KR20230158010A - 얇은 유리 리본을 인발하기 위한 방법 및 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 유리 리본 수축을 방지하는 돌출부를 지닌 노즐을 갖는 디바이스를 사용하여 유리 용융물로부터 얇은 유리 리본을 인발하는 방법에 관한 것이다. 상기 디바이스는 유리 용융물을 수용하고, 유리 용융물을 하향 배출할 수 있는 통로 개구를 지닌 인발 탱크를 갖는다. 통로 개구는 2개의 단부를 갖는 노즐 슬롯으로서 구성되고, 노즐 슬롯의 길이는 그 폭보다 길다. 노즐 슬롯은 제1 측부 영역 및 제2 측부 영역에서, 특히 전체적으로 또는 연속적으로 노즐 슬롯의 단부를 향해 하향 만곡되어, 단부들이 이들 단부 사이에 위치하는 노즐 슬롯의 중심 영역보다 아래에 위치하고, 노즐 슬롯의 폭이 중심에서 단부 측을 향해 변한다.
Description
본 발명은 유리 용융물로부터 유리 리본을 인발하기 위한 디바이스에 관한 것으로, 상기 디바이스는 유리 용융물을 수용하는 인발 탱크를 갖고, 이 인발 탱크는 통로 개구를 지닌 노즐을 가지며, 노즐을 통해 유리 용융물이 하향 배출될 수 있고, 통로 개구는 슬롯 형상이며, 적어도 하나의 측부 영역에서 적어도 하나의 방향으로 만곡된 노즐 슬롯을 형성한다.
예컨대 두께가 250 μm 미만인 매우 얇은 유리의 대면적 생산은, 특히 표면 품질, 두께에서의 최대 변화 및 균일한 폭에 대한 높은 요구가 있는 경우에 여전히 특별한 과제이다. 매우 얇은 유리를 생산하는 한가지 가능성은, 예컨대 “다운드로우(down-draw)”법에 의한 얇은 유리 리본의 생산이다.
표준 다운드로우법은 얇고 평탄한 유리의 생산을 위해 슬롯형 노즐을 사용한다. 이 경우, 용융 트로프에서 용융된 유리가 파이프 시스템을 통과하여, 다양한 공정 단계를 거친 후에 인발 탱크에 공급된다. 인발 탱크의 하단부는 슬롯을 지닌 노즐에 의해 형성되며, 노즐을 통해 인발 탱크로부터 유리가 흘러나오고 인발 롤러에 의해 하방으로 견인된다. 이 경우, 인발 속도는 생산할 얇은 유리 리본의 최종 두께를 설정하는 데 사용된다. 유리는 보다 빨리 하방으로 견인될수록, 보다 얇아진다. 유리 두께는 또한 슬롯 폭에 의해서도 영향을 받을 수 있다.
또한, 인발 탱크에서 온도 구배를 설정하는 것이 가능하며, 온도 구배에 의해 슬롯 단부에서의 에지 온도는 슬롯 중심에서의 온도보다 저온이어야 한다. 그 결과, 하향으로 견인되는 유리 리본은 항상 중심보다 외측부에서 높은 점성을 갖고, 이로 인해 경계라고 칭하는 유리 리본의 에지들 사이에서 유리의 퍼짐이 일어난다. 이러한 방식으로, 생산 중에 평탄한 유리의 폭이 제어되고 결정될 수 있다. 유리 리본의 폭에 걸친 점성 분포가 균일한 경우, 유리 리본의 수축부와 이에 따라 유리 리본의 제어되지 않는 폭의 감소가 일어날 것이다.
그러나, 유리 리본의 에지 영역에서의 높은 점성으로 인해, 보다 얇은 유리 두께를 설정하기 위해 인발 속도가 증가하는 경우, 유리 리본의 중심에서보다 큰 정도로 변형력이 증가한다. 이것은 유리 리본의 에지 영역에서의 처리량 소량의 증가를 초래하고, 그 결과 인발력 없이 흐르는 경우보다 많은 유리가 슬롯으로부터 인발된다. 처리량의 불균일한 증가로 인해, 유리 리본의 두께 분포는, 에지 영역이 중심에 비해 두꺼워지고 두께 분포가 오목한 형상을 얻도록 변경될 것이다. 상기한 불균일은 후속하여 노즐 아래에 배치되는 보더 롤러에 의해 평평해진다. 그러나, 약 250 μm 미만의 극단적으로 얇은 유리 리본의 생산 중에 상기한 보더 롤러는 유리 리본의 파손을 유발할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, US 1626382 A는 깔때기형 슬롯을 제시하며, 이 깔때기형 슬롯에서는 평행한 슬롯 형상이 중심 슬롯 영역 측보다 슬롯 단부에서 협소한 구성으로 이루어진다, 이와 대조적으로, 깔때기 형상은 슬롯 단부에서 덜 두드러지고, 그 결과 슬롯 단부에서 더 많은 고온 유리 질량이 이용 가능하고, 유리가 보다 신속하게 냉각되며, 온도는 슬롯의 전체 길이에 걸쳐 거의 동일하게 유지된다. 다른 한편으로, 슬롯 단부에서 좁혀진 슬롯은 보다 높은 인발 저항을 보장하도록 되어 있다. 그러나, 상기한 슬롯 형상은 매우 실용적이지 않다. 한편으로, 동일한 슬롯의 길이에 걸쳐 2개의 상이한 슬롯 폭의 기계적으로 미리 정해진 비는 매우 특별한 선택이며, 단지 유리 조성, 규정된 유리 두께 및 적절한 인발력의 매우 특별한 조합에만 적용 가능하고, 다른 한편으로, 유리의 인발 특성 및 두께비는 인발력의 변화가 최소인 경우에도 변할 수 있다. 따라서 최적 결과를 달성하기 위해, 원하는 유리 두께가 변할 때마다 또는 공정 관련 인발력 변동이 있는 경우 노즐을 교체해야 하며, 극히 작은 공차만이 허용 가능하다. 또한, 2개의 상이한 슬롯 폭의 조합도 또한 임의의 구배를 보상할 수 없고, 따라서 유리 리본 폭 전체에 걸쳐 온도 구배로 인해 발생하는 불균일한 두께 분포를 안정적으로 보상하는 것도 또한 불가능하다.
CN 110590132 A는 유사한 슬롯 형상을 기술하고 있는데, 여기서 노즐 슬롯은 중앙 영역에서 평행한 디자인이고 측면에서 비선형 방식으로 좁아지며, 그 의도는 보다 유리한 두께 분포를 달성하기 위한 것이다. 그러나, 유리 두께가 변경될 때마다 노즐을 교체해야 하고, 온도 구배로 인해 경계 부분의 점도가 높아진다는 문제가 남아 있다.
US 3473911은 개구부의 폭이 가변적인 깔때기 형상의 노즐을 기술한다. 그러나, 이 폭을 수동으로 조정하기 위해서는 유리 성형 공정을 중단해야 하기 때문에 이는 높은 비용과 관련이 있다. 또한, 기존 점도 구배는 이러한 방식으로 보상될 수 없다.
US 2422466 A에도 노즐이 제시되어 있지만, 이는 중앙 부분에서만 깔때기 형상을 갖는다. US 1626382 A와 유사하게, 노즐 슬롯은 중심 영역보다 측부에서 더 협소하다. 더욱이, 마찬가지로 측부에도 추가 체적이 적용 가능하며, 그 결과 슬롯 단부에서 유리가 덜 빨리 냉각된다. 그러나, 노즐은 측부에서 깔때기 형상이 아니라 포켓 형상을 갖는다. 이것은, 유리가 덜 빨리 냉각되더라도 더 이상 슬롯 밖으로 흘러나가지 못하고, 적극적으로 견인되어야 하는 효과를 갖는다. 따라서, 표준화된 인발력을 고려할 때에 일정량의 유리가 포켓에 남아 있어, 포켓 내 온도 분포가 불균일해지는 문제가 있다. 더욱이, 슬롯의 꼬임은 인발된 유리 리본의 인발력이 노즐 슬롯의 폭을 가로질러 일부 섹션에서 불균등하게 분포되는 효과를 갖는다. 이에 따라, 유리 리본의 표준화된 폭은 매우 어렵게 달성되거나, 전혀 달성되지 않을 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 인발 탱크 온도의 큰 변화 없이 다양한 유리 두께를 생산할 수 있는, 매우 얇은 유리 리본을 인발하기 위한 다운드로우법 및 장치를 제공하는 것이며, 이에 따라 공정 관련 공차를 보상하는 것도 또한 가능하며, 유리 리본의 표준화된 두께와 균일하고 제어 가능한 폭이 보장된다. 그 의도는 이를 통해 보다 안정적인 프로세스 관리를 달성하고자 하는 것이다. 추가로, 그 의도는 특히 높은 인발 속도에서 유리 리본의 수축을 최대한 효과적으로 억제하고자 하는 것이다.
이 목적은 독립 청구항의 보호 대상에 의해 달성된다. 유리한 양태가 각각의 종속항에 특정된다.
따라서, 본 발명은 유리 용융물로부터 유리 리본을 인발하기 위한 디바이스에 관한 것이다. 상기 디바이스는 유리 용융물을 수용하는 인발 탱크를 갖고, 이 인발 탱크에는 유리 용융물이 하향 배출될 수 있는 통로 개구를 지닌 노즐이 있다. 통로 개구는 2개 단부를 갖는 노즐 슬롯으로서 구성되고, 노즐 슬롯의 길이는 그 폭보다 크다. 노즐 슬롯은 제1 및 제2 측부 영역에서 이 노즐 슬롯의 단부들을 향해 하향으로, 즉 인발 방향으로, 특히 전체적으로 또는 연속적으로 만곡되는데, 그 결과 상기 단부들은 이들 단부 사이에 배치된 노즐 슬롯의 중앙 영역 - 이 중앙 영역은 특히 직선으로 연장됨 - 보다 아래에 있고, 노즐 슬롯의 폭은 중심으로부터 단부를 향해 변한다.
