KR20200088907A - 개선된 에지 품질을 갖는 유리 시트 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

개선된 에지 품질을 갖는 유리 시트 및 이를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

물품의 처리가 대기압 플라즈마 제트를 포함하는 플라즈마의 흐름과 같은 플라즈마의 흐름을 물품의 에지 표면을 향하여 보내는 단계를 포함하는 유리 물품을 제조 및 처리하는 방법. 이러한 처리는 물품의 에지 표면 상의 입자의 밀도를 감소시킬 수 있다. 이러한 처리는 또한 물품의 에지 강도를 증가시킬 수 있다.

Description

개선된 에지 품질을 갖는 유리 시트 및 이를 제조하는 방법
본 출원은 2017년 12월 11일자에 출원된 미국 가 특허출원 제62/597,138호의 우선권을 주장하고, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
본 개시는 일반적으로 개선된 에지 품질을 갖는 유리 시트 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이고, 좀더 특별하게는 더 적은 수의 부착된 입자 및 더 큰 에지 강도를 갖는 유리 시트 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
텔레비전, 및 전화기와 태블릿과 같은 핸드 헬드 장치를 포함하는 디스플레이 적용을 위한 유리 시트와 같은 유리 물품의 제조에서, 유리 시트가 유리 리본으로 분리되는 때뿐만 아니라, 유리 시트가 에지 그라인딩 및 폴리싱과 같은 마무리 공정에 적용되는 때와 같은, 유리 입자 발생을 포함할 수 있는 다수의 공정처리 단계가 전형적으로 존재한다.
더 높은 해상도 디스플레이에 대한 경향이 있다는 것을 고려하면, 그러한 물품 상에 존재하는 입자의 양을 최소화하는 것이 바람직하다. 또한, 더 얇은 디스플레이에 대한 경향이 있다는 것을 고려하면, 충분한 기계적 파손 저항성을 갖는 유리 시트와 같은 얇은 유리 물품을 생산하는 것이 또한 바람직하다.
여기에 개시된 구현 예는 유리 물품을 제조하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 유리 물품을 형성시키는 단계를 포함하고, 여기서 상기 유리 물품은 제1 주 표면, 제1 주 표면에 평행한 제2 주 표면, 및 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 제1 주 표면과 제2 주 표면의 수직 방향으로 연장하는 에지 표면을 포함한다. 상기 방법은 또한 플라즈마의 흐름을 에지 표면을 향하여 보내는 단계를 포함하고, 여기서 플라즈마의 흐름을 에지 표면을 향하여 보내는 것은 에지 표면 상의 입자의 밀도를 0.1 제곱 밀리미터 당 약 40 개 미만으로 감소시킨다.
여기에 개시된 구현예는 또한 유리 물품을 처리하는 방법을 포함하고, 상기 유리 물품은 제1 주 표면, 제1 주 표면에 평행한 제2 주 표면, 및 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 제1 주 표면과 제2 주 표면의 수직 방향으로 연장하는 에지 표면을 포함한다. 상기 방법은 플라즈마의 흐름을 에지 표면을 향하여 보내는 단계를 포함하고, 여기서 플라즈마의 흐름을 에지 표면을 향하여 보내는 것은 에지 표면 상의 입자의 밀도를 0.1 제곱 밀리미터 당 약 40 개 미만으로 감소시킨다.
여기에 개시된 구현 예는 또한 제1 주 표면, 제1 주 표면에 평행한 제2 주 표면, 및 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 제1 주 표면과 제2 주 표면의 수직 방향으로 연장하는 에지 표면을 포함하는 유리 물품을 포함하고, 여기서 에지 표면 상의 입자의 밀도는 0.1 제곱 밀리미터 당 약 40 개 미만이다.
부가적인 특색 및 장점은 하기 상세한 설명에서 서술될 것이고, 부분적으로 하기 상세한 설명으로부터 기술분야의 당업자에게 명백하거나, 또는 하기 상세한 설명, 청구범위뿐만 아니라 첨부된 도면을 포함하는, 여기에 기재된 구현 예를 실행시켜 용이하게 인지될 것이다.
전술한 배경기술 및 하기 상세한 설명 모두는 다양한 구현 예를 설명하고, 청구된 주제의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀거리를 제공하도록 의도된 것으로 이해될 것이다. 수반되는 도면은 다양한 구현 예의 또 다른 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 혼입되며, 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 여기에 기재된 다양한 구현 예를 예시하고, 상세한 설명과 함께 청구된 주제의 원리 및 작동을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 예시적인 퓨전 다운 인발 유리 제조 장치 및 공정의 개략도이다.
도 2는 예시적인 유리 시트 분리 공정의 단계의 개략적인 측면도이다.
도 3은 예시적인 유리 시트 분리 공정의 다른 단계의 개략적인 측면도이다.
도 4는 예시적인 유리 시트 분리 공정의 또 다른 단계의 개략적인 측면도이다.
도 5는 예시적인 유리 시트 분리 공정의 또 다른 단계의 개략적인 측면도이다.
도 6은 유리 시트의 사시도이다.
도 7은 유리 시트의 에지 표면의 베벨링 (beveling) 공정의 적어도 일부의 사시도이다.
도 8은 플라즈마 제트를 이용한 에지 처리 공정의 적어도 일부의 사시도이다.
도 9a 및 9b는 플라즈마 제트 처리 전 및 후에 유리 시트의 에지 표면의 주사 전자 현미경 (SEM) 이미지이며, 여기서 에지 베벨링 단계는 플라즈마 제트 처리 전에 수행되지 않았다.
도 10a 및 10b는 플라즈마 제트 처리 전 및 후에 유리 시트의 에지 표면의 SEM 이미지이고, 여기서 에지 베벨 링 단계는 플라즈마 제트 처리 전에 수행되었다.
도 11은 유리 시트의 에지 영역의 개략적인 측면 단면도이며, 여기서 에지 영역은 스코어 및 브레이크 공정으부터 생성되었고, 에지 영역의 지형적 특징은 예시 목적으로 과장되었다.
도 12는 도 11에 예시된 에지 영역의 일부의 개략적인 사시도이다.
이하 언급은 본 개시의 바람직한 구현 예에 대해 상세하게 만들어질 것이고, 이의 실시 예들은 수반되는 도면에 예시된다. 가능한 한, 동일한 참조 번호는 동일하거나 또는 유사한 부분을 지칭하는 것으로 도면 전체에 걸쳐 사용될 것이다. 그러나, 본 개시는, 여러 가지 다른 형태로 구체화될 수 있으며, 여기에 서술된 구현 예로 제한되는 것으로 해석되지 않아야 한다.
범위는 "약" 하나의 특정 값부터, 및/또는 "약" 다른 특정 값까지 여기에서 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현된 경우, 다른 구현예는 상기 하나의 특정 값으로부터 및/또는 상기 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 선행사 "약"의 사용에 의해, 값이 근사치로 표현된 경우, 특정 값이 또 다른 구현 예를 형성하는 것으로 이해될 것이다. 상기 범위의 각 말단 점은 다른 말단 점과 관련하여, 그리고 상기 다른 말단 점에 독립적으로 모두 의미 있는 것으로 더욱 이해될 것이다.
