KR20150123845A - 얇은 유리 패널 제조 방법 - Google Patents

얇은 유리 패널 제조 방법 Download PDF

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KR20150123845A
KR20150123845A KR1020157025627A KR20157025627A KR20150123845A KR 20150123845 A KR20150123845 A KR 20150123845A KR 1020157025627 A KR1020157025627 A KR 1020157025627A KR 20157025627 A KR20157025627 A KR 20157025627A KR 20150123845 A KR20150123845 A KR 20150123845A
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토마스 마이클 클리어리
래리 지니 스미쓰
차드 엠. 윌콕스
춘헤 장
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

유리 패널 제조 방법은 유리 시트의 제 1 주요 표면과 제 2 주요 표면 사이에 대략 1.6 mm보다 작은 두께를 갖는 유리 시트를 제공하는 단계를 포함한다. 본 방법은 경계 스코어 라인 및 릴리프 스코어 라인을 제공하기 위하여 유리 시트의 제 1 주요 표면을 스코어링 하는 단계를 포함한다. 여러 실시예에 있어서, 본 방법은 경계 스코어 깊이보다 더 큰 릴리프 스코어 깊이를 제공한다. 다른 일 실시예에서, 본 방법은 70이거나 이보다 큰 쇼어 A 경도를 갖는 컨베이어 벨트에 유리 시트를 배치시키는 단계를 포함한다. 다른 실시예에 있어서, 너무 큰 템플레이트로써 유리 시트를 파단하는 방법이 제공된다.

Description

얇은 유리 패널 제조 방법{Methods of Manufacturing a Thin Glass Pane}
본 출원은 2013년 02월 25일에 출원된 미국 가출원번호 제61/768,887호를 우선권 주장하고 있으며, 이 우선권의 내용은 참조를 위해 본 명세서에 모두 통합되어 있다.
본 발명은 전반적으로 얇은 유리 패널(glass pane) 제조 방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 경계 스코어 라인(boundary score line) 및 릴리프 스코어 라인(relief score line)을 제공하기 위해 제 1 주요 표면을 스코어링 하는 단계를 포함한 얇은 유리 패널 제조 방법에 관한 것이다.
비교적 두꺼운 소다 석회 유리로 성형된 유리 패널을 갖는 차량의 윈도우 제조가 알려져 있다. 차량용 유리 윈도우는 4 mm의 총 두께를 갖는 유리 및/또는 유리 적층부를 포함할 수 있다.
이러한 유리 윈도우 구성은 충분한 강도를 제공할 수 있다. 그러나, 비교적 두꺼운 유리 윈도우는 차량의 연비를 감소시키고 CO2 배출을 증가시킬 수 있는 차량에 중량을 특히 부가할 수 있다.
아래 기재된 사항은 상세한 설명에 기재된 여러 예시적인 특징의 기본적인 이해를 돕기 위해 본 발명의 간략한 요약을 나타내고 있다.
본 발명의 제 1 실시예 특징에 따라, 유리 패널 제조 방법은 유리 시트의 제 1 주요 표면과 제 2 주요 표면 사이에 대략 1.6 mm 보다 작은 두께를 갖는 유리 시트를 제조하는 단계 (I)를 포함한다. 상기 방법은 경계 스코어 라인에 경계 스코어 깊이를 제공하기 위하여 유리 시트의 제 1 주요 표면을 스코어링 하는 단계 (Ⅱ)를 더 포함한다. 경계 스코어 라인은 적어도 부분적으로 유리 시트의 외측 주변부 영역과 중앙 목표 영역 사이에 분리 라인을 형성하기 위하여 상기 유리 시트의 중앙 목표 영역을 둘러싼다. 외측 주변부 영역은 유리 시트의 중앙 목표 영역을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 상기 방법은 릴리프 스코어 깊이를 적어도 하나의 릴리프 스코어 라인에 제공하기 위하여 유리 시트의 제 1 주요 표면을 스코어링 하는 단계 (Ⅲ)를 더 포함한다. 릴리프 스코어 라인은 외측 주변부 영역에 형성되고 경계 스코어 라인 쪽으로 뻗어있다. 릴리프 스코어 깊이는 경계 스코어 깊이보다 더 크다. 상기 방법은 분리 라인을 따라 유리 시트의 중앙 목표 영역으로부터 상기 유리 시트의 외측 주변부 영역을 파단(break away)하는 단계 (IV)를 더 포함한다.
제 1 특징의 일 실시예에 따라, 단계 (Ⅱ)는, 경계 스코어 깊이의 범위가 유리 시트의 두께의 대략 10% 내지 대략 20% 이도록, 상기 유리 시트의 제 1 주요 표면을 스코어링 한다.
제 1 특징의 다른 일 실시예에 따라, 단계 (Ⅲ)은, 릴리프 스코어 깊이의 범위가 유리 시트의 두께의 대략 20% 내지 대략 50% 이도록, 상기 유리 시트의 제 1 주요 표면을 스코어링 한다.
제 1 특징의 또 다른 일 실시예에 따라, 단계 (Ⅲ)은 중앙 목표 영역에 대해 반경방향으로 이격되고 각각 중앙 목표 영역쪽 방향으로 뻗어있는 복수의 릴리프 스코어 라인처럼 적어도 하나의 릴리프 스코어 라인을 제공한다.
제 1 특징의 또 다른 일 실시예에 따라, 단계 (IV)는 중앙 목표 영역을 둘러싸고 외측 주변부 영역 내에 위치된 힘 적용 경로(force application path)를 따라서 파단 력을 가하는 단계를 포함한다. 예를 들면, 단계 (IV)는 힘 적용 경로를 따라서 주행하는 힘 적용기(force applicator)로써 파단 력을 가하는 단계를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 단계 (IV)는 대략 6 mm 내지 대략 18 mm의 분리 라인으로부터 거리로 이격된 힘 적용 경로를 제공할 수 있다.
제 1 특징의 다른 일 실시예에 따라, 단계 (Ⅲ)은, 적어도 하나의 릴리프 스코어 라인이 경계 스코어 라인으로부터의 갭 만큼 이격되고 외측 주변부 영역 내에 위치된 단부 점까지 경계 스코어 라인쪽으로 뻗어있도록, 제 1 주요 표면을 스코어링한다.
제 1 특징은 상기 기재된 제 1 특징의 실시예 만으로 또는 상기 실시예나 이들의 조합된 실시예로 실행될 수 있다. 본 발명의 제 2 특징에 따라, 유리 패널 제조 방법은 유리 시트의 제 1 주요 표면과 제 2 주요 표면 사이에서 대략 1.6 mm보다 작은 두께를 유리 시트에 제공하는 단계 (I)를 포함한다. 본 방법은 70 이거나 이보다 더 큰 쇼어 A 경도를 갖는 컨베이어 벨트 상에 유리 시트를 배치하는 단계 (Ⅱ)를 더 포함한다. 본 방법은 유리 시트의 중앙 목표 영역과 외측 주변부 영역 사이에 분리 라인을 형성하기 위하여, 상기 유리 시트의 중앙 목표 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸는 경계 스코어 라인을 제공하기 위하여 컨베이어 벨트에 의해 지지된 상기 유리 시트의 제 1 주요 표면을 스코어링 하는 단계 (Ⅲ)를 더 포함한다. 외측 주변부 영역은 유리 시트의 중앙 목표 영역을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 본 방법은 경계 스코어 라인 쪽으로 뻗어있고 외측 주변부 영역에 형성된 적어도 하나의 릴리프 스코어 라인을 제공하기 위해 컨베이어 벨트에 의해 지지된 유리 시트의 제 1 주요 표면을 스코어링 하는 단계 (IV)를 더 포함한다. 본 방법은 분리 라인을 따라서 유리 시트의 중앙 목표 영역으로부터 상기 유리 시트의 외측 주변부 영역을 파단하는 단계 (V)를 더 포함한다.
제 2 특징의 일 실시예에 따라, 본 방법은 중앙 목표 영역의 풋프린트보다 더 큰 풋프린트를 갖는 실질적으로 강성의 템플레이트(template)로써 컨베이어 벨트를 지지하는 단계를 포함하고 그리고 여기서 상기 템플레이트는 분리 라인과 기하학적으로 유사한 외측 주변부를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 템플레이트는 선택적으로 대략 1.5 mm 내지 대략 3 mm의 두께를 갖는다. 부가적으로 또는 대안적으로, 다른 일 실시예에서, 템플레이트는, 상기 템플레이트의 외측 주변부와 분리 라인 사이의 너무 큰 치수가 대략 1.5 mm 내지 대략 3 mm이도록, 중앙 목표 영역과 정렬된다.
