KR20120046752A - 냉각 구역에 대한 가열-및-냉각 스코어링 공정 - Google Patents

Abstract

냉각 구역을 형성하고 이 냉각 구역에서 냉각 매체가 가열-및-냉각 스코어링 작동 동안에 가열된 구역(115)에서 분배된다. 냉각 매체는 상기 냉각 매체가 향하게 되는 목표 위치(210)를 진동시킴으로써 가열된 구역에 분배될 수 있다. 냉각 매체가 일련의 액적(226)으로, 또는 스트림(228)으로 목표 위치 쪽으로 향해진다. 선택적으로, 냉각 매체가 액적을 소정의 반복된 패턴으로 가열된 구역에 단속적으로 이송시킴으로써 분배될 수 있다. 액적의 패턴이 노즐(220)에 의해 제공된 냉각 매체의 스트림으로 형성되며, 이 경우 상기 스트림이 차단된다. 스트림은 노즐과 유리 사이에 차단 부재(260)를 통과시킴으로서 물리적으로 차단되거나, 냉각 매체를 상기 노즐에 단속적으로 이송시킴으로써 차단된 스트림으로 만들어질 수 있다.

Description

냉각 구역에 대한 가열-및-냉각 스코어링 공정{HEAT-AND-QUENCH SCORING PROCESS QUENCH ZONE}

본 발명은 전반적으로 유리의 일부를 여러 부분으로 분리하는 가열-및-냉각 스코어링에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 가열-및-냉각(heat-and-quench) 스코어링에서 사용되는 냉각(quench) 구역을 만드는 방법과 기기에 관한 것이다.

가열-및-냉각 스코어링은 제어된 균열 공정으로서, 상기 균열 공정은 초기 결함에서 시작하고 유리의 일부를 가로지르는 중앙(median) 크랙을 유도(draw)한다. 가열-및-냉각 스코어링은 연속으로 형성된 리본으로부터 유리 시트를 분리하도록 사용될 수 있거나, 또는 상기 리본의 나머지 부분으로부터 비드-포함 엣지를 분리하도록 사용될 수 있다. 부가적으로, 가열-및-냉각 스코어링은 유리 시트의 여러 부분을 분리하는데 사용될 수 있다. 여하튼, 가열-및-냉각 스코어링은 냉각 구역과 함께 급속한 열 냉각에 이어서, 예를 들면 특정 명세의 레이저 빔을 사용해, 유리의 가열 제어를 포함하는 열 충격 공정이다. 레이저 스코어링에 대해서는 많은 문헌에서 언급되어 오고 있지만, 냉각 구역 자체를 처리하는 것에 대한 논의는 거의 없었다. 전형적으로, 냉각 구역은 냉각 유체의 고체의 스트림을 포함하고 상기 냉각 유체는 레이저 빔의 경로를 추적(track)하고 유리 상에서 충돌하여 필요한 열적 스트레스를 만든다. 이러한 설계는 레이저 빔과 충돌하는 유체 제트 사이의 정렬이 엄격하게 유지되게 하여, 잘못된 여지가 거의 없게 한다. 부가적으로, 냉각 매체가 유리의 우량 영역으로 흘러 내려가 유리를 손상하기 전에 분배될 모든 냉각 매체가 증발되는 것이 바람직하다.

그러나, 실제로, 실질적으로 보다 많은 유체가 이론상 필요한 것보다 많이 사용되어, 모든 이용가능한 기화 열이 효율적으로 사용되지 않는다. 이는 불필요한 과도한 유체 조정을 야기한다.

본 발명은 가열-및-냉각 스코어링 작동 동안에 냉각 매체가 가열된 구역에 분배되는 냉각 구역을 성형하는 방법 및 기기를 제시한다. 냉각 매체를 가열된 구역에 분배하는 것은 엄격한 정렬 요구조건을 완화시키고, 상기 냉각 매체를 보다 효율적으로 사용하여 가열-및-냉각 스코어링 공정에서 실제 사용되는 냉각 매체의 양을 감소시키고, 및/또는 냉각 구역이 형성될 수 있게 한다.

엄격한 정렬 요구조건을 완화시키면 공정 시간대(window)를 보다 폭넓게 할 수 있다. 냉각 매체를 가열된 구역에 분배시킴으로써, 냉각 구역이 충돌하는 유리 상의 영역이 증가된다. 보다 큰 충돌 영역으로써, 냉각 매체가 가열된 구역의 적당한 부분에 이송되어 필요한 열 충격을 만들고, 이에 따라 냉각 매체 노즐이 가열 지점과 엄격하게 정렬되지 않을지라도 초기 결함을 전파시킬 수 있다. 즉, 냉각 매체 노즐과 가열된 지점 사이에 보다 넓은 간극(offeset)이 감안(tolerate)될 수 있다.

실제로 사용된 냉각 매체의 양을 감소시켜서 과도한 물의 감소 조정의 필요성을 감소시키거나 상기 필요성을 없게 하여 유리의 우량영역을 보호할 수 있다. 실제로 사용된 냉각 매체의 양은 상기 냉각 매체의 보다 효율적인 사용에 따라 감소될 수 있다. 즉, 냉각 매체를 가열된 구역에 분배시킴으로써, 한 지점에 분배된 냉각 매체는 부가적인 냉각 매체가 다시 상기 지점으로 이송되기 전에 보다 완전하게 증발(boil off)될 수 있는 가능성이 보다 더 클 것이다. 그리고 보다 완전한 증발은 냉각 매체의 기화열의 보다 유리한 장점을 가능하게 하여, 감소된 양의 냉각 매체가 필요한 열 충격을 달성하는데 사용될 수 있다.

냉각 매체를 가열 구역에 분배하는 것은 냉각 구역이 필요한 형상을 취하도록 행해질 수 있다. 냉각 구역을 형성함으로써 가열된 구역의 다양한 부분에 필요에 따라 냉각의 양이 변하여 제공될 수 있다. 이에 따라, 냉각 구역의 형상은 보다 효율적으로 냉각 매체를 사용하기 위해 가열 지점의 열적 프로파일에 맞춰져 필요한 열 충격을 만들 수 있다. 냉각 매체를 보다 효율적으로 사용함으로써, 보다 적은 냉각 매체가 사용되어 과도한 냉각 매체 조정의 필요성을 더욱 감소시키거나 제거한다.

일 특징에 따라, 냉각 매체는 상기 냉각 매체가 향하게 되는 목표 위치를 진동시킴으로써 가열-및-냉각 스코어링 작동 시 가열된 구역에 분배될 수 있다. 냉각 매체가 일련의 액적이나 또는 스트림과 같이 목표 위치 쪽으로 향하게 된다. 본 발명의 명세서에서 전반적으로 사용된 바와 같이, "진동(oscillate)"이라는 표현은 본 실시예에 있어서 단지 예를 들자면, 떨림(dithering), 요동(fluctuating), 진동(quivering), 흔들림(shaking), 이동(shifting), 흔들거림(shivering), 뒤흔들거림(swaying), 회전(swinging), 떨림(trembling), 및 변동(vacillating)과 같은 임의의 전후방 타입의 이동을 포함하는, 폭넓게 사용되는 의미이다. 부가적으로, 단독으로 또는 다른 이동과 함께 취해진 진동은 필요한 것은 아니지만 목표 위치가 사인곡선 패턴을 추적하게 할 수 있고; 실제로 상기 진동에 의해 목표 위치가 구형파(square wave), 톱니파, 임의의 여러 적당한 파나 또는 패턴, 또는 무작위한 패턴을 추적하게 할 수 있다.

다른 일 특징에 따라, 냉각 매체가 액적을 소정의 반복된 패턴으로 가열된 구역으로 단속적으로 이송시킴으로써 가열-및-냉각 스코어링 작동 시 가열된 구역에 분배될 수 있다. 액적의 패턴은 노즐이나 상기 노즐의 열에 의해 제공된 냉각 매체의 스트림으로써 형성되며, 이 경우 스트림이 차단된다. 스트림은 예를 들면, 연속의 스트림의 전방부에 차단 부재를 통과시킴으로써, 물리적으로 차단되거나 또는 예를 들면 냉각 매체를 노즐이나 상기 노즐의 열에 단속적으로 이송시킴으로써 차단된 스트림으로 만들어질 수 있다.

본 발명의 다양한 특징의 실시예는 아래와 같은 특징을 포함한다.

특징 1. 유리 스코어링 방법으로서,

제 1 방향으로 뻗어있는 라인을 따라서 스코어될 유리를 가열하는 단계; 및

상기 라인을 따라서 상기 가열된 유리를 냉각하는 단계;를 포함하고

상기 가열된 유리를 냉각하는 단계는:

상기 가열된 유리 상의 목표 위치에 충돌하도록 냉각 매체를 배출하는 단계를 포함하고, 상기 목표 위치가 상기 가열된 유리에 대해 제 1 방향으로 이동하고, 또한 상기 목표 위치는 상기 목표 위치가 상기 제 1 방향으로 이동함에 따라 소정의 주파수로 진동한다.