특히, 노즐 슬롯은 길이, 폭 및 높이에 걸쳐 연장되고, 높이는 유리 리본의 인발 방향에 평행하게 연장된다. 폭 및 길이는 각각 서로 그리고 높이에 대해 수직하게 연장된다. 노즐 슬롯의 길이는 또한 이에 따라 폭 및 높이를 가로지르는 길이로서 이해될 수 있다. 여기에서, 노즐 슬롯의 길이는 그 폭 및 높이보다 크다. 노즐 또는 노즐 슬롯의 높이가 아래에서 언급되는 경우, 이것은 바람직하게는 인발 방향을 따른 중력에 반대되는 크기를 지칭하는 것으로 의도된다. 노즐 또는 노즐 슬롯의 높이는 이에 따라 노즐의 상부벽에 있는 상부 표면으로부터 하단부까지 연장된다. 따라서, 노즐이나 노즐 슬롯의 폭 및 길이는 수평방향으로, 즉 특히 유리의 인발 방향에 수직하게 연장되고, 노즐 슬롯의 길이는 바람직하게는 제1 단부와 제2 단부 사이의 거리만큼 주어진다.
노즐 슬롯 폭의 변화는, 노즐 슬롯이 길이를 따라 그리고 제1 및/또는 제2 측부 영역에서의 그 폭에 관하여 전체적으로 불균일하거나 바람직하게는 만곡된 구성임을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. “하향 만곡된”이라는 표현은, 제1 및/또는 제2 영역에서 노즐 슬롯이 바람직하게는 전체적으로 비직선형, 구체적으로는 곡선형으로 구성됨을 의미하는 것으로 해석되어야만 한다.
통로 개구는 유리 용융물이 배출되는 유출 영역을 갖는다는 점에 유념해야 한다. 특히, 노즐 슬롯은 슬롯 형상 개구에서 종결되고, 이 슬롯 형상 노즐 개구는 바람직하게는 유출 영역에 대응한다. 이 경우, 유출 영역은 노즐 슬롯의 하단부에 배치되고, 노즐의 하부면으로 둘러싸인다. 노즐 슬롯과 마찬가지로, 그 유출 영역은 길이, 폭 및 높이에 걸쳐 유리 리본의 인발 방향과 평행하게 연장되고, 바람직하게는 중심 영역에서 유출 영역은 특히 노즐 슬롯의 길이 및 폭과 평행하게 연장된다. 제1 및/또는 제2 측부 영역에서, 유출 영역의 길이를 따라 그리고 그 높이에 대하여, 유출 영역은 이상적으로 직선형으로 연장되지 않거나, 특히 전체적으로 만곡되며, 바람직하게는 비선형이거나, 특히 그 높이에 대하여 전체적으로 만곡된다. 이에 따라, 노즐 슬롯의 형상을 언급할 때, 이것은 또한 노즐의 하부측에서 노즐 슬롯을 획정하는 유출 영역의 구성을 언급하는 것으로 의도된다.
노즐 슬롯의 폭을 변경하는 것에 의해, 유리 용융물의 국소 처리량에 영향을 주는 것이 가능하다. 이에 의해, 유리 리본의 수축부가 감소되고, 두꺼운 경계들 사이의 유리 리본의 유효 폭이 최대한 크도록 하는 방식으로 노즐 슬롯의 길이를 따른 처리량을 채택하는 것이 가능하다. 폭을 가로지르는 유리 리본의 수축부는 유리하게는 노즐 슬롯의 적어도 단면방향 곡률 또는 유출 영역의 적어도 단면방향 곡률만큼 크게 감소된다. 특히, 노즐 슬롯 형상의 수직방향 하향 곡률은 유리 리본의 인발 중에 개선된 힘의 분배로 이어져, 유리 리본이 또한 수평방향으로 작용하는 힘에 의해 횡방향으로 인발되는 것을 보장한다.
통로 개구, 특히 노즐 슬롯은 바람직하게는 중심에서 단부 측으로 테이퍼지고, 이에 따라 노즐 슬롯의 폭이 단부에서보다 중심 영역에서 더 크다. 단부를 향한 노즐 슬롯의 테이퍼링은, 슬롯의 길이에 걸쳐 유리의 동일한 점도를 유지하면서, 유리하게는 노즐 슬롯을 통한 유리의 감소된 처리량으로 이어진다. 그러나, 자주 발생하는 온도 구배는, 낮은 온도로 인해 노즐 슬롯 단부의 유리 점도가 증가하고, 결과적으로 유리에 작용하는 인장력이 증가하여 처리량을 증가시키는 효과를 갖는다. 이와 동시에, 이는 또한, 온도 구배의 경우 테이퍼진 노즐 슬롯 단부의 처리량을 중앙 영역의 처리량에 맞게 조정할 수 있으므로 최대한 표준화된 유리 리본의 두께를 달성할 수 있음을 의미한다.
통로 개구, 특히 노즐 슬롯이 바람직하게는 연속적으로 측부 단부의 방향으로 길이를 따라 테이퍼지거나 측부 단부에서 중심으로 길이를 따라 단조롭게 상승하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 유리의 처리량이 온도 구배 및 그에 따른 점도 구배의 경우 노즐 슬롯의 길이를 따라 균일하게, 특히 동일하도록 처리량을 설정하는 것이 가능하다.
따라서, 통로 개구, 특히 평면도 또는 인출 방향에서의 노즐 슬롯은 길이 및 폭에 대해 계란형, 타원형, 오목형 또는 렌즈형 형상을 갖는 것도 생각할 수 있다. 여기서, 형상은, 노즐 슬롯이 볼록한 형상, 즉 양단보다 중심이 더 넓은 형상을 형성하는 것으로 해석될 수 있다. 이러한 형태를 사용하면, 노즐 슬롯이 점차적으로 또는 선형적으로 또는 기하급수적으로 테이퍼지며, 따라서 특히 온도 구배에 맞춰질 수 있다.
유리한 실시예에서, 노즐 슬롯은 제1 측부 영역과 제2 측부 영역에서 반경과 함께 높이에 대해 연속적인, 또는 바람직하게는 점진적인 곡률을 갖고, 여기서 높이는 인출 방향에 평행하게 연장된다. 노즐 슬롯 형상의 수직방향 하향 곡률은 유리 리본의 인발 중에 개선된 힘의 분배로 이어져, 유리 리본이 또한 수평방향으로 작용하는 힘에 의해 횡방향으로 인발되는 것을 보장한다. 노즐 슬롯 높이의 지속적인 변화가 주어지면, 노즐 슬롯 단부를 향한 유출 영역도 마찬가지로 연속적으로 만곡되며, 따라서 수평으로 작용하는 힘의 비율은 슬롯 단부를 향해 지속적으로 증가된다. 이는, 유리 리본의 수축에 대한 강제력이 클수록 수축에 반하는 힘도 더 강력하게 작용하여 유리 리본의 표준화된 폭이 달성된다는 것을 의미한다. 이상적으로는, 바람직하게는 선형 및/또는 높이에 대해 수직으로 연장되는 중앙 영역에서 하향 만곡된 측부 영역으로의 천이가 점진적 또는 선형으로 이루어지며, 특히 꼬임이 형성되지 않고, 작용하는 힘에 있어서 완만한 천이 또는 점진적인 변화가 보장된다. 이러한 방식으로, 유리 리본의 두께 및 폭의 변화를 피하는 것이 가능하다. 따라서, 중심 영역도 또한 하향으로, 특히 측부 영역 방향이나 단부 방향으로 약간 만곡되는 것도 고려 가능하다. 이 경우, 최고 지점은 바람직하게는 중심 영역의 중앙에 놓인다.
다른 실시예에서, 노즐 슬롯은 아래의 피쳐들 중 적어도 하나를 갖는다:
- 노즐 슬롯은 단부까지 일정하게 만곡되며, 특히 노즐 슬롯은 중심 영역에서 단부까지 일정한 곡률을 갖고, 바람직하게는 중심 영역에서 직선으로 연장되거나, 약간의 곡률을 갖는 것,
- 노즐 슬롯은 단부까지 만곡되며, 곡률은 변곡점을 갖는 것.
노즐 슬롯은 또한 그 폭과 높이에 있어서 테이퍼진 구성일 수도 있고, 바람직하게는 깔때기형 또는 트로프형일 수 있다는 것은 자명하다. 이 경우, 노즐 슬롯으로부터 유리가 인발되거나 연장되는 것을 보조하고, 이에 대응하게 이러한 목적을 위해 반드시 소비되어야 하는 인장력을 감소시키기 위해, 노즐 슬롯 폭의 테이퍼링은 선형이거나 비선형일 수 있고, 구체적으로 만곡될 수 있다.
제1 측부 영역과 제2 측부 영역 각각에는, 노즐이 유리 용융물의 추가적인 관류 체적을 유지하기 위한 돌출부를 갖도록 제공될 수 있으며, 돌출부는 인발 방향을 따라 연장되며, 즉 하향 돌출하고, 돌출부의 내부 공간은 추가적인 관류 체적의 크기를 획정한다. 돌출부는 또한 노즐 슬롯 단부에서, 구체적으로는 제1 및 제2 노즐 슬롯 단부에서 만입부로서 간주될 수 있다. 이러한 만입부 또는 이러한 돌출부는 노즐의 하향 만곡 프로파일 그리고 바람직하게는 돌출부의 내부 공간도 또한 제공하는 데 사용될 수 있다. 이 경우, 내부 공간은 바람직하게는, 노즐 슬롯을 둘러싸는 벽, 즉 노즐의 벽, 구체적으로는 돌출부의 측부 영역에 있는 벽에 의해 획정된다. 내부 공간은 바람직하게는 유리 용융물을 수용하는 추가의 체적을 제공하도록 구성되고, 내부 공간 또는 노즐 슬롯의 벽은 보다 높은 표면적을 제공하며, 이에 따라 유리 용융물의 냉각을 가속할 수 있다. 여기에서, 유리 용융물은 확대된 표면적으로 통해 열을 소산시킬 수 있다. 그 결과, 유리는, 노즐 슬롯에서 방출될 때에 이러한 돌출부/만입부가 없는 경우보다 낮은 온도를 갖는다. 온도가 낮을수록 점도는 높아지며, 이것은 유리 리본의 극심한 수축을 억제한다. 적절한 추가의 체적 또는 내부 공간의 선택은 이에 따라 유리 용융물의 온도 구배 그리고 점도를 선택적으로 제어할 수 있다.
