리본(46)은 선택적인 전역 제어 장치(70)에 의해 제어될 수 있는 컨베이어 시스템(120)을 사용하여 상기 장치(100)를 통해 운반될 수 있다. 측면 가이드들(122 및 124)은 상기 플렉서블 유리 리본(46)을 상기 기계 또는 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 이동 방향(126)에 대하여 올바른 측방향 위치에 배향시키기 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, 개략적으로 도시된 바와 같이, 상기 측면 가이드들(122 및 124)은 상기 제1 및 제2 엣지들(102 및 104)와 맞물리는 롤러들(128)을 포함할 수 있다. 상기 측면 가이드들(122 및 124)을 이용하여 대향하는 힘들(130 및 132)이 상기 제1 및 제2 엣지들(102 및 104)에 가해질 수 있으며, 이는 상기 플렉서블 유리 리본(46)을 상기 기계 방향(126)으로의 원하는 측방향 배향으로 이동시키고 정렬시키는 것을 도울 수 있다.
상기 유리 가공 장치(100)는 예를 들어 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 상기 중심 부분(106)으로부터 상기 제1 및 제2 엣지들(102 및 104)을 연속적인 방식으로 분리하도록 구성된 엣지 트리밍 장치를 포함할 수 있는 절단 구역(140)을 더 포함할 수 있다. 선택적인 측면 가이드들(150 및 152)이 상기 플렉서블 유리 리본(46)을 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 상기 기계 방향(126)에 대하여 올바른 측방향 위치로 배향시키기 위해 제공될 수 있다. 상기 선택적인 측면 가이드들(150 및 152)을 사용하여 대향하는 힘들(154 및 156)이 상기 제1 및 제2 엣지들(102 및 104)에 가해질 수 있으며, 이는 상기 플렉서블 유리 리본(46)을 상기 기계 방향(126)으로 원하는 측방향 배향으로 이동시키고 정렬시키는 것을 도울 수 있다.
일 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 예시적인 엣지 트리밍 장치(170)는 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 위를 향하는 표면의 일부를 조사(irradiating)하고 따라서 가열하기 위한 광학 전달 장치(172)를 포함할 수 있다. 일 예에서, 광학 전달 장치(172)는 예를 들어 도시된 레이저(174)와 같은 절단 장치를 포함할 수 있으나, 추가적인 실시예들에서 다른 방사원들이 제공될 수 있다. 상기 광학 운반 장치(172)는 원형 편광기(176), 빔 확장기(178), 및 빔 성형 장치(180)를 더 포함할 수 있다.
상기 광학 전달 장치(172)는 상기 방사원(예를 들어, 레이저(174))로부터 방사 빔(예를 들어, 레이저 빔(182))을 방향전환시키기 위한 광학 구성 요소들, 예를 들어 거울들(184, 186, 및 188)을 더 포함할 수 있다. 상기 방사원은 상기 빔이 상기 플렉서블 유리 리본(46) 상으로 입사하는 위치에서 상기 플렉서블 유리 리본(46)을 가열하기 위해 적합한 파장 및 전력을 가지는 레이저 빔을 방출하도록 구성된 도시된 레이저(174)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 레이저(174)는 CO2 레이저를 포함할 수 있으나, 추가적인 실시예들에서 다른 레이저 유형들이 사용될 수 있다.
도 4에 더 도시된 바와 같이, 상기 예시적인 엣지 트리밍 장치(170)는 또한 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 위를 향하는 표면의 가열된 부분을 냉각시키도록 구성된 냉각제 유체 전달 장치(192)를 포함할 수 있다. 상기 냉각제 유체 전달 장치(192)는 냉각제 노즐(194), 냉각제 소스(196) 및 냉각제를 상기 냉각제 노즐(194)로 운반할 수 있는 관련 도관(198)을 포함할 수 있다. 일 예에서, 냉각제 제트(200)는 물을 포함하나, 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 위를 향하는 표면을 얼룩지게하거나 손상시키지 않는 임의의 적합한 냉각 유체(예를 들어, 액체 제트, 가스 제트 또는 이들의 조합)일 수 있다. 상기 냉각제 제트(200)는 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 표면에 전달되어 냉각 구역(202)을 형성할 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 냉각 구역(202)은 초기의 크랙(도 3)을 전파하기 위해 방사 구역(204) 뒤를 따를 수 있다.
상기 광학 전달 장치(172) 및 상기 냉각제 유체 전달 장치(192)로의 가열 및 냉각의 조합은 다른 분리 기술들에 의해 형성될 수 있는 상기 중심부분(106)의 대향하는 엣지들(206, 208) 내의 원하지 않는 잔류 응력, 마이크로크랙들, 또는 다른 불규칙성들을 최소화하거나 제거하면서, 상기 중심부(106)로부터 상기 제1 및 제2 엣지들(102 및 104)을 효과적으로 분리할 수 있다. 또한, 엣지 트림의 연속적인 스트립들(210 및 212)은 상기 중심 부분(106)으로부터 제거될 수 있다. 상기 중심 부분(106)은 이후 와인딩 장치(270)를 사용하여 롤로 감길 수 있다.
