KR20240004557A - 복잡하게 만곡된 유리 물품 및 이를 형성하는 방법 - Google Patents
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Abstract
복잡한 만곡 유리 물품 및 이를 형성하는 방법이 본원에 설명된다. 본원에 설명되는 유리 물품은 진공 압력을 적용하여 개질될 수 있다. 상기 유리 물품은 제1 곡면 및 제2 곡면에 의해 정의되는 제1 전개 불가 만곡 형상을 포함하는 제1 유리 층을 포함할 수 있다. 제1 곡면 및 제2 곡면 중 적어도 하나는 60,000 mm2 이상의 표면적을 포함한다. 유리 물품의 두께는 표면적 1000 mm2 당 +/- 75 마이크론의 균일성을 포함할 수 있다. 전개 불가 만곡 형상은 3.0% 이상의, 제1 곡면과 제2 곡면 사이에 배치되는 가상의 중심 표면과 가상의 표면 사이에서 측정되는, 최대 압축 변형률 형상 파라미터를 포함할 수 있다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2021.04.29자로 출원된 미국 가출원 번호 63.181,582, 2021.12.07자로 출원된 미국 가출원 번호 63/286,734, 2021.12.07자로 출원된 미국 가출원 번호 63/286,748, 2022.03.02자로 출원된 미국 가출원 번호 63/315,558의 35 U.S.C. § 119 하의 우선권의 이익을 주장하며, 각 내용은 전체가 참조로 본원에 통합된다.
분야
본 개시는 예를 들어, 소비자 전자제품, 가전, 운송, 건축, 방위, 및 의학과 같은, 다양한 산업에서 사용하기 위한 물품을 진공 성형(vacuum forming)하는 것에 관한 것이다. 특히, 본 개시는 전개 불가(non-developable) 형상을 갖는 유리 물품의 진공 성형 및 그 결과로서 전개 불가 형상을 갖는 진공-성형된 유리 물품에 관한 것이다.
많은 제품은 3차원(3D) 유리 물품을 포함한다. 물품의 일부 예는 커브드 LCD 또는 LED TV 스크린, 스마트폰, 창문을 포함하는 3D 유리 물품을 포함한다. 제품 형상의 혁신은 3D 부품, 특히 유리로 만들어진 3D 부품의 제조 공정에, 바람직한 내스크래치성 및 내충격성과 함께 우수한 광학 특성을 가져야 한다는 새로운 도전을 가져온다.
따라서, 복잡한 형상과 바람직한 광학적 및 기계적 특성을 갖는 3D 물품, 특히 3D 유리 물품을 제조하는 방법에 대한 지속적인 요구가 존재한다.
본 개시는 진공 압력을 사용하여 물질 시트, 특히 유리 시트를 개질하는 것에 관한 것이다. 본원에 설명된 진공 개질 방법은 유리 시트를 주름이나 파손 없이 전개 불가 형상으로 개질할 수 있다. 본원에 설명된 구현예는 진공 압력을 활용하여 진공-밀폐(tight) 밀봉(seal)을 생성하고 개질하는 동안 유리 시트를 제자리에 고정한다. 진공 압력을 활용하여 개질 중에 유리 시트를 고정함으로써, 유리 시트는 개질 중, 냉각 중 및 탈몰딩 중에 자유롭게 움직이고 변형될 수 있다. 유리 시트의 자유로운 움직임은 광학 왜곡이나 유리 파손을 초래할 수 있는 원치 않는 응력을 유리 시트에 도입하지 않고도 유리 시트를 전개 불가 형상으로 개질할 수 있도록 한다.
본 출원의 제1 관점(1)은 유리 시트를 개질하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 진공 몰드 위에 유리 시트를 배치하는 단계, 진공 몰드는 진공 캐비티, 및 상기 진공 캐비티 주위에 배치되는 프레임을 포함하며, 상기 프레임은 상부 표면에 형성된 하나 이상의 진공 개구부를 포함하는 상부 표면을 포함하며; 유리 시트를 개질 온도로 가열하는 단계; 유리 시트의 하나 이상의 제1 부분이 하나 이상의 진공 개구부로 당겨지도록, 하나 이상의 진공 개구부에 진공 압력을 적용하는 단계; 및 유리 시트의 제2 부분이 진공 개구부로 당겨지도록, 진공 캐비티에 진공 압력을 적용하는 단계를 포함한다.
제2 관점(2)에서,제1 관점(1)에 따른 탑 표면은 외부 둘레 에지를 포함할 수 있고, 유리 시트는 프레임의 외부 둘레 에지로부터 외측으로 연장하는 둘레 부분을 포함할 수 있다.
제3 관점(3)에서, 제2 관점(2)에 따른 유리 시트를 개질 온도로 가열하는 단계는, 유리 시트의 둘레 부분이 프레임의 외부 둘레 에지 주위로 접히게 할 수 있다.
제4 관점(4)에서, 상기 제2 관점(2) 또는 제3 관점(3)에 따른 유리 시트는 제1 둘레를 포함하는 둘레 형상을 포함하고, 상기 외부 둘레 에지는 제2 둘레를 포함하는 형상을 포함하며, 상기 제1 둘레는 상기 제2 둘레보다 더 크다.
제5 관점(5)에서, 관점 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 따른 하나 이상의 진공 개구부는 복수의 진공 개구부를 포함할 수 있고, 유리 시트의 복수의 제1 부분이 복수의 진공 개구부로 당겨지도록, 진공 압력은 복수의 진공 개구부에 적용된다.
제6 관점(6)에서, 제5 관점(5)에 따른 유리 시트는 유리 시트를 개질하기 전에 측정된 두께를 포함할 수 있고, 복수의 진공 개구부는 유효 직경을 갖는 관통 홀을 포함하며, 상기 관통 홀의 유효 직경은 유리 시트의 두께보다 10 내지 15배 더 크다.
제7 관점(7)에서, 제6 관점(6)에 따른 유리 시트의 두께는 0.5 밀리미터 내지 10 밀리미터 범위일 수 있고, 관통 홀의 유효 직경은 5 밀리미터 내지 120 밀리미터 범위일 수 있다.
제8 관점(8)에서, 제6 관점(6)에 따른 유리 시트의 두께는 0.5 밀리미터 내지 5 밀리미터 범위일 수 있고, 관통 홀의 유효 직경은 10 밀리미터 내지 50 밀리미터 범위일 수 있다.
제9 관점(9)에서, 관점 (5)-(8) 중 어느 하나에 따른 복수의 진공 개구부는 유효 직경을 갖는 관통 홀을 포함할 수 있고, 상기 복수의 진공 개구부는 진공 캐비티을 주위에 방사상으로 배치되고 이격 거리만큼 서로 이격되며, 상기 이격 거리는 유효 직경 이상이고, 유효 직경의 3배 이하이다.
제10 관점(10)에서, 관점 (1)-(9) 중 어느 하나에 따른 유리 시트는 유리 시트의 개질 동안 프레임의 탑 표면에 기계적으로 클램핑되지 않는다.
제11 관점(11)에서, 관점 (1)-(10) 중 어느 하나에 따른 유리 시트의 제2 부분은 유리 시트를 개질하기 전의 초기 두께(t1)와 유리 시트를 개질한 후의 최종 두께(t2)를 포함할 수 있고, 여기서 는 1.1 내지 2 범위이다.
제12 관점(12)에서, 관점 (1)-(11) 중 어느 하나에 따른 방법에서, 진공 압력이 진공 캐비티에 적용되기 전에, 진공 압력은 하나 이상의 진공 개구부에 적용된다.
제13 관점(13)에서, 관점 (1)-(12) 중 어느 하나에 따른 방법에서, 제1 진공 소스는 진공 압력을 진공 캐비티에 적용하고, 제2 진공 소스는 진공 압력을 하나 이상의 진공 개구부에 적용한다.
제14 관점(14)에서, 관점 (1)-(13) 중 어느 하나에 따른 프레임은 진공 챔버를 정의하는 진공 박스에 결합될 수 있고, 여기서 진공 캐비티는 진공 챔버에 배치된 몰드에 의해 정의된다.
제15 관점(15)에서, 관점 (1)-(14) 중 어느 하나에 따른 진공 캐비티는 몰드 표면 및 상기 몰드 표면에 형성된 하나 이상의 진공 홀을 포함하는 몰드에 의해 정의될 수 있다.
제16 관점(16)에서, 제15 관점(15)에 따른 몰드 표면은 그래파이트, 보론 나이트라이드, 실리카 수트(soot), 칼슘 카보네이트, 카본 수트, 몰리브덴 디설파이드, 및 텅스텐 디설파이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함할 수 있다.
제17 관점(17)에서, 제15 관점(15) 또는 제16 관점(16)에 따른 방법에서, 상기 몰드 표면은 제1 열 팽창 계수를 포함하는 제1 물질을 포함할 수 있고, 상기 유리 시트는 제2 열 팽창 계수를 포함하는 제2 물질을 포함할 수 있으며, 상기 프레임의 탑 표면은 제3 열 팽창 계수를 포함하는 제3 물질을 포함할 수 있고, 상기 제3 열 팽창 계수는 제2 열 팽창 계수보다 크고, 상기 제2 열 팽창 계수는 상기 제1 열 팽창 계수보다 크다.
제18 관점(18)에서, 관점 (15)-(17) 중 어느 하나에 따른 방법에서, 진공 캐비티에 진공 압력을 적용하는 단계는 유리 시트의 제2 부분을 몰드의 몰드 표면에 대해 당긴다.
제19 관점(19)에서, 관점 (1)-(18) 중 어느 하나에 따른 개질 방법은, 복수의 유리 시트를 진공 몰드 위에 배치하고 동시에 복수의 유리 시트를 개질하는 단계를 포함할 수 있다.
제20 관점(20)에서, 관점 (1)-(19) 중 어느 하나에 따른 유리 시트는 탑 유리 층과 바텀 유리 층을 포함할 수 있고, 상기 방법은 상기 유리 시트를 개질한 후 상기 바텀 유리 층을 제거하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
제21 관점 (21)에서, 제20 관점(20)에 따른 바텀 유리 층은 에칭 공정을 사용하여 제거될 수 있다.
본 출원의 제22 관점(22)은 유리 시트를 개질하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 진공 캐비티; 진공 캐비티 주위에 배치되고, 탑 표면을 포함하는 탑 벽 및 하나 이상의 진공 개구부를 포함하는 프레임, 여기서 각 진공 개구부는 탑 벽에 형성되는 관통 홀 및 관통 홀 아래에 수직으로 배치되고 관통 홀의 중심 축과 교차하는 정지 벽을 포함하며; 및 진공 캐비티 및 하나 이상의 진공 개구부와 유체 연통하는 하나 이상의 진공 소스를 포함한다.
제23 관점(23)에서, 제22 관점(22)에 따른 관통 홀은 유효 직경을 가질 수 있고, 정지 벽의 탑 표면은 탑 벽의 탑 표면으로부터 수직으로 소정의 깊이만큼 이격되며, 상기 깊이는 유효 직경의 1/2 이하이다.
제24 관점(24)에서, 제22 관점(22) 또는 제23 관점(23)에 따른 하나 이상의 진공 소스는, 진공 캐비티와 유체 연통하는 제1 진공 소스 및 하나 이상의 진공 홀과 유체 연통하는 제2 진공 소스를 포함할 수 있다.
제25 관점(25)에서, 관점 (22)-(24) 중 어느 하나에 따른 하나 이상의 진공 개구부는 진공 캐비티에 대하여 방사상으로 배치되는 복수의 진공 개구부를 포함할 수 있다.
본 출원의 제26 관점(26)은 개질 유리 물품에 관한 것으로, 볼록 곡면과 오목 곡면에 의해 정의되는 전개 불가 만곡 형상, 여기서 상기 만곡 형상은 60,000 mm2 이상의 볼록 표면적을 포함하고; 볼록 표면 및 오목 표면 사이에서 측정된 두께; 100 mm당 +/- 50 마이크론의 두께 균일성; 및 1% 미만의 최대 압축 변형률을 포함한다.
제27 관점(27)에서, 제26 관점(26)에 따른 만곡 형상은 절대값으로 300 밀리디옵터 미만의 두께를 통해 측정되는 광력 왜곡(optical power distortion)을 포함할 수 있으며, 상기 광력 왜곡은 DIN 52305:1995에 따라 측정된다.
본 출원의 제28 관점(28)은 유리 시트를 개질하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 장치는, 몰드 표면과 상기 몰드 표면에 형성된 하나 이상의 진공 홀을 포함하는 진공 캐비티, 및 상기 진공 캐비티 주위에 배치되는 프레임을 포함하는 모놀리식 진공 몰드, 여기서 상기 프레임은 탑 표면과 탑 표면에 형성된 복수의 진공 개구부를 포함하고; 상기 하나 이상의 진공 홀과 유체 연통하는 제1 진공 소스; 및 상기 복수의 진공 개구부와 유체 연통하는 제2 진공 소스를 포함한다.
제29 관점(29)에서, 제28 관점(28)에 따른 프레임은, 탑 표면에 형성되고, 복수의 진공 개구부를 유동적으로 연결하는 채널을 더욱 포함할 수 있다.
제30 관점(30)에서, 제29 관점(29)에 따른 채널은 인접한 두 개의 진공 개구부를 연결하는 복수의 채널 부분을 포함할 수 있고, 각 채널 부분은 탑 표면에 연결되는 탑 에지 및 탑 에지로부터 채널의 바텀 표면으로 연장하는 측벽을 포함하고, 측벽은 5° 내지 20° 범위의 경사 각을 포함하며, 경사 각은 채널의 바텀 표면에 수직인 축에 대하여 측정된다.
제31 관점(31)에서, 제29 관점(29) 또는 제30 관점(30)에 따른 복수의 진공 개구부 각각은 바텀 표면을 포함할 수 있고, 채널은 복수의 진공 개구부 각각을 통해 연장되는 제1 부분과 복수의 진공 개구부 각각의 바텀 표면 아래에 배치되는 제2 부분을 포함한다.
제32 관점(32)에서, 관점 (28)-(31) 중 어느 하나에 따른 복수의 진공 개구부는 탑 표면에 연결되는 탑 둘레 에지 및 탑 둘레 에지로부터 진공 개구부의 바텀 표면으로 연장되는 둘레 측벽을 포함할 수 있고, 둘레 측벽은 5° 내지 20° 범위의 경사 각을 포함하며, 경사 각은 진공 개구부의 바텀 표면에 수직인 축에 대하여 측정된다.
제33 관점(33)에서, 관점 (28)-(32) 중 어느 하나에 따른 프레임의 탑 표면은 외부 둘레 에지 및 상기 외부 둘레 에지에 위치한 범프를 포함할 수 있고, 상기 범프는 0.3㎜ 내지 2㎜ 범위의 높이를 포함하며, 높이는 범프에 바로 인접한 탑 표면의 일부에 대하여 측정된 높이이다.
제34 관점(34)에서, 관점 (28)-(33) 중 어느 하나에 따른 몰드 표면은 제1 최대 곡률 반경을 갖는 중심 표면 영역, 및 상기 중심 표면 영역에 인접하고 제1 최대 곡률 반경보다 작은 제2 최대 곡률 반경을 갖는 둘레 표면 영역을 포함할 수 있다.
제35 관점(35)에서, 제34 관점(34)에 따른 제 2 최대 곡률 반경은 제 1 최대 곡률 반경보다 적어도 5% 작을 수 있다.
제36 관점(36)에서, 제34 관점(34) 또는 제35 관점(35)에 따른 중심 표면 영역은 60,000 mm2 이상의 표면적을 포함할 수 있다.
제37 관점(37)에서, 관점 (34)-(36) 중 어느 하나에 따른 몰드 표면은 상기 몰드 표면에 형성되고, 중심 표면 영역을 둘레 표면 영역과 경계 짓는 슬롯을 포함할 수 있다.
제38 관점(38)에서, 제37 관점(37)에 따른 슬롯은 1 ㎜ 내지 4 ㎜ 범위의 폭과 1 ㎜ 이하의 깊이를 포함할 수 있다.
제39 관점(39)에서, 관점 (34) - (38) 중 어느 하나에 따른 하나 이상의 진공 홀은 둘레 표면 영역에 형성될 수 있다.
제40 관점(40)에서, 관점 (34) - (39) 중 어느 하나에 따른 장치의 중심 표면 영역에 형성되는 진공 홀은 없다.
제41 관점(41)에서, 관점 (28)-(40) 중 어느 하나에 따른 몰드 표면은 접촉 인디케이터를 포함할 수 있고, 상기 접촉 인디케이터는 상승된(raised) 딤플 및 접촉 센서로 이루어진 군으로부터 선택된다.
제42 관점(42)에서, 제41 관점(41)에 따른 몰드 표면은 제1 최대 곡률 반경을 갖는 중심 표면 영역, 및 상기 중심 표면 영역에 인접하고 제1 최대 곡률 반경보다 작은 제2 최대 곡률 반경을 갖는 둘레 표면 영역을 포함할 수 있고, 상기 접촉 인디케이터는 상기 둘레 표면 영역에 위치된다.
제43 관점(43)에서, 관점 (28)-(42) 중 어느 하나에 따른 장치는, 몰드 표면의 반대쪽의 몰드의 바텀 표면과 접촉하는 냉각 블록을 포함할 수 있다.
제44 관점(44)에서, 제43 관점(43)에 따른 몰드 표면은 제1 최대 곡률 반경을 갖는 중심 표면 영역, 및 상기 중심 표면 영역에 인접하고 제1 최대 곡률 반경보다 작은 제2 최대 곡률 반경을 갖는 둘레 표면 영역을 포함할 수 있고, 상기 냉각 블록은 중심 표면 영역의 반대편의 몰드의 바텀 표면과 접촉한다.
본 출원의 제45 관점(45)은 유리 시트를 개질하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 다음을 포함한다: 유리 시트의 복수의 제1 부분이 진공 몰드의 탑 표면에 형성된 복수의 진공 개구들 위에 배치되고, 유리 시트의 제2 부분이 진공 몰드의 진공 캐비티 위에 배치되도록, 관점 (28) - (44) 중 어느 하나의 모놀리식 진공 몰드 위에 유리 시트를 배치하는 단계; 유리 시트를 개질 온도로 가열하는 단계; 유리 시트의 복수의 제1 부분이 복수의 진공 개구부로 당겨지도록 복수의 진공 개구부에 진공 압력을 적용하는 단계; 및 유리 시트의 제2 부분이 진공 캐비티로 당겨지도록 진공 캐비티에 진공 압력을 적용하는 단계.
제46 관점(46)에서, 제45 관점(45)에 따른 진공 몰드의 프레임은 탑 표면에 형성된 채널을 포함할 수 있고, 상기 채널은 복수의 진공 개구부와 유체 연통하며, 복수의 진공 개구부에 진공 압력을 적용하는 단계는 유리 시트의 제3 부분을 채널로 당긴다.
제47 관점(47)에서, 제45 관점(45) 또는 제46 관점(46)에 따른 진공 몰드의 탑 표면은 외부 둘레 에지를 포함할 수 있고, 유리 시트는, 상기 유리 시트가 진공 몰드 위에 배치될 때, 프레임의 외부 둘레 에지의 외측으로 연장하는 복수의 둘레 부분을 포함할 수 있다.
제48 관점(48)에서, 제47 관점(47)에 따른 방법의 개질 온도로 유리 시트를 가열하는 단계는 유리 시트의 둘레 부분을 프레임의 외부 둘레 에지 주위로 접히게 할 수 있다.
제49 관점(49)에서, 관점 (45)-(48) 중 어느 하나에 따른 유리 시트는 유리 시트의 개질 동안 프레임의 탑 표면에 기계적으로 클램핑되지 않는다.
제50 관점(50)에서, 관점 (45)-(49) 중 어느 하나에 따른 방법에서, 진공 압력은, 상기 진공 압력이 진공 캐비티에 적용되기 전에 복수의 진공 개구부에 적용될 수 있다.
제51 관점(51)에서, 관점 (45)-(50) 중 어느 하나에 있어서, 제1 진공 소스는 진공 압력을 진공 캐비티에 적용할 수 있고, 제2 진공 소스는 진공 압력을 하나 이상의 진공 개구부에 적용할 수 있다.
제52 관점(52)에서, 관점 (45)-(51) 중 어느 하나에 따른 방법에서 진공 캐비티에 진공 압력을 적용하는 단계는 유리 시트의 제2 부분을 몰드의 몰드 표면에 대해 당길 수 있다.
제53 관점(53)에서, 관점 (45)-(52) 중 어느 하나에 따른 몰드 표면은 제1 최대 곡률 반경을 갖는 중심 표면 영역, 및 중심 표면 영역에 인접하고 제1 최대 곡률 반경 보다 작은 제2 최대 곡률 반경을 갖는 둘레 표면 영역을 포함할 수 있고, 중심 표면 영역의 표면 온도는 개질 동안의 제1 최대 온도를 포함하고, 둘레 표면 영역은 개질 동안의 제2 최대 온도를 포함하며, 상기 제1 최대 온도는 제2 최대 온도보다 20℃ 내지 50℃ 낮다.
본 출원의 제54 관점(54)은 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의되는 전개 불가 만곡 형상, 상기 만곡 형상은 60,000 mm2 이상의 볼록 표면적을 포함하고; 볼록 표면 및 오목 표면 사이에 측정되는 두께; 100 mm당 +/- 50 마이크론의 두께 균일성; 1% 미만의 최대 압축 변형률; 및 100 mm2 볼록 표면적당 10 딤플 미만의 측정가능한 딤플 밀도의 볼록 곡면을 포함하는 개질 유리 물품에 관한 것이다.
제55 관점(55)에서, 제54 관점(54)에 따른 만곡 형상은 절대값으로 300 밀리디옵터 미만의 두께를 통해 측정되는 광력 왜곡을 포함하고, 상기 광력 왜곡은 DIN 52305:1995에 따라 측정된다.
본 개시의 제56 관점(56)은 개질 유리 물품에 관한 것으로, 제1 곡면 및 제2 곡면에 의해 정의되는 제1 전개 불가 만곡 형상을 포함하는 제1 유리 층을 포함하고, 여기서 상기 제1 곡면 및 제2 곡면 중 적어도 하나는 60,000 mm2 이상의 표면적을 포함하며; 제1 곡면에 수직인 방향으로, 제1 곡면 및 제2 곡면 사이의 거리로 측정되는, 제1 유리 층의 두께는 제1 곡면의 표면적 1000 mm2 당 +/- 75 마이크론의 균일성을 가지며; 상기 제1 전개 불가 만곡 형상은, 3.0% 이상의, 제1 곡면 및 제2 곡면 사이에 배치되는 가상의 중심 표면과 가상의 표면 사이에서 측정되는, 최대 압축 변형률 형상 파라미터를 포함한다.
본 개시의 제57 관점(57)은 제56 관점(56)에 따른 개질 유리 물품에 관한 것으로, 상기 만곡 형상은 절대값으로 300 밀리디옵터 미만의 두께를 통해 측정되는 광력 왜곡을 포함하고, 상기 광력 왜곡은 DIN 52305:1995에 따라 측정된다.
본 개시의 제58 관점(58)은 제56 관점(56)에 따른 개질 유리 물품에 관한 것으로, 상기 제1 곡면 및 제2 곡면 중 하나는 볼록 곡면 100 mm2 당 10 딤플 미만의 측정가능한 딤플 밀도를 포함하는 볼록 곡면이고, 여기서 측정가능한 딤플은 1 mm 초과의 유효 직경을 포함한다.
본 개시의 제59 관점(59)은 제56 관점(56)에 따른 개질 유리 물품에 관한 것으로서, 상기 두께는 제1 곡면의 표면적 1000 mm2 당 +/- 50 마이크론의 균일성을 갖는다.
본 개시의 제60 관점(60)은 제56 관점(56)에 따른 개질 유리 물품에 관한 것으로서, 상기 최대 압축 변형률 형상 파라미터는 5.0% 이상이다.
본 개시의 제61 관점(61)은 제56 관점(56)에 따른 개질 유리 물품에 관한 것으로서, 제1 표면 전체에 걸쳐 측정된, 두께의 평균값은 0.5 mm 이상 2.5 mm 이하이다.
본 개시의 제62 관점(62)은 제56 관점(56)에 따른 개질 유리 물품에 관한 것으로서, 상기 개질 유리 물품은 가상의 표면에 평행하게 연장하는 제1 방향으로 측정되는 길이(L) 및 가상의 표면에 평행하게 연장하고 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 측정되는 폭(W)을 포함하고, 상기 가상의 중심 표면은 평균 가우스 곡률 κ를 포함하고, 이다.
본 개시의 제63 관점(63)은 제56 관점(56)에 따른 개질 유리 물품에 관한 것으로서, 개질 유리 물품의 주변(peripheral) 에지는 실질적으로 원형이며, 주변 에지를 따라 두 점 사이의 최대 거리를 나타내는 직경(D)를 포함하고, 상기 가상의 중심 표면은 평균 가우스 곡률 κ를 포함하고, 이다.