또한, 돌출부의 내부 공간의 폭에 대한 돌출부의 내부 공간의 높이의 비율은 0.2 초과, 바람직하게는 0.5 초과, 바람직하게는 0.8 초과 및/또는 2 미만, 바람직하게는 1.6 미만, 바람직하게는 1.2 미만인 것으로 예상된다. 상기 종속 관계는 중요하다. 그 이유는, 폭이 작을수록 유입하고 있는 유리에 의해 극복되어야 하는 압력 손실이 크기 때문이다. 다른 한편으로, 이러한 유리 체적의 냉각은 내부 공간이 너무 넓으면 양호하지 않은데, 그 이유는 유리를 통한 노즐 슬롯이나 내부 공간의 냉각벽으로의 열전도를 위한 경로가 더 길어지기 때문이다. 따라서, 상기한 내부 공간의 폭에 대한 높이의 비율은 압력 손실과 유리 용융물의 냉각 간의 최적 비율이다.
다른 유리한 실시예에서, 노즐의 반경, 특히 노즐 슬롯의 최소 곡률 반경은 돌출부의 높이 및 돌출부의 길이에 의해 획정되며, 그 결과 노즐 슬롯, 특히 유출 영역은 하향 만곡된다.
노즐 슬롯의 곡률 반경이 100 mm 초과, 바람직하게는 130 mm 초과, 바람직하게는 160 mm 초과 및/또는 260 mm 미만, 바람직하게는 230 mm 미만, 바람직하게는 200 mm 미만인 것도 또한 고려할 수 있다. 이에 의해, 단부를 향해 증가하는 수평방향 성분을 지닌 최적의 힘 변위를 달성하는 것이 가능하다. 평균 반경은 바람직하게는 100 mm 내지 260 mm이다. 일실시예에 따르면, 수직방향 힘 성분에 대한 수평방향 힘 성분의 연속적인 증가를 보장하기 위해, 반경은 노즐 슬롯의 길이가 증가하거나 그 단부로 갈수록 특히 선형으로 또는 기하급수적으로 감소한다. 이에 따라, 예컨대 두께가 100 μm 미만인 유리 리본을 위해 사용되는 매우 높은 인발 속도에서 유리 리본의 과도한 수축이 방지될 수 있고, 유리 리본은 특히 단부에서 넓게 퍼질 수 있다.
돌출부의 높이에 대한 돌출부의 길이의 비율이 2.8 미만, 바람직하게는 2.6 미만, 바람직하게는 2.4 미만인 것도 또한 유리하다. 이것은 적절한 힘의 분배를 달성하기 위한 최적 비율이다. 수평방향 성분이 수직방향 성분과 유사한 크기이거나 훨씬 더 큰, 즉 돌출부의 길이 또는 높이 비율이 2.4 미만인 경우에 노즐 슬롯에 대한 수직이 인발 방향에 대해 >=45° 이면, 이것은 유리 리본의 폭에 대해 불리한 효과를 갖는데, 그 이유는 수평방형 성분의 과도하게 큰 비율이 수축을 초래할 수 있기 때문이다.
제1 측부 영역에 있는 돌출부의 만곡부가 제2 측부 영역에 있는 돌출부의 만곡부 반대측에 위치하는 것도 또한 고려할 수 있다. 특히, 돌출부나 만입부를 지닌 노즐 슬롯은 적어도 일방향으로, 그러나 바람직하게는 그 길이 및/또는 폭에 대해 거울 대칭 구성이다. 이에 의해, 유리 리본의 전체 폭에 걸쳐 표준화된 두께 및 폭을 형성하는 것이 가능하다.
돌출부의 내부 공간 높이는 10 mm 초과, 바람직하게는 15 mm 초과, 바람직하게는 20 mm 초과 및/또는 80 mm 미만, 바람직하게는 60 mm 미만, 바람직하게는 40 mm 미만으로 마련될 수 있다.
유리한 실시예에서, 돌출부의 폭은 노즐의 폭, 구체적으로는 통로 개구의 단면과 1 mm 초과, 바람직하게는 1.5 mm 초과, 바람직하게는 2 mm 초과 및/또는 15 mm 미만, 바람직하게는 10 mm 미만, 바람직하게는 5 mm 미만의 값의 곱에 의해 획정된다. 돌출부 또는 돌출부의 내부 공간의 높이 및 폭 모두는 유리 용융물을 수용하는 추가의 가용 체적 그리고 이에 따라 유리의 온도 및 점도를 조정하는 가능성을 형성한다. 앞서 주어진 값에 의해, 따라서 노즐 슬롯의 폭에 걸쳐 유리 용융물의 최적 온도 또는 점도 구배를 달성하는 것이 가능하며, 따라서 표준화된 인장력이 주어지면 유리 리본의 표준화된 폭과 두께도 또한 보장된다.
돌출부가 인발 방향으로 돌출부의 내부 공간을 폐쇄하는 하부벽을 갖도록 마련될 수 있으며, 통로 개구 또는 유출 영역은 하부벽에 배치된다. 하부벽에 추가하여, 노즐은 바람직하게는 하부벽 반대측에 위치하는 상부벽과, 특히 제1 및 제2 측부 영역에 측벽을 포함하며, 이에 의해 돌출부의 내부 공간이 획정된다. 이상적으로, 돌출부의 하부벽은 만곡된 구성이며, 구체적으로는 인발 방향으로 전체적으로 또는 연속적으로 만곡되어, 하부벽과 상부벽 사이에 내부 공간을 마련하는 것이 가능하다. 하부벽의 곡률로 인해, 내부 공간은 노즐의 중심 영역 방향으로 테이퍼진다.
본 발명의 목적은, 유리가 용융되어 인발 탱크 - 이 인발 탱크는 유리 용융물을 안내하고 통로 개구를 가짐 - 로부터 배출되고, 인발 방향으로 하향 인발됨으로써 얇은 유리 리본을 형성하는, 유리 용융물로부터 얇은 유리 리본을 인발하는 방법에 의해 달성된다. 얇은 유리 리본은 통로 개구로부터 배출된 후, 유리 천이 온도(Tg) 미만으로 떨어질 때까지 적어도 하나의 냉각 디바이스에 의해 냉각될 수 있다. 얇은 유리 리본은 인장력을 얇은 유리 리본으로 전달하는 인발 롤러와의 접촉에 의해 인발 방향으로 인발된다. 인발 롤러는 온도가 유리 천이 온도(Tg) 미만인 지점에서 유리와 접촉한다. 이러한 맥락에서, 유리의 수동 냉각도 또한 고려 가능할 것이다. 전술한 디바이스는 상기 방법을 위해 사용되며, 유리 리본의 수축을 방지하는 돌출부를 지닌 노즐을 갖는다. 돌출부를 지닌 노즐은 2개의 작용 모드에 의해 구별된다. 한편으로, 돌출부는, 유리 용융물이 저온에서 단부를 향해 배출되고, 이에 의해 점도 구배가 높아져 노즐 단부에서의 유리 용융물의 점도가 증가하고, 이에 따라 유리 리본에 대한 인장력이 증가한다. 그 결과, 유리 리본은 그 폭에 걸쳐 보다 강력하게 인발된다. 따라서, 노즐의 폭에 걸친 온도 구배가 생성되고, 유리 용융물의 온도는 단부를 향해 감소된다.
또한, 노즐 슬롯의 중심에서 배출되는 유리는, 유리 슬롯의 단부 또는 엔드포인트와 동일한 높이가 될 때까지 돌출부의 높이에 의해 결정되는 거리를 이동한다. 그 결과, 유리가 노즐 슬롯의 단부로부터 동일한 높이에서 배출될 때에 중심에서 나온 유리는 이미 다소 냉각되었다. 이러한 점에서, 중심의 얇은 유리는 이에 따라 보다 높은 점도를 달성하였고, 마찬가지로 유리 리본의 수축을 방지한다.
다른 한편, 통로 개구 아래에 생성된 유리 리본에 대한 인장력이 돌출부에서 수직방향 힘 성분과 수평방향 힘 성분으로 분할되도록 하는 방식으로 노즐을 구성하는 것도 고려되고, 인장력에 반대로 작용하는 변형력이 유리 리본에 생성되며, 수직방향 변형력 성분의 비율에 대한 수평방향 변형력 성분의 비율은 제1 및 제2 단부로 갈수록 증가한다. 이 경우, 수평방향 변형력 성분은 경계에서 유리 리본의 수축을 방지한다. 이러한 수평방향 변형력 성분은 유리 리본에서 수평방향으로 확산되어 수축을 감소시킨다. 특히 측부 영역에 있어서 노즐 슬롯의 특별한 형상 또는 구성에 의해, 수평방향 변형력 성분과 수직방향 변형력 성분의 비율은, 예컨대 노즐 슬롯의 높이에 대한, 바람직하게는 돌출부의 높이에 대한 노즐 슬롯의 곡률에 의해 선택적인 방식으로 제어된다. 여기에서, 이러한 곡률 반경은 단부로 갈수록 이상적으로 선형 또는 지수 곡선형 방식으로 연속적으로 감소하지만, 유리 리본의 두께 및 폭의 불규칙을 방지하기 위해 특히 노즐의 수평방향 및/또는 직선형 중심 영역으로의 점진적인 천이도 또한 명백히 보장된다.
설명된 방법 그리고 또한 특히 디바이스에 의해, 특별히 얇은 유리 리본을 제조하는 것이 가능하다. 노즐 슬롯과 유리 리본의 폭에 걸쳐 유리 리본에 작용하는 인장력을 선택적으로 그리고 특히 구역 특정 방식으로 조정할 수 있는 돌출부를 지닌 특별한 형상의 노즐을 사용하는 것에 의해, 유리 리본의 인열을 초래할 수 있는 보더 롤러를 없앨 수 있다.
상기 디바이스와 방법은 얇고 극박의 유리를 제조하는 데 특히 적합하다. 이에 따라, 일실시예에 따르면 두께가 최대 200 μm, 바람직하게는 최대 100 μm인 얇은 유리 리본이 인발된다. 예컨대 두께가 최대 70 μm, 바람직하게는 최대 50 μm, 특히 바람직하게는 최대 20 μm인 현저히 얇은 유리 리본을 인발하는 것도 또한 가능하다. 적어도 5 μm, 바람직하게는 적어도 10 μm의 두께도 또한 고려 가능하다. 상기한 유리 리본 두께는 특히 다층 가요성 또는 유연성 커버, 예컨대 가요성 디스플레이에 대해 특히 유리하다. 인발 노즐의 특별한 구성으로 인해, 특히 노즐 갭의 변화 없이 매우 상이한 두께를 갖는 유리 리본을 제조하는 것이 가능하다. 이러한 맥락에서, 동일한 노즐로 두께가 적어도 1.5배, 바람직하게는 적어도 2배 차이가 나는 성공적인 유리 리본을 인발하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 노즐을 변경하지 않고 이에 따라 또한 제조 공정을 중단하지 않고 상이한 두께의 유리 리본을 제조하는 것이 가능하다.