도 5는 절반의 유리 리본의 개략도이며, 유사한 배치가 이 도면의 오른쪽 절반 상에 존재할 것이나, 논의를 간략화하기 위한 목적으로, 도시되지 않았다는 것이 이해될 것이다. 상기 유리 가공 장치는 다수의 가공 구역들로 나뉠 수 있으며, 각각의 구역은 하나 이상의 상이한 공정들에 대응한다. 개략적으로 도시된 도시된 예에서, 가공 구역 A(A)는 플렉서블 유리 리본 성형 공정을 포함하고, 가공 구역 B(B)는 플렉서블 유리 리본 절단 공정을 포함하고, 가공 구역 C(C)는 플렉서블 유리 리본 와인딩 공정을 포함하며, 상기 가공 구역들 내의 공정들은 상술한 공정들 중 임의의 것과 유사할 수 있다.
가공 구역 A(A)는, 상기 플렉서블 유리 리본(46)을 생산하기 위해 퓨전 드로우 공정이 사용된, 도 1을 참조하여 상술한 상기 성형 장치(22)와 유사하거나 동일한 성형 장치(230)를 포함할 수 있다. 구성 요소들(234, 235, 및 236)에 의해 나타내지는 구동 롤러들(예를 들어, 다수의 높이의 구동 롤러 쌍들)은 상기 기계 방향(238)으로 조절가능한 기계적 장력들을 가하기 위해 선택적으로 사용될 수 있다. 일부 비제한적인 실시예들에서, 상기 구동 롤러들(234, 235, 및 236) 중 하나 이상(예를 들어, 구동 롤러(235))은 또한 적어도 가공 구역 A(A) 내에서 전역 마스터 속도를 설정하기 위해 전역 제어 장치(70)에 의해 사용될 수 있다.
버퍼 구역(240)은 가공 구역 A(A)와 가공 구역 B(B) 사이에 제공될 수 있으며, 상기 플렉서블 유리 리본(46)은 자유 루프(242)(도 4)에 걸릴 수 있고, 예를 들어 구동 롤러들(244 및 246)(보다 구체적으로, 상기 구동 롤러들(244 및 246)으로부터 상기 플렉서블 유리 리본(46)이 릴리즈되는 위치)에 의해 정의되는 두 페이 오프(pay off) 위치들 사이의 캐터네리(catenary)에 걸릴 수 있다. 예를 들어, 롤러들(244 및 246)은 4미터 내지 12미터, 예를 들어 약 1.5미터 내지 약 7.5미터 이격될 수 있어 다수의 컬렛 슈트들(cullet chutes), 루프 센싱 및/또는 완화 장치들 등의 사용을 가능하게할 수 있다. 이들 두 페이 오프 위치들 사이에서 상기 플렉서블 유리 리본(46)은 팽팽하게 당겨지지 않을 수 있고 그 자체의 무게 하에 걸리도록 허용될 수 있다.
상기 자유 루프(242) 형상은 상기 버퍼 구역(240) 내의 당김 힘 및 중력 힘의 양에 의존하여 자기 조절가능할 수 있다. 상기 자유 루프(242)는 상기 자유 루프(242) 내의 장력에 의해 제어될 수 있는 상기 자유 루프(242)의 형상을 조절함으로써 더 많거나 더 적은 플렉서블 유리 시트(46)를 수용할 수 있다. 상기 버퍼 구역(240)은, 일부 실시예들에서, 가공 구역들 A 및 B(A 및 B) 사이의 에러의 누적기로서 역할 할 수 있다. 상기 버퍼 구역(240)은 에러들, 예를 들어, 속도로 인한 경로 길이 차이들, 변형 불일치로 인한 뒤틀림 또는 형상 변화, 및 기계 오정렬 에러들을 수용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 루프 센서, 예를 들어 초음파 또는 광학 센서가 소정의 루프 높이를 유지하기 위해 제공될 수 있다.
가공 구역 B(B)는 도 3 및 도 4를 참조하여 상술한 엣지 트리밍 장치(170)와 유사하거나 동일한 엣지 트리밍 장치(250)를 포함할 수 있으며, 여기서 제1 및 제2 엣지들(도 5에는 엣지(102)만이 도시됨)이 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 중심 부분(106)으로부터 분리된다. 구성 요소들(252, 254a, 및 254b)에 의해 나타내지는 구동 롤러들은 상기 기계 방향(238)으로 조절 가능한 기계적 장력을 가하기 위해 및/또는 상기 플렉서블 유리 리본(46) 및 그들이 상기 중심 부분(106)으로부터 분리됨에 따라 제1 및 제2 엣지들(엣지(102)만 도시됨)의 움직임을 제어하기 위해 선택적으로 사용될 수 있다. 롤러(246)는 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 초기 쓰레딩(threading) 동안 구동될 수 있으나, 상기 가공 구역 B(B) 내에서 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 교차 방향 움직임 또는 가이딩을 위하여 이후 작동하지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 구동 롤러들(252, 254a 및 254b)은 상기 가공 구역 B(B) 내의 지역 마스터 속도를 설정하기 위해 선택적인 전역 제어 장치(70)에 의해 사용될 수 있다. 구역들 A, B, 및 C(A, B, 및 C) 내의 상기 전역 및 지역 마스터 속도들 사이의 변화는, 존재 한다면, 상기 플렉서블 유리 리본(46) 내의 장력 관리 및 절대적인 에러 관리를 가능하게 하기 위해 제공될 수 있다는 것에 주의해야 한다.