본 개시의 제64 관점(64)은 제56 관점(56)에 따른 개질 유리 물품에 관한 것으로서, 상기 개질 유리 물품은 상기 제1 유리 층 상에 배치되는 제2 유리 층을 더욱 포함하고, 상기 제2 유리 층은 제3 곡면 및 제4 곡면에 의해 정의되는 제2 전개 불가 만곡 형상을 포함하고, 여기서 제3 곡면 및 제4 곡면 중 적어도 하나는 60,000 mm2 이상의 표면적을 포함하고, 제1 곡면에 수직인 방향으로 제1 곡면 및 제2 곡면 사이의 거리로 측정되는, 제2 유리 층의 두께는 제1 곡면의 표면적 1000 mm2 당 +/- 75 마이크론의 균일성을 가지며; 상기 제2 전개 불가 만곡 형상은, 3.0% 이상의, 제3 곡면 및 제4 곡면 사이에 배치되는 제2 가상의 중심 표면과 가상의 표면 사이에서 측정되는, 최대 압축 변형률 형상 파라미터를 포함한다.
본 개시의 제65 관점(65)은 제64 관점(64)에 따른 개질 유리 물품에 관한 것으로, 투과 광학을 사용하는 3차원 광학 스캐너에 의해 측정되는, 상기 제1 유리 층 및 제2 유리 층 사이의 형상 불일치(mismatch)는, 제1 곡면 전체에 걸쳐 측정될 때, 2.0 mm 미만이다.
본 개시의 제66 관점(66)은 제65 관점(65)에 따른 개질 유리 물품에 관한 것으로, 상기 형상 불일치는 제1 곡면의 표면적의 적어도 80%에 걸쳐 1.0 mm 이하이다.
본 개시의 제67 관점(67)은 제64 관점(64)에 따른 개질 유리 물품에 관한 것으로, 상기 제1 유리 층 및 제2 유리 층은 동일한 조성물을 포함하고, 제1 유리 층 및 제2 유리 층의 평균 두께는 서로 2% 이내이다.
본 개시의 제68 관점(68)은 제64 관점(64)에 따른 개질 유리 물품에 관한 것으로, 상기 제1 유리 층 및 제2 층은 두께, 조성, 및 표면 압축 응력 중 적어도 하나에서 서로 상이하다.
본 개시의 제69 관점(69)은 만곡 유리 물품을 형성하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 제1 유리 시트를, 진공 캐비티를 적어도 부분적으로 정의하는 진공 몰드 위에 배치하는 단계, 여기서 상기 제1 유리 시트는 진공 몰드 상에 배치되어, 유리 시트가 진공 몰드의 탑 표면 또는 진공 캐비티 주위에 배치되는 프레임과 접촉하고, 여기서 상기 탑 표면은 탑 표면에 형성되는 하나 이상의 진공 개구부를 포함하고; 상기 유리 시트를 개질 온도로 가열하는 단계; 유리 시트의 하나 이상의 제1 부분이 하나 이상의 진공 개구부 내로 당겨지도록, 하나 이상의 진공 개구부에 진공 압력을 적용하는 단계; 및 제1 유리 시트의 제2 부분이 진공 캐비티 내로 당겨지도록, 진공 캐비티에 진공 압력을 적용하는 단계를 포함한다.
본 개시의 제70 관점(70)은 제69 관점(69)에 따른 방법에 관한 것으로서, 상기 탑 표면은 외부 둘레 에지를 포함하고, 상기 유리 시트는 둘레 부분을 포함하고, 상기 둘레 부분이 외부 둘레 에지로부터 바깥 쪽으로 연장되도록, 상기 유리 시트는 진공 몰드 위에 배치되고, 및 유리 시트를 개질 온도로 가열하는 단계는 유리 시트의 둘레 부분을 프레임의 외부 둘레 에지 주위로 접히게 한다.
본 개시의 제71 관점(71)은 제69 관점(69)에 따른 방법에 관한 것으로, 상기 하나 이상의 진공 개구부는 복수의 진공 개구부를 포함하고, 여기서 진공 압력은 복수의 진공 개구부에 적용되어, 유리 시트의 복수의 제1 부분이 복수의 진공 개구부 내로 당겨진다.
본 개시의 제72 관점(72)은 제71 관점(71)에 따른 방법에 관한 것으로서, 상기 유리 시트는 유리 시트를 개질하기 전에 측정되는 두께를 포함하고, 여기서 복수의 진공 개구부는 유효 직경을 갖는 관통(through) 홀을 포함하고, 여기서 관통 홀의 유효 직경은 유리 시트의 두께보다 10 내지 15배 더 크다
본 개시의 제73 관점(73)은 제72 관점(72)에 따른 방법에 관한 것으로서, 상기 유리 시트의 두께는 0.5 밀리미터 내지 5 밀리미터 범위이고, 여기서 관통 홀의 유효 직경은 10 밀리미터 내지 50 밀리미터 범위이다.
본 개시의 제74 관점(74)은 제72 관점(72)에 따른 방법에 관한 것으로서, 복수의 진공 개구부는 유효 직경을 갖는 관통 홀을 포함하고, 여기서 복수의 진공 개구부는 진공 캐비티 주위에 방사상으로 배치되고, 이격 거리만큼 서로 이격되며, 여기서 상기 이격 거리는 유효 직경 이상이고 유효 직경의 3배 이하이다.
본 개시의 제75 관점(75)은 제69 관점(69)에 따른 방법에 관한 것으로서, 유리 시트의 제2 부분은 유리 시트를 개질하기 전의 초기 두께(t1) 및 유리 시트를 개질한 후의 최종 두께(t2)를 포함하고, 여기서 는 1.1 내지 2 범위이다.
본 개시의 제76 관점(76)은 제69 관점(69)에 따른 방법에 관한 것으로서, 진공 압력이 진공 캐비티에 적용되기 전에, 진공 압력은 하나 이상의 진공 개구부에 적용된다.
본 개시의 제77 관점(77)은 제69 관점(69)에 따른 방법에 관한 것으로서, 상기 진공 캐비티는 몰드 표면 및 상기 몰드 표면에 형성되는 하나 이상의 진공 홀을 포함하는 몰드에 의해 정의되고, 상기 몰드 표면은 그래파이트, 보론 나이트라이드, 실리카 수트(soot), 칼슘 카보네이트, 카본 수트, 몰리브덴 디설파이드, 및 텅스텐 디설파이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함한다.
본 개시의 제78 관점(78)은 제77 관점(77)에 따른 방법에 관한 것으로서, 상기 몰드 표면은 제1 열 팽창 계수를 포함하는 제1 물질을 포함하고, 상기 유리 시트는 제2 열 팽창 계수를 포함하는 제2 물질을 포함하며, 프레임의 탑 표면은 제3 열 팽창 계수를 포함하는 제3 물질을 포함하며, 상기 제3 열 팽창 계수는 제2 열 팽창 계수 보다 더 크며, 및 상기 제2 열 팽창 계수는 제1 열 팽창 계수보다 더 크다.
본 개시의 제79 관점(79)은 제69 관점(69)에 따른 방법에 관한 것으로서, 상기 개질 방법은 진공 몰드 위에 복수의 유리 시트를 배치하고 동시에 복수의 유리 시트를 개질하는 단계를 포함한다.
본 개시의 제80 관점(80)은 제79 관점(79)에 따른 방법에 관한 것으로서, 상기 복수의 유리 시트는 탑 표면과 접촉하는 바텀 유리 층 및 바텀 유리 층 상에 배치되는 탑 유리 층을 포함하고, 상기 바텀 유리 층은 탑 유리 층 및 탑 표면 사이에 배치되며, 상기 방법은 진공 몰드 위에 복수의 유리 시트를 배치하는 단계 전에 바텀 유리 층에 복수의 진공 비아(vias)를 형성하는 단계를 더욱 포함한다.
본 개시의 제81 관점(81)은 제80 관점(80)에 따른 방법에 관한 것으로서, 상기 진공 캐비티는 몰드 표면 및 상기 몰드 표면에 형성되는 하나 이상의 진공 홀을 포함하는 몰드에 의해 정의되고, 상기 몰드 표면은 제1 최대 곡률 반경을 갖는 중심 표면 영역, 및 상기 중심 표면 영역에 인접하고 상기 제1 최대 곡률 반경보다 작은 제2 최대 곡률 반경을 갖는 둘레 표면 영역을 포함하고, 상기 방법은 가열 및 진공 압력 적용 후, 복수의 유리 시트로부터 과잉의 물질을 제거하는 단계를 더욱 포함하고, 여기서 상기 제거는 가열 동안 둘레 표면 영역 및 중심 표면 영역 사이에 배치되는 복수의 유리 층의 윤곽을 따라 발생하고, 및 상기 복수의 유리 시트는, 복수의 진공 비아가 가열 및 진공 압력 적용 후 둘레 표면 영역 상의 경계(boundary) 외부에 배치되도록, 몰드 상에 위치된다.
본 개시의 제82 관점(82)은 제81 관점(81)에 따른 방법에 관한 것으로서, 상기 복수의 진공 비아는 가열 및 진공 압력 적용 후 하나 이상의 진공 홀 중 하나를 통해 연장하는 중심 축을 포함한다.
본 개시의 제83 관점(83)은 유리 시트를 개질하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 모놀리식 진공 몰드로서, 몰드 표면 및 상기 몰드 표면 상에 형성되는 하나 이상의 진공 홀을 포함하는 진공 캐비티, 및 진공 캐비티 주위에 배치되는 프레임을 포함하고, 상기 프레임은 탑 표면 및 상기 탑 표면에 형성되는 복수의 진공 개구부를 포함하는, 모놀리식 진공 몰드; 상기 하나 이상의 진공 홀과 유체 연통하는 제1 진공 소스; 및 상기 복수의 진공 개구부와 유체 연통하는 제2 진공 소스를 포함한다.
본 개시의 제84 관점(84)은 제83 관점(83)에 따른 장치에 관한 것으로서, 상기 프레임은 탑 표면에 형성되고, 복수의 진공 개구부와 유체 연동하는 채널을 더욱 포함한다.
본 개시의 제85 관점(85)은 제84 관점(84)에 따른 장치에 관한 것으로서, 상기 채널은 두 개의 인접한 진공 개구부를 연결하는 복수의 채널 부분을 포함하고, 각 채널 부분은 탑 표면에 연결되는 탑 에지, 및 탑 에지에서 채널의 바텀 표면으로 연장하는 측벽을 포함하며, 여기서 상기 측벽은 채널의 바텀 표면에 수직인 축에 대해 측정되는 5° 내지 20° 범위의 경사각을 포함한다.
본원에 통합되는 첨부 도면은, 명세서의 일부를 형성하고, 본 개시의 구현예를 예시한다. 설명과 함께, 도면은 또한 개시된 구현예의 원리를 설명하고 관련 기술(들)의 숙련자가 개시된 구현예를 만들고 사용할 수 있도록 하는 역할을 한다. 이러한 도면들은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 의도가 아니다. 본 개시가 이러한 구현예의 맥락에서 일반적으로 설명되지만, 개시의 범위를 이러한 특정 구현예로 제한하려는 의도가 없다는 것이 이해되어야 한다. 도면에서, 동일한 참조 번호는 동일하거나 또는 기능적으로 유사한 구성요소를 나타낸다.
도 1a 및 1b는 일부 구현예에 따른 물질의 시트를 개질하기 위한 장치를 도시한다.
도 2는 일부 구현예에 따른 진공 몰드를 도시한다.
도 3a는 일부 구현예에 따른 진공 개구부를 도시한다. 도 3b는 일부 구현예에 따른 진공 개구부를 도시한다.
도 4는 일부 구현예에 따른 방법을 예시한다.
도 5a는 일부 구현예에 따른 가열 프로파일을 도시한다. 도 5b는 일부 구현예에 따른 가열 프로파일을 도시한다.
도 6a는 일부 구현예에 따른 개질 유리 시트를 도시한다. 도 6b는 일부 구현예에 따른 개질 유리 물품을 도시한다.
도 7은 일부 구현예에 따른 다층 유리 시트를 도시한다.
도 8은 일부 구현예에 따른 진공 몰드를 도시한다.
도 9a는 일부 구현예에 따른 단면선 9-9'에 따른 도 8의 진공 몰드의 단면도이다. 도 9b는 도 9a의 일부 확대도이다.
도 10은 일부 구현예에 따른 단면선 9-9'에 따른 도 8의 진공 몰드의 단면도이다.
도 11은 일부 구현예에 따른 진공 몰드의 저면도를 도시한다.
도 12는 일부 구현예에 따른 물질 시트를 개질하기 위한 장치를 도시한다.
도 13은 일부 구현예에 따른 진공 몰드 위에 배치되는 개질 유리 시트를 도시한다.
도 14는 일부 구현예에 따른 본원에서 설명되는 개질 기술을 통해 형성되는 형성되는 유리 물품의 단면도를 도시한다.
도 15는 일부 구현예에 따른 진공 몰드 상에서 개질된 후의 유리 층 스택의 단면도를 도시한다.
도 16a는 일부 구현예에 따른 진공 몰드 상에서 개질되기 전에 내부에 형성되는 진공 비아를 갖는 바텀 유리 층을 포함하는 유리 층 스택의 단면도를 도시한다.
도 16b는 일부 구현예에 따른 도 16a에 도시된 진공 몰드 상에서 개질 후 유리 층 스택의 단면도를 도시한다.
도 17은 일부 구현예에 따른 유리 층 스택의 공동-형성을 통해 형성되는 라미네이트의 단면도를 도시한다.
도 18은 일부 구현예에 따른 진공 몰드 상에서 유리 층의 스택을 공동-형성하는 것을 포함하는 라미네이트를 형성하는 방법의 흐름도를 도시한다.
도 19는 진공 비아를 포함하지 않는, 바텀 유리 층을 갖는 제1 실시예에 따라 공동-형성되는 2개의 유리 층의 이미지를 도시한다.
도 20은 일부 구현예에 따fms 내부에 진공 비아를 혼입하는 제2 실시예에 따른 바텀 유리 층의 이미지를 도시한다.
도 21은 일부 구현예에 따른 제2 실시예에 따른 공동-형성 후 탑 유리 층 및 바텀 유리 층 사이의 형상 불일치 측정 결과를 도시한다.
도 1a 및 1b는 일부 구현예에 따른 물질의 시트를 개질하기 위한 장치를 도시한다.
도 2는 일부 구현예에 따른 진공 몰드를 도시한다.
도 3a는 일부 구현예에 따른 진공 개구부를 도시한다. 도 3b는 일부 구현예에 따른 진공 개구부를 도시한다.
도 4는 일부 구현예에 따른 방법을 예시한다.
도 5a는 일부 구현예에 따른 가열 프로파일을 도시한다. 도 5b는 일부 구현예에 따른 가열 프로파일을 도시한다.
도 6a는 일부 구현예에 따른 개질 유리 시트를 도시한다. 도 6b는 일부 구현예에 따른 개질 유리 물품을 도시한다.
도 7은 일부 구현예에 따른 다층 유리 시트를 도시한다.
도 8은 일부 구현예에 따른 진공 몰드를 도시한다.
도 9a는 일부 구현예에 따른 단면선 9-9'에 따른 도 8의 진공 몰드의 단면도이다. 도 9b는 도 9a의 일부 확대도이다.
도 10은 일부 구현예에 따른 단면선 9-9'에 따른 도 8의 진공 몰드의 단면도이다.
도 11은 일부 구현예에 따른 진공 몰드의 저면도를 도시한다.
도 12는 일부 구현예에 따른 물질 시트를 개질하기 위한 장치를 도시한다.
도 13은 일부 구현예에 따른 진공 몰드 위에 배치되는 개질 유리 시트를 도시한다.
도 14는 일부 구현예에 따른 본원에서 설명되는 개질 기술을 통해 형성되는 형성되는 유리 물품의 단면도를 도시한다.
도 15는 일부 구현예에 따른 진공 몰드 상에서 개질된 후의 유리 층 스택의 단면도를 도시한다.
도 16a는 일부 구현예에 따른 진공 몰드 상에서 개질되기 전에 내부에 형성되는 진공 비아를 갖는 바텀 유리 층을 포함하는 유리 층 스택의 단면도를 도시한다.
도 16b는 일부 구현예에 따른 도 16a에 도시된 진공 몰드 상에서 개질 후 유리 층 스택의 단면도를 도시한다.
도 17은 일부 구현예에 따른 유리 층 스택의 공동-형성을 통해 형성되는 라미네이트의 단면도를 도시한다.
도 18은 일부 구현예에 따른 진공 몰드 상에서 유리 층의 스택을 공동-형성하는 것을 포함하는 라미네이트를 형성하는 방법의 흐름도를 도시한다.
도 19는 진공 비아를 포함하지 않는, 바텀 유리 층을 갖는 제1 실시예에 따라 공동-형성되는 2개의 유리 층의 이미지를 도시한다.
도 20은 일부 구현예에 따fms 내부에 진공 비아를 혼입하는 제2 실시예에 따른 바텀 유리 층의 이미지를 도시한다.
도 21은 일부 구현예에 따른 제2 실시예에 따른 공동-형성 후 탑 유리 층 및 바텀 유리 층 사이의 형상 불일치 측정 결과를 도시한다.
다음 실시예는 본 개시를 예시하지만, 제한하는 것은 아니다. 다양한 조건 및 파라미터의 해당 분야에서 일반적으로 직면하고, 당업자에게 명백할, 다른 적절한 수정 및 적용은 본 개시의 사상 및 범위 내에 있다.
전개-불가 곡률을 갖는 유리 물품은, 전개 불가 곡률을 갖는 투명한 표면이 요구되는 다양한 적용에 사용될 수 있다. 전개 불가 곡률을 갖는 유리 물품은 원하는 광학적 및 기계적 특성을 제공하면서 동시에 원하는 곡률을 제공할 수 있다.
본원에 사용된, 용어 "전개 불가 곡률" 또는 "0이 아닌 가우스 곡률"은 종이를 늘리거나, 찢거나, 구기지 않고, 구부림으로써 종이 시트로 형성될 수 없는 교차 반경을 갖는 곡률을 의미한다. 예시적인 전개 불가 곡률은 구형 곡률, 타원형 곡률, 부분 타원형 곡률, 및 3-차원 안장(saddle) 곡률을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. "전개 가능한 곡률" 또는 "제로 가우스 곡률"은 종이 시트를 구부리는 것만으로도 형성될 수 있는 곡률을 의미한다. 예시적인 전개 가능한 곡률은 원통형 및 원추형 곡률을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
본원에 기재된 개질 공정은 전개 불가 곡률, 적합한 광학 특성, 및 적합한 기계적 특성을 갖는 유리 물품의 형성을 용이하게 한다. 개질 공정은 진공 형성 기술을 이용하여 전개 불가 만곡 형상을 갖는 개질 유리 물품을 제조한다. 전개 불가 만곡 형상은 만곡 형상에 두께 균일성을 유지하고 유리에 주름을 회피하면서 생성될 수 있다. 두께 균일성을 용이하게 하고 주름을 회피함으로써, 원하는 광학적 및 기계적 특성을 갖는 전개 불가 만곡 형상이 형성될 수 있다. 또한, 두께 균일성을 용이하게 하고 주름을 회피함으로써, 큰 볼록 표면적(예컨대, 10,000 mm2 이상, 20,000 mm2 이상, 30,000 mm2 이상, 60,000 mm2 이상의 표면적)을 갖는 전개 불가 만곡 형상이 광학적 또는 기계적 결함을 도입하여 생성될 수 있다.
프레임의 새깅(sagging)에 의한 기존의 3-차원 개질은 일부 적용을 위한 유리를 개질하는 것으로 알려져 있다. 그러나 종래 새깅 기술을 사용한 작은 반경, 반경의 조합, 만곡된 에지, 및/또는 복잡한 윤곽(예컨대, 전개 불가 형상)을 갖는 만곡 형상으로의 유리 시트의 개질은 어렵다. 종래 새깅 기술을 사용한 이러한 유형의 만곡 형상의 형성은 유리 주름을 생성하는 경향이 있는 메커니즘 및/또는 기계적 또는 광학적 결함을 갖는 개질 유리의 사용을 필요로 할 수 있다. 기존 새깅 기술을 사용하는 딥 가우스 3-차원 개질은 두께에서 높은 수준의 유리 변형(예컨대, 15%, 20%, 또는 30% 국부적 얇아짐)을 결과하고, 이는 광학적 및 기계적 특성에 문제가 될 수 있다.
기존의 새깅 기술은 또한 개질 유리 물품에 높은 수준의 압축 변형을 결과할 수 있다. 3D 형상의 복잡성 수준은 형상화된 부품의 대상 3D CAD(computer-aided design)에서 평면 부품으로 이동하는데 요구되는 변형에 의해 결정될 수 있다. 이는 알려진 모델링 소프트웨어를 사용하는 컴퓨터 모델링에 의해 달성될 수 있다. 일반적으로 모델은 인장 변형률이 필요한 영역, 즉 재료의 어느 정도의 팽창이 필요한 영역과 압축 변형률이 필요한 다른 영역, 즉 3D 부품에서 평면 부품으로 이동하기 위해 어느 정도의 재료 수집이 필요한 영역을 보여주는 대상 3D 부품에 대한 변형 맵을 결정할 수 있다. 평면 유리의 전통적인 개질에서 높은 수준의 압축 변형률은 주름 유형의 결함을 생성할 가능성이 높다. 이와 관련하여 높은 수준의 인장 변형률은 필요한 수준의 변형을 생성하기 위해 긴 개질 시간, 매우 낮은 물질 점도, 또는 지나치게 큰 힘을 필요로 한다.
본원에 설명된 진공 성형 기술은 유리 주름 또는 파손을 발생시키지 않고 본원에 설명된 최대 압축 변형률 형상 파라미터에 의해 정량화된 바와 같은, 복잡한 곡률을 갖는 유리 물품을 생성할 수 있다. 본원에 설명된 진공-성형 기술은 전개 불가 만곡 형상을 생성하기 위해 유리의 딥 가우스 변형 동안 유리 주름을 방지하는 하나 이상의 측면 유지(side retention) 메커니즘을 갖는 진공 몰드를 사용하여 유리 시트를 진공 개질하는 것을 포함할 수 있다. 하나 이상의 측면 유지 메커니즘은 진공 성형 중에 유리 시트를 제자리에 고정하는 동시에 유리 시트의 자유로운 이동을 용이하게 하여 변형 중에 주름이 형성되는 것을 방지하도록 설계된 진공 개구부를 포함할 수 있다. 하나 이상의 측면 유지 메커니즘은 냉각 및 탈몰딩 중에 개질된 유리 시트의 파손을 방지하는 데 도움이 되는 자가-방출(self-release) 유지 메커니즘일 수 있다.
본원에 설명된 진공 성형 기술은 다음과 같은 유리한 특징 중 하나 이상을 제공한다. 하나 이상의 구현예에서, 진공 압력 성형은 유리 시트의 점진적인 국소 팽창을 주름 없는 최종적인 고도의 전개 불가 3차원(3D) 형상까지 허용한다. 하나 이상의 구현예에서, 진공 압력 성형은 상당한 국부적 두께 감소 없이 유리 시트의 점진적 국소 팽창을 최종적인 고도의 전개 불가 3D 형상까지 허용한다. 하나 이상의 구현예에서, 포지티브 몰드와 진공 압력 성형의 조합은 최종 형상에 대한 높은 수준의 제어를 통해 유리 시트의 점진적 국소 팽창을 최종적인 고도의 전개 불가 3D 형상까지 허용한다. 하나 이상의 구현예에서, 유리 물품의 한쪽 면은 진공 성형 중에 손대지 않은 상태로 유지될 수 있으므로 결함의 가능성을 줄일 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 측면 유지 메커니즘은 진공 누출 및 유리 시트의 불완전한 개질을 초래할 수 있는 유리 벅킹(bucking)을 방지할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 측면 유지 메커니즘은 개질 동안, 개질 유리의 미적 및 광학적 특성에 영향을 미치는 흠집(scuffmarks)을 초래할 수 있는, 유리 슬라이딩 동작을 방지할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 다수의 유리 시트가 동시에 개질될 수 있다.
일부 구현예에서, 본원에 설명된 진공 성형 기술은 몰드가 있는 진공 캐비티를 포함할 수 있으며, 유리 시트는 개질 동안에 몰드의 표면에 대해 당겨진다. 몰드의 표면은 개질 유리에 결함이 형성되는 것을 방지하도록 맞춤화된 논-스틱 재료로 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 시트는 개질 중에 몰드의 표면에 대해 당겨지지 않고 개질될 수 있다. 이러한 구현예에서, 유리 시트는 진공 캐비티에서 유리 시트를 "자유-성형"하기 위해 개질 공정의 진공 압력, 시간 및 온도를 제어함으로써 개질될 수 있다.
일부 구현예에서, 본원에 기술된 진공 성형 기술은 다층 유리 시트를 개질하는 데 사용될 수 있다. 다층 유리 시트는 제1 유리 조성물로 형성된 제1 층(예컨대, 탑 층) 및 제2 유리 조성물로 형성된 제2 층(예컨대, 바텀 층)을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 층 중 하나는 유리 시트를 개질한 후에 제거되는 희생 층일 수 있다. 예를 들어, 개질 중에 몰드 표면과 접촉한 다층 유리 시트의 바텀 층은 개질 공정이 완료된 후에 제거될 수 있다. 이러한 구현예에서, 바텀 유리 층의 제거는, 바텀 유리 층으로 전이된 몰드 표면의 결함이 제거되므로 개질 유리 물품의 표면 품질을 향상시킬 수 있다. 일부 경우에서, 다층 유리 시트의 층의 제거는 연마 공정과 같은 비용이 많이 드는 표면 마감 공정을 줄이거나 제거할 수 있다. 일부 구현예에서, 에칭 공정은 다층 유리 시트의 층을 제거하는 데 사용될 수 있다.