특징 2. 특징 1의 방법에 있어서, 상기 가열된 유리 상의 목표 위치에 충돌하도록 냉각 매체를 배출하는 단계는 상기 목표 위치에 충돌하는 액적을 형성하도록 액체를 배출하는 단계를 포함한다.

특징 3. 특징 2의 방법에 있어서, 상기 목표 위치에 충돌하는 액적을 형성하도록 액체를 배출하는 단계는 노즐로부터 액체를 배출하는 단계와, 노즐 주파수 및 노즐 진폭에서 상기 노즐을 진동시키는 단계를 포함하고, 상기 노즐은 어느 한 직경을 갖는 오리피스를 포함하고, 상기 액체는 상기 오리피스로부터 어느 한 유동율로 배출되고, 또한 상기 노즐로부터 배출된 상기 액체가 상기 목표 위치에 충돌하는 액적을 형성하도록 상기 노즐 주파수, 노즐 진폭, 오리피스 직경, 및 유동율이 형성된다.

특징 4. 특징 3의 방법에 있어서,

상기 목표 위치는 100mm/s 내지 1000mm/s의 속도에서 제 1 방향으로 가열된 유리에 대해 이동하고;

상기 노즐 주파수의 범위는 30Hz 내지 20KHz이고;

상기 오리피스 직경의 범위는 0.1㎜ 내지 0.4㎜이며;

상기 유동율의 범위는 5㎤/min 내지 70㎤/min이다.

특징 5. 특징 4의 방법에 있어서, 상기 노즐 진폭은, 상기 노즐로부터 상기 유리까지의 거리의 범위가 60mm 내지 80mm일 때 액적이 서로 1mm 내지 25mm 분리된 경계 내의 유리를 타격하도록, 형성된다(range).

특징 6. 특징 1의 방법에 있어서, 목표 위치에 충돌하도록 냉각 매체를 배출하는 단계는 노즐로부터 냉각 매체를 배출하는 단계와 노즐 주파수 및 노즐 진폭에서 상기 노즐을 진동시키는 단계를 포함하고, 상기 노즐은 어느 한 직경을 갖는 오리피스를 포함하고, 상기 냉각 매체가 어느 한 압력에서 상기 노즐에 공급되고, 또한 상기 노즐로부터 배출된 냉각 매체가 상기 가열된 유리에 충돌하는 스트림을 형성하도록 상기 노즐 주파수, 노즐 진폭, 오리피스 직경 및 압력이 형성된다.

특징 7. 특징 6에 있어서, 상기 냉각 매체는 액체이며, 또한

상기 목표 위치는 100mm/s 내지 1000mm/s의 속도에서 제 1 방향으로 가열된 유리에 대해 이동되고;

상기 노즐 주파수의 범위는 20Hz 내지 200Hz이고;

상기 오리피스 직경의 범위는 0.1㎜ 내지 0.4㎜이며;

상기 유체 압력의 범위는 40psi 내지 50psi이다.

특징 8. 특징 1 내지 7 중 어느 한 특징에 따른 방법에 있어서, 상기 목표 위치는 2개의 방향에서 진동된다.

특징 9. 특징 8에 있어서, 진동의 2개의 방향은 서로 직교한다.

특징 10. 특징 9에 있어서, 진동의 2개의 방향 중 하나의 방향은 제 1 방향과 실질적으로 평행하거나 또는 상기 제 1 방향과 일치한다.

특징 11. 특징 1 내지 10 중 어느 한 특징에 따른 방법에 있어서, 하나 이상의 주파수 및 진폭은 상기 목표 위치가 제 1 방향으로 이동함에 따라 변한다.

특징 12. 특징 1 내지 11 중 어느 한 특징에 따른 방법에 있어서, 목표 위치상에 충돌하도록 냉각 매체를 배출하는 단계는 복수의 노즐로부터 액체를 배출시키는 단계를 포함한다.

특징 13. 유리 스코어링 방법으로서,

제 1 방향으로 뻗어있는 라인을 따라서 스코어될 유리를 가열하는 단계; 및

상기 라인을 따라서 가열된 유리를 냉각하는 단계를 포함하고,

상기 가열된 유리를 냉각하는 단계는

상기 가열된 유리 상에 충돌하도록 노즐로부터 냉각 매체를 배출하는 단계; 및

소정의 주파수에서 액적의 반복된 패턴을 단속적으로 만들기 위하여 상기 냉각 매체를 배출하는 단계를 조정하는 단계를 포함한다.

특징 14. 특징 13에 있어서, 상기 액적의 반복된 패턴을 소정의 주파수에서 단속적으로 만들기 위하여 상기 냉각 매체를 배출하는 단계를 조정하는 단계는

소정의 주파수 및 소정의 진폭에서 상기 노즐을 진동시키는 단계;

상기 노즐로부터의 냉각 매체의 유동을 차단하기 위하여 상기 노즐과 상기 유리 사이에 초퍼(chopper)를 물리적으로 단속적으로 배치시키는 단계; 및

상기 노즐로 이송되는 냉각 매체의 압력 및/또는 유동율을 변경하는 단계 중 하나 이상의 단계를 포함한다.

특징 15. 유리 스코어링 기기로서,

유리가 스코어되는 라인과 평행한 제 1 방향으로 상기 유리에 대해 이동하도록 구성되고 배치된 가열 장치; 및

상기 가열 장치에 인접하여 배치되고, 상기 가열 장치에 이어서 상기 제 1 방향으로 상기 유리에 대해 이동하도록 구성되고 배치된 냉각 장치를 포함하고,

상기 냉각 장치는

하나 이상의 노즐; 및

소정의 노즐 주파수 및 노즐 진폭에서 상기 하나 이상의 노즐을 진동시키도록 상기 하나 이상의 노즐과 연결된 드라이버를 포함한다.

특징 16. 특징 15에 있어서, 상기 드라이버는 상기 노즐을 제 2 방향으로 진동시키도록 하나 이상의 노즐과 연결되고, 소정의 제 2 노즐 주파수 및 제 2 노즐 진폭에서 상기 하나 이상의 노즐을 제 3 방향으로 진동시키도록 상기 하나 이상의 노즐과 연결된 제 2 드라이버를 더 포함한다.

특징 17. 특징 16에 있어서, 상기 드라이버 및 제 2 드라이버는 상기 제 2 방향이 상기 제 3 방향과 직교하도록 상기 하나 이상의 노즐과 연결된다.

특징 18. 특징 17에 있어서, 상기 제 2 방향과 상기 제 3 방향 중 어느 한 방향이 제 1 방향과 실질적으로 평행하거나 또는 상기 제 1 방향과 일치한다.

특징 19. 특징 15 내지 특징 18 중 어느 한 특징에 있어서, 상기 노즐은 오리피스를 포함하고, 상기 오리피스의 직경의 범위는 0.1㎜ 내지 0.3㎜이다.

특징 20. 유리 스코어링 기기로서,

유리가 스코어되는 라인과 평행한 제 1 방향으로 상기 유리에 대해 이동하도록 구성되고 배치된 가열 장치; 및

상기 가열 장치에 인접하여 배치되고, 상기 가열 장치에 이어서 상기 제 1 방향으로 상기 유리에 대해 이동하도록 구성되고 배치된 냉각 장치를 포함하고,

상기 냉각 장치는

하나 이상의 노즐; 및

액적이 상기 유리에 충돌하도록 상기 하나 이상의 노즐로부터 냉각-매체 액적의 반복된 패턴을 단속적으로 만드는 수단을 포함한다.

특징 21. 특징 20에 있어서, 냉각-매체 액적의 반복된 패턴을 단속적으로 만드는 수단은

소정의 주파수 및 소정의 진폭에서 하나 이상의 노즐을 진동시키는 드라이버;

상기 하나 이상의 노즐과 상기 유리 사이에 물리적으로 배치된 초퍼, 및 상기 초퍼가 상기 하나 이상의 노즐로부터의 냉각 매체의 유동을 단속적으로 차단하게 하는 드라이버; 및

액적이 상기 노즐로부터 단속적으로 배출되게 하는 압력 변경 장치를 하나 이상 포함한다.

특징 22. 유리 시트 제조 방법으로서,

유리 리본을 제조하는 단계;

상기 특징 1 내지 특징 14 중 어느 한 특징에 따라 상기 유리 리본을 스코어링 하는 단계; 및

상기 유리 리본의 한 부분을 다른 한 부분과 분리하기 위해 상기 유리 리본을 스코어 라인에 대해 구부리는 단계를 포함한다.

특징 23. 특징 22에 있어서, 상기 스코어 라인은 상기 유리 리본의 중앙선에 수직한다.