또 다른 버퍼 구역(260)이 가공 구역 B(B)와 가공 구역 C(C) 사이에 제공될 수 있으며, 상기 플렉서블 유리 리본(46)은 자유 루프(262)(도 4)에 걸릴 수 있고 예를 들어 구동 롤러들(254b 및 264)에 의해 정의되는 두 페이 오프 위치들 사이에서 캐터네리로 걸릴 수 있다. 예를 들어, 롤러들(254b 및 264)은 약 4 미터 내지 약 12 미터, 예를 들어 약 1.5 미터 내지 약 7.5 미터 이격될 수 있어, 다수의 컬렛 슈트들, 루프 아웃 완화 장치들 등의 사용을 가능하게할 수 있다. 이들 두 페이 오프 위치들 사이에서 상기 플렉서블 유리 리본(46)은 팽팽하게 당겨지지 않을 수 있고 그 자체의 무게 하에 걸리도록 허용될 수 있다.
상기 자유 루프(262) 형상은 상기 버퍼 구역(260) 내의 당김 힘 및 중력 힘의 양에 의존하여 자기 조절가능할 수 있다. 상기 자유 루프(262)는 상기 자유 루프(262) 내의 장력에 의해 제어될 수 있는 상기 자유 루프(262) 형상을 조절함으로써 더 많거나 더 적은 플렉서블 유리 리본(46)을 수용할 수 있다. 상기 버퍼 구역(260)은, 일부 실시예들에서, 가공 구역들 B 및 C(B 및 C) 사이의 에러 누적기로서 역할 할 수 있다. 상기 버퍼 구역(260)은 에러들, 예를 들어 속도로 인한 경로 길이 차이들, 변형 불일치로 인한 뒤틀림 또는 형상 변화 및 기계 오정렬 에러들을 수용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 루프 센서, 예를 들어 초음파 또는 광학 센서가 소정의 루프 높이를 유지하기 위해 제공될 수 있다.
가공 구역 C(C)는 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 상기 중심 부분(106)이 롤로 감기는 와인딩 장치(270)를 포함할 수 있다. 구성 요소들(268, 274, 276, 및 278)에 의해 나타내지는 구동 롤러들은 상기 기계 방향(238)으로 조절 가능한 기계적 장력을 가하기 위해 및/또는 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 움직임을 제어하기 위해 선택적으로 사용될 수 있다. 롤러(264)는 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 초기 쓰레딩 동안 구동될 수 있으나, 이후 상기 가공 구역 C(C) 내에서 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 교차 방향 움직임 또는 가이딩 동안 구동되지 않을 수 있다. 비제한적인 일 실시예에서, 상기 구동 롤러들(268, 274, 276, 및 278) 중 하나 이상(예를 들어, 구동 롤러들(274 및 278))이 상기 가공 구역 C(C) 내의 지역 마스터 속도를 설정하기 위해 선택적인 전역 제어 장치(70)에 의해 사용될 수 있다.
도 6은 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 중심 부분(106)을 인터리빙(interleaving) 물질(272)과 함께 감기 위한 예시적인 와인딩 장치(270)를 개략적으로 도시한다. 상기 구동 롤러들(254b 및 264)은 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 상기 중심 부분(106)을 가이딩하기 위해 사용될 수 있고, 구동 롤러들(280)은 상기 인터리빙 물질(272)을 가이딩하기 위해 사용될 수 있다. 상기 구동 롤러들(254b 264, 및 280)은 상기 플렉서블 유리 리본(46) 및 상기 인터리빙 물질(272)을 롤(282)로 가이드하며, 여기서 그들은 함께 감길 수 있다. 상기 자유 루프(262)는 가공 구역 B(B)로부터 가공 구역 C(C)를 분리할 수 있으며, 상류와 감기 공정들 사이의 상기 플렉서블 유리 리본 속도의 차이(예를 들어 롤 교환시 감기 속도가 변화되었을 때)를 보상할 수 있다. 일부 실시예들에서, 표면 보호 필름은 상기 플렉서블 유리 리본(46)의 상기 중심 부분(106)의 넓은 표면들 중 하나 또는 둘 모두에 적용될 수 있다.
동체로서, 상기 플렉서블 유리 리본은 다양한 가공 장치들과 정렬된 소정의 방향을 따라 이동할 수 있다. 플렉서블 유리 리본의 연속적인 제조를 위한 상술한 방법들 및 장치들은 매우 얇은 플렉서블 유리 스풀들(spools)을 생산하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 스풀들은 약 50μm 내지 약 500μm 범위의 두께들 및 약 1000mm 내지 약 3000mm 범위의 리본 폭들을 가지는 리본을 포함할 수 있다.