일부 구현예에서, 본원에 기술된 진공 성형 기술은 모놀리식 논스틱 진공 몰드를 포함할 수 있다. 모놀리식 몰드는 일체형으로 형성된 몰드 캐비티 및 측면 유지 수단을 갖는 프레임을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 진공 몰드는 진공 성형 후 개질된 유리 시트의 절단(예를 들어, 레이저 절단)을 용이하게 하도록 구성되는 슬롯을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 몰드는 개질 중 유리 시트의 온도를 제어하기 위해 다수의 온도 존을 갖는 진공 캐비티를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 몰드는 개질된 유리 시트가 몰드 표면에 접촉할 때 신호를 보내는 하나 이상의 접촉 인디케이터를 갖는 몰드 표면을 포함할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 일부 구현예에 따른 유리 시트(200)를 개질하기 위한 장치(100)를 도시한다. 도 1a는 개질 전의 유리 시트(200)를 도시한다. 도 1b는 일부 구현예에 따른 개질 후의 유리 시트(200)를 도시한다.
유리 시트(200)는 탑 표면(202), 탑 표면(202)에 반대되는 바텀 표면(204) 및 탑 표면(202)과 바텀 표면(204) 사이에서 측정된 초기 두께(즉, 개질 전 유리 시트(200)의 두께)를 포함한다. 유리 시트(200)는 또한 유리 시트(200)의 둘레 형상을 정의하는 둘레 에지(208)를 포함한다.
일부 구현예에서, 유리 시트(200)의 초기 두께(206)는 하위 범위를 포함하여 0.5 밀리미터(mm) 내지 10 밀리미터 범위일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 초기 두께(206)는 0.5 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.5 밀리미터 내지 5 밀리미터, 0.5 밀리미터 내지 2.5 밀리미터, 2.5 밀리미터 내지 5 밀리미터, 2.5 밀리미터 내지 10 밀리미터 범위 또는 이들 중 임의의 두 값을 끝점으로 갖는 범위 내일 수 있다. 일부 구현예에서, 두께(206)는 0.1 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.2 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.3 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.4 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.5 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.6 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.7 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.8 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.9 밀리미터 내지 10 밀리미터, 1 밀리미터 내지 10 밀리미터, 1.1 밀리미터 내지 10 밀리미터, 1.2 밀리미터 내지 10 밀리미터, 1.4 밀리미터 내지 10 밀리미터, 1.5 밀리미터 내지 10 밀리미터, 1.6 밀리미터 내지 10 밀리미터, 1.8 밀리미터 내지 10 밀리미터, 2 밀리미터 내지 10 밀리미터, 2.1 밀리미터 내지 10 밀리미터, 2.5 밀리미터 내지 10 밀리미터, 3 밀리미터 내지 10 밀리미터, 4 밀리미터 내지 10 밀리미터, 5 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.1 밀리미터 내지 9 밀리미터, 0.1 밀리미터 내지 8 밀리미터, 0.1 밀리미터 내지 7 밀리미터, 0.1 밀리미터 내지 6.5 밀리미터, 0.1 밀리미터 내지 6 밀리미터, 0.1 밀리미터 내지 5.5 밀리미터, 0.1밀리미터 내지 5밀리미터, 0.5밀리미터 내지 4밀리미터, 0.7밀리미터 내지 3.6밀리미터, 0.7밀리미터 내지 3.3밀리미터, 0.7밀리미터 내지 2.1밀리미터, 0.7밀리미터 내지 1.6밀리미터, 0.7밀리미터 내지 1.1밀리미터 범위 또는 이러한 값 중 임의의 두 값을 끝점으로 갖는 범위 내일 수 있다.
장치(100)는 유리 시트(200)가 개질될 수 있는 진공 캐비티(112)를 갖는 진공 몰드(110)를 포함한다. 일부 구현예에서, 장치(100)는 하나 이상의 진공 소스(170)를 포함할 수 있다. 진공 소스(들)(170)는 예를 들어, 진공 펌프일 수 있다.
진공 몰드(110)는 진공 캐비티(112) 주위에 배치된 프레임(130)을 포함할 수 있다. 프레임(130)은 탑 표면(134)을 갖는 탑 벽(132)과 하나 이상의 진공 개구부(140)를 포함한다. 각 진공 개구부(140)는 탑 벽(132)에 형성된 관통 홀(142)을 포함한다. 관통 홀(들)(142)은 프레임(130)의 탑 표면(134)에 형성될 수 있고 탑 벽(132)의 두께를 통해 연장될 수 있다. 프레임(130)의 탑 표면(134)은 탑 표면(134)의 둘레 형상을 정의하는 외부 둘레 에지(136)를 갖는다.
일부 구현예에서, 진공 몰드(110)는 진공 캐비티(112) 주위에 배치된 하나의 진공 개구부(140)를 포함할 수 있다. 이러한 구현예들에서, 진공 개구부(140)는 진공 캐비티(112)의 전체 또는 일부 주위에 배치된 전체 또는 부분 링-형상을 갖는 관통 홀(142)을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 몰드(110)는 진공 캐비티(112) 주위에 배치된 복수의 진공 개구부(140)를 포함할 수 있다.
하나 이상의 진공 소스(170)는 진공 캐비티(112) 및 하나 이상의 진공 개구부(140)와 유체 연통하여, 하나 이상의 진공 소스(170)가 진공 캐비티(112), 하나 이상의 진공 개구부(140) 또는 둘 다에 진공 압력을 적용할 수 있습니다.
일부 구현예에서, 장치(100)는 하나의 진공 소스(170a)를 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 진공 소스(170a)는 진공 캐비티(112) 및 하나 이상의 진공 개구부(140) 모두에 진공 압력을 적용할 수 있다. 진공 소스(170a)는 진공 캐비티(112) 및 하나 이상의 진공 개구부(140)에 동시에 진공 압력을 가할 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 소스(170a)는 진공 캐비티(112) 및 하나 이상의 진공 개구부(140)에 순차적으로 진공 압력을 적용할 수 있다. 예를 들어, 진공 소스(170a)는 먼저 하나 이상의 진공 개구부(140)에 진공 압력을 적용할 수 있고, 하나 이상의 진공 개구부(140)에 진공 압력을 적용하면서 진공 캐비티(112)에 진공 압력을 적용할 수 있다. 진공 파이프(172a)는 진공 소스(170a)를 진공 캐비티(112) 및 하나 이상의 진공 개구부(140)에 연결할 수 있다.
일부 구현예에서, 장치(100)는 진공 캐비티(112)와 유체 연통하는 제1 진공 소스(170a) 및 하나 이상의 진공 개구부(140)와 유체 연통하는 제2 진공 소스(170b)를 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 제1 진공 소스(170a)는 하나 이상의 진공 개구부(140)에 진공 압력을 적용하는 제2 진공 소스(170b)와 독립적으로 진공 캐비티(112)에 진공 압력을 적용할 수 있다. 제1 진공 소스(170a) 및 제2 진공 소스(170b)는 진공 캐비티(112) 및 하나 이상의 진공 개구부(140) 각각에 진공 압력을 동시에 적용할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 진공 소스(170a)는 진공 캐비티(112)에 진공 압력을 적용할 수 있고, 제2 진공 소스(170b)는 하나 이상의 진공 개구부(140)에 순차적으로 진공 압력을 적용할 수 있다. 예를 들어, 제2 진공 소스(170b)는 먼저 하나 이상의 진공 개구부(140)에 진공 압력을 적용할 수 있고, 제2 진공 소스(170b)가 여전히 하나 이상의 진공 개구부(140)에 진공 압력을 적용하는 동안, 제1 진공 소스(170a)는 진공 캐비티(112)에 진공 압력을 적용할 수 있다.
제1 진공 소스(170a) 및 제2 진공 소스(170b)를 포함하는 구현예에서, 제1 진공 파이프(172a)는 제1 진공 소스(170a)를 진공 캐비티(112)에 연결할 수 있고, 제2 진공 파이프(172b)는 제2 진공 소스(170b)를 하나 이상의 진공 개구부(140)에 연결할 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 진공 파이프(172b)는 하나 이상의 진공 개구부(140)에 진공 압력을 공급하도록 구성되는 진공 분배기(174)에 연결될 수 있다.
일부 구현예에서, 장치(100)는 진공 챔버(162)를 정의하는 진공 박스(160)를 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 프레임(130)은 진공 박스(160)에 커플링될 수 있다. 진공 박스(160)에 결합된 프레임(130)은 진공 박스(160)와 일체적으로 형성되거나 하나 이상의 기계적 패스너(fasteners)(예컨대, 볼트 또는 나사)를 통해 진공 박스(160)에 기계적으로 결합될 수 있다. 일부 구현예에서, 프레임(130)은 진공 박스(160)와 일체적으로 형성될 수 있다. 일부 구현예에서, 프레임(130)은 진공 박스(160)에 기계적으로 결합된 몰드(114)의 구성요소일 수 있다. 일부 구현예에서, 프레임(130)은 진공 캐비티(112)에 대해 수직으로 조정 가능하여, 탑 표면(134) 및 진공 캐비티(112)의 탑 표면(113)의 정확한 조정을 용이하게 할 수 있다.
일부 구현예에서, 진공 캐비티(112)는 진공 챔버(162)에 배치된 몰드(114)에 의해 정의될 수 있다. 몰드(114)는 몰드 표면(116)을 포함하며, 몰드 표면(116)에 형성된 하나 이상의 진공 홀(118)을 포함할 수 있다. 진공 홀(118)은 몰드 표면(116)으로부터 몰드(114)를 통해 몰드(114)의 바텀 표면(120)으로 연장되는 관통 홀일 수 있다. 진공 홀(118)은 하나 이상의 진공 소스(170)와 유체 연통하여, 진공 소스(170)가 진공 홀(118)을 통해 진공 캐비티(112)에 진공 압력을 적용할 수 있도록 할 수 있다.
진공 홀(118)은 개질하는 동안 유리 시트(200)의 바텀 표면(204)에 대한 충격을 최소화하기 위해 작은 직경을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 홀(118)은 0.5 밀리미터 내지 2 밀리미터 범위의 직경을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 하나 이상의 진공 개구부(140)는 진공 박스(160)의 진공 챔버(162)과 유체 연통할 수 있다.
몰드(114)를 포함하는 구현예에서, 유리 시트(200)의 제2 부분(230)은 개질 동안 몰드 표면(116)에 대해 당겨질 수 있다. 예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같이, 유리 시트(200)의 제2 부분(230)은 몰드 표면(116)에 대해 당겨질 수 있고, 이에 따라 제2 부분(230)이 몰드 표면(116)의 곡률을 취하게 될 수 있다.
일부 구현예에서, 진공 캐비티(112)는 몰드(114)를 포함하지 않을 수 있다. 이러한 구현예에서, 유리 시트(200)는 진공 캐비티(112) 내의 진공 압력, 시간, 및 온도를 제어하여 진공 캐비티(112) 내에서 유리 시트(200)의 제2 부분(230)을 "자유-형성"함으로써 개질될 수 있다.
몰드 표면(116)은 개질 동안 유리 시트(200)에 대한 접착에 저항하는 물질을 포함할 수 있다. 몰드 표면(116)의 예시적인 물질은 그래파이트, 보론 나이트라이드, 실리카 수트(soot), 칼슘 카보네이트, 카본 수트, 내화성 금속 합금, 몰리브덴 디설파이드, 또는 텅스텐 디설파이드를 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 일부 구현예에서, 몰드(114)는 이들 중 임의의 물질로 형성될 수 있다. 일부 구현예에서, 이들 물질 중 임의의 것이 몰드 표면(116)을 정의하기 위해 몰드(114) 상에 코팅될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 몰드(114)는 몰드 표면(116)을 정의하기 위해 몰리브덴 디설파이드, 또는 텅스텐 디설파이드로 내화성 금속 합금으로 제조될 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 시트(200)의 바텀 표면(204)은 하나 이상의 보호 층으로 코팅되어 유리 시트(200)가 몰드 표면(116)에 접착되는 것을 방지하고 바텀 표면(204)에 몰드-유발 결함이 도입되는 것을 방지하는 데 도움이 될 수 있다. 예시적인 보호 층은 미국 특허 10,364,175에 설명되어 있으며, 이는 전체가 참조로 본원에 통합되어 있다.
일부 구현예에서, 몰드 표면(116), 유리 시트(200) 및 프레임(130)의 탑 표면(134)의 물질에 대한 열팽창 계수(CTE)는 유리 접착을 방지하고, 변형 중 유리 슬라이딩을 방지하며, 냉각 중 차등 수축률 하에서 유리 파손을 방지하도록 맞춤화될 수 있다. 또한, 몰드 표면(116), 유리 시트(200) 및 프레임(130)의 탑 표면(134)의 물질에 대한 CTE는 몰드 표면(116)과 탑 표면(134) 모두에서 유리 시트(200)의 자가-방출을 용이하게 하도록 맞춤화될 수 있다.
본원에서 사용되는 열팽창 계수 또는 "CTE"라는 용어는 20℃ 내지 300℃의 온도 범위에서 평균화된 유리 조성물의 열팽창 계수를 의미한다. 달리 명시되지 않는 한, 층의 CTE 는 10-7/℃의 단위로 표시되며 ASTM E228-11에 따른 푸시-로드(push-rod) 팽창계를 사용하여 결정된다.
일부 구현예에서, 몰드 표면(116)은 제1 CTE를 포함하는 제1 물질을 포함할 수 있고, 유리 시트(200)는 제2 CTE를 포함하는 제2 물질을 포함할 수 있고, 프레임(130)의 탑 표면(134)은 제3 CTE를 포함하는 제3 물질을 포함할 수 있다. 제3 CTE는 제2 CTE 보다 클 수 있고, 제2 CTE 는 제1 CTE 보다 클 수 있다. 이러한 구현예들에서, 물질들의 차등 수축률은 파손 없이 진공 몰드(110)로부터 유리 시트(200)의 자가-방출을 용이하게 할 수 있다.
일부 구현예에서, 몰드 표면(116)의 물질의 CTE는 35x10-7/℃ 내지 45x10-7/℃ 범위일 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 시트(200)의 물질의 CTE는 70x10-7/℃ 내지 85x10-7/℃ 범위일 수 있다.
일부 구현예에서, 프레임(130)의 탑 표면(134)의 물질의 CTE는 110x10-7/℃ 내지 130x10-7/℃ 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 프레임(130)의 탑 표면(134)의 물질은 110x10-7/℃ 내지 130x10-7/℃ 범위의 CTE를 갖는 금속성 물질일 수 있다.
일부 구현예에서, 프레임(130)의 탑 표면(134)의 물질의 CTE는 170x10-7/℃ 내지 180x10-7/℃ 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 프레임(130)의 탑 표면(134)의 물질은 170x10-7/℃ 내지 180x10-7/℃ 범위의 CTE를 갖는 오스테나이트(austenitic) 스테인리스강일 수 있다.
일부 구현예에서, 하나 이상의 진공 개구부(140)는 관통 홀(142) 및 관통 홀(142) 아래에 수직으로 배치된 정지 벽(150)을 포함할 수 있다. 정지 벽(150)은 관통 홀(142) 아래에 수직으로 배치되어, 유리 시트(200)의 제1 부분(220)이 관통 홀(142) 내로 당겨질 때, 제1 부분(220)이 정지 벽(150)의 탑 표면(154)에 접촉하도록 할 수 있다. 일부 구현예에서, 정지 벽(150)은 관통 홀(142) 아래에 수직으로 배치될 수 있고, 관통 홀(142)의 중심 축(144)과 교차할 수 있다. 관통 홀(142)의 중심 축(144)은 프레임(130)의 탑 표면(134)에 수직인 방향으로 관통 홀(142)의 기하학적 중심을 통해 연장되는 수직 축이다.
도 3a 및 도 3b는 일부 구현예에 따른 두 개의 예시적인 진공 개구부(140) 구성을 도시한다. 도 3a는 관통 홀(142)을 갖는 진공 개구부(140)와 프레임(130)의 탑 벽(132)으로부터 관통 홀(142) 아래의 수직 위치로 연장되는 선반(ledge) 형태의 정지 벽(150)을 도시한다. 도 3b는 관통 홀(142)을 갖는 진공 개구부(140) 및 관통 홀(142) 아래에 수직으로 위치한 별도의 벽 형태의 정지 벽(150)을 나타낸다.
일부 구현예에서, 관통 홀(142)은 유효 직경(146)을 가질 수 있고, 정지 벽(150)의 탑 표면(154)은 탑 벽(132)의 탑 표면(134)으로부터 깊이(152)만큼 수직으로 이격될 수 있다. 이러한 구현예에서, 깊이(152)는 유효 직경(146)의 절반(1/2)보다 작거나 같을 수 있다. 정지 벽(150)의 탑 표면(154)을 유효 직경(146)의 절반(1/2) 이하의 깊이(152)에 위치시킴으로써, 하나 이상의 진공 개구부(140)는 유리 시트(200)의 제1 부분(220)이 관통 홀(142) 내로 너무 멀리 당겨지는 것을 방지할 수 있다. 제1 부분(220)이 관통 홀(142) 내로 너무 멀리 당겨지면, 냉각 및/또는 탈몰딩 중에 유리가 파손될 수 있다. 특히, 유효 직경(146)의 절반(1/2) 이하인 깊이(152)는 제1 부분(220)이 관통 홀(142)의 유효 직경(146)보다 큰 유효 직경을 갖는 형상으로 당겨지는 것을 방지할 수 있다. 제1 부분(220)이 관통 홀(142)의 유효 직경(146)보다 큰 유효 직경을 갖는 형상으로 당겨지면, 개질 유리 시트가 관통 홀(142)에 고착되어 냉각 및/또는 탈몰딩 중에 자유롭게 움직일 수 없게 되고, 이로 인해 유리가 파손될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "유효 직경"이라는 용어는 홀 또는 개구부의 크기를 설명하기 위해 사용되지만, 이 용어가 홀 또는 개구부가 원형 직경 또는 형상을 가질 것을 요구하는 것으로 해석되어서는 안된다. 대신, 홀 또는 개구부는 원형이 아닌 형상을 가질 수 있으며, 이러한 구현예에서 "유효 직경"이라는 용어는 형상의 최대 단면 치수를 지칭하기 위한 것이다. 예를 들어, 타원형 단면 형상을 갖는 홀 또는 개구부의 "유효 직경"은 타원형 형상의 장축 길이가 될 수 있다. 홀 또는 개구부의 깊이에 따라 달라지는 유효 직경을 갖는 홀 또는 개구부의 경우, 유효 직경은 가장 큰 유효 직경이다.
일부 구현예에서, 관통 홀(142)의 유효 직경(146)은 하위 범위를 포함하여, 5 밀리미터 내지 120 밀리미터 범위일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 관통 홀(142)의 유효 직경(146)은 5 밀리미터 내지 120 밀리미터, 5 밀리미터 내지 100 밀리미터, 5 밀리미터 내지 50 밀리미터, 5 밀리미터 내지 30 밀리미터, 5 밀리미터 내지 10 밀리미터, 10 밀리미터 내지 30 밀리미터, 10 밀리미터 내지 50 밀리미터, 10 밀리미터 내지 100 밀리미터, 10 밀리미터 내지 120 밀리미터 범위 또는 이들 중 임의의 2개의 값을 종점으로 갖는 범위 내일 수 있다.
일부 구현예에서, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 진공 개구부(140)는 진공 캐비티(112)에 대해 방사상으로 배치된 복수의 진공 개구부(140)를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 캐비티(112) 주위에 방사상으로 배치된 복수의 진공 개구부(140)는 서로 이격 거리(148)만큼 이격될 수 있다. 이격 거리(148)는 관통 홀(142)의 유효 직경(146)보다 크거나 같을 수 있고, 관통 홀(142)의 유효 직경(146)의 3배보다 작거나 같을 수 있다. 이 범위 내의 이격 거리(148)는 유리 시트(200)를 주름 없이 전개 불가 형상으로 개질하는 것을 용이하게 할 수 있다.
일부 구현예에서, 관통 홀(142)의 크기는 유리 시트(200)의 초기 두께(206)에 기초하여 선택될 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 시트(200)는 초기 두께(206)를 가질 수 있고, 관통 홀(142)은 초기 두께(206)보다 10 내지 15배 더 큰 유효 직경(146)을 가질 수 있다. 초기 두께보다 10 내지 15 배 더 큰 유효 직경(146)은 과도하게 높은 진공 압력을 적용하지 않고도 유리 시트(200)의 제1 부분(220)을 관통 홀으로 끌어당길 수 있게 한다.
예를 들어, 일부 구현예에서, 유리 시트(200)의 초기 두께(206)는 0.5 밀리미터 내지 10 밀리미터 범위일 수 있고, 관통 홀(142)의 유효 직경(146)은 5 밀리미터 내지 120 밀리미터 범위일 수 있다. 다른 예로서, 일부 구현예에서, 유리 시트(200)의 초기 두께(206)는 0.5 밀리미터 내지 5 밀리미터 범위일 수 있고, 관통 홀(142)의 유효 직경(146)은 10 밀리미터 내지 50 밀리미터 범위일 수 있다.
도 4는 일부 구현예에 따른 유리 시트(200)를 개질하는 방법(400)을 예시한다. 달리 명시되지 않는 한, 방법(400)의 단계들은 본원에 기재된 순서대로 수행될 필요는 없다.
단계 (402)에서, 유리 시트(200)가 진공 몰드(110) 위에 배치된다. 유리 시트(200)가 진공 몰드(110) 위에 배치될 때, 유리 시트(200)가 진공 캐비티(112)를 덮고 유리 시트(200)의 바텀 표면(204)이 프레임(130)의 탑 표면(134)과 직접 접촉하도록 유리 시트가 배치될 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 시트(200)는 유리 시트(200)의 둘레 부분(240)이 프레임(130)의 외부 둘레 에지(136)로부터 외측으로 연장되도록 진공 몰드(110) 위에 배치될 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 시트(200)는 주변 에지(208)에 의해 정의되고 제1 둘레를 갖는 둘레 형상을 가질 수 있고, 프레임(130)의 외부 둘레 에지(136)는 제1 둘레보다 작은 제2 둘레를 갖는 형상을 가질 수 있다. 둘레 에지(208)의 더 큰 둘레는, 유리 시트(200)가 진공 몰드(110) 위에 배치될 때, 프레임(130)의 외부 둘레 에지(136)로부터 외측으로 연장되는 둘레 부분(240)을 결과할 수 있다.
일부 구현예에서, 단계 (402)는 다중 유리 시트(200)를 진공 몰드(110) 위에 배치하는 단계를 포함할 수 있다. 복수의 유리 시트(200)는 스택된 구성으로 진공 몰드(110) 위에 배치될 수 있다. 이러한 구현예에서, 방법(400)은 복수의 유리 시트(200)를 동시에 개질할 수 있다.
단계 (404)에서, 유리 시트(200)는 개질 온도로 가열된다. 장치(100)의 하나
이상의 열원(190)은 유리 시트(200)를 개질 온도까지 가열할 수 있다. 일부 구현예에서, 개질 온도는 600℃ 내지 900℃ 범위일 수 있다. 예시적인 열원(190)은 대류 가열 장치 및 적외선(IR) 가열 장치를 포함한다. 일부 구현예에서, 열 실드(180)는 유리 시트(200)의 온도 제어를 돕기 위해 개질 동안 유리 시트(200)의 탑 표면(202)에 배치될 수 있다.
일부 구현예에서, 단계 (404)에서 유리 시트(200)를 개질 온도로 가열하는 것은, 중력에 의해 유리 시트(200)의 둘레 부분(240)이 프레임(130)의 외부 둘레 에지(136) 주위로 접히게 할 수 있다. 외부 둘레 에지(136) 주위의 둘레 부분(240)의 접힘은 유리 시트(200)를 고정하고 개질 공정에서 진공 압력을 적용하는 동안 유리의 측면 움직임을 방지하는 데 도움이 될 수 있다. 이는 유리 시트(200)의 제2 부분(230)의 국부적 변형 및 신장을 제어하여 뒤틀림 없이 개질된 유리 물품을 생성하는 것을 용이하게 한다.
일부 구현예에서, 단계 (404)에서 유리 시트(200)를 가열하는 것은, 유리
시트(200)의 둘레 부분(240)이 90° 미만의 각도(242)로 외부 둘레 에지(136) 주위로 접히게 할 수 있다. 예를 들어, 유리 시트(200)의 둘레 부분(240)은 60° 내지 85° 범위의 각도(242)로 외부 둘레 에지(136) 주위로 접힐 수 있다. 일부 구현예에서, 프레임(130) 주위의 둘레 립(lip)은 각도(242)가 90°를 초과하는 것을 방지하는 데 도움이 될 수 있다.
단계 (406)에서, 진공 압력은 하나 이상의 진공 개구부(140)에 적용될 수 있다. 단계(406)에서 하나 이상의 진공 개구부(140)에 적용되는 진공 압력은 유리 시트(200)의 하나 이상의 제1 부분(220)을 하나 이상의 진공 개구부(140) 내로 당기기에 충분할 수 있다. 복수의 진공 개구부(140)를 포함하는 구현예에서, 복수의 진공 개구부(140)에 진공 압력을 적용하는 것은 유리 시트(200)의 복수의 제1 부분(220)을 복수의 진공 개구부(140) 내로 당길 수 있다.