여기에 사용된 바와 같은 방향 용어 - 예를 들어, 위, 아래, 우측, 좌측, 앞, 뒤, 상부, 하부 -는 오직 도시된 대로의 도면들을 참조하여 만들어진 것이고, 절대 방향을 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
별도의 언급이 없는 한, 여기에서 서술된 임의의 방법은, 이의 단계들이 특정한 순서로 수행되거나, 또는 임의의 장치에서 특정 방향이 요구되는 것을 요구하는 것으로 해석되는 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항이 이의 단계들이 수반되는 순서를 사실상 열거하지 않거나, 또는 임의의 장치 청구항이 개별적인 구성요소에 대한 순서 또는 방향을 사실상 열거하지 않거나, 또는 단계들이 특정한 순서로 제한되거나, 또는 장치의 구성요소에 대한 특정 순서 또는 방향이 열거되지 않은 것으로 청구범위 또는 상세한 설명에서 구체적으로 언급되지 않는 경우, 이것은, 어떤 면에서, 특정 순서 또는 방향으로 추정되는 것으로 의도되지 않는다. 이것은, 단계의 배열, 작동의 흐름, 구성요소의 순서, 또는 구성요소의 방향에 관한 논리의 문제; 문법적 구성 또는 구두점에서 파생된 일반 의미; 및 본 명세서에서 기재된 구현 예들의 수 또는 타입을 포함하는, 해석에 대한 어떤 가능한 비-표현적 근거에 대해서도 마찬가지다.
여기에 사용된 바와 같은, "단수" 형태는, 문맥이 별도로 명확히 언급하지 않는 한, 복수의 대상물을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "단수" 구성요소에 대한 언급은, 문맥이 별도로 명확히 언급하지 않는 한, 둘 이상의 이러한 구성요소를 갖는 관점을 포함한다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "플라즈마"는 양이온 및 자유 전자를 포함하는 이온화된 기체를 지칭한다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "대기압 플라즈마 제트 (atmospheric pressure plasma jet)"는 개구로부터 방출된 플라즈마의 흐름을 지칭하고, 여기서 플라즈마 압력은, 플라즈마 압력이 101.325 킬로 파스칼 (표준 대기압)의 90% 내지 110% 인 조건을 포함하는, 주변 대기의 압력과 대략 일치한다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "입자 (particles)"는 유리 입자 및 먼지 입자와 같은, 표면 상에 존재할 수 있는 임의의 유형의 입자를 지칭한다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "4 점 굽힘 시험에 의해 측정된 에지 강도"는 샘플들의 10%가 JIS R1601에서 설명된 유리 굴곡 고정구 4 점 시험을 사용하여 파손될 것으로 예상되는 에지 강도를 지칭한다.
대표적인 유리 제조 장치 (10)가 도 1에 나타내어져 있다. 몇몇 실시예에서, 유리 제조 장치 (10)는 용융 용기 (14)를 포함할 수 있는 유리 용융 로 (12)를 포함할 수 있다. 용융 용기 (14)에 더하여, 유리 용융 로 (12)는, 원료를 가열하고 원료를 용융 유리로 변환시키는 가열 요소 (예를 들어, 연소 버너 또는 전극)와 같은 하나 이상의 추가 구성요소를 선택적으로 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 유리 용융 로 (12)는 용융 용기의 부근으로부터 손실된 열을 감소시키는 열 관리 장치 (예를 들어, 단열 성분)를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 유리 용융 로 (12)는 원료의 유리 용융물로의 용융을 용이하게하는 전자 장치 및/또는 전기 기계 장치를 포함할 수 있다. 또한, 유리 용융 로 (12)는 지지 구조물 (예를 들어, 지지 섀시, 지지 부재 등) 또는 다른 구성요소를 포함할 수 있다.
유리 용융 용기 (14)는 내화성 재료, 예컨대 내화성 세라믹 재료, 예를 들어 알루미나 또는 지르코니아를 포함하는 내화성 세라믹 재료로 전형적으로 구성된다. 몇몇 실시 예에서, 유리 용융 용기 (14)는 내화 세라믹 벽돌로 구성될 수 있다. 유리 용융 용기 (14)의 특정 구현 예가 아래에서 더 상세히 기재될 것이다.
몇몇 실시 예에서, 유리 용융 로는 유리 기판, 예를 들어 연속 길이의 유리 리본을 제조하기 위해 유리 제조 장치의 구성요소로서 혼입될 수 있다. 몇몇 실시 예에서, 본 개시의 유리 용융 로는 슬롯 인발 장치, 플로트 욕 장치, 퓨전 공정과 같은 다운-인발 장치, 업-인발 장치, 프레스-롤링 장치, 튜브 인발 장치 또는 여기에 개시된 관점으로부터 이익을 얻을 수 있는 임의의 다른 유리 제조 장치를 포함하는 유리 제조 장치의 구성요소로서 혼입될 수 있다. 예를 들어, 도 1은 개별 유리 시트로의 후속 공정처리를 위해 유리 리본을 퓨전 인발하기 위한 퓨전 다운-인발 유리 제조 장치 (10)의 구성요소로서 유리 용융 로 (12)를 개략적으로 예시한다.
유리 제조 장치 (10) (예를 들어, 퓨전 다운-인발 장치 (10))는 유리 용융 용기 (14)에 대해 상류에 위치된 상류 유리 제조 장치 (16)를 선택적으로 포함할 수 있다. 몇몇 실시 예에서, 일부의 또는 전체 상류 유리 제조 장치 (16)는 유리 용융 로 (12)의 일부로서 혼입될 수 있다.
예시된 실시 예에서 나타낸 바와 같이, 상류 유리 제조 장치 (16)는 저장 용기 (18), 원료 전달 장치 (20) 및 원료 전달 장치에 연결된 모터 (22)를 포함할 수 있다. 저장 용기 (18)는 화살표 (26)로 표시된 바와 같이 유리 용융 로 (12)의 용융 용기 (14) 내로 공급될 수 있는 일정량의 원료 (24)를 저장하도록 구성될 수 있다. 원료 (24)는 전형적으로 하나 이상의 유리 형성 금속 산화물 및 하나 이상의 개질제를 포함한다. 몇몇 실시 예에서, 원료 전달 장치 (20)는 모터 (22)에 의해 동력을 공급받을 수 있어, 원료 전달 장치 (20)는 미리정해진 양의 원료 (24)를 저장 용기 (18)로부터 용융 용기 (14)로 전달한다. 다른 실시 예에서, 모터 (22)는 원료 전달 장치 (20)에 동력을 공급하여 용융 용기 (14)로부터 하류에서 감지된 용융 유리의 레벨에 기초하여 제어된 속도로 원료 (24)를 도입할 수 있다. 용융 용기 (14) 내의 원료 (24)는 이후 가열되어 용융 유리 (28)를 형성할 수 있다.