특징 24. 상기 특징 1 내지 특징 23 중 어느 한 특징에 따른 방법 또는 기기에 있어서, 상기 냉각 매체는 계면활성제를 포함한다.

예를 들면, 유리 시트에 대해 100mm/s 내지 1000mm/s로 이동하는 가열된 지점에 대해, 충분한 냉각을 위해

대략 .14㎜ 내지 대략 .294㎜의 오리피스 직경을 갖는 노즐;

대략 5㎤/min 내지 대략 66㎤/min의 냉각 매체 유동율;

상기 노즐과 상기 유리 사이의 대략 62mm 내지 대략 80mm의 거리를 갖는 냉각 장치가 사용될 수 있다.

더욱이, 예를 들면, 상기 기재한 파라미터로써 노즐을 진동시키는데 필요하다면, 이는 대략 10Hz와 20KHz 사이의 주파수에서 행해질 수 있다.

본 발명의 부가적인 특징과 장점이 아래의 상세한 설명에 설명되어 있고, 상기 설명은 당업자에게 용이하게 적어도 파악될 수 있으며 본 발명의 실시예 및 청구범위뿐만 아니라 첨부된 도면에 나타난 바와 같이 본 발명을 실시할 수 있을 것이다.

상기 일반적인 설명과 아래의 상세한 설명은 단지 예시적인 사항으로서 청구범위로 청구된 본 발명의 특징 및 특성에 대한 전반적인 이해를 돕기 위해 제공되었다는 것을 알 수 있을 것이다.

첨부한 도면은 본 발명의 이해를 더욱 돕기 위해 제공되었으며, 본 명세서의 일부를 이루도록 통합되어 있다. 도면은 하나 이상의 실시예와, 본 발명의 작동 및 원리를 설명하기 위해 사용된 실시예를 나타내고 있다. 본 발명의 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 다양한 특징은 임의로 조합되어 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

도 1은 유리 리본을 만들어 시트로 분리하는 기기의 개략적인 도면이다.
도 2는 스코어링 공정 동안에 유리 리본이나 시트 상에 냉각 매체용 목표 위치와 가열 지점의 개략적인 도면이다.
도 3은 냉각 매체의 액적이 유리 리본이나 또는 시트에 충돌되는 일 실시예에 따른 냉각 장치의 개략적인 측면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 것과 유사한 배치의 개략적인 평면도이다.
도 5는 냉각 매체의 스트림이 유리 리본이나 또는 시트에 충돌하는 냉각 장치의 개략적인 측면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 것과 유사한 냉각 장치의 개략적인 평면도이다.
도 7 내지 도 9는 냉각 매체가 향하게 되는 목표 위치로 추적된 사인곡선 패턴을 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 16은 냉각 매체가 향하게 되는 목표 위치로 추적된 리사주 패턴을 나타낸 도면이다.
도 17은 냉각 매체가 향하게 되는 목표 위치로 추적된 불규칙 형상의 패턴을 나타낸 도면이다.
도 18은 다른 일 실시예에 따른 냉각 장치의 개략적인 평면도이다.

아래의 상세한 설명(단지 설명을 위한 것으로서 이들 설명으로만 한정되는 것은 아님)에 있어서, 특정 상세한 사항을 설명한 실시예가 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해 설명되어 있다. 그러나, 당업자라면 본 발명이 본 명세서에 개시된 범주 내에서 여러 실시예로 실시될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 더욱이, 본 발명의 기재를 보다 명확하게 나타내기 위해 잘 알려진 장치, 방법 및 재료에 대한 기재는 생략될 수 있다. 결론적으로, 가능하다면, 동일한 부재 번호는 동일한 구성요소를 지시하고 있다.

범위는 본 발명에서 "대략" 어느 한 특정값으로부터, 및/또는 "대략" 다른 어느 한 특정값까지로 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 때, 다른 일 실시예는 한 특정값으로부터 및/또는 다른 특정값까지 포함한다. 이와 유사하게, 값이 상기 "대략"이라는 표현을 사용함으로써 근사값으로 표현되었을 때, 특정값은 다른 일 실시예에서 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한 각각의 범위의 끝점은 다른 끝점과 관련하여 그리고 다른 끝점과 독립적으로 중요하다는 것을 알 수 있을 것이다.

상기 기재한 바와 같이, 가열-및-냉각 스코어링은 연속으로 형성된 유리 리본으로부터 유리 시트로 분리하도록 사용되거나 또는 상기 유리 리본의 잔여부로부터 리본의 비드-포함-엣지를 분리하도록 사용된다. 본 발명은 냉각 매체를 가열된 구역에 분배시킴으로써 냉각 구역을 향상시킬 수 있다. 냉각 매체를 가열된 구역에 분배하는 것은 가열 지점과 냉각 지점 목표 위치 사이의 엄격한 정렬 요구조건을 완화하거나, 레이저 스코어링 공정에서 실제로 사용된 냉각 매체의 양을 감소시키도록 상기 냉각 매체를 보다 효율적으로 사용하거나, 및/또는 냉각 구역이 가열 지점의 열적 프로파일에 유리하게 맞춰지도록 형상화될 수 있게 한다. 본 발명에서 설명된 가열-및-냉각 스코어링, 및 이에 따른 향상된 냉각 구역이 예를 들면, 용융 인발 방법, 슬롯 인발 방법, 플롯 공정 등과 같은 다양한 유리 리본의 제조 방식으로써 사용될 수 있다. 이후, 본 발명은 단지 예로써 용융 인발 공정과 관련하여 레이저 스코어링에 의한 가열-및-냉각 스코어링을 개시하고 있으며, 스코어링 방법과 기기는 유리 리본을 제조하는 여러 방식에 적용될 수 있거나 또는 유리 시트 자체를 보다 작은 부분으로 절결하는 데에도 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

도 1은 용융 인발 공정에 의해, 유리 시트가 분리된 리본(40)으로, 유리를 용융하고 성형하는 기기(10)를 개략적으로 도시한 도면이다. 기기(10)는 뱃치 재료가 안내되고 초기 유리 용융이 발생하는 용융 챔버(12)를 포함한다. 기기(10)는 유리를 처리하고 이송하는 구성요소를 더 포함한다. 유리를 처리하고 이송하는 구성요소는 거품이 상기 유리로부터 제거되는 정제기(16), 상기 유리가 혼합되고 및/또는 균질화되는 교반 챔버(18), 및 유리를 입구(22)로 이송하는 보울(20) 중 하나 이상을 포함한다. 정제기(16), 교반 챔버(18), 및 보울(20)은 파이프(14)로서 연결되고 상기 파이프는 유리를 하나의 구성요소로부터 다른 하나의 구성요소로 이동시킨다. 입구(22)로부터, 유리는 유리 리본(40)을 성형하는 융합(fusion) 파이프(24)로 유동한다. 더욱 상세하게는, 융합 파이프(24)는 트로프(26, trough), 측면(28), 및 루트(30)를 포함한다. 유리는 입구(22)로부터 융합 파이프(24)의 트로프(26)로 유동하고, 상기 트로프(26)의 면으로부터 오버플로 하여, 그리고 이어서 중앙선(42)을 갖는 리본(40)을 형성하도록 루트(30)에서 다시-합쳐지기 전에, 융합 파이프(24)의 양 측면(28) 아래로 유동한다.

리본(40)으로부터 유리 시트(50)를 분리하기 위하여, 상기 리본(40)이 중앙선(42)에 실질적으로 직교한 라인(44)을 따라서 스코어되고 구부러진다. 비드를 포함한 리본(40)의 엣지가 중앙선(42)과 실질적으로 평행한 라인(46)을 따라서 유리를 스코어하고 구부림으로써 상기 리본(40)의 잔여부로부터 분리될 수 있다. 라인(44 및 46)을 따라서 스코어가 형성되어 리본(40)의 일부를 분리할 수 있으며 이후 상기 라인을 스코어 라인이라 한다. 굽힘에 대한 대안으로, 리본(40)의 여러 방식이 스코어링과 같이 사용하여, 리본(40)의 잔여부에서, 시트(50)나 또는 리본의 엣지를 분리시킬 수 있다.

리본(40)을 스코어링하는 하나의 방식은 (예를 들면, 기계적인 스코어링 휠을 사용하거나, 또는 예를 들면 레이저로써 열을 가함으로써) 상기 리본(40)에 초기 결함을 만들고, 상기 리본을 따라(임의의 라인(44, 46)을 따라) 상기 초기 결함을 전파시키는 것이다. 초기 결함은, 리본(40)을 스코어 라인(44, 46)에 따라 가열하고, 이어서 상기 리본(40)을 냉각함으로써, 전파될 수 있다. 리본(40)이 가열 장치(100)에 의해 가열되고, 냉각 장치(200)로써 냉각될 수 있다.