일부 구현예에서, 하나 이상의 진공 개구부(140)에 적용되는 진공 압력은 0.1 bar 내지 0.3 bar 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 압력은 30 초 내지 120 초 범위의 시간 동안 단계 (406)에서 하나 이상의 진공 개구부(140)에 적용될 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 압력은 분당 5 리터 내지 분당 20 리터의 속도로 하나 이상의 진공 개구부(140)에 적용될 수 있다.
단계 (406)에서 적용되는 진공 압력은 유리 시트(200)를 프레임(130)의 탑 표면(134)에 밀봉하여, 유리 시트(200)의 제2 부분(230)의 둘레에 진공 밀폐 밀봉을 생성할 수 있다. 또한, 단계 (406)에서 적용되는 진공 압력은 유리 시트(200)를 고정하고 개질 공정에서 진공 압력을 적용하는 동안 유리의 측면 움직임을 방지하는 데 도움이 될 수 있다. 이는 유리 시트(200)의 제2 부분(230)의 국부적인 변형 및 신장을 제어하여 뒤틀림 없이 개질된 유리 물품을 생성하는 것을 용이하게 한다.
일부 구현예에서, 가중 링이 유리 시트(200)의 탑 표면(202)에 배치되어, 단계 (406) 동안 밀폐 밀봉이 생성되도록 도울 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 시트(200)의 바텀 표면(204)은 프레임(130)의 탑 표면(134)과 밀접하게 접촉하도록 강제되어, 단계 (406) 동안 밀폐 밀봉이 생성되도록 도울 수 있다.
진공 압력을 이용하여 개질하는 동안 유리 시트(200)를 제자리에 고정시킴으로써, 개질 공정은 유리 시트(200)의 개질 동안 프레임(130)의 탑 표면(134)에 유리 시트(200)를 기계적으로 클램핑하지 않고도 수행될 수 있다. 기계적 클램핑을 제거함으로써, 가열 및 냉각 중에 유리 시트(200)에 가해지는 응력이 최소화될 수 있다. 과도한 응력, 예를 들어 유리와 클램핑 메커니즘의 인터페이스에서 생성되는 기계적 응력 및/또는 열 응력은 가열 및 냉각 중에 바람직하지 않은 유리 변형 및/또는 유리 파단(failure)을 유발할 수 있다. 또한, 개질 동안 유리 시트(200)를 고정하기 위한 진공 압력의 사용은 진공 몰드(110)로부터 유리 시트(200)를 제거할 때 유리를 손상시킬 수 있는 기계적 방출 메커니즘의 필요성을 제거할 수 있다. 본원에 설명된 하나 이상의 진공 개구부(140)는 냉각 및 탈몰딩 중에 유리 시트(200)의 자가 방출을 허용하여, 유리에 가해지는 응력을 최소화한다.
일부 구현예에서, 하나 이상의 진공 개구부(140)에 적용되는 진공 압력은 하나 이상의 진공 개구부(140)의 관통 홀(142)을 통해 유리 시트(200)의 하나 이상의 제1 부분(220)을 당기기에 충분할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 진공 개구부(140)에 적용되는 진공 압력은 유리 시트(200)의 하나 이상의 제1 부분(220)을 관통 홀(142)을 통해 그리고 정지 벽(150)의 탑 표면(154)과 접촉하도록 당기기에 충분할 수 있다.
단계 (408)에서, 진공 압력은 진공 캐비티(112)에 적용될 수 있다. 진공 캐비티(112)에 적용되는 진공 압력은 유리 시트(200)의 제2 부분(230)을 진공 캐비티(112) 내로 당기기에 충분할 수 있다.
일부 구현예에서, 단계 (408)에서 진공 캐비티(112)에 적용되는 진공 압력은 0.1 bar 내지 0.3 bar 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 압력은 30초 내지 120초 범위의 시간 동안 진공 캐비티(112)에 적용될 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 압력은 분당 10 리터 내지 분당 100 리터의 속도로 진공 캐비티(112)에 적용될 수 있다.
일부 구현예에서, 단계 (408)에서 진공 압력이 진공 캐비티(112)에 적용되기 전에, 단계 (406)에서 진공 압력은 하나 이상의 진공 개구부(140)에 적용된다.일부 구현예에서, 진공 압력이 진공 캐비티(112)에 적용되는 동시에 하나 이상의 진공 개구부(140)에 진공 압력이 적용되도록 단계 (406) 및 단계 (408)은 동시에 수행될 수 있다.
일부 구현예에서, 단계 (408)에서 진공 캐비티(112)에 진공 압력을 적용하는 것은 유리 시트(200)의 제2 부분(230)을 진공 캐비티(112)를 정의하는 몰드(114)의
몰드 표면(116)에 대해 당길 수 있다. 일부 구현예에서, 단계 (408)에서 진공 캐비티(112)에 진공 압력을 적용하는 것은 유리 시트(200)의 제2 부분(230)을 진공 캐비티(112) 내로 당길 수 있고, 제2 부분(230)은 진공 캐비티(112) 내에서 자유-형성될 수 있다. 이러한 구현예에서, 제2 부분(230)은 진공 캐비티(112) 내의 진공 압력, 시간 및 온도를 제어함으로써 몰드의 몰드 표면에 대해 당겨지지 않고 진공 캐비티(112) 내에서 개질될 수 있다.
일부 구현예에서, 진공 압력은 진공 소스를 사용하지 않고 진공 캐비티(112) 및/또는 하나 이상의 진공 개구부(140)에 적용될 수 있다. 이러한 구현예에서, 진공 압력은 개질 온도에 도달한 후 열의 적용을 갑자기 중단함으로써 적용될 수 있다. 이는 진공 캐비티(112) 및/또는 진공 챔버(162) 내의 공기의 급속한 냉각으로 이어질 수 있으며, 따라서 진공 캐비티(112) 및/또는 진공 챔버(162) 내에서 상당한 기체 부피 수축을 생성할 수 있다. 이러한 상당한 기체 부피 수축은 유리 시트(200)의 하나 이상의 제1 부분(220)을 하나 이상의 진공 개구부(140) 내로 당기거나 유리 시트의 제2 부분(230)을 진공 캐비티(112) 내로 당길 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 시트(200)의 제2 부분(230)은 유리 시트(200)를 개질하기 전의 초기 두께(206(T1))와 유리 시트를 개질한 후의 최종 두께(207(T2))를 가질 수 있다. 이러한 두께 차이는 개질 중 유리 시트 변형의 결과일 수 있다. 일부 구현예에서, 초기 두께(206)와 최종 두께(207)의 비율(t1/t2)은 1.1 내지 2 범위일 수 있다. 초기 두께 대 최종 두께의 비율(t1/t2)은 유리 시트(200)가 변형되어 최종 형상으로 연신되었음을 나타낸다. 이러한 유리의 변형 및 연신은 유리 블로잉 중에 유리가 형성되는 방식과 유사합니다. 유리가 최종 형상으로 자유롭게 변형되고 늘어나도록 허용함으로써, 유리에 가해지는 응력이 최소화될 수 있고, 결과적으로, 유리 파손 및 주름을 방지하는 데 도움이 된다.
단계 (408)에서 유리 시트(200)를 개질한 후, 진공 캐비티(112) 및 하나 이상의 진공 개구부(140)에 적용되는 진공 압력은 해제될 수 있고, 개질된 유리 시트는 단계 (412)에서 어닐링 온도로 냉각되도록 허용될 수 있다. 단계 (412)에서, 개질된 유리 시트는 개질 중에 생성된 내부 잔류 응력을 완화하기 위해 어닐링 온도에서 유지될 수 있다.
어닐링 후, 개질 유리 시트(예를 들어, 도 6a 에 도시된 개질 유리 시트(201))는 단계 (414)에서 실온으로 냉각되고 단계 (416)에서 진공 몰드(110)로부터 제거될 수 있다.
일부 구현예에서, 단계 (416)에서 몰드로부터 유리 시트를 제거하는 것은 진공 파이프(172a) 및/또는 진공 파이프(172b)에 하나 이상의 질소 펄스를 주입하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 질소 펄스는 약 600℃의 온도 및 1012 내지 1013 포이즈 범위의 압력을 갖는 질소 가스를 포함할 수 있다. 하나 이상의 질소 펄스를 포함하는 구현예에서, 질소 펄스는 유리 시트의 탈몰딩을 용이하게 하고, 개질 직후 여전히 고온에 있을 수 있는 진공 몰드의 산화를 억제할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 방법 (400)의 단계 (404)-(414)에 대한 두 가지 예시적인
가열 프로파일을 도시한다. 도 5a는 정적(static) 로(furnace)를 사용하여 열을 적용하기 위한 가열 프로파일(500)을 도시한다. 도 5b는 동적 레어(lehr)를 사용하여 열을 적용하기 위한 가열 프로파일(550)을 도시한다. 동적 레어는 다중 연속 등온 가열 스테이션을 포함할 수 있으며, 유리 시트는 가열 중에 연속 스테이션을 순차적으로 통과할 수 있다.
프로파일 (500) 및 (550) 모두에서, 유리 시트(200)는 약 780℃의 개질 온도로 가열된다. 유리 시트(200)는 일정 시간 동안 개질 온도에서 유지되며, 그 동안 진공 압력은 하나 이상의 진공 개구부(140) 및 진공 캐비티(112)에 적용된다. 진공 압력 하에서 개질된 후, 유리 시트(200)는 약 520℃의 어닐링 온도로 냉각되고, 유리 시트(200)의 어닐링을 허용하기 위해 해당 온도에서 유지된다. 마지막으로, 어닐링 후, 유리 시트(200)는 실온으로 냉각된다.
진공 몰드(110)로부터 개질 유리 시트(201)를 제거한 후, 단계 (418)에서 개질 유리 시트(201)로부터 과잉 유리 시트 물질을 제거하여 개질 유리 물품(예컨대, 도 6b에 도시된 개질 유리 물품(250))을 생성할 수 있다. 과잉 유리 시트 물질을 제거하는 것은 제2 부분(230)에 의해 정의된 개질 유리 물품(250)이 남도록 개질 유리 시트(201)로부터 둘레 부분(240) 및 제1 부분(220)을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 과잉 유리 시트 물질은 절단 공정, 예를 들어 레이저 절단 공정 또는 워터 제트 절단 공정을 사용하여 제거될 수 있다. 일부 구현예에서, 과잉 유리 시트 물질은 기계적 스코어링 및 스코어링 라인을 따른 유리의 파손을 사용하여 제거될 수 있다.
단계 (420)에서, 하나 이상의 포스트-개질 공정이 개질 유리 시트(201) 또는
개질 유리 물품(250)에 대해 수행될 수 있다. 포스트-개질 공정은 연마 공정, 이온 교환 공정, 에칭 공정, 라미네이션 공정을 포함하되 이에 국한되지 않는다. 포스트-개질 공정은 단계 (418) 이전 또는 이후에 수행될 수 있다.
일부 구현예에서, 하나 이상의 포스트-개질 공정은 다층 개질 유리 시트(201)의 층을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 도 7은 일부 구현예에 따른 다층 유리 시트(200)를 도시한다. 다층 유리 시트(200)는 유리 시트(200)의 탑 표면(202)을 정의하는 탑 유리 층(203) 및 유리 시트(200)의 바텀 표면(204)을 정의하는 바텀 유리 층(205)을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 시트(200)의 바텀 유리 층(205)은 다층 유리 시트(200)를 개질한 후에 제거될 수 있다. 이러한 구현예에서, 바텀 유리 층(205)은 방법(400)을 사용하여 제조된 개질 유리 물품(250)의 임의의 부분을 정의하지 않을 것이다.
일부 구현예에서, 바텀 유리 층(205)은 에칭 공정을 사용하여 제거될 수 있다. 에칭 공정에 사용되는 에칭 용액은 질산, 염산(HCl) 또는 인산과 같은 산을 포함할 수 있지만, 이에 국한되지 않는다. 불화수소(HF) 산, 이불화암모늄, 불화나트륨 및 이들의 혼합물과 같은 불소 함유 에칭제가 또한 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 에칭 용액은 불화수소산을 포함할 수 있다. 에칭 공정은 바텀 유리 층(205)을 선택적으로 제거하기 위해 다층 유리 시트(200)에 에칭 용액(들)을 적용하기 위한 임의의 적합한 방법을 포함할 수 있다. 적합한 에칭액 적용 공정은 에칭제 욕에 다층 유리 시트(200)를 담그는 것, 다층 유리 시트(200) 상으로 에칭액(들)을 분사하는 것, 또는 이들의 조합을 포함하지만 이에 국한되지 않는다.
일부 구현예에서, 에칭 용액은 하위 범위를 포함하여 총 부피 퍼센트(vol%) 5 vol% 내지 60 vol% 범위의 하나 이상의 산을 포함하는 수용액일 수 있다. 예를 들어, 에칭 용액은 5 vol% 내지 50 vol%, 5 vol% 내지 25 vol%, 5 vol% 내지 10 vol%, 10 vol% 내지 25 vol%, 10 vol% 내지 50 vol%, 10 vol% 내지 60 vol%의 총 부피 퍼센트 또는 끝점을 포함하여, 이러한 값 중 임의의 두 값을 끝점으로서 갖는 부피 퍼센트를 갖는 하나 이상의 산을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 에칭은 0℃ 내지 60℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있다. 일부 구현예에서, 에칭은 실온(23℃)에서 수행될 수 있다. 구현예들에서, 바텀 유리 층(205)은 에칭을 통해 제거되지 않고, 대신 본원에 기술된 바와 같이 라미네이트된 유리 물품을 형성하기 위해 탑 유리 층(203)에 라미네이트될 수 있다.
도 6b는 일부 구현예에 따른 개질 유리 물품(250)을 도시한다. 개질 유리 물품(250)은 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의되는 전개 불가 만곡 형상을 포함한다. 볼록 곡면은 볼록 곡면을 갖도록 개질된 유리 시트(200)의 바텀 표면(204)일 수 있다. 오목 곡면은 오목 곡면을 갖도록 개질된 유리 시트(200)의 탑 표면(202)일 수 있다. 개질된 유리 물품(250)은 바텀 표면(204) 및 탑 표면(202)을 정의하는 임의의 수의 볼록 또는 오목 표면을 포함할 수 있다. 개질 유리 물품(250)의 최종 두께(207)는 볼록 표면 및 오목 표면 사이에서 측정된다.
일부 구현예에서, 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의되는 개질 유리 물품(250)의 곡면 형상은 10,000 mm2 이상, 20,000 mm2 이상, 30,000 mm2 이상 또는 60,000 mm2 이상의 볼록 표면적 및 100 mm 당 +/- x 마이크론(마이크로미터, ㎛)의 두께 균일성을 가질 수 있다. 100mm 당 +/- x 마이크론의 두께 균일성은 개질 유리 물품(250)의 최대 두께 변동이 100 밀리미터 길이로 측정되는 곡면 부분을 따라 x 마이크론 이하임을 의미한다. 일부 구현예에서, 볼록 표면 및 오목 표면에 의해 정의된 개질 유리 물품(250)의 만곡 형상은 100 mm 당 +/- 50 마이크론의 두께 균일성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 볼록 표면 및 오목 표면에 의해 정의된 개질 유리 물품(250)의 만곡 형상은 100 mm 당 +/- 25 마이크론의 두께 균일성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 볼록 표면 및 오목 표면에 의해 정의된 개질 유리 물품(250)의 만곡 형상은 100mm 당 +/- 75 마이크론의 두께 균일성을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의되는 개질 유리 물품(250)의 만곡 형상은 60,000 mm2 이상의 볼록 표면적 및 100 mm 당 +/- 25 마이크론의 두께 균일성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의되는 개질 유리 물품(250)의 만곡 형상은 60,000 mm2 내지 8 m2(미터 제곱) 범위의 볼록 표면적 및 100 mm 당 +/- 25 마이크론의 두께 균일성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의되는 개질 유리 제품(250)의 만곡 형상은 60,000 mm2 내지 6 m2 범위의 볼록 표면적 및 100 mm 당 +/- 25 마이크론의 두께 균일성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의되는 개질 유리 물품(250)의 곡면 형상은 60,000 mm2 내지 3 m2 범위의 볼록 표면적 및 100 mm 당 +/- 25 마이크론의 두께 균일성을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의되는 개질 유리 물품(250)의 만곡 형상은 60,000 mm2 이상의 볼록 표면적 및 100 mm 당 +/- 50 마이크론의 두께 균일성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의되는 개질 유리 물품(250)의 곡면 형상은 60,000 mm2 내지 8 m2(미터 제곱) 범위의 볼록 표면적 및 100 mm 당 +/- 50 마이크론의 두께 균일성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의되는 개질 유리 물품(250)의 만곡 형상은 60,000 mm2 내지 6 m2 범위의 볼록 표면적 및 100 mm 당 +/- 50 마이크론의 두께 균일성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의되는 개질 유리 물품(250)의 만곡 형상은 60,000 mm2 내지 3 m2 범위의 볼록 표면적 및 100 mm 당 +/- 50 마이크론의 두께 균일성을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의되는 개질 유리 물품(250)의 만곡 형상은 60,000 mm2 이상의 볼록 표면적 및 100 mm 당 +/- 75 마이크론의 두께 균일성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의되는 개질 유리 물품(250)의 만곡 형상은 60,000 mm2 내지 8 m2 (미터 제곱) 범위의 볼록 표면적 및 100 mm 당 +/- 75 마이크론의 두께 균일성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의되는 개질 유리 물품(250)의 만곡 형상은 60,000 mm2 내지 6 m2 범위의 볼록 표면적 및 100 mm 당 +/- 75 미크론의 두께 균일성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의되는 개질 유리 물품(250)의 만곡 형상은 60,000 mm2 내지 3 m2 범위의 볼록 표면적 및 100 mm 당 +/- 75 마이크론의 두께 균일성을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의된 개질 유리 물품(250)의 만곡 형상은 절대값으로 300 밀리디옵터 미만의 최종 두께(207)를 통해 측정되는 광력 왜곡을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의된 개질 유리 물품(250)의 만곡 형상은 20 밀리디옵터 내지 300 밀리디옵터 범위(절대값)를 최종 두께(207)를 통해 측정되는 광력 왜곡을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의되는 개질 유리 물품(250)의 만곡 형상은 50 밀리디옵터 내지 300 밀리디옵터 범위(절대값)의 최종 두께(207)를 통해 측정된 광력 왜곡을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 볼록 곡면 및 오목 곡면에 의해 정의되는 개질 유리 물품(250)의 만곡 형상은 100 밀리디옵터 내지 300 밀리디옵터 범위(절대값)의 최종 두께(207)를 통해 측정된 광력 왜곡을 가질 수 있다. 만곡 형상의 광력 왜곡은 DIN 52305:1995("Determining the optical distortion and refractive power of safety glazing material for road vehicles")에 따라 측정될 수 있다.
일부 구현예에서, 개질 유리 물품(250)의 볼록 곡면(204)은 볼록 표면적 100 mm2 당 10 딤플 미만의 측정 가능한 딤플 밀도를 가질 수 있다. 본원에서 사용되는, 측정 가능한 딤플은 볼록 곡면(204)에 형성되고 1 mm 초과의 유효 직경을 포함하는, 돌출 또는 함몰된 딤플이다. 본원에서 사용되는, 측정 가능한 딤플은 볼록 곡면(204) 상에 형성되고 5 mm 이하의 유효 직경을 포함하는, 돌출 또는 함몰된 딤플이다. 측정 가능한 딤플은 유리 물품의 볼록 곡면(204)을 통해 투과되는 빛의 광학 왜곡을 측정하여 식별될 수 있다. 노이즈 필터가 측정 데이터에 적용된 후, 50 이상의 밀리디옵터(mdpt)의 광학 왜곡은 측정 가능한 딤플의 존재를 나타낼 수 있거나, 또는 노이즈 필터가 측정 데이터에 적용되기 전, 100 이상의 밀리디옵터(mdpt)의 광학 왜곡은 측정 가능한 딤플의 존재를 나타낼 수 있다. 광학 왜곡은 유리에 투과된 광학 왜곡을 측정하는 장치를 사용하여 측정될 수 있다. 예를 들어, 광학 왜곡은 ISRA Vision에서 입수가능한 LABSCAN-SCREEN 시스템을 사용하여 측정될 수 있다. 측정 가능한 딤플 밀도를 평가하기 위해, 볼록 곡면(204)에서 적어도 하나의 50,000mm2 표면적이 분석되고, 존재하는 측정 가능한 딤플의 총 수를 기준으로 100mm2 당 측정 가능한 딤플 수가 계산된다. 50,000 mm2 표면적에 대한 100 mm2 당 딤플 수의 정확성을 확인하기 위해, 50,000 mm2 표면적 내부의 5,000mm2 표면적을 다시 분석되고, 5,000 mm2 표면적에 존재하는 측정 가능한 딤플의 총 수를 기준으로
100mm2 당 측정 가능한 딤플 수가 계산된다.
방법(400) 및 장치(100)는 유리 시트를 개질하는 맥락에서 위에서 설명되었지만, 방법(400) 및 장치(100)는 플라스틱 시트와 같은 다른 물질을 개질하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리카보네이트 시트는 방법(400) 및 장치(100)를 사용하여 개질될 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 시트는 개질될 수 있고, 이후 별도의 작업에서 플라스틱 시트를 개질될 수 있으며, 개질 유리 시트와 개질 플라스틱 시트는 적층될 수 있다.
도 8은 일부 구현예에 따른 진공 몰드(810)를 도시한다. 진공 몰드(810)는 몰드(814) 및 유리 시트(200)가 개질될 수 있는 진공 캐비티(812)를 포함할 수 있다. 진공 캐비티(812)는 몰드 표면(816) 및 몰드 표면(816)에 형성된 하나 이상의 진공 홀(818)을 포함할 수 있다.
진공 몰드(810)는 또한 진공 캐비티(812) 주위에 배치된 프레임(830)을 포함할 수 있다. 프레임(830)은 탑 표면(834)을 갖는 탑 벽(832)과 탑 표면(834)에 형성된 복수의 진공 개구부(840)를 포함한다. 프레임(830)의 탑 표면(834)은 탑 표면(834)의 둘레 형상을 정의하는 외부 둘레 에지(836)를 가질 수 있다.
진공 개구부(840)는 바텀 표면(842), 프레임(830)의 탑 표면(834)에 연결된 탑 둘레 에지(843), 및 탑 둘레 에지(843)로부터 진공 개구부(840)의 바텀 표면(842)으로 연장되는 둘레 측벽(844)을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 둘레 측벽(844)은 진공 개구부(840)의 바텀 표면(842)에 수직인 축을 기준으로 측정된 5°(도) 내지 20°(도) 범위의 경사 각(892)을 가질 수 있다. 5° 내지 20° 범위의 경사 각(892)은 몰드(810)로부터 개질 유리 시트(201)의 탈몰딩을 용이하게 할 수 있다.
일부 구현예에서, 진공 개구부(840)는 하위 범위를 포함하여, 10 mm 내지 30 mm 범위에서 탑 둘레 에지(843)에 의해 정의되는 유효 직경(846)을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 유효 직경(846)은 10 ㎜ 내지 30 ㎜, 10 ㎜ 내지 25 ㎜, 10 ㎜ 내지 20 ㎜, 15 ㎜ 내지 30 ㎜, 또는 20 ㎜ 내지 30 ㎜의 범위 또는 이들 중 임의의 두 값을 종점으로 갖는 범위 내에 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 시트(200)는 초기 두께(206)를 가질 수 있고 진공 개구부(840)는 초기 두께(206)보다 10 배 내지 15 배 더 큰 유효 직경(846)을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 진공 개구부(840)는 프레임(830)의 탑 표면(834)과 진공 개구부(840)의 바텀 표면(842) 사이에서 측정된 깊이(847)를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 깊이(847)는 하위 범위를 포함하여 0.5mm 내지 2.5mm 범위일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 깊이(847)는 0.5mm 내지 2.5mm, 1mm 내지 2.5mm, 1.5mm 내지 2.5mm, 0.5mm 내지 2mm, 또는 0.5mm 내지 1.5mm 범위이거나, 이들 값 중 임의의 두 개를 종점으로 갖는 범위 내일 수 있다.
일부 구현예에서, 진공 몰드(810)는 진공 캐비티(812) 및 프레임(830)을 포함하는 모놀리식 진공 몰드일 수 있다. 이러한 구현예에서, 진공 캐비티(812) 및 프레임(830)은 일체적으로 형성될 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 캐비티(812)와 프레임(830)은 일체형으로 형성될 수 있고 동일한 물질로 제조될 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 캐비티(812) 및 프레임(830)은 일체형으로 형성되고 그래파이트로 제조될 수 있다. 모놀리식, 일체형으로 형성된 진공 몰드는 냉각 중에 몰드 및/또는 개질 유리 시트의 파손을 억제하거나 방지할 수 있는 일관된 CTE를 가질 수 있다.
