KR20220138016A - 유리 기재 프로세싱 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
가스 층 위에서 기재, 예를 들어 유리 기재를 비-접촉 프로세스하기 위한 장치 및 방법이 개시된다. 지지 장치는 가압 가스가 공급되는 압력 상자 상에 배치된 복수의 가스 베어링을 포함한다. 일부 실시예는 연화된 유리를 지지 및 운송하는 방법에 관한 것이다. 그러한 방법은 복수의 배출구 포트가 내부에 배치된 지지 표면을 갖는 가스 베어링 디바이스에 근접하여 유리를 배치하는 단계를 포함한다. 일부 실시예는, 유리 스트림을 연속적으로 운송 및 지지하도록 구성된 공기 테이블 및 지지 구조물에 의해서 지지되고 공기 테이블 위에 배치되는 복수의 모듈형 디바이스를 포함하는 유리 프로세싱 장치에 관한 것이다. 일부 실시예는 2-측면형 가스 베어링 디바이스 또는 1-측면형 가스 베어링 디바이스를 이용하여 점성 유리를 편평화하기 위한 방법에 관한 것이다.
Description
본원은, 각각의 기재 내용이 본원에서 기초가 되고 그 전체가 참조로 포함되는, 2016년 9월 13일자로 출원된 미국 가출원 제62/393,918호, 2016년 11월 22일자로 출원된 미국 가출원 제62/425,308호 및 2017년 6월 23일자로 출원된 미국 가출원 제62/524,191호의 35 U.S.C. § 119 하의 우선권 이익을 주장한다.
본 개시 내용은 일반적으로 기재를 프로세싱하기 위한, 특히 유리 기재를 비-접촉식으로 프로세싱하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
유리 시트는 유리의 리본으로부터 형성되고, 사용자 인터페이스, 제어부, 디스플레이, 건축 관련 장치, 가전기기, 및 전자 장치를 위한 용도로 이용된다. 연화된 상태에서 유리를 프로세스하고 형성할 수 있는 것이 수많은 적용예에서 관심을 받는다.
유리 기재가 지지 장치 위에서 이송될 때, 유리 기재를 지지하는데 적합한 비-접촉 지지 장치를 포함하는 장치가 본원에서 설명된다. 비-접촉 지지 장치는, 예를 들어 초기 형성 중에 또는 초기 형성 후에 가열하는 것에 의해서 충분히 연화되고 그에 따라 유리 기재의 표면이 통상적인 비-접촉 지지 장치에 의해서 쉽게 훼손, 왜곡 또는 달리 손상될 수 있는 유리 기재를 지지하는데, 특히 적합하다. 예를 들어, 통상적인 지지 장치는 지지 장치와 유리 기재 사이에서 가스를 배기하기 위한 이산형 포트들(discrete ports)(예를 들어, 점 공급원(point source))을 이용할 수 있다. 이러한 이산형 가스 배기 포트는, 전형적으로, 배기 포트에 바로 인접한 연화된 유리 기재에 대항하여 강한 압력을, 그러나 이산형 배기 포트 주위에서 더 낮은 압력을 생성한다. 이는, 광학적 왜곡으로 보일 수 있는, 유리 기재의 표면 상의 생성물(예를 들어, 딤플(dimple))을 초래할 수 있다.
본원에서 설명된 비-접촉 지지 장치에 따라, 개별적 가스 베어링이 공통 압력 상자에 커플링되고, 그러한 공통 압력 상자는 각각의 가스 베어링에 가압 가스를 공급한다. 가스 베어링은 압력 상자 상에서 복수의 행으로 배열된다. 가스 베어링은, 가스 베어링의 표면으로부터 개방되고 유리 기재의 이송 방향에 수직으로 배열된 복수의 슬롯을 포함한다. 슬롯은, 슬롯의 길이를 따른 가스 압력이 실질적으로 균일하도록, 플리넘과 슬롯 사이에 위치되고 가스 베어링의 표면 상의 각각의 슬롯의 개구부에 대해서 배치되는 하나 이상의 계량(임피던스) 오리피스를 통해서 가스 베어링 내의 플리넘(plenum)과 유체 연통된다. 예를 들어, 임피던스 오리피스의 출구 개구와 임피던스 오리피스와 유체 연통되는 (가스 베어링의 표면에 위치되는) 슬롯의 개구부 사이의 가스를 위한 가장 짧은 경로 길이가 적어도 약 5 밀리미터이고, 일부 실시예에서, 가장 짧은 경로 길이가 10 밀리미터 이상일 수 있다. 이러한 거리는, 가스가 슬롯의 배출구에 도달하는 시간까지, 임피던스 오리피스의 이산된 분산으로 인한 슬롯을 따른 압력 변동이 제거되도록 보장한다.
일부 실시예에서, 가스 베어링의 길이가 가스 베어링의 폭보다 길도록 가스 베어링은 1 초과의 길이-대-폭의 종횡비를 포함할 수 있고, 길이 방향이 이송 방향에 수직이 되도록 가스 베어링이 배열된다. 따라서, 주어진 가스 베어링의 행 중의 가스 베어링들이 단부-대-단부로 배열된다. 또한, 유리 기재가 이송될 때 가스 베어링 단부들 사이의 간극으로부터 빠져 나올 수 있는 가스가 이송 방향에 평행한 라인으로 배열되지 않고 그 대신 유리 기재의 표면적 전체에 걸쳐 확산되도록, 가스 베어링의 단부가 이송 방향에 대해서 비-수직 각도로 각도를 형성할 수 있고, 인접 단부들의 각도(예를 들어, 단부들 사이의 간극)에 의해서 결정될 수 있다.
