KR20210042148A - 유리 리본을 제조하기 위한 장치 및 방법들 - Google Patents

유리 리본을 제조하기 위한 장치 및 방법들 Download PDF

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KR20210042148A
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알렉세이 세르게예비치 아모소프
올리비에 푸르넬
블라디슬라프 유리예비치 골리아틴
자비에 텔리에르
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

장치는 슬롯의 제1 단부 부분의 최대 폭 및/또는 제2 단부 부분의 최대 폭보다 작은 최대 폭을 포함하는 중간 길이를 포함하는 복수의 슬롯들 중의 적어도 하나의 슬롯을 갖는 도관을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 방법들은 도관의 주변 벽 내에 적어도 하나의 슬롯을 포함하는 장치로 유리 리본을 제조한다. 일부 실시 예들에서, 도관의 주변 벽 내의 슬롯을 통해 유동하는 용융 재료의 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 결정하기 위한 방법들이 제공된다. 일부 실시 예들에서, 방법들 및 장치는 상기 슬롯을 통한 용융 재료의 미리 결정된 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 달성하기 위해 상기 슬롯의 길이를 따라 폭 프로파일 d(x)를 포함할 수있는 도관의 주변 벽의 외주면을 통해 연장되는 슬롯을 제공한다.

Description

유리 리본을 제조하기 위한 장치 및 방법들
< 관련 출원들에 대한 상호 참조>
본 출원은 2018년 8월 10일자로 출원된 미국 가출원 일련번호 제62/717,173호의 우선권의 이익을 주장하며, 그 내용은 그 전체로서 참조로 본 명세서에 인용되고 결합된다.
성형 장치를 가지고 용융 재료를 유리 리본으로 처리하는 것이 알려져있다. 종래의 성형 장치는 다량의 용융 재료를 상기 성형 장치로부터 유리 리본으로서 하향 인발하도록 작동하는 것으로 알려져있다.
다음은 상세한 설명에서 설명된 일부 예시적 실시 예들에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해 본 개시의 단순화된 요약을 나타낸다.
본 개시는 일반적으로 유리 리본을 제조하기 위한 장치 및 방법들에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 슬롯을 통해 용융 재료를 통과시키기 위한 적어도 하나의 슬롯을 포함하는 도관 및 방법들에 관한 것이다.
일부 실시 예들에 따라, 장치는 도관의 유동 방향으로 연장되는 영역을 정의하는 주변 벽을 포함할 수 있다. 상기 장치는 상기 주변 벽을 통해 연장되는 복수의 슬롯들을 포함하는 상기 주변 벽의 제1 부분은 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 슬롯들의 각 슬롯은 상기 영역과 유체 연통될 수 있다. 상기 복수의 슬롯들 중의 적어도 하나의 슬롯은 제1 단부 부분과 제2 단부 부분 사이에서 연장되는 중간 길이를 포함할 수 있다. 상기 중간 길이를 따른 최대 폭은 상기 제1 단부 부분의 최대 폭 및/또는 상기 제2 단부 부분의 최대 폭보다 작을 수 있다. 상기 장치는 상기 복수의 슬롯들의 하류에 위치하는 웨지를 더 포함할 수 있다. 상기 웨지는 루트를 형성하도록 수렴하는 제1 웨지 표면 및 제2 웨지 표면을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 슬롯들은 선형 경로를 따라 정렬될 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 상기 선형 경로는 상기 도관의 상기 유동 방향에 평행할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 상기 선형 경로, 상기 유동 방향 및 상기 웨지의 상기 루트는 공통 평면을 따라 연장될 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 상기 적어도 하나의 슬롯의 상기 중간 길이의 폭은 상기 도관의 상기 유동 방향으로 또는 상기 도관의 상기 유동 방향에 반대로 연속적으로 감소될 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 상기 장치를 가지고 유리 리본을 제조하는 방법은 상기 도관의 상기 유동 방향으로 상기 영역 내에 용융 재료를 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 복수의 슬롯들의 각 슬롯을 통해 용융 재료를 유동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 복수의 슬롯들의 각 슬롯을 통해 유동하는 상기 용융 재료를 상기 제1 웨지 표면 위로 유동하는 용융 재료의 제1 스트림 및 상기 제2 웨지 표면 위로 유동하는 용융 재료의 제2 스트림으로 병합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 용융 재료의 상기 제1 스트림 및 용융 재료의 상기 제2 스트림을 상기 루트로부터 용융 재료의 융합된 시트로 인발하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 용융 재료의 상기 융합된 시트를 상기 유리 리본으로 냉각시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 상기 방법은 상기 유리 리본을, 측면 방향으로 상기 복수의 슬롯들 중의 인접한 슬롯들의 대응하는 쌍의 인접한 단부 부분들의 쌍 사이의 위치에 정렬된 분리 경로를 따라 복수의 분할된 유리 리본들로 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일부 실시 예들에 따라, 도관의 주변 벽 내에 슬롯을 제조하는 방법은 상기 슬롯을 통한 용융 재료의 미리 결정된 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 달성하기 위해 상기 슬롯의 폭 프로파일 d(x)를 다음의 함수로서 결정하는 단계로서,
Figure pct00001
여기서 μ(x)는 용융 재료의 미리 결정된 점도를 나타내고, R은 상기 도관의 내부 반경을 나타내고, n은 병렬로의 슬롯들의 수를 나타내며, 그리고
Figure pct00002
여기서 h는 상기 도관의 상기 주변 벽의 두께를 나타내는, 상기 폭 프로파일 d(x)를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 결정된 상기 폭 프로파일 d(x)에 기초하여, 상기 도관의 상기 주변 벽을 통해 연장되는 슬롯을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 상기 슬롯은 제1 외부 단부 부분, 제2 외부 단부 부분, 및 상기 제1 단부 부분과 상기 제2 단부 부분 사이에 위치된 중간 부분을 포함하며, 상기 슬롯을 통한 용융 재료의 상기 미리 결정된 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx는 상기 제1 단부 부분의 위치 및 상기 제2 단부 부분의 위치에서보다 상기 중간 부분의 위치에서 더 큰 용융 재료 유량을 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 상기 중간 부분을 따른 폭이 상기 제1 외부 단부 부분의 폭 및 상기 제2 외부 단부 부분의 폭보다 더 클 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 상기 슬롯의 상기 제1 외부 단부 부분 및 상기 제2 외부 단부 부분은 반대 방향들로 각각 테이퍼질 수 있다.
일부 실시 예들에 따라, 도관의 주변 벽 내의 슬롯을 통해 유동하는 용융 재료의 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 결정하는 방법들은 상기 슬롯의 상기 폭 프로파일 d(x)를 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 슬롯을 통한 용융 재료의 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 다음의 함수로서 결정하는 단계로서,
Figure pct00003
여기서 μ(x)는 용융 재료의 미리 결정된 점도를 나타내고, R은 상기 도관의 내부 반경을 나타내고, n은 병렬로의 슬롯들의 수를 나타내며, 그리고
Figure pct00004
여기서 h는 상기 도관의 상기 주변 벽의 두께를 나타내는, 상기 폭 프로파일 d(x)를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일부 실시 예들에 따라, 유리 리본을 제조하는 방법은 도관의 주변 벽에 의해 정의된 영역 내에서 용융 재료를 유동시키는 단계로서, 여기서 상기 도관은 상기 주변 벽의 외부 표면을 통해 연장되는 슬롯을 포함하며, 상기 슬롯은 제1 외부 단부 부분, 제2 외부 단부 부분, 및 상기 제1 단부 부분과 상기 제2 단부 부분 사이에 위치하는 중간 부분을 포함하는, 상기 영역 내에서 용융 재료를 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 주변 벽 내의 상기 슬롯을 통해 용융 재료를 유동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 슬롯을 통한 용융 재료의 상기 체적 유동 프로파일은 상기 제1 단부 부분의 위치 및 상기 제2 단부 부분의 위치에서의 체적 용융 재료 유량보다 큰 상기 중간 부분의 위치에서의 체적 용융 재료 유량을 포함할 수 있다. 상기 방법은 웨지의 제1 웨지 표면 위로 상기 슬롯으로부터 용융 재료의 제1 스트림을 유동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 웨지의 제2 웨지 표면 위로 상기 슬롯으로부터 용용 재료의 제2 스트림을 유동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 용융 재료의 상기 제1 스트림 및 용융 재료의 상기 제2 스트림은 루트를 향한 방향으로 수렴할 수 있다. 상기 방법은 용융 재료의 상기 제1 스트림 및 용융 재료의 상기 제2 스트림을 상기 루트로부터 용융 재료의 융합된 시트로 인발하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 용융 재료의 상기 융합된 시트를 상기 유리 리본으로 냉각시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 슬롯의 상기 제1 외부 단부 부분 및 상기 제2 외부 단부 부분은 반대 방향들로 각각 테이퍼질 수 있다.
일부 실시 예들에서, 장치는 도관의 유동 방향으로 연장되는 영역을 정의하는 주변 벽을 포함하는 도관을 포함할 수 있다. 상기 장치는 상기 주변 벽을 통해여 연장되는 슬롯을 포함하는 상기 주변 벽의 제1 부분을 포함할 수 있다. 상기 슬롯은 상기 영역과 유체 연통될 수 있다. 상기 슬롯은 상기 슬롯의 제1 외부 단부 부분의 제1 단부와 상기 슬롯의 제2 외부 단부 부분의 제2 단부 사이에서 연장되는 길이를 포함할 수 있다. 상기 슬롯은 상기 슬롯을 통한 용융 재료의 미리 결정된 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 다음의 함수로서 달성하도록 구성되는 상기 슬롯의 상기 길이를 따른 상기 슬롯의 폭 프로파일 d(x)을 포함할 수 있다:
Figure pct00005
여기서 μ(x)는 용융 재료의 미리 결정된 점도를 나타내고, R은 상기 도관의 내부 반경을 나타내고, n은 병렬로의 슬롯들의 수를 나타내며, 그리고
Figure pct00006
여기서 h는 상기 도관의 상기 주변 벽의 두께를 나타낸다.
상기 장치는 상기 슬롯의 하류에 위치하는 웨지를 더 포함할 수 있다. 상기 웨지는 루트를 형성하기 위해 수렴하는 제1 웨지 표면 및 제2 웨지 표면을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 슬롯의 상기 제1 외부 단부 부분 및 상기 제2 외부 단부 부분은 반대 방향들로 각각 테이퍼질 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 슬롯을 통한 용융 재료의 상기 미리 결정된 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx는 상기 제1 외부 단부 부분에서 상기 슬롯을 통한 용융 재료의 미리 결정된 체적 유량보다 크고 상기 제2 외부 단부 부분에서 상기 슬롯을 통한 용융 재료의 미리 결정된 체적 유량보다 큰, 상기 슬롯의 상기 중간 부분의 위치에서 미리 결정된 체적 유량을 포함할 수 있다.
전술한 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명 모두는 청구된 주제의 본질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 뼈대를 제공하도록 의도된 다양한 실시 예들을 설명하는 것이라고 이해되어야 한다. 첨부 도면들은 상기 다양한 실시 예들에 대한 추가의 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 결합되어 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면들은 본 개시의 다양한 실시 예들을 도시하고, 상세한 설명과 함께 그 원리들 및 동작들을 설명하는 역할을 한다.
본 개시의 이들 및 다른 피쳐들, 실시 예들 및 장점들은 이하의 첨부하는 도면들을 참조하여 읽을 때 더욱 이해될 수 있다.
도 1은 본 개시의 실시 예들에 따라 유리 제조 장치의 예시적 실시 예를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 개시의 실시 예들에 따라 성형 장치의 정면도를 보여준다.
도 3은 도 2의 라인 3-3을 따른 성형 용기의 상면도를 보여준다.
도 4는 도 2의 라인 3-3을 따른 성형 용기의 다른 실시 예의 상면도를 보여준다.
도 5는 도 2의 라인 3-3을 따른 성형 용기의 또 다른 실시 예의 상면도를 보여준다.
도 6은 도 5의 뷰(6)에서 취한 성형 용기의 일부의 확대도를 보여준다.
도 7은 도 4의 슬롯의 길이를 따라 결정된 슬롯 개구 폭 프로파일을 도시하는 그래프이다.
도 8은 도 7의 슬롯 프로파일을 갖는 슬롯의 길이를 따라 모델링된 정규화된 체적 유량을 도시하는 그래프이다.
도 9는 도 3 내지 5의 라인 9-9를 따라 성형 용기의 단면도를 보여준다.
도 10은 도 3 내지 5의 라인 9-9를 따라 성형 용기의 다른 실시 예의 단면도를 보여준다.
도 11은 도 9 및 10의 라인 11-11을 따라 성형 용기의 단면도를 보여준다.
도 12는 도 9 및 10의 라인 11-11을 따라 성형 용기의 다른 실시 예들의 단면도를 보여준다.
도 13은 도 9의 라인 13-13을 따라 성형 용기의 또 다른 실시 예들의 단면도를 보여준다.
도 14는 도 9의 라인 13-13을 따라 성형 용기의 또 다른 실시 예들의 단면도를 보여준다.
도 15는 도 9의 라인 13-13을 따라 성형 용기의 부가적인 실시 예들의 단면도를 보여준다.
이제, 예시적 실시 예들이 도시된 첨부하는 도면들을 참조하여 이후 실시 예들이 보다 완전히 설명된다. 가능한 언제나 동일 또는 유사한 부품들을 지칭하기 위해 동일한 참조 번호들이 도면들 전체에 걸쳐 사용된다. 그러나, 본 개시는 많은 상이한 형태들로 구현될 수 있으며 본 명세서에서 설명한 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되서는 안된다.