유리 제조 장치 (10)는 또한 유리 용융 로 (12)에 대해 하류에 위치된 하류 유리 제조 장치 (30)를 선택적으로 포함할 수 있다. 몇몇 실시 예에서, 하류 유리 제조 장치 (30)의 일부는 유리 용융 로 (12)의 일부로서 혼입될 수 있다. 몇몇 경우에서, 아래에서 논의되는 제1 연결 도관 (32), 또는 하류 유리 제조 장치 (30)의 다른 부분은 유리 용융 로 (12)의 일부로서 혼입될 수 있다. 제1 연결 도관 (32)을 포함하는 하류 유리 제조 장치의 요소는 귀금속으로부터 형성될 수 있다. 적합한 귀금속은 백금, 이리듐, 로듐, 오스뮴, 루테늄 및 팔라듐으로 이루어진 금속의 그룹으로부터 선택된 백금족 금속, 또는 이들의 합금을 포함한다. 예를 들어, 유리 제조 장치의 하류 구성요소는 약 70 내지 약 90 중량%의 백금 및 약 10 중량% 내지 약 30 중량%의 로듐을 포함하는 백금-로듐 합금으로부터 형성될 수 있다. 그러나, 다른 적합한 금속은 몰리브덴, 팔라듐, 레늄, 탄탈륨, 티타늄, 텅스텐 및 이들의 합금을 포함할 수 있다.
하류 유리 제조 장치 (30)는, 용융 용기 (14)로부터 하류에 위치하고 위에서-언급된 제1 연결 도관 (32)을 거쳐 용융 용기 (14)에 결합된, 청징 용기 (34)와 같은 제1 컨디셔닝 (즉, 공정처리) 용기를 포함할 수 있다. 몇몇 실시 예에서, 용융 유리 (28)는 제1 연결 도관 (32)을 거쳐 용융 용기 (14)로부터 청징 용기 (34)로 중력 공급될 수 있다. 예를 들어, 중력은 용융 유리 (28)가 용융 용기 (14)로부터 청징 용기 (34)로 제1 연결 도관 (32)의 내부 경로를 통과하게 할 수 있다. 그러나, 다른 컨디셔닝 용기가 용융 용기 (14)의 하류에, 예를 들어 용융 용기 (14)와 청징 용기 (34) 사이에 위치될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 몇몇 실시 예에서, 컨디셔닝 용기는 용융 용기와 청징 용기 사이에서 이용될 수 있으며, 여기서 1차 용융 용기로부터의 용융 유리는 용융 공정을 계속하기 위해 추가로 가열되거나, 또는 청징 용기에 들어가기 전에 용융 용기에서 용융 유리의 온도보다 낮은 온도로 냉각된다.
거품 (bubble)은 다양한 기술에 의해 청징 용기 (34) 내의 용융 유리 (28)로부터 제거될 수 있다. 예를 들어, 원료 (24)는 가열될 때 화학적 환원 반응을 겪고 산소를 방출하는 산화 주석과 같은 다가 화합물 (즉, 청징제)을 포함할 수 있다. 다른 적합한 청징제는 비소, 안티몬, 철 및 세륨을 제한없이 포함한다. 청징 용기 (34)는 용융 용기 온도보다 더 큰 온도로 가열되어, 용융 유리 및 청징제를 가열한다. 청징제(들)의 온도-유도된 화학 환원에 의해 생성된 산소 거품은 청징 용기 내의 용융 유리를 통해 상승하며, 여기서 용용 로에서 생성된 용융 유리의 기체는 청징제에 의해 생성된 산소 거품 내로 확산되거나 합쳐질 수 있다. 이어서, 확대된 기체 거품은 청징 용기에서 용융 유리의 자유 표면으로 상승한 후, 청징 용기 밖으로 배출될 수 있다. 산소 거품은 청징 용기에서 용융 유리의 기계적 혼합을 더욱 유도할 수 있다.
하류 유리 제조 장치 (30)는 용융 유리를 혼합하기 위한 혼합 용기 (36)와 같은 다른 컨디셔닝 용기를 더욱 포함할 수 있다. 혼합 용기 (36)는 청징 용기 (34)로부터 하류에 위치될 수 있다. 혼합 용기 (36)는 균질한 유리 용융 조성물을 제공하는데 사용되어, 청징 용기를 빠져 나가는 청징된 용융 유리 내에 달리 존재할 수 있는 화학적 또는 열적 불균일의 코드를 감소시킬 수 있다. 나타낸 바와 같이, 청징 용기 (34)는 제2 연결 도관 (38)을 경유하여 혼합 용기 (36)에 결합될 수 있다. 몇몇 실시 예에서, 용융 유리 (28)는 제2 연결 도관 (38)을 경유하여 청징 용기 (34)로부터 혼합 용기 (36)로 중력 공급될 수 있다. 예를 들어, 중력은 용융 유리 (28)가 청징 용기 (34)로부터 혼합 용기 (36)로 제2 연결 도관 (38)의 내부 경로를 통과하게 할 수 있다. 혼합 용기 (36)가 청징 용기 (34)의 하류에 나타내어져 있지만, 혼합 용기 (36)는 청징 용기 (34)로부터 상류에 위치될 수 있음에 유의해야 한다. 몇몇 구현 예에서, 하류 유리 제조 장치 (30)는 다수의 혼합 용기, 예를 들어 청징 용기 (34)로부터 상류의 혼합 용기 및 청징 용기 (34)로부터 하류의 혼합 용기를 포함할 수 있다. 이들 다수의 혼합 용기는 동일한 디자인일 수 있거나, 또는 다른 디자인일 수 있다.
하류 유리 제조 장치 (30)는 혼합 용기 (36)로부터 하류에 위치될 수 있는 전달 용기 (40)와 같은 다른 컨디셔닝 용기를 더욱 포함할 수 있다. 전달 용기 (40)는 용융 유리 (28)를 컨디셔닝하여 하류 형성 장치 내로 공급되게 할 수 있다. 예를 들어, 전달 용기 (40)는 출구 도관 (44)을 경유하여 형성 몸체 (42)로 용융 유리 (28)의 일정한 흐름을 조절 및/또는 제공하기 위한 어큐뮬레이터 및/또는 흐름 제어기로서 작용할 수 있다. 나타낸 바와 같이, 혼합 용기 (36)는 제3 연결 도관 (46)을 경유하여 전달 용기 (40)에 결합될 수 있다. 몇몇 실시 예에서, 용융 유리 (28)는 제3 연결 도관 (46)을 경유하여 혼합 용기 (36)로부터 전달 용기 (40)로 중력 공급될 수 있다. 예를 들어, 중력은 혼합 용기 (36)로부터 전달 용기 (40)로 제3 연결 도관 (46)의 내부 경로를 통하여 용융 유리 (28)를 나아가게 할 수 있다.