제 2 특징의 다른 일 실시예에 따라, 단계 (Ⅱ)는 경계 스코어 깊이를 경계 스코어 라인에 제공하기 위하여 유리 시트의 제 1 주요 표면을 스코어링 하는 단계를 포함한다. 더욱이, 단계 (Ⅲ)은 릴리프 스코어 깊이를 적어도 하나의 릴리프 스코어 라인에 제공하기 위하여, 유리 시트의 제 1 주요 표면을 스코어 하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 릴리프 스코어 깊이는 상기 경계 스코어 깊이보다 더 크다.
제 2 특징의 또 다른 실시예에 따라, 단계 (Ⅱ)는, 경계 스코어 라인의 경계 스코어 깊이가 유리 시트의 두께의 대략 10% 내지 대략 20% 이도록, 상기 유리 시트의 제 1 주요 표면을 스코어 가공한다.
제 2 특징의 또 다른 실시예에 있어서, 단계 (Ⅲ)은, 릴리프 스코어 라인의 릴리프 스코어 깊이가 유리 시트의 두께의 대략 20% 내지 대략 50%이도록, 상기 유리 시트의 제 1 주요 표면을 스코어 가공한다.
제 2 특징의 다른 실시예에 있어서, 단계 (V)는, 중앙 목표 영역을 둘러싸고 외측 주변부 영역 내에 위치된 힘 적용 경로를 따라서 주행하는 힘 적용기로써 파단 력을 가하는 단계를 포함한다. 선택적인 일 실시예에서, 단계 (V)는 대략 6 mm 내지 대략 18 mm의 분리 라인으로부터의 거리로 이격되어 있는 힘 적용 경로를 제공한다.
제 2 특징의 다른 일 실시예에 있어서, 단계 (Ⅲ)은, 적어도 하나의 릴리프 스코어 라인이 경계 스코어 라인쪽으로, 경계 스코어 라인으로부터의 갭만큼 이격된 외측 주변부 영역 내에 위치된 단부 점까지 뻗어있도록, 제 1 주요 표면을 스코어 가공한다.
제 2 특징은 상기 기재된 제 2 특징의 실시예로 또는 실시예나 조합된 실시예로 실행될 수 있다.
제 3 실시예 특징에 따라, 유리 패널 제조 방법은 유리 시트의 제 1 주요 표면과 제 2 주요 표면 사이에서 대략 1.6 mm보다 더 작은 두께를 갖는 유리 시트를 제공하는 단계 (I)를 포함한다. 본 방법은 대략 1.5 mm 내지 대략 3 mm의 두께를 갖는 실질적으로 강성의 템플레이트로써 지지된 컨베이어 벨트에 유리 시트를 배치시키는 단계 (Ⅱ)를 더 포함한다. 본 방법은 유리 시트의 중앙 목표 영역과 외측 주변부 영역 사이에 분리 라인을 형성하기 위하여, 상기 유리 시트의 중앙 목표 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸는 경계 스코어 라인을 제공하도록 컨베이어 벨트에 의해 지지된 상기 유리 시트의 제 1 주요 표면을 스코어링 하는 단계 (Ⅲ)을 더 포함한다. 외측 주변부 영역은 유리 시트의 중앙 목표 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸고, 강성의 템플레이트는 중앙 목표 영역의 풋프린트보다 더 큰 풋프린트를 포함하며, 그리고 상기 템플레이트는 분리 라인과 기하학적으로 유사한 외측 주변부를 포함한다. 본 방법은 경계 스코어 라인 쪽으로 뻗어있고 외측 주변부 영역에 형성된 적어도 하나의 릴리프 스코어 라인을 제공하도록 컨베이어 벨트에 의해 지지된 유리 시트의 제 1 주요 표면을 스코어링 하는 단계 (IV)를 더 포함한다. 본 방법은 또한 템플레이트의 외측 주변부와 분리 라인 사이의 너무 큰 치수가 대략 1.5 mm 내지 대략 3 mm이도록, 템플레이트를 중앙 목표 영역과 정렬시키는 단계 (V)를 더 포함한다. 본 방법은 분리 라인을 따라서 유리 시트의 중앙 목표 영역으로부터 상기 유리 시트의 외측 주변부 영역을 파단하도록, 중앙 목표 영역을 둘러싸고 상기 외측 주변부 영역 내에 위치된 힘 적용 경로를 따라서 주행하는 힘 적용기로써 파단 력을 가하는 단계 (VI)를 더 포함한다. 힘 적용 경로는 대략 6 mm 내지 대략 18 mm의 분리 라인으로부터의 거리로 이격된다.
제 3 특징은 70이거나 이보다 더 큰 쇼어 A 경도를 컨베이어 벨트에 가하는 단계를 제공할 수 있거나 이 단계를 조합한 단계를 제공할 수 있다.
본 발명의 이들 여러 특성, 특징 및 장점은 아래 기재된 상세한 설명이 도면을 참조된다면 보다 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 컨베이어 벨트 상에 위치된 유리 시트의 평면도이고;
도 2는 도 1의 선 2-2에 따른 단면도이고;
도 3은 도 2에 도시된 템플레이트의 주변 엣지 및 경계 스코어 라인과 관련된 힘 적용기의 확대도이고;
도 4는 도 2에 도시된 경계 스코어 라인을 스코어링 하는 스코어링 장치의 확대도이며; 그리고
도 5는 본 발명의 예시적인 방법에 따라 실행된 예시적인 방법 단계를 나타낸 플로우 차트이다.
본 방법은 본 발명의 예시적인 실시예가 나타나 있는 첨부 도면을 참조하여 아래에서 더욱 상세하게 기재되어 있다. 가능하다면, 동일한 부재번호는 동일하거나 유사한 부분을 지시하도록 도면에서 사용되고 있다. 그러나, 본 발명은 많은 상이한 형태로 구체화될 수 있고 설명된 실시예 만으로 한정되도록 구성되지 않음을 알 수 있을 것이다.
감소된 두께의 유리 패널이 제공되도록 요구된다. 이러한 유리 패널은 예를 들면, 종래의 윈도우 구성품을 통합한 차량에 비해 차량 배기 및 연비를 감소시키는 경량의 차량 윈도우를 제공하도록 사용될 수 있다. 종래 처리 기술에 의해 발생될 수 있는 결함이 없는 비교적 얇은 유리 시트로부터 유리 패널을 처리하기 위한 제조 기술이 제공되도록 더욱 요구된다. 본 발명의 특별한 특징부는 대략 1.6 mm보다 작거나, 예를 들면 대략 0.5 mm 내지 대략 1.6 mm, 예를 들면 대략 0.5 mm 내지 대략 1.1 mm의 두께를 갖는 얇은 유리 시트를 처리하는 동안에 달리 발생할 수 있는 곤란한 문제 없이 유리 시트로부터의 유리 패널의 파단을 가능하게 할 수 있다.