본 개시 내용의 장치 및 방법들은 후속적으로 유리 시트들로 분할될 수 있는 유리 리본을 제공할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 유리 시트들에는 직사각형(예를 들어, 정사각형), 사다리꼴 또는 다른 형상과 같은 평행사변형을 형성하는 4 개의 에지들이 제공될 수 있다. 추가 실시 예들에서, 유리 시트들은 하나의 연속적인 에지를 갖는 원형, 장방형 또는 타원형 유리 시트일 수 있다. 2 개, 3 개, 5 개 등의 곡선형 및/또는 직선형 에지를 갖는 다른 유리 시트가 또한 제공될 수 있고, 본 설명의 범위 내에 있는 것으로 고려된다. 다양한 길이들, 높이들 및 두께들을 포함하는 다양한 크기들의 유리 시트들도 고려된다. 일부 실시 예들에서, 유리 시트들의 평균 두께는 유리 시트의 대향하는 주 표면들 사이의 다양한 평균 두께들일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 유리 시트의 평균 두께는 50 마이크로미터(㎛) 초과, 예를 들어 약 50 ㎛ 내지 약 1 밀리미터(mm), 예를 들어 약 100 ㎛ 내지 약 300 ㎛ 일 수 있지만, 다른 두께들이 추가 실시 예에서 제공될 수 있다. 유리 시트들은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 액정 디스플레이(LCD), 전기영동 디스플레이(EPD), 유기 발광 다이오드 디스플레이(OLED) 및 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)과 같은 광범위한 디스플레이 애플리케이션들에 사용될 수 있다.
도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 일부 실시 예들에서, 예시적인 유리 제조 장치(100)는 다량의 용융 재료(121)로부터 유리 리본(103)을 생성하도록 설계된 성형 용기(140)(도 1에 개략적으로 도시됨)를 포함하는 유리 성형 장치(101)를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서 유리 리본(103)은 유리 리본(103)의 제1 외부 에지(153)와 제2 외부 에지(155)를 따라 형성된 대향하는, 상대적으로 두꺼운 에지 비드(bead)들 사이에 배치된 중앙 부분(152)을 포함할 수 있다. 추가적으로, 일부 실시 예들에서, 유리 시트(104)는 유리 분리기(149)(예를 들어, 스크라이브, 스코어 휠, 다이아몬드 팁, 레이저 등)에 의해 분리 경로(151)를 따라 유리 리본(103)으로부터 분리된다. 일부 실시 예들에서, 유리 리본(103)으로부터 유리 시트(104)를 분리하기 전에 또는 후에, 제1 외부 에지(153) 및 제2 외부 에지(155)를 따라 형성된 상대적으로 두꺼운 에지 비드들은 균일한 두께를 갖는 고품질 유리 시트(104)로서의 중앙 부분(152)을 제공하기 위해 분리 경로들(507a, 507d)을 따라 유리 분리기(157)에 의해 제거될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 유리 분리기들(157)은 레이저, 또는 레이저와 유체의 급냉 스트림의 조합을 포함할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 유리 장치(100)는 저장 빈(109)으로부터 배치(batch) 재료(107)를 수용하도록 배향된 용융 용기(105)를 포함할 수 있다. 배치 재료(107)는 모터(113)에 의해 구동되는 배치 전달 장치(111)에 유해 도입될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 선택적인 제어기(115)는 화살표(117)로 지시된 바와 같이 원하는 양의 배치 재료(107)를 용융 용기(105) 내로 도입하기 위해 모터(113)을 활성화하도록 작동될 수 있다. 용용 용기(105)는 배치 재료(107)를 가열하여 용융 재료(121)를 제공할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 유리 용융 프로브(119)가 스탠드 파이프(123) 내의 용융 재료(121)의 레벨을 측정하고 측정된 정보를 통신 라인(125)을 통해 제어기(115)에 전달하기 위해 사용될 수 있다.
추가로, 일부 실시 예들에서, 유리 제조 장치(100)는 용융 용기(105)의 하류에 위치하고 제1 연결 도관(129)을 통해 용융 용기(105)에 결합되는 정제(fining) 용기(127)를 포함하는 제1 컨디셔닝 스테이션을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 용융 재료(121)는 제1 연결 도관(129)을 통해 용융 용기(105)로부터 정제 용기(127)로 중력 공급될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 중력은 용융 용기(105)로부터 정제 용기(127)로 용융 재료(121)가 제1 연결 도관(129)의 내부 경로를 통과하도록 구동시킬 수 있다. 추가적으로, 일부 실시 예들에서, 기포들이 다양한 기술들에 의해 정제 용기(127) 내의 용융 재료(121)로부터 제거될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 유리 제조 장치(100)는 정제 용기(127)의 하류에 위치 할 수 있는 혼합 챔버(131)를 포함하는 제2 컨디셔닝 스테이션을 추가로 포함할 수 있다. 혼합 챔버(131)는 용융 재료(121)의 균일한 조성을 제공하기 위해 사용될 수 있으며, 이에 의해 정제 용기(127)를 빠져 나가는 용융 재료(121) 내에 존재할 수 있는 불균질성을 감소 또는 제거시킨다. 도시된 바와 같이, 정제 용기(127)는 제2 연결 도관(135)을 통해 혼합 챔버(131)에 결합될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 용융 재료(121)는 제2 연결 도관(135)을 통해 정제 용기(127)로부터 혼합 챔버(131)로 중력 공급될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 중력은 정제 용기(127)로부터 혼합 챔버(131)로 용융 재료(121)가 제2 연결 도관(135)의 내부 경로를 통과하도록 구동시킬 수 있다.
추가로, 일부 실시 예들에서, 유리 제조 장치(100)는 혼합 챔버(131)의 하류에 위치할 수 있는 전달 용기(133)를 포함하는 제3 컨디셔닝 스테이션을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 전달 용기(133)는 용융 재료(121)를 컨디셔닝하여 입구 도관(141)으로 공급될 수 있다. 예를 들어, 전달 용기(133)는 입구 도관(141)에 대한 용융 재료(121)의 일관된 유동을 조정하고 제공하기 위해 축적기 및/또는 유동 제어기로서 기능할 수 있다. 도시된 바와 같이, 혼합 챔버(131)는 제3 연결 도관(137)을 통해 전달 용기(133)에 결합될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 용융 재료(121)는 제3 연결 도관(137)을 통해 혼합 챔버(131)로부터 전달 용기(133)로 중력 공급될 수있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 중력은 혼합 챔버(131)로부터 전달 용기(133)로 용융 재료(121)가 제3 연결 도관(137)의 내부 경로를 통과하도록 구동시킬 수 있다. 추가로 예시된 바와 같이, 일부 실시 예들에서, 전달 파이프(139)(예를 들어, 다운코머(downcomer))는 용융 재료(121)를 성형 용기(140)의 입구 도관(141)으로 전달하도록 배치될 수 있다.
본 개시의 실시 예들은 도관의 유동 방향으로 연장되는 영역을 정의하는 주변 벽을 포함하는 도관을 포함하는 성형 용기를 갖는 장치를 제공할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 도관은 용융 재료가 도관의 유동 방향으로 유동되는 동안 도관의 영역 내에 용융 재료를 포함하도록 구성될 수 있다. 도관에 추가하여, 본 개시 내용의 일부 성형 용기들은 유리 리본을 인발하기 위한 성형 웨지(wedge), 유리 리본을 슬롯 인발하기 위한 슬롯, 및/또는 유리 리본을 프레스 롤링하기 위한 프레스 롤들을 선택적으로 포함할 수 있다.
도 2-5 및 9-15는 영역(1101, 1202)을 정의하는 내부 표면(1106, 1207)(도 11 및 12 참조)을 포함하는 주변 벽(205, 1205)을 포함하는 도관(203, 1203)을 포함할 수 있는 성형 용기들(140, 401, 501, 1001, 1201, 1401, 1501)의 실시 예들을 도시한다. 상기 영역(1101, 1202)은 도관(203, 1203)의 유동 방향(1103 (도 3-5, 11 및 12 참조)으로 연장될 수 있다. 도 3-6 및 9-12에 도시된 바와 같이, 주변 벽(205, 1205)의 제1 부분(204a, 1204a)은 적어도 하나의 슬롯(301, 403, 503)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 슬롯(301, 403)은 단일의 연속 슬롯으로 도시되어 있지만, 길이(1104)를 따라 정렬되는 복수의 슬롯들이 제공될 수 있다. 이러한 실시 예들에서, 복수의 슬롯들(301, 403)은 도 5 및 도 6에 도시된 복수의 슬롯들(503)과 유사한 확대 단부들을 포함할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았지만, 적어도 하나의 슬롯(301, 403) 및 복수의 슬롯들(503)은 길이(1104)를 따라 연장되고 서로 평행할 수 있는 다중의 슬롯들의 행을 포함할 수 있다.
도 9-12에 도시된 바와 같이, 슬롯(들)(301, 403, 503)은 주변 벽(205, 1205)을 통해 연장하는 관통-슬롯을 포함할 수 있다. 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 일부 실시 예들에서, 슬롯(301, 403, 503)은 주변 벽(205, 1205)의 외주면(1105, 1206) 및 내면(1106, 1207)을 개방하여 상기 영역(1101, 1202)과 주변 벽(205, 1205)의 외주면(1105, 1206) 사이에서 연통(communication)을 제공할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 개시 내용의 임의의 실시 예들의 슬롯(301, 403)은, 예를 들어 대향하는 에지 디렉터들(1107a, 1107b)의 내부 인터페이스 위치들(1106a, 1106b)과 도관(203, 1203)의 주변 벽(205, 1205)의 외주면(1105, 1206) 사이에서 전체 길이(1104)와 같은, 길이(1104)를 연장하는 연속적 슬롯을 선택적으로 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 슬롯(301)의 폭은, 예를 들어 본 개시의 임의의 실시 예에서 슬롯의 길이(1104)를 따라 동일할 수 있다. 대안적으로, 본 개시의 임의의 실시 예들에서, 슬롯의 폭은 길이(1104)를 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 슬롯(301)의 폭은, 예를 들어 유동 방향(1103)을 따라 제1 폭(W1)에서 제2 폭(W2)으로 간헐적으로 또는 연속적으로 증가하는 것과 같이 증가할 수 있으며, 여기서 제2 폭(W2)은 제1 폭(W1)보다 클 수 있다. 더욱이, 폭의 연속적인 증가가 제공된다면, 슬롯 폭은 선택적으로 일정한 속도로 연속적으로 증가할 수 있지만, 추가 실시 예들에서는 변화하는 속도로 연속적으로 증가하는 것이 추가 실시 예들에서 제공될 수도 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 슬롯(301)은 제1 폭(W1)에서 제2 폭(W2)으로 유동 방향(1103)으로 일정한 속도로 선택적으로 연속적으로 증가할 수 있다. 예를 들어 유동 방향(1103)으로 슬롯(301)의 폭을 연속적으로 증가시키는 것과 같은 증가는 사용중인 슬롯(301)의 길이(1104)를 따라 슬롯(301)을 통한 용융 재료의 실질적으로 동일한 체적 유량(volumetric flow rate)을 제공하는 데 도움이 될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 도 3에 도시된 단일의 연속적 슬롯(301)은 길이(1104)를 따라 정렬된 복수의 슬롯들로서 제공될 수 있다. 또한, 복수의 슬롯들은, 제공된다면, 도 5 및 도 6의 확장된 단부들에 유사한 슬롯들 사이의 브릿지에서 확장된 단부들을 선택적으로 포함할 수 있다. 더욱이, 복수의 슬롯은 원하는 정규화된 체적 프로파일에 근접하도록 설계될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 단일 슬롯(301)이도 3에 도시된 바와 같이 제공될 수 있다. 추가 실시 예들에서, 적어도 하나의 슬롯(301)은 아래에서 논의되는 바와 같이 강화된 브릿지를 제공하기 위해 두 슬롯들 사이의 부분(아래에서 논의되는 부분(617)과 유사 함)이 제공될 수 있는 두 개의 슬롯들을 포함할 수 있다. 두 슬롯들 사이의 부분은 도 3에 도시된 길이(1104)의 대칭 중심에 위치할 수 있다. 2 개의 슬롯들을 포함하는 실시 예에서, 슬롯의 대응하는 단부들은 브릿지와 같은 슬롯들 사이의 부분으로 인해 발생하는 유동 손실을 보상하기 위해 선택적으로 확대된 부분들(도 5 및 6과 유사)을 포함할 수 있다. 추가 실시 예들에서, 2 개의 슬롯들의 대응하는 단부들은 일부 실시 예들에서 슬롯의 중앙 영역에서 원하는 유동의 감소를 제공하기 위해 확장된 단부를 포함하지 않을 수 있다. 추가 실시 예들에서, 적어도 하나의 슬롯(301)은 길이(1104)를 따라 정렬되는 3 개 이상의 슬롯들을 포함할 수 있다.