하나 이상의 진공 소스(170)는 진공 캐비티(812) 및 하나 이상의 진공 개구부(840)와 유체 연통할 수 있어서, 하나 이상의 진공 소스(170)가 진공 캐비티(812), 하나 이상의 진공 개구부(840) 또는 둘 다에 진공 압력을 적용할 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 소스(170a)는 진공 캐비티(812) 및 하나 이상의 진공 개구부(840) 모두에 진공 압력을 적용할 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 소스(170a)는 진공 캐비티(812) 및 하나 이상의 진공 개구부(840)에 동시에 진공 압력을 적용할 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 소스(170a)는 진공 캐비티(812) 및 하나 이상의 진공 개구부(840)에 순차적으로 진공 압력을 적용할 수 있다. 예를 들어, 진공 소스(170a)는 먼저 하나 이상의 진공 개구부(840)에 진공 압력을 적용할 수 있고, 하나 이상의 진공 개구부(840)에 진공 압력을 적용하는 동안 진공 캐비티(812)에 진공 압력을 적용할 수 있다. 진공 파이프(172a)는 진공 소스(170a)를 진공 캐비티(812) 및 하나 이상의 진공 개구부(840)에 연결할 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 진공 소스(170a)는 진공 캐비티(812)의 진공 홀(818)과 유체 연통할 수 있고, 제2 진공 소스(170b)는 하나 이상의 진공 개구부(840)와 유체 연통할 수 있다. 이러한 구현예에서, 제1 진공 소스(170a)는 하나 이상의 진공 개구부(840)에 진공 압력을 적용하는 제2 진공 소스(170b)와 독립적으로 진공 캐비티(812)에 진공 압력을 적용할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 진공 소스(170a) 및 제 2 진공 소스(170b)는 진공 캐비티(812) 및 하나 이상의 진공 개구부(840) 각각에 진공 압력을 동시에 적용할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 진공 소스(170a)는 진공 캐비티(812)에 진공 압력을 적용할 수 있고, 제2 진공 소스(170b)는 하나 이상의 진공 개구부(840)에 순차적으로 진공 압력을 적용할 수 있다. 예를 들어, 제2 진공 소스(170b)는 먼저 하나 이상의 진공 개구부(840)에 진공 압력을 적용할 수 있고, 제2 진공 소스(170b)가 여전히 하나 이상의 진공 개구부(840)에 진공 압력을 적용하는 동안, 제1 진공 소스(170a)는 진공 캐비티(812)에 진공 압력을 적용할 수 있다.
제1 진공 소스(170a) 및 제2 진공 소스(170b)를 포함하는 구현예에서, 제1 진공 파이프(172a)는 제1 진공 소스(170a)를 진공 캐비티(812)에 연결할 수 있고, 제2 진공 파이프(172b)는 제2 진공 소스(170b)를 하나 이상의 진공 개구부(840)에 연결할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 진공 파이프(172a) 및/또는 제2 진공 파이프(172b)는 몰드(810) 상에 형성된 진공 연결부(176)에서 몰드(810)에 결합될 수 있다.
진공 홀(818)은 몰드 표면(816)으로부터 몰드(814)를 통해 몰드(814)의 바텀 표면(820)으로 연장되는 관통 홀일 수 있다. 진공 소스(170)가 진공 홀(818)을 통해 진공 캐비티(812)에 진공 압력을 적용할 수 있도록 진공 홀(818)은 하나 이상의 진공 소스(170)와 유체 연통될 수 있다.
진공 홀(818)은 개질하는 동안 유리 시트(200)의 바텀 표면(204)에 대한 충격을 최소화하기 위해 작은 직경을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 홀(818)은 0.5 밀리미터 내지 2 밀리미터 범위의 직경을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 프레임(830)은 탑 표면(834)에 형성되고 복수의 진공 개구부(840)와 유체 연통하는 채널(850)을 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 채널(850)은 인접한 두 개의 진공 개구부(840)를 연결하는 복수의 채널 부분(852)을 포함할 수 있다. 각 채널 부분(852)은 프레임(830)의 탑 표면(834)에 연결된 탑 에지(853) 및 탑 에지(853)로부터 채널(850)의 바텀 표면(855)으로 연장되는 측벽(854)을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 측벽(854)은 채널(850)의 바텀 표면(855)에 수직인 축에 대해 측정된 5°(도) 내지 20°(도)의 범위에서 경사각(890)을 가질 수 있다. 5°내지 20°범위의 경사각(890)은 몰드(810)로부터 개질된 유리 시트(201)의 탈몰딩을 용이하게 할 수 있다.
일부 구현예에서, 채널(850)은 복수의 진공 개구부(840) 각각을 통해 연장되는 제1 부분(856) 및 복수의 진공 개구부(840) 각각의 바텀 표면(842) 아래에 배치되는 제2 부분(857)을 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 제2 부분(857)은, 진공 개구부(840) 중 하나 내로 당겨지는 유리 시트(200)의 제2 부분(230)이 제1 부분(856) 내의 공기 흐름을 차단하는 경우, 각 진공 개구부(840)에 진공 압력의 적용을 용이하게 할 수 있다.
일부 구현예에서, 프레임(830)의 탑 표면(834)은 프레임(830)의 외부 둘레 에지(836)에 위치한 범프(837)를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 범프(837)는 범프(837)에 바로 인접한 탑 표면(834)의 일부에 대해 측정된 0.3 mm 내지 2mm 범위의 높이(838)를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 범프(837)의 높이(838)는 진공 몰드(810)를 사용하여 개질된 유리 시트(200)의 초기 두께(206)에 맞게 조정될 수 있다. 일부 구현예에서, 높이(838)는 초기 두께(206)의 30% 내지 50% 범위 내에 있을 수 있다. 프레임(830)의 둘레 에지(836)에 있는 범프(837)는 개질 동안 유리 시트(200)의 바텀 표면(204)과 프레임(830)의 탑 표면(834) 사이에 진공 밀폐 밀봉을 용이하게 생성할 수 있으며, 이는 개질 공정에서 진공 압력을 적용하는 동안 측면 유리 움직임을 방지할 수 있다.
예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 유리 시트(200)를 개질 온도로 가열하는 것은 중력에 의해 유리 시트(200)의 둘레 부분(240)을 프레임(830)의 외부 둘레 에지(836)의 범프(837) 주위로 접히게 할 수 있다. 외부 둘레 에지(836)의 범프(837) 주위의 둘레 부분(240)의 접힘은 유리 시트(200)를 고정하고, 개질 공정에서 진공 압력을 적용하는 동안 유리의 측면 움직임을 방지하는 데 도움이 될 수 있다.
일부 구현예에서, 몰드 표면(816)은 제 1 최대 곡률 반경을 갖는 중심 표면 영역(822) 및 중심 표면 영역(822)에 인접하고 제1 최대 곡률 반경보다 작은 제2 최대 곡률 반경을 갖는 둘레 표면 영역(824)을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 최대 곡률 반경은 제1 최대 곡률 반경보다 적어도 5% 작을 수 있다.
일부 구현예에서, 중심 표면 영역(822)은 개질된 유리 물품(250)의 원하는 개질된 형상을 포함하는 몰드 표면(816)의 영역일 수 있다. 즉, 중심 표면 영역(822)은 개질 유리 물품(250)의 볼록 곡면(204)의 볼록 표면 곡률과 일치하는 오목 표면 곡률을 가질 수 있다. 이러한 구현예에서, 유리 시트(200)의 제2 부분(230)은 몰드 표면(816)의 중심 표면 영역(822)에 대해 당겨질 수 있고, 이에 따라 제2 부분(230)이 중심 표면 영역(822)의 곡률을 취하게 할 수 있다.
중심 표면 영역(822)의 제1 최대 곡률 반경보다 작은 제2 최대 곡률 반경을 갖는 둘레 표면 영역(824)을 포함하는 구현예에서, 영역(822 및 824)의 형상은 개질 공정 동안 유리 시트(200)를 먼저 중심 표면 영역(822)에 대해 당기는 것을 용이하게 할 수 있다. 둘레 표면 영역(824)에 더 작은(셰이퍼(shaper)) 곡률 반경을 위치시킴으로써, 개질 동안 몰드 표면(816)에 대해 당겨질 유리 물품의 마지막 부분이 둘레 표면 영역(824)에 위치될 수 있다. 유리 시트(200)가 먼저 중심 표면 영역(822)에 대해 당겨지는 것을 보장하는 것은, 개질 공정 동안 개질된 유리 물품(250)의 볼록 곡면(204)과 중심 표면 영역(822) 사이에 완전한 접촉을 보장하여, 볼록 곡면(204)이 원하는 형상으로 형성되도록 하는 데 도움이 될 수 있다.
일부 구현예에서, 진공 몰드(810)의 하나 이상의 진공 홀(818)은 몰드 표면(816)의 둘레 표면 영역(824)에 형성될 수 있다. 일부 구현예에서, 몰드(810)는 중심 표면 영역(822)에 형성된 진공 홀(818)을 갖지 않을 수 있다. 중심 표면 영역(822)에 진공 홀(818)을 위치시키지 않음으로써, 중심 표면 영역(822)에서 유리 시트를 개질하는 동안 진공 홀(818)에 의해 도입되는 모든 잠재적 결함이 회피될 수 있다. 이러한 잠재적 결함을 피함으로써, 개질된 유리 물품(250)의 볼록 곡면(204)에서 이러한 결함을 제거하기 위한 비용이 많이 드는 마감 단계를 회피할 수 있다.
일부 구현예에서, 중심 표면 영역(822)은 60,000 mm2 이상의 표면적을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 중심 표면 영역(822)은 60,000 mm2 내지 8 m2 범위의 표면적을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 중심 표면 영역(822)은 60,000 mm2 내지 6 m2 범위의 표면적을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 중심 표면 영역(822)은 60,000 mm2 내지 3 m2 범위의 표면적을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 진공 몰드(810)는 몰드 표면(816)에 형성되고 중심 표면 영역(822)을 둘레 표면 영역(824)과 구분하는 슬롯(826)을 포함할 수 있다. 슬롯은 개질된 유리 물품(250)의 일부가 개질 중에 슬롯(826)으로 당겨지지 않도록 크기가 조정될 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 진공 홀(818)이 슬롯(826)에 형성될 수 있다.
몰드 표면(816)에 형성된 슬롯(826)은 개질 유리 시트(201)가 몰드 표면(816)과 접촉할 때 슬롯(826) 위에 위치된 개질 유리 시트(201)의 일부에 원하는 표면 및/또는 광학 특성을 부여할 수 있다. 슬롯(826) 위에 위치된 개질 유리 시트(201)의 일부는 몰드 표면(816)과 직접 접촉하지 않을 것이다. 따라서, 몰드 표면(816)에 의해 부여된 잠재적인 광학 및/또는 표면 결함은 슬롯(826) 위에 위치된 개질 유리 시트(201)의 일부에 존재하지 않을 것이다. 이러한 광학 및/또는 표면 결함의 부재는, 광학 및/또는 표면 결함이 개질 유리 시트(201)를 레이저 절단하는 데 사용되는 레이저 빔을 방해하거나 산란시킬 수 있기 때문에, 슬롯(826)을 따라 개질 유리 시트(201)의 레이저 절단을 용이하게 할 수 있다. 이러한 광학 및/또는 표면 결함의 존재를 제거함으로써, 개질 유리 시트(201)의 레이저 절단의 정밀도 및 효율이 최적화될 수 있다.
일부 구현예에서, 슬롯(826)은 1 ㎜ 내지 4 ㎜ 범위의 폭(827)을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 슬롯(826)의 폭(827)은 진공 몰드(810)를 사용하여 개질된 유리 시트(200)의 초기 두께(206)에 맞게 조정될 수 있다. 일부 구현예에서, 슬롯(826)의 폭(827)은 초기 두께(206)의 200% 내지 300% 범위 내에 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 슬롯(826)의 폭(827)은 초기 두께(206)의 100% 내지 300% 범위 내에 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 슬롯(826)의 폭(827)은 초기 두께(206)의 100% 내지 200% 범위 내에 있을 수 있다. 본원에 기술된 범위 내의 슬롯 폭은 개질하는 동안 개질된 유리 시트(201)의 일부가 슬롯(826)으로 당겨지는 것을 방지하기에 충분히 작을 수 있다.
일부 구현예에서, 슬롯(826)은 1 mm 이하의 깊이를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 슬롯(826)은 슬롯의 폭(827)의 30% 내지 50% 범위의 깊이를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 슬롯(826)은 20 마이크론 내지 1 mm 범위의 깊이를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 몰드 표면(816)은 접촉 인디케이터(828)를 포함할 수 있다. 접촉 인디케이터(828)는 예를 들어, 돌출된 딤플 또는 접촉 센서일 수 있다. 접촉 인디케이터(828)를 포함하는 구현예에서, 접촉 인디케이터(828)는 개질된 유리 시트(201)가 몰드 표면(816)과 접촉하고 있다는 신호를 제공할 수 있다. 이러한 신호를 제공함으로써, 접촉 인디케이터(828)는 개질 유리 물품(250)의 반복 가능한 진공 형성을 보장하고, 몰드 표면(816)과 접촉하는 개질 유리 물품의 일부에 바람직하지 않은 광학 및/또는 표면 특성을 도입할 수 있는 진공 캐비티(812) 내의 과도한 진공 압력의 적용을 방지하는 데 도움이 될 수 있다. 일부 구현예에서, 접촉 인디케이터(828)는 둘레 표면 영역(824)의 몰드 표면(816)에 위치될 수 있다.
예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 일부 구현예에서, 진공 몰드(810)는 몰드 표면(816) 반대편에 있는 진공 몰드(810)의 바텀 표면(820)과 접촉하는 냉각 블록(880)을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 냉각 블록(880)은 냉각제를 순환시키기 위한 회로를 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 냉각 블록(880)은 냉각수 유입구(882) 및 냉각수 배출구(884)를 포함할 수 있다. 냉각 블록(880)을 위한 예시적인 냉각제는 공기 및 물을 포함하지만, 이에 국한되지는 않는다. 일부 구현예에서, 수냉제의 물 플럭스는 직경 6 내지 8mm의 냉각제 튜브에 대해 mm 당 3 내지 10 리터 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 냉각 블록(880)은 히트 싱크 또는 냉각 립(ribs)을 추가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 냉각 블록(880)은 몰드 표면(816)의 중심 표면 영역(822) 반대편에 있는 진공 몰드(810)의 바텀 표면(820)과 접촉할 수 있다. 냉각 블록(880)은 개질 동안 몰드 표면(816)의 온도를 국부적으로 감소시킬 수 있다. 이러한 국부적인 온도 감소는 개질된 유리 시트(201)의 볼록 곡면(204)이 몰드 표면(816)과 접촉할 때 기계적 또는 열적 결함이 형성되는 것을 방지하는 데 도움이 될 수 있다.
예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 일부 구현예에서, 진공 몰드(810)는 진공 박스(860) 내에 배치될 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 박스(860)는 개질하는 동안 유리 시트(200) 상에 대응하는 둘레 부분(240)을 지지하고 이와 맞물리기 위한 날개(862)를 포함할 수 있다. 날개(862)와 대응하는 둘레 부분(240) 사이의 맞물림은 유리 시트(200)를 고정하고 개질 공정에서 진공 압력의 적용 동안 유리의 측면 움직임을 방지하는 데 도움이 될 수 있다. 이는 유리 시트(200)의 제2 부분(230)의 국부 변형 및 신장을 제어하여 뒤틀림 없이 개질된 유리 제품을 생성하는 것을 용이하게 한다. 일부 구현예에서, 날개(862)는 진공 박스(860)의 수직 벽에 대해 10°내지 30°의 각도로 기울어질 수 있다.
진공 몰드(810)는 진공 몰드(110)와 유사한 방법(400)을 사용하여 유리 물품을 개질하는 데 사용될 수 있다. 단계 (402)에서, 유리 시트(200)는 유리 시트(200)의 복수의 제1 부분(220)이 복수의 진공 개구부(840) 위에 배치되고 유리 시트(200)의 제2 부분(230)이 진공 캐비티(812) 위에 배치되도록 진공 몰드(810) 상에 배치될 수 있다. 유리 시트(200)가 진공 몰드(810) 위에 배치될 때, 유리 시트(200)는 유리 시트(200)가 진공 캐비티(812)를 덮고 유리 시트(200)의 바텀 표면(204)이 프레임(830)의 탑 표면(834)과 직접 접촉하도록 위치될 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 시트(200)는 유리 시트(200)의 둘레 부분(240)이 프레임(830)의 외부 둘레 에지(836)로부터 외부로 연장되도록 진공 몰드(810) 위에 배치될 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 시트(200)는 둘레 에지(208)에 의해 정의되고 제1 둘레를 갖는 둘레 형상을 가질 수 있고, 프레임(830)의 외부 둘레 에지(836)는 제1 둘레보다 작은 제2 둘레를 갖는 형상을 가질 수 있다. 둘레 에지(208)의 더 큰 둘레는 유리 시트(200)가 진공 몰드(810) 위에 배치될 때 프레임(830)의 외부 둘레 에지(836)로부터 외측으로 연장되는 둘레 부분(240)을 초래할 수 있다.
일부 구현예에서, 단계(402)는 다중 유리 시트(200)를 진공 몰드(810) 위에 배치하는 것을 포함할 수 있다. 복수의 유리 시트(200)는 스택된 구성으로 진공 몰드(810) 위에 배치될 수 있다. 이러한 구현예에서, 방법(400)은 몰드(810)를 사용하여 복수의 유리 시트(200)를 동시에 개질할 수 있다.
단계 (404)에서, 유리 시트(200)는 개질 온도까지 가열된다. 일부 구현예에서, 개질 온도는 600℃ 내지 900℃ 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 열 실드(180)는 유리 시트(200)의 온도를 제어하는 데 도움이 되도록 개질하는 동안 유리 시트(200)의 탑 표면(202) 상에 배치될 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 시트(200)를 단계 (404)에서 개질 온도로 가열하는 것은 중력에 의해 유리 시트(200)의 둘레 부분(240)을 프레임(830)의 외부 둘레 에지(836) 주위로 접히게 할 수 있다. 일부 구현예에서, 단계 (404)에서 유리 시트(200)를 개질 온도로 가열하는 것은, 중력에 의해 유리 시트(200)의 둘레 부분(240)을 프레임(830)의 외부 둘레 에지(836)의 범프(837) 주위로 접히게 할 수 있다. 둘레 부분(240)의 접힘은 유리 시트(200)를 고정하고, 개질 공정에서 진공 압력을 적용하는 동안 유리의 측면 움직임을 방지하는 데 도움이 될 수 있다.
일부 구현예에서, 단계 (404)에서 유리 시트(200)를 가열하는 것은, 유리 시트(200)의 둘레 부분(240)을 90°미만의 각도(242)로 외부 둘레 에지(836) 주위로 접히게 할 수 있다. 예를 들어, 유리 시트(200)의 둘레 부분(240)은 60°내지 85°범위의 각도(242)로 외부 둘레 에지(836) 주위로 접힐 수 있다. 일부 구현예에서, 범프(837)는 각도(242)가 90°를 초과하는 것을 방지하는 데 도움이 될 수 있다.
단계 (406)에서, 진공 압력은 진공 개구부들(840)에 적용될 수 있다. 단계 (406)에서 진공 개구부(840)에 적용되는 진공 압력은 유리 시트(200)의 제1 부분(220)을 진공 개구부(840) 내로 당기기에 충분할 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 개구부(840)에 적용되는 진공 압력은 0.1 bar 내지 0.3 bar 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 개구부(840)에 적용되는 진공 압력은 20 millibar 내지 100 millibar 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 압력은 30 초 내지 120 초 범위의 시간 동안 단계 (406)에서 진공 개구부(840)에 적용될 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 압력은 분당 5 리터 내지 분당 20 리터의 속도로 진공 개구부(840)에 적용될 수 있다. 일부 구현예에서, 단계 (406)에서 진공 개구부(840)에 적용되는 진공 압력은 유리 시트(200)의 제3 부분을 진공 몰드(810)의 채널(850) 내로 당길 수 있다.
단계 (406)에서 적용되는 진공 압력은 유리 시트(200)를 프레임(830)의 탑 표면(834)에 밀봉하여, 유리 시트(200)의 제2 부분(230)의 둘레에 진공 밀폐 밀봉을 생성할 수 있다. 또한, 단계 (406)에서 적용되는 진공 압력은 유리 시트(200)를 고정하고 개질 공정에서 진공 압력을 적용하는 동안 유리의 측면 움직임을 방지하는 데 도움이 될 수 있다. 이는 유리 시트(200)의 제2 부분(230)의 국부적인 변형 및 신장을 제어하여 뒤틀림 없이 개질된 유리 물품을 생성하는 것을 용이하게 한다.
진공 압력을 이용하여 유리 시트(200)를 개질하는 동안 제자리에 고정시킴으로써, 개질 공정이 유리 시트(200)를 개질하는 동안 프레임(830)의 탑 표면(834)에 유리 시트(200)를 기계적으로 클램핑하지 않고 수행될 수 있다. 기계적 클램핑을 제거함으로써, 가열 및 냉각 중에 유리 시트(200)에 가해지는 응력이 최소화될 수 있다. 과도한 응력, 예를 들어 유리와 클램핑 메커니즘의 계면에서 발생하는 기계적 응력 및/또는 열 응력은 가열 및 냉각 중에 바람직하지 않은 유리 변형 및/또는 유리 파단을 유발할 수 있다. 또한, 개질 중에 유리 시트(200)를 유지하기 위해 진공 압력을 사용하는 것은, 진공 몰드(810)로부터 유리 시트(200)를 제거할 때, 유리를 손상시킬 수 있는 기계적 방출 메커니즘에 대한 필요를 제거할 수 있다. 진공 개구부(840)는 냉각 및 탈몰딩 중에 유리 시트(200)의 자가-방출을 허용하여 유리에 가해지는 응력을 최소화한다.
단계 (408)에서, 진공 압력은 진공 캐비티(812)에 적용될 수 있다. 진공 캐비티(812)에 적용되는 진공 압력은 유리 시트(200)의 제2 부분(230)을 진공 캐비티(112) 내로 당기기에 충분할 수 있다.
일부 구현예에서, 단계 (408)에서 진공 캐비티(812)에 적용되는 진공 압력은 0.1 bar 내지 0.3 bar 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 단계 (408)에서 진공 캐비티(812)에 적용되는 진공 압력은 10 millibar 내지 50 millibar 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 압력은 30 초 내지 120 초 범위의 시간 동안 진공 캐비티(812)에 적용될 수 있다. 일부 구현예에서, 진공 압력은 분당 10 리터 내지 분당 100 리터의 속도로 진공 캐비티(812)에 적용될 수 있다.
일부 구현예에서, 단계 (408)에서 진공 압력이 진공 캐비티(812)에 적용되기 전에, 단계 (406)에서 진공 압력이 진공 개구부(840)에 적용된다. 일부 구현예에서, 단계 (406) 및 단계 (408)은 진공 캐비티(812)에 진공 압력이 적용되는 동시에 진공 개구부(840)에 진공 압력이 적용되도록 동시에 수행될 수 있다.
일부 구현예에서, 단계 (408)에서 진공 캐비티(812)에 진공 압력을 적용하는 것은, 유리 시트(200)의 제2 부분(230)을 진공 캐비티(812)를 정의하는 몰드 표면(816)에 대해 당길 수 있다. 일부 구현예에서, 단계 (408)에서 진공 캐비티(812)에 진공 압력을 적용하는 것은 유리 시트(200)의 제2 부분(230)을 진공 캐비티(812) 내로 당길 수 있고, 제2 부분(230)은 진공 캐비티(812) 내에서 자유-형성될 수 있다. 이러한 구현예에서, 제2 부분(230)은 진공 캐비티(812) 내의 진공 압력, 시간 및 온도를 제어함으로써, 몰드의 몰드 표면에 대해 당겨지지 않고 진공 캐비티(812) 내에서 개질될 수 있다.
일부 구현예에서, 진공 압력은 진공 소스를 사용하지 않고 진공 캐비티(812) 및/또는 진공 개구부(840)에 적용될 수 있다. 이러한 구현예들에서, 진공 압력은 개질 온도에 도달한 후 열의 적용을 갑자기 중단함으로써 적용될 수 있다. 이는 진공 캐비티(812) 및/또는 채널(850) 내의 공기의 급속한 냉각으로 이어질 수 있고, 따라서 진공 캐비티(812) 및/또는 채널(850) 내에서 상당한 기체 부피 수축을 생성할 수 있다. 이러한 상당한 기체 부피 수축은 유리 시트(200)의 하나 이상의 제 1 부분(220)을 진공 개구부(840) 내로 당기거나 유리 시트의 제2 부분(230)을 진공 캐비티(812) 내로 당길 수 있다.
단계 (408)에서 유리 시트(200)를 개질한 후, 진공 캐비티(812) 및 진공 개구부(840)에 적용되는 진공 압력이 해제되고 개질된 유리 시트가 단계 (412)에서 어닐링 온도로 냉각되도록 허용될 수 있다. 단계 (412)에서, 개질된 유리 시트는 개질 중에 생성된 내부 잔류 응력을 완화하기 위해 어닐링 온도에서 유지될 수 있다.
어닐링 후, 개질 유리 시트(예를 들어, 도 6a 에 도시된 개질 유리 시트(201))는 단계 (414)에서 실온으로 냉각되고 단계 (416)에서 진공 몰드(810)로부터 제거될 수 있다.
일부 구현예에서, 단계 (416)에서 몰드로부터 유리 시트를 제거하는 것은 진공 파이프(172a) 및/또는 진공 파이프(172b)에 하나 이상의 질소 펄스를 주입하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 질소 펄스는 약 600℃의 온도 및 1012 내지 1013 포이즈 범위의 압력을 갖는 질소 가스를 포함할 수 있다. 하나 이상의 질소 펄스를 포함하는 구현예에서, 질소 펄스는 유리 시트의 탈몰딩을 용이하게 하고 개질 직후에 여전히 고온에 있을 수 있는 진공 몰드의 산화를 억제할 수 있다. 일부 구현예에서, 단계 (416)에서 몰드(810)로부터 유리 시트를 제거하는 것은 슬롯(826)에 하나 이상의 질소 펄스를 주입하는 것을 포함할 수 있다.