도 5를 살펴보면, 유리 패널 제조 방법은 유리 시트를 제공하는 단계(501)를 포함할 수 있다. 유리 시트는 폭넓은 범위의 방법으로 제공될 수 있으며, 이는 예를 들면, 상기 유리 시트가 하향 인발, 상향-인발, 플로트(float), 퓨전(fusion), 프레스 롤링(press rolling), 슬롯 인발 또는 여러 유리 성형 공정 기술을 통해 만들어진 유리 리본으로부터 얻어질 수 있다는 것이다. 일 실시예에 있어서, 유리 리본은 오염되지 않은(pristine) 표면을 갖는 유리를 만들기 위하여 성형 ?지(forming wedge)로부터 융합 하향 인발될 수 있다. 더욱이, 유리 리본은 대략 1.6 mm 두께보다 작은 두께나, 예를 들면 대략 0.5 mm 내지 대략 1.6 mm의 두께, 예를 들면 대략 0.5 mm 내지 대략 1.1 mm 두께로 인발될 수 있다. 이처럼, 유리 시트는 다양한 분리 기술(예를 들면, 기계식 및/또는 레이저 스코어링 또는 파단 기술)로써 적당한 크기를 갖는 유리 리본으로부터 제공될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 살펴보면, 유리 시트(101)의 제 1 주요 표면(103)과 제 2 주요 표면(105) 사이에서, 상기 유리 시트(101)에 대략 1.6 mm의 두께나, 예를 들면 대략 0.5 mm 내지 대략 1.6 mm의 두께, 예를 들면 대략 0.5 mm 내지 대략 1.1 mm의 두께("T")가 제공될 수 있다. 유리 시트(101)는, 상기 유리 시트(101)가 본 발명의 방법에 의해 만들어진 유리 패널(107)의 적용에 따라 만곡된 형상을 포함할 수 있을지라도, 실질적으로 평탄할 수 있다. 유리 시트(101)는 특별한 적용에 따라 폭넓은 범위의 유리 재료로부터 성형될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 유리 시트(101)는, 최종 유리 패널 구성을 형성하기 위한 처리 이후에, 내구성 있고 경량의 유리 패널을 제공하기 위하여 (예를 들면, 이온 교환 강화에 의해) 화학적으로 강화될 수 있는 유리 재료로부터 성형된다. 예를 들면, 유리 시트(101)는 아래에서 더욱 상세하게 기재된 바와 같은 유리 시트(101)로부터 파단된 유리 패널(107)을 얻도록 처리될 수 있는 여러 유리 조성(formulation), 알칼리-알루미노보로실리케이트 유리 또는 알루미노실리케이트 유리를 포함할 수 있다. 최종 형상으로 일단 처리된다면, 유리 패널(107)은 화학적으로 강화된 특성을 최종 유리 패널 구성에 제공하기 위하여 순차적으로 화학적으로 강화될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 방법은 도 1 및 도 3에 도시된 경계 스코어 라인(109)을 제공하도록 유리 시트(101)의 제 1 주요 표면(103)을 스코어링 하는 단계(503)를 더 포함할 수 있다. 경계 스코어 라인(109)은 분리 절차 동안에 응력을 집중시키는 작용을 할 수 있는 갈라진 틈(fissure), 홈 또는 여러 표면 결함을 포함할 수 있다. 경계 스코어 라인(109)은 경계 스코어 라인을 집중적으로 형성하도록 서로 정렬된 일련의 불연속성을 포함할 수 있거나 또는 실질적으로 연속일 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 경계 스코어 라인(109)은 경계 스코어 깊이(D1)를 포함할 수 있다. 경계 스코어 깊이(D1)는 유리 시트(101)의 중앙 목표 영역(106)에서의 칩핑(chipping) 및 여러 결함을 감소시키도록 비교적 얕게 선택될 수 있다. 깊이를 증가시키는 것은 감소된 힘 요구조건으로써 스코어 라인을 따라서 용이하게 파단할 수 있다는 장점을 가질 수 있다는 것이다. 그러나, 비교적 깊은 스코어 라인을 스코어링 하는 것은 중앙 목표 영역의 주변부에 남아있는 여러 결함, 크랙 또는 과도한 칩을 초래할 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 본 방법은, 경계 스코어 깊이(D1)가 유리 시트(101)의 두께("T")의 대략 10% 내지 대략 20%이도록, 제 1 주요 표면(103)을 스코어링 한다. 유리 시트(101)의 두께("T")의 대략 10% 내지 대략 20%의 스코어 깊이(D1)를 경계 스코어 라인(109)에 제공하는 것은 중앙 목표 영역의 주변부에서의 여러 결함, 크랙 및 과도한 칩의 최소화에 도움이 될 수 있게 하면서 유리 패널(107)을 상기 유리 시트(101)로부터 분리할 때 경계 스코어 라인에 따른 분리 크랙의 적당한 전파를 가능하게 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 경계 스코어 라인(109)은 유리 시트(101)의 중앙 목표 영역(106)을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 예를 들면, 경계 스코어 라인(109)은 유리 패널(107)로 파단될 수 있는 중앙 목표 영역(106)을 완전하게 둘러싸는 폐쇄된 루프 경계 스코어 라인을 포함할 수 있다. 경계 스코어 라인(109)은 유리 시트(101)의 중앙 목표 영역(106)과 외측 주변부 영역(113) 사이에 분리 라인(111)을 형성한다. 외측 주변부 영역(113)은 유리 시트(101)의 중앙 목표 영역(106)을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 외측 주변부 영역(113)은 중앙 목표 영역(106)과 외측 주변부 영역(113) 사이에서 폐쇄된 루프 분리 라인을 포함한 분리 라인(111)을 갖는 중앙 목표 영역(106)을 완전하게 둘러쌀 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 방법은 적어도 하나의 릴리프 스코어 라인을 제공하도록 스코어링 하는 단계(505)를 더 포함할 수 있다. 릴리프 스코어 라인은 분리 절차 동안에 응력 집중 작용을 할 수 있는 갈라진 틈, 홈 또는 여러 표면 결함을 포함할 수 있다. 릴리프 스코어 라인은, 상기 릴리프 스코어 라인을 집중적으로 형성하도록, 서로 정렬된 일련의 불연속성을 포함할 수 있거나 또는 실질적으로 연속일 수 있다. 화살표(507)로써 나타내어진 바와 같이, 단계(505)는 상기 기재된 경계 스코어 라인(109)을 제공하도록 스코어링 단계(503) 이후에 실행될 수 있다. 화살표(509)로써 나타내어진 바와 같이, 다른 실시예에 있어서, 릴리프 스코어 라인을 제공하기 위해 스코어링 하는 단계(505)는 먼저 실행될 수 있고, 그리고 이후에, 화살표(511)로써 나타내어진 바와 같이, 본 방법은 경계 스코어 라인을 제공하도록 스코어링 단계(503)로 순차적으로 진행할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 경계 스코어 라인 및 릴리프 스코어 라인은 동시에 스코어링 될 수 있거나 또는 여러 순서의 시간 조정으로 스코어링 될 수 있다.
단계(505)와 관련하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 방법은 경계 스코어 라인(109) 쪽으로 뻗어있고 외측 주변부 영역(113)에 형성된 적어도 하나의 릴리프 스코어 라인(115)을 제공하도록, 유리 시트(101)의 제 1 주요 표면(103)을 스코어링 하는 단계를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 단일의 릴리프 스코어 라인이 가능할지라도, 다수의 릴리프 스코어 라인이 중앙 목표 영역(106)에 대해 반경방향으로 이격되어 제공될 수 있으며 각각의 릴리프 스코어 라인이 중앙 목표 영역(106) 쪽 방향으로 뻗어있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이, 복수의 릴리프 스코어 라인(115)은 집중 방식의 패턴(hub and spoke pattern)으로 중앙 목표 영역(106)과 선택적으로 정렬될 수 있고, 상기 중앙 목표 영역(106)은 상기 중앙 목표 영역(106)에 대해 반경방향으로 이격되고 상기 중앙 목표 영역(106)으로부터 반경방향으로 멀리 뻗어있는 반경방향 스포크(spoke)처럼 뻗어있는 릴리프 스코어 라인(115)을 갖는 허브를 포함한다. 릴리프 스코어 라인(115)을 제공하는 것은 분리 라인(111)을 따라서 유리 시트(101)로부터 중앙 목표 영역(106)을 멀리 파단하는데 필요한 힘을 감소시키는데 도움이 될 수 있고 그리고 또한 비교적 복잡한 형상을 갖는 유리 패널을 파단할 수 있게 한다. 더욱이, 복수의 릴리프 스코어 라인(115)을 제공하는 것은 중앙 목표 영역(106)의 엣지 부분이나 표면에 결함이 발생할 수 있는 스트레스 집중 및 여러 상태로부터 중앙 목표 영역(106)을 분리시키는데 도움이 되면서, 유리 시트(101)로부터 중앙 목표 영역(106)을 멀리 제어하면서 파단하는데 도움이 되도록 외측 주변부 영역(113)의 부분을 제어하면서 파단할 수 있게 한다.