추가 실시 예들에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 슬롯(403)은, 제2 폭(W2)을 포함하는 중간 부분(404)에서 제1 단부 폭(W1a)을 포함하는 제1 외부 단부 부분(405a) 및 제2 단부 폭(W1b)을 포함하는 제2 외부 단부 부분(405b)으로 간헐적으로 또는 연속적으로 감소하는 것과 같이, 감소함으로써 길이(1104)를 따라 변할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제 2 단부 폭(W2)은 제1 외부 단부 부분(405a)의 제1 단부 폭(W1a) 및 제2 외부 단부 부분(405b)의 제2 단부 폭(W1b)보다 클 수 있다. 실제로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 외부 단부 부분(405a)은 유동 방향(1103)에 반대되는 제1 방향(407a)으로 테이퍼질 수 있고, 제2 외부 단부 부분(405b)은 제1 방향(407a)에 반대되는 제2 방향(407b)으로 및 유동 방향(1103)으로 테이퍼질 수 있다. 일부 실시 예들에서, 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 단부 폭(W1a, W1b)은 슬롯(403)의 양쪽 외부 단부 부분들(405a, 405b)에서 서로 동일할 수 있다. 추가 실시 예들에서, 상기 단부 폭들 중 하나는 다른 단부 폭보다 클 수 있지만, 양쪽 단부 폭은 제2 폭보다 더 작을 수 있다. 예를 들어, 도 7은 수평 또는 "X"축에 표시된 슬롯의 길이에 대하여 수직 또는 "Y"축에 슬롯 폭이 표시된 도 4와 유사한 연속적 슬롯의 슬롯 폭 프로파일(701)의 일 실시 예를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 외부 단부 부분(405a)의 제1 단부 폭(W1a)은 약 3.5에서 시작할 수 있는 반면, 제2 외부 단부 부분(405b)의 제2 단부 폭(W1b)은 약 3.8의 더 큰 폭으로 끝날 수 있다. 도 7에 더 도시된 바와 같이, 중간 부분(404)의 제2 단부 폭(W2)은 제1 단부 폭(W1a) 및 제2 단부 폭(W1b) 양쪽 모두보다 더 클 수 있다. 도 8은 도 7의 슬롯 폭 프로파일(701)의 수평 또는 "X"축에 표시된 슬롯의 길이에 대한 수직 또는 "Y"축 상의 모델링된 정규화된 체적 유량을 도시한다. 정규화된 플롯(801)은 도관(203)의 영역(1101)을 통과하는 용융 재료(121)의 정규화된 체적 유량을 나타내며, 여기서 아직 슬롯(403)을 통과하지 않은 상기 영역(1101)을 통과하는 용융 재료(121)의 체적은 제1 외부 단부 부분(405a)에서 제2 외부 단부 부분(405b)으로 점차적으로 감소한다. 정규화된 플롯(803)은 슬롯(403)을 통과하는 용융 재료(121)의 정규화된 체적 유량을 나타낸다. 정규화된 체적 유동 프로파일(803)에 의해 표시된 바와 같이, 도 7에 도시된 중간 부분(404)의 슬롯 폭은 제1 외부 단부 부분(405a) 및 제2 외부 단부 부분(405b) 각각에서 점차적으로 테이퍼지는 정규화된 체적 유동 중앙 영역(805)을 제공할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 외부 단부 부분(405a)에서 정규화된 체적 유동 프로파일(803)의 테이퍼링은 제2 외부 단부 부분(405b)에 대해 대략 대칭적으로 배치될 수 있다. 따라서, 도 7의 슬롯 폭 프로파일(701)은 슬롯(403)의 제1 외부 단부 부분(405a) 및 제2 외부 단부 부분(405b)에서 유사하게 감소된 체적 유동들을 갖는 중앙 영역에서의 슬롯(403)을 통한 용융 재료의 정규화된 체적 유동을 제공할 수 있다. 이러한 정규화된 체적 유동 프로파일(803)은 더 많은 용융 재료(121)가 외부 단부 부분들(405a, 405b)에 비해 중간 부분(404)을 통과하게 할 수 있다. 도시된 바와 같이, 외부 단부 부분들에서 용융 재료의 체적 유동을 감소시키는 것은 이러한 에지 비드들의 크기 및/또는 두께를 감소시키기 위해 성형 장치로부터 인발되는 리본의 에지 비드들에 감소된 양의 재료가 공급되는 실시 예들을 제공할 수 있다.
도 7의 슬롯 폭 프로파일(701)은 도 4에 도시된 연속적 슬롯(403)을 나타내는 연속적 플롯으로 도시된다. 일부 실시 예들에서, 앞서 언급한 바와 같이, 도 4에 도시된 단일의 연속적 슬롯(403)은 길이(1104)를 따라 정렬된 복수의 슬롯들로서 제공될 수 있다. 복수의 슬롯들을 갖는 일부 실시 예들에서, 슬롯 폭 프로파일은 도 7의 슬롯 폭 프로파일(701)과 유사하게 보일 수 있지만, 길이가 길게 정렬된 분할된 슬롯들을 나타내는 세그먼트들로 표시된다. 더욱이, 복수의 슬롯들은, 제공된다면, 도 5 및 도 6의 확장된 단부들과 유사한 슬롯들 사이의 브릿지에서 확장된 단부들을 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 복수의 슬롯들은 도 8에 도시된 정규화된 체적 프로파일(803)에 근접하도록 설계될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 단일의 슬롯(403)이 도 4에 도시된 바와 같이 제공될 수 있다. 추가 실시 예들에서, 아래에서 논의되는 바와 같이 강화된 브릿지를 제공하기 위해 두 개의 슬롯들 사이의 부분(아래에서 논의되는 부분(617)과 유사 함)에 두 개의 슬롯들이 제공될 수 있다. 두 슬롯들 사이의 상기 부분은 도 4에 도시된 길이(1104)의 대칭 중심에 위치할 수 있다. 2 개의 슬롯들을 포함하는 실시 예에서, 슬롯의 대응하는 단부들은 브릿지와 같은 슬롯들 사이의 부분으로 인해 발생하는 유동 손실을 보상하기 위해 확대된 부분(도 5 및 6와 유사한)을 선택적으로 포함할 수 있다. 추가 실시 예들에서, 2 개의 슬롯들의 대응하는 단부들은 일부 실시 예들에서 슬롯의 중앙 영역에서 원하는 유동 감소를 제공하기 위해 확장된 단부들을 포함하지 않을 수 있다. 추가 실시 예들에서, 길이(1104)를 따라 정렬되는 3 개 이상의 슬롯들이 제공될 수 있다.
본 개시의 실시 예들은 도 3, 4, 7, 및 8과 관련하여 위에서 논의된 슬롯(301, 403)과 같은, 슬롯을 생성하는 방법들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 상기 방법은 슬롯(403)을 통해 용융 재료의 미리 결정된 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx(예를 들어,도 8의 803 참조)를 다음의 함수로서 달성하기 위해 슬롯(403)의 폭 프로파일 d(x)를 결정하는 단계를 포함할 수 있다:
Figure pct00007
여기서 μ(x)는 용융 재료의 미리 결정된 점도를 나타내고, R은 도관(203)의 내부 반경(도 9 및 10 참조)을 나타내고, n은 병렬로의 슬롯들의 수를 나타내며, 그리고
Figure pct00008
여기서 "h"(도 9 및 10 참조)는 도관(203)의 주변 벽(205)의 두께를 나타낸다. 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 예를 들어, "n"은 길이(1104)를 따라 연장되는 단일의 슬롯이 있기 때문에 "1"과 같을 수 있다. 도시되지 않았지만, 길이(1104)를 따라 서로 평행하게 연장되는 두 개의 슬롯들이 있다면 "n"은 "2"와 같을 수 있다. 폭 프로파일 d(x)를 결정하는 것은 길이(1104)를 따라 연속적인 슬롯을 포함하는 슬롯(301, 403) 상에서 수행될 수 있다. 추가 실시 예들에서, 폭 프로파일 d(x)는 추가 실시 예들에서 길이(1104)를 따라 정렬되고 연장된 복수의 슬롯들의 각 슬롯에 대해 결정될 수 있다. 상기 방법은 결정된 폭 프로파일 d(x)에 기초하여 슬롯들(301, 403)을 생성(예를 들어, 기계 가공)하는 것을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 방법은 결정된 폭 프로파일 d(x)(예를 들어, 도 7의 슬롯 폭 프로파일(701) 참조)를 갖는 슬롯(403)을 생성하는 것을 포함할 수 있다. 대안적으로, 결정된 폭 프로파일 d(x)에 기초하여 슬롯(403)을 생성하는 것은, 도관의 예상 수명을 너머 및/또는 사용중인 도관(203)을 통과하는 용융 재료와 함께 생산 활동의 예측된 길이 동안 계산되고 추정될 수 있는, 슬롯의 치수를 변경할 수 있는 예측된 열 팽창, 탄성 변형 및/또는 비탄성 변형(예를 들어, 크리프 또는 기타 영구 변형)에 기초하여 결정된 폭 프로파일 d(x)의 예측된 변화를 보상하기 위해 결정된 폭 프로파일 d(x)로부터 더하거나 빼는 것을 포함할 수 있다. 이러한 예측된 변화들에 대한 보상은 궁극적으로 장치의 수명 연장 및/또는 재료들의 보다 경제적인 사용으로 이어질 수 있다(예를 들어, 더 얇은 백금 벽들). 결정된 폭 d(x)에 기초하여 생성된 슬롯(301, 403)은 도관(203)의 주변 벽(205)을 통해 연장된다. 본 개시의 전체를 통해, 슬롯(들)을 생성하는 일부 예시적인 실시 예들은 슬롯(들)을 가공(예를 들어, 커팅, 소잉, 드릴링 또는 그라인딩에 의한 가공)하는 것을 포함할 수 있다. 도관(203) 내로 생성된 실제 폭 프로파일 d(x)는, 원하는 폭 프로파일 d(x)의 특정 위치에서 예를 들어, 100 마이크로미터 이하, 50 마이크로미터 이하, 20 마이크로미터 이하, 10 마이크로미터 이하 내에서 허용 오차들을 생성(예를 들어, 기계 가공)하는 것에 기초하여 원하는 폭 프로파일 d(x)와 다를 수 있다.
도 4에 그리고 또한 도 7의 예시적인 슬롯 폭 프로파일(701)에 의해 일반적으로 도시된 바와 같이, 일단 슬롯(403)이 위에서 논의된 바와 같이 생성되면, 슬롯(403)은 제1 외부 단부 부분(405a), 제2 외부 단부 부분(405b) 및 제1 외부 단부 부분(405a)과 제2 외부 단부 부분(405b) 사이에 위치된 중간 부분(404)을 포함할 수 있다. 용융 재료의 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx에 의해 추가로 예시된 바와 같이(예를 들어,도 8의 803 참조), 슬롯(403)을 통한 용융 재료의 미리 결정된 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx는 제1 외부 단부 부분(405a)의 위치 및 제2 외부 단부 부분(405b)의 위치보다 더 큰 상기 중간 부분의 위치에서의 체적 용융 재료 유량을 포함할 수 있다. 이러한 구성으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 중간 부분(404)의 제2 폭(W2)은 제1 외부 단부(405a)의 제1 단부 폭(W1a)보다 더 클 수 있고, 중간 부분(404)의 제2 폭(W2)은 제2 외부 단부 부분(405b)의 제2 단부 폭(W1b)보다 더 클 수 있다. 또한, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 외부 단부 부분(405a)은 방향(407a)으로 테이퍼질 수 있고, 제2 외부 단부 부분(405b)은 방향(407a)에 반대되는 방향(407b)으로 테이퍼질 수 있다.
결과적으로, 위에서 논의된 바와 같이, 본 개시 내용의 실시 예들은 슬롯 또는 복수의 슬롯들의 결정된 폭 프로파일 d(x)에 기초하여 도관 내로 슬롯 또는 복수의 슬롯들의 생성(예를 들어, 기계 가공)을 통해 용융 재료의 미리 결정된 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 달성할 수 있다. 일단 생성되면, 슬롯(들)은 슬롯(들)을 통해 유동하는 용융 재료의 원하는 유동 특성을 제공하고 이에 따라 원하는 유리 리본 속성을 제공하기 위해 슬롯(들)을 통해 원하는 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 전달할 수 있다. 예를 들어, 위에서 논의된 바와 같이, 미리 결정된 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx는 유리 리본의 중앙 부분을 형성하는 재료보다 유리 리본의 에지들을 형성하는 용융 재료의 원하는 감소된 유동을 위해 슬롯의 외부 에지들에서 유동을 감소시키는 데 도움이 되도록 제시될 수 있다. 이어서 본 개시의 방법들은 원하는 미리 결정된 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx와 더 가깝게 일치하는 실제의 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 제공할 수 있는 대응하는 폭 프로파일 d(x)를 갖는 슬롯 또는 복수의 슬롯들을 보다 정확하게 생성하기 위해 원하는 미리 결정된 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx에 기초하여 폭 프로파일 d(x)를 결정할 수 있다.
추가 실시 예들에서, 도관의 주변 벽에 이미 제공된 기존의 슬롯 또는 복수의 슬롯들을 통해 유동하는 용융 재료의 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 예측하고자 하는 바람이 있을 수 있다. 예를 들어, 본 개시 내용의 방법들은 주어진 성형 용기의 실제의 체적 유동 프로파일을 결정하기 위해 도관을 통해 실제 용융 재료를 선적하고 주행시킬 필요없이 체적 유동 프로파일을 예측할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 방법들은 다양한 도관들에서 슬롯 또는 복수의 슬롯들을 통해 예측된 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 결정하고, 이어서 특정한 어플리케이션에 대한 가장 바람직한 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 제공하도록 결정된 도관을 선택할 수 있다. 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 예측하는 방법은 도관에서 기존 슬롯(예를 들어, 단일 슬롯의 기존 슬롯 또는 복수의 슬롯들의 기존 슬롯)의 폭 프로파일 d(x)를 측정하는 것을 포함할 수 있다. 이어서, 이 방법은 다음의 함수로서 슬롯을 통과하는 용융 재료의 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 결정할 수 있다:
Figure pct00009
여기서 μ(x)는 용융 재료의 미리 결정된 점도를 나타내고, R은 도관의 내부 반경을 나타내고, n은 병렬로의 슬롯들의 수를 나타내며, 그리고
Figure pct00010
여기서 "h"는 도관의 주변 벽의 두께를 나타낸다.