중심 표면 영역(822) 및 둘레 표면 영역(824)을 갖는 몰드 표면(816)을 포함하는 일부 구현예에서, 중심 표면 영역(822)의 표면 온도는 개질 동안 제1 최대 온도를 갖도록 제어될 수 있고, 둘레 표면 영역(824)의 표면 온도는 개질 동안 제2 최대 온도를 갖도록 제어될 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 냉각 블록(880)은 중심 표면 영역(822) 및/또는 둘레 표면 영역(824)의 최대 표면 온도를 제어하기 위해 이용될 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 최대 온도는 제2 최대 온도보다 20℃ 내지 50℃ 낮을 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 최대 온도는 제2 최대 온도보다 20℃ 내지 150℃ 낮을 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 최대 온도는 제2 최대 온도보다 50℃ 내지 150℃ 낮을 수 있다.
진공 몰드(810)로부터 개질 유리 시트(201)를 제거한 후, 단계 (418)에서 과잉 유리 시트 물질이 개질 유리 시트(201)로부터 제거되어 개질 유리 물품(예컨대, 도 6b 에 도시된 개질 유리 물품(250))을 생성할 수 있다. 일부 구현예에서, 과잉 유리 시트 물질을 제거하는 것은 제2 부분(230)에 의해 정의된 개질 유리 물품(250)이 남도록 개질 유리 시트(201)로부터 둘레 부분(240) 및 제1 부분(220)을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 과잉 유리 시트 물질을 제거하는 것은 중심 표면 영역(822) 외부에 형성된 개질 유리 시트(201)의 모든 부분을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 과잉 유리 시트 물질은 절단 공정, 예를 들어 레이저 절단 공정 또는 워터 제트 절단 공정을 사용하여 제거될 수 있다. 일부 구현예에서, 과잉 유리 시트 물질은 기계적 스코어링 및 스코어링 라인을 따른 유리의 파손을 사용하여 제거될 수 있다. 일부 구현예에서, 과잉 유리 시트 물질을 제거하는 것은 개질 동안 슬롯(826) 위에 위치된 개질 유리 시트(201)의 부분을 따라 개질 유리 시트(201)를 절단하는 것을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 "유리"라는 용어는 유리 및 유리-세라믹을 포함하여 적어도 부분적으로 유리로 만들어진 모든 물질을 포함하는 의미로 사용된다. "유리-세라믹"은 유리의 제어된 결정화를 통해 생성된 물질을 포함한다. 구현예에서, 유리-세라믹은 약 30% 내지 약 90%의 결정성을 갖는다. 사용될 수 있는 유리 세라믹 시스템의 비제한적인 예는 Li2O Х Al2O3 Х nSiO2 (즉, LAS 시스템), MgO Х Al2O3 Х nSiO2 (즉 MAS 시스템), 및 ZnO Х Al2O3 Х nSiO2 (즉 ZAS 시스템)을 포함한다.
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본원에 설명된 구현예는 다음 정보에 비추어 더욱 이해될 수 있다.
도 14는 예시적인 구현예에 따라, 본원에 기술된 방법을 통해 제조된 개질 유리 물품(1400) 및 가상의 표면(1402)의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다. 구현예에서, 가상의 표면(1402)은 유리 물품(1400)의 만곡 형상의 복잡성을 결정하기 위한 시뮬레이션 동안, 유리 물품(1400)에 의해 정의되는 가상의 중심 표면(1412)에 함유된 점들이, 화살표(1414)로 표시된 바와 같이, 변위될 수 있는 가상의 평면을 나타낸다. 본원에 설명된 개질 기법은 특정 종래의 열간 성형 기법보다 더 높은 복잡성을 갖는 유리 물품을 생산할 수 있으며, 유리 물품(1400)은 높은 두께 균일성 및 상대적으로 낮은 수준의 광학적 왜곡을 유리하게 나타낸다.
도시된 바와 같이, 유리 물품(1400)은 제1 곡면(1404), 제2 곡면(1406) 및 제1 곡면(1404)과 제2 곡면(1406) 사이에서 연장되는 두께(1408)를 포함한다. 구현예들에서, 제1 곡면(1404) 및 제2 곡면(1406)은 유리 물품(1400)의 전개-불가한 만곡 형상을 정의한다. 구현예들에서, 두께(1408)는 제1 주요 표면(1404)에 수직으로 연장되는 방향(1410)을 따라 제1 곡면(1404)과 제2 곡면(1406) 사이의 거리를 나타낸다. 알 수 있듯이, 두께(1408)가 측정되는 방향(1410)은 전개-불가한 만곡 형상을 고려할 때, 제1 곡면(1408) 상의 위치의 함수로서 달라질 수 있다. 구현예들에서, 두께(1408)는, 제1 곡면(1404)의 특정 지점에서 측정될 때, 제1 곡면(1404)으로부터 제2 곡면(1406)으로의 최소 거리에 대응할 수 있다. 구현예들에서, 두께(1408)는 0.25 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.5 밀리미터 내지 5 밀리미터, 0.5 밀리미터 내지 2.5 밀리미터, 2.5 밀리미터 내지 5 밀리미터, 2.5 밀리미터 내지 10 밀리미터의 범위, 또는 이들 값 중 임의의 2 개를 끝점으로 갖는 범위 내일 수 있다. 구현예들에서, 두께(1408)는 0.1 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.2 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.3 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.4 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.5 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.6 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.7 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.8 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.9 밀리미터 내지 10 밀리미터, 1 밀리미터 내지 10 밀리미터, 1.1 밀리미터 내지 10 밀리미터, 1.2 밀리미터 내지 10 밀리미터, 1.4 밀리미터 내지 10 밀리미터, 1.5 밀리미터 내지 10 밀리미터, 1.6 밀리미터 내지 10 밀리미터, 1.8 밀리미터 내지 10 밀리미터, 2 밀리미터 내지 10 밀리미터, 2.1 밀리미터 내지 10 밀리미터, 2.5 밀리미터 내지 10 밀리미터, 3 밀리미터 내지 10 밀리미터, 4 밀리미터 내지 10 밀리미터, 5 밀리미터 내지 10 밀리미터, 0.1 밀리미터 내지 9 밀리미터, 0.1 밀리미터 내지 8 밀리미터, 0.1 밀리미터 내지 7 밀리미터, 0.1 밀리미터 내지 6.5 밀리미터, 0.1 밀리미터 내지 6 밀리미터, 0.1 밀리미터 내지 5.5 밀리미터, 0.1 밀리미터 내지 5 밀리미터, 0.5 밀리미터 내지 4 밀리미터, 0.7 밀리미터 내지 3.6 밀리미터, 0.7 밀리미터 내지 3.3 밀리미터, 0.7 밀리미터 내지 2.1 밀리미터, 0.7 밀리미터 내지 1.6 밀리미터, 또는 0.7 밀리미터 내지 1.1 밀리미터 범위 또는 이러한 값 중 임의의 두 값을 끝점으로 갖는 범위 내일 수 있다.
두께(1408)를 측정할 때 얻어진 값은 제1 곡면(1404) 상의 위치에 따라 달라질 수 있다. 본원에 기술된 바와 같이, 본원에 기술된 딥 진공 성형 방법은 두께(1408)가 전체 제1 곡면(1404)에 걸쳐 실질적으로 균일해지는 것을 용이하게 한다. 예를 들어, 두께(1408)의 복수의 측정(예를 들어, 10개의 측정)이 제1 곡면(1404)의 표면적의 특정 1000 ㎜2 부분에 대해 수행되는 경우, 측정은 모두 서로 150 ㎛ 이내일 수 있다(예를 들어, 획득된 값의 최대값과 최소값 사이의 차이가 150 ㎛ 이하임). 즉, 유리 물품(1400)의 두께 균일성은 제1 곡면(1404) 상의 표면적 1000 ㎜2 당 +/- 75 마이크론일 수 있다. 구현예들에서, 유리 물품(1400)의 두께 균일성은 제1 곡면(1404) 상의 표면적 10000mm2 당 +/- 75 마이크론일 수 있다. 구현예들에서, 두께 균일성은 제1 곡면(1404) 상의 표면적 1000 mm2 당 +/- 50 마이크론이다. 구현예들에서, 두께 균일성은 제1 곡면(1404) 상의 표면적 1000 mm2 당 +/- 25 마이크론이다.
구현예들에서, 제1 곡면(1404) 및 제2 곡면(1406) 중 적어도 하나는 60,000 mm2 내지 6 m2 범위의 표면적 및 1000 mm2 당 +/- 75 마이크론의 두께 균일성을 포함한다. 구현예들에서, 제1 곡면(1404) 및 제2 곡면(1406) 중 적어도 하나는 60,000 mm2 내지 6 m2 범위의 표면적 및 10000 mm2 당 +/- 75 마이크론의 두께 균일성을 포함한다. 구현예들에서, 제1 곡면(1404) 및 제2 곡면(1406) 중 적어도 하나는 60,000 mm2 내지 6 m2 범위의 표면적 및 10000 mm2 당 +/- 50 마이크론의 두께 균일성을 포함한다. 구현예들에서, 제1 곡면(1404) 및 제2 곡면(1406) 중 적어도 하나는 60,000 mm2 내지 6 m2 범위의 표면적 및 10000 mm2 당 +/- 25 마이크론의 두께 균일성을 포함한다.
구현예들에서, 제1 곡면(1404) 및 제2 곡면(1406)에 의해 정의된 전개-불가 만곡 형상은 유리 물품(1400)의 가상의 중심 표면(1412) 및 가상의 표면(1402)에 의해 정의되는 최대 압축 변형률 형상 파라미터를 포함한다. 최대 압축 변형률 형상 파라미터는 본원에 설명된 공정이 주름 또는 다른 상당한 두께 편차를 도입하지 않고 평평한 유리 시트를 개질할 수 있는 형상의 복잡성을 나타낸다. 최대 압축 변형률 형상 파라미터는 주로 가상의 중심 표면(1412) 및 그 치수(예를 들어, 할당된 좌표계에서의 길이 및 폭)와 관련된 가우스 곡률의 함수이다. 유리의 두께는 최대 압축 변형률 형상 파라미터에 약간의 영향을 미치지만, 그 효과는 무시할 수 있다.
최대 압축 변형률 형상 파라미터는 가상의 중심 표면(1412)을 가상의 유리 시트로서 시뮬레이션함으로써 계산될 수 있다. 가상의 유리 시트의 특성은 실제 유리 물품(1400)의 특성과 무관할 수 있다(본원에 기술된 방법을 통해 물리적으로 생산됨). 일 예시에서, 가상의 유리 시트는 두께 0.7 mm, 영률 71.7 GPa, 푸아송 비 0.21, 및 밀도 2440 kg/m3을 갖는다. 가상의 유리 시트는 상용 유한 요소 분석기와 연관된 3절점(trilateral) 또는 4절점(quadrilateral) 쉘 요소(또는 이들의 조합)로 이산화된다. 구현예에서, Ansys®Mechanical™은 최대 압축 변형률 형상 파라미터를 계산하는 데 사용되며, 가상의 중심 표면(1412)은 SHELL181 요소를 사용하여 이산화된다(메쉬 생성에서 필러로 사용되는 경우를 제외하고는 축퇴(degenerate) 삼각형(triangular) 옵션의 사용은 피함). 특히, 가상의 유리 시트(가상의 중심 표면(1412)의 형상을 초기에 갖는)가 가상의 표면(1402)의 평면 형상을 갖도록 평탄화될 때, 가상의 유리 시트에 존재할 변형률에 대한 시뮬레이션이 수행된다. 명령 스크립트는 시뮬레이션의 노드 변위와 관련된 경계 조건을 할당하는 데 사용된다(예컨대, 가상의 유리 시트를 평탄화하기 위한 가상의 표면(1402)을 정의하기 위해). 경계 조건은 또한 가상의 유리 시트의 강체 운동을 방지할 수도 있다(예를 들어, 가상의 중심 표면(1412)의 일부에 접하도록 가상의 표면(1402)을 할당함으로써). 각 쉘 요소와 연관된 노드는 노드가 각각 가상의 표면(1402)에 위치할 때까지 화살표(1414)를 따라 변위된다(예를 들어, 각 노드의 x 또는 y 좌표가 변경되지 않고, 각 노드의 z 좌표가 경계 조건에 의해 설정된 좌표계에서 제로화되어 시뮬레이션된 평평한 유리 시트의 길이 및 폭이 시뮬레이션되는 초기 유리 물품(1400)의 그것과 동일하도록 한다). 유한 요소 분석은 비선형 분석을 포함한 암시적(implicit) 방법을 사용하여 수행된다. 주요 원리 변형률의 최대값은 본원에 설명된 최대 압축 변형률 형상 파라미터이다. 쉘 요소와 관련된 메쉬 크기는 수렴 솔루션을 보장하기 위해 0.5mm 이하이다.
가상의 중심 표면(1412)은 유리 물품(1400)의 중심 평면을 나타내는 표면이다. 가상의 중심 표면(1412)의 각 점은 해당 점에서 가상의 중심 표면(1412)에 수직으로 연장되는 방향을 따라 제1 곡면(1404) 및 제2 곡면(1406)과 등거리에 있다.
기존의 특정 진공 성형 방법은 상당한 결함이나 두께 변화 없이 최대 압축 변형률 파라미터가 1% 또는 2%를 초과하는 전개-불가 형상을 갖는 유리 물품을 생산할 수 없을 수 있다. 이와 대조적으로, 본원에 기술된 딥 진공 성형 방법은 평평한 유리 시트를 최대 압축 변형률 형상 파라미터가 3.0% 이상(예를 들어, 3.5% 이상, 4.0% 이상, 4.5% 이상, 5.0% 이상)인 전개-불가 형상을 정의하는 곡면을 갖는 만곡 유리 물품으로 개질할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 만곡 유리 물품은 이러한 최대 압축 변형률 형상 파라미터 범위를 갖는 전개-불가 형상을 정의하면서도, 부분의 표면적의 적어도 1000 mm2 당 +/- 75 ㎛(예를 들어, +/- 50 ㎛, +/- 25 ㎛)의 두께 균일성을 나타내는 곡면을 갖는다.
구현예들에서, 유리 물품(1400)과 관련된 최대 압축 변형률 형상 파라미터는 유리 물품이 실질적으로 평행 육면체 형상을 갖는 둘레 부분을 갖는 경우(또는 유리 물품의 둘레 부분의 대부분이 10 m 초과의 곡률 반경을 갖는 경우), 다음 식을 사용하여 근사화될 수 있다:
(1)
여기서, κ는 가상의 중심 표면(1412)의 평균 가우스 곡률이고, l 은 가상의 유리 시트가 평평하게 시뮬레이션되는 평평한 유리 시트의 길이이며, w 는 평평한 유리 시트의 폭이다(각 상수의 단위는 결과가 mm/m 단위가 되도록 하며, 수치 mm/m 결과를 10 으로 나누어 백분율로 변환할 수 있다). 유리 물품이 실질적으로 원형을 포함하는 경우(또는 유리 물품 둘레 부분의 대부분이 10m 미만의 곡률 반경을 갖는 경우), 최대 압축 변형률 형상 파라미터는 다음 관계에 따라 수학적으로 근사화될 수 있다:
(2)
여기서 D는 가상의 유리 시트가 평평하게 만든 원형 유리판의 지름이다. 식 (1) 및 (2)의 상수와 관련된 단위는 식 (1) 및 (2)의 결과물이 mm/m 단위가 되도록 설정된다(상기 결과물을 10 으로 나누어 백분율로 변환할 수 있음).
실시예들에서, 개질 유리 물품(1400)의 만곡 형상은 절대값으로 300 밀리디옵터 이하의, 두께(1408)를 통해 측정된, 광력 왜곡을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 개질 유리 물품(1400)의 만곡 형상은 20 밀리디옵터 내지 300 밀리디옵터 범위(절대값)의, 두께(1408)를 통해 측정된 광력 왜곡을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 개질 유리 물품(1400)의 만곡 형상은 50 밀리디옵터 내지 300 밀리디옵터 범위(절대값)의, 두께(1408)를 통해 측정된 광력 왜곡을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 개질 유리 물품(1400)의 만곡 형상은 100 밀리디옵터 내지 300 밀리디옵터 범위(절대값)의 두께(1408)를 통해 측정된 광력 왜곡을 가질 수 있다. 만곡 형상의 광력 왜곡은 DIN 52305:1995("Determining the optical distortion and refractive power of safety glazing material for road vehicles")에 따라 측정될 수 있다.
일부 구현예에서, 개질 유리 물품(1400)의 제1 곡면(1404)은 볼록 표면적 100mm2 당 10 딤플 미만의 측정 가능한 딤플 밀도를 가질 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 측정 가능한 딤플은 제1 곡면(1404)에 형성되고 1 mm 초과의 유효 직경을 포함하는 돌출 또는 함몰된 딤플이다. 측정 가능한 딤플은 유리 물품(1400)의 제1 곡면(1404)을 통해 투과되는 빛의 광학 왜곡을 측정함으로써 식별될 수 있다. 측정 데이터에 노이즈 필터가 적용된 후 50 이상의 밀리디옵터(mdpt)의 광학 왜곡은 측정 가능한 딤플의 존재를 나타낼 수 있거나, 또는 측정 데이터에 노이즈 필터가 적용되기 전에 100 이상의 밀리디옵터(mdpt)의 광학 왜곡은 측정 가능한 딤플의 존재를 나타낼 수 있다. 광학 왜곡은 유리에 투과된 광학 왜곡을 측정하는 장치를 사용하여 측정될 수 있다. 예를 들어, 광학 왜곡은 ISRA Vision에서 입수가능한 LABSCAN-SCREEN 시스템을 사용하여 측정될 수 있다. 측정 가능한 딤플 밀도를 평가하기 위해, 제1 곡면(1404)의 적어도 하나의 50,000 mm2 표면적이 분석되고, 존재하는 측정 가능한 딤플의 총 수에 기초하여 100 mm2 당 측정 가능한 딤플 수가 계산된다. 50,000 mm2 표면적에 대한 100 mm2 당 딤플 수의 정확성을 확인하기 위해, 50,000 mm2 표면적 내부의 5,000 mm2 표면적이 재-분석되고, 5,000 mm2 표면적에 존재하는 측정 가능한 딤플의 총 수를 기반으로 100 mm2 당 측정 가능한 딤플의 수가 계산될 수 있다.
알 수 있듯이, 유리 물품(1400)은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 유리 물품(1400)의 특정 형태는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 구현예들에서, 유리 물품(1400)의 외부 둘레 형상은 가상의 표면(1402)에 평행하게 연장되는 제1 방향으로 연장되는 길이(L) 및 가상의 표면(1404)에 평행하고 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장되는 폭(W)을 포함할 수 있다. 길이(L) 및 폭(W)은 각각 제1 및 제2 방향에서 유리 물품(1400)의 최대 치수를 나타낼 수 있다. 구현예들에서, 유리 물품(1400)의 외부 둘레 에지는 실질적으로 평행 육면체(예컨대, 직사각형) 형상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 물품(1400)의 외부 둘레 에지는 실질적으로 원형-형상일 수 있고(예를 들어, 둘레 에지의 대부분이 10m 미만의 곡률 반경을 갖도록), 외부 둘레 에지의 두 점 사이의 최대 거리를 나타내는 직경(D)을 포함할 수 있다.
본원에 기술된 딥 진공 성형 기술은 또한, 각각의 유리 시트가 도 14에 도시된 유리 물품과 관련하여 설명된 바와 같이, 복잡한 만곡 형상을 포함하도록, 다중 유리 시트를 공동-형성(예를 들어, 공동 쉐이핑, 공동 새깅, 공동 프레스)하는 데 사용될 수 있다. 다중의 유리 시트를 동시에 공동 성형하는 것은 유리 시트를 서로 형상이 일치하도록 성형하는 것을 용이하게 하고, 동시에 고품질의 라미네이트 부품(예를 들어, 윈드실드, 사이드 윈도우, 안전 유리, 또는 복수의 유리 시트가 서로 라미네이트된 다른 부품)을 형성하는 것을 용이하게 하는 이점이 있다. 본원에 기술된 딥 진공 성형 기술은 극단적인 가우스 3D 형상을 갖는 유리 물품을 성형할 때(예를 들어, 만곡 유리 기판 중 하나 이상이 3.0% 이상의 최대 압축 변형률 형상 파라미터를 포함하도록) 특히 유용할 수 있다.
도 7을 참조하면, 두 개의 유리 층이 본원에 기술된 기술을 통해 공-성형을 위해 서로 위에 배치될 때, 탑 유리 층(203)(예를 들어, 도 1a 및 도 1b와 관련하여 본원에 기술된 몰드 표면(116)으로부터 더 멀리 떨어진 유리 층)이 개질 동안 바텀 유리 층(205)을, 특히 개질 후 가장 작은 곡률 반경(또는 가장 높은 수준의 가우스 곡률)을 갖도록 개질되는 영역에서, 적절히 따르지 않아, 두 개의 유리 층들 사이에 상당한 형상 편차를 야기할 수 있음이 밝혀졌다. 이러한 형상 편차는 유리층을 혼입하는 라미네이트의 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다(예컨대, 상당한 광학 왜곡을 도입하거나 라미네이션 중에 유리층 사이에 배치된 접착제 또는 폴리머 중간층에 의해 유리층 간의 결합 강도를 저해함으로써). 특히, 바텀 유리층(205)은 탑 유리층(203)에 대한 진공 압력의 적용을 방해하여, 적용되는 진공 압력의 차이를 발생시키는 것으로 밝혀졌다. 이러한 진공 압력의 차이는 탑 유리층(203)과 바텀 유리층(205) 사이에 에어 포켓 형성을 초래하는 것으로 밝혀졌다.
도 15는 본원에 기술된 방법을 통해 몰드(1506) 상에서 개질된 탑 유리 층(1502) 및 바텀 유리 층(1504)을 포함하는 스택(1500)의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도시된 구현예에서, 탑 유리 층(1502) 및 바텀 유리 층(1504)은, 개질되기 전에, 동일한 두께 및 조성을 갖는다. 탑 유리 층(1502)은 제1 주 표면(1519) 및 제2 주 표면(1520)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 바텀 유리 층(1504)은 제1 주 표면(1524) 및 제2 주 표면(1525)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 구현예들에서, 탑 유리 층(1502) 및 바텀 유리 층(1504)은 본원에 설명된 유리 시트(200)와 유사한 구조를 갖는다. 탑 유리 층(1502)이 바텀 유리 층(1504)과 두께, 조성 중 적어도 하나에서 상이한 구현예들도 상정된다. 이러한 구현예들에서, 더 단단한 유리 층(즉, 주어진 개질 온도에서 두께 및 점도에 기초하여 굽힘에 가장 저항력이 있는 유리)을 탑 유리 층(1502)으로 갖는 것이 유리할 수 있다.
몰드(1506)는 그 탑 벽(1509)에 형성된 복수의 진공 개구부(1508) 및 몰드(1506)의 몰드 표면(1511) 및 바텀 표면(1512) 사이에 연장되는 복수의 진공 홀(1510)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 구현예들에서, 몰드(1506)는 일반적으로 도 8-9b 와 관련하여 본원에 설명된 진공 몰드(810)와 동일한 구조 및 기능을 가지며(예를 들어, 진공 개구부(1508)는 일반적으로 진공 개구부(840)와 동일한 구조 및 기능을 가지며 진공 홀(1510)은 일반적으로 진공 홀(818)과 동일한 구조 및 기능을 갖음), 명확성 및 논의의 목적을 위해 몰드(1506)의 다양한 구성요소가 생략되었음이 이해된다.
도시된 구현예에서, 복수의 진공 홀(1510)의 일부가 몰드 표면(1511)의 둘레 표면 영역(1516)(예를 들어, 스택(1500)의 외부 에지에 근접한)에 배치되고, 복수의 진공 홀(1510)의 다른 일부가 몰드 표면(1511)의 중심 표면 영역(1514) 내에 배치된다. 구현예들에서, 본원에 기술된 바와 같이, 중심 표면 영역(1514)은 일반적으로 완성된 개질 유리 물품의 만곡 형상에 대응하는 만곡 형상을 포함할 수 있고, 둘레 표면 영역(1516)의 곡률 반경보다 더 큰 최소 곡률 반경을 가질 수 있다. 둘레 표면(1516)과 접촉하거나 겹치는(예를 들어, 몰드 표면(1511)에 수직으로 연장되는 방향으로) 스택(1500)의 일부는 개질 후 스택(1500)으로부터 절단되어 폐기될 수 있다(즉, 최종 유리 물품에 혼입되지 않음). 구현예에서, 몰드(1506)는 결과적으로 개질된 유리 물품에서 표면 균일성을 용이하게 하기 위해 중심 표면 영역(1514) 내에 진공 홀을 포함하지 않는다.
구현예에서, 추가 리테이너(도시되지 않음)는 탑 유리 층(1502)을 바텀 유리 층(1504)에 대해 고정하는 데 사용된다. 리테이너는 진공 개구부(1508)로부터의 음의 진공 압력이 탑 유리 층(1502)의 에지에 적용되지 않기 때문에 필요하다. 리테이너는 바텀 유리 층(1504)에 대해 탑 유리 층(1502)에 힘을 적용할 수 있다. 구현예에서, 리테이너는 중력이 탑 유리 층(1502)을 바텀 유리 층(150)에 대해 유지하도록 탑 유리 층(1502) 상의 스택(1500)의 둘레에 배치되는 하나 이상의 웨이트(예컨대, 알루미나 막대)를 포함할 수 있다. 다른 기계적 리테이너(예컨대, 클립, 공기 압력)가 고려될 수 있으며, 본 개시의 범위 내에 있다.