도 3에서 점선으로 나타내어진 바와 같이, 릴리프 스코어 라인(115)은 릴리프 스코어 깊이(D2)를 포함할 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 나타내어진 바와 같이, 릴리프 스코어 깊이(D2)는 경계 스코어 깊이(D1)보다 더 크다. 예를 들면, 여러 방법은, 릴리프 스코어 깊이(D2)가 유리 시트(101)의 두께("T")의 대략 20% 내지 대략 50% 이도록, 상기 유리 시트(101)의 제 1 주요 표면(103)을 스코어링 할 수 있다. 릴리프 스코어 깊이(D2)의 깊이를 증대시키는 것은 감소된 레벨의 힘으로써 릴리프 스코어 라인(115)을 따라서 크랙을 용이하게 전파시키는데 도움이 될 수 있다. 더욱이, 스코어링 공정 동안에 비교적 깊은 릴리프 스코어 라인(115)으로부터 초래된 증가된 칩, 크랙 또는 여러 결함은, 이들 결함을 포함한 외측 주변부 영역(113)이 순차적으로 유리 패널(107) 부근으로부터 파단되고 제거될 것이기 때문에, 중요하지 않다. 이처럼, 비교적 깊은 릴리프 스코어 라인(115)으로부터 초래된 여러 결함이 유리 시트의 외측 주변부 영역(113)에 의해 이동될 것이고 그리고 중앙 목표 영역(106)을 오염시키지 않을 것이다.
경계 스코어 라인(109) 및/또는 릴리프 스코어 라인(115)을 스코어링 하는 것은 폭넓은 범위의 기술로 실행될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 스코어링 하는 방법은, 여러 커팅 재료가 다른 실시예에서 사용될 수 있을지라도, 다결정의 다이아몬드를 포함할 수 있는 스코어링 휠(203)을 구비한 스코어링 장치(201)에 의해 실행될 수 있다. 더욱이, 스코어링 휠은 날카로운 팁 각도를 가질 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 스코어링 휠(203)의 팁 각도("A")의 범위는, 여러 팁 각도가 다른 실시예에서 제공될 수 있을지라도, 대략 110° 내지 대략 125° 일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 스코어링 휠(203)은, 여러 크기의 스코어링 휠이 다른 실시예에서 사용될 수 있을지라도, 대략 3mm의 직경을 포함할 수 있다.
스코어링 장치(201)는 스코어링 기술을 요구되는 패턴으로 실행할 수 있는 CNC(computer numeric controller) 또는 다른 자동화 시스템 하에서 모터에 의해 구동될 수 있다. 더욱이, 스코어링 장치(201)는, 상이한 스코어링 장치가 다른 실시예에서 제공될 수 있을지라도, 경계 스코어 라인(109) 및 릴리프 스코어 라인(115) 모두를 만들도록 작동될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 스코어링 장치(201)에 의해 가해진 하향 력은 팁 각도, 스코어링 휠 재료, 유리 특성, 시트 두께 및 여러 파라미터와 같은 다양한 파라미터에 따른 요구되는 깊이를 달성하도록 제어될 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 스코어링 장치(201)에 의해 가해진 하향 력은, 경계 스코어 라인(109)을 만들도록 사용된 힘과 비교되었을 때, 보다 큰 릴리프 스코어 깊이(D2)를 만들도록 릴리프 스코어 라인(115)을 만들 때 보다 더 클 수 있다. 예를 들면, 스코어링 장치(201)는 유리 시트(101)의 두께("T")의 대략 10% 내지 대략 20%의 경계 스코어 깊이(D1)를 갖는 경계 스코어 라인(109)을 만들도록 대략 45 N 내지 대략 55 N 범위 이내의 하향 력으로써 스코어링 하도록 사용될 수 있다. 스코어링 장치(201)는 또한 유리 시트(101)의 두께("T")의 대략 20% 내지 대략 50%의 릴리프 스코어 깊이(D2)를 갖는 릴리프 스코어 라인(115)을 만들도록, 대략 55 N 내지 대략 65 N 범위 내의 하향 력으로써 스코어링 하도록 사용될 수 있다.
여러 실시예에 있어서, 30 m/min 내지 150 m/min 범위의 스코어링 속도와, 45 N 내지 55 N 범위의 제어된 하향-력과, 그리고 3 mm 직경의 스코어링 휠이 약 100 ㎛의 손상 (중간 크랙) 깊이를 갖는 총 경로에서 일정한 스코어 라인을 초래할 수 있고, 이 경우 엣지 칩핑의 크기가 30 ㎛보다 작게 상당하게 감소될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 단계(505) 동안에, 본 방법은, 적어도 하나의 릴리프 스코어 라인(115)이 경계 스코어 라인(109)으로부터의 갭(118) 만큼 이격되고 그리고, 경계 스코어 라인(109) 쪽으로, 외측 주변부 영역(113) 내에 위치된 단부 점(117)까지 뻗어있도록, 제 1 주요 표면(103)을 스코어링 하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 경계 스코어 라인(109)을 스코어링 하는 단계(503)가 먼저 실행된다면, 릴리프 스코어 라인(115)은 단부 점(117)에서 시작하여 스코어링될 수 있고 그리고 이후에 유리 시트(101)의 외측 엣지(119) 쪽 방향으로 스코어링 된다. 대안적으로, 릴리프 스코어 라인(115)은 외측 엣지(119)로부터 시작하여 스코어링될 수 있고 그리고 이후 경계 스코어 라인(109) 쪽 방향으로 스코어링되고 그리고 갭(118)이 상기 경계 스코어 라인(109)과 상기 릴리프 스코어 라인(115) 사이에 존재하도록 단부 점(117)에서 종결된다. 단계(505)가 단계(503) 이전에 실행된다면, 이후 경계 스코어 라인은, 갭(118)이 대응하는 단부 점(117)과 경계 스코어 라인(109) 사이에 존재하는 방식으로, 단계(503) 동안에 제공될 수 있다. 갭(118)을 제공하는 것은 중앙 목표 영역(106)의 주변부를 손상시키고 분리 라인(111)을 통과하는 릴리프 컷(cut)의 단부 점에서의 결함에 의해 달리 발생할 수 있는 중앙 목표 영역(106)으로의 손상을 방지하는데 도움이 된다.
도 5에 또한 도시된 바와 같이, 본 방법은 유리 시트(101)를 컨베이어 벨트(121)에 배치시키는 선택적인 단계(513)를 더 포함할 수 있다. 컨베이어 벨트(121)는 복수의 유리 패널(107)을 신속하게 만들도록 조립 라인에 따른 자동화 처리를 촉진시키는데 도움이 될 수 있다. 여러 다른 실시예에 있어서, 컨베이어 벨트(121)는 70이거나 이보다 더 큰 쇼어 A 경도를 포함한다. 70이거나 이보다 더 큰 쇼어 A 경도를 갖는 비교적 강성의 컨베이어 벨트(121)를 제공하는 것은, 특히 경계 스코어 라인(109)의 스코어링과 관련하여, 스코어링 절차에 도움이 될 수 있다. 실제로, 70이거나 이보다 더 큰 쇼어 A 경도를 갖는 컨베이어 벨트(121)를 제공하는 것은, 경계 스코어 라인(109)을 스코어링할 때, 유리 시트(101)의 국부 구부러짐을 방지하는데 도움이 될 수 있어, 칩, 크랙, 또는 중앙 목표 영역(106)을 달리 손상시킬 수 있는 여러 결함을 최소화하는데 도움이 된다. 컨베이어 벨트(121)는 또한 유리 시트(101)의 국부 구부러짐을 방지하는데 더욱 도움이 되도록 비교적 미세한 구조(texture)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 컨베이어 벨트(121)에는 예를 들면, 0.5 mm 보다 작은 특징부 높이와 0.5 mm 보다 작은 특징부 간격을 갖는 비교적 미세한 구조가 제공될 수 있다. 예를 들면, 컨베이어 벨트(121)의 지지 표면 지형은 종종 거칠고 이에 따라서 실질적으로 매끈하지 않다. 거친 표면은 유리 시트(101)의 국부 구부러짐 방지에 도움이 되도록 0.5 mm 보다 작은 높이와 0.5 mm 보다 작은 간격을 가질 수 있는 거친 표면에서의 돌출부(peak)와 같은 특징부를 구비한다. 다른 실시예에 있어서, 컨베이어 벨트(121)의 지지 표면 지형은 0.5 mm 보다 상당하게 작은 간격과 높이를 갖는 표면 특징부나 실질적으로 인식가능하지 않는 표면 특징부를 갖는 실질적으로 매끈한 표면을 가질 수 있다.