가열 장치(100)는 충분한 양의 열이 적당하게 리본(40)을 향하게 하는 임의의 장치, 예를 들면 레이저, 화염, 전기 저항 가열기 등을 포함한다. 가열 장치(100)의 세부사항이 본 출원의 목적을 위해 반드시 한정되지 않는다. 도 2에 도시된 바와 같이, 가열 장치(100)는 가열 지점(110)을 유리(40, 50) 상에 만들고 이에 따라 유리(40, 50)를 국부적으로 가열한다(용이하게 기재하기 위하여, 유리가 리본(40) 및/또는 시트(50)일지라도, 리본이라는 표현은 이후 유리와 시트 모두를 지시하도록 사용되었음). 스코어 라인(44, 46)의 필요한 길이를 따라서 리본(40)을 가열하기 위하여, 가열 장치(100) 및/또는 가열 지점(110)이 리본(40)과 관련된 임의의 적당한 장치로 화살표 A의 방향으로 이동하도록 만들어져 상기 리본(40)을 가로질러 가열 지점(110)을 이동시키고 라인(120, 130)으로 경계가 형성된 것으로 도시된 가열된 구역(115)을 만든다. 예를 들면, 가열 장치(100)가 대략 100mm/s 내지 대략 1000mm/s의 속도로 리본에 대해 이동될 수 있다. 가열 지점(110)을 제 1 방향(A)으로 이동시키는 것은 유리 고정부에 대한 가열 지점(110)을 상기 방향으로 이동시킴으로써, 유리를 고정 가열 지점(110)에 대해 이동시킴으로써, 또는 가열 지점(110)과 유리 양자를 이동시킴으로써 행해질 수 있다.

냉각 장치(200)는 냉각 매체를 가열된 구역(115) 내의 목표 위치(210)에 냉각 매체를 나아가게 하여 리본(40)을 냉각한다. 본 발명의 명세서 전반에 사용된 냉각 매체는 임의의 적당한 유체, 액체 또는 가스 중 어느 하나, 예를 들면 물, 알콜, 액체 질소, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 본질적으로, 고열 기화되고 유해한 잔류물을 남기지 않는 임의의 유체나 또는 유체 혼합물이 사용될 수 있다. 부가적으로, 계면활성제가 유체 또는 유체 혼합물에 추가되어 이에 따라 형성된 스트림의 표면 장력을 변경시킬 수 있다. 스트림의 표면 장력을 변경하는 것은 스트림이 액적을 붕괴시킨다는 조건을 변경시킬 것이다. 사용될 수 있는 어느 한 가능한 냉각 매체는 정상 대기 조건하에서 고체나 또는 가스로 존재할 수 있는 이산화탄소 싸라기눈(snow pellet)이다. 가열-및-냉각 공정으로써 초기 결함을 필요한 길이의 스코어 라인(44, 46)을 따라서 전파시키기 위하여, 목표 위치(210)가 화살표 A의 방향으로 리본(40)에 대해 이동하고, 상기 리본(40)을 가로질러 가열 구역(110)을 뒤따른다. 스코어 라인(44, 46)에 평행한 제 1 방향(A)으로 목표 위치를 이동시키는 것은 유리 고정부에 대한 냉각 장치(200)를 상기 방향으로 이동시킴으로써 행해지거나, 고정 냉각 장치(200)에 대해 유리를 이동시킴으로써 행해지거나, 또는 냉각 장치(200) 및 유리 양자를 이동시킴으로써 행해질 수 있다. 화살표 A의 방향은 스코어 라인(44, 46) 중 어느 한 라인의 방향과 대응할 수 있다. 전형적으로, 냉각 장치(200)는 가열 장치(100)와 동일한 속도로 리본(40)에 대해 이동할 것이다. 예를 들면, 냉각 장치는 대략 100mm/s 내지 대략 1000mm/s의 속도로 이동할 수 있다.

냉각 장치(200)는 이동하는 목표 위치(210)에 충돌하도록 냉각 매체를 나아가게 함으로써 상기 냉각 매체를 가열된 구역(115)에 분배할 수 있다. 목표 위치(210)를 이동시킴으로써, 냉각-매체 유동을 유지하면서 냉각 지점의 유효 영역이 증가하면, 정렬 요구조건을 완화시키고 레이저 스코어링 공정 시간대의 폭을 넓히는 한 방법일 수 있다. 부가적으로, 목표 위치(210)를 가열된 구역(115)을 통해 이동시키면 보다 많은 냉각 매체가 기회되어 냉각 매체의 보다 효율적인 사용과, 아마도, 필요한 냉각 매체 양의 감소를 야기시킬 것이다. 더욱이, 목표 위치(210)를 가열된 구역(115)을 통해 이동시키는 것은 가열 지점의 열적 프로파일에 맞춰지도록 조정될 수 있는 제어가능한 충돌 영역에 냉각 매체가 이송될 수 있게 한다.

목표 위치(210)는 상기 목표 위치(210)가 또한 가열된 구역(115) 내에서 방향(A)을 따라 이동함에 따라, 방향 B 및 C 중 하나 이상의 방향을 따라서 이동할 수 있다. 방향(A)에 따른 목표의 이동은 유리와 냉각 장치(200)의 상대 이동에 의해 제공된다. 방향 B 및/또는 C에 따른 목표 위치(210)의 이동은 임의의 이동, 예를 들면 진동하는 이동일 수 있다. 방향 C가 방향 A에 실질적으로 평행하게 도시되었지만, 반드시 평행할 필요는 없다. 즉, 방향 C가 방향 A에 대해 임의의 각도로 위치될 수 있다. 더욱이, 방향 B 및 C가 서로 수직으로 도시되었지만, 다시 말하자면, 이들 방향이 반드시 수직일 필요는 없으며; 대신에, 이들 방향은 서로에 대해 임의의 요구되는 각도로 형성될 수 있다. 그러나, 방향 B 및 C가 실질적으로 서로 수직하게 하며, 이 경우 하나의 방향이 스코어 라인(46)의 방향에 대응하고, 다른 하나의 방향이 스코어 라인(44)의 방향에 대응하여 장점을 제공한다. 예를 들면, 이러한 경우에 있어서, 하나의 냉각 장치가 수평 시트나, 또는 수직 비드 중 어느 하나와 관련하여, 각각의 스코어 라인(44, 46)의 분리 공정에 사용될 수 있다. 즉, 예를 들면 도 1에 도시된 방향과 같이, 냉각 장치(200)가 리본(40)에 대해 A 방향으로 이동함에 따라 냉각 장치(200)는 목표 위치(210)를 B 방향으로 이동시킴으로써 라인(44)에 따른 스코어를 만드는데 사용될 수 있고, 또한 리본(40)이 B 방향으로 이동하면서 냉각 장치(200)가 고정된 상태에서 목표 위치(210)를 C 방향으로 이동시킴으로써 라인(46)에 따라 스코어를 만들 수 있다. 냉각 장치(200)는 일련의 액적이나 또는 스트림으로써 냉각 매체가 목표 위치(210)로 나아가게 할 수 있다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 이들 실시예의 냉각 장치(200)는 어느 한 직경(222)을 갖는 오리피스를 구비한 노즐(220)을 포함한다. 도 3은 개략적인 측면도인 한편으로, 도 4 및 도 5는 개략적인 평면도이다. 노즐(220)은 냉각 매체 공급부(도시 생략)와 연결되어 냉각 매체를 필요한 유동율이나 압력에서 오리피스로부터 이송시킬 수 있다. 노즐(220)은 리본(40)으로부터 한 거리(224)로 위치된다. 노즐(220)은 드라이버(230)와 연결되고 상기 드라이버는 노즐(200)을 화살표 B의 방향, 즉, 노즐 진폭(232)이나 또는 범위 내내, 도 3에 도시된 바와 같은 상하 방향으로 구동시킨다. 노즐(220)은 또한 제 2 드라이버(240)와 연결되고 상기 제 2 드라이버는 노즐(220)을 화살표 C의 방향, 즉, 도 3에 도시된 바와 같은 지면을 안밖으로 나아가는 방향으로 구동시킨다.

각각의 드라이버(230 및 240)는 각각의 방향 B 및 C에서 진동의 주파수와 진폭을 노즐(220)에 제공한다. 부가적으로, 각각의 방향 B 및 C에서의 진폭 및 주파수는 독립적으로 냉각 장치가 유리 리본(40)과 관련하여 방향 A로 이동함에 따라 변할 수 있다. 노즐(220)로부터의 냉각 매체의 유동율과 진폭(232)이 선택되어, 상기 냉각 매체가 가열된 구역(115)의 상부 및 하부 경계(120 및 130)에 적어도 도달할 수 있다. 즉, 더욱 일반적으로, 요구되는 냉각 매체 충돌의 임의의 주어진 높이(예를 들면, 가열된 구역(115)의 경계(120, 130) 사이의 거리)에 대해, 리본(40)이 노즐(220)로부터 주어진 거리(224)에 위치해, 노즐 진폭(232)과 유동율의 적당한 범위가 결정되어 냉각 매체가 리본(40) 상의 필요한 지점(예를 들면 경계(120, 130))에 도달할 수 있다. 단지 하나의 노즐(220)이 도시되어 있지만, 임의의 적당한 수의 노즐(220)이 서로에 대해 임의의 적당한 위치의 배치로 사용될 수 있다. 복수의 노즐(220)을 사용할 때, 이들 노즐은 동일한 유동율과 오리피스 직경(222)을 갖거나, 또는 이들 매개변수는 노즐 사이에서 변할 수 있다.