복수의 슬롯들을 갖는 실시 예들에서, 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx이 복수의 슬롯들의 각 슬롯에 대하여 결정될 수 있으며, 이어서 복수의 슬롯들을 통한 전체 유동 프로파일은 복수의 슬롯들의 각 슬롯을 통하여 체적 유동 프로파일의 부가에 기초하여 결정될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 장치는 도관(203)의 유동 방향(1103)으로 연장되는 영역(1101)을 정의하는 주변 벽(205)을 포함하는 도관(203)을 포함할 수 있다. 주변 벽(205)의 제1 부분(204a)은 주변 벽(205)을 통하여 연장되는 슬롯(403)을 포함할 수 있다. 슬롯(403)은 상기 영역(1101)과 유체 연통될 수 있으며, 제1 외부 단부 부분(405a)의 제1 단부와 제2 외부 단부 부분(405b)의 제2 단부 사이에서 연장되는 길이(1104)를 포함할 수 있다. 슬롯(403)의 길이(1104)를 따른 폭 프로파일 d(x)는 다음의 함수로서 슬롯(403)을 통과하는 용융 재료의 미리 결정된 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 달성할 수 있도록 구성될 수 있다:
Figure pct00011
여기서 μ(x)는 용융 재료의 미리 결정된 점도를 나타내고, R은 도관의 내부 반경을 나타내고, n은 병렬로의 슬롯들의 수를 나타내며, 그리고
Figure pct00012
여기서 "h"는 도관의 주변 벽의 두께를 나타낸다.
복수의 슬롯들을 갖는 실시 예들에서, 복수의 슬롯들의 각 슬롯은 슬롯들이, 조합하여, 원하는 전체 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx에 근접하도록 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 달성하도록 구성될 수 있다.
아래에서 더 자세히 논의되는 바와 같이(예를 들어,도 9 참조), 성형 웨지(207)는 슬롯(403)의 하류에 위치할 수 있으며, 여기서 성형 웨지(207)는 루트(root)(915)를 형성하도록 커버링하는 제1 웨지 표면(913a) 및 제2 웨지 표면(913b)을 포함할 수 있다. 도 4 및 전술한 바와 같이, 슬롯(403)의 제1 외부 단부 부분(405a) 및 제2 외부 단부 부분(405b)은 각각 반대되는 방향들(407a, 407b)로 테이퍼질 수 있다. 도 8에서 정규화된 체적 유동 프로파일(803)에 의해 도시된 바와 같이, 일부 실시 예들에서, 슬롯(403)을 통한 용융 재료(121)의 미리 결정된 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx는 제1 외부 단부 부분(405a)에서 슬롯(403)을 통한 용융 재료의 미리 결정된 체적 유량보다 크고 제2 외부 단부 부분(405b)에서 슬롯(403)을 통한 용융 재료(121)의 미리 결정된 체적 유량보다 더 큰 중간 부분(404)의 위치에서 슬롯(403)을 통해 용융 재료(121)의 미리 결정된 체적 유량을 제공할 수 있다.
본 개시의 임의의 실시 예들에서, 도관들은 슬롯들의 단부 부분들 중 하나에서 적어도 하나의 확대된 부분이 제공될 수 있는 복수의 슬롯들로서 제공될 수 있지만, 추가 실시 예들은 확대되지 않은 단부들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하면, 장치의 성형 용기(501)는 위에서 논의된 도관(203)을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 도관(203)은 또한 유동 방향(1103)(도 5 참조)으로 연장되는 영역(1101)(도 9 참조)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 주변 벽(205)의 제1 부분(204a)은 주변 벽(205)을 통해 연장되는 복수의 슬롯들(503)을 포함할 수 있다. 복수의 슬롯들(503)의 각각의 슬롯은 영역(1101)과 유체 연통(fluid communication)하여 제공될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 슬롯들(503) 중 적어도 하나의 슬롯은 제1 단부 길이(602a)를 갖는 제1 단부 부분(605a)과 제2 단부 길이(602b)를 갖는 제2 단부 부분(605b) 사이에서 연장되는 중간 길이(603)를 갖는 중간 부분(611)을 포함할 수 있다. 제1 단부 부분(605a), 제2 단부 부분(605b) 및 중간 부분(611)은 모두 중간 부분(611)의 중간 길이(603), 제1 단부 부분(605a)의 제1 단부 길이(602a) 및 제2 단부 부분(605b)의 제2 단부 길이(602b)의 합을 포함하는 슬롯의 전체 길이(601) 내에 포함된다. 본 출원의 목적을 위해, 제1 단부 부분(605a)은 슬롯의 제1 외부 단부로부터 전체 길이(601)의 33 % 내에 있는 슬롯의 그 부분으로 간주된다. 마찬가지로, 본 출원의 목적을 위해, 제2 단부 부분(605b)은 슬롯의 제2 외부 단부의 전체 길이(601)의 33 % 내에 있는 슬롯의 그 부분으로 간주된다. 중간 부분(611)은 제1 단부 부분(605a)과 제2 단부 부분(605b) 사이에 위치하는 슬롯의 그 부분으로 간주된다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 단부 길이(602a) 및 제2 단부 길이(602b)는 슬롯의 전체 길이(601)의 34 %를 포함하는 중간 길이(603)와 함께, 각각 슬롯의 전체 길이(601)의 33 %를 포함한다.
도시된 바와 같이, 제1 단부 부분(605a) 및 제2 단부 부분(605b)은 각각 슬롯의 전체 길이(601)에 수직인 방향을 따라 대응하는 최대 폭(609)을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 단부 부분과 관련된 확대된 부분은 대응하는 단부 부분의 최대 폭과 동일한 최대 폭을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 확대된 부분들의 각각은 각각의 대응하는 단부 부분(605a, 605b)의 최대 폭(609)과 동일한 최대 폭을 포함할 수 있다.
또한, 도시된 바와 같이, 슬롯의 확대된 부분은 단부 부분들(605a, 605b) 중 하나 또는 둘 모두와 연관될 수 있다. 예를 들어, 예시된 실시 예에서, 복수의 슬롯들(503)의 중앙 슬롯들은 예시된 전구 모양(bulbous) 부분과 같은 양 단부 부분들(605a, 605b)과 관련된 확대된 부분을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 일부 실시 예들에서, 복수의 슬롯들(503)의 외부 슬롯들(504a, 504b)은 단부 부분들(605a, 605b) 중 하나와 관련된 단일의 확대된 부분을 포함할 수 있지만, 외부 슬롯들(504a, 504b)은 추가 실시 예들에서 양 단부 부분들(605a, 605b)과 관련된 확대된 부분들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시 예들에서, 비록 도시되지 않았지만, 하나 이상의 중앙 슬롯들(즉, 외부 슬롯들(504a, 504b) 사이의 슬롯들)은 중간 부분(611)의 최대 폭(607)보다 더 큰 최대 폭(609)을 포함하는 슬롯의 단부 부분들(605a, 605b) 중 하나와 연관된 단일의 확대된 부분을 포함할 수 있다. 대안적으로, 도시된 바와 같이, 일부 실시 예들에서, 단부 부분들(605a, 605b)은 중간 부분(611)의 최대 폭(607)보다 더 큰 최대 폭(609)을 각각 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 일부 실시 예들에서, 단부 부분들(605a, 605b)과 관련된 확대 부분의 양쪽 모두의 길이는 대응하는 단부 부분들(605a, 605b)의 대응하는 길이들(602a, 602b)과 동일하지 않을 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 단부 부분들(605a, 605b)과 연관된 각각의 확대된 단부는 대응하는 제1 단부 길이(602a) 및 대응하는 제2 단부 길이(602b)보다 작은 길이를 가질 수 있다. 추가 실시 예들에서, 도시되지는 않았지만, 하나 또는 양쪽 모두의 확장된 단부는, 제공된다면, 대응하는 제1 단부 길이(602a) 및 대응하는 제2 단부 길이(602b)보다 크거나 같은 길이를 가질 수 있다. 따라서, 확대된 단부의 길이는 대응하는 단부 부분(605a, 605b)의 대응하는 길이(602a, 602b)보다 더 크거나, 더 작거나 또는 같을 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 제1 단부 부분(605a)과 관련된 확대된 부분의 길이는 제2 단부 부분(605b)과 관련된 확대된 부분의 길이와 동일하다. 추가 실시 예들에서, 도시되지는 않았지만, 제1 단부 부분(605a)과 연관된 확장된 단부 부분의 길이는 제2 단부 부분(605b)과 연관된 확장된 부분의 길이보다 더 작거나 더 클 수 있다.
중간 부분(611)의 폭(607)은 슬롯의 길이(601)의 방향에 수직인 방향으로 슬롯의 제1 측면(613a)과 제2 측면(613b) 사이에서 정의될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 도시된 바와 같이, 상기 측면들(613a, 613b)은 각각 실질적으로 일직선일 수 있지만, 다른 형상의 측면들이 추가 실시 예들에서 제공될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 슬롯들(503)의 각 슬롯은 서로에 대해 일직선이고 평행한 측면들(613a, 613b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 모든 슬롯들은, 서로 동일한 각 슬롯의 상기 측면들(613a, 613b) 사이의 폭(607)을 가지고 제1 공통 선형 경로를 따라 정렬된 모든 측면들(613a) 및 제2 공통 선형 경로를 따라 정렬된 모든 측면들(613b)을 갖는 서로에 대해 일직선이고 평행한 대응 측면들(613a, 613b)을 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 복수의 슬롯들에는 복수의 슬롯들 중 다른 슬롯의 측면들(613a, 613b) 사이의 폭(607)과 다른 측면들(613a, 613b) 사이의 폭(607)을 갖는 적어도 하나의 슬롯을 가지고 서로에 대해 일직선이고 평행한 측면들(613a, 613b)이 제공될 수 있다.
도 6은 대안적인 실시 예들을 도시하며, 여기서 측면들(613a, 613b)이 방향(예를 들어, 방향(407a) 및/또는 (407b))을 따라 서로를 향해 수렴하도록 대응하는 경로들(615a, 615b)을 따라 이동하도록 중간 부분(611)의 측면들(613a, 613b)이 실질적으로 일직선일 수 있고 서로에 대해 예각으로 배열될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 슬롯의 중간 길이(603)는 유동 방향(1103)으로 연속적으로 감소하거나, 또는 도시된 바와 같이, 유동 방향(1103)과 반대 방향으로 연속적으로 감소할 수 있다. 따라서, 일부 실시 예들에서, 복수의 슬롯들(503) 중의 슬롯들의 제1 슬롯 세트 및 제2 슬롯 세트는 도 4에서 도시된 것과 유사한 방식으로 제1 슬롯 세트에 대한 유동 방향 및 제2 슬롯 세트에 대한 유동 방향(1103)에 반대되는 방향으로 테이퍼지는 경로들(615a, 615b)을 따르는 측면들(613a, 613b)을 각각 포함할 수 있다. 대안적으로, 일부 실시 예들에서, 복수의 슬롯들(503)의 모든 슬롯들은 유동 방향(1103)으로 또는 유동 방향에 반대로(예를 들어,도 3에 도시된 것과 유사한 방식으로) 테이퍼지는 대응하는 측면들(613a, 613b)을 가질 수 있다.
도시되지는 않았지만, 하나 또는 양쪽 모두의 방향들(407a, 407b)(예를 들어, 도 3 및/또는 4에 도시된 것과 유사한)에서의 효과적인 테이퍼는 일직선이고 서로 평행하지만 방향들(407a, 407b) 중의 하나 이상에서 순차적으로 더 작은 폭들(607)을 포함하는 상기 중간 부분(611)의 측면들(613a, 613b)을 포함하는 복수의 슬롯들과 함께 달성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 제1 단부 슬롯의 중간 부분(611)의 폭(607)은 도 3의 W1과 유사한 폭(607)을 포함할 수 있으며, 대향하는 단부 슬롯은 유동 방향(1103)에서 제1 단부 슬롯으로부터 제2 단부 슬롯으로 순차적으로 증가하는 단부 슬롯들 사이에서 슬롯들의 각각의 각 중간 부분(611)의 폭(607)을 갖는 도 3에 도시된 W2와 유사한 폭(607)을 갖는 중간 부분(611)을 포함할 수 있다. 일부 대안적인 실시 예들에서, 제1 단부 슬롯의 폭(607)은 도 4에 도시된 슬롯의 외부 단부 부분의 폭(W1a)과 유사한 폭(607)을 포함할 수 있으며, 대향하는 제2 단부 슬롯은 도 4에 도시된 슬롯의 외부 단부 부분의 폭(W1b)과 유사한 폭(607)을 포함할 수 있다. 제1 슬롯 세트의 중간 부분(611)의 폭(607)은 도 4에 도시된 슬롯의 중간 부분의 폭(W2)과 유사한 폭(607)으로부터 도 4에 도시된 슬롯의 외부 단부 부분의 폭(W1a)과 유사한 폭(607)까지 유동 방향(1103)에 반대되는 방향으로 순차적으로 감소될 수 있다. 마찬가지로, 제2 슬롯 세트의 중간 부분(611)의 폭(607)은 도 4에 도시된 슬롯의 중간 부분의 폭(W2)과 유사한 폭(607)으로부터 도 4에 도시된 슬롯의 외부 단부 부분의 폭(W1b)과 유사한 폭(607)까지 유동 방향(1103)으로 순차적으로 감소될 수 있다.