하류 유리 제조 장치 (30)는 위에서-언급된 형성 몸체 (42) 및 입구 도관 (50)을 포함하는 형성 장치 (48)를 더욱 포함할 수 있다. 출구 도관 (44)은 용융 유리 (28)를 전달 용기 (40)로부터 형성 장치 (48)의 입구 도관 (50)으로 전달하도록 위치될 수 있다. 예를 들어, 출구 도관 (44)은 입구 도관 (50) 내에 자리잡고, 입구 도관 (50)의 내부 표면으로부터 이격될 수 있어서, 출구 도관 (44)의 외부 표면과 입구 도관 (50)의 내부 표면 사이에 위치된 용융 유리의 자유 표면을 제공할 수 있다. 퓨전 다운 인발 유리 제조 장치에서 형성 몸체 (42)는 형성 몸체의 상부 표면에 위치된 트로프 (52) 및 형성 몸체의 하부 에지 (56)를 따라 인발 방향으로 수렴하는 수렴 형성 표면 (54)을 포함할 수 있다. 전달 용기 (40), 출구 도관 (44) 및 입구 도관 (50)을 통하여 형성 몸체 트로프에 전달된 용융 유리는 트로프의 측벽을 넘치고, 용융 유리의 개별 흐름으로서 수렴 형성 표면 (54)을 따라 하강한다. 용융 유리의 개별 흐름들은 아래에서 및 바텀 에지 (56)를 따라 합쳐져 단일 유리 리본 (58)을 생산하고, 단일 유리 리본 (58)은 중력, 에지 롤 (72) 및 당김 롤 (82)에 의해서와 같이 유리 리본에 장력을 적용함으로써 바텀 에지 (56)로부터 인발 또는 흐름 방향 (60)으로 인발되어, 유리가 냉각되고 유리의 점도가 증가함에 따라 유리 리본의 치수를 제어한다. 따라서, 유리 리본 (58)은 점탄성 (visco-elastic) 전이를 거치고, 유리 리본 (58)에 안정적인 치수 특성을 제공하는 기계적 성질을 얻는다. 몇몇 구현 예에서, 유리 리본 (58)은 유리 리본의 탄성 영역에서 유리 분리 장치 (100)에 의해 개별 유리 시트 (62)로 분리될 수 있다. 그 다음에, 로봇 (64)은 그립핑 툴 (gripping tool) (65)을 사용하여 개별 유리 시트 (62)를 컨베이어 시스템에 전달할 수 있으며, 이때 개별 유리 시트는 추가로 공정처리될 수 있다.
도 2는 예시적인 유리 시트 분리 공정의 단계의 개략적인 측면도를 나타낸다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 유리 분리 장치 (100)는 스코어링 메커니즘 (102) 및 노우징 (nosing) (104)을 포함하고, 여기서 스코어링 메커니즘 (102) 및 노우징 (104)은 유리 리본 (58)의 반대 측면들 상에 위치된다. 도 2에 나타낸 단계에서. 스코어링 메커니즘 (102)은 유리 리본 (58)을 가로질러 폭 방향으로 이동하고, 유리 리본 (58)을 가로 질러 폭 방향 스코어 라인을 부여한다. 부가적으로, 도 2에 나타낸 단계에서, 그립핑 툴 (65)은 유리 리본 (58)과 아직 맞물리지 않았지만, 스코어링하는 동안의 맞물림은 당업계에 또한 공지되어 있고 일반적으로 실행되고 있다.
스코어링 메커니즘 (102)이 스코어 휠을 포함하는 메커니즘과 같은 기계적 스코어링 메커니즘으로서 도 2에 나타내어져 있지만, 여기에서의 구현 예는, 예를 들어, 레이저 스코어링 메커니즘과 같은 다른 유형의 스코어링 메커니즘을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 스코어링 메카니즘 (102)이 스코어 휠을 포함할 때, 스코어 휠은 볼 베어링 피봇 상에 장착될 수 있고, 이 볼 베어링 피봇은 샤프트에 고정되며, 이 샤프트는 차례로 선형 액츄에이터 (공기 실린더)에 장착되어 스코어 휠을 유리 리본 (58)을 향하여 이동시켜, 리본의 측면을 가로질러 인발될 수 있고, 리본의 측면을 스코어할 수 있다.
노우징 (Nosing) (104)은 실리콘 고무와 같은 탄성 재료를 포함할 수 있다. 특정 대표적인 구현 예에서, 노우징 (104)은 예를 들어 미국 특허 제8,051,681호에 개시된 바와 같이 구부러진 형상의 유리 리본 (58)을 갖는 정합성 노우징 (conformable nosing)일 수 있으며, 이의 전체 개시는 여기에 참조로서 혼입된다. 노우징 (104)은 또한, 예를 들어, 미국 특허 제8,245,539호에 개시된 바와 같이, 진공 소스 (미도시)과 유체 연통되어 유리 리본 (58)과 노우징 사이의 맞물림을 향상시킬 수 있으며, 이의 전체 개시는 여기에 참조로서 혼입된다.
도 3은 예시적인 유리 시트 분리 공정의 다른 단계의 개략적인 측면도를 나타내며, 여기서 스코어링 메커니즘 (102)은 풀린 (disengaged) 유리 리본 (58)을 갖고, 그립핑 요소 (66)를 포함하는 그립핑 툴 (65)은 로봇 (64)에 의해 작동되어 유리 리본 (58)과 맞물린다. 그립핑 요소 (66)는 예를 들어 실리콘 고무와 같은 탄성 재료를 포함할 수 있고, 특정 대표적인 구현 예에서, 진공 소스 (도시되지 않음)와 유체 연통할 수 있는 컵-형상의 탄성 재료를 포함하여, 유리 리본 (58)과 그립핑 요소 (66) 사이의 맞물림을 향상시킬 수 있다 (진공 소스와 유체 연통하는 컵-형상의 재료를 포함하는 그립핑 요소를 이하 진공 컵이라 한다).
도 3에 나타낸 바와 같이, 그립핑 요소 (66)를 포함하는 그립핑 툴 (65)은 유리 리본 (58)에 인력을 부여하지만, 인력은 유리 리본 (58)을 인발 또는 흐름 방향 (60)으로부터 멀어지도록 실질적으로 구부리기에 충분하지 않다. 그러나, 도 4는 예시적인 유리 시트 분리 공정의 또 다른 단계의 개략적인 측면도를 나타내며, 여기서 그립핑 툴 (65)은 로봇 (64)에 의해 추가로 작동되어, 유리 리본 (58)의 일부를 구부리기 시작하기에 충분한 인력을 부여하여, 인출 또는 흐름 방향 (60)으로부터 멀어지도록 노우징 (104) 아래에서 연장하게 한다. 그러나, 도 4에 나타낸 바와 같이, 인력은 유리 리본 (58)의 나머지로부터 노우징 (104) 아래로 연장되는 유리 리본 (58)의 부분을 실질적으로 분리하기에 아직 충분하지 않다. 도 5는 예시적인 유리 시트 분리 공정의 또 다른 단계의 개략적인 측면도를 나타내며, 여기서 그립핑 툴 (65)은 로봇 (64)에 의해 추가로 작동되어, 노우징 (104) 아래로 연장하는 유리 리본 (58)의 일부 (즉, 유리 시트)를 유리 리본 (58)의 나머지로부터 분리시키기에 충분한 인력을 부여한다. 이어서 유리 시트는 추가 공정처리를 위해 예를 들어 컨베이어 시스템으로 이송될 수 있다.
도 6은 유리 시트 (62)의 사시도를 나타내고, 유리 시트 (62)는 제1 주 표면 (162), (제1 주 표면으로서 유리 시트 (62)의 반대 측면 상에서) 제1 주 표면과 일반적으로 평행한 방향으로 연장하는 제2 주 표면 (164), 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 연장하고, 제1 및 제2 주 표면 (162, 164)에 일반적으로 수직 방향으로 연장하는 에지 표면 (166)을 갖는다.