단지 예를 들자면, 각각의 드라이버(230, 240)는 보이스 코일, 초음파 호른, 또는 임의의 여러 드라이버 및 노즐을 진동시키거나 구동시킬 수 있는 커플링일 수 있다. 주어진 노즐 및 장착 기구(mount set-up)에 대해, 드라이버와 같은 주어진 크기의 보이스 코일으로써, 보다 고 주파수는 일반적으로 노즐 및 장착부가 댐퍼로 작용하기 때문에 노즐 크기를 보다 감소시킨다. 그러나, 상이한 드라이버(230, 240)를 사용하면 광범위한 진폭 및 주파수가 얻어질 수 있을 것이다.

노즐(220)이 2개의 방향으로 진동할 수 있게 하는 커플링의 일 실시예가 도 6에 도시되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 커플링은 노즐 장착부(250), 후방바(251), 가요성부(252), 및 피벗 핀(254)을 포함한다. 노즐(220)은 임의의 적당한 구조로 노즐 장착부(250) 상에 장착될 수 있다. 노즐 장착부(250)는 가요성부(252)에 의해 후방바(251)에 연결된다. 후방바(251)는 냉각 장치(200)에 장착된 피벗 핀(254)을 포함하여 상기 후방바(251)가 상기 피벗 핀(254)의 축선에 대해 피벗되는 것을 제한한다. 가요성부(252)는 또한 B 방향으로의 이동을 위해 핀(254)을 중심으로 피벗하면서 노즐 장착부(250)가 C 방향으로 이동하게 한다.

노즐(220)로부터 분사된 냉각 매체가 가열된 구역(115)에서 2차원의 패턴을 추적하도록 만들어질 수 있다. 드라이버(230, 240) 모두가 또는 이들 중 하나의 드라이버가 다양한 2차원의 패턴을 만들도록 사용되고, 이에 따라 냉각 매체를 임의의 필요한 방식으로 가열된 구역(115)에 분배할 수 있다. 냉각 매체를 가열된 구역(115)에 분배하는 가요성 때문에, 냉각 프로파일은 가열 지점(110)의 열적 프로파일에 유리하게 맞춰지도록 만들어질 수 있다.

예를 들면, 드라이버(230)는 노즐(220)을 B 방향으로 진동시키기 위해 가압 작용(진폭 및 주파수를 포함함)으로써 자체로 작동되면서 냉각 장치(200)가 A 방향으로 유리와 관련해 이동하고; C 방향으로의 노즐(220)의 부가적인 이동이 발생하지 않는다. 이 결과, 목표 위치(210)가 도 7에 도시된 바와 같은 사인곡선 패턴을 추적하도록 만들어지며, A 방향은 스코어 라인(44, 46) 중 하나의 라인에 대응한다. 가압 작용의 진폭 및 주파수를 변경시키면 목표 위치(210)에 의해 추적된 패턴이 변할 수 있다. 예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 패턴은 보다 많은 냉각 매체가 가열된 구역의 외측부, 즉, 경계 라인(120, 130) 근처로 이송되도록 형성된다. 하나의 선택적인 실시예에 있어서, 예를 들면 도 9에 도시된 바와 같이, 패턴은 보다 많은 냉각 매체가 가열된 구역(115)의 외측부 중 하나, 즉, 경계 라인(120, 130) 중 어느 하나의 라인 근처로 이송되도록 형성된다. B 방향으로의 진폭의 이동을 보다 작게 함으로써, 보다 많은 냉각 매체가 가열된 구역(115)의 중앙부로 이송될 수 있다. 도 7 내지 도 9의 사인곡선 패턴이 A 방향, 즉, 스코어 라인(44, 46)에서 집중된 것으로 도시되어 있지만, 이들 패턴은 필요한 경우 B 방향으로 상하로 이동될 수 있다. 더욱이, 사인곡선 패턴이 도시되었지만, 임의 형상의 파형이 드라이버(230, 240)로의 인풋으로서 적당한 구동 작동을 선택함으로써 달성될 수 있다. 예를 들면, 구형파, 톱니파, 또는 임의의 조합된 파가 사용될 수 있다. 더욱이, 가압 작용의 주기(period)를 변경시킴으로써, 목표 위치(210)가 도 10에 도시된 바와 같은 라인을 추적하도록 만들어질 수 있다. 이후, 냉각 장치(200)가 유리에 대해 A 방향으로 이동함에 따라, 라인이 또한 가열된 구역(115)을 가로지르도록 만들어질 수 있다.

냉각 매체가 가열된 구역(115) 내, 즉, 경계 라인(120, 130) 사이의 유리 리본(40)에 충돌하는 지의 여부는, 진폭(232), 노즐(220)로부터 배출된 냉각 매체의 유동율, 및 거리(224)에 따라 결정된다. 주어진 거리(224)에 대한 진폭(232) 및 유동율을 적당하게 선택함으로써, 액적(226)이나 또는 스트림(228)이 가열된 구역(115)에 충돌하도록 만들어질 수 있다. 이와 유사하게, 거리(224)가 변경된다면, 진폭(232) 및 유동율이 조정되어 냉각 매체가 가열된 구역(115)을 계속 충돌한다.

상기 설명이 드라이버(230) 및 B 방향과 관련하여 기재되었지만, 드라이버(240) 및 C 방향에도 동일하게 적용가능하다. 즉, 드라이버(240)는 노즐(220)을 C 방향으로 진동시키는 가압 작용으로써 스스로 작동되는 한편 냉각 장치(200)의 가동부는 A 방향으로 유리에 대해 이동하며; B 방향으로의 노즐(220)의 추가적인 이동은 없다.

더욱이, 드라이버(230 및 240) 모두는 가압 작용과 동시에 작동하여 노즐(220)을 B 방향 및 C 방향으로 진동할 수 있다. B 방향 및 C 방향(여기서 B 및 C 방향은 서로 직교함)에서의 진동의 결과, 목표 위치(210)는 예를 들면 도 11 내지 도 16에 도시된 바와 같은 종래의 리사주(Lissajous) 도면을 추적하도록 만들어졌다. 리사주 도면은 A 방향에서 유리와 관련된 냉각 장치(200)의 이동에 의해 가열된 구역(115)을 가로질러 횡단되도록 만들어졌다. 도 17은 드라이버(230, 240)의 작동을 통해 노즐(220)을 이동시킴으로써 추적하는 임의의 가능한 패턴을 도시하고 있다. 도 11 내지 도 17에 있어서, 도면에서 수평은 B 방향이나 또는 C 방향 중 어느 한 방향에 대응하며, 여기서 C 방향 및 A 방향은 서로 대응하고, B 방향은 C 방향에 실질적으로 직교한다. 더욱이, C 방향이나 B 방향 중 어느 한 방향과 A 방향 사이의 각도를 변경시킴으로써, 도 10 내지 도 17에 도시된 형상은 A 방향에 대해 틸트(tilt)될 수 있다. 더욱이, 상기 기재한 사항과 유사하게, 도 11 내지 도 17의 패턴은 스코어 라인(44, 46)과 대략 동일한 위치에서 중심이 맞춰져 위치되거나, 또는 그 중심이 임의 각도로 스코어 라인(44, 46)의 어느 한쪽으로 변경될 수 있다. 목표 위치(210)로 추적된 형상의 이러한 가요성과, 가열된 구역(115)에서의 위치결정에 의해, 냉각량을 가열 지점(110)의 열적 프로파일에 맞추는 보다 큰 가요성이 가능해진다. 즉, 필요한 경우, 보다 많은 양의 냉각이 가열 지점(110)의 가장 고온인 지점과 대응하게 만들어질 수 있다.

더욱이, B 방향 및 C 방향으로의 이동은 냉각 장치(200)가 유리에 대해 A 방향으로 이동함에 따라 변할 수 있다. 즉, 드라이버(230 및 240)에 인풋된 가압 작용은 목표 위치(210)로 추적된 패턴을 더욱 제어하도록 동적으로 변할 수 있어, 상이한 패턴이 임의의 하나의 스코어 라인(44, 46)을 따르는 상이한 부분에 대해 사용될 수 있다.