본 발명은 아래에서 첨부도면을 참고하여 보다 상세히 설명된다. 도면에서, 동일한 참조부호는 각각 동일하거나 대응하는 요소를 지칭한다.
도 1은 유리 용융물로부터 유리 리본을 인발하기 위한 디바이스의 개략도이다.
도 2는 얇은 유리 리본의 폭을 따른 두께 분포와 노즐 슬롯의 평면도를 보여주는 개략도이다.
도 3은 얇은 유리 리본의 폭을 따른 두께 분포와 노즐 슬롯의 평면도를 보여주는 개략도이다.
도 4는 돌출부를 지닌 슬롯의 측부 영역에 관한 개략적인 단면도이다.
도 5는 노즐의 개략적인 평면도이다.
도 6은 짧은 노즐 슬롯과 돌출부를 지닌 노즐의 측부 영역에 관한 개략적인 사시도이다.
도 7은 짧은 노즐 슬롯과 돌출부를 지닌 노즐의 측부 영역에 관한 개략적인 사시도이다.
도 8은 돌출부를 지닌 노즐의 측부 영역에 관한 개략적인 단면도이다.
도 9는 노즐의 개략적인 단면도이다.
도 10은 유리 용융물로부터 유리 리본을 인발하기 위한 디바이스의 개략도이다.
도 11은 냉각 킬른의 개략도이다.
도 12는 가열 및 냉각 유닛을 구비하는 성형 영역의 개략도이다.
도 13은 도가니, 유출 파이프 및 인발 탱크의 개략도이다.
도 2는 얇은 유리 리본의 폭을 따른 두께 분포와 노즐 슬롯의 평면도를 보여주는 개략도이다.
도 3은 얇은 유리 리본의 폭을 따른 두께 분포와 노즐 슬롯의 평면도를 보여주는 개략도이다.
도 4는 돌출부를 지닌 슬롯의 측부 영역에 관한 개략적인 단면도이다.
도 5는 노즐의 개략적인 평면도이다.
도 6은 짧은 노즐 슬롯과 돌출부를 지닌 노즐의 측부 영역에 관한 개략적인 사시도이다.
도 7은 짧은 노즐 슬롯과 돌출부를 지닌 노즐의 측부 영역에 관한 개략적인 사시도이다.
도 8은 돌출부를 지닌 노즐의 측부 영역에 관한 개략적인 단면도이다.
도 9는 노즐의 개략적인 단면도이다.
도 10은 유리 용융물로부터 유리 리본을 인발하기 위한 디바이스의 개략도이다.
도 11은 냉각 킬른의 개략도이다.
도 12는 가열 및 냉각 유닛을 구비하는 성형 영역의 개략도이다.
도 13은 도가니, 유출 파이프 및 인발 탱크의 개략도이다.
도 1은 유리 용융물(9)로부터 유리 리본(10)을 인발하기 위한 디바이스(1)의 개략도이다. 디바이스는, 노즐(4)이 아래에 배치된 인발 탱크(2)와, 유리 리본(10)이 냉각되는 냉각 디바이스(3)를 포함한다. 유리 용융물(9)은 우선 인발 탱크(2)로 이동되며, 인발 탱크에서는 온도 제어가 일어나거나, 유리 용융물(9)의 온도가 인발 탱크의 길이 및 폭에 걸쳐 조정된다. 유리 용융물(9)은 그 후 유리 용융물(9)이 인발 탱크(2)로부터 배출되는 개구를 통해 노즐(4)로 이동된다. 유리 용융물(9)은 노즐을 통과하는 그 순간에, 특히 노즐에서 빠져나갈 때, 성형 영역(14)에서 최종 형상, 즉 유리 리본(10) 형상을 갖는다. 유리 리본(10)은 유리 리본 에지 또는 경계(11)에 의해 에지에서 한정된다.
유리 리본(10)은 노즐(4)로부터 배출된 후, 유리 천이 온도짧은 노즐 슬롯과 돌출부를 지닌 노즐의 측부 영역 미만으로 떨어질 때까지 성형 구역(14) 내에서 또는 성형 구역 아래에서 냉각된다. 인장력을 유리 리본(10)으로 전달하는 인발 롤러(15)는 바람직하게는 냉각 디바이스(3) 아래에, 즉 바람직하게는 저온 영역에 배치된다. 인발 롤러와 접촉하는 지점에서의 유리 온도는 바람직하게는 최대 200 ℃, 특히 바람직하게는 최대 100 ℃이다. 단지 저온 영역, 즉 Tg 미만, 바람직하게는 최대 200 ℃ 온도에서의 인발 롤러와 유리의 접촉은 파단 가능성을 감소시키는 데 있어서 유리한 것으로 입증되었다. 더욱이, 저온에서의 인발 롤러를 위한 재료 선택에 있어서 자유도가 크다. 이에 따라, 인발 롤러는 단지 약간의 미끄러짐을 나타내는 탄성중합체 표면을 가질 수 있다.
바람직하게는, 적어도 2쌍의 인발 롤러(15)가 인발 방향(Z)에 대해 횡방향으로 이격되어 배치되고, 인발 롤러 쌍들은 각각 2개의 인발 롤러(15) 사이의 경계(11) 영역에서 유리 리본(10)을 양 측부에서 파지한다. 유리 리본(10)의 원하는 두께에 따라, 인발 롤러(15)에 의해 전달되는 인장력이 적응 또는 조정된다. 일실시예에 따르면, 두께가 얇은 경우에 이에 따라 인장력은 원하는 두께가 큰 경우, 즉 보다 두꺼운 유리 리본(10)의 경우보다 높게 설정될 수 있다. 따라서, 유리 리본(10)은 바람직하게는 인발 롤러(15)에 의해 전달되는 인장력에 의해 원하는 두께로 조정되고, 노즐(4)로부터 유리 용융물(9)로서 인발된다.
도 2 및 도 3은 각각 얇은 유리 리본의 폭을 따른 통상적인 두께 분포뿐만 아니라 노즐 슬롯 프로파일의 평면도를 보여준다. 노즐(4)은 폭(B), 길이(L) 및 인발 방향(Z)을 따른 높이(H)를 따라 연장되고, 바람직하게는 특히 노즐 슬롯(5)으로서 구성된 슬롯 형상 통과 개구를 갖는다. 노즐 슬롯은 노즐(4) 벽(6)으로 둘러싸인다. 이 경우, 노즐 슬롯(5)은 제1 단부(7a) 및 제2 단부(7b)를 갖고, 제1 단부(7a)는 노즐 슬롯(5)의 제1 측부 영역(8a)에 배치되고, 제2 단부(7b)는 제2 측부 영역(8b)에 배치되며, 양 측부 영역(8a, 8b)은 실질적으로 길이(L)를 따라 연장된다. 이 경우, 중심 영역(8c)은 제1 측부 영역(8a)과 제2 측부 영역(8b) 사이에 배치된다.
도 2 및 도 3의 하부 영역은 각각 평행한 노즐 슬롯(5)의 경우에 얇은 유리 리본(10)의 폭을 따른 두께 분포를 예시하고, 도 2는 두께가 300 μm 미만인 얇은 유리 리본(10)의 통상적인 두께 분포를 나타내고, 도 3은 두께가 300 μm를 초과하는 경우의 두께 분포를 나타낸다. 두께가 300 μm 미만인 유리 리본(10)(도 2)은 경계들 사이의 중심보다 경계(11)에서 더 두꺼운 것으로 확인되었다. 다른 한편으로, 두께가 300 μm를 초과하는 유리 리본(10)(도3)의 경우에는 반대되는 효과가 관찰된다. 여기에서, 두께 분포의 최대값은 중심에서 나타난다. 이것은 인발 속도와 함께, 상이한 냉각 거동 또는 폭에 걸쳐 형성되는 상이한 두께의 유리 리본(10)의 온도 구배에 기인한다. 유리 용융물의 기지의 온도 구배 또는 노즐(4)에서 의도적으로 야기되는 온도 구배의 경우에 노즐 슬롯(5)을 통한 인발 속도 또는 유리 처리량을 표준화하기 위해, 노즐 슬롯(5)은 만곡된 구성이다. 그러나, 바람직하게는 온도 구배는 또한 중심에서 외측부까지 이어지며, 즉 특히 노즐 슬롯의 중심에서부터 단부(7a, 7b)까지 증가 또는 감소된다. 특히, 제1 측부 영역(8a) 및/또는 제2 측부 영역(8b)은 비직선형으로 구성되거나, 바람직하게는 노즐 슬롯(5)의 길이(L)를 따라 그리고 그 높이(H)에 대해 전체적으로 만곡되도록 구성된다. 이상적으로, 노즐 슬롯(5)은 이에 따라 특히 두께가 300 μm 미만인 유리 리본(10)인 경우에 계란형, 타원형 또는 렌즈형이거나, 보다 일반적으로는 에지(11)에서의 처리량을 감소시키기 위해 높이에 대해 수직한 볼록한 단면을 갖는다. 이것은, 특히 노즐 슬롯(5)의 폭(Bs)이 중심에서 단부(7a, 7b)로 갈수록 증가하는 것을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 두께가 300 μm를 초과하는 유리 리본(10)의 경우에는 반대로, 경계(11)에 대한 유리 리본(10)의 중심에서의 처리량을 감소시키기 위해 뼈 형상 단면이 바람직하며, 뼈 형상 단면은 바람직하게는, 특히 노즐 슬롯(5)의 폭(Bs)이 중심에서 단부(7a, 7b)로 갈수록 증가하는 방식으로 오목한 단면을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 양자의 경우, 이에 따라 처리량을 조정하는 노즐 슬롯 프로파일을 사용하는 것에 의해 유리 리본(10)의 폭에 걸쳐 또는 노즐 슬롯(5)의 길이(L)에 걸쳐 표준화된 유리 리본 두께를 달성하는 것이 가능하다. 곡률은 바람직하게는 길이(L)를 따라 균일한 성형을 가능하게 하기 위해 전체적으로 계속되거나, 심지어는 연속적으로, 특히 선형으로 또는 지수함수적으로 이어진다.