도 7은 유리 시트 (62)의 에지 표면 (166)의 베벨링 (beveling) 공정의 적어도 일부의 사시도를 나타낸다. 도 7에 나타낸 바와 같이. 베벨링 공정은 그라인딩 휠 (200)을 에지 표면 (166)에 적용하는 단계를 포함하며, 그라인딩 휠 (200)은 에지 표면 (166)에 대해 화살표 (300)로 표시된 방향으로 이동한다. 베벨링 공정은 에지 표면 (166)에 적어도 하나의 폴리싱 휠 (미도시)을 적용하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 이러한 베벨링 공정은 에지 표면 (166) 상에 수많은 유리 입자의 존재뿐만 아니라 표면 및 표면-아래 손상 (즉, 불규칙한 지형)을 초래할 수 있다.
유리 시트 (62)의 하류 공정처리는 에지 표면 (166) 상에 기계적 또는 화학적 처리의 적용을 포함할 수 있으며, 이는 불규칙한 에지 표면 지형의 존재로 인해 추가적인 입자 발생을 결과할 수 있다. 이러한 입자는 유리 시트 (62)의 적어도 하나의 표면으로 이동할 수 있다. 따라서, 여기에 개시된 구현 예는 불규칙한 에지 표면 지형이 제거되는 동안, 동시에 에지 표면 (166) 상에 존재하는 입자 (즉, "에지 입자")를 제거 및/또는 감소시킬뿐만 아니라, 불규칙한 에지 표면 지형의 제거시에 형성될 수 있는 반응 부산물을 제거하는 것을 포함한다.
도 8은 플라즈마 제트 (plasma jet) (402)로 유리 시트 (62)의 에지 표면 (166)을 처리하는 공정의 적어도 일부의 사시도를 나타낸다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 처리 공정은 플라즈마 제트 (402)를 통하여 플라즈마의 흐름을 에지 표면 (166)을 향해 보내는 단계를 포함하며, 여기서 플라즈마 제트 헤드 (400)는 화살표 (500)로 표시된 방향으로 에지 표면 (166)에 대해 이동한다. 특정 대표적인 구현 예에서, 플라즈마 제트 (402)는 대기압 플라즈마 제트를 포함한다.
플라즈마 제트 (402)는 다양한 공정처리 파라미터 하에서 에지 표면 (166)을 향하여 보내질 수 있다. 특정 대표적인 구현 예에서, 플라즈마 제트 (402)는 약 300 와트 내지 약 800 와트의 전력을 포함하고, 및 약 500 와트 내지 약 800 와트를 더욱 포함하는 적어도 약 500 와트의 전력과 같은, 적어도 약 300 와트의 전력에서 발생될 수 있다.
특정 대표적인 구현 예에서, 플라즈마 제트 (402)는 약 5 kV 내지 약 15 kV와 같은 적어도 약 5 kV의 전압 방전과 같은 펄스 전기 아크를 발생시키는 직류 고전압 방전을 통해 발생된다. 특정 대표적인 구현 예에서, 플라즈마 제트 (402)는 약 10 kHz 내지 약 100 kHz와 같은, 적어도 약 10 kHz의 주파수에서 발생된다. 특정 대표적인 구현 예에서, 플라즈마 제트는 약 5 밀리미터 내지 약 40 밀리미터의 빔 길이 및 약 0.5 밀리미터 내지 약 15 밀리미터의 가장 넓은 빔 폭을 가질 수 있다.
특정 대표적인 구현 예에서, 에지 표면 (166)에 가장 가까운 플라즈마 제트 헤드 (400)의 부분 사이의 거리 (여기에서는 "갭 거리"로 지칭됨)는 적어도 약 1 밀리미터, 예를 들어 적어도 약 2 밀리미터, 및 추가적으로 예를 들어 적어도 약 4 밀리미터, 및 더욱 추가적으로 예를 들어 적어도 약 5 밀리미터, 예를 들어 약 1 밀리미터 내지 약 10 밀리미터이고, 약 5 밀리미터 내지 약 10 밀리미터를 포함한다.
특정 대표적인 구현 예에서, 플라즈마 제트 헤드 (400)와 에지 표면 (166) 사이의 상대 이동 속도 (여기에서 "스캔 속도"로 지칭됨)는 약 1 mm/s 내지 약 50 mm/s, 예를 들어 약 5 mm/s 내지 약 25 mm/s, 추가적으로 예를 들어 약 10 mm/s 내지 약 20 mm/s의 범위일 수 있다.
특정 대표적인 구현 예에서, 플라즈마 제트 헤드 (400)가 에지 표면 (166)의 전체 길이에 대해 이동하는 회수 (여기에서 "스캔 패스"로 지칭됨)는 적어도 1 패스, 예를 들어 적어도 2 패스, 및 추가적으로 예를 들어 적어도 3 패스, 및 더욱 추가적으로 예를 들어 적어도 4 패스일 수 있고, 1 패스 내지 10 패스를 포함하고, 및 2 패스 내지 6 패스를 더욱 포함한다.
특정 대표적인 구현 예에서, 플라즈마는, 여기되고 적어도 부분적으로 플라즈마 상태로 변환된, 질소, 아르곤, 산소, 수소, 및 헬륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 성분을 포함한다. 특정 대표적인 구현 예에서, 플라즈마는 질소, 아르곤, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 성분, 예를 들어 질소, 아르곤, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 두개의 성분을 포함하고, 추가적으로 예를 들어 구현 예에서, 플라즈마는 질소, 아르곤, 및 수소의 각각을 포함한다. 플라즈마가 질소, 아르곤, 및 수소 중 적어도 하나를 포함할 때, 질소 함량은 예를 들어 약 50 mol% 내지 약 100 mol%, 예를 들어 약 60 mol% 내지 약 90 mol%의 범위일 수 있고, 아르곤 함량은 예를 들어 약 0 mol% 내지 약 20 mol%, 예를 들어 약 5 mol% 내지 약 15 mol%의 범위일 수 있으며, 수소 함량은 예를 들어 약 0 mol% 내지 약 10 mol%, 예를 들어 약 1 mol% 내지 약 5 mol%의 범위일 수 있다.
특정 대표적인 구현 예에서, 플라즈마 제트 (402)를 통해 에지 표면 (166)을 향하여 플라즈마의 흐름을 보내는 (directing) 단계를 포함하는 처리 공정은, 에지 표면 (166) 상에서 입자 밀도의 실질적인 감소, 예를 들어 적어도 입자 밀도 감소를 초래할 수 있다. 적어도 1 오더 (order)의 크기의 입자 밀도 감소, 및 추가적으로 예를 들어 적어도 2 오더의 크기의 입자 밀도 감소, 좀더 추가적으로 예를 들어 적어도 3 오더의 크기의 입자 밀도 감소를 결과할 수 있다. 예를 들어, 여기에 개시된 구현 예에 따른 에지 표면 (166)을 향하여 플라즈마의 흐름을 보내는 단계는 에지 표면 (166) 상의 입자의 밀도를 0.1 제곱 밀리미터 당 약 40 미만으로, 예를 들어 0.1 제곱 밀리미터 당 약 30 미만으로, 및 추가적으로 예를 들어 0.1 제곱 밀리미터 당 약 20 미만으로, 및 더욱 추가적으로 예를 들어 0.1 제곱 밀리미터 당 약 10 미만으로, 및 0.1 제곱 밀리미터 당 약 0 내지 약 40 입자를 포함하고, 0.1 제곱 밀리미터 당 약 1 내지 약 30 입자를 더욱 포함하며, 및 0.1 제곱 밀리미터 당 약 2 내지 약 20 입자를 더욱 포함하여 감소시킬 수 있다.