냉각 장치가 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 일련의 액적(226)이나, 또는 도 5에 도시된 바와 같은 냉각 매체(228)의 고체 스트림 중 어느 하나를, 목표 위치가 도 7 내지 도 17에 도시된 임의의 패턴을 추적하는 목표 위치(210)로 이송시킬 수 있다. 일련의 액적(226)은, 스트림이 이용가능한 기화의 이용가능한 열만큼을 이용할 수 없기 때문에, 냉각 매체의 고체 스트림(228) 보다 더욱 유리한 냉각을 제공한다. 즉, 한 논문(The Effect of Dissolving Gases or Solids in Water Droplets Boiling on a Hot Surface, Qiang Cui, Sanjeev Chandra, and Susan McCahan, J. Heat Transfer 123, 719, 2001)에서 언급된 바와 같이, "고체 표면은 상기 고체 표면 상을 연속으로 유동하는 동일한 액체에서 보다 상기 고체 표면과 충돌하는 액체의 작은 액적에 빠르게 보다 많은 열을 산개시킨다". 더욱이, 액적(226)이 목표 패턴(예를 들면 도 7 내지 도 17에 도시된 임의의 패턴)을 추적하도록 상기 액적을 이송시키는 것은, 고정된 목표 지점에 이송되는 것과 반대로, 각각의 액적이 보다 완전하게 증발될 수 있게 하여 보다 적은 냉각 매체가 보다 덜 필요하도록 냉각 매체를 보다 더 효율적으로 사용할 수 있다. 즉, 목표 패턴을 추적함으로써, 하나의 액적이 유리 상의 한 지점으로 이송되고 다른 한 액적이 다시 한번 동일한 지점으로 이송되기 전에 증발될 수 있다. 그리고 중간기(interim)에 있어서, 노즐은 어느 한 액적을 유리 상의 상이한 지점에 이송하도록 사용될 수 있다.

노즐 주파수를 적당하게 선택하면, 노즐 진폭(232), 오리피스 직경, 및 유동율이 가열된 구역(115)에서 충돌하는 냉각 매체의 스트림(228)이나 또는 액적(226) 중 어느 하나로 유도될 것이다. 노즐 주파수 및 노즐 진폭(232)은 드라이버(230, 240)로 부여된 진동의 진폭 및 주파수에 의해 설정된다. 다시 한번, 이들 파라미터는 드라이버(230, 240)에 인풋된 가압 작용에 의해 설정될 것이다.

액적 형성의 메카니즘은 액적(26)이 노즐 진폭 및 주파수의 범위 내내 형성될 수 있도록 변할 수 있다. 주어진 오리피스 직경 및 유동율에 대해, 노즐(220)로부터 분사된 한 스트림의 액체는 진동 진폭과 주파수의 곱이 제 1 특정 레벨을 통과한 이후에 퍼지기 시작할 것이다. 액체의 표면 장력이 더이상 진동하는 스트림을 함께 유지할 수 없게 된 이후에 스트림 자체가 불안정하게 된다는 것은 말할 나위가 없다. 진동 진폭과 주파수의 곱이 더욱 증가함에 따라, 표면 장력이 스트림을 함께 더 이상 유지할 수 없다. 스트림은 부서지기 시작하고 표면 장력이 이 부서진 부분을 별도의 액적으로 합친다. 고체 스트림에 의해 계속 세정(bath)되는 가열된 구역(115)으로부터의 천이부(transition)가 있으며 상기 고체 스트림은 액체의 별도의 액적으로써 충돌된다. 결국, 진동 진폭과 주파수의 곱이 제 2 레벨을 통과함에 따라, 액체에 전달된 충분한 에너지가 있으며 액적이 노즐의 팁을 빠져나옴에 따라 실제로 액체를 형성한다. 노즐이 그 공진 주파수로 더욱 여기(excite)된다면, 이후 액적 형성의 메카니즘은 먼저 노즐 팁에서 액체의 퍼짐(sheet)을 형성하고 이러한 퍼짐을 별도의 액적으로 분쇄하도록 변경한다. 최종 결론은 동일한, 즉, 액체의 별도의 액적이 가열된 구역(115)에서의 리본(40)에 이송된다. 진동 진폭과 주파수의 곱이 액적을 형성하게 되는 레벨에 대해, 실제 수치값은 노즐로부터의 냉각 액체의 유동율 및 오리피스 직경에 따라 결정된다.

가열된 구역(115)을 통해 냉각 매체를 분배하는 다른 한 방식은 액적을 소정의 패턴으로 가열된 구역(115)에 단속적으로 이송하는 것이다.

냉각 장치(200)는 액적을 소정의 패턴으로 가열된 구역(115)에 단속적으로 이송할 수 있는 구조체를 포함한다. 액적의 패턴은 노즐이나 또는 노즐 열에 의해 제공된 냉각 매체의 스트림으로써 형성되며, 이 경우 스트림이 차단된다. 스트림이 예를 들면 연속의 스트림의 전방부에서 차단 부재를 통과시킴으로써, 물리적으로 차단될 수 있거나, 또는 예를 들면 냉각 매체를 노즐이나 또는 노즐의 열에 단속적으로 이송시킴으로써, 차단된 스트림으로 만들어질 수 있다. 냉각 매체는 예를 들면 냉각-매체 공급을 제어함으로써 노즐이나 상기 노즐의 열로 단속적으로 이송될 수 있다. 공급 압력을 제어하는 한 방식은 잉크-젯 프린팅에서 사용된 방식과 유사할 것이다.

도 18에는 하나 이상의 노즐(220)로 이송된 냉각 매체의 스트림을 물리적으로 차단함으로써 액적을 가열된 구역에 이송하는 일 실시예의 냉각 장치(200)가 도시되어 있다. 노즐(220)로부터의 냉각 매체 스트림은 회전 초퍼(260)에 의해 차단된다. 회전 초퍼(260)는 교호의 고체부(262), 및 개방 영역(264)을 포함한다. 모터(266)는 회전 초퍼(260)를 화살표 D로 지시된 바와 같이 시계 방향이나 또는 반시계 방향으로 구동시키도록 회전 초퍼(260)와 연결된다. 개방 영역(264)이 노즐(220)의 오리피스를 통과함에 따라, 별도의 양의 냉각 매체(액적)가 가열된 구역(115) 상에서 충돌될 수 있게 된다.

가열된 구역으로 이송된 냉각 매체의 양이 제어될 수 있다. 개방 영역(264)의 크기, 회전 초퍼(260)의 회전 속도, 오리피스 크기, 및 냉각 매체의 유동율은 이송된 냉각 매체의 양(또는 액적의 크기)을 결정한다. 어떤 점에서는, 냉각 매체의 양이 불렛(bullet)으로 고려될 수 있다. 주어진 회전 속도, 개방 영역, 및 유동율에 대하여, 오리피스 크기가 보다 크면 불렛의 직경이 보다 클 것이다. 이와 유사하게, 주어진 회전 속도, 개방 영역, 및 오리피스 크기에 대하여, 유동율이 보다 크면 불렛이 보다 길 것이다. 다른 한편으로, 주어진 오리피스 크기, 개방 영역, 및 유동율에 대하여, 회전 속도가 보다 빠르면 단위 시간당 보다 짧은 블렛이 보다 많이 제공될 것이다. 이와 유사하게, 주어진 오리피스 크기에 대해, 유동율 및 회전 속도는 개방 영역이 보다 작으면 보다 짧은 블렛을 제공한다. 더욱이, 보다 고 유동율(다른 모든 변수가 동일하면)으로써 보다 큰 차단율(즉, 보다 작은 개방 영역(264))을 사용하면 보다 강성의, 보다 빠른 불렛이 초래될 것이다. 보다 강성의, 보다 빠른, 및/또는 보다 큰 불렛이 냉각 장치(200)의 구역에 존재하는 기류에 의해, 및/또는 중력에 의해 보다 덜 영향을 받을 것이다. 즉, 예를 들면, 보다 빠른 불렛이 보다 느린 블렛과 동일한 거리를 이동할 때 중력에 의해 영향을 받게 되는 궤도에 대한 시간이 보다 덜 걸릴 것이다. 따라서, 개방 영역(264)의 크기, 회전 초퍼(260)의 회전 속도, 오리피스 크기, 및 냉각 매체의 유동율을 제어함으로써, 이중 하나가 가열된 구역(115)에 이송된 냉각 매체의 양을 제어할 수 있다.