컨베이어 벨트에는 또한 유리 시트(101)를 지지하도록 사용된 컨베이어 벨트(121)의 표면 오염으로부터 표면 부스러기를 제거하도록 설계된 세정 메카니즘, 예를 들면 연속 세정 메카니즘이 제공될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 컨베이어 벨트(121)에는 습윤 환경이나 건조 환경에서 사용될 수 있는 회전 브러쉬(213)가 제공될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 컨베이어 벨트(121)에는 단일의 유체 세정 노즐이나 유체 세정 노즐(215)의 어레이가 제공될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 세정 노즐(215)의 어레이가 제공되고, 이를 통한 공기나 또는 물 제트가 컨베이어 벨트(121)의 표면을 세정하도록 사용된다. 세정제는 건조 공기 또는 임의의 무해한 액체 또는 임의의 조합일 수 있어 벨트 세정의 목표를 달성할 수 있다. 회전 브러쉬(213) 및/또는 유체 세정 노즐(215)은 처리를 위해 어느 한 유리 시트(101)를 지지하는 컨베이어 벨트를 준비하기 위해 컨베이어 벨트(121) 부근으로부터 유리 칩, 유리 파편, 또는 여러 단단한 파티클이나 부스러기를 제거할 수 있다. 컨베이어 벨트(121)를 세정하는 것은, 임의의 부스러기가 컨베이어 벨트(121)의 표면에 지지되는 제 2 주요 표면(105)에 손상(예를 들면, 칩핑, 크랙킹, 스크래칭 등)을 야기시킬 수 있는 비순응성(noncompliant)의 비교적 단단한 컨베이어 벨트에 의해 유리 시트(101)에 대해 가압될 수 있기 때문에, 유리의 비교적 얇은 시트를 지지하도록 사용되는 70이거나 이보다 더 큰 쇼어 A 경도를 갖는 비교적 단단한 컨베이어 벨트에 대해 특히 유리할 수 있다.
날카로운 팁 각도(예를 들면, 대략 110° 내지 대략 125°의 팁 각도(A))를 갖는 다결정의 다이아몬드나 이와 유사한 재료의 스코어링 휠(203)의 사용과 조합하여 70이거나 이보다 더 큰 쇼어 A 경도를 갖는 비교적 단단한 컨베이어 벨트의 조합은 칩, 크랙 및/또는 중앙 목표 영역(106)의 주변부 부분을 오염시키는 여러 결함이 실질적으로 없거나 최소로 한 상태에서, 요구되는 경계 스코어 깊이(D1)(예를 들면, 유리 시트(101)의 두께("T")의 대략 10% 내지 대략 20%의 경계 스코어 깊이(D1))를 깨끗한 경계 스코어 라인(109)에 제공하는데 도움이 되도록 특히 조합하여 사용될 수 있다.
도 5를 살펴보면, 본 방법은 유리 시트(101)의 중앙 목표 영역(106)으로부터 분리 라인(111)을 따라서 상기 유리 시트(101)의 외측 주변부 영역(113)을 멀리 파단하는 단계(515)를 또한 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 외측 주변부 영역(113)에 힘이 가해질 수 있고 여기서 크랙이 릴리프 스코어 라인(115)을 따라서, 갭(118)을 통해, 경계 스코어 라인(109)으로 전파할 수 있고, 이후에 분리 라인(111)을 따라서 중앙 목표 영역(106)으로부터 외측 주변부 영역(113)을 파단하여 유리 패널(107)을 제공한다. 도 1에 도시된 복수의 릴리프 스코어 라인(115)을 포함한 실시예에 있어서, 상기 릴리프 스코어 라인(115)은, 외측 주변부 영역(113)의 상이한 섹션이 중앙 목표 영역(106)으로부터 용이하게 파단할 수 있도록, 상기 외측 주변부 영역(113)을 섹션으로 나누는데 도움이 될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 파단하는 단계(515)는 중앙 목표 영역(106)을 둘러싸고 그리고 외측 주변부 영역(113) 내에 위치된 힘 적용 경로(123)를 따라 파단 력을 가하는 단계를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 힘 적용 경로(123)는 분리 라인(111)의 형상과 기하학적으로 유사한 형상을 갖는다. 일 실시예에 있어서, 힘 적용 경로(123)는 대략 6 mm 내지 대략 18 mm의, 분리 라인으로부터의 거리(301)로 이격된다. 이처럼, 적용 력 및/또는 굽힘 모우멘트는 중앙 목표 영역(106)의 주변부에 대해 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 가압 부재는 힘 적용 경로(123)의 형상과 맞춰지는 형상을 갖는 플런저 부재를 포함할 수 있다. 예로서, 플런저는, 실질적으로 동시에 외측 주변부 영역(113)의 모든 부분을 파단하도록 힘 적용 경로(123)의 각각의 부분을 동시에 가압하도록 힘을 가할 수 있는 주변 링을 포함할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 파단하는 단계(515)는 힘 적용 경로(123)를 따라서 주행하는 힘 적용기(211)로써 파단 력을 가함으로써 실행될 수 있다. 도 3을 참조하면, 일 실시예에 있어서, 힘 적용기(211)는 롤링 브레이킹 헤드(303, rolling breaking head)를 포함할 수 있으며, 상기 롤링 브레이킹 헤드는 예를 들면, 고무로 커버된 폴리아미드 또는 스틸로 만들어지고 대략 10 mm 내지 대략 25 mm, 예를 들면 대략 10 mm 내지 대략 15 mm의 직경을 갖는다. 힘 적용기(211)는 예를 들면, 30 N(즉, 30 Newtons)보다 더 작은 접근 제어력으로 작동되어, 다른 점에서 유리 시트를 산산 조각낼 수 있는 국부 충격을 피할 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 각각의 릴리프 스코어 라인(115) 사이에 위치된 외측 주변부 영역(113)의 섹션이 전체 외측 주변부 영역(113)을 실질적으로 동시에 파단하고자 할 때 발생할 수 있는 비교적 강한 파단의 경우로 만들어진 과도한 힘을 피하기 위해, 제어된 방식으로 연속적으로 파단될 수 있도록, 컴퓨터 시스템은 다양한 제어된 하향-력의 영향을 받으면서 임의의 요구되는 경로로 3개의 방향으로 힘 적용기(211)를 이동시킬 수 있다.
파단하는 단계는 또한 실질적으로 강성의 템플레이트(205)로써 컨베이어 벨트(121)를 지지하는 단계를 포함할 수 있다. 템플레이트(205)는 플라스틱 또는 금속과 같은 상당한 강성의 재료로 만들어질 수 있고, 그 체적 탄성률(bulk modulus)은 예를 들면, 대략 4 GPa이거나 이보다 더 크다. 일 실시예에 있어서, 템플레이트(205)는 중앙 목표 영역(106)의 풋프린트보다 더 큰 풋프린트를 갖는 형상을 형성하는 템플레이트(205)의 외측 엣지에 의해 형성된 외측 주변부(209)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 도 1에서의 컨베이어 벨트(121) 아래 점선으로 도시된 외측 주변부(209)로써 명확한 바와 같이, 상기 외측 주변부(209)는 분리 라인(111)과 기하학적으로 유사하고 그리고 중앙 목표 영역(106)의 풋프린트보다 더 큰 풋프린트를 형성한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 템플레이트(205)는, 분리 라인(111)과 템플레이트(205)의 외측 주변부(209) 사이의 너무 큰 치수(305)의 범위가 대략 1.5 mm 내지 대략 3 mm이도록, 중앙 목표 영역(106)과 정렬될 수 있다. 너무 큰 치수(305)는 외측 주변부(209)에 대한 피벗 점이 촉진될 수 있어 파단을 용이하게 한다. 비록 도시되지 않았을지라도, 템플레이트(205)의 중앙 부분이 컨베이어 벨트에 대해 중앙 목표 영역(106)의 상당한 유지를 용이하게 하기 위하여 컨베이어 벨트(121)에서의 유사한 진공 포트와 정렬될 수 있는 진공 포트의 패턴을 포함할 수 있다. 이처럼, 중앙 목표 영역(106)은 본 발명의 스코어링 단계 및/또는 파단 단계 동안에 컨베이어 벨트(121)에 대해 진공으로써 유지될 수 있다. 비교적 작은 진공 포트는 유리 시트의 스코어링 처리 동안에 상기 유리 시트의 구부러짐을 방지하고 안정될 수 있도록 제공될 수 있다(예를 들면, 1/8 인치 보다 작게).