플렉서블 유리 리본의 연속적인 제조를 위한 상술한 방법들 및 장치들은 각각의 가공 및 버퍼 구역들 내에서 상기 플렉서블 유리 리본의 원하는 곡률프로파일을 유지하면서(예를 들어, 곡률 플립들을 최소화) 매우 얇은 플렉서블 유리 리본을 제공할 수 있다. 도 7을 참조하면, 연속적인 공정 및 상이한 예시적인 가공 단계들에서의 MD 및 CD 곡률 변화들이 도시된다. 예시적인 가공은 유리 리본 성형(예를 들어, 제1 가공 구역, 미도시), 캐터네리(CAT), 제1 자유 루프(FL1)(또는 제1 버퍼 구역), 수평 비드 제거(HBR)(또는 제2 가공 구역), 제2 자유 루프(FL2)(또는 제2 버퍼 구역) 및 와인더(W)(또는 제3 가공 구역)을 포함할 수 있다. 도 7로부터 인식될 수 있는 바와 같이, 상기 플렉서블 유리 리본(또는 웹)의 MD 곡률 반경(RW)은 공정을 따라 양(오목)으로붜 음(볼록)으로 수회 변화할 수 있으며, 무한대의 반경(수직 라인)은 실질적으로 선형인(커브지지 않음) 방향을 나타낸다. 예를 들어, 전통적인 가공에서 FL1과 HBR 사이의 전이는 상기 리본의 MD 곡률이 FL1에서 오목으로부터 HBR에서 볼록으로의(예를 들어, 상기 수직 라인은 양으로부터 음으로 수평 축을 교차한다) 제1 플립(flip)(F1)을 수반할 수 있다. HBR로부터 FL2로의 제2 전이는 상기 리본의 MD 곡률이 HBR에서 볼록으로부터 FL2에서 오목으로 변환되는 제2 플립(F2)을 수반할 수 있다. 최종적으로, 상기 와인더 내로 전이 시, 상기 리본은 다시 오목으로부터 볼록으로 제3 플립(F3)을 겪을 수 있다.
곡률 반경은 곡률의 역수이고(R=1/C), 곡률 형상의 플립들(예를 들어, 볼록에서 오목으로)은 또한 곡률 반경의 플립들(예를 들어 음으로부터 양으로)을 야기할 수 있다는 것에 주의해야 한다. 더 평평한 기판들은 더 높은 곡률 반경(예를 들어, C가 작은 경우, R이 크다)에 의해 정의되고, 고도로 커브진 기판들은 더 낮은 곡률 반경(예를 들어, C가 큰 경우, R이 작다)에 의해 정의된다. 완벽히 평평한 기판(C=0)은 무한대의 곡률 반경을 가진다. 수평면에 대하여 볼록한 커브진 기판들은 음의 곡률 반경을 가지는 반면, 오목한 기판들은 양의 곡률 반경을 가진다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 상기 용어 "양의" 곡률 반경은 0이 아니고 음이 아닌 곡률 반경(예를 들어, 볼록한 방향들을 제외)을 가지는 유리 리본을 지칭하는 것으로 의도된다.
도 7의 상부에 도시된 바와 같이, 상기 리본의 상기 CD 곡률 또는 휘어짐(bow)은 또한 전이 점들(F1, F2, 및/또는 F3)에서 오목(+곡률 반경)으로부터 볼록(- 곡률 반경)으로 플립될 수 있다. 도 7의 상기 CD 커브들은 상기 곡률 반경의 개괄적인 부호를 나타내기 위해 사용된 +/-와 함께 상기 곡률 형상의 개략적인 묘사를 제공한다는 것에 주의해야 한다. 이들 커브들의 상기 그래프 상의 배치는 절대적인 곡률 반경 값들을 나타내지 않는다. 상기 CD 및 MD 곡률들은 서로에 대하여 수직일 수 있다. 예를 들어, 상기 CD 곡률은 그 폭에 걸친 상기 유리 리본의 곡률일 수 있는 반면, 상기 MD 곡률은 그 길이를 따른 상기 유리 리본의 곡률일 수 있다. 상술된 바와 같이, 상기 유리 리본의 상기 CD 및 MD 곡률들 중 하나 또는 둘 모두는 상기 연속적인 공정들 내의 단계들 사이의 다양한 전이들에서 플립될 수 있다. 상기 CD 곡률의 플립들은 MD 곡률의 플립들에 대응할 수 있거나, 또는 공정 설계에 따라 MD 곡률에 독립적일 수 있다. MD 및/또는 CD 곡률의 플립들은 시트 진동 및/또는 이동을 야기할 수 있으며, 이는 하류 공정 단계들에서 불안정성을 야기할 수 있다. 일부 실시예들에서, 공정 불안정성들을 최소화하기 위하여 MD 및 CD 곡률 둘다의 플립들의 수를 최소화하는 것이 바람직할 수 있다.