특정 대표적인 구현 예에서, 플라즈마 제트 (402)를 통해 에지 표면 (166)을 향해 플라즈마의 흐름을 보내는 단계를 포함하는 처리 공정은, 플라즈마의 흐름을 에지 표면을 향해 보내는 단계 후에, 4 점 굽힘 시험에 의해 측정될 때, 적어도 약 130 MPa, 예를 들어 적어도 약 150 MPa, 및 더욱 예를 들어 적어도 약 200 MPa의 에지 강도를 결과할 수 있다. 예를 들어, 특정 구현 예에서, 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이의 에지의 연장 방향의 거리 (즉, 유리 시트 (62)의 두께)는 약 0.5 밀리미터 이하이며, 플라즈마 제트 (402)를 통해 에지 표면 (166)을 향하여 플라즈마의 흐름을 보내는 단계를 포함하는 처리 공정은 에지 표면을 향하여 플라즈마의 흐름을 보내는 단계 후에, 4 점 굽힘 시험에 의해 측정되었을 때, 적어도 약 130 MPa, 예를 들어 적어도 약 150 MPa, 및 추가적으로 예를 들어 적어도 약 200 MPa의 에지 강도를 결과할 수 있다.
여기에 개시된 구현 예는, 도 7에 나타낸 대표적인 에지 베벨링 공정과 같은 에지 베벨링 공정 이후 또는 그 대신에, 플라즈마 제트 (402)가 에지 표면 (166)을 향하여 적용되는 것을 포함한다. 예를 들어, 특정 대표적인 구현 예에서, 플라즈마 제트 (402)는, 예를 들어,도 5에 나타낸 바와 같이, 유리 리본 (58)으로부터 유리 시트 (62)를 분리한 직후 유리 시트 (62)의 에지 표면 (166)을 향해 적용될 수 있다. 대안적으로, 도 7에 나타낸 대표적인 에지 베벨링 공정과 같은 후속 공정처리 단계는, 플라즈마 제트 (402)를 유리 시트 (62)의 에지 표면 (166)을 향해 적용하기 전에, 유리 시트 (62)에 적용될 수 있다.
도 9a 및 9b는 플라즈마 제트 처리 전 및 후의 유리 시트의 에지 표면의 SEM 이미지를 나타내며, 여기서 도 7에서 나타낸 대표적인 에지 베벨링 공정과 같은 에지 베벨링 단계는 플라즈마 제트 처리 전에 수행되지 않았다. 특히, 도 9a 및 9b에 나타낸 에지 표면은 도 2 내지 5에서 예시된 공정과 유사한 스코어 및 브레이크 공정을 사용하여 유리 리본으로부터 유리 시트를 분리한 결과로서 발생되었다. 이어서, 에지 표면은 여기에 개시된 구현 예에 따라 대기압 플라즈마 제트로 처리되었다. 도 9a 내지 9b를 비교하는 것으로부터 알 수 있는 바와 같이. 처리된 에지는 실질적으로 더 매끄러운 표면 지형 (topography)을 나타냈다.
도 10a 및 10b는 플라즈마 제트 처리 전 및 후에 유리 시트의 에지 표면의 SEM 이미지를 나타내며, 여기서 도 7에서 나타낸 대표적인 에지 베벨링 공정과 같은 에지 베벨링 단계는 플라즈마 제트 처리 전에 수행되었다. 특히, 에지 베벨링 공정에 이어서, 에지 표면은 여기에 개시된 구현 예에 따라 대기압 플라즈마 제트로 처리되었다. 도 10a 내지 도 10b를 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 처리된 에지는 실질적으로 더 매끄러운 표면 지형을 나타냈다.
도 11은 유리 시트의 에지 영역의 개략적인 측면 단면도를 나타내며, 여기서 에지 영역은 스코어 및 브레이크 공정으로부터 생성되고, 에지 영역의 지형적 특징은 예시 목적으로 과장되었다. 특히, 유리 시트 (62)의 에지 표면 (166)은 도 2 내지 5에서 예시된 공정과 유사한 스코어 및 브레이크 공정에 의해 생성되었고, 이는 (예를 들어, 도 2에서 나타낸 바와 같이) 폭 방향으로 유리 리본을 가로질러 스코어 라인을 부여하기 위해 유리 리본에 스코어링 메커니즘을 적용하는 단계, 및 (예를 들어, 도 3 내지 5 5에 나타낸 바와 같이) 스코어링된 유리 리본으로부터 유리 시트 (62)를 분리하기에 충분한 인력을 부여하는 단계를 포함한다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 에지 표면 (166)은 유리 시트 (62)의 제1 주 표면 (162) 및 제2 주 표면 (164)에 수직 방향으로 연장하는 라인 (L0)으로부터 벗어난다. 특히, 플라즈마의 흐름을 에지 표면 (166)을 향하여 보내는 단계 전에, 에지 표면 (166)은 제1 주 표면 (162)과 스코어 라인의 깊이 사이에서 연장하는 스코어링된 영역 (RS), 및 스코어 라인의 깊이와 제2 주 표면 (164) 사이에서 연장하는 비-스코어링된 (non-scored) 영역 (RN)을 포함한다.
보다 구체적으로, 비-스코어링된 영역 (RN)은 제1 접선 (T1)에 평행한 평균 기울기를 갖는 제1 표면 영역 (N1) 및 제2 접선 (T2)에 평행한 평균 기울기를 갖는 제2 표면 영역 (N2)을 포함한다. 도 11에 나타낸 바와 같이. T1> T2이고, 제1 표면 영역 (N1)은 스코어 라인의 깊이와 T1 및 T2의 교차점 사이에서 연장하고, 제2 표면 영역 (N2)은 T1 및 T2의 교차점과 비-스코어링된 영역 (RN)의 최고점 (HMAX) 사이에서 연장한다 (비-스코어링된 영역의 최고점 (HMAX)은 에지 표면 (166)과 L0 사이의 선형 거리가 가장 큰 점이다).
여기에 개시된 구현 예는 유리 리본의 두께 방향으로 스코어 라인 (즉, 예를 들어, 도 2에서 나타낸 폭 방향 스코어 라인)의 깊이가 유리 리본의 두께의 약 7% 내지 약 10% 범위인 것을 포함하고, 이는 차례로, 도 11에 나타낸 바와 같은 유리 시트 (62)의 두께의 약 7% 내지 약 10%로 연장하는 스코어링된 영역 (RS)을 포함하는 에지 표면 (166)을 결과한다 (즉, 스코어링된 영역 (RS)은 제1 주 표면 (162)과 제2 주 표면 (164) 사이에서 에지의 연장 방향의 거리의 약 7% 내지 약 10%로 연장하고, 비-스코어링된 영역 (RN)은 제1 주 표면 (162)과 제2 주 표면 (164) 사이에서 에지의 연장 방향의 거리의 약 90% 내지 93%로 연장한다).