2개의 노즐(220)이 B 방향에서 나란하게 정렬된 것으로 도시되어 있지만, 상기 노즐은 임의로 정렬될 필요가 있어, 즉, B 방향에 대해 임의의 각도로 라인을 형성한다. 더욱이, 단지 2개의 노즐(220) 만이 도시되었지만, 임의의 적당한 수가 사용될 수 있다. 그리고 2개 이상의 노즐(220)이 서로에 대해 임의의 적당한 간격, 즉, 임의의 적당한 거리로 배치되고, 서로로부터 동일하거나 상이한 거리로 배치될 수 있다. 간격과 관련하여, 일반적으로, 노즐 간격의 감소는 유리 상의 액적의 수를 증가시키고 이에 따라 사용될 유동율이 감소될 수 있다. 더욱이, 2개 이상의 노즐(220)을 사용할 때, 상기 노즐은 예를 들면 타원형, 원형, 삼각형, 정사각형, 또는 불규칙한 형상과 같은 임의의 필요한 형상의 패턴을 형성하도록 배치될 수 있다. 형상은 가열 지점(110)의 열적 프로파일에 맞춰질 수 있다. 또한 더욱이, 개방 영역(264) 및 고체부(262)가 동일한 크기로 도시되었지만, 이들이 필요한 것은 아니다. 그리고 이송될 냉각 매체의 양을 변경시키는 다른 한 방식은 크기를 변경시키는 것이다. 더욱 상세하게는, 개방 영역(264)은 고체부(262)보다 더 크거나 작을 수 있고; 및/또는 상기 고체부(262)와 그 갯수가 상이할 수 있으며; 하나의 회전 초퍼(260)에서 2개 이상의 상이한 크기를 취할 수 있다. 더욱이, 노즐(220)은 동일하거나 상이한 유동율의 냉각 매체를 이송시켜, 상기 냉각 매체의 양을 가열된 구역(110)의 열적 프로파일에 맞춰지도록 제공할 수 있다.

실시예

본 발명의 이해를 더욱 돕기 위하여, 아래 기재된 실시예는 냉각 매체가 고체 스트림이나 또는 액적으로 가열된 구역(115)에 어떻게 분배될 수 있는지에 대한 완전한 기재와 설명이 당업자에게 제공되도록 설명되어 있다. 이러한 실시예는 단지 예시를 위한 것으로서 본 개시된 사항만으로 본 발명이 한정되지 않는다. 숫자(예를 들면, 양, 온도 등)와 관련된 정확도를 보장하기 위한 노력이 행해져 왔으나; 그러나, 여러 에러 및 편차가 발생할 수 있다. 별도로 특별히 지시하지 않았다면, 온도는 주변 온도이고, 그리고 압력은 기압이거나 그와 비슷한 압력이다.

실시예 1

도 3 및 도 4에 일반적으로 도시된 배치의 냉각 장치가 드라이버와 같은 보이스 코일로 사용되어, 아래 기재된 조건 하에서 물의 액적(226)을 만든다:

26㎤/min의 유동율

80mm의 거리(224)

.292mm의 오리피스 직경(222)

550Hz 내지 1200Hz의 진동 주파수(1-축)

1㎜ 내지 23㎜의 유리 시트에 액적이 가해지는 상하부 경계(120, 130) 사이의 거리.

따라서, 주어진 유동율, 거리(224), 및 오리피스 직경(222)에 대하여, 다양한 진동 주파수 및 진폭(232)이 액적(226)을 만들도록 사용될 수 있다.

실시예 2

도 3 및 도 4에 전반적으로 도시된 냉각 장치 배치가 드라이버와 같은 초음파 호른으로 사용되어, 아래 기재된 조건 하에서 물의 액적(226)을 만든다:

12㎤/min 내지 51㎤/min의 유동율

65㎜ 내지 70㎜의 거리(224)

.14㎜ 내지 .394㎜의 오리피스 직경(222)

20KHz의 진동 주파수(1-축)

(대략 20% 만큼 변하는) 다양한 진폭(232).

따라서, 상대적으로 고 주파수에 대하여, 다양한 진폭(232), 오리피스 직경(222), 거리(224), 및 유동율이 액적(226)을 만들도록 사용될 수 있다.

실시예 3

도 3 및 도 4에 전반적으로 도시된 냉각 장치의 배치가 드라이버와 같은 모터 및 캠 정렬을 사용하여, 아래 기재된 조건 하에서 물의 액적(226)을 만든다:

5㎤/min 내지 66㎤/min의 유동율

72mm의 거리(224)

.14㎜ 내지 .191㎜의 오리피스 직경(222)

33Hz의 진동 주파수(1-축)

고정된 진폭(232).

따라서, 고정된 진폭(232), 진동 주파수, 및 거리(224)에 대하여, 다양한 유동율 및 오리피스 직경이 액적(226)을 만들도록 사용될 수 있다.

실시예 4

도 3 및 도 4에 전반적으로 도시된 냉각 장치의 배치가 드라이버와 같은 보이스 코일로 가변 주파수를 갖는 일정한 진폭에서 사용되어, 아래 기재된 바와 같은 조건 하에서 물의 스트림(228)이나 액적(226)을 만든다:

일정한 유동율

68mm 내지 80mm의 거리(224)

.292mm의 오리피스 직경(222)

(i) 진폭(232)이 최대치의 25%로 일정할 때, 주파수가 20Hz 내지 550Hz로 변함에 따라 스트림이 고체에서 액적으로 변한다.

(ⅱ) 진폭(232)이 최대치의 50%로 일정할 때, 주파수가 200Hz 내지 400Hz로 변함에 따라 스트림이 고체에서 액적으로 변한다.

(ⅲ) 진폭(232)이 최대치의 100%로 일정할 때, 주파수가 200Hz 내지 550Hz로 변함에 따라 스트림이 고체에서 액적으로 변한다.

따라서, 임의의 주어진 진폭에 대하여, 주파수가 증가함에 따라, 안정 스트림의 냉각 유체가 가열된 구역(115) 상에 충돌하는 액적으로 변하도록 만들어질 수 있다.

요약하자면, 본 발명 및 실시예는 냉각 매체가 유리를 스코어링 하기 위하여 가열-및-냉각 공정에서 가열된 구역(115)에 분배될 수 있는 일례의 방식을 설명하고 있다. 예를 들면, 냉각 매체는 (a) 가열된 구역에서 진동되는 목표 위치를 향한 고체 스트림을 형성하는 단계; (b) 상기 가열된 구역(115)의 목표 위치상에 충돌하는 액적을 형성하는 단계; (c) 액적((b) 단계 또는 (c) 단계 중 어느 하나에서와 같이)이 (d, i) 하나 이상의 방향으로 노즐을 이동시키는 단계; 또는 (d, ii) (d, ii, a) 물리적인 차단에 의하거나 또는 (d, ii, b) 노즐로의 냉각 매체의 단속적인 이송에 의해 냉각 매체의 스트림이 차단될 수 있도록, 가열된 구역의 상이한 위치를 향한 복수의 노즐을 사용하는 단계와 노즐로부터의 냉각 매체의 스트림을 차단하는 단계로 형성될 수 있기 위해, 액적을 형성하는 단계와 상기 액적을 가열된 구역에서 이동(진동)되는 목표 위치로 향하게 하는 단계에 의해 분배될 수 있다.

가열-및-냉각 스코어링 공정에서 냉각 매체를 가열된 구역에 분배하는 단계는:

a) 냉각 매체 노즐과 가열 지점 사이의 엄격한 정렬 요구조건의 완화;

b) 초기 결함을 전파하는데 필요한 물의 양의 감소; 및/또는

c) 냉각 구역을 가열된 구역의 열적 프로파일에 맞추기 위하여 가열된 구역의 상이한 부분에 상이한 양의 냉각 매체를 이송시켜 상기 냉각 구역을 형성하는 능력의 향상을 야기시킬 수 있다.

본 발명의 상기 기재한 실시예, 특히 임의의 "바람직한"나 또는 "일례의" 실시예는 단지 본 발명의 명확한 이해를 돕기 위해 설명된 실시예 임을 알 수 있을 것이다. 많은 수정 및 변경이 본 발명의 사상 및 범주 내에서 본 발명의 상기 기재한 실시예에 대해 만들어질 수 있다. 이러한 모든 변경 및 수정이 본 발명의 범주 내에서 이루어질 수 있으며 아래 기재된 청구범위로 보호받을 것이다.

예를 들면, 노즐 진동 실시예와 스트림 차단 실시예가 별도로 언급되어 있지만, 이들은 함께 사용될 수 있다. 이렇게 함으로써 냉각 구역의 형상/위치에 있어서, 또는 설계상 적용성이 보다 우수해질 수 있다.