결과적으로, 복수의 슬롯들(503) 중의 각 슬롯의 폭(607)은, 도 3 내지 도 7과 관련하여 논의된 대안적 실시 예들에서, 사용시 슬롯들을 통해 유동하는 원하는 용융 재료 프로파일을 달성하기 위해 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 도관(203)의 부분(617)은 복수의 슬롯들(503)의 인접한 슬롯들 쌍의 각 슬롯을 이격시킬 수 있다. 라인 9-9를 따른 단면 평면에 평행한 단면 평면을 따라 상기 부분(617)에서 도관(203)의 단면은 도 4와 유사하게 나타날 수 있지만 상기 부분(617)으로 대체되는 슬롯을 갖는 중단되지 않는 벽을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 부분(617)은 도관(203)을 강화하는 중단되지 않는 주변 벽(205)을 갖는 도관의 세그먼트의 일부이다. 실제로, 상기 부분(617)은 도관(203)의 치수들 및 슬롯들(503)의 치수들을 유지하는데 도움이 될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 슬롯들은 단부들에서 용융 재료의 유동을 증가시키는 것을 돕기 위해 예시된 전구 모양 단부들과 같은 확대된 단부들을 포함할 수 있고, 이에 의해 도관(203)의 상기 부분(617)에 의해 야기되는 용융 스트림들의 불연속성을 수정하기 위해 인접한 슬롯들의 단부들에서 여분의 용융 재료를 제공할 수 있다. 확장된 단부들이 슬롯들의 대응하는 쌍의 각 단부에 제공되지만, 일부 실시 예들에서, 일 단부에 확장된 단부가 제공될 수 있다. 하나 이상의 확장된 단부들을 제공하기 위해, 각 슬롯의 중간 부분(611)의 중간 길이(603)를 따른 최대 폭(607)은 제1 단부 부분(605a)의 최대 폭(609) 및/또는 제2 단부 부분(605b)의 최대 폭(609)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 중간 부분(611)의 중간 길이(603)를 따른 최대 폭(607)은 제1 단부 부분(605a) 및 제2 단부 부분(605b) 모두의 최대 폭(609)보다 작을 수 있다. 확대된 단부 부분들이 원형 형상을 갖는 전구 모양 단부 부분들로서 예시되지만, 비 원형 형상들이 추가 실시 예들에서 제공될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 복수의 슬롯들(503)에는 도 5에 도시된 바와 같이 3 개의 슬롯들보다 더 큰 임의의 수의 슬롯들이 제공될 수 있다. 추가 실시 예들에서, 강화 브릿지를 제공하기 위해 2 개의 슬롯들 사이의 상기 부분(617)에 단지 2 개의 슬롯들만이 제공될 수 있다. 2 개의 슬롯들 사이의 상기 부분(617)은 도 5에 도시된 길이(1104)의 대칭 중심에 위치할 수 있다. 2 개의 슬롯들을 포함하는 실시 예에서, 상기 부분(617)을 정의하는 슬롯의 대응하는 단부들은 슬롯들 사이의 상기 부분(617)으로 인해 발생하는 유동 손실을 보상하는 것을 돕기 위해 확대된 부분을 선택적으로 포함할 수 있다. 2 개의 슬롯들을 갖는 실시 예에서, 일부 실시 예들은 대응하는 슬롯들의 단지 내부 단부들만이 확대된 부분을 포함하도록 제공될 수 있으며, 여기서 슬롯들은 슬롯들(504a, 504b)과 유사한 대응하는 구성들을 포함할 수 있다. 추가 실시 예들에서, 길이(1104)를 따라 정렬되는 3 개 이상의 슬롯들이 제공될 수 있다.
도 9 및 도 12에서 인식될 수 있는 바와 같이, 슬롯(301, 403) 또는 복수의 슬롯들(503)은 본 개시 내용의 임의의 실시 예들에서 도관(203, 1203)의 최상부 정점에서 주변 벽(205, 1205)의 제1 부분(204a, 1204a)에 제공될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 본 개시 내용의 임의의 실시 예들의 슬롯(들)(301, 403, 503)은 선형 경로를 따라 정렬될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 슬롯들(503)의 각 슬롯은 선형 경로(505)를 따라 서로에 대해 정렬될 수 있다. 추가 실시 예들에서, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 슬롯(301, 403)은 선형 경로를 따라 연속적으로 연장될 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 슬롯(들)이 따라 연장되는 선형 경로는 도관의 유동 방향(1103)으로 연장될 수 있다. 또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 일부 실시 예들에서, 슬롯(들)(301, 403, 503)의 선형 유동 경로, 유동 방향 1103) 및 성형 웨지(209)의 루트(915)는 모두 공통 평면을 따라 연장될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 공통 평면은 도시된 단면 라인 11-11을 따라 연장되고 도관(203), 슬롯(들)(301, 403, 503) 및 루트(915)를 양분하는 수직 평면을 포함할 수 있다. 최상부 정점을 따라 도관, 루트 및 슬롯(들)(301, 403, 503)을 갖는 슬롯(들)을 양분하는 것은 상기 슬롯(들)을 빠져 나가 반대 방향의 유동하는 스트림들(925a, 925b)로 들어가는 용융 재료를 균등하게 분할하는 데 도움을 줄 수 있다. 도시되지 않았지만, 도관을 양분하는 수직 평면이 또한 슬롯을 양분할 수 있거나 슬롯에 평행할 수 있도록 연장되는 복수의 슬롯들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 슬롯 쌍은 도관을 양분하는 수직 평면 주위에 대칭으로 배치될 수 있으며, 여기서 한 쌍의 슬롯의 각 슬롯은 도관의 각 대응 측면에서 용융 재료의 전용 유동을 제공한다. 필수는 아니지만, 수직 평면을 중심으로 한 쌍의 슬롯을 대칭적으로 배치하면 도관의 각 해당 측면에서 유동하는 용융 재료의 유사한 유량들을 제공할 수 있다
도관(203, 1203)의 주변 벽(205, 1205)은, 예를 들어 백금 또는 백금 합금을 포함하는 백금 벽을 포함할 수 있지만, 용융 재료와 양립할 수 있고 상승된 온도에서 구조적 온전성(integrity)을 제공하는 다른 재료들이 제공될 수 있다. 추가 실시 예들에서, 전체 주변 벽(205, 1205)은 백금 또는 백금 합금을 포함하거나 본질적으로 구성될 수 있다. 이와 같이, 일부 실시 예들에서, 도관은 상기 영역(1101, 1202)을 정의하는 주변 벽(205, 1205)을 포함하는 백금 도관(203, 1203)을 포함할 수 있다. 또한, 백금 도관(203, 1203)은, 제공되는 경우, 주변 벽(205, 1205)을 통해 연장될 수 있는 위에서 언급한 바와 같이, 슬롯(들)(301, 403, 503)을 포함할 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 슬롯(들)(301, 403, 503)은 상기 영역(1101, 1202) 및 주변 벽(205, 1205)의 외주면(1105, 1206)과 유체 연통하는 관통 슬롯을 포함할 수 있다.
도관(예를 들어, 백금 도관(203, 1203))의 재료 비용을 줄이기 위해, 도관의 주변 벽(205, 1205)의 두께 "h"는, 예를 들어 약 3 밀리미터(mm) 내지 약 7 mm일 수 있지만, 다른 두께들이 추가 실시 예들에서 사용될 수 있다. 약 3mm 내지 약 7mm 범위 내의 두께 "h"를 도관에 제공하는 것은, 도관에 대해 원하는 수준의 구조적 온전성을 제공하기에 충분히 큰 두께를 제공할 수 있고, 반면에 또한 도관(예를 들어, 백금 도관)을 생산하기 위한 재료의 비용을 줄이기 위해 최소화될 수 있는 두께를 제공할 수 있다.
도관(203, 1203)의 주변 벽(205, 1205)은 제조 및/또는 조립 비용을 줄이고, 및/또는 도관(203, 1203)의 기능성을 증가시키기 위해 광범위한 크기들, 형상들 및 구성들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 외주 벽(205, 1205)의 외주면(1105, 1206) 및/또는 내면(1106, 1207)은 유동 방향(1103)에 수직으로 취해진 단면을 따라 원형 형상을 포함할 수 있지만, 다른 곡선형 형상(예를 들어, 타원형)이나 다각형 형상이 추가 실시 예들에서 제공될 수 있다. 외주면과 내주면 모두의 원형 형상과 같은 곡선 형상을 제공하면 일정한 두께의 주변 벽을 제공할 수 있고, 높은 구조적 강도를 가진 벽을 제공할 수 있으며, 도관(203, 1203)의 상기 영역(1101)을 통한 용융 재료의 일관된 유동을 촉진하는 데 도움이 된다.
본 개시 내용의 임의의 실시 예의 유동 방향에 수직으로 취해진 영역의 단면적은 유동 방향을 따라 동일하게 유지될 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 유동 방향(1103)에 수직으로 취해진 영역(1101)의 단면적은 유동 방향(1103)에서 동일하게 유지될 수 있다. 실제로, 도 11에 도시된 바와 같이, 상류 위치에서 상기 영역(1101)의 단면적(A1)은 하류 위치에서 영역(1101)의 단면적(A2)과 실질적으로 동일할 수 있다. 또한, 도 9-11로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 도관(203)의 외주면(1105) 및/또는 내부면(1106)은 길이(1104)를 따라 동일한 원형 형상(또는 다른 형상)을 포함할 수 있다. 이러한 실시 예들에서, 슬롯(들)을 따라 다양한 위치에 있는 슬롯(들)(301, 403, 503)을 통한 체적 유량은 위에서 논의된 바와 같이 유동 방향(1103) 및/또는 유동 방향(1103)의 반대 방향으로 슬롯(들)(301, 403, 503)의 폭을 수정함으로써 제어(예를 들어, 실질적으로 동일하게 유지)될 수 있다.
본 개시의 임의의 실시 예의 유동 방향에 수직으로 취해진 영역의 단면적은 대안적으로 유동 방향을 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 도관(1203)의 유동 방향(1103)에 수직으로 취해진 영역(1202)의 단면적은 도관(1203)의 유동 방향(1103)으로 감소될 수 있다. 실제로, 도 12에 도시된 바와 같이, 상류 위치에서 영역(1202)의 단면적(A1)은 하류 위치에서 영역(1101)의 단면적(A2)보다 클 수 있다. 일부 실시 예들에서, 도시된 바와 같이, 단면적은 유동 방향(1103)을 따라 A1에서 A2로(예를 들어, 일정한 속도로) 연속적으로 감소할 수 있지만, 단면적은 다양한 속도로 감소하거나 단면적의 단계 감소를 제공할 수 있다. 유동 방향(1103)을 따라 일정한 속도로 단면적의 연속적인 감소를 제공하는 것은 슬롯의 길이를 따라 슬롯(들)(301, 403, 503)을 통해 용융 재료의 보다 일정한 유동 속도를 제공할 수 있다. 또한, 도 12로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 도관(1203)의 외주면(1206) 및/또는 내부면(1207)은 길이(1104)를 따라 기하학적으로 유사한 원형 단면 형상(또는 다른 형상)을 포함할 수 있다. 이러한 실시 예들에서, 슬롯(들)을 따라 다양한 위치들에서 슬롯(들)(301, 403, 503)을 통한 체적 유량은, 유동 방향(1103)을 따라 상기 영역(1202)의 단면적을 단독으로 감소시킴으로써, 또는 위에서 논의된 바와 같이 유동 방향(1103)으로 및/또는 유동 방향 반대 방향으로 슬롯(들)(301, 403, 503)의 폭을 증가시키는 것과 조합하여 감소시킴으로써 제어(예를 들어, 실질적으로 동일하게 유지)될 수 있다.
본 개시 내용의 임의의 실시 예의 도관(203, 1203)(예를 들어, 백금 도관)은 연속적인 도관을 포함할 수 있지만, 분할된 도관이 추가 실시 예들에서 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 11 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 도관(203, 1203)은 도관의 길이를 따라 분할되지 않는 연속적인 도관을 포함할 수 있다. 이러한 연속적인 도관은 증가된 구조적 강도를 갖는 이음매가 없는(seamless) 도관을 제공하는 데 유리할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 분할된 도관이 제공될 수 있다. 예를 들어,도 15에 도시된 바와 같이, 성형 용기(1501)의 도관(203, 1203)(예를 들어, 백금 도관)은 인접한 도관 세그먼트 쌍의 접경한(abutting) 단부들 사이의 조인트들(1505a, 1505b)에서 직렬로 함께 연결될 수 있는 도관 세그먼트들(1503a, 1503b, 1503c)를 선택적으로 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 조인트들은 슬롯(301)의 길이를 따라 연장되는 일체형(integral) 도관으로서 도관 세그먼트들(1503a, 1503b, 1503c)을 일체로 결합하기 위해 용접된 조인트들을 포함할 수 있다. 도관을 일련의 도관 세그먼트들(1503a, 1503b, 1503c)로서 제공하는 것은 일부 응용 분야에서 도관 제작을 단순화할 수 있다.
성형 용기(140, 401, 501, 1001, 1201, 1401, 1501)의 실시 예들은 도관(203, 1203) 및 상기 영역(1101, 1202) 내의 용융 재료의 중량을 지지하도록 배치된 지지 부재(903, 1003)(도 9 및 10 참조)를 선택적으로 포함할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 지지 부재(1003)는 도관(203, 1203) 및 관련된 용융 재료의 중량을 지지하도록 설계된 상부 표면(1005)을 포함할 수 있다. 상부 지지 표면(1005)은 평평한 표면으로 도시되지만, 오목한 표면과 같은 다른 표면들이 추가 실시 예들에서 제공될 수 있다. 오목한 표면으로 제공되는 경우, 지지 표면(1005)에 대해 도관을 배치시키고 지지 표면(1005)을 따라 도관의 중량을 더 균일하게 분배하는 것을 돕는 크래들(cradle)을 제공하기 위해 오목한 표면은 도관(203, 1203)의 외주면(1105, 1206)의 볼록한 표면 세그먼트와 기하학적으로 유사할 수 있다.