또한 도 3에 도시된 바와 같이, 템플레이트는 이처럼 대략 1.5 mm 내지 대략 3 mm의 두께(307)를 포함할 수 있다. 이러한 템플레이트 두께는 외측 주변부 영역(113)의 적당한 굽힘을 허용할 수 있어 중앙 목표 영역(106)으로부터의 외측 주변부 영역(113)의 파단을 실행할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 특정 치수의 구성 셋업이 1.6 mm보다 작은 두께나, 대략 0.5 mm 내지 대략 1.6 mm의 두께나, 대략 0.5 mm 내지 대략 1.1 mm의 두께의 유리 시트를, 중앙 목표 영역(106)으로부터 외측 주변부 영역(113)을 효과적으로 파단하는 유리한 파단 환경에 제공할 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 본 방법은 유리 시트(101)의 제 1 주요 표면(103)과 제 2 주요 표면(105) 사이에서 대략 0.5 mm 내지 대략 1.6 mm의 두께를 갖는 상기 유리 시트(101)를 제공하는 단계(501)를 포함할 수 있다. 본 방법은 이때 컨베이어 벨트에 유리 시트(101)를 배치시키는 단계(513)를 포함할 수 있다. 컨베이어 벨트(121)는 예를 들면, 대략 1.5 mm 내지 대략 3 mm의 두께(307)를 갖는, 실질적으로 강성의 템플레이트(205)에 의해 지지될 수 있다. 컨베이어 벨트(121)는 스코어링 단계(503 및/또는 505) 동안에, 이들 스코어링 단계가 실행되면서, 상기 컨베이어 벨트(121)가 실질적으로 강성의 컨베이어 지지 부재(207)로써 지지될 수 있을지라도, 템플레이트(205)에 의해 지지될 수 있다.
템플레이트(205)나 또는 지지 부재(207)에 의해 지지되거나 지지되지 않건 간에, 본 방법은 이후 컨베이어 벨트(121)에 의해, 예를 들면 상기 기재된 여러 특징부가 제공되거나 포함되고 및/또는 70이거나 이보다 더 큰 쇼어 A 경도를 갖는 컨베이어 벨트에 의해 지지되는 제 1 주요 표면(103)을 스코어링 하는 단계(503)를 포함할 수 있다. 컨베이어 벨트(121)에 의해 지지된 제 1 주요 표면(103)을 스코어링 하는 단계(503)는 유리 시트(101)의 중앙 목표 영역(106)과 외측 주변부 영역(113) 사이에 분리 라인(111)을 형성하기 위해, 상기 유리 시트(101)의 중앙 목표 영역(106)을 적어도 부분적으로 예를 들면 전체적으로 둘러싸는 경계 스코어 라인(109)을 제공할 수 있다. 외측 주변부 영역(113)은 유리 시트(101)의 중앙 목표 영역(106)을 적어도 부분적으로, 예를 들면 전체적으로 둘러싼다.
템플레이트(205)나 또는 지지 부재(207)에 의해 지지되거나 지지되지 않건 간에, 본 방법은 경계 스코어 라인(109) 쪽으로 뻗어있고 외측 주변부 영역(113)에 형성된 적어도 하나의 릴리프 스코어 라인(115)을 제공하도록 컨베이어 벨트(121)에 의해 지지된 유리 시트(101)의 제 1 주요 표면(103)을 스코어링 하는 단계(505)를 더 포함한다.
강성의 템플레이트(205)는 중앙 목표 영역(106)의 풋프린트보다 더 큰 풋프린트를 포함할 수 있고 이 경우 상기 템플레이트는 분리 라인(111)과 기하학적으로 유사한 외측 주변부를 포함한다. 본 방법은, 분리 라인(111)과 템플레이트(205)의 외측 주변부(209) 사이에 너무 큰 치수(305)의 범위가 대략 1.5 mm 내지 대략 3 mm이도록, 중앙 목표 영역(106)과 상기 템플레이트(205)를 정렬하는 단계를 더 포함한다.
본 방법은 이후, 유리 시트(101)의 외측 주변부 영역(113)을 상기 유리 시트(101)의 중앙 목표 영역(106)으로부터 분리 라인(111)을 따라서 파단하도록, 상기 중앙 목표 영역(106)을 둘러싸고 외측 주변부 영역(113) 내에 위치된 힘 적용 경로(123)를 따라서 주행하는 힘 적용기(211)로써 파단 력을 가하는 단계(515)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 힘 적용 경로는 대략 6 mm 내지 대략 18 mm의, 분리 라인(111)으로부터 이격된 파단 오프셋(301)일 수 있고 예를 들면, 대략 40 N 내지 대략 70 N의 제어된 파단 력을 제공할 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 템플레이트(205)의 두께(307), 상기 템플레이트의 너무 큰 치수(305), 및 파단 오프셋(301)은, 힘 적용기(211)의 하향-력 하에서 발생된 굽힘 응력이 경계 스코어 라인(109)을 따라서 70 MPa이거나 이보다 더 크도록, 설계될 수 있다.
일단 유리 패널(107)이 유리 시트(101)로부터 파단된다면, 상기 유리 패널은 더욱이 도 5에 나타난 바와 같은 단계(517)로써 지시된 바와 같이 처리될 수 있다. 예를 들면, 유리 패널은 유리 시트의 제 1 및 제 2 주요 표면상에 요구되는 유리 표면 지형을 제공하도록 여러 실시예에서 형성될 수 있다. 대안적으로, 임의의 형상의 유리 패널은 본 발명의 스코어링/파단 절차를 안내하기 이전의 유리 시트의 사전 성형의 결과일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 유리 패널의 엣지는 유리 패널의 형상을 미세하게 조정하도록 및/또는 유리 결함을 제거하도록 연마될 수 있다. 엣지는 또한 유리 패널(107)의 엣지를 강화시키도록 작은 결함을 더욱 제거하는데 도움이 되도록 달리 처리될 수 있거나 또는 폴리싱 처리될 수 있다.
유리 패널(107)은 도 5에 나타난 바와 같은 단계(519)로써 지시된 바와 같이 화학적 강화처리함으로써 더욱 처리될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 유리 패널은 Corning Incorporated가 제조하는 Corning® Gorilla® 유리를 포함한 유리 패널로 화학적으로 강화될 수 있다. 이러한 화학적으로 강화된 유리는, 예를 들면, 미국 특허번호 제7,666,511호; 제4,483,700호 및 제5,674,790호에 따라 실행될 수 있다. 화학적 강화처리는 이온 교환 공정에 의해 실행될 수 있다. 예로서, 유리 시트로부터 유리 패널을 융합 인발하고 파단함으로써 만들어진 유리 시트(예를 들면, 알루미노실리케이트 유리, 알칼리-알루미노보로실리케이트 유리)로부터 상기 기재된 유리 패널을 만든 이후에, 상기 유리 패널은 이후 상기 유리 패널을 사전결정된 시간 간격 동안에 용융된 염욕에 침지시킴으로써 화학적으로 강화될 수 있다. 유리 패널의 표면에서 또는 상기 표면 근처에서 상기 유리 패널 내의 이온은 예를 들면, 염욕(salt bath)으로부터 보다 큰 금속 이온에 대해 교환된다. 일 실시예에 있어서, 용융된 염욕의 온도는 대략 430℃이고 그리고 사전결정된 시간 간격은 대략 8 시간이다. 다른 일 실시예에 있어서, 용융된 염욕의 온도는 거의 450℃이고 그리고 사전결정된 시간 간격은 대략 4.5 시간이다.
유리에 보다 큰 이온이 통합되면 가까운 표면 구역에 압축 응력을 만듬으로써 유리 패널이 강화된다. 대응하는 인장 응력이 압축 응력의 균형을 맞추도록 유리 패널의 중앙 구역 내에 유도된다.
Corning® Gorilla® 유리의 화학적 강화처리 공정은 패널(107)을 강화시키도록 사용될 수 있다. 일단 강화된다면, 유리 패널은 표면(예를 들면, 대략 40 micron; 그리고 100 micron보다 더 클 수도 있음)으로부터 비교적 깊은 깊이에서 비교적 고 압축 응력(예를 들면, 대략 700 MPa 내지 대략 730 MPa을 가질 수 있고; 그리고 800 MPa보다 더 클 수도 있음)을 가질 수 있다. 이러한 유리는 큰 유지된 강도와 스크래치 손상에 대한 큰 저항, 큰 충격 저항, 큰 휨 강도뿐만 아니라 오염되지 않은 표면을 가질 수 있다. 일 실시예에서의 유리 조성물은 SiO2, B2O3 및 Na2O를 포함할 수 있고, 여기서 (SiO2 + B2O3) ≥ 66 mol. %, 및 Na2O ≥ 9 mol. %이다.