도 4 및 도 5는 각각 측부 영역(8b)의 개략적인 단면을 보여준다. 도 4는 돌출부(20)를 지닌 노즐(4)의 측부 영역(8b)을 보여주며, 돌출부(20)는 노즐 슬롯(5)의 만입부 또는 유리 용융물(9)을 수용하는 추가의 체적을 제공하는 만입부로서 해석되어야 한다. 돌출부는 하부벽(21), 단부벽(22)에 의해 그리고 바람직하게는 적어도 하나, 바람직하게는 2개의 이상의 측벽(25)에 의해서도 또한 획정된다. 측벽은 선형일 수도 있고, 노즐(4)의 높이, 돌출부(20)의 폭(Bv), 그리고 선택적으로 돌출부(20)의 길이에 대해 만곡될 수도 있다. 하부벽(21)은 바람직하게는 폭(Bv)에 걸쳐 측벽(25)들 사이에서 연장되고, 특히 단부벽(22)에 의해 길이가 제한된다.
그러나, 유리 리본(10)의 인발 중에 작용하는 힘에 대한 영향을 달성하기 위해, 하부벽(21)은 길이(L)를 따라 높이(H)에 대해 만곡, 특히 연속적으로, 바람직하게는 선형 또는 지수함수형으로 만곡된다. 이러한 방식으로, 균일하게 만곡된 프로파일을 달성하는 것이 가능하며, 이 경우에 돌출부(20)의 하부벽(21)은 이상적으로 노즐 슬롯(5)에 있는 중심 영역(8c)의 하부 바운더리(30)로의 온건한 천이부를 형성한다. 최상의 경우, 중심 영역(8c)의 하부벽(21)과 하부 바운더리(30)는 단일 표면을 형성하고, 이에 따라 하부벽(21)의 곡률은 바람직하게는 측부 영역(8b)에서 시작하며, 돌출부의 하단부(23)까지 연장된다. 하단부(23)에서, 하부벽(21)은 단부벽(22)과 이웃하고, 단부벽에 원피스 또는 투피스로 결합될 수 있다.
하부벽(21) 및/또는 하부 바운더리(30)는 바람직하게는 노즐(4)이나 인발 탱크(2)를 저부에서 폐쇄하고, 특히 하부 바운더리(30)는 수평방향으로 연장된다. 이 경우, 노즐 슬롯은, 특히 유리 용융물(9)이 하단부(23)로부터 흘러나갈 수 있거나 적어도 인발될 수 있고, 이에 따라 유리 리본(1)이 하단부(23)의 경계(11)에서 폭에 관하여 인발 가능하게 하는 방식으로 폭 하부 바운더리(30)와 하부벽(21)에 배치된다. 따라서, 그 길이(L) 면에서 노즐 슬롯(5)은 또한 도 7에 도시한 바와 같이 하단부를 넘어 연장될 수 있다.
노즐(4)의 하단부(23)에서 상부벽(24)까지 노즐(4)의 높이(H)와, 측부 영역(8a, 8b)에서의 돌출부(20)의 길이(Lv)는 반경(R)을 결정한다. 노즐 슬롯(5) 또는 하부벽(21)의 곡률 반경(R)을 하단부(23)를 향해, 감소되는 값, 바람직하게는 160 mm 내지 200 mm로 설정하기 위해, 돌출부(20)의 높이는 20 mm 내지 40 mm이다. 보다 중요한 종속 관계는 노즐(4)의 높이(H)와 돌출부(20)의 폭(Bv)이며, 이것은 또한 도 5의 개략도에 예시되어 잇다. 폭(Bv)이 작을수록, 유입하고 있는 유리에 의해 극복되어야 하는 압력 손실은 커진다. 다른 한편으로, 이러한 유리 체적의 냉각은 돌출부(20)가 너무 넓으면 양호하지 않은데, 그 이유는 유리를 통한 돌출부의 냉각벽(21, 22)으로의 열전도를 위한 경로가 더 길어지기 때문이다. 돌출부(2)의 내부 공간에서의 폭(Bv)에 대한 노즐(4)의 높이(H)의 비는 이에 따라 이상적으로 0.8 내지 1.2이다. 노즐 슬롯(5)이 거의 계란 또는 타원 형상이기 때문에, 노즐 슬롯(5)은 폭(Bs)의 변화에 의해 정해질 수 있다. 따라서, 예컨대 50 μm 두께 유리의 제조를 위한 슬롯 폭(Bs)에서의 3 mm가 넘는 중심에서 외측부까지의 차가 고려 가능하다. 이 경우, 노즐 슬롯의 폭은 측부 영역(8a, 8b) 모두, 즉 돌출부(20)의 영역과 노즐(4)의 중심 영역(8c) 모두에서 변할 수 있다.
돌출부(20)의 최적 내부 공간을 정하거나 마련하고, 이에 의해 유리 용융물(9)의 점도를 설정하기 위해, 돌출부(20)의 폭(Bv)이 노즐 슬롯 폭(Bs)에 기초하여 계산된다.
Bv = 2×Bs 내지 5×Bs
길이를 따라, 돌출부(20)는 바람직하게는 하단부(23)를 넘어 연장되고, 이에 따라 단부벽(22)은 비스듬하게 또는 상부벽(24)으로부터 만곡된 방식으로 연장될 수 있다. 노즐(4)에 있는 상부벽(24)의 상부 개구는 바람직하게는 하부벽(21)보다 넓고/넓거나 긴데, 특히 노즐 슬롯의 폭(Bs)보다 넓고/넓거나 길다.
도 6 및 도 7은 노즐(4)에 있는 노즐 슬롯(5)의 2개의 실시예를 사시도로 보여준다. 일실시예(도 6)에서, 노즐 슬롯(5)은 도 2의 실시예에 비해 다소 짧고, 이에 따라 노즐 슬롯(5)은 여전히 돌출부(20)의 하향 만곡 영역에 위치하면서 종결된다. 이 실시예에서, 노즐 슬롯(5)은 이에 따라 그 단부까지 꾸준히 하향 만곡된다. 도 7에 도시한 실시예에서 노즐 슬롯은 다소 길다. 노즐 슬롯(5)은 따라서 돌출부(20)의 하부벽(21)을 가로질러 하단부(23)로 또는 심지어는 하단부를 넘어 연장된다. 하부벽(21)에서 하단부(23)로의 천이 영역에 있어서 노즐 슬롯(5)의 곡률은 바람직하게는 변곡점(W)을 갖고, 이에 따라 특히 기울기가 다시 감소되거나 심지어는 역전된다. 변곡점에서, 노즐 슬롯(5)은 굴곡부도 또한 가질 수 있다.
도 8은, 예컨대 돌출부(20)에서의 힘의 분포를 보여준다. 노즐 슬롯(5)의 곡률로 인해, 유리 리본(10)의 인장력에 의해 인발 방향으로 생성되는 힘이 돌출부(20) 또는 돌출부(20)들에서 수직방향 힘 성분(Fv)과 수평방향 힘 성분(Fh)으로 분할된다. 노즐 슬롯(5)의 하향 만곡부(8b) 또는 하부벽(21)에서, 이것은 노즐 단부 방향으로 연속적으로 성장하는 인장력의 횡방향 성분을 초래한다. 이것은, 하단부(23) 방향으로의 반경(R)이 작을수록, 유리 리본(10)의 인발 중에 변형력(Uh)의 수평방향 비율이 커진다는 것을 의미하며, 이것은 유리 리본(10)의 퍼짐 및 그 퍼짐을 유지하는 데 있어서 매우 중요하다. 점성 유리에서의 반력은 변형, 즉 유리 매체의 박형화를 초래한다. 여기에서는 따라서 수평방향 성분(Uh)이 결과적으로 변형 공정 중에 특히 경계(11)에서 유리를 외측으로, 즉 횡방향으로 인발하고, 이에 따라 수축도 또한 방지하고, 그 동안 변형력의 수직방향 부분(Uv)은 유리를 인발 방향(Z)으로 하향 인발한다. 수평방향 성분과 수직방향 성분의 합계인 힘은 인장력의 경우에는 Fz로 그리고 유리 리본(10)에서의 변형력의 경우에는 Uz로 표시된다.
유리 리본(10)의 원하는 폭 및/또는 인장력에 따라, 노즐 슬롯(5)의 곡률 반경(R)도 또한 동일할 수 있는데, 즉 바람직하게는 하단부 방향으로 감소하지 않을 수 있다. 그러나, 하부벽(21)에서 중심 영역(8c)의 하부 바운더리(30)로의 천이부에 “굴곡부”가 형성되지 않는다는 점이 특히 중요한데, 그 이유는 “굴곡부”가 보다 많거나 적은 점상의 불균일하거나 동일하지 않은 힘의 분포로 이어지기 때문이다. 구체적으로, 불균일한 변형력(Uh 및 Uv)의 분포는 점성 유리의 두께 또는 폭의 국소 변화로 이어질 수 있고, 이에 따라 더 이상 안정한 변형 공정 또는 유리 리본(10)의 폭에 걸쳐 동일한 파라메터 또는 유리 속성을 보장할 수 없다.
노즐 슬롯(5)이 길이(L), 폭(B) 및 높이(H)에서 만곡된 노즐(4)의 경우, 전체적으로 주어진 인발 탱크로부터, 곡률이 없는 경우에 가능한 것보다 넓은 유리 리본을 제조하는 것이 가능하다. 심지어는 두께가 100 μm 미만, 심지어는 50 μm 미만인 유리를 인발하는 것도 가능하다. 도 9는, 예컨대 모든 방향으로 평행하게 연장되는 노즐 슬롯(5)에 비해, 만곡된 슬롯에 의해 제조된 유리 리본(10)의 폭 변화를 보여준다. 여기에서, 경계 점선(11)은 평행한 노즐 슬롯(5)에 의해 제조된 유리 리본(10)의 폭(Bp)을 나타내고, 경계 실선(11)은 만곡된 노즐 슬롯(5)을 사용하여 제조 가능한 유리 리본(10)의 폭(Bk)을 나타낸다. 단지 예로써, 길이가 700 mm인 노즐 슬롯(5)을 사용하여 제조된, 상이한 두께의 유리 리본(10)의 전체 폭에 대한 다수의 통상의 수치와 만곡된 노즐 슬롯(5)을 사용한 경우에 가능한 폭의 변화를 아래에 나타낸다.