추가 실시 예들에서, 도관(203, 1203)의 중량 및 도관과 관련된 용융 재료를지지하는 것에 부가하여, 지지 부재는 슬롯(들)(301, 403, 503)의 형상 및 치수들과 같은 도관(203, 1203)의 형상 및/또는 치수들을 유지하는 것을 돕도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 성형 용기(140, 401, 501, 1201, 1401, 1501)의 실시 예들은 주변 벽(205, 1205)의 제2 부분(204b, 1204b)을 수용하는 영역(909)을 정의하는 지지 표면(905)을 포함하는 지지 부재(903)를 포함할 수 있다(예를 들어, 도 9, 11 및 12 참조). 도 9, 11 및 12에 도시된 바와 같이, 주변 벽(205, 1205)의 제1 부분(204a, 1204a)은 주변 벽(205, 1205)의 제2 부분(204b, 1204b)에 대향될 수 있다. 결과적으로, 주변 벽(205, 1205)의 제2 부분(204b, 1204b)과 연관된 도관(203, 1203)의 가장 낮은 부분들은 지지 부재(903)의 지지 표면(905)에 의해 정의된 영역(909) 내에 수용되고 안착될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 지지 부재(903)의 지지 표면(905)은 도관(203, 1203)의 주변 벽(205, 1205)의 외주면(1105, 1206)의 약 25 % 내지 약 60 %를 둘러쌀 수 있다. 외주면(1105, 1206)의 약 25 % 내지 약 60 %를 둘러싸는 지지 표면을 제공하는 것은, 그렇지 않으면 바람직하지 않게 슬롯(들)(301, 403, 503)의 폭을 증가시킬 수 있는 도관(203, 1203)의 주변 벽(205, 1205)의 대향하는 부분들의 측면 변형을 방지하는 데 도움이 될 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 위의 도 5 및 6에 대하여 설명된 도관의 부분(617)에 의해 이격된 복수의 슬롯들(503)은 도관(203, 1203)의 주변 벽(205, 1205)의 대향하는 부분들의 측면 변형을 방지하는 데 더 도움이 되고, 슬롯들(503)의 폭을 유지하는 데 더 도움이 되도록 도관의 강도를 더욱 증가시킬 수 있다. 따라서, 외주면(1105, 1206)의 적어도 일부를 둘러싸는 것은 슬롯의 길이(1104)를 따라 슬롯(들)(301, 403, 503)의 폭의 치수를 유지하기 위해 변형을 방지하는 데 도움을 줄 수 있으며, 이에 따라 사용중인 슬롯(301)을 통한 용융 재료의 일관된 유동 특성을 제공할 수 있다. 또한, 본 개시의 임의의 슬롯을 복수의 슬롯들(예를 들어, 강화 부분(617)을 갖는 복수의 슬롯들(503))로서 제공하는 것은 변형을 방지하고 슬롯(들)(301, 403, 503)의 폭의 치수들을 유지하는 데 더 도움이 될 수 있다. 또한, 도관(203, 1203)의 단면 형상은 또한 유동 방향(1103)을 따라 이동하는 용융 재료의 원하는 속성을 유지하는 데 도움이 되도록 원하는 미리 결정된 형상으로 유지될 수 있다.
도 9, 11-13에 도시된 바와 같이, 주변 벽(205, 1205)의 제2 부분(204b, 1204b)을 수용하는 영역(909)의 깊이 "D"는 슬롯(들)(301, 403, 503)의 길이(1104)를 따라 실질적으로 동일하게 유지될 수 있다. 대안적으로, 도 14-15에 도시된 바와 같이, 주변 벽(205, 1205)의 제2 부분(204b, 1204b)을 수용하는 영역(909)의 깊이는 슬롯(들)(301, 403, 503)의 길이(1104)를 따라 변할 수 있다. 이러한 실시 예들은 더 적은 측면 지지를 필요로 하는 영역들에서 지지 부재를 형성하기 위해 사용된 재료의 양을 최소화할 수 있으며, 반면에 추가로 측면 지지가 요구될 수 있는 위치들에서 추가적인 측면 지지를 위해 증가된 깊이를 추가로 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 주변 벽의 제2 부분(204b, 1204b)을 수용하는 영역(909)의 깊이는 도관(203, 1203)의 유동 방향(1103)에서 측정된 슬롯(301)의 길이(1104)의 약 33 % 미만의 위치에서 깊이 "D2"에서 가장 클 수 있다. 일부 실시 예들에서, 주변 벽의 깊이는 입구 도관(141)(도 1 참조)의 상부 단부의 대칭적 중심선으로부터 유동 방향(1103)으로 도관(203, 1203)의 축방향 길이의 약 33 % 이하의 위치에서 가장 클 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 슬롯(들)(301, 403, 503)의 길이(1104)의 약 33 % 미만과 같이, 도관(203, 1203)의 축 방향 길이의 약 33 % 이하의 위치에서 증가된 깊이 "D2"를 제공하는 것은, 예를 들어 슬롯(들)(301, 403, 503)의 폭과 같이 도관(203, 1203)의 치수들을 유지하기 위해 더 적은 측면 지지를 필요로 하는 다른 위치들에서 깊이(예를 들어, 깊이 "D1"에서)를 줄이면서 응력이 최대화되는 위치에서 도관(203, 1203)의 측면 지지를 최대화할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 도 5에 도시된 바와 같이, 성형 용기(1501)의 도관(203, 1203)(예를 들어, 백금 도관)은 인접한 도관 세그먼트들 쌍들의 접경한 단부들 사이의 조인트들(1505a, 1505b)에서 직렬로 함께 연결될 수 있는 도관 세그먼트들(1503a, 1503b, 1503c)를 선택적으로 포함할 수 있다. 이러한 실시 예들에서, 도 15에 도시된 바와 같이, 주변 벽(205, 1205)의 제2 부분(204b, 1204b)을 수용하는 영역(909)의 깊이 "D2"는 도관 세그먼트들(1503a, 1503b, 1503c)의 다른 위치들(1507b)에서 보다 조인트(1505a, 1505b)의 측면 위치(1507a)에서 더 클 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 조인트들(1505a, 1505b)의 측면 위치들(1507a)에서 증가된 깊이 "D2"를 제공하는 것은, 일부 실시 예들에서 더 낮은 측면 지지를 필요로 하는 중간 위치들(1507b)에서의 깊이를 감소시키면서 조인트에서의 임의의 불연속성으로 인해 응력 집중들이 발생하는 위치에서 도관(203, 1203)의 측면 지지를 최대화할 수 있다.
본 개시의 지지 부재들(903, 1003)은, 예를 들어 단일의 모놀리식 지지 부재(예를 들어, 단일의 모놀리식 지지 빔)로서 제공될 수 있다. 일부 대안적인 실시 예들에서, 도 9-15에 도시된 바와 같이, 지지 부재들(903, 1003)은 제1 지지 빔(904a, 1004a) 및 제1 지지 빔을 지지하는 제2 지지 빔(904b, 1004b)을 선택적으로 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 지지 빔(904a, 1004a) 및 제2 지지 빔(904b, 1004b)은, 제1 지지 빔(904a, 1004a)이 제2 지지 빔(904b, 1004b)의 상부에 적층되는 지지 빔들의 스택을 포함할 수 있다. 지지 빔 스택을 제공하는 것은 제조 비용을 단순화하거나 줄일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 제2 지지 빔(904b, 1004b)은, 제2 지지 빔(904b, 1004b)의 대향하는 단부 부분들이 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 대향하는 위치들(158a, 158b)에서 지지되는(예를 들어, 단순히 지지된) 루트(915)의 폭의 외부에서 측면 방향으로 연장될 수 있도록 제1 지지 빔(904a, 1004a)보다 더 길 수 있다. 이와 같이, 제2 지지 빔(904b, 1004b)은 형성된 유리 리본(103)의 폭 "W"보다 길 수 있고, 성형 용기의 길이를 따라 성형 용기를 완전히 지지하기 위해 성형 용기(140, 401, 501, 1001, 1201, 1401, 1501)를 통해 측면 방향으로 연장되는 중공 영역(912)을 통해 연장될 수 있다. 또한, 제2 지지 빔(904b, 1004b)은, 지지 빔에 대한 관성의 비교적 높은 굽힘 모멘트를 여전히 제공하면서 재료 비용을 줄이기 위해 중공 형상, I-빔의 형상 또는 다른 형상이 제공될 수 있지만, 도시된 직사각형 형상과 같은 형상을 포함할 수 있다. 또한, 제1 지지 빔(904a, 1004a)은 위에서 논의된 바와 같이 도관의 형상 및 치수들을 유지하는 것을 돕기 위해 도관을 지지하는 형상으로 제조될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 제1 지지 빔(904a, 1004a) 및 제2 지지 빔(904b, 1004b)은 실질적으로 동일하거나 동일한 재료로 제조될 수 있지만, 대안적인 재료들이 추가 실시 예들에서 제공될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 지지 부재들(903, 1003)은 1400 ℃의 온도에서 1 MPa 내지 5 MPa의 압력 하에서 1 x 10-12 1/s 내지 1 x 10-14 1/s의 크리프 속도를 갖는 지지 재료로 제조될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 도관의 중량을 지지하도록 위치된 지지 부재는, 일부 실시 예들에서 1400 ℃의 온도에서 1 MPa 내지 5 MPa의 압력 하에서 1 x 10-12 1/s 내지 1 x 10-14 1/s의 크리프 속도를 포함할 수 있는 세라믹 재료(예를 들어, 탄화 규소)로 제조될 수 있다. 이러한 지지 재료는, 성형 용기 및 성형 용기에 의해 운반된 용융 재료의 중량 하에서 큰 응력을 견딜 수 있는 비교적 저렴한 재료로 제조된 지지 부재(903, 1003)를 제공하면서, 용융 재료를 오염시키지 않으면서 용융 재료와 물리적으로 접촉하기에 이상적인 백금 또는 다른 비싼 내화 재료들의 사용을 최소화하는 성형 용기(140, 401, 501, 1001, 1201, 1401, 1501)를 제공하기 위해 최소한의 크리프로 고온(예를 들어, 1400 ℃)에서 도관 및 도관에 의해 운반되는 용융 재료에 대한 충분한 지지를 제공할 수 있다. 동시에, 위에서 논의된 재료로 제조된 지지 부재(903, 1003)는 높은 응력 및 온도 하에서 크리프를 견딜 수 있어 도관 및 도관과 관련된 벽(예를 들어, 백금 벽들)의 위치 및 모양을 유지할 수 있게 한다.
본 개시의 실시 예들의 임의의 성형 용기(140, 401, 501, 1001, 1201, 1401, 1501)는 성형 웨지를 포함할 수 있다. 성형 웨지(207) 및 관련된 구조들(예를 들어, 측벽들(911a, 911b))은, 유사하거나 동일한 성형 웨지(207)가 본 개시의 임의의 실시 예의 피쳐들(features)과 결합될 수 있다는 이해와 함께, 도 2, 9, 10에 도시된 실시 예들을 참조하여 설명될 것이다. 예를 들어, 도 2 및 도 9에 도시된 바와 같이, 성형 용기는 인발 방향(154)으로 도관(203, 1203)의 슬롯(들)(301, 403, 503)의 하류에 위치된 성형 웨지(207)를 포함한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 성형 웨지(207)는 제1 웨지 표면(913a)을 정의하는 제1 측벽(911a) 및 제2 웨지 표면(913b)을 정의하는 제2 측벽(911b)을 포함할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 웨지 표면(913a) 및 제2 웨지 표면(913b)은 성형 웨지(207)의 루트(915)를 형성하기 위해 하류의 인발 방향(154)으로 수렴할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 측벽들(911a, 911b)은 도관들의 조성과 유사하거나 동일한 백금 및/또는 백금 합금을 포함할 수 있지만, 다른 조성들이 추가 실시 예들에서 사용될 수 있다. 이와 같이, 일부 실시 예들에서, 제1 측벽(911a) 및 제2 측벽(911b)은 각각 백금 측벽을 포함할 수 있다. 재료 비용을 줄이기 위해, 측벽들(911a, 911b)(예를 들어, 백금 측벽들)의 두께는, 예를 들어 약 3mm 내지 약 7mm 범위 내에 있을 수 있다. 두께를 줄이면 전반적인 재료 비용이 감소될 수 있다. 동시에, 측벽들의 구성 및/또는 지지 부재의 배치는 상대적으로 낮은 두께에도 불구하고 사용시 변형에 저항하기에 충분한 구조적 온전성을 갖는 측벽들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 지지 부재(903, 1003)는 제1 측벽(911a)의 상류 부분(917a)과 제2 측벽(911b)의 상류 부분(917b) 사이에 위치할 수 있다. 이와 같이, 상류 부분들(917a, 917b) 사이의 간격은 그들 사이에 위치한 지지 부재(903, 1003)에 의해 유지될 수 있다. 또한, 재료 비용을 추가로 감소시키고 지지 부재가 위치들(158a, 158b)에서 도관을 지지하기 위해 중공 영역을 통해 연장할 수 있도록 하게 할 수 있는 중공 영역(912)이 선택적으로 제공될 수 있다. 또한, 제1 측벽(911a) 및 제2 측벽(911b)은 하류의 인발 방향(154)으로 수렴하여 루트(915)를 형성하며, 여기서 지지 부재들(903, 1003)의 측벽들 및 베이스에 의해 강한 삼각형 구성이 형성될 수 있다. 이와 같이, 약 3mm내지 약 7mm 범위 내에서 상대적으로 얇은 측벽들을 가지고 구조적으로 견고한 구성을 달성할 수 있다.