개질하는 동안, 탑 유리 층(1502)과 바텀 유리 층(1504) 사이에 에어 포켓이 형성되어, 탑 유리 층(1502)의 제2 주 표면(1520)과 바텀 유리 층(1504)의 제1 주 표면(1524) 사이에 갭(1518, 특정 지점에서 몰드 표면(1511)에 수직으로 연장되는 방향으로 측정)이 발생하는 것이 발견되었다. 특히, 탑 유리 층(1502)과 바텀 유리 층(1504)의 조성 및 두께가 동일한 경우, 탑 유리 층(1502)은 일반적으로 몰드 표면(1511)의 둘레 표면 영역(1516)에서 바텀 유리 층(1502)을 따르지만, 갭(1518)은 상대적으로 높은 크기의 가우스 곡률을 갖는 몰드 표면(1511)의 영역에서 10 내지 30 mm의 값에 도달하는 것으로 나타났다(구현예에서, 중심 표면 영역(1514)에 위치될 수도 있음). 갭(1518)이 10 mm 보다 큰 최대 값을 갖는 경우, 탑 유리 층(1502) 및 바텀 유리 층(1504)의 후속 라미네이션이 방해될 수 있다(예컨대, 잠재적 박리를 야기할 수 있음).
전술한 바와 관련하여, 출원인은 탑 유리층(1502)과 바텀 유리층(1504) 사이의 형상 불일치를 줄이기 위해 개질 전에 스택(1500)에 가해질 수 있는 수정사항을 발견했다. 도 16a 및 도 16b는 각각 몰드(1506)를 통한 개질 전 및 개질 후의 도 15와 관련하여 본원에 기재된 스택(1500)의 수정된 버전을 개략적으로 도시한다. 도 16a 에 도시된 바와 같이, 스택(1500)은 바텀 유리층(1504)이 그 전체 두께(예를 들어, 제1 주 표면(1524)에서 제2 주 표면(1525)까지, 도 15 참조)를 통해 연장되는 복수의 진공 비아(1600)를 포함하여, 몰드 표면(1511)의 측면에서 볼 때 탑 유리층(1502)의 일부가 노출되도록 수정된다. 출원인은 진공 비아(1600)의 존재가 탑 유리층(1502)과 바텀 유리층(1504) 사이에 공기 포켓이 형성되는 것을 유리하게 방지하여, 음의 진공 압력이 탑 유리층(1502)에 직접 적용되는 것을 허용함을 발견했다. 진공 비아(1600)는, 진공 비아(1600)를 포함하지 않는 구현예들에 비해, 개질 동안 탑 유리 층(1502)이 바텀 유리 층(1504)에 대해 당겨지는 것을 용이하게 하고, 탑 유리 층(1502)과 바텀 유리 층(1504) 사이의 형상 불일치를 감소시킨다.
진공 비아(1600)의 수, 배열 및 크기는 형성되는 유리 물품의 형상 및 탑 유리 층(1502) 및 바텀 유리 층(1504)의 두께 및 조성에 따라 달라질 수 있다. 구현예들에서, 복수의 진공 비아(1600)는 원형이고, 1.0 mm 이상 5.0 mm 이하의 직경을 갖는다(예컨대, 2.0 mm 이상 4.0 mm 이하). 구현예들에서, 바텀 유리 층(1504)은 적어도 2 개의 진공 비아를 포함한다. 실험은, 2 개, 3 개 또는 4 개의 진공 비아가 딥 진공 성형 동안 에어 포켓을 방지하기에 충분할 수 있음을 보여주나, 더 많은 수의 진공 비아를 갖는 구현예가 고려되고 본 개시의 범위 내에 있다. 일반적으로, 표면적 탑 유리층(1502) 및 상부 유리층(1504)이 클수록, 형성될 최종 부분의 둘레 부분(예를 들어, 중심 표면 영역(1514)과 둘레 표면 영역(1516) 사이의 경계를 따라)의 균일성이 더 커진다. 또한, 복수의 진공 비아(1600) 중 하나 이상이 물품의 최종적으로 형성되거나 가장 깊게 개질된 영역에 배치되는 구현예들이 구상되는데, 이는 중심 표면 영역(1514)과 중첩될 수 있지만, 특정 적용에 대해서는 요구되지 않는다.
구현예들에서, 진공 비아(1600)는 바텀 유리 층(1504)에 위치하여, 개질 후, 진공 비아(1600)가 몰드 표면(1611)의 둘레 표면 영역(1516)에 배치되도록 한다. 즉, 진공 비아(1600)는 개질 후, 진공 비아가 중심 표면 영역(1514)과 둘레 표면 영역(1516) 사이의 경계로부터 방사상으로 바깥쪽으로 위치하도록 바텀 유리 층(1504) 내에 위치될 수 있다. 구현예들에서, 진공 비아들은 중심 표면 영역(1514)과 둘레 표면 영역(1516) 사이의 경계에 가능한 한 가깝게 위치되지만, 여전히 경계의 둘레 표면 측에 위치한다. 본원에 기술된 바와 같이, 개질 후, 스택(1500)은 중심 표면 영역(1514)과 둘레 표면 영역(1516) 사이의 경계에서 적절한 기술을 사용하여 절단될 수 있고, 따라서 중심 표면 영역(1514)과 겹치는 스택(1500)의 부분(몰드 표면(1511)에 수직으로 연장되는 방향으로)만이 최종 유리 물품에 포함되게 된다. 따라서, 진공 비아를 중심 표면 영역(1514)과 둘레 표면 영역(1516) 사이의 경계에 가능한 한 가깝게 제공하면, 스택(1500)의 중심 부분이 노출되는 진공 압력을 최대화하면서도 진공 비아를 최종 유리 물품에서 제외할 수 있다. 이러한 설정은 탑 유리 층(1502)과 바텀 유리 층(1504) 사이의 형상 불일치를 줄이는 데 도움이 되는 동시에, 진공 비아(1600)의 형성이 최종 유리 물품에 해로운 영향을 미치는 것을 방지한다.
구현예들에서, 진공 비아(1600)는 중심 표면 영역(1514)의 둘레 주위에 균일하게 분포되지 않도록 바텀 유리 층(1504)에 위치한다. 즉, 진공 비아(1600)는 중심 표면 영역(1514)의 둘레 주위에 비균일하게 분포될 수 있다. 예를 들어, 구현예들에서, 진공 비아(1600)는 상대적으로 높은 가우스 곡률을 포함하는 중심 표면 영역(1514)의 영역에 근접하도록 위치된다. 구현예들에서, 진공 비아(1600)는 두 쌍으로 배열될 수 있으며, 각 쌍은 가우스 곡률에서 국부적 최대치를 갖는 개질 후 몰드 표면(1511)의 한 지점에 근접하도록 위치될 수 있다. 각 쌍의 경계상의 위치는 각 쌍의 진공 비아의 중심을 연결하는 선 상의 중간점과 가우스 곡률의 국부적 최대치 사이의 거리를 최소화하도록 선택될 수 있다. 본원에 기술된 바와 같이, 이러한 가우스 곡률의 최대 지점에서, 탑 유리 층(1502)은 특히 바텀 유리 층(1504)의 처짐을 따르지 않을 가능성이 있다. 이러한 진공 비아(1600)의 배열은 탑 유리 층(1502)의 굽힘을 용이하게 하기 위해 이러한 지점들에 상대적으로 균일한 진공 압력 분포를 제공할 수 있다.
구현예들에서, 도 16a에 도시된 바와 같이, 진공 비아(1600)는 바텀 유리 층(1504) 내에 위치되어, 스택(1500)이 몰드(1506) 상에 위치될 때, 진공 비아가 진공 홀(1510)로부터 오프셋되도록 한다. 각 진공 비아(1600)는 개질 전 바텀 유리 층(1504)의 제1 주 표면(1524) 및 제2 주 표면(1525)에 수직인 방향(1606)으로 연장되는 중심 축(1602)을 포함할 수 있다(도 15 참조). 도 16a에 도시된 예에서, 진공 비아(1600)는 스택(1500)이 개질을 위해 몰드(1506) 상에 위치될 때, 각 진공 비아(1600)의 중심 축(1602)이 진공 홀(1510) 중 연관된 하나로부터 오프셋되도록 배치된다. 구현예들에서, 각각의 진공 비아(1600)는 개질 전에 제1 주 표면(1524) 및 제2 주 표면(1525)에 평행하게 연장되는 방향(1608)으로 진공 홀(1510) 중 가장 가까운 하나에서 거리(1604)만큼 오프셋될 수 있다. 도 16b에 도시된 바와 같이, 오프셋의 거리(1604)는 개질 후, 각 진공 비아(1600)의 중심 축(1602)이 진공 홀(1510) 중 하나를 통해 연장되도록 할 수 있다. 이와 같이, 거리(1604)는 각각의 진공 홀(1510)에 근접한 몰드 표면(1511)의 형상에 따라 달라질 수 있다. 이러한 구성은 탑 유리 층(1502)에 적용되는 음의 진공 압력의 임피던스를 유익하게 감소시킨다. 진공 홀(1510) 중 하나를 통해 연장되는 각각의 진공 비아(1602)와 관련된 중심 축(1602)으로 인해, 탑 유리 층(1502)에 적용되는 음의 압력은 재-성형 공정이 끝날 때 최대화되어, 탑 유리 층(1502)이 바텀 유리 층(1504)의 곡률과 일치하는 것을 용이하게 할 수 있다. 복수의 진공 비아(1600)는 둘레 표면 영역(1516) 내에서 최대 가우스 곡률을 갖는 몰드 표면(1511)의 영역에 인접하여 위치될 수 있다. 구현예들에서, 진공 비아(1600)는 각 쌍의 각 진공 비아 내 중심 축(1602)(각 진공 비아(1600) 내의 위치에서)이 개질 전의 진공 홀(1510) 중 하나로부터 등거리에 있도록 쌍으로 배열된다.
도 17은 복잡한 만곡 형상을 가지며, 제2 표면(1714)에 의해 제공되는 적어도 하나의 오목한 표면의 반대편에 제1 표면(1712)에 의해 제공되는 적어도 하나의 볼록한 표면을 갖고, 그 사이에 소정의 두께를 갖는 제1 기판(1710)을 포함하는 라미네이트(1700)를 개략적으로 도시한다. 라미네이트는 또한 복잡하게 만곡된 제2 기판(1730)을 포함한다. 하나 이상의 구현예에서, 제2 기판(1730)은 냉간-성형될 수 있다. 제2 기판(1730)은 제4 표면(1734)에 의해 제공되는 적어도 하나의 오목한 표면의 반대편에 제3 표면(1732)에 의해 제공되는 적어도 하나의 볼록한 표면을 포함하며, 그 사이에 소정의 두께를 가진다. 도 17에 도시된 바와 같이, 중간층(1720)은 제 1 기판(1710)과 제2 기판(1730) 사이에 배치될 수 있다. 구현예에서, 중간층(1720)은 라미네이트의 적어도 제2 표면(1714) 및 제3 표면(1732)에 부착된다. 구현예들에서, 중간층(1720)은 폴리비닐부티랄(PVB) 수지, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체(EVA), 이오노머, 폴리염화비닐 공중합체 및 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질을 포함한다. 중간층(1720)의 두께는 약 0.3 mm 내지 약 2 mm의 범위에 있을 수 있다.
구현예들에서, 제1 기판(1710) 및 제2 기판(1730)은 동일한 조성으로 형성되고 서로 실질적으로 유사한(예를 들어, 서로의 2% 이내) 평균 두께를 갖는다. 구현예들에서, 제1 기판 및 제2 기판(1710 및 1730)은 두께, 조성 및 표면 압축 응력 중 적어도 하나에서 서로 상이하다. 예를 들어, 구현예들에서, 제1 기판(1710)은 제1 유리 조성물(예를 들어, 소다 라임 유리, 보로실리케이트 유리)로 구성되고 제1 두께를 포함하며, 제2 기판(1730)은 제2 유리 조성물(예를 들어, 알칼리 알루미노실리케이트 조성물, 소다 라임 조성물)로 구성되고 제2 두께를 포함한다. 제1 유리 조성물은 제2 유리 조성물과 상이할 수 있고, 제1 두께는 제2 두께보다 클 수 있다(예컨대, 제2 두께의 적어도 1.5 배, 제2 두께의 적어도 2.0 배, 제2 두께의 적어도 2.5 배, 제2 두께의 적어도 3.0 배). 제1 유리 기판은 제2 유리 기판의 표면 압축 응력과 다른 표면 압축 응력을 포함할 수 있다(제1 유리 기판 및 제2 유리 기판 각각의 오목한 표면에서 측정된 바와 같이). 하나 이상의 구현예에서, 표면 압축 응력의 차이는 제2 유리 기판을 냉간 성형함으로써 발생한다. 예를 들어, 제2 유리 표면의 오목한 표면의 표면 압축 응력은 제1 유리의 오목한 표면의 표면 압축 응력보다 더 클 수 있다. 제1 및 제2 기판(1710 및 1730)은 미국 특허 제10,450,215호에 기재된 두께/조성의 조합 중 임의의 조합을 가질 수 있으며, 여기서 그 전체가 참조로서 통합된다. 라미네이트(1700)는 자동차 글레이징을 형성할 수 있으며, 미국 특허 제 10,450,215 호에 기술된 임의의 적용에 잠재적으로 사용될 수 있다.
구현예들에서, 라미네이트(1700)의 제1 기판(1710) 및 제2 기판(1730)은 각각 본원에 설명된 개질 공정을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 구현예들에서, 제1 기판(1710) 및 제2 기판(1730) 각각은 도 4 및/또는 도 8-13과 관련하여 본원에 기술된 방법(400)을 통해 개별적으로 개질된다. 제1 기판(1710) 및 제2 기판(1730) 각각은 전개-불가 만곡 형상을 포함할 수 있고, 본원에 기술된 두께 균일성 요건들을 충족시킬 수 있다. 구현예들에서, 제1 기판(1710) 및 제 2 기판(1730) 각각은 복잡한 만곡 형상을 가질 수 있고, 도 14와 관련하여 본원에 기술된 유리 물품(1400)과 관련하여 본원에 기술된 두께 균일성 요건을 충족시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(1710) 및 제2 기판(1730) 각각은 3.0% 이상이고 표면적 1000 mm2 당 +/- 75 ㎛의 두께 균일성을 갖는 최대 압축 변형률 형상 파라미터(예를 들어, 유한 요소 해석에 의해 결정되거나 식 (1)에 의해 근사화됨)를 포함한다.
구현예들에서, 제1 기판(1710) 및 제2 기판(1730)은 도 16과 관련하여 본원에 설명된 스택(1500)과 유사한 구조의 스택을 형성함으로써 개질된다. 예를 들어, 제1 기판(1710) 및 제2 기판(1730) 중 하나는 도 15의 탑 유리 층(1502)에 대응할 수 있고, 제1 기판(1710) 및 제2 기판(1730) 중 다른 하나는 도 15의 바텀 유리 층(1504)에 대응할 수 있다. 바텀 유리 층(1504)에 대응하는 제1 기판(1710) 및 제2 기판(1730) 중 하나는 개질 동안 진공 비아를 혼입할 수 있으며, 이는 이후 라미네이트(1700)에 혼입되기 전에 제거될 수 있다.
진공 비아를 혼입하는 본원에 설명된 공-성형 공정은 상대적으로 낮은 형상 불일치를 갖는 라미네이트의 내부 표면을 유리하게 용이하게 할 수 있다. 즉, 제1 기판(1710)의 제2 표면(1714)과 제2 기판(1730)의 제1 표면(1732)은 실질적으로 서로 대응하여, 중간층(1720)을 통해 제1 기판(1710) 및 제2 기판(1730)을 서로 결합하는 것을 용이하게 할 수 있다. 구현예들에서, 제1 기판(1710) 및 제2 기판(1730) 사이의 형상 불일치는 적절한 3 차원 레이저 스캐너를 사용하여 제2 표면(1714) 및 제1 표면(1732)을 스캔하고, 각 표면(1714 및 1732)의 대응하는 위치가 위치에서 서로 어떻게 다른지를 결정함으로써 측정될 수 있다. 제1 기판(1710) 및 제2 기판(1730)의 형상 사이의 불일치가 클수록, 제1 기판(1710)과 제2 기판(1714) 사이의 갭을 목표 값으로부터 증가시키거나 감소시키는 경향이 있다. 구현예들에서, 본원에 기술된 공-성형 공정의 결과로서, 제1 기판(1710) 및 제2 기판(1730) 사이의 형상 불일치는 제1 표면(1712) 또는 제2 표면(1734)의 전체를 통해 측정될 때 2.0 mm 이하인 크기를 갖는다. 형상 불일치는 독일 브라운슈바이크에 위치한 GOM GmbH가 공급하는 ATOS Triple Scan과 같은 적절한 3 차원 광학 스캐너를 사용하여 측정될 수 있다. 구현예들에서, 제1 기판과 제2 기판 사이의 형상 불일치의 크기는 제1 표면(1712) 또는 제2 표면(1734)의 전체 표면적의 적어도 80%(예를 들어, 적어도 90%)에 걸쳐서 1.0 mm 이하이다.
도 18은 본 개시의 예시적인 구현예에 따른, 복잡한 전개-불가 형상을 갖는 유리 라미네이트를 제조하는 방법(1800)의 흐름도를 도시한다. 방법(1800)은 두 개 이상의 유리 층의 유리 라미네이트를 형성하는 데 사용될 수 있으며, 각각의 유리 층은 복잡한 전개-불가 만곡 형상을 포함한다. 일 예에서, 방법(1800)은 도 17과 관련하여 본원에 설명된 라미네이트(1700)를 제조하는 데 사용될 수 있다. 방법(1800)은 유리 층들 사이에 상대적으로 낮은 형상 불일치를 갖는 라미네이트를 형성하는 것을 용이하게 할 수 있으며, 유리 층들은 복잡한 전개-불가 만곡 형상을 가지면서도 여전히 비교적 균일한 두께 분포를 갖도록 개질된다. 방법(1800)은 기존의 공-성형 방법으로는 생산할 수 없는 상대적으로 낮은 광학 왜곡을 갖는 복잡한 형상의 라미네이트를 제조하는 데 사용될 수 있다. 방법(1800)에 대한 다음의 설명은 도 15-17의 다양한 구성요소를 참조하여 도 16a에 도시된 바텀 유리층(1504)이 라미네이트(1700)의 제1 기판(1710)을 형성하는 데 사용되고, 탑 유리층(152)이 제2 기판(1730)을 형성하는 데 사용되는 실시예를 참조할 것이다. 방법(1800)은 이 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 조합이 고려될 수 있고 본 개시의 범위 내에 있다는 것이 이해되어야 한다.
블록(1802)에서, 유리 층이 제공된다. 도 16a를 참조하면, 탑 유리 층(1502) 및 바텀 유리 층(1504)은 두께 및 조성 측면에서 특별히 제한되지 않는다. 구현예들에서, 탑 유리 층(1502) 및 바텀 유리 층(1504)은 동일한 조성(예를 들어, 소다 라임 유리, 알칼리 알루미노실리케이트 유리) 및 두께이고, 다른 구현예들에서, 탑 유리 층(1502) 및 바텀 유리 층(1504)은 두께 및 조성 중 적어도 하나에서 서로 상이할 수 있다. 탑 유리 층(1502) 및 바텀 유리 층(1504)은 개질 후, 탑 유리 층(1502) 및 바텀 유리 층(1504) 각각의 적어도 하나의 주 표면이 60,000 mm2 이상의 표면적을 포함하도록 형성될 수 있다. 탑 유리 층(1502) 및 바텀 유리 층(1504)은 임의의 적절한 공정(예컨대, 다운-드로우 공정, 플로트 공정)을 사용하여 제조되거나 공급자로부터 구매될 수 있다. 구현예들에서, 2 개 초과의 유리 층은 2 개 초과의 층으로 라미네이트를 형성하는 것을 용이하게 하기 위해 제공된다.
블록(1804)에서, 진공 비아는 하나 이상의 바텀 유리 층에 형성된다. 구현예들에서, 진공 비아는 탑 유리 층을 제외하고, 블록(1802)에 제공된 각각의 유리 층에 형성된다. 도 15-16b와 관련하여 본원에 설명된 스택(1500)을 예로서 사용하면, 진공 비아(1600)는 바텀 유리 층(1504)에 형성된다. 본원에 설명된 바와 같이, 진공 비아(1600)는 최종 제품 특성에 대한 영향을 피하기 위해 최종 라미네이트에 혼입될 목표 중심 존의 외부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 16a 및 16b와 관련하여 설명된 예에서, 진공 비아(1600)는 원하는 최종 제품의 표면에 대응하는 형상을 갖는 몰드 표면(1511)의 중심 표면 영역(1514)의 경계에 가능한 한 가깝게 배열된다. 구현예들에서, 진공 비아(1600)는 바텀 유리 층(1504)에 비균일하게 분포된다. 진공 비아(1600)는 유리 층들 사이의 에어 포켓 형성을 용이하게 방지하기 위해 가장 큰 크기의 가우스 곡률을 갖는 몰드 표면(1511)의 영역에 근접하여 우선적으로 배치될 수 있다.
구현예에서, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 그 이상의 진공 비아가 각각의 바텀 유리 층에 형성된다. 구현예에서, 2 내지 4 개의 진공 비아가 각각의 바텀 유리 층에 형성된다. 형성되는 진공 비아의 수는 라미네이트의 원하는 형상에 따라 달라질 수 있으며, 상대적으로 높은 가우스 곡률의 복수의 점을 갖는 몰드 표면(1511)을 포함하는 구현예는 더 많은 수의 진공 비아의 형성을 필요로 할 수 있다는 것을 이해한다. 구현예들에서, 진공 비아는 원형이고 1.0 mm 내지 5.0 mm 범위의 직경(예를 들어, 2.0 mm 이상 4.0mm 이하의 직경)을 갖는다. 진공 비아의 크기, 개수 및 분포는 유리 층의 구조 및 조성뿐만 아니라 몰드 표면(1511)의 곡률에 따라 달라질 수 있다.
진공 비아(1600)는 임의의 적절한 기술에 의해 형성될 수 있다. 구현예들에서, 진공 비아(1600)는 다이아몬드 드릴링을 사용하여 형성된다. 이러한 구현예들에서, 상대적으로 낮은 회전 속도(예를 들어, 400 rpm 이상 및 1000 rpm 이하)는 유리 층들에서 결함(예를 들어, 균열)이 형성되는 것을 방지하기 위해 바람직하다. 결함 형성을 방지하기 위해 적절한 냉각제(예컨대, 물)가 드릴에 의해 접촉된 유리의 표면에 적용될 수도 있다. 구현예들에서, 레이저 드릴링은 진공 비아(1600)를 형성하는 데 사용될 수 있다.
도 18을 계속 참조하면, 블록(1806)에서, 비점착제는 유리 층들 중 적어도 하나(유리 층들 사이)에 적용된다. 적절한 비점착제는 개질 온도로 가열할 때 유리 층이 서로 달라붙는 것을 방지한다. 적합한 비점착제는 보론 나이트라이드, 칼슘 실리케이트, 카본 수트(soot) 또는 이들의 조합을 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 구현예들에서, 비점착제는 개질 중에 서로 접촉할 유리 층의 표면에 적용된다. 도 16a 및 16b의 스택(1500)을 예로서 사용하면, 비점착제는 제2 주 표면(1520) 및 제1 주 표면(1524) 모두에 적용될 수 있다.
블록(1808)에서, 유리 층들은 적합한 진공 몰드 상에 스택된다. 진공 몰드는 본원에 설명된 몰드 중 임의의 몰드를 포함할 수 있으며, 적절한 진공 캐비티에 배치될 수 있다. 도 15-16b와 관련하여 본원에 설명된 바와 같이, 스택(1500)은 스택(1500)의 에지가 몰드(1506)의 탑 벽(1509) 위로 연장되도록 몰드(1506) 상에 형성 및 배치될 수 있다. 스택(1500)은 진공 홀(1510)로부터 진공 비아가 오프셋되도록 위치되어, 개질 공정 동안 진공 홀(1510)과 진공 비아(1600) 사이의 정렬을 용이하게 할 수 있다. 즉, 몰드(1506) 상에 스택(1500)을 위치시키는 것은 진공 홀(1510) 중 하나와 연관된 각 진공 비아(1600) 사이의 원하는 정렬(또는 초기 포지셔닝)을 용이하게 하기 위해 스택(1500)을 측면으로 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
블록(1810)에서, 스택(1500)이 개질된다. 구현예들에서, 스택(1500)의 개질은 도 4와 관련하여 본원에 설명된 방법(400)을 통해 수행된다. 스택(1500)은 적절한 가열 속도(예를 들어, 분당 2℃, 분당 3℃, 분당 4℃, 분당 5℃)로 스택(1500)을 형성하는 데 사용되는 유리의 점도 곡선에 의존하는 개질 온도로 가열될 수 있다. 유리 층이 소다 라임 유리로 형성되는 구현예에서, 개질 온도는 710℃ 이상 750℃ 이하일 수 있다(예컨대, 730℃). 유리 층이 알루미노실리케이트 유리로 형성되는 구현예에서, 개질 온도는 760℃ 이상 800℃ 이하일 수 있다(예를 들어, 780℃). 스택(1500)은 안정화 기간(예를 들어, 3 분 내지 15 분 사이, 3 분 내지 6 분 사이) 동안 개질 온도에서 유지될 수 있으며, 안정화 기간의 말미에(예를 들어, 안정화 기간의 마지막 30 초 내지 마지막 90 초 동안) 몰드(1506)의 진공 개구부(1508) 및 진공 홀(1510)에 진공 압력이 적용되어, 바텀 유리 층(1504)이 몰드 표면(1511)에 일치하고 탑 유리 층(1502)이 바텀 유리 층(1504)에 일치할 때까지 유리 층을 재-성형하는 것을 용이하게 한다. 그런 다음, 스택(1500)은 안정화 기간보다 큰 어닐링 기간 동안 어닐링 온도(예를 들어, 500℃ 이상 550℃ 미만)에서 어닐링될 수 있다. 스택(1500)은 이어서 적절한 냉각 속도(예컨대, 분당 2℃, 분당 3℃, 분당 4℃, 분당 5℃)로 실온으로 냉각될 수 있다. 구현예들에서, 개질 동안 스택(1500)이 겪는 열 사이클은 도 5a 및 도 5b와 관련하여 본원에 기술된 형태 중 어느 하나를 취할 수 있다.