본 명세서에 개시된 상기 방법들 및 장치들은 MD 및/또는 CD 곡률의 플립들 및 그와 관련된 불안정성들을 감소시키거나 제거할 수 있다. 예를 들어, 도 8을 참조하면, 상기 제1 자류 루프(FL1)(예를 들어, 제1 버퍼 구역)으로부터 상기 비드 제거 시스템(HBR)(예를 들어, 제2 가공 구역)으로의 전이에서 MD 곡률(RW)의 플립은 회피될 수 있어, 예를 들어 상기 리본의 중심 부분으로부터 상기 엣지 트림(또는 비드 부분들)의 금 긋기(scoring), 절단, 및/또는 분리 동안 상기 플렉서블 유리 리본의 감소된 진동이 있을 수 있다. 이러한 리본 운반 안정성의 개선은, 일부 실시예들에서, 상기 HBR에서의 안정한 비드 분리, 감소된 비가동 시간, 개선된 절단 품질, 더 높은 엣지 강도, 및/또는 상기 분리된 엣지들 주변의 감소된 파티클들을 야기할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, CD 곡률의 플립은 또한 이 전이 점에서(예를 들어, 상기 제1 버퍼 구역과 상기 제2 가공 구역 사이) 최소화되거나 제거될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 가공 경로는 상기 유리 리본이 형성될 수 있는 제1 가공 구역(미도시)를 통과할 수 있다. 바텀 오브 드로우(bottom of draw, BOD)로부터, 상기 플렉서블 유리 리본은 이후 상기 리본을 수직으로부터 특정한 스윕 각도로 구부릴 수 있는 캐터네리(CAT)를 통해 진행될 수 있다. CAT의 끝에서, FL1(또는 제1 버퍼 구역)이 동일하거나 유사한 곡률 반경에서 시작할 수 있다. 상기 HBR(또는 제2 가공 구역)의 초기 단계(HBRi)는 FL1을 따를 수 있으며, 선형의 하방 기울기를 포함할 수 있으며, 이는 FL1의 바닥에서의 접선으로 도시될 수 있다. 상기 유리 리본의 금 긋기 및/또는 절단(CUT) 후에, 상기 분리된 엣지 트림은 비드 컬렛 장치(BCD)로의 비드 트랙(HBRB)을 따를 수 있고(상기 트림은 곡률 반경(RB)를 가짐), 상기 리본의 중심 부분은 상기 HBR을 통해 FL2로의 웹 경로(HBRW)를 따를 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 중심 부분(웹 경로)(HBRW)에 대한 상기 경로 각도(예를 들어, HBR의 수평 축에 대한 하방 기울기의 각도)는 상기 비드 트랙(HBRB)의 그것보다 약간 더 작을 수 있어, 상기 비드 부분이 BCD로 진행될 수 있는 동안, 상기 중심 부분은 상기 비드 트랙에 비해 상승되고 FL2로 진행할 수 있다. HBRW와 FL2 사이의 곡률은 예를 들어 높이 제어에 의해 유지될 수 있다.
특정 실시예들에 따르면, MD 곡률(RW)의 플립은 또한 상기 제1 지유 루프(HBR)(예를 들어, 제2 가공 구역)으로부터 상기 제2 자유 루프(FL2)(예를 들어, 제2 버퍼 구역)으로의 전이에서 회피될 수 있어 상기 플렉서블 유리 리본의 감소된 스터빙(stubbing), 프랙쳐링(fracturing), 및/또는 크래킹 아웃(cracking out)이 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 HBR 입구에서의 큰 곡률 반경은 상기 컷 테이블의 평탄화를 가능하게할 수 있어, 상기 제품 웹(HBRW) 및/또는 상기 분리된 비드 트랙(HBRB)은 각각 FL2 또는 상기 비드 컬렛 장치(BCD)으로의 전이 시 곡률 플립을 회피할 수 있다. 나아가, 도 8의 상기 HBR 부분의 확대도인 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 HBR은 상기 비드 컬렛 장치(BCD)를 향해 실질적으로 선형 방식으로 하방으로(예를 들어, 입구가 출구 위로 상승됨) 경사질 수 있으며, 이는 추가적인 운반 안정성을 가능하게할 수 있으며, 잠재적인 스터빙 문제들을 피할 수 있다. 이 리본 운반의 개선은 더 넓고, 더 얇은 유리 리본들(예를 들어, 약 0.5mm 이하의 두께)에 대한 안정성 이익들을 제공할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, CD 곡률의 플립은 또한 이 전이 점(예를 들어, 상기 제2 가공 구역과 상기 제2 버퍼 구역 사이)에서 회피될 수 있다. 상기 CD 곡률은 상기 리본이 더 얇아질수록(예를 들어, 약 0.3mm, 약 0.25mm, 또는 그 이하의 두께) 하류 가공에 더 큰 영향을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 제1 버퍼 구역(예를 들어, FL1)으로부터 상기 제2 가공 구역(예를 들어, HBR)을 거쳐 상기 제2 버퍼 구역(예를 들어, FL2)까지, 이들 구역들에 걸쳐 양(오목) 또는 무한대(평평)인 상기 커브 RW에 의해 표시되는 바와 같이, 오목 또는 실질적으로 선형인 MD 곡률(예를 들어, 양 또는 무한대의 곡률 반경)이 유지될 수 있다. 추가적인 실시예들에 다르면, 상기 CD 곡률은 또한 이들 구역들에 걸쳐 오목하거나 실질적으로 선형일 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 상기 플렉서블 유리 리본의 상기 MD 및/또는 CD 곡률은 상기 제3 가공 구역으로 진입할 때, 예를 들어 FW 위치(들)에서, 예컨대 와인더(W)의 상부 덱(upper deck)에서, 1회 이상(예를 들어, 볼록으로 및/또는 다시 오목으로) 플립(FW)할 수 있다. 위치(들)FW 까지는, 상기 플렉서블 유리 리본은, 볼록한 곡률로의 어떠한 플립들도 회피하며, 오목 및/또는 실질적으로 선형인 MD 및/또는 CD 곡률을 유지할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 연속적인 가공 방법은 또한 상기 제자유 루프들(FL1 및/또는 FL2) 중 하나 또는 둘 모두에서의(FL2가 도시됨) 웹 축적을 포함할 수 있다. 상기 자유 루프들 내의 축적은 예를 들어 상기 루프의 양 단들에서 상방 곡률 지지체들(예를 들어, 터틀백들(turtlebacks) 또는 롤러들)을 포함함으로써 제공될 수 있다. 그러나, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 루프 내의 축적(FL2A)은 비-축적된 루프(FL2W)의 곡률(RW)에 비하여 곡률(RA)의 하나 이상의 플립들(FA)을 야기할 수 있다.