출원인은, 스코어 라인의 깊이가 유리 리본의 두께의 약 7% 내지 약 10% 범위가 되도록 스코어링이 제어될 때, 스코어 및 브레이크 공정을 따라 지형이 달성될 수 있으며, 여기서 제1 표면 영역 (N1)의 최고점과 최저점 사이의 최대 높이 차이 (HA)는 2 마이크론 이하, 예를 들어 0.2 마이크론 내지 2 마이크론이고, 제2 표면 영역 (N2)의 최고점과 최저점 사이의 최대 높이 차이 (HB)는 10 마이크론 이하, 예를 들어 1 마이크론 내지 10 마이크론이라는 것을 발견하였다. 도 11에 나타낸 바와 같이. 특정 영역의 최고점은 에지 표면 (166)과 L0 사이의 선형 거리가 그 영역 내에서 가장 큰 지점이고, 특정 영역의 최저점은 에지 표면 (166)과 L0 사이의 선형 거리가 그 영역 내에서 가장 작은 지점이며, HA는 N1의 최고점과 최저점 사이의 선형 차이를 나타내고, HB는 N2의 최고점과 최저점 사이의 선형 차이를 나타낸다.
출원인은, 상기 지형이 달성될 때 (즉, HA가 2 마이크론 이하이고, HB가 10 마이크론 이하인 경우), 플라즈마로 에지 표면 (166)을 처리한 후 에지 품질의 개선이, 특히 에지 강도의 개선과 관련하여 달성되며, 이는 차례로 더 낮은 파손 확률을 갖는 유리 제품의 생산을 결과한다는 것을 더욱 발견하였다.
에지 품질의 추가적인 개선이 스코어링 파라미터를 제어함으로써 달성될 수 있으므로, 상기 지형이 달성될 뿐만 아니라, 0.35 마이크론 이하의 스코어링된 영역 (RS)의 산술 평균 표면 거칠기 (Ra) 및 4.5 마이크론 이하의 최대 피크 (Ry)가 되도록 할 수 있다. 도 12는 도 11에서 예시된 유리 물품 (62)의 에지 영역의 일부의 개략적 인 사시도를 나타내며, 구체적으로는 에지 표면 (166)의 스코어링된 영역 (RS), 및 제1 표면 영역 (N1)을 나타낸다. 스코어링된 영역 (RS)의 산술 평균 표면 거칠기 (Ra) 및 최대 피크 (Ry)는 JIS B 0031 (1994)에 서술된 바와 같이 결정될 수 있다.
제어될 수 있는 스코어링 파라미터는 전술한 바와 같이 스코어 라인 깊이뿐만 아니라 폭 방향으로 그 깊이의 일관성, 스코어링 휠의 선택, 및 스코어링 힘의 선택을 포함한다. 이러한 파라미터의 제어는 스코어링 동안 측면 균열의 발생을 완화시킬뿐만 아니라보다 더 균일한 매체 깊이를 갖는 스코어 라인으로부터 균열 연장을 발생시킬 수 있다. 특정 대표적인 구현 예에서, 스코어링 힘은 약 3 뉴턴 내지 약 15 뉴턴, 예를 들어 약 5 뉴턴 내지 약 10 뉴턴의 범위일 수 있다. 사용될 수 있는 스코어 휠의 비-제한적인 예는 MDI Advanced Processing GmbH로부터 이용가능한 APIO® 및 Penett® 휠들을 포함한다.
특정 대표적인 구현 예에서, 에지 표면 (166)은 예를 들어 전기 저항 히터 또는 유도 히터에 의해 플라즈마의 흐름을 에지 표면 (166)을 향하여 보내는 단계 전에 약 100 ℃ 내지 약 600 ℃ 범위의 온도를 포함하는 적어도 약 100 ℃, 예를 들어 적어도 약 200 ℃, 및 추가로 예를 들어 적어도 약 300 ℃, 및 추가로 예를 들어 적어도 약 400 ℃, 및 추가로 예를 들어 적어도 약 500 ℃의 온도로 가열될 수 있다. 대표적인 구현 예는 또한 에지 표면 (166)의 온도가, 에지 표면 (166)을 향하여 플라즈마의 흐름을 보내는 단계 후에, 일정 기간 동안 위에서-언급된 범위에서 유지되는 것을 포함한다. 이러한 열처리는 에지 인장 응력을 잠재적으로 감소시킬 수 있다.
실시 예
여기의 실시 예는 하기 비-제한적인 실시 예를 참조하여 추가로 예시된다.:
실시 예 1
약 0.5 밀리미터의 두께 및 약 5 밀리미터 x 약 15 밀리미터의 제1 및 제2 주 표면 치수를 갖는 Eagle XG® 유리 시트의 샘플이 표 1에서 서술된 바와 같이 대기압 플라즈마 제트에 의한 에지 처리에 적용되었다. 표에서 보고된 "전-응력" 값은 대기압 플라즈마 제트에 의한 처리 전에 샘플에 존재하는 에지 응력에 관한 것이고, 반면에 보고된 "후-응력" 값은 대기압 플라즈마 제트에 의한 처리 후에 샘플에 존재하는 에지 응력에 관한 것이다. "전-응력" 및 "후-응력" 값 모두는 광학 복굴절 방법에 의해 결정되었다. 표 1에 보고된 바와 같이, 에지 표면 물품 밀도는 샘플의 에지 표면에 접착제 표면 (예를 들어, 테이프)을 적용하고, 이어서 SEM 하에서 접착제 표면 (예를 들어, 테이프)을 조사하여 관찰된 입자의 수를 카운트함으로써 결정되었다.
샘플 번호 전력 (W) 스캔 속도 (mm/s) 갭 거리 (mm) 스캔 패스 전-응력
(MPa)		 후-응력 (MPa) 입자 밀도 (#/0.1mm2)
1 500 10 5 1 65 23 35.7
2 500 10 6 2 55 21 6.36
3 500 20 5 2 116 24 2.31
4 500 20 6 1 54 9 0
5 600 10 5 2 60 23 0.578
6 600 10 6 1 54 24 3.7
7 600 20 5 1 112 37 0.578
8 600 20 6 2 112 34 1.57
9 550 15 5.5 1 113 35 1.57
10 550 15 5.5 2 88 30 8.10
표 1에서 알 수 있듯이, 대기압 플라즈마 제트 처리는 샘플에서 응력 수준을 낮췄다. 또한, 표 1에서 보고된 에지 표면 입자 밀도는, 유사한 제조 공정에 의해 생산된 미처리된 샘플과 비교할 때, 대략 1 내지 3 오더의 크기의 입자 밀도 감소를 나타낸다. 표 1에서 보고된 샘플은 또한 유사한 제조 공정에 의해 생산된 미처리된 샘플의 에지 강도보다 일반적으로 적어도 30 MPa 크고, 예를 들어 적어도 50 MPa 크며, 및 추가로 예를 들어 적어도 100 MPa 큰 에지 강도를 갖는다. 이러한 증가된 에지 강도는 예를 들어 유리를 포함하는 전자 장치의 조립 또는 사용 동안 유리 파단의 가능성을 감소시킨다.