다른 실시예에 있어서, 화학적으로 강화된 유리 패널(107)은 상기 유리 패널을 더욱 강화처리하기 위하여 산-엣칭처리된 유리 시트를 포함할 수 있다. 산 엣칭 단계는, 여러 실시예에 있어서, 화학적으로 강화된 유리 패널(107)의 표면으로부터 대략 1.5 내지 대략 1.7 microns를 제거할 수 있다. 산 엣칭은 유리 강도가 표면 흠(flaw)의 팁 형상 및 크기에 극히 민감하다는 사실을 처리한다. 상기-언급된 표면 레이어를 제거함으로써, 산 엣칭은 1 micron 보다 작은 다수의 표면 흠을 제거할 수 있다(clear away). 산 엣칭이 보다 큰 흠을 제거할 수 없는 반면에, 산 엣칭 절차는 스트레스 집중 인자를 극적으로 달리 감소시키는 흠 팁을 라운드 처리하기 위한 것이다. 유리 표면에서의 향상(예를 들면, 작은 표면 흠의 제거 및 보다 큰 흠의 팁을 라운드 처리)은 충격 저항과 같은 유리 강도를 극적으로 증가시킬 수 있다. 더욱이, 유리의 비교적 작은 깊이만이 제거되고, 이는 유리 시트로 예를 들면, 표면으로부터 40 micron로 상당히 보다 깊은 깊이에서, 또는 여러 실시예에 있어서 100 micron 보다도 더 큰 깊이에서 비교적 고 압축 응력을 갖는 화학적으로 강화된 유리 패널에서 상당한 압축 응력 강하를 초래하지 않을 것이다.
일 실시예에 있어서, 산 엣칭 단계는 1.5M HF / 0.9M H2SO4의 화학 용액으로써, 수평 스프레이 엣칭 시스템에 안내될 수 있다. 다른 공정 파라미터는 90℉(32.2℃)의 처리 온도, 40 초의 처리 시간, 20 psi의 스프레이 압력, 분당 15 사이클의 스프레이 진동(spray oscillation), 및 0.48(gallon-per-minute) 원추형 스프레이 노즐을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 산 엣칭 이후에, 처리된 유리 패널은 0.3(gallon-per-minute) 팬제트(fanjet) 패턴 노즐을 통해 그리고 20 psi의 스프레이 압력으로써, 물을 사용하는 린스(rinse) 단계로써 세정될 수 있다. 이후, 산-엣칭처리된 화학적으로 강화된 유리 패널은 공기 유동 드라이어(dryer) 시스템으로 공기를 공급하는 5 hp 공기 터빈 하에서 건조될 수 있다.
본 발명의 방법은, 유리 패널의 엣지를 따라 과도한 칩핑을 유도하지 않으면서, 예를 들면, 대략 1.6 mm 보다 작은 두께, 예를 들면 대략 0.5 mm 내지 대략 1.6 mm 두께, 예를 들면 대략 0.5 mm 내지 대략 1.1 mm 두께의 얇은 유리의 안정적인 스코어링을 제공할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 방법은 특별한 엣지 품질 및 공정 수율을 갖는 만곡된 스코어 라인을 따라서 완전하게 자동화된 파단을 가능하게 할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 방법은 70이거나 이보다 더 큰 쇼어 A 경도를 갖는 컨베이어 벨트로써 처리하는데 특히 유용하다고 증명되는 컨베이어 벨트의 세정 단계를 안내함으로써 처리 안정성을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 본 발명의 방법은 차량 유리 생산을 위한 처리 설비로써 고 속도 처리 기술로 사용될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 방법은 Corning® Gorilla® 유리와 같은 화학적으로 강화된 유리를 포함한 유리 패널의 형성을 위해 얇은 유리 시트의 스코어링 및 파단을 제공할 수 있다.
본 발명의 방법은 다양한 주변 형상과 감소된 두께를 갖는 유리 패널을 제공할 수 있고 그리고 특별한 경우에 적당한 여러 형상이나 실질적으로 평탄하거나 또는 만곡될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 실질적으로 만곡된 유리 패널에는 다양한 주변 형상이 제공될 수 있다. 이처럼, 본 발명의 방법은 다양한 경우에, 예를 들면 차량 윈도우 사용에 제공될 수 있는 복잡한 만곡된 형상의 유리로의 얇은 유리 시트의 완전하게 자동화된 스코어링 및 파단에 특히 적합하다. 윈도우의 감소된 두께는 현 윈도우 구성과 비교하였을 때 비교적 중량이 가벼운 유리를 제공한다. 이처럼, 본 발명의 유리 패널은 차량의 총 중량의 감소와, 차량의 가스 연비 및 CO2 배출의 대응하는 감소를 용이하게 할 수 있다. 본 발명의 방법의 기술은 다른 점에서 유리 패널의 감소된 엣지 강도와 같은 감소된 강도를 초래할 수 있는 유리 패널의 주요 표면과 엣지에 대한 손상이 감소되는 얇은 유리 패널로 얇은 유리 시트의 처리를 가능하게 한다. 더욱이, 향상된 품질의 유리 패널이 엣지를 마감처리함으로써 더욱 처리될 수 있고 그리고 또한 예를 들면, Corning® Gorilla® 유리와 같은 유리 패널을 제공하기 위하여, 화학적 강화처리 기술을 또한 포함할 수 있다. 더욱이 다른 기술이 유리 패널을 더욱 강화시키도록 예를 들면 산 엣칭으로 안내될 수 있다. 이처럼, 유리 패널은 차량 윈도우와 전형적으로 충돌하는 부스러기나 여러 환경적인 인자로부터의 손상에 저항할 수 있는 강한 구조적 구성부를 갖는 경량의 차량 윈도우의 형성을 용이하게 할 수 있는 보다 경량일 뿐만 아니라 보다 큰 강도의 유리 패널이도록 제공될 수 있다. 더욱이, 유리 패널은 고-품질 디스플레이 유리로 형성될 수 있어 차량의 승객과 운전자가 윈도우를 통해 보는 능력이 향상될 수 있다.
당업자라면 본 발명의 사상 및 범주 내에서 본 발명에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능하다는 알 수 있을 것이다. 따라서, 이러한 변경 및 수정을 제공하는 본 명세서에 기재된 다양한 실시예의 수정 및 변경은 본 발명의 첨부된 청구범위 범주 내에서 커버될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 유리 패널의 제조 방법으로서,
    (I) 유리 시트의 제 1 주요 표면과 제 2 주요 표면 사이에 대략 1.6 mm 보다 작은 두께를 유리 시트에 제공하는 단계;
    (Ⅱ) 경계 스코어 깊이를 경계 스코어 라인에 제공하기 위해 상기 유리 시트의 상기 제 1 주요 표면을 스코어링 하는 단계;
    (Ⅲ) 릴리프 스코어 깊이를 적어도 하나의 릴리프 스코어 라인에 제공하기 위하여 상기 유리 시트의 상기 제 1 주요 표면을 스코어링 하는 단계; 및
    (IV) 분리 라인을 따라서 상기 유리 시트의 중앙 목표 영역으로부터 상기 유리 시트의 외측 주변부 영역을 파단하는 단계;를 포함하고,
    상기 경계 스코어 라인은 상기 유리 시트의 중앙 목표 영역과 외측 주변부 영역 사이에 분리 라인을 형성하도록 상기 유리 시트의 상기 중앙 목표 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸고, 그리고 상기 외측 주변부 영역은 상기 유리 시트의 상기 중앙 목표 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸고,
    상기 릴리프 스코어 라인은 상기 외측 주변부 영역에 형성되고 경계 스코어 라인 쪽으로 뻗어있으며, 그리고 상기 릴리프 스코어 깊이가 상기 경계 스코어 깊이보다 더 큰, 유리 패널의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (Ⅱ)는, 상기 경계 스코어 깊이가 상기 유리 시트의 상기 두께의 대략 10% 내지 대략 20%이도록, 상기 유리 시트의 상기 제 1 주요 표면을 스코어링 하는, 유리 패널의 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (Ⅲ)은, 상기 릴리프 스코어 깊이가 상기 유리 시트의 두께의 대략 20% 내지 대략 50%이도록, 상기 유리 시트의 상기 제 1 주요 표면을 스코어링 하는, 유리 패널의 제조 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (Ⅲ)은 상기 중앙 목표 영역에 대해 반경방향으로 이격되고 상기 중앙 목표 영역 쪽 방향으로 각각 뻗어있는 복수의 릴리프 스코어 라인처럼 적어도 하나의 릴리프 스코어 라인을 제공하는, 유리 패널의 제조 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (IV)는 상기 중앙 목표 영역을 둘러싸고 상기 외측 주변부 영역 내에 위치된 힘 적용 경로를 따라서 파단 력을 가하는 단계를 포함하는, 유리 패널의 제조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 단계 (IV)는 상기 힘 적용 경로를 따라서 주행하는 힘 적용기로써 파단 력을 가하는 단계를 포함하는, 유리 패널의 제조 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 단계 (IV)는 대략 6 mm 내지 대략 18 mm의 분리 라인으로부터의 거리로 이격된 힘 적용 경로를 제공하는, 유리 패널의 제조 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (Ⅲ)은, 적어도 하나의 릴리프 스코어 라인이 경계 스코어 라인으로부터 갭 만큼 이격되고 상기 외측 주변부 영역 내에 위치된 단부 점까지 상기 경계 스코어 라인 쪽으로 뻗어있도록, 상기 제 1 주요 표면을 스코어링 하는, 유리 패널의 제조 방법.