도 9 및 10에 도시된 바와 같이, 일부 실시 예들에서, 제1 측벽(911a)(예를 들어, 백금 측벽)의 상류 부분(917a)의 상류 단부(919a)는 제1 인터페이스(921a)에서 도관(203)(예를 들어, 백금 도관)의 주변 벽(205)에 부착될 수 있다. 마찬가지로, 제2 측벽(911b)(예를 들어, 백금 측벽)의 상류 부분(917b)의 상류 단부(919b)는 제2 인터페이스(921b)에서 도관(203)(예를 들어, 백금 도관)의 주변 벽(205)에 부착될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 인터페이스(921a) 및 제2 인터페이스(921b)는 각각 도관(203)의 슬롯(들)(301, 403, 503)의 하류에 위치할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 측벽들(911a, 911b)의 상류 단부들(919a, 919b)은 도관(203)의 주변 벽(205)에 용접되고 도관의 상부 부분의 외부 표면과 측벽들의 외부 표면 사이에 매끄러운 대응하는 인터페이스(921a, 921b)를 갖도록 기계 가공될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 제1 및 제2 측벽의 상류 부분들은 도 10에 도시된 바와 같이 서로 평행할 수 있다. 대안적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 측벽(911a)의 상류 부분(917a) 및 제2 측벽(911b)의 상류 부분(917b)은 대응하는 인터페이스(921a, 921b)로부터 하류 방향(154)으로 초기에 서로 멀어진다. 측벽들을 서로 멀어지게 하는 것은, 일부 실시 예들에서 지지 부재(903)를 위한 공간을 증가시키면서 하류 방향(154)을 따라 용융 재료의 하향 유동을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 지지 부재(903)의 지지 표면(905)은 베이스 벽(908)에 의해 정의될 수 있고, 베이스 벽(908)으로부터 상향 연장되는 대향하는 채널 벽들(906a, 906b)의 내부로 마주보는 채널 벽 표면들에 대향될 수 있다. 대향하는 채널 벽들(906a, 906b)의 내부로 마주보는 채널 벽 표면들 및 베이스 벽(908)의 내부로 마주보는 바닥 표면은 주변 벽(205)의 제2 부분(204b)을 수용하기 위해 도시된 채널 영역을 포함할 수 있는 영역(909)을 정의하는 크래들을 형성할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 벽의 재료는 지지 부재(903, 1003)의 재료와의 물리적 접촉에 부적합할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 벽은 백금(예를 들어, 백금 또는 백금 합금)을 포함할 수 있으며, 지지 부재(903, 1003)는 부식되거나 그렇지 않으면 지지 부재와 접촉하는 벽의 백금과 화학적으로 반응할 수 있는 탄화 규소를 포함할 수 있다. 이와 같이, 일부 실시 예들에서, 부적합한 재료들 사이의 접촉을 피하기 위해, 벽의 임의의 부분(예를 들어, 제1 측벽(911a), 제2 측벽(911b)) 및 도관(203, 1203)의 임의의 부분이 지지 부재 (903, 1003)의 임의의 부분과 물리적으로 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 측벽(911a) 및 제2 측벽(911b)은 각각 지지 부재(903, 1003)의 임의의 부분과 물리적으로 접촉하는 것으로부터 이격된다. 또한, 도관(203, 1203)은 지지 부재(903, 1003)의 임의의 부분과 물리적으로 접촉하는 것으로부터 이격될 수 있다. 지지 부재로부터 벽을 이격시키기 위해 다양한 기술이 사용될 수 있다. 예를 들어, 필라들 또는 리브들이 간격을 제공하기 위해 제공될 수 있다.
추가 실시 예들에서, 도시된 바와 같이, 중간 재료 층(923)이 측벽들(903, 1103)과 지지 부재(903, 1003) 사이에 제공되어 측벽들(903, 1103) 및 도관(203, 1203)이 지지 부재(903, 1003)와 접촉하는 것으로부터 이격시킬 수 있다. 일부 실시 예들에서, 중간 재료 층(923)은 측벽들(911a, 911b)의 모든 부분들과 지지 부재(903, 1003)의 인접한 이격된 부분들 사이에 연속적으로 제공될 수 있다. 연속적인 중간 재료 층(923)을 제공하는 것은 측벽들로부터 이격된 지지 부재(903, 1003)의 표면에 의해 측벽들의 모든 부분을 가로질러 지지를 용이하게 할 수 있다.
도시된 바와 같이, 일부 실시 예들에서, 도관(203, 1203)의 주변 벽(205, 1205)의 제2 부분(204b, 1204b)은 지지 부재(903, 1003)에 의해 지지된 영역(909) 내에 위치될 수 있고, 여기서 도관(203, 1203)(예를 들어, 도관의 모든 부분들)은 지지 부재(903, 1003)의 임의의 부분과 물리적으로 접촉하지 않도록 이격될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 중간 재료 층(923)은 도관(203, 1203)의 모든 부분들이 지지 부재(903, 1003)의 임의의 부분과 물리적으로 접촉하지 못하도록 이격시키기 위해 연속적인 중간 재료 층으로서 제공될 수 있다. 이와 같이, 중간 재료 층(923)은 도관(203, 1203)의 상기 부분들에 대한 연속적인 지지를 제공하여 도관(203, 1203)의 변형 및 크리프에 대한 강도 및 저항을 증가시킬 수 있다.
중간 재료(923)로서 벽 및 지지 부재의 재료에 따라 다양한 재료들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 재료는 성형 용기들(140, 401, 501, 1001, 1201, 1401, 1501)로 용융 재료를 포함하고 안내하는 것과 관련된 높은 온도 및 압력 조건 하에서 백금 및 탄화규소와 접촉시키기에 적합한 알루미나 또는 다른 재료를 포함할 수 있다. 따라서, 일부 실시 예들에서, 백금 또는 백금 합금 측벽들 및 백금 도관은 알루미나를 포함하는 중간 재료 층을 통해 탄화규소를 포함하는 지지 부재(903, 1003)의 임의의 부분과 물리적으로 접촉하는 것으로부터 이격될 수 있다.
위에서 논의된 임의의 성형 용기(140, 401, 1001, 1201, 1401, 1501)로 용융 재료(121)의 양으로부터 유리 리본(103)을 제조하는 방법들은 도관(203, 1203)의 유동 방향(1103)으로 영역(1101) 내에서 용융 재료(121)를 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 방법은 용융 재료의 제1 스트림(925a) 및 용융 재료의 제2 스트림(925b)으로서 도관(203, 1203)의 영역(1101)으로부터 슬롯(들)(301, 403)을 통해 용융 재료(121)를 유동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 하류 방향(154)을 따라 제1 웨지 표면(913a) 상의 용융 재료의 제1 스트림(925a) 및 하류 방향(154)을 따라 제2 웨지 표면(913b) 상의 용융 재료의 제2 스트림(925b)을 유동시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 방법은 이어서 유리 리본(103)으로서 성형 웨지(207)의 루트(915)로부터 용융 재료의 제1 스트림(925a) 및 용융 재료의 제2 스트림(925b)을 인발하는 단계를 포함할 수 있다.
임의의 실시 예의 슬롯은, 위에서 논의된 성형 용기(140, 1001, 1201, 1401, 1501)에 복수의 슬롯들(예를 들어, 위에서 논의된 복수의 슬롯들(503))로서 제공될 수 있다. 이러한 실시 예들에서, 임의의 성형 용기(140, 1001, 1201, 1401, 1501)로 유리 리본을 제조하는 상기 방법들은 도관(203, 1203)의 유동 방향(1103)으로 상기 영역(1101) 내에서 용융 재료(121)를 유동시키는 단계를 포함한다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 방법은 도관(203, 1203)의 영역(1101)으로부터 복수의 슬롯들(503)의 각 슬롯을 통해 용융 재료(121)를 유동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 용융 재료의 제1 스트림(925a) 및 용융 재료의 제2 스트림(925b)으로의 복수의 슬롯들(503)의 각 슬롯을 통해 유동하는 용융 재료(121)를 병합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 실제로, 일부 실시 예들에서 슬롯들의 확장된 단부들은 복수의 슬롯들(503)의 슬롯 쌍들 사이에서 연장되는 도관의 부분(917)에 의해 생성된 갭을 채우는 것을 돕기 위해 단부들에서 증가된 체적 유동을 제공할 수 있다. 도 9를 참조하면, 상기 방법은 하류 방향(154)을 따라 제1 웨지 표면(913a)상의 용융 재료의 제1 스트림(925a) 및 하류 방향(154)을 따라 제2 웨지 표면(913b)상의 용융 재료의 제2 스트림 (925b)을 유동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이어서, 상기 방법은 이어서 유리 리본(103)으로 냉각될 수 있는 용융 재료의 융합 시트로서, 성형 웨지(207)의 루트(915)로부터 용융 재료의 제1 스트림(925a) 및 용융 재료의 제2 스트림(925b)을 인발시키는 단계를 포함할 수 있다.
도 4의 성형 용기(401)를 사용하여 유리 리본(103)을 생산하는 예시적인 실시 예들은 도관(203)의 주변 벽(205)에 의해 정의된 영역(1101) 내의 용융 재료(121)를 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 도관은 주변 벽(205)의 외부 표면을 통해 연장되고, 제1 외부 단부 부분(405a), 제2 외부 단부 부분(405b), 및 제1 외부 단부 부분(405a)과 제2 외부 단부 부분(405b) 사이에 위치하는 중간 부분(404)을 포함하는 슬롯(403)을 포함할 수 있다. 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 슬롯(403)의 제1 외부 단부 부분(405a) 및 제2 외부 단부 부분(405b)은 각각 반대되는 방향들(407a, 407b)로 테이퍼질 수 있다. 상기 방법은 용융 재료(121)를 주변 벽 내의 슬롯(403)을 통해 유동시키는 것을 포함할 수 있으며, 여기서, 도 8에서 정규화된 체적 유동 프로파일(803)에 의해 도시된 바와 같이, 슬롯(403)을 통한 용융 재료(121)의 체적 유동 프로파일은 제1 단부 부분(405a)의 위치 및 제2 단부 부분(405b)의 위치에서의 체적 용융 재료 유량보다 큰 중간 부분(404)의 위치에서의 체적 용융 재료 유량을 포함한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 방법은 하류 방향(154)을 따라 제1 웨지 표면(913a) 위로 슬롯(403)으로부터 용융 재료의 제1 스트림(925a)을 유동시키고, 하류 방향(154)을 따라 제2 웨지 표면(913b) 위로 슬롯(403)으로부터 용융 재료의 제2 스트림(925b)을 유동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이와 같이, 용융 재료의 제1 스트림(925a) 및 용융 재료의 제2 스트림(925b)은 루트(915)를 향해 하류 방향(154)으로 수렴한다. 그 다음 상기 방법은 이후 유리 리본(103)으로 냉각되는 용융 재료의 융합 시트로서, 성형 웨지(207)의 루트(915)로부터 용융 재료의 제1 스트림(925a) 및 용융 재료의 제2 스트림(925b)을 인발하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 각각의 실시 예에서, 유리 리본(103)은 인발 방향(154)으로 인발 평면에서 루트(915)로부터 융합 인발될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 유리 분리기(149)(도 1 참조)는 이어서 후속적으로 분리 경로(151)를 따라 유리 리본(103)으로부터 유리 시트(104)를 분리할 수 있다. 예시된 바와 같이, 일부 실시 예들에서, 분리 경로(151)는 제1 외부 에지(153)와 제2 외부 에지 사이의 유리 리본(103)의 폭 "W"를 따라 연장될 수 있다. 추가적으로, 일부 실시 예들에서, 분리 경로(151)는 유리 리본(103)의 인발 방향(154)에 수직으로 연장될 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 인발 방향(154)은 유리 리본(103)이 성형 용기로부터 융합 인발될 수 있는 방향을 정의할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 유리 리본(103)은 ≥50 mm/s, ≥100 mm/s, 또는 ≥500 mm/s, 예를 들어 약 50 mm/s 내지 약 50 mm/s, 예를 들어 약 100 mm/s 내지 약 500 mm/s, 및 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들의, 인발 방향(154)을 따라 횡단하는 속도를 포함할 수 있다.
본 개시의 실시 예들의 전반에 걸쳐, 유리 리본(103)의 폭 "W"는, 예를 들어 약 20 mm 이상, 예를 들어 약 50 mm 이상, 예를 들어 약 100 mm 이상, 예를 들어 약 500 mm 이상, 예를 들어 약 1000 mm 이상, 예를 들어 약 2000 mm 이상, 예를 들어 약 3000 mm 이상, 예를 들어 약 4000 mm 이상일 수 있으며, 전술한 폭들보다 작거나 큰 다른 폭들이 추가 실시 예들에서 제공될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 유리 리본(103)의 폭 "W"는 약 20 mm 내지 약 4000 mm, 예를 들어 약 50 mm 내지 약 4000 mm, 예를 들어 약 100 mm 내지 약 4000 mm, 예를 들어 약 500 mm 내지 약 4000 mm, 예를 들어 약 1000 mm 내지 약 4000 mm, 예를 들어 약 2000 mm 내지 약 4000 mm, 예를 들어 약 3000 mm 내지 약 4000 mm, 예를 들어 약 20 mm 내지 약 3000 mm, 예를 들어 약 50 mm 내지 약 3000 mm, 예를 들어 약 100 mm 내지 약 3000 mm, 예를 들어 약 500 mm 내지 약 3000 mm, 예를 들어 약 1000 mm 내지 약 3000 mm, 예를 들어 약 2000 mm 내지 약 3000 mm, 예를 들어 약 2000 mm 내지 약 2500 mm, 및 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들일 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 분리 경로(151)를 따라 유리 리본(103)으로부터 유리 시트(104)를 분할하기 전 또는 후에, 유리 리본(103) 또는 유리 시트(104)는 대응하는 유리 분리기(157)를 사용하여 하나 이상의 수직 분리 경로들(507a, 507b, 507c, 507d)을 따라 복수의 분할된 유리 리본들 또는 복수의 분할된 유리 시트들로 분리될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 일단 분리 경로들(507a, 507b, 507c, 507d)을 따라 유리 분리기들(157)을 사용하여 분리되면, 외부 부분들은 리본의 전구 모양 에지들을 제거하도록 폐기되며, 그에 따라 하나 이상의 중앙의 깨끗한 유리 리본(들)/유리 시트(들)로 분리되는 깨끗한 중앙 부분(152)을 남길 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 일부 실시 예들에서, 분리 경로들(507a, 507b, 507c, 507d)은 각각 복수의 슬롯들(503)의 인접한 슬롯들의 대응하는 쌍의 한 쌍의 인접한 단부 부분들(605a, 605b) 사이의 측면 방향 위치와 정렬될 수 있다. 그 방식으로, 분리 경로들은 복수의 슬롯들(503)의 슬롯 쌍들 사이에서 연장되는 도관의 부분(917)으로부터 발생하는 유리 리본에서 임의의 불연속성을 가지고 정렬될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 분리 경로에서의 이러한 불연속성은 분리 경로를 따라 분리된 유리 리본/유리 시트의 에지에 위치될 수 있다. 이와 같이, 분리 경로의 정렬된 위치로 인한 임의의 불연속성은 분리된 유리 리본들/유리 시트들의 에지(들)에 위치될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 분리 경로와 관련된 부분(917)으로 인한 불연속성에 기인한 유리의 바람직하지 않은 속성은, 상기 불연속성이 사용시 광을 전달하는 데 사용할 수 없는 유리 리본들/유리 시트들의 에지들로 제한될 수 있기 때문에, 유리 리본들/유리 시트들의 기능성을 방해하지 않을 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 유리 리본(103)은 반대 방향을 향하고 두께 "T"(예를 들어, 평균 두께)를 정의하는, 유리 리본(103)의 제1 주 표면 및 유리 리본(103)의 제2 주 표면과 함께 루트(915)로부터 인발될 수 있다. 본 개시의 전체에 걸쳐서 일부 실시 예들에서, 본 개시의 성형 용기들은 유리 리본(103)의 두께 "T"가 약 2 밀리미터(mm) 이하, 약 1 밀리미터 이하, 약 0.5 밀리미터 이하, 예를 들어 약 300 마이크로미터(㎛) 이하, 약 200 마이크로미터 이하, 또는 약 100 마이크로미터 이하일 수 있다는 것을 제공할 수 있지만, 다른 두께들이 추가 실시 예들에서 제공될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 유리 리본(103)의 두께 "T"는, 모든 범위들 및 그들 사이에서 두께들 하위 범위들을 포함하여, 약 50 ㎛ 내지 약 750 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 700 ㎛, 약 200 ㎛ 내지 약 600 ㎛, 약 300 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 700 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 600 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 400 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 300 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛ 일 수 있다. 또한, 유리 리본(103)은 소다-라임 유리, 보로실리케이트 유리, 알루미노-보로실리케이트 유리, 알칼리-함유 유리 또는 무 알칼리 유리를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 다양한 조성물들을 포함할 수 있다.