상기 구현 예는 퓨전 다운 인발 공정을 참조하여 설명되었지만, 이러한 구현 예는 또한 플로트 공정, 슬롯 인발 공정, 업-인발 공정, 튜브 인발 공정, 및 프레스-롤링 공정과 같은 다른 유리 형성 공정에도 적용 가능하다는 것으로 이해되어야 한다.
다양한 변형 및 변화가 본 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 본 개시의 구현 예에 대해 만들어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 개시는 첨부된 청구범위 및 이들의 균등물의 범주 내에 있다면 이러한 변형 및 변화를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (21)

  1. 유리 물품을 제조하는 방법으로서,
    유리 물품을 형성시키는 단계, 여기서 상기 유리 물품은 제1 주 표면, 제1 주 표면에 평행한 제2 주 표면, 및 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 제1 주 표면과 제2 주 표면의 수직 방향으로 연장하는 에지 표면을 포함함; 및
    플라즈마의 흐름을 에지 표면을 향하여 보내는 단계를 포함하고, 여기서 플라즈마의 흐름을 에지 표면을 향하여 보내는 단계는 에지 표면 상의 입자의 밀도를 0.1 제곱 밀리미터 당 약 40 개 미만으로 감소시키는, 유리 물품을 제조하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라즈마의 흐름은 대기압 플라즈마 제트를 포함하는, 유리 물품을 제조하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    제1 주 표면과 제2 주 표면 사이의 에지의 연장 방향의 거리는 약 0.5 밀리미터 이하이고, 에지 표면을 향하여 플라즈마의 흐름을 보내는 단계 이후에 유리 물품의 에지 강도는, 4 점 굽힘 시험에 의해 측정되었을 때, 적어도 약 130 MPa인, 유리 물품을 제조하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라즈마는 적어도 약 300 와트의 전력에서 방생되는, 유리 물품을 제조하는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라즈마는 질소, 아르곤, 산소, 수소, 및 헬륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하는, 유리 물품을 제조하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 에지 표면은, 상기 플라즈마의 흐름을 상기 에지 표면을 향하여 보내기 전에, 적어도 약 100 ℃의 온도로 가열되는, 유리 물품을 제조하는 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 물품을 형성시키는 단계는 하기 단계에 의하여 유리 리본으로부터 유리 시트를 분리하는 단계를 포함하는, 유리 물품을 제조하는 방법:
    유리 리본을 가로질러 폭 방향으로 스코어 라인을 부여하기 위해 유리 리본에 스코어링 메커니즘을 적용하는 단계; 및
    스코어링된 유리 리본으로부터 유리 시트를 분리하기에 충분한 인력을 부여하는 단계;
    여기서 유리 리본의 두께 방향으로 스코어 라인의 깊이는 유리 리본 두께의 약 7% 내지 약 10%의 범위이다.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 에지 표면을 향해 플라즈마의 흐름을 보내는 단계 전에, 상기 에지 표면은 제1 주 표면과 스코어 라인의 깊이 사이에서 연장하는 스코어링된 영역 (RS), 및 스코어 라인의 깊이와 제2 주 표면 사이에서 연장하는 스코어링되지 않은 영역 (RN)을 포함하는, 유리 물품을 제조하는 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 스코어링되지 않은 영역 (RN)은 제1 접선 (T1)에 평행한 평균 기울기를 갖는 제1 표면 영역 (N1), 및 제2 접선 (T1)에 평행한 평균 기울기를 갖는 제2 표면 영역 (N2)을 포함하고, 여기서 T1 > T2이며, 상기 제1 표면 영역 (N1)은 스코어 라인의 깊이와 T1과 T2의 교차점 사이에서 연장하고, 제2 표면 영역 (N2)은 T1과 T2의 교차점과 스코링되지 않은 영역 (RN)의 최고점 (HMAX) 사이에서 연장하는, 유리 물품을 제조하는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 표면 영역 (N1)의 최고점과 최저점 사이의 최대 높이 차이 (HA)는 2 마이크론 이하이고, 상기 제2 표면 영역 (N2)의 최고점과 최저점 사이의 최대 높이 차이 (HB)는 10 마이크론 이하인, 유리 물품을 제조하는 방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 스코어링된 영역 (RS)는 0.35 마이크론 이하의 산술 평균 표면 거칠기 (Ra) 및 4.5 마이크론 이하의 최대 피크 (Ry)를 갖는, 유리 물품을 제조하는 방법.
  12. 유리 물품을 처리하는 방법으로서, 상기 유리 물품은:
    제1 주 표면, 제1 주 표면에 평행한 제2 주 표면, 및 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 제1 주 표면과 제2 주 표면의 수직 방향으로 연장하는 에지 표면을 포함하고,
    여기서 상기 방법은 플라즈마의 흐름을 에지 표면을 향하여 보내는 단계를 포함하고, 여기서 플라즈마의 흐름을 에지 표면을 향하여 보내는 것은 에지 표면 상의 입자의 밀도를 0.1 제곱 밀리미터 당 약 40 개 미만으로 감소시키는, 유리 물품을 처리하는 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 플라즈마의 흐름은 대기압 플라즈마 제트를 포함하는, 유리 물품을 처리하는 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    제1 주 표면과 제2 주 표면 사이의 에지의 연장 방향의 거리는 약 0.5 밀리미터 이하이고, 에지 표면을 향하여 플라즈마의 흐름을 보내는 단계 이후에 유리 물품의 에지 강도는, 4 점 굽힘 시험에 의해 측정되었을 때, 적어도 약 130 MPa인, 유리 물품을 처리하는 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 플라즈마는 적어도 약 300 와트의 전력에서 방생되는, 유리 물품을 처리하는 방법.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 플라즈마는 질소, 아르곤, 산소, 수소, 및 헬륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하는, 유리 물품을 처리하는 방법.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 에지 표면은, 상기 플라즈마의 흐름을 상기 에지 표면을 향하여 보내기 전에, 적어도 약 100 ℃의 온도로 가열되는, 유리 물품을 처리하는 방법.
  18. 유리 물품으로서, 제1 주 표면, 제1 주 표면에 평행한 제2 주 표면, 및 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 제1 주 표면과 제2 주 표면의 수직 방향으로 연장하는 에지 표면을 포함하고, 여기서 에지 표면 상의 입자의 밀도는 0.1 제곱 밀리미터 당 약 40 개 미만인, 유리 물품.
  19. 청구항 18에 있어서,
    제1 주 표면과 제2 주 표면 사이의 에지의 연장 방향의 거리는 약 0.5 밀리미터 이하이고, 유리 물품의 에지 강도는, 4 점 굽힘 시험에 의해 측정되었을 때, 적어도 약 130 MPa인, 유리 물품.
  20. 청구항 18에 있어서,
    플라즈마의 흐름이 에지 표면을 향하여 보내진 것인, 유리 물품.
  21. 청구항 18의 유리 물품을 포함하는 전자 장치.
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