블록(1812)에서, 스택(1500)이 진공 몰드(1506)로부터 제거되고 유리 층이 분리된다. 이 분리는 논스틱제에 의해 촉진된다. 블록(1814)에서, 여분의 유리 물질이 각 유리 층에서 제거된다. 과잉 물질의 제거는 본원에 설명된 방법(400)의 단계(418)와 관련하여 설명된 것과 같은 임의의 적절한 기술을 사용하여 발생할 수 있다. 과잉 물질의 제거는 각 유리 층으로부터 개질된 유리 물품의 형성을 결과할 수 있다(예를 들어, 도 6b에 도시된 개질된 유리 물품(250)과 유사). 탑 유리 층(1502) 및 바텀 유리 층(1504) 각각이 본원에 기술된 유리 시트(200)의 형태를 취하는 구현예에서, 과잉의 유리 시트 물질을 제거하는 것은 제2 부분(230)에 의해 정의된 개질 유리 물품(250)이 남도록 개질 유리 시트(201)로부터 둘레 부분(240) 및 제1 부분(220)을 제거하는 것을 포함할 수 있다(도 6a 및 도 6b 참조). 구현예들에서, 과잉 유리 시트 물질은 절단 공정, 예를 들어 레이저 절단 공정 또는 워터 제트 절단 공정을 사용하여 제거될 수 있다. 구현예들에서, 과잉 유리 시트 물질은 기계적 스코어링 및 스코어링 라인을 따라 유리의 파손을 사용하여 제거될 수 있다.
블록(1816)에서, 포스트-처리는 유리 층들에 대해 수행되고 유리 층들은 함께 라미네이트된다. 구현예에서, 포스트 공정은 연마 공정, 이온 교환 공정, 에칭 공정 또는 이들의 조합을 사용하여 각 유리 층이 적용에 원하는 특성을 갖도록 하는 것을 포함할 수 있다. 그런 다음, 유리 층은 임의의 적합한 라미네이션 공정을 사용하여 적합한 중간층 물질로 라미네이트될 수 있으며, 유리 층은 적용에 따라 원하는 대로 배열될 수 있다.
실시예
본 개시의 구현예는 다음의 실시예를 참조하여 더욱 이해될 수 있다.
유리 층의 스택을 공-형성하는 제1 실시예는 바텀 유리 층에 진공 비아 없이 수행되었다. 제1 실시예에서는, 도 12와 관련하여 본원에 기술된 구성을 갖는 진공 몰드(810) 상에 동일한 조성 및 두께(2.0mm 의 소다 라임 유리)의 두 개의 유리 층이 스택되었다. 보론 나이트라이드 논스틱 층이 유리 층들 사이에 적용되었다. 탑 표면(834)과의 밀봉 형성을 용이하게 하기 위해 가중 림이 스택 탑에 배치되었다(도 10 참조). 스택은 도 5a에 도시된 열 사이클에 따라 가열되었고, 스택은 분당 4℃의 속도로 780℃의 개질 온도까지 가열되었다. 스택은 5 분의 안정화 기간 동안 개질 온도에서 유지되었다. 안정화 기간의 마지막 30 초에서 90 초 동안, 0.1 내지 0.3 bar의 진공 압력이 진공 개구부(840)와 진공 홀(818)에 적용되어 개질을 용이하게 했다. 이어서 스택은 520℃의 어닐링 온도로 냉각되고 20 분 동안 어닐링 온도에서 유지된 후, 최종적으로 5℃/분의 냉각 속도로 실온으로 냉각되었다. 도 19는 개질 후의 스택(1900)의 이미지를 나타낸다. 14 mm에 달하는 스택의 내부 표면들 사이의 갭이 관찰되었으며, 이는 상대적으로 큰 형상 편차를 나타낸다. 이러한 큰 형상 편차는 기존 공정을 사용하여 유리 층을 서로 적층할 수 없게 만들 수 있다.
제2 실시예는, 바텀 유리층이 진공 비아를 혼입하도록 수정되었다는 점을 제외하고는, 제1 실시예와 동일했다. 도 20은 복수의 진공 비아(2002)가 형성된 바텀 층(2000)을 도시한다. 진공 비아(2002)는 원형이고, 3.0 mm의 직경을 갖도록 다이아몬드 드릴링에 의해 형성되었다. 도시된 바와 같이, 진공 비아(2002)는 최종 유리 물품(예를 들어, 라미네이트)에 혼입되기를 원하는 바텀 층(2000)의 중심 부분(2006)와 유리 물품이 개질된 후에 폐기될 수 있는 유리 층의 둘레 부분(2008)을 분리하는 경계(2004)에 근접하여 배치되었다. 구현예들에서, 경계(2004)는 바텀 층(2000)이 라미네이트에 혼입되기 전에 본원에 기술된 방법 중 임의의 방법을 사용하여 바텀 층(2000)이 절단되는 선을 나타낼 수 있다. 진공 비아(2002)는 몰드(810) 상의 최대 가우스 곡률의 위치에 근접한 두 쌍으로 배열된다. 진공 비아(2002)는 또한 개질 후 진공 홀(818)과 정렬되도록 도 16a-16b와 관련하여 설명된 바와 같이 위치된다.
재-성형 후, 스택이 형상 불일치 특성화를 위해 광학 스캐너를 사용하여 스캔되었다. 결과는 도 21에 도시된다. 도시된 바와 같이, 경계(2004) 내부의 대부분의 영역(면적의 대략 90%)에서 형상 불일치는 1.0 mm 미만이다. 경계(2004) 내부의 전체 영역에 걸쳐, 형상 불일치는 2.0 mm 미만이었다. 이러한 낮은 형상 불일치는 기존 라미네이션 공정과 호환된다. 이러한 결과는 형상 불일치 감소 및 라미네이트 제조 시 유리 층을 공-성형하는 데 적합한 본원에 기술된 개질 방법의 사용에서의 본원에 기술된 진공 비아의 효능을 입증한다.
다양한 실시예가 본원에서 설명되었지만, 이는 예시적인 것으로 제시된 것이지 제한적인 것은 아니다. 본원에 제시된 교시 및 가이드에 기초하여, 개량 및 수정은 개시된 구현예의 균등물의 의미 및 범위 내에 있도록 의도된 것임이 명백할 것이다. 따라서, 당업자에게는 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본원에 개시된 구현예들에 다양한 형태 및 세부 사항의 변경이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 본원에 제시된 구현예들의 요소들은 반드시 상호 배타적인 것은 아니며, 당업자가 인식할 수 있는 다양한 상황을 충족시키기 위해 상호 교환될 수 있다.
본 개시의 구현예들은 첨부된 도면에 예시된 바와 같은 구현예들을 참조하여 본원에 상세히 설명되며, 여기서 유사한 참조 번호는 동일하거나 기능적으로 유사한 요소를 나타내기 위해 사용된다. "일 구현예", "구현예", "일부 구현예", "특정 구현예들에서" 등에 대한 참조는 기술된 구현예가 특정 특징, 구조 또는 특성을 포함할 수 있지만, 모든 구현예가 반드시 특정 특징, 구조 또는 특성을 포함할 필요는 없음을 나타낸다. 또한, 그러한 문구들이 반드시 동일한 구현예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 특정 특징, 구조 또는 특성이 구현예와 관련하여 설명되는 경우, 명시적으로 설명되었는지 여부에 관계없이 다른 구현예와 관련하여 그러한 특징, 구조 또는 특성에 영향을 미치는 것이 당업자의 지식 내에 있는 것으로 말해진다.
실시예는 본 개시의 예시적인 것이지만, 본 개시를 제한하는 것은 아니다. 현장에서 일반적으로 발생하는 다양한 조건 및 파라미터의 기타 적절한 수정 및 조정은 당업자에게 명백할 것이며, 이는 본 개시의 사상 및 범위 내에 있다.
요소 또는 구성요소를 설명하는 표현 "일" 및 "하나"는 이러한 요소 또는 구성요소가 하나 이상 존재한다는 것을 의미한다. 이러한 표현은 일반적으로 수식된 명사가 단수 명사임을 나타내기 위해 사용되지만, 본원에서 사용되는 표현 "일" 및 "하나"는 특정 사례에서 달리 명시되지 않는 한 복수도 포함한다. 마찬가지로, 본원에서 사용되는 표현 "상기"는 특정 사례에서 달리 명시되지 않는 한 수식된 명사가 단수 또는 복수일 수 있음을 나타낸다.
본원에 사용된 방향 용어(예컨대, 위, 아래, 오른쪽, 왼쪽, 앞, 뒤, 탑, 바텀, 안쪽, 바깥쪽)는 도시된 도면을 참조할 때만 사용되며 절대적인 방향을 의미하지 않는다.
청구항에 사용되는, "포함하는"은 개방형 접속 문구입니다. 접속 문구 "포함하는" 뒤에 오는 요소의 목록은 비배타적 목록이므로, 목록에 구체적으로 열거된 요소 외에 다른 요소도 포함될 수 있다. 청구항에서 사용되는, "본질적으로 이루어진" 또는 "본질적으로 구성된"은 물질의 구성을 지정된 물질 및 물질의 기본적이고 새로운 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않는 물질로 제한한다. 청구항에서 사용되는, "이루어진" 또는 "전적으로 구성하는"은 물질의 조성을 지정된 물질로 제한하고 지정되지 않은 물질은 제외한다.
본원에 상한값과 하한값을 포함하는, 수치의 범위가 기재된 경우, 특별한 사정이 달리 명시되지 않는 한, 그 범위는 그 끝점과 범위 내의 모든 정수 및 분수를 포함하는 것으로 의도된다. 청구항의 범위가 범위를 정의할 때 언급된 특정 값으로 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 또한, 양, 농도 또는 기타 값 또는 파라미터가 범위, 하나 이상의 바람직한 범위 또는 상위 바람직한 값 및 하위 바람직한 값의 목록으로 제공되는 경우, 이는 그러한 쌍이 별도로 공개되는지 여부에 관계없이 임의의 상위 범위 제한 또는 바람직한 값과 임의의 하위 범위 제한 또는 바람직한 값의 쌍으로부터 형성되는 모든 범위를 구체적으로 개시하는 것으로 이해되어야 한다. 마지막으로, 용어 "약"이 값 또는 범위의 끝점을 설명하는 데 사용되는 경우, 해당 개시는 언급된 특정 값 또는 끝점을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 수치 또는 범위의 종점이 "약"을 인용하는지 여부에 관계없이, 수치 또는 범위의 종점은 두 가지 구현예를 포함하는 것으로 의도된다: "약"으로 수식된 것과 "약"으로 수식되지 않은 것.
본원에서 용어 "약"은 명시된 값의 ±5% 이내의 값을 지칭한다. 예를 들어, 약 3 MPa는 2.85 MPa 내지 3.15 MPa 사이의 모든 숫자를 포함할 수 있다.
본 구현예(들)는 특정 기능 및 그 관계의 구현을 예시하는 기능 빌딩 블록의 도움을 받아 위에서 설명되었다. 이러한 기능 빌딩 블록의 경계는 설명의 편의를 위해 본원에서 임의로 정의되었다. 지정된 기능 및 관계가 적절하게 수행되는 한 다른 경계가 정의될 수 있다.
본원에 사용된 문구 또는 용어는 설명을 위한 것이지 제한을 위한 것이 아님이 이해되어야 한다. 본 개시의 폭과 범위는 상술한 예시적인 구현예에 의해 제한되어서는 안 되며, 다음의 청구항 및 이에 대응하는 균등물에 따라 정의되어야 한다.
Claims (30)
- 개질 유리 물품으로서,
제1 곡면 및 제2 곡면에 의해 정의되는 제1 전개 불가(non-developable) 만곡 형상을 포함하는 제1 유리 층을 포함하고,
상기 제1 곡면 및 제2 곡면 중 적어도 하나는 60,000 mm2 이상의 표면적을 포함하며;
제1 곡면에 수직인 방향으로, 제1 곡면 및 제2 곡면 사이의 거리로 측정되는, 제1 유리 층의 두께는 제1 곡면의 표면적 1000 mm2 당 +/- 75 마이크론의 균일성을 가지며;
상기 제1 전개 불가 만곡 형상은, 3.0% 이상의, 제1 곡면 및 제2 곡면 사이에 배치되는 가상의 중심 표면과 가상의 표면 사이에서 측정되는, 최대 압축 변형률 형상 파라미터를 포함하는, 개질 유리 물품. - 청구항 1에 있어서,
상기 만곡 형상은 절대값으로 300 밀리디옵터 미만의 두께를 통해 측정되는 광력 왜곡을 포함하고, 상기 광력 왜곡은 DIN 52305:1995에 따라 측정되는, 개질 유리 물품. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 곡면 및 제2 곡면 중 하나는 볼록 곡면 100 mm2 당 10 딤플(dimple) 미만의 측정가능한 딤플 밀도를 포함하는 볼록 곡면이고, 여기서 측정가능한 딤플은 1 mm 초과의 유효 직경을 포함하는, 개질 유리 물품. - 청구항 1에 있어서,
상기 두께는 제1 곡면의 표면적 1000 mm2 당 +/- 50 마이크론의 균일성을 갖는, 개질 유리 물품. - 청구항 1에 있어서,
상기 최대 압축 변형률 형상 파라미터는 5.0% 이상인, 개질 유리 물품. - 청구항 1에 있어서,
제1 표면 전체에 걸쳐 측정된, 두께의 평균값은 0.5 mm 이상 2.5 mm 이하인, 개질 유리 물품. - 청구항 1에 있어서,
상기 개질 유리 물품은 가상의 표면에 평행하게 연장하는 제1 방향으로 측정되는 길이(L) 및 가상의 표면에 평행하게 연장하고 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 측정되는 폭(W)을 포함하고,
상기 가상의 중심 표면은 평균 가우스 곡률 κ를 포함하고,
인, 개질 유리 물품. - 청구항 1에 있어서,
개질 유리 물품의 주변(peripheral) 에지는 실질적으로 원형이며, 주변 에지를 따라 두 점 사이의 최대 거리를 나타내는 직경(D)를 포함하고,
상기 가상의 중심 표면은 평균 가우스 곡률 κ를 포함하고,
인, 개질 유리 물품. - 청구항 1에 있어서,
상기 개질 유리 물품은 상기 제1 유리 층 상에 배치되는 제2 유리 층을 더욱 포함하고, 상기 제2 유리 층은 제3 곡면 및 제4 곡면에 의해 정의되는 제2 전개 불가 만곡 형상을 포함하고, 여기서
제3 곡면 및 제4 곡면 중 적어도 하나는 60,000 mm2 이상의 표면적을 포함하고,
제1 곡면에 수직인 방향으로 제1 곡면 및 제2 곡면 사이의 거리로 측정되는, 제2 유리 층의 두께는 제1 곡면의 표면적 1000 mm2 당 +/- 75 마이크론의 균일성을 가지며;
상기 제2 전개 불가 만곡 형상은, 3.0% 이상의, 제3 곡면 및 제4 곡면 사이에 배치되는 제2 가상의 중심 표면과 가상의 표면 사이에서 측정되는, 최대 압축 변형률 형상 파라미터를 포함하는, 개질 유리 물품. - 청구항 9에 있어서,
투과 광학을 사용하는 3차원 광학 스캐너에 의해 측정되는, 상기 제1 유리 층 및 제2 유리 층 사이의 형상 불일치(mismatch)는, 제1 곡면 전체에 걸쳐 측정될 때, 2.0 mm 미만인, 개질 유리 물품. - 청구항 10에 있어서,
상기 형상 불일치는 제1 곡면의 표면적의 적어도 80%에 걸쳐 1.0 mm 이하인, 개질 유리 물품. - 청구항 9에 있어서,
상기 제1 유리 층 및 제2 유리 층은 동일한 조성물을 포함하고, 제1 유리 층 및 제2 유리 층의 평균 두께는 서로 2% 이내인, 개질 유리 물품. - 청구항 9에 있어서,
상기 제1 유리 층 및 제2 층은 두께, 조성, 및 표면 압축 응력 중 적어도 하나에서 서로 상이한, 개질 유리 물품. - 만곡 유리 물품을 형성하는 방법으로서,
제1 유리 시트를, 진공 캐비티를 적어도 부분적으로 정의하는 진공 몰드 위에 배치하는 단계, 여기서 상기 제1 유리 시트는 진공 몰드 상에 배치되어, 유리 시트가 진공 몰드의 탑 표면 또는 진공 캐비티 주위에 배치되는 프레임과 접촉하고, 여기서 상기 탑 표면은 탑 표면에 형성되는 하나 이상의 진공 개구부를 포함하고;
상기 유리 시트를 개질 온도로 가열하는 단계;
유리 시트의 하나 이상의 제1 부분이 하나 이상의 진공 개구부 내로 당겨지도록, 하나 이상의 진공 개구부에 진공 압력을 적용하는 단계; 및
제1 유리 시트의 제2 부분이 진공 캐비티 내로 당겨지도록, 진공 캐비티에 진공 압력을 적용하는 단계를 포함하는, 만곡 유리 물품을 형성하는 방법. - 청구항 14에 있어서,
상기 탑 표면은 외부 둘레 에지를 포함하고,
상기 유리 시트는 둘레 부분을 포함하고,
상기 둘레 부분이 외부 둘레 에지로부터 바깥 쪽으로 연장되도록, 상기 유리 시트는 진공 몰드 위에 배치되고, 및
유리 시트를 개질 온도로 가열하는 단계는 유리 시트의 둘레 부분을 프레임의 외부 둘레 에지 주위로 접히게 하는, 만곡 유리 물품을 형성하는 방법. - 청구항 14에 있어서,
상기 하나 이상의 진공 개구부는 복수의 진공 개구부를 포함하고, 여기서 진공 압력은 복수의 진공 개구부에 적용되어, 유리 시트의 복수의 제1 부분이 복수의 진공 개구부 내로 당겨지는, 만곡 유리 물품을 형성하는 방법. - 청구항 16에 있어서,
상기 유리 시트는 유리 시트를 개질하기 전에 측정되는 두께를 포함하고, 여기서 복수의 진공 개구부는 유효 직경을 갖는 관통(through) 홀을 포함하고, 여기서 관통 홀의 유효 직경은 유리 시트의 두께보다 10 내지 15배 더 큰, 만곡 유리 물품을 형성하는 방법. - 청구항 17에 있어서,
상기 유리 시트의 두께는 0.5 밀리미터 내지 5 밀리미터 범위이고, 여기서 관통 홀의 유효 직경은 10 밀리미터 내지 50 밀리미터 범위인, 만곡 유리 물품을 형성하는 방법. - 청구항 17에 있어서,
복수의 진공 개구부는 유효 직경을 갖는 관통 홀을 포함하고, 여기서 복수의 진공 개구부는 진공 캐비티 주위에 방사상으로 배치되고, 이격 거리만큼 서로 이격되며, 여기서 상기 이격 거리는 유효 직경 이상이고 유효 직경의 3배 이하인, 만곡 유리 물품을 형성하는 방법. - 청구항 14에 있어서,
유리 시트의 제2 부분은 유리 시트를 개질하기 전의 초기 두께(t1) 및 유리 시트를 개질한 후의 최종 두께(t2)를 포함하고, 여기서 는 1.1 내지 2 범위인, 만곡 유리 물품을 형성하는 방법. - 청구항 14에 있어서,
진공 압력이 진공 캐비티에 적용되기 전에, 진공 압력은 하나 이상의 진공 개구부에 적용되는, 만곡 유리 물품을 형성하는 방법. - 청구항 14에 있어서,
상기 진공 캐비티는 몰드 표면 및 상기 몰드 표면에 형성되는 하나 이상의 진공 홀을 포함하는 몰드에 의해 정의되고,
상기 몰드 표면은 그래파이트, 보론 나이트라이드, 실리카 수트(soot), 칼슘 카보네이트, 카본 수트, 몰리브덴 디설파이드, 및 텅스텐 디설파이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는, 만곡 유리 물품을 형성하는 방법. - 청구항 22에 있어서,
상기 몰드 표면은 제1 열 팽창 계수를 포함하는 제1 물질을 포함하고,
상기 유리 시트는 제2 열 팽창 계수를 포함하는 제2 물질을 포함하며,
프레임의 탑 표면은 제3 열 팽창 계수를 포함하는 제3 물질을 포함하며,
상기 제3 열 팽창 계수는 제2 열 팽창 계수 보다 더 크며, 및
상기 제2 열 팽창 계수는 제1 열 팽창 계수보다 더 큰, 만곡 유리 물품을 형성하는 방법. - 청구항 14에 있어서,
상기 개질 방법은 진공 몰드 위에 복수의 유리 시트를 배치하고 동시에 복수의 유리 시트를 개질하는 단계를 포함하는, 만곡 유리 물품을 형성하는 방법. - 청구항 24에 있어서,
상기 복수의 유리 시트는 탑 표면과 접촉하는 바텀 유리 층 및 바텀 유리 층 상에 배치되는 탑 유리 층을 포함하고, 상기 바텀 유리 층은 탑 유리 층 및 탑 표면 사이에 배치되며,
상기 방법은 진공 몰드 위에 복수의 유리 시트를 배치하는 단계 전에 바텀 유리 층에 복수의 진공 비아(vias)를 형성하는 단계를 더욱 포함하는, 만곡 유리 물품을 형성하는 방법. - 청구항 25에 있어서,
상기 진공 캐비티는 몰드 표면 및 상기 몰드 표면에 형성되는 하나 이상의 진공 홀을 포함하는 몰드에 의해 정의되고,
상기 몰드 표면은 제1 최대 곡률 반경을 갖는 중심 표면 영역, 및 상기 중심 표면 영역에 인접하고 상기 제1 최대 곡률 반경보다 작은 제2 최대 곡률 반경을 갖는 둘레 표면 영역을 포함하고,
상기 방법은 가열 및 진공 압력 적용 후, 복수의 유리 시트로부터 과잉의 물질을 제거하는 단계를 더욱 포함하고,
여기서 상기 제거는 가열 동안 둘레 표면 영역 및 중심 표면 영역 사이에 배치되는 복수의 유리 층의 윤곽을 따라 발생하고, 및
상기 복수의 유리 시트는, 복수의 진공 비아가 가열 및 진공 압력 적용 후 둘레 표면 영역 상의 경계(boundary) 외부에 배치되도록, 몰드 상에 위치되는, 만곡 유리 물품을 형성하는 방법. - 청구항 26에 있어서,
상기 복수의 진공 비아는 가열 및 진공 압력 적용 후 하나 이상의 진공 홀 중 하나를 통해 연장하는 중심 축을 포함하는, 만곡 유리 물품을 형성하는 방법. - 유리 시트를 개질하기 위한 장치로서,
상기 장치는
모놀리식 진공 몰드로서,
몰드 표면 및 상기 몰드 표면 상에 형성되는 하나 이상의 진공 홀을 포함하는 진공 캐비티, 및
진공 캐비티 주위에 배치되는 프레임을 포함하고, 상기 프레임은 탑 표면 및 상기 탑 표면에 형성되는 복수의 진공 개구부를 포함하는, 모놀리식 진공 몰드;
상기 하나 이상의 진공 홀과 유체 연통하는 제1 진공 소스; 및
상기 복수의 진공 개구부와 유체 연통하는 제2 진공 소스를 포함하는, 유리 시트를 개질하기 위한 장치. - 청구항 28에 있어서,
상기 프레임은 탑 표면에 형성되고, 복수의 진공 개구부와 유체 연동하는 채널을 더욱 포함하는, 유리 시트를 개질하기 위한 장치. - 청구항 29에 있어서,
상기 채널은 두 개의 인접한 진공 개구부를 연결하는 복수의 채널 부분을 포함하고, 각 채널 부분은 탑 표면에 연결되는 탑 에지, 및 탑 에지에서 채널의 바텀 표면으로 연장하는 측벽을 포함하며, 여기서 상기 측벽은 채널의 바텀 표면에 수직인 축에 대해 측정되는 5° 내지 20° 범위의 경사각을 포함하는, 유리 시트를 개질하기 위한 장치.
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