도 8 내지 도 11에 개략적으로 도시된 상기 웹 경로들을 포함하는 본 명세서에 기술된 상기 방법들 및 장치들은, 일부 실시예들에서, 연결된 가공 또는 버퍼링 구역들 사이에 다음의 가정들을 포함할 수 있다: (a) 지역적 굽힘으로부터의 자유. 예를 들어, 두 인접한 구역들은 동일한 커브에 대하여 접할 수 있다; 및 (b) 임의의 커브의 곡률의 부호는 양수(오목) 또는 무한대(평평)이다. 주어진 공정의 기하학적 제약들 및 응력 한계들은 다음의 변수들 중 하나 이상을 조절함으로써 만족될 수 있다: (V1) 와인더(W) 상부 덱의 높이, (V2) 상부 덱 곡률 지지체(터틀백)의 반경, (V3) FL2의 최소 곡률 반경, (V4) FL2의 바닥의 높이, (V5) HBR 출구의 높이, (V6) HBR 출구 곡률 지지체의 반경, (V7) HBR 내의 절단 영역의 높이, (V8) HBRW의 경사각 (V9) HBR 입구의 높이, (V10) HBRi의 경사각 (V11) FL1의 최소 곡률 반경, (V12) CAT 스윕 각도, (V13) CAT의 곡률 반경, (V14) BCD의 높이, 및 (V15) HBRB의 설계. 변수들 (V1)-(V15)을 조절함으로써, 주어진 가공 시스템의 기하학적 및/또는 다른 제약들을 수용하는 다양한 웹 경로들이 만들어질 수 있다.
비제한적 실시예들에 따르면, 유리 가공 장치는, 상기 플렉서블 유리 리본의 오목하거나 실질적으로 선형인 MD 및/또는 CD 곡률이 상기 공정의 적어도 일부에 걸쳐 유지되도록, 서로에 대하여 하나 이상의 구역들을 공간적으로 위치시킴으로써 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 버퍼 구역, 제2 가공 구역, 및 제2 버퍼 구역은 상기 플렉서블 유리 리본의 오목하거나 실질적으로 선형인 MD 및/또는 CD 곡률이 구역들 사이의 전이들을 포함하는 이들 구역들 전체 또는 일부에 걸쳐 유지되도록 서로에 대하여 위치될 수 있다.
예를 들어, 일부 실시예들에서, 상기 제1 버퍼 구역은 제1 쌍의 이격된 페이 오프 위치들의 제1 상류(입구) 위치가 제1 쌍의 이격된 페이 오프 위치들의 제1 하류(출구) 위치에 대하여 상승되도록 구성될 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 상기 제1 버퍼 구역 및 상기 제2 가공 구역은 상기 제1 버퍼 구역의 상기 제1 하류(출구)위치가 상기 제2 가공 구역의 엣지 트리밍 위치(CUT)에 대하여 상승되도록 서로에 대하여 위치될 수 있다. 추가적인 실시예들에 따르면, 상기 제2 가공 구역은 상기 엣지 트리밍 위치가 상기 제2 가공 구역의 출구에 대하여 상승되도록 구성될 수 있다. 특정 실시예들에서, 상기 제2 버퍼 구역 및 제2 가공 구역은 제2 쌍의 이격된 페이 오프 위치들의 제2 하류(출구) 위치가 상기 제2 가공 구역의 출구에 대하여 상승되도록 서로에 대하여 위치될 수 있다. 또 다른 추가적인 실시예들에 따르면, 상기 제2 버퍼 구역은 상기 제2 쌍의 이격된 페이 오프 위치들의 제2 하류(출구) 위치가 상기 제2 쌍의 이격된 페이 오프 위치들의 제2 상류(입구) 위치에 대하여 상승되도록 구성될 수 있다.
다양한 개시된 실시예들은 그 특정한 실시예와 관련하여 기술된 특정한 특징들, 구성 요소들 또는 단계들을 수반할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 또한 특정한 특징, 구성 요소 또는 단계는, 비록 하나의 특정한 실시예와 관련하여 기술되었으나, 다양한 예시되지 않은 조합들 또는 치환들의 대안적인 실시예들과 상호교환되거나 결합될 수 있다는 것이 인식될 것이다.
또한 본 명세서에 사용된 바와 같이 용어들 "the", "a" 또는 "an"은 "적어도 하나"를 의미하고, 그와 달리 명시적으로 표시되지 않는한 "오직 하나"에 제한되어서는 안된다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 예를 들어, "적어도 하나의 센서"에 대한 언급은 문맥이 달리 명백히 나타내지 않는한 둘 이상의 이러한 센서들을 가지는 예들을 포함한다.