  9. 유리 패널의 제조 방법으로서,
    (I) 유리 시트의 제 1 주요 표면과 제 2 주요 표면 사이에 대략 1.6 mm 보다 작은 두께를 유리 시트에 제공하는 단계;
    (Ⅱ) 70이거나 이보다 더 큰 쇼어 A 경도를 갖는 컨베이어 벨트에 상기 유리 시트를 배치하는 단계;
    (Ⅲ) 상기 유리 시트의 외측 주변부 영역과 중앙 목표 영역 사이에 분리 라인을 형성하기 위해 상기 유리 시트의 중앙 목표 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸는 경계 스코어 라인을 제공하도록 상기 컨베이어 벨트에 의해 지지되는 상기 유리 시트의 상기 제 1 주요 표면을 스코어링 하는 단계;
    (IV) 상기 경계 스코어 라인 쪽으로 뻗어있고 상기 외측 주변부 영역에 형성된 적어도 하나의 릴리프 스코어 라인을 제공하도록 상기 컨베이어 벨트에 의해 지지되는 상기 유리 시트의 상기 제 1 주요 표면을 스코어링 하는 단계; 및
    (V) 분리 라인을 따라서 상기 유리 시트의 상기 중앙 목표 영역으로부터 상기 유리 시트의 상기 외측 주변부 영역을 파단하는 단계;를 포함하고,
    상기 외측 주변부 영역은 상기 유리 시트의 상기 중앙 목표 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸는, 유리 패널의 제조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 중앙 목표 영역의 풋프린트보다 더 큰 풋프린트를 갖는 실질적으로 강성의 템플레이트로써 상기 컨베이어 벨트를 지지하는 단계를 더 포함하고, 상기 템플레이트는 상기 분리 라인과 기하학적으로 유사한 외측 주변부를 포함하는, 유리 패널의 제조 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 템플레이트의 두께의 범위는 대략 1.5 mm 내지 대략 3 mm인, 유리 패널의 제조 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 템플레이트는, 상기 템플레이트의 외측 주변부와 상기 분리 라인 사이의 너무 큰 치수가 대략 1.5 mm 내지 대략 3 mm이도록, 상기 중앙 목표 영역과 정렬되는, 유리 패널의 제조 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 단계 (Ⅱ)는 경계 스코어 깊이를 상기 경계 스코어 라인에 제공하기 위하여 상기 유리 시트의 상기 제 1 주요 표면을 스코어링 하는 단계를 포함하고, 상기 단계 (Ⅲ)은 릴리프 스코어 깊이를 상기 적어도 하나의 릴리프 스코어 라인에 제공하기 위하여 상기 유리 시트의 상기 제 1 주요 표면을 스코어링 하는 단계를 포함하며, 그리고 상기 릴리프 스코어 깊이는 상기 경계 스코어 깊이보다 더 큰, 유리 패널의 제조 방법.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 단계 (Ⅱ)는, 상기 경계 스코어 라인의 경계 스코어 깊이가 상기 유리 시트의 두께의 대략 10% 내지 대략 20%이도록, 상기 유리 시트의 상기 제 1 주요 표면을 스코어링 하는, 유리 패널의 제조 방법.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 단계 (Ⅲ)은, 상기 릴리프 스코어 라인의 릴리프 스코어 깊이가 상기 유리 시트의 두께의 대략 20% 내지 대략 50%이도록, 상기 유리 시트의 상기 제 1 주요 표면을 스코어링 하는, 유리 패널의 제조 방법.
  16. 청구항 9에 있어서,
    상기 단계 (V)는 상기 중앙 목표 영역을 둘러싸고 상기 외측 주변부 영역 내에 위치된 힘 적용 경로를 따라서 주행하는 힘 적용기로써 파단 력을 가하는 단계를 포함하는, 유리 패널의 제조 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 단계 (V)는 대략 6 mm 내지 대략 18 mm의 분리 라인으로부터의 거리로 이격된 힘 적용 경로를 제공하는, 유리 패널의 제조 방법.
  18. 청구항 9에 있어서,
    상기 단계 (Ⅲ)은, 적어도 하나의 릴리프 스코어 라인이 경계 스코어 라인으로부터의 갭 만큼 이격되고 상기 외측 주변부 영역 내에 위치된 단부 점까지 상기 경계 스코어 라인 쪽으로 뻗어있도록, 상기 제 1 주요 표면을 스코어 하는, 유리 패널의 제조 방법.
  19. 유리 패널의 제조 방법으로서,
    (I) 유리 시트의 제 1 주요 표면과 제 2 주요 표면 사이에 대략 1.6 mm보다 작은 두께를 상기 유리 시트에 제공하는 단계;
    (Ⅱ) 대략 1.5 mm 내지 대략 3 mm의 두께를 갖는 실질적으로 강성의 템플레이트로써 지지되는 컨베이어 벨트에 상기 유리 시트를 배치하는 단계;
    (Ⅲ) 상기 유리 시트의 중앙 목표 영역과 외측 주변부 영역 사이에 분리 라인을 형성하도록 상기 유리 시트의 중앙 목표 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸는 경계 스코어 라인을 제공하기 위해 상기 컨베이어 벨트에 의해 지지되는 상기 유리 시트의 상기 제 1 주요 표면을 스코어링 하는 단계;
    (IV) 상기 경계 스코어 라인 쪽으로 뻗어있고 상기 외측 주변부 영역에 형성된 적어도 하나의 릴리프 스코어 라인을 제공하도록, 상기 컨베이어 벨트에 의해 지지되는 상기 유리 시트의 상기 제 1 주요 표면을 스코어링 하는 단계;
    (V) 상기 템플레이트의 외측 주변부와 상기 분리 라인 사이의 너무 큰 치수가 대략 1.5 mm 내지 대략 3 mm이도록, 상기 중앙 목표 영역과 상기 템플레이트를 정렬하는 단계; 및
    (VI) 분리 라인을 따라서 상기 유리 시트의 상기 중앙 목표 영역으로부터 상기 유리 시트의 상기 외측 주변부 영역을 파단하도록 상기 중앙 목표 영역을 둘러싸고 상기 외측 주변부 영역 내에 위치된 힘 적용 경로를 따라서 주행하는 힘 적용기로써 파단 력을 가하는 단계;를 포함하고,
    상기 외측 주변부 영역은 상기 유리 시트의 상기 중앙 목표 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸고, 강성의 상기 템플레이트는 상기 중앙 목표 영역의 풋프린트보다 더 큰 풋프린트를 포함하며, 그리고 상기 템플레이트는 상기 분리 라인과 기하학적으로 유사한 외측 주변부를 포함하고,
    상기 힘 적용 경로는 대략 6 mm 내지 대략 18 mm의 분리 라인의 거리로 이격되는, 유리 패널의 제조 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 컨베이어 벨트는 70이거나 이보다 더 큰 쇼어 A 경도를 포함하는, 유리 패널의 제조 방법.
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