상기 개시된 다양한 실시 예들은 특정 실시 예와 관련하여 설명된 특정 피쳐들, 요소들 또는 단계들을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 하나의 특정 실시 예와 관련하여 설명되었지만, 특정 피쳐, 요소, 또는 단계는 예시되지 않은 다양한 조합들 또는 순열들로 대안적 실시 예들과 교환되거나 또는 결합될 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어들 "the", "a", 또는 "an"은 "적어도 하나(at least one)"를 의미하며, 명시적으로 반대로 지시되지 않는 한 "단지 하나(only one)"으로 제한되지 않아야 함을 이해해야 한다. 마찬가지로, "복수(plurality)"는 "하나 이상(more than one)"을 의미하는 것으로 의도된다.
명세서에서 범위들은 "약" 하나의 특정 값으로부터 및/또는 "약" 다른 특정 값까지로 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 경우, 실시 예들은 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 값들이 선행하는 "약"을 사용하여 근사치들로 표현될 경우, 상기 특정 값은 다른 실시 예를 형성하는 것으로 이해될 것이다. 범위들의 각각의 종말점들은 다른 종말점과 관련하여, 그리고 다른 종말점과 독립적으로 중요하다는 것이 추가로 이해될 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어들 "실질적인(substantial)", "실질적으로(substantially)" 및 이의 변형들은 설명된 피쳐가 값 또는 설명과 동일하거나 대략적으로 동일하다는 것을 나타내려고 의도된다.
달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본 명세서에 설명된 임의의 방법은 그 단계들이 특정 순서로 수행될 필요가 있는 것으로 해석되는 것이라고 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항은 실제로 그 단계들에 뒤따르는 순서를 실제로 언급하지 않거나, 또는 단계들이 특정 순서로 제한된다는 것이 청구 범위 또는 설명에 달리 구체적으로 언급되지 않은 경우, 어떠한 특정 순서로 추론되도록 의도된 것은 아니다.
특정 실시 예들의 다양한 피쳐들, 요소들 또는 단계들이 과도기 문구 "포함하는(comprising)"을 사용하여 개시될 수 있지만, 과도기 문구 "consisting" 또는 "consisting essentially of"를 사용하여 설명될 수 있는 것을 포함하는 대안적 실시 예들이 암시된다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 예를 들어, A + B + C를 포함하는 장치에 대한 암시적 대안 실시 예들은 장치가 A + B + C로 구성된 실시 예들 및 장치가 본질적으로 A + B + C로 구성된 실시 예들을 포함한다
본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 개시 내용에 대해 다양한 수정들 및 변형들이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 개시 내용은 첨부된 청구 범위 및 그 균등물의 범위 내에 있는 경우 본 명세서의 실시 예들의 수정들 및 변형들을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (17)

  1. 주변 벽을 포함하는 도관으로서, 상기 주변 벽은 상기 도관의 유동 방향으로 연장되는 영역을 정의하며, 상기 주변 벽의 제1 부분은 상기 주변 벽을 통해 연장되는 복수의 슬롯들을 포함하며, 여기서 상기 복수의 슬롯들의 각 슬롯은 상기 영역과 유체 연통되며, 상기 복수의 슬롯들 중의 적어도 하나의 슬롯은 제1 단부 부분과 제2 단부 부분 사이에서 연장되는 중간 길이를 포함하며, 여기서 상기 중간 길이를 따른 최대 폭은 상기 제1 단부 부분의 최대 폭 및/또는 상기 제2 단부 부분의 최대 폭보다 작은, 상기 도관; 및
    상기 복수의 슬롯들의 하류에 위치하는 웨지로서, 상기 웨지는 루트를 형성하도록 수렴하는 제1 웨지 표면 및 제2 웨지 표면을 포함하는, 상기 웨지;를 포함하는 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬롯들은 선형 경로를 따라 정렬된 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 선형 경로는 상기 도관의 상기 유동 방향에 평행한 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 선형 경로, 상기 유동 방향 및 상기 웨지의 상기 루트는 공통 평면을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 청구항 1 내지 4 중의 어느 하나에 있어서,
    상기 적어도 하나의 슬롯의 상기 중간 길이의 폭은 상기 도관의 상기 유동 방향으로 또는 상기 도관의 상기 유동 방향에 반대로 연속적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 청구항 1 내지 5 중의 어느 하나의 상기 장치를 가지고 유리 리본을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은,
    상기 도관의 상기 유동 방향으로 상기 영역 내에 용융 재료를 유동시키는 단계;
    상기 복수의 슬롯들의 각 슬롯을 통해 용융 재료를 유동시키는 단계;
    상기 복수의 슬롯들의 각 슬롯을 통해 유동하는 상기 용융 재료를 상기 제1 웨지 표면 위로 유동하는 용융 재료의 제1 스트림 및 상기 제2 웨지 표면 위로 유동하는 용융 재료의 제2 스트림으로 병합하는 단계;
    용융 재료의 상기 제1 스트림 및 용융 재료의 상기 제2 스트림을 상기 루트로부터 용융 재료의 융합된 시트로 인발하는 단계; 및
    용융 재료의 상기 융합된 시트를 상기 유리 리본으로 냉각시키는 단계;를 포함하는 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 유리 리본을, 측면 방향으로 상기 복수의 슬롯들 중의 인접한 슬롯들의 대응하는 쌍의 인접한 단부 부분들의 쌍 사이의 위치에 정렬된 분리 경로를 따라 복수의 분할된 유리 리본들로 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 도관의 주변 벽 내에 슬롯을 제조하는 방법으로서,
    상기 슬롯을 통한 용융 재료의 미리 결정된 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 달성하기 위해 상기 슬롯의 폭 프로파일 d(x)를 다음의 함수로서 결정하는 단계로서,
    Figure pct00013

    여기서 μ(x)는 용융 재료의 미리 결정된 점도를 나타내고, R은 상기 도관의 내부 반경을 나타내고, n은 병렬로의 슬롯들의 수를 나타내며, 그리고
    Figure pct00014

    여기서 h는 상기 도관의 상기 주변 벽의 두께를 나타내는, 상기 폭 프로파일 d(x)를 결정하는 단계; 및
    결정된 상기 폭 프로파일 d(x)에 기초하여, 상기 도관의 상기 주변 벽을 통해 연장되는 슬롯을 생성하는 단계;를 포함하는 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    슬롯은 제1 외부 단부 부분, 제2 외부 단부 부분, 및 상기 제1 단부 부분과 상기 제2 단부 부분 사이에 위치된 중간 부분을 포함하며, 상기 슬롯을 통한 용융 재료의 상기 미리 결정된 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx는 상기 제1 단부 부분의 위치 및 상기 제2 단부 부분의 위치에서보다 상기 중간 부분의 위치에서 더 큰 용융 재료 유량을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 중간 부분을 따른 폭이 상기 제1 외부 단부 부분의 폭 및 상기 제2 외부 단부 부분의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 슬롯의 상기 제1 외부 단부 부분 및 상기 제2 외부 단부 부분은 반대 방향들로 각각 테이퍼진 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 도관의 주변 벽 내의 슬롯을 통해 유동하는 용융 재료의 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 결정하는 방법으로서,
    상기 슬롯의 상기 폭 프로파일 d(x)를 측정하는 단계; 및
    상기 슬롯을 통한 용융 재료의 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 다음의 함수로서 결정하는 단계로서,
    Figure pct00015

    여기서 μ(x)는 용융 재료의 미리 결정된 점도를 나타내고, R은 상기 도관의 내부 반경을 나타내고, n은 병렬로의 슬롯들의 수를 나타내며, 그리고
    Figure pct00016

    여기서 h는 상기 도관의 상기 주변 벽의 두께를 나타내는, 상기 폭 프로파일 d(x)를 결정하는 단계;를 포함하는 방법.
  13. 유리 리본을 제조하는 방법으로서,
    도관의 주변 벽에 의해 정의된 영역 내에서 용융 재료를 유동시키는 단계로서, 여기서 상기 도관은 상기 주변 벽의 외부 표면을 통해 연장되는 슬롯을 포함하며, 상기 슬롯은 제1 외부 단부 부분, 제2 외부 단부 부분, 및 상기 제1 단부 부분과 상기 제2 단부 부분 사이에 위치하는 중간 부분을 포함하는, 상기 영역 내에서 용융 재료를 유동시키는 단계;
    상기 주변 벽 내의 상기 슬롯을 통해 용융 재료를 유동시키는 단계로서, 여기서 상기 슬롯을 통한 용융 재료의 상기 체적 유동 프로파일은 상기 제1 단부 부분의 위치 및 상기 제2 단부 부분의 위치에서의 체적 용융 재료 유량보다 큰 상기 중간 부분의 위치에서의 체적 용융 재료 유량을 포함하는, 상기 슬롯을 통해 용융 재료를 유동시키는 단계;
    웨지의 제1 웨지 표면 위로 상기 슬롯으로부터 용융 재료의 제1 스트림을 유동시키고 상기 웨지의 제2 웨지 표면 위로 상기 슬롯으로부터 용용 재료의 제2 스트림을 유동시키는 단계로서, 용융 재료의 상기 제1 스트림 및 용융 재료의 상기 제2 스트림은 루트를 향한 방향으로 수렴하는, 상기 제1 스트림을 유동시키고 상기 제2 스트림을 유동시키는 단계;
    용융 재료의 상기 제1 스트림 및 용융 재료의 상기 제2 스트림을 상기 루트로부터 용융 재료의 융합된 시트로 인발하는 단계; 및
    용융 재료의 상기 융합된 시트를 상기 유리 리본으로 냉각시키는 단계;를 포함하는 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 슬롯의 상기 제1 외부 단부 부분 및 상기 제2 외부 단부 부분은 반대 방향들로 각각 테이퍼진 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 주변 벽을 포함하는 도관으로서, 상기 주변 벽은 상기 도관의 유동 방향으로 연장되는 영역을 정의하며, 상기 주변 벽의 제1 부분은 상기 주변 벽을 통하여 연장되는 슬롯을 포함하며, 여기서 상기 슬롯은 상기 영역과 유체 연통되며, 상기 슬롯은 상기 슬롯의 제1 외부 단부 부분의 제1 단부와 상기 슬롯의 제2 외부 단부 부분의 제2 단부 사이에서 연장되는 길이를 포함하며, 여기서 상기 슬롯의 상기 길이를 따른 상기 슬롯의 폭 프로파일 d(x)는 상기 슬롯을 통한 용융 재료의 미리 결정된 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx를 다음의 함수로서 달성하도록 구성되는,
    Figure pct00017

    여기서 μ(x)는 용융 재료의 미리 결정된 점도를 나타내고, R은 상기 도관의 내부 반경을 나타내고, n은 병렬로의 슬롯들의 수를 나타내며, 그리고
    Figure pct00018

    여기서 h는 상기 도관의 상기 주변 벽의 두께를 나타내는, 상기 도관; 및
    상기 슬롯의 하류에 위치하는 웨지로서, 상기 웨지는 루트를 형성하기 위해 수렴하는 제1 웨지 표면 및 제2 웨지 표면을 포함하는, 상기 웨지;를 포함하는 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 슬롯의 상기 제1 외부 단부 부분 및 상기 제2 외부 단부 부분은 반대 방향들로 각각 테이퍼진 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 청구항 15 및 16 중의 어느 하나에 있어서,
    상기 슬롯을 통한 용융 재료의 상기 미리 결정된 체적 유동 프로파일 dQ(x)/dx는 상기 제1 외부 단부 부분에서 상기 슬롯을 통한 용융 재료의 미리 결정된 체적 유량보다 크고 상기 제2 외부 단부 부분에서 상기 슬롯을 통한 용융 재료의 미리 결정된 체적 유량보다 큰, 상기 슬롯의 상기 중간 부분의 위치에서 미리 결정된 체적 유량을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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