Claims (24)

1. 유리 스코어링 방법으로서,
   제 1 방향으로 뻗어있는 라인을 따라서 스코어될 유리를 가열하는 단계; 및
   상기 라인을 따라서 가열된 유리를 냉각하는 단계를 포함하고,
   상기 가열된 유리를 냉각하는 단계는,
   상기 가열된 유리 상의 목표 위치상에 충돌하도록 냉각 매체를 배출하는 단계를 포함하며, 상기 목표 위치는 상기 가열된 유리에 대해 상기 제 1 방향으로 이동하고, 또한 상기 목표 위치는 상기 목표 위치가 상기 제 1 방향으로 이동함에 따라 소정의 주파수 및 진폭으로 진동하는 유리 스코어링 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 목표 위치상에 충돌하도록 냉각 매체를 배출하는 단계는 상기 목표 위치에 충돌하는 액적을 형성하기 위하여 액체를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 스코어링 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 목표 위치상에 충돌하도록 냉각 매체를 배출하는 단계는 노즐로부터 액체를 배출하는 단계와, 노즐 주파수 및 노즐 진폭에서 상기 노즐을 진동하는 단계를 포함하고, 상기 노즐은 직경을 갖는 오리피스를 포함하고, 상기 액체는 상기 오리피스로부터 유동율로 배출되고, 또한 상기 노즐로부터 배출된 액체가 상기 목표 위치에 충돌하는 액적을 형성하도록 상기 노즐 주파수, 노즐 진폭, 오리피스 직경, 및 유동율이 정해지는 것을 특징으로 하는 유리 스코어링 방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 목표 위치는 100mm/s 내지 1000mm/s의 속도에서 상기 제 1 방향으로 가열된 유리에 대해 이동하고;
   상기 노즐 주파수의 범위는 30Hz 내지 20KHz이고;
   상기 오리피스 직경의 범위는 0.1㎜ 내지 0.4㎜이며;
   상기 유동율의 범위는 5㎤/min 내지 70㎤/min인 것을 특징으로 하는 유리 스코어링 방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 노즐 진폭은, 상기 노즐로부터 상기 유리까지의 거리의 범위가 60mm 내지 80mm일 때 상기 액적이 서로 1mm 내지 25mm 분리된 경계 내의 상기 유리를 타격하도록, 형성되는 것을 특징으로 하는 유리 스코어링 방법.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 목표 위치상에 충돌하도록 냉각 매체를 배출하는 단계는 노즐로부터 상기 냉각 매체를 배출하는 단계와, 노즐 주파수 및 노즐 진폭에서 상기 노즐을 진동하는 단계를 포함하고, 상기 노즐은 직경을 갖는 오리피스를 포함하고, 상기 냉각 매체는 어느 한 압력으로 상기 노즐에 공급되고, 또한 상기 노즐로부터 배출된 상기 냉각 매체가 상기 가열된 유리를 충돌하는 스트림을 형성하도록 상기 노즐 주파수, 노즐 진폭, 오리피스 직경, 및 압력이 결정되는 것을 특징으로 하는 유리 스코어링 방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 냉각 매체는 액체이고, 또한
   상기 목표 위치는 100mm/s 내지 1000mm/s의 속도에서 상기 제 1 방향으로 가열된 유리에 대해 이동하고;
   상기 노즐 주파수의 범위는 20Hz 내지 200Hz이고;
   상기 오리피스 직경의 범위는 0.1mm 내지 0.4mm이며;
   상기 유체 압력의 범위는 40psi 내지 50psi인 것을 특징으로 하는 유리 스코어링 방법.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 목표 위치는 2개의 방향으로 진동되는 것을 특징으로 하는 유리 스코어링 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 2개의 방향의 진동은 서로 직교하는 것을 특징으로 하는 유리 스코어링 방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 2개의 방향의 진동 중 하나의 진동은 실질적으로 평행하거나 또는 상기 제 1 방향과 일치하는 것을 특징으로 하는 유리 스코어링 방법.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 목표 위치가 상기 제 1 방향으로 이동함에 따라 상기 주파수 및 진폭 중 하나 이상이 변경되는 것을 특징으로 하는 유리 스코어링 방법.
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 목표 위치상에 충돌하도록 냉각 매체를 배출하는 단계는 복수의 노즐로부터 액체를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 스코어링 방법.
13. 유리 스코어링 방법으로서,
    제 1 방향으로 뻗어있는 라인을 따라서 스코어될 유리를 가열하는 단계; 및
    상기 라인을 따라서 가열된 유리를 냉각하는 단계를 포함하고,
    상기 가열된 유리를 냉각하는 단계는
    상기 가열된 유리에 충돌하기 위하여 노즐로부터 냉각 매체를 배출하는 단계; 및
    액적의 반복된 패턴을 소정의 주파수에서 단속적으로 만들기 위해 상기 냉각 매체를 배출하는 단계를 조정하는 단계를 포함하는 유리 스코어링 방법.
14. 청구항 13에 있어서,
    액적의 반복된 패턴을 소정의 주파수에서 단속적으로 만들기 위해 상기 냉각 매체를 배출하는 단계를 조정하는 단계는
    소정의 주파수 및 소정의 진폭에서 상기 노즐을 진동시키는 단계;
    상기 노즐로부터의 냉각 매체의 유동을 차단하기 위하여 상기 노즐과 상기 유리 사이에 초퍼를 단속적으로 물리적으로 배치하는 단계; 및
    상기 노즐로 이송되는 상기 냉각 매체의 유동율 및/또는 압력을 변경하는 단계 중 하나 이상의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 스코어링 방법.
15. 유리 스코어링 기기로서,
    유리가 스코어되는 라인과 평행한 제 1 방향으로 상기 유리에 대해 이동하도록 구성되고 배치된 가열 장치; 및
    상기 가열 장치에 인접하여 배치되고, 상기 가열 장치에 이어서 상기 제 1 방향으로 상기 유리에 대해 이동하도록 구성되고 배치된 냉각 장치를 포함하고,
    상기 냉각 장치는
    하나 이상의 노즐;
    소정의 노즐 주파수 및 노즐 진폭에서 하나 이상의 노즐을 진동시키도록 상기 하나 이상의 노즐과 연결된 드라이버를 포함하는 유리 스코어링 기기.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 드라이버는 상기 노즐을 제 2 방향으로 진동시키도록 상기 하나 이상의 노즐과 연결되고, 소정의 제 2 노즐 주파수 및 제 2 노즐 진폭에서 상기 하나 이상의 노즐을 제 3 방향으로 진동시키도록 상기 하나 이상의 노즐과 연결된 제 2 드라이버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 스코어링 기기.
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 드라이버 및 상기 제 2 드라이버는 상기 제 2 방향이 상기 제 3 방향과 직교하도록 상기 하나 이상의 노즐과 연결되는 것을 특징으로 하는 유리 스코어링 기기.
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제 2 방향과 상기 제 3 방향 중 어느 한 방향은 실질적으로 평행하거나 또는 상기 제 1 방향과 일치하는 것을 특징으로 하는 유리 스코어링 기기.
19. 청구항 15에 있어서,
    상기 노즐은 오리피스를 포함하고, 상기 오리피스의 직경의 범위는 0.1mm 내지 0.3mm인 것을 특징으로 하는 유리 스코어링 기기.
20. 유리 스코어링 기기로서,
    유리가 스코어되는 라인과 평행한 제 1 방향으로 상기 유리에 대해 이동하도록 구성되고 배치된 가열 장치; 및
    상기 가열 장치에 인접하여 배치되고, 상기 가열 장치에 이어서 상기 제 1 방향으로 상기 유리에 대해 이동하도록 구성되고 배치된 냉각 장치를 포함하고,
    상기 냉각 장치는
    하나 이상의 노즐; 및
    액적이 사이 상기 유리에 충돌하도록 하나 이상의 노즐로부터의 냉각-매체 액적의 반복된 패턴을 단속적으로 만드는 수단을 포함하는 것을 유리 스코어링 기기.
21. 청구항 20에 있어서,
    상기 냉각-매체 액적의 반복된 패턴을 단속적으로 만드는 수단은
    소정의 주파수 및 소정의 진폭에서 상기 하나 이상의 노즐을 진동시키는 드라이버;
    상기 하나 이상의 노즐과 상기 유리 사이에 물리적으로 배치된 초퍼와, 상기 초퍼가 상기 하나 이상의 노즐로부터의 냉각 매체의 유동을 단속적으로 차단하게 하는 드라이버; 및
    액적이 상기 노즐로부터 단속적으로 배출되게 하는 압력 변경 장치 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 스코어링 기기.
22. 유리 시트 제조 방법으로서,
    유리 리본을 제조하는 단계;
    청구항 1에 따라 상기 유리 리본을 스코어링 하는 단계; 및
    상기 유리 리본의 일부를 다른 한 부분으로부터 분리하기 위해 스코어 라인에 대해 상기 유리 리본을 구부리는 단계를 포함하는 유리 시트 제조 방법.
23. 청구항 22에 있어서,
    상기 스코어 라인은 상기 유리 리본의 중앙선에 직교하는 것을 특징으로 하는 유리 시트 제조 방법.
24. 냉각 매체는 계면활성제를 포함하는 청구항 1 내지 23 중 어느 한 항에 따른 기기나 방법.

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