범위들은 본 명세서에서 "약" 하나의 특정 값 및/또는 내지 "약" 다른 특정 값의 형태로 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현되었을 때, 예들은 상기 특정한 값 및/또는 내지 상기 다른 특정한 값을 포함한다. 유사하게, 값들이 근사치로 표현된 경우, 선행사 "약"의 사용으로써, 상기 특정한 값은 다른 양상을 형성한다는 것이 이해될 것이다. 상기 범위들의 각각의 끝점들은 다른 끝점과 관련하여, 그리고 상기 다른 끝점과 무관하게 의미있다는 것이 더 이해될 것이다.
달리 명시적으로 언급되지 않는한, 본 명세서에 제시된 어떠한 방법도 그 단계들이 특정 순서로 수행되는 것을 요구하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항이 그 단계들에 의해 따라야하는 순서가 실제로 언급되지 않거나 청구항들에 또는 설명들에 상기 단계들이 특정 순서에 제한된다는 것이 달리 구체적으로 언급되지 않는 경우, 어떠한 특정한 순서가 암시되도록 의도되지 않는다.
특정한 실시예들의 다양한 특징들, 구성 요소들 또는 단계들이 연결구"포함하는"을 사용하여 개시될 수 있으나, 연결구들 "구성된" 또는 "필수적으로 구성된"을 사용하여 기술될 수 있는 것들을 포함하는 대안적인 실시예들이 암시된다는 것이 이해 될 것이다. 따라서, 예를 들어, A+B+C를 포함하는 장치에 대한 암시되는 대안적인 실시예들은 장치가 A+B+C로 구성된 실시예들 및 장치가 A+B+C로 필수적으로 구성된 실시예들을 포함한다.
본 개시의 사상 및 범위로부터 벗어남 없이 본 개시에 다양한 수정들 및 변경들이 만들어질 수 있다는 것이 당 업계의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 개시의 사상 및 내용을 포함하는 개시된 실시예들의 수정들, 조합들, 서브조합들 및 변형들이 당업계의 통상의 기술자들에게 일어날 수 있으므로, 본 개시는 첨부된 청구항들 및 그들의 균등물들의 범위 내의 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (21)
- 0.5mm 이하의 두께를 가지는 플렉서블 유리 리본의 연속적인 가공 방법으로서,
유리 가공 장치의 제1 가공 구역으로부터, 제2 가공 구역을 통해, 제3 가공 구역으로 상기 플렉서블 유리 리본을 연속적으로 공급하는 단계;
상기 제1 가공 구역과 상기 제2 가공 구역 사이에 위치된 제1 버퍼 구역 내의 이격된 제1 쌍의 페이오프(payoff) 위치들 사이의 제1 캐터네리(catenary) 내에서 상기 플렉서블 유리 리본을 지지하는 단계;
상기 제2 가공 구역과 상기 제3 가공 구역 사이에 위치된 제2 버퍼 구역 내의 이격된 제2 쌍의 페이오프 위치들 사이의 제2 캐터네리 내에서 상기 플렉서블 유리 리본을 지지하는 단계; 및
(a) 상기 제1 버퍼 구역으로부터 상기 제2 가공 구역으로 또는 (b) 상기 제2 가공 구역으로부터 상기 제2 버퍼 구역으로의 중에서 적어도 하나로부터의 전이 동안 상기 플렉서블 유리 리본의 양의 또는 무한대의 기계 방향 곡률 반경을 유지하는 단계;를 포함하는 가공 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 기계 방향 곡률 반경은 상기 제1 및 제2 버퍼 구역들 내에서 양이고, 상기 제2 가공 구역 내에서 무한대인 가공 방법. - 청구항 1에 있어서,
(a) 상기 제1 버퍼 구역으로부터 상기 제2 가공 구역으로 또는 (b) 상기 제2 가공 구역으로부터 상기 제2 버퍼 구역으로 중 적어도 하나로부터의 전이 동안 상기 플렉서블 유리 리본의 양의 교차 방향 곡률 반경을 유지하는 단계를 더 포함하는 가공 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 플렉서블 유리 리본의 교차 방향 곡률 반경은 상기 제1 버퍼 구역, 제2 가공 구역, 또는 제2 버퍼 구역 내에서 양 또는 무한대인 가공 방법. - 청구항 1에 있어서,
성형 장치를 사용하여 상기 제1 가공 구역에서 상기 플렉서블 유리 리본을 생산하는 단계를 포함하는 가공 방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 플렉서블 유리 리본을 생산하는 단계는 퓨전 드로우(fusion draw) 공정을 사용하는 단계를 포함하는 가공 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 이격된 제1 쌍의 페이오프 위치들은 제1 상류 위치 및 제1 하류 위치를 포함하고, 상기 제1 상류 위치는 상기 제1 하류 위치에 비하여 상승된 가공 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2 가공 구역 내에서 실질적으로 선형인 방향으로 상기 플렉서블 유리 리본을 유지하는 단계를 더 포함하는 가공 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 플렉서블 유리 리본의 중심 부분에 연결된 