유리 두께 (μm) | 돌출부가 없는 경우의 폭 (mm) | 돌출부가 있는 경우의 폭 (mm) |
1000 | 560 | 640 |
500 | 490 | 620 |
100 | 400 | 590 |
돌출부를 지닌 노즐 슬롯을 사용하는 경우에 유리 리본의 폭 변화
도 1에 도시한 디바이스(1)의 실시예와 비교하여, 도 10은 냉각 디바이스(3) 및/또는 인발 탱크(2)에 대하여 다른 실시예를 갖는 디바이스(1)의 개략도를 보여준다. 이들 실시예 중 하나에 따르면, 냉각 디바이스(3)는 적어도 하나의 냉각 킬른(40)을 갖고, 이 냉각 킬른을 통해, 구체적으로 냉각 킬른(40)의 유입 및 유출 개구를 통해 유리 리본(10)이 이동된다. 냉각 킬른(40)은, 특히 성형 공정 후에 성형된 유리 리본(10)을 원하는 온도, 예컨대 실온으로 냉각하기 위해, 특히 또한 유리 리본을 저속으로 제어된 방식으로 냉각하여, 예컨대 유리 리본(10) 내의 응력을 방지하거나 감소시키기 위해 바람직하게는 유리 리본(10)의 성형 영역(14) 아래에 배치된다.
유리 리본(10)의 폭에 걸친 특히 정밀한 냉각을 위해, 냉각 킬른(40)이 나란히/상하로 그리고 바람직하게는 서로 인접하게 배치된 복수 개의 냉각 및/또는 가열 섹션(41)을 갖도록 준비된다. 적어도 하나의 냉각 및/또는 가열 섹션(41), 바람직하게는 복수 개의 상기한 섹션, 보다 바람직하게는 모든 냉각 및/또는 가열 섹션(41)은 온도를 측정 및 제어하는 열전쌍(42)을 포함한다. 냉각 및/또는 가열 섹션(41)은 바람직하게는 타일 형상이며, 구체적으로는 타일 붙이기 방식으로 나란히 배치된다. 이것은, 특히 냉각 및/또는 가열 섹션(41)이 그 사이에 자유 공간 없이 서로 인접하게 배치될 수 있도록 타일과 같이 구성되거나, 직사각형, 정사각형 또는 육각형의 형상을 갖는다는 것을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 상기한 실시예는, 예컨대 도 11에 도시되어 있다. 냉각 및/또는 가열 섹션(41)은 상이한 크기로 준비될 수 있다. 이에 따라, 예컨대 특히 경계(11) 영역이나 냉각 킬른 에지에 배치되는 냉각 및/또는 가열 섹션(41)은 냉각 킬른(40)이나 유리 리본(10)의 중심에 배치된 것보다 크거나 작게 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 유리 리본의 각각의 폭 및 유리 리본의 형상에 대해 맞춤 냉각 및/또는 가열 가능성을 제공할 수 있도록 하기 위해 유리 리본(10)의 특정 영역을 보다 강력하게 또는 보다 덜 강력하게 국소적으로 냉각 및/또는 가열할 수 있다. 따라서, 냉각 및/또는 가열 섹션(41)이 냉각 킬른(40)의 상부 영역보다 냉각 킬른(40)의 하부 영역에서 더 크거나 더 작게 구성되는 것도 또한 고려할 수 있다.
유리 리본(10)의 온도를 제어하기 위해, 디바이스(1)가 적어도 하나의 온도 측정 디바이스(45)를 갖는 것이 고려된다. 특히, 온도 측정 디바이스(45)는, 유리 리본(10)의 온도가 유리 리본의 폭에 걸쳐 바람직하게는 전체 폭에 걸쳐 검출 또는 측정될 수 있도록 하는 방식으로 구성된다. 도 10에 도시한 바와 같이, 온도 측정 디바이스(45)는 성형 영역(14)에, 구체적으로 냉각 킬른(40) 위에 배치될 수 있기 때문에, 예컨대 유리 리본(10)이 냉각 킬른(40)에 의해 냉각되기 전에 유리 리본(10)의 온도를 검출하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 유리 리본(10)에 최적인 냉각 프로그램을 달성하는 것이 가능하다. 마찬가지로, 온도 측정 디바이스(45) 또는 적어도 하나의 추가의 온도 측정 디바이스(45)가 냉각 킬른(40)의 부분이고/부분이거나, 냉각 킬른 내에서, 예컨대 중심에 배치되는 것도 또한 가능하다.
몇몇 경우, 예컨대 특정 유리 두께에 최적화된 노즐(4)이 상이한 유리 두께의 생성을 위해 사용되는 경우, 성형 영역(14)부터 유리 리본(10)의 온도를 제어하는 것이 필수적일 수 있다. 다른 실시예에서, 디바이스(1)는 따라서 적어도 하나, 특히 복수 개의 공간적으로 분포된 냉각 및/또는 가열 유닛(50) - 이 유닛은 바람직하게는 성형 영역(24)에 배치됨 - 을 갖는다. 이 경우, 냉각 및/또는 가열 유닛(50)은 각각 유리 리본(10)을 국소적으로, 적어도 일부 영역 또는 영역들에서 선택된 방식으로 가열 및/또는 냉각할 수 있고, 이에 따라 유리 리본(10)의 폭이 성형 영역(14)에서 선택적으로 설정될 수 있게 하도록 구성될 수 있다. 이것은, 냉각 또는 가열이 유리 리본(10)의 전체 폭에 걸쳐 일어나는 것이 아니라, 유리 리본(10)의 온도가 원하는 영역에서 국소적으로 변할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 유리 리본의 폭에 걸쳐 불균일한 및/또는 균일한 냉각 또는 가열을 실현하는 것이 가능하다.
따라서, 상이한 가열 및/또는 냉각 유닛(50)이 공간적으로 분포된 방식으로, 구체적으로 유리 리본(10)에 대해 횡방향으로 분포되고 배치되어, 유리 리본(10)에서 유리의 국소 분배에 대해 제어를 가할 수 있고, 또한 유리 분배에 관해 조정이 비교적 적게 수행될 수 있다. 이 경우, 가열 및/또는 냉각 유닛(50)은, 예컨대 성형 영역(14)의 전체 영역에 걸쳐 분포된 방식으로, 바람직하게는 성형 영역(14)의 5 %를 초과하는 높이, 바람직하게는 10 %를 초과하는 높이, 바람직하게는 15 %를 초과하는 높이 및/또는 50 % 미만의 높이, 바람직하게는 30 % 미만의 높이에 배치된다. 여기에서, 성형 영역(14)의 길이는 100 mm 내지 300 mm일 수 있다. 즉, 가열 및/또는 냉각 유닛(50)은 노즐(4)과 냉각 킬른(40) 사이에 배치될 수 있고, 이에 따라 예컨대 유리 리본(10) 두께의 정밀 조정이 가능하다. 이로 인해, 단일 노즐 슬롯(5)을 사용하여, 노즐 슬롯(5)이 실제적으로 최적화되는 범위보다 넓은 범위의 상이한 유리 두께를 지닌 상이한 유리 리본을 인발하는 것이 가능하다.
이러한 방식으로, 유리 리본(10)의 중심에서 오목한 두께 분포를 지닌 비교적 얇은 유리의 경우, 예컨대 유리 온도를 낮추거나 유리 점도를 증가시키기 위해 상이한 가열 및/또는 냉각 유닛(50)을 사용하는 것이 가능하다. 그 결과, 성형이 보다 빨리 종료되고, 이 영역에서는 이들 가열 및/또는 냉각 유닛(50)이 없는 경우보다 얇게 인발되지 않는다. 유리 리본(10)의 원하는 지점에서 맞춤 방식으로 온도를 조절할 수 있도록 하기 위해, 복수 개의 가열 및/또는 냉각 유닛(50)을 유리 리본(10)을 폭을 따라 또는 유리 리본의 폭에 대하여 나란히, 및/또는 대각선 방향으로, 또는 횡방향으로 배치하는 것이 고려 가능하다. 마찬가지로, 복수 개의 가열 및/또는 냉각 유닛(50)을 특히 인발 방향으로 상하로 배치하는 것도 가능하다. 어플리케이션에 따라, 2개 내지 6개의 가열 및/또는 냉각 유닛(50)이 나란히, 상하로 및/또는 서로에 대해 대각선 방향으로 배치되도록 준비될 수 있다.
유리한 가능성으로서, 가열 및/또는 냉각 유닛(50)은 각각 공기 또는 물 냉각기로서 구성될 수 있고, 구체적으로, 예컨대 도 12에 개략적으로 도시한 바와 같이 공기 흐름, 워터 제트, 액적, 미스트 및/또는 에어로졸을 생성할 수 있다. 이들 매체는, 특히 국소적으로 그리고 선택적으로 직접 유리 리본(10)으로 지향될 수 있다.
그러나, 가열 및/또는 냉각 유닛(50)이, 예컨대 폐쇄형 도관 시스템 - 이 도관 시스템에서 적어도 하나의 매체가 순환함 - 과 같은 간접 가열 및/또는 냉각 회로(50)로서 구성되어, 특히 유리 리본(10)이 다른 매체, 예컨대 물과 전혀 접촉하지 않는 것을 보장한다. 이 경우, 가열 및/또는 냉각 유닛(50)은, 각각 열에너지를 방출 또는 흡수하거나, 열에너지를 멀리 운반할 수 있도록 구성된다. 상기한 도관 시스템의 적어도 하나의 도관을 인발 방향에 대해 횡으로 또는 인발 방향에 평행하게 정렬하는 것이 고려 가능하다. 바람직하게는 매체 및/또는 유리 리본의 온도를 검출하기 위해, 온도 측정 디바이스(45) - 이 온도 측정 디바이스는 특히 적어도 하나, 바람직하게는 각각의 가열 및/또는 냉각 유닛(50)에 배치됨 - 를 마련하는 것이 가능하고, 이에 따라, 예컨대 유리 리본(10)에서 제거되는 열 에너지를 측정하는 것도 또한 가능하다. 상기한 실시예를 제한하지 않고, 직접 가열 및/또는 냉각 유닛(50)과 간접 가열 및/또는 냉각 유닛(50)의 조합을 사용하는 것도 또한 가능하다. 가열 및/또는 냉각 유닛(50)이 간접 냉각하는지 직접 냉각하는지와 관계 없이, 가열 및/또는 냉각 유닛(50)의 상이한 단면, 예컨대 라운드형, 계란형이나, 직사각형 또는 육각형과 같은 다각형 형상을 고려하는 것도 가능하다.
이 경우, 각 경우에 가열 및/또는 냉각 유닛(50)과 유리 리본(10) 사이의 거리를 변경하는 것이 가능하다. 예컨대 공기 냉각에 의한 냉각의 미세 조정은 이에 따라 공기 체적의 조정에 의해 가능해질 수 있다. 이 경우, 시간당 통과하는 공기 체적이 클수록, 유리는 더 두꺼워진다. 공기 냉각의 다른 매우 효율적인 변형예는 무화된 물을 첨가하는 것으로, 이로 인해 에어로졸이 형성된다. 물 체적에 따라, 이러한 에어로졸은 순수한 건조 공기보다 훨씬 더 많은 열에너지를 이송할 수 있고, 효율적인 냉각을 위해 에어로졸 또는 무화된 물이나 다른 기타 무화된 액체도 또한 공기 또는 특별한 가스 성분과 혼합될 수 있다.
예컨대 물 및/또는 공기 냉각기 형태의 가열 및/또는 냉각 유닛(50)을 사용하는 경우, 그 위치 또는 유리 리본(10)으로부터의 거리가 변경될 수 있다. 이 경우, 물 냉각기와 유리 리본(10) 사이의 거리가 짧을수록, 유리는 더 두꺼워진다. 가열 유닛은 단지 역으로만 동일한 효과를 갖기 때문에, 유리 리본(10)을 원하는 영역에서 더 얇게 하는 것이 가능하다. 이 경우, 가열 유닛은 공기 및/또는 가열 코일 기반 가열 유닛일 수 있다. 가열 및/또는 냉각 유닛(50)이 정밀하게 설정 가능하도록 하기 위해, 노즐(4)과 가열 및/또는 냉각 유닛(50) 사이에 배치되는 온도 측정 디바이스(45)를 마련하는 것이 가능하다.
다른 실시예에서, 디바이스(1)는 정제 유리를 유지하고 균질화하는 도가니(55)를 갖고, 이 도가니에는 특별히 조정된 직경을 갖고, 특히 인발 탱크(2)로 개방된 적어도 하나의 유출 파이프가 배치된다. 이에 따라, 유리는 유출 파이프(56)를 통해 도가니(44)에서 인발 탱크(2)로 이송될 수 있다. 이 경우, 디바이스는 적어도 하나, 바람직하게는 복수 개 또는 심지어는 많은 가열 요소(60)를 가질 수 있고, 이 경우에 적어도 하나의 가열 요소(60)가 적어도 인발 탱크(2), 유출 파이프(56) 및/또는 도가니(55)에 배치된다. 도 13에 도시한 예에 따르면, 인발 탱크(2), 유출 파이프(56) 및/또는 도가니(55) 각각에 복수 개의 가열 요소(60)를 배치하는 것도 또한 가능하여, 인발 탱크(2)에 있는 유리의 온도 및 분포를 정밀하게 설정하는 것이 가능하다.
본 발명의 목적을 위해, 가열 요소(60)는, 인발 탱크(2), 유출 파이프(56) 및/또는 도가니(55) 및/또는 그 내용물로 에너지를 출력하는 데 적합하고 이러한 목적으로 마련된 장치인 것이 이해된다. 이러한 에너지는, 예컨대 열에너지 또는 그 밖에 전기 에너지 또는, 예컨대 자기 에너지 형태로 출력될 수 있다. 이 경우, 가열 요소(60)는 인발 탱크(2), 유출 파이프(56) 및/또는 도가니(55)를 적어도 하나의 방향으로 적어도 부분적으로 또는 완전히 둘러쌀 수 있는 하나 이상의 가열 코일 및/또는 플랜지를 가질 수 있다. 일반적으로, 인발 탱크(2), 유출 파이프(56), 도가니(55) 및/또는 그 내용물은 이에 따라 가열 요소(60)에 의해 공급되는 열에너지에 의해 직접 가열될 수도 있고, 일반 탱크(2), 유출 파이프(56) 및/또는 도가니(55)는, 예컨대 유도 또는 전원에 의해, 바람직하게는 구체적으로 적어도 하나 이상의 플랜지에 의해 자가 가열될 수 있다. 여기에서는, 인발 탱크(2), 유출 파이프(56) 및/또는 도가니(55)를 통과하는 전류 흐름이 적어도 2개의 플랜지에 의해 생성되거나, 적어도 하나의 플랜지가 유도에 의해 인발 탱크(2), 유출 파이프(56) 및/또는 도가니(55)에 공급되는 자기장을 생성하는 데 사용된다. 인발 탱크(2), 유출 파이프(56) 및/또는 도가니(55)는 이에 따라 유리하게는 열전도 재료 및/또는 전류 전도 재료, 예컨대 금속을 포함한다. 일반적으로, 가열 요소(60)에 의한 가열은 특히 간접적으로 바람직하게는 비교적 넓은 영역에 걸쳐 수행되고, 이에 따라, 예컨대 유리 결함 형성이 감소될 수 있다. 특히 국소적인 온도의 정밀 조정도 또한 가능하다.
도 13의 예로 제한하지 않고, 각각의 가열 요소(60)가 도가니(55), 상부 유입 개구 및 하부 유입 개구에 배치되어, 유리가 원하는 온도로 유출 파이프(56)로 유입되는 것이 가능할 것으로 예상된다. 유출 파이프(56)는 3개의 가열 요소(60)를 갖고, 하나의 가열 요소(60)는 하나는 상부 1/3에, 하나는 삼등분의 중심에 그리고 하나는 하부 1/3에 배치된다. 이러한 방식으로, 유출 파이프(56)는 바람직하게는, 특히 매우 정밀한 온도 조정이 가능하고 유리가 인발 탱크로 흐를 때에도 균일하게 분배될 수 있도록 하는 방식으로 2개 내지 4개의 전기 가열 회로(61)로 분할된다.
다른 실시예에서, 인발 탱크(2)는, 바람직하게는 인발 탱크(2)의 가열이 바람직하게는 2개의 전기 가열 회로로 분할되도록 하는 방식으로 복수 개, 구체적으로는 적어도 4개의 가열 요소(60)를 갖는다. 가열 회로는 또한, 특히 공간면에서 상이하게 배치되거나 상이한 방식으로 가열을 수행하며, 예컨대 각각 인발 탱크에서의 정해진 체적 영역을 가열할 수 있는 가열 탱크(2)의 구역으로서 해석될 수 있다. 이 경우, 인발 탱크(2) 내에서 횡방향으로 또는 노즐 슬롯(5)의 길이(L)를 따라 인발 탱크(2)에서의 유리 분배를 제어하기 위해, 인발 탱크(2)의 가열 회로(62)는 바람직하게는 노즐 슬롯(5)의 길이(L)에 대해 직렬로 배치된다. 이에 따라, 노즐 슬롯(5)에서의 유리 분포와 노즐(4)에서의 가스 체적의 처리량은 유출 파이프(56) 및 인발 탱크(2)의 온도 관리에 의해 조정될 수 있다. 가열 요소(60)는 바람직하게는, 적어도 2개 또는 3개, 특히 복수 개의 가열 회로(62)가 형성되도록 하는 방식으로 배치된다. 이 경우, 가열 회로(62) 및/또는 가열 요소(60) 중 적어도 2개는, 특히 적어도 3개의 가열 회로가 형성되고, 그 중 적어도 하나의 추가의 가열 회로(62)가 인발 탱크(2)에 대해 중심에 배치되도록 하는 방식으로 인발 탱크92)에 대해 측방으로 배치될 수 있다. 이 경우, 각각의 가열 회로(62)는, 적어도 2개의 가열 요소(60)로 둘러싸이거나, 한정되거나, 에워싸인다.
따라서, 본 발명의 목적은 또한 일반적으로, 특정 실시예의 특별한 피쳐로 제한되지 않고 유리 용융물(9)로부터 유리 리본(10)을 인발하는 디바이스(1)에 의해 달성될 수 있는데, 상기 디바이스(1)는 정제 유리로 이루어진 용융물을 유지하는 도가니(55)와 유리 용융물을 인발 탱크(2)로 이송하는 유출 파이프(56)를 갖고, 적어도 인발 탱크(2)는 복수 개의 가열 요소(60)를 가지며, 이 가열 요소는 바람직하게는 유리 용융물(9)을 하향 배출할 수 있는 노즐(4)의 노즐 슬롯(5)의 길이(L)에 대해 횡으로 배치되고, 상기 디바이스(1)는 성형 영역(14)에 배치되는 적어도 하나, 특히 복수 개의 냉각 및/또는 가열 유닛(50)을 갖는다. 이 실시예에서, 노즐 슬롯(5)은 바람직하게는 제1 측부 영역(8a) 및 제2 측부 영역(8b)에서 전체적으로 또는 연속적으로 노즐 슬롯(5)의 단부(7a, 7b)를 향해 인발 방향(Z)으로 하향 만곡되고, 이에 따라 단부(7a, 7b)는 이들 단부(7a, 7b) 사이에 배치된 노즐 슬롯(5)의 중심 영역(8c)보다 낮다. 유리를 균질화하기 위해, 도가니(55)에 교반 유닛이 마련될 수 있고, 특히 이 교반 유닛의 단위 시간당 회전수는 조정 가능하다.