엣지 트림의 연속적인 스트립을 형성하기 위해, 상기 플렉서블 유리 리본이 상기 제2 가공 구역 내의 절단 장치를 지나갈 때 상기 플렉서블 유리 리본의 엣지를 가공하는 단계를 포함하는 가공 방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 제2 가공 구역은 상기 플렉서블 유리 리본의 상기 중심 부분으로부터 상기 엣지 트림의 연속적인 스트립을 분리하기 위한 비드 제거 시스템을 포함하는 가공 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2 가공 구역의 입구는 상기 제2 가공 구역의 출구에 비하여 상승된 가공 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 이격된 제2 쌍의 페이오프 위치들은 제2 상류 위치 및 제2 하류 위치를 포함하고, 상기 제2 하류 위치는 상기 제2 상류 위치에 비하여 상승된 가공 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1, 제2, 또는 제3 가공 구역들 중 적어도 하나에 걸친 상기 플렉서블 유리 리본의 공급 속도는 전역 제어 장치(global control device)를 사용하여 제어되는 가공 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 이격된 제1 및 제2 쌍들의 페이오프 위치들은 롤러들을 포함하고, 상기 롤러들 중 적어도 하나의 회전은 상기 전역 제어 장치에 의해 제어되는 가공 방법. - 청구항 1에 있어서,
와인딩 장치를 사용하여 상기 제3 가공 구역 내에서 상기 플렉서블 유리 리본을 롤(roll)로 감는 단계를 포함하는 가공 방법. - 제1 가공 구역 내의 성형 장치, 제2 가공 구역 내의 엣지 트리밍 장치, 및 제3 가공 구역 내의 와인딩 장치를 포함하는 유리 가공 장치를 사용하여 0.5mm 이하의 두께를 가지는 플렉서블 유리 리본을 연속적으로 가공하는 방법으로서,
상기 제1 가공 구역 내에서 상기 플렉서블 유리 리본을 성형하고, 상기 플렉서블 유리 리본을 상기 제1 가공 구역을 통해 공급하는 단계;
상기 플렉서블 유리 리본의 중심 부분으로부터 엣지 트림의 연속적인 스트립을 분리하면서, 상기 플렉서블 유리 리본을 상기 제2 가공 구역을 통해 공급하는 단계; 및
상기 플렉서블 유리 리본을 롤로 감으면서, 상기 제3 가공 구역을 통해 상기 플렉서블 유리 리본을 공급하는 단계;를 포함하고,
상기 플렉서블 유리 리본의 양의 기계 방향 곡률 반경은 상기 제1 및 제2 가공 구역들 사이의 제1 버퍼 구역 내에서 및 상기 제2 및 제3 가공 구역들 사이의 제2 버퍼 구역 내에서 유지되고,
상기 플렉서블 유리 리본의 무한대의 기계 방향 곡률 반경은 상기 제2 가공 구역 내에서 유지되는 가공 방법. - 0.5mm 이하의 두께를 가지는 플렉서블 유리 리본을 가공하기 위한 장치로서,
제1 가공 구역 내의, 플렉서블 유리 리본을 성형하도록 구성된, 성형 장치;
제2 가공 구역 내의, 상기 플렉서블 유리 리본의 중심 부분으로부터 엣지 트림의 연속적인 스트립을 분리하도록 구성된, 엣지 트리밍 장치;
제3 가공 구역 내의, 상기 플렉서블 유리 리본을 롤로 감도록 구성된, 와인딩 장치;
상기 플렉서블 유리 리본이 제1 상류 페이오프 위치와 제1 하류 페이오프 위치 사이의 제1 캐터네리 내에서 지지되는, 상기 제1 가공 구역과 상기 제2 가공 구역 사이의 제1 버퍼 구역; 및
상기 플렉서블 유리 기판이 제2 상류 페이오프 위치와 제2 하류 페이오프 위치 사이의 제2 캐터네리 내에서 지지되는, 상기 제2 가공 구역과 상기 제3 가공 구역 사이의 제2 버퍼 구역을 포함하고,
상기 제1 상류 페이오프 위치는 상기 제2 가공 구역 내의 엣지 트리밍 위치에 비하여 상승되고, 상기 엣지 트리밍 위치는 제2 가공 구역 출구에 비하여 상승되고, 상기 제2 하류 페이오프 위치는 상기 제2 가공 구역 출구에 비하여 상승된 가공 장치. - 청구항 17에 있어서,
상기 제1 가공 구역, 제1 버퍼 구역, 제2 가공 구역, 및 제2 버퍼 구역은, 상기 플렉서블 유리 리본의 양의 또는 무한대의 기계 방향 곡률 반경이 (a) 상기 제1 버퍼 구역으로부터 상기 제2 가공 구역으로 또는 (b) 상기 제2 가공 구역으로부터 상기 제2 버퍼 구역으로의 중에서 적어도 하나로부터의 전이 동안 유지되도록, 서로에 대하여 위치되는 가공 장치. - 청구항 17에 있어서,
상기 제2 가공 구역은 하방 경사에 위치되고, 상기 플렉서블 유리 리본은 상기 제2 가공 구역 내에서 실질적으로 선형인 방향으로 유지되는 가공 장치. - 청구항 17에 있어서,
상기 성형 장치는 퓨전 드로우 기계인 가공 장치. - 청구항 17에 있어서,
상기 제1 상류 페이오프 위치는 상기 제1 하류 페이오프 위치에 비하여 상승되고, 상기 제2 하류 페이오프 위치는 상기 제2 상류 페이오프 위치에 비하여 상승된 가공 장치.
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