1 : 유리 리본 인발 디바이스
2 : 인발 탱크
3 : 냉각 디바이스
4 : 노즐
5 : 노즐 슬롯
6 : 노즐 또는 노즐 슬롯의 벽
7a : 제1 단부
7b : 제2 단부
8a : 노즐 슬롯의 제1 측부 영역
8b : 노즐 슬롯의 제2 측부 영역
8c : 노즐 슬롯의 중심 영역
9 : 유리 용융물
10 : 유리 리본
11 : 경계
14 : 성형 영역
15 : 인발 롤러
20 : 돌출부
21 : 돌출부의 하부벽
22 : 돌출부의 단부벽
23 : 돌출부의 하단부
24 : 노즐의 상부벽
25 : 측벽
30 : 중심 영역의 하부 바운더리
40 : 냉각 킬른
41 : 냉각 및/또는 가열 섹션
42 : 열전쌍
45 : 온도 측정 디바이스
50 : 냉각 및/또는 가열 유닛
55 : 도가니
56 : 유출 파이프
60 : 가열 요소
61 : 유출 파이프의 가열 회로
62 : 인발 탱크의 가열 회로
B : 폭
Bk : 만곡된 노즐 슬롯에 의해 생성된 유리 리본의 폭
Bp : 평행한 노즐 슬롯에 의해 생성된 유리 리본의 폭
Bs : 노즐 슬롯의 폭
Bv : 돌출부의 폭
H : 노즐의 높이/돌출부의 높이
L : 노즐 슬롯의 길이
Lv : 돌출부의 길이
R : 곡률 반경
W : 곡률의 변곡점
Z : 인발 방향
2 : 인발 탱크
3 : 냉각 디바이스
4 : 노즐
5 : 노즐 슬롯
6 : 노즐 또는 노즐 슬롯의 벽
7a : 제1 단부
7b : 제2 단부
8a : 노즐 슬롯의 제1 측부 영역
8b : 노즐 슬롯의 제2 측부 영역
8c : 노즐 슬롯의 중심 영역
9 : 유리 용융물
10 : 유리 리본
11 : 경계
14 : 성형 영역
15 : 인발 롤러
20 : 돌출부
21 : 돌출부의 하부벽
22 : 돌출부의 단부벽
23 : 돌출부의 하단부
24 : 노즐의 상부벽
25 : 측벽
30 : 중심 영역의 하부 바운더리
40 : 냉각 킬른
41 : 냉각 및/또는 가열 섹션
42 : 열전쌍
45 : 온도 측정 디바이스
50 : 냉각 및/또는 가열 유닛
55 : 도가니
56 : 유출 파이프
60 : 가열 요소
61 : 유출 파이프의 가열 회로
62 : 인발 탱크의 가열 회로
B : 폭
Bk : 만곡된 노즐 슬롯에 의해 생성된 유리 리본의 폭
Bp : 평행한 노즐 슬롯에 의해 생성된 유리 리본의 폭
Bs : 노즐 슬롯의 폭
Bv : 돌출부의 폭
H : 노즐의 높이/돌출부의 높이
L : 노즐 슬롯의 길이
Lv : 돌출부의 길이
R : 곡률 반경
W : 곡률의 변곡점
Z : 인발 방향
Claims (19)
- 유리 용융물(9)로부터 유리 리본(10)을 인발하는 유리 리본 인발 디바이스(1)로서, 상기 유리 리본 인발 디바이스(1)는 유리 용융물(9)을 수용하는 인발 탱크(2)를 갖고, 이 인발 탱크는 유리 용융물(9)을 하향 배출할 수 있는 통로 개구(5)를 지닌 노즐(4)을 가지며, 통로 개구는 2개의 단부(7a, 7b)를 갖는 노즐 슬롯(5)으로서 구성되고, 노즐 슬롯(5)의 길이(L)는 그 폭(B)보다 길며, 노즐 슬롯(5)은 제1 측부 영역(8a)과 제2 측부 영역(8b)에서 인발 방향(Z)으로 노즐 슬롯(5)의 단부(7a, 7b)를 향해, 특히 전체적으로 또는 연속적으로 하향 만곡되고, 그 결과, 단부(7a, 7b)는 이들 단부(7a, 7b) 사이에 배치된 노즐 슬롯(5)의 중심 영역(8c)보다 낮으며, 노즐 슬롯(5)의 폭은 중심에서 단부(7a, 7b) 측을 향해 변하는 것인 유리 리본 인발 디바이스.
- 제1항에 있어서,
노즐 슬롯(5)은 중심에서 단부 측으로 테이퍼지고, 이에 따라 노즐 슬롯(5)의 폭은 그 단부(7a, 7b)보다 중심 영역(8c)에서 더 큰 것을 특징으로 하는 유리 리본 인발 디바이스. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
노즐 슬롯(5)은 제1 측부 영역(8a)과 제2 측부 영역(8b)에서 반경(R)과 함께 높이(H)에 대해 연속적인 곡률을 갖고, 높이(H)는 인출 방향(Z)에 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 유리 리본 인발 디바이스. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
노즐 슬롯은,
- 노즐 슬롯(5)이 단부(7a, 7b)까지 일정한 곡률을 갖는 것과,
- 노즐 슬롯(5)이 단부(7a, 7b)까지 만곡되며, 곡률이 변곡점(W)을 갖는 것
중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 리본 인발 디바이스. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
노즐 슬롯(5)은 평면도에서, 즉 길이(L) 및 폭(B)에 대해 계란형, 타원형, 오목형 또는 렌즈형을 갖는 것을 특징으로 하는 유리 리본 인발 디바이스. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 측부 영역(8a)과 제2 측부 영역(8b) 각각에서, 노즐(4)은 유리 용융물(9)의 추가적인 관류 체적을 유지하기 위한 돌출부(20)를 갖고, 돌출부(20)는 인발 방향(Z)을 따라 연장되며, 돌출부(20)의 내부 공간은 추가적인 관류 체적의 크기를 획정하는 것이 유리 리본 인발 디바이스. - 제6항에 있어서,
돌출부(20)의 내부 공간의 폭(B)에 대한 돌출부(20)의 내부 공간의 높이(H)의 비율은 0.2 초과, 바람직하게는 0.5 초과, 바람직하게는 0.8 초과 및/또는 2 미만, 바람직하게는 1.6 미만, 바람직하게는 1.2 미만인 것을 특징으로 하는 유리 리본 인발 디바이스. - 제7항에 있어서,
노즐 슬롯(5)의 곡률 반경(R)은 돌출부(20)의 높이(H)와 돌출부(20)의 길이(L)에 의해 획정되는 것을 특징으로 하는 유리 리본 인발 디바이스. - 제7항 또는 제8항에 있어서,
돌출부(20)의 높이(H)에 대한 돌출부(20)의 길이(L)의 비는 2.8 미만, 바람직하게는 2.6 미만, 바람직하게는 2.4 미만인 것을 특징으로 하는 유리 리본 인발 디바이스. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 측부 영역(8a)에 있는 돌출부(20)의 만곡부는 제2 측부 영역(8b)에 있는 돌출부의 만곡부 반대측에 위치하는 것을 특징으로 하는 유리 리본 인발 디바이스. - 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
돌출부(20)의 내부 공간 높이(Hv)는 10 mm 초과, 바람직하게는 15 mm 초과, 바람직하게는 20 mm 초과 및/또는 80 mm 미만, 바람직하게는 60 mm 미만, 바람직하게는 40 mm 미만인 것을 특징으로 하는 유리 리본 인발 디바이스. - 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
돌출부(20)의 폭(B)은 노즐 슬롯의 폭(B), 특히 통로 개구의 단면과, 1 mm 초과, 바람직하게는 1.5 mm 초과, 바람직하게는 2 mm 초과 및/또는 15 mm 미만, 바람직하게는 10 mm 미만, 바람직하게는 5 mm 미만의 값의 곱으로서 획정되는 것을 특징으로 하는 유리 리본 인발 디바이스. - 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
노즐 슬롯(5)의 곡률 반경(R)은 100 mm 초과, 바람직하게는 130 mm 초과, 바람직하게는 160 mm 초과 및/또는 260 mm 미만, 바람직하게는 230 mm 미만, 바람직하게는 200 mm 미만인 것을 특징으로 하는 유리 리본 인발 디바이스. - 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
돌출부(20)는 인발 방향(Z)으로 돌출부(20)의 내부 공간을 폐쇄하는 하부벽(21)을 갖고, 통로 개구는 하부벽(21)에 배치되는 것을 특징으로 하는 유리 리본 인발 디바이스. - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
복수 개의 가열 요소(60)가 인발 탱크(2)에 배치되고, 이에 따라 인발 탱크(2)의 가열은 전기 가열 회로(62)로 분할되며, 인발 탱크(2)의 가열 회로(62)는 바람직하게는 노즐 슬롯(5)의 길이(L)에 대해 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 유리 리본 인발 디바이스. - 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
유리 리본 인발 디바이스(1)는 성형 영역(14)에 배치되는 적어도 하나, 특히 복수 개의 공간적으로 분포되는 냉각 및/또는 가열 유닛(50)을 갖는 것을 특징으로 하는 유리 리본 인발 디바이스. - 유리가 용융되어 인발 탱크(2) - 이 인발 탱크는 유리 용융물(9)을 안내하고, 통로 개구를 가짐 - 로부터 배출되며, 인발 방향(Z)으로 하향 인발됨으로써 얇은 유리 리본(10)을 형성하는, 유리 용융물(9)로부터 얇은 유리 리본(10)을 인발하는 유리 리본 인발 방법으로서,
얇은 유리 리본(10)은 통로 개구를 빠져나온 다음, 유리 천이 온도(Tg) 미만으로 떨어질 때까지 냉각되고, 얇은 유리 리본(10)은 이 얇은 유리 리본(10)으로 인장력을 전달하는 인발 롤러(15)와의 접촉에 의해 인발 방향(Z)으로 인발되며,
인발 롤러(15)는 유리 천이 온도(Tg) 미만인 유리의 온도에서 유리와 접촉하고,
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 디바이스(1)가 사용되며, 상기 디바이스(1)는 유리 리본(10)의 수축을 방지하는 돌출부(20)를 지닌 노즐(4)을 갖는 것인 얇은 유리 리본 인발 방법. - 제17항에 있어서,
노즐은 통로 개구 아래에 생성된 유리 리본(10)에 대한 인장력이 돌출부(20)에서 수직방향 힘 성분(Kv)과 수평방향 힘 성분(Kh)으로 분할되도록 하는 방식으로 구성되고, 인장력에 반대로 작용하는 변형력(Uz)이 유리 리본(10)에 생성되며, 수직방향 변형력 성분(Uv)의 비율에 대한 수평방향 변형력 성분(Uh)의 비율은 제1 단부(7a) 및 제2 단부(7b)로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 얇은 유리 리본 인발 방법. - 제17항 또는 제18항에 있어서,
- 두께가 70 μm 이하, 바람직하게는 50 μm 미만, 바람직하게는 20 μm 미만인 얇은 유리 리본(10)이 인발되는 것과,
- 두께가 적어도 1.5배, 바람직하게는 적어도 2배 차이가 나는 유리 리본이 동일한 노즐에서 연속적으로 인발되는 것
중 적어도 하나를 특징으로 하는 얇은 유리 리본 인발 방법.
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