따라서, 가압 가스의 공급원과 유체 연통되는 챔버를 둘러싸는 압력 상자 및 압력 상자 상에 배치된 가스 베어링을 포함하는, 이송 방향으로 이동하는 기재를 지지하기 위한 장치가 개시되고, 그러한 가스 베어링은: 챔버와 유체 연통되고 가스 베어링의 길이방향으로 연장되는 플리넘, 플리넘과 중간 통로 사이의 가스의 유동을 제한하기 위한 크기의 임피던스 오리피스를 통해서 플리넘과 유체 연통되는 중간 통로, 및 중간 통로와 유체 연통되고 가스 베어링의 길이방향을 따라 연장되는 슬롯을 포함하고, 슬롯은 가스 베어링의 주 표면에서 개방되고 슬롯의 길이를 따라 가스를 배기하도록 구성된다. 슬롯의 폭은 슬롯의 길이를 따라서 균일할 수 있다. 가스 베어링은 가스 베어링의 주 표면을 형성하는 복수의 연부를 더 포함하고, 복수의 연부는 이송 방향에 대해서 각도(α)로 배열된 대향된 평행 연부들의 제1 쌍을 포함하고, α는 약 20도 내지 약 60도 범위이다. 일부 실시예에서, 장치는 압력 상자 상에 배치된 복수의 가스 베어링을 포함하고, 복수의 가스 베어링은 이송 방향에 수직으로 연장되는 복수의 행으로 배열된다.
일부 실시예에서, 임피던스 오리피스의 출구 개구와 슬롯의 개구부 사이의 거리는 약 5 밀리미터 이상이고, 예를 들어 약 5 밀리미터 내지 약 10 밀리미터의 범위, 또는 약 120 밀리미터 내지 약 20 밀리미터의 범위이다.
일부 실시예에서, 임피던스 오리피스의 중앙 길이방향 축은 주 표면에 수직이다.
일부 실시예에서, 임피던스 오리피스의 중앙 길이방향 축은 주 표면에 팽행이다.
압력 상자는 냉각 유체의 공급원과 유체 연통되는 냉각 통로를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 가압 가스의 공급원과 유체 연통되는 챔버를 둘러싸는 압력 상자 및 압력 상자의 표면 상에 배치된 복수의 가스 베어링을 포함하는 유리 기재를 지지하기 위한 장치가 설명되고, 복수의 행으로 배열된 복수의 가스 베어링은 유리 기재의 이송 방향에 수직으로 연장된다. 복수의 가스 베어링의 각각의 가스 베어링이: 챔버와 유체 연통되고 가스 베어링의 길이방향으로 연장되는 플리넘, 내부 플리넘과 중간 통로 사이의 가스의 유동을 제한하기 위한 크기의 임피던스 오리피스를 통해서 플리넘과 유체 연통되는 중간 통로, 및 중간 통로와 유체 연통되고 가스 베어링의 길이를 따라 연장되는 슬롯을 포함하고, 슬롯은, 가스가 슬롯의 길이를 따라서 슬롯 개구부로부터 배기될 수 있도록, 가스 베어링의 주 표면에서 개방된다. 슬롯의 폭은 슬롯의 길이를 따라서 균일할 수 있다.
가스 베어링의 주 표면은, 이송 방향에 대해서 각도(α)로 배열된, 평행 연부의 제1 쌍을 적어도 포함하는 복수의 연부에 의해서 형성되고, α는 20도 이상으로부터 60도 이하의 범위이다.
일부 실시예에서, 임피던스 오리피스의 출구 개구와 주 표면에서의 슬롯의 개구부 사이의 거리(d)는 약 5 밀리미터 이상이고, 예를 들어 약 5 밀리미터 내지 약 10 밀리미터의 범위, 약 120 밀리미터 내지 약 20 밀리미터의 범위이다.
일부 실시예에서, 임피던스 오리피스의 길이방향 축은 주 표면에 수직이다.
일부 실시예에서, 임피던스 오리피스의 길이방향 축은 주 표면에 평행이다.
또 다른 실시예에서, 유리 기재를 지지하기 위한 방법이 개시되고, 그러한 방법은 유리 기재를 지지 장치 위에서 이송 방향으로 이송하는 단계를 포함하고, 비-접촉 지지 장치는 가압 가스의 공급원과 유체 연통되는 챔버를 둘러싸는 압력 상자를 포함하고, 압력 상자는 압력 상자 상에 배치된 복수의 가스 베어링을 더 포함하고, 복수의 행으로 배열된 복수의 가스 베어링은 이송 방향에 수직으로 연장되고, 복수의 가스 베어링 중의 각각의 가스 베어링은: 챔버와 유체 연통되고 가스 베어링의 길이방향으로 연장되는 플리넘, 플리넘과 중간 통로 사이의 가스의 유동을 제한하기 위한 크기의 임피던스 오리피스를 통해서 플리넘과 유체 연통되는 중간 통로, 및 중간 통로와 유체 연통되고 가스 베어링의 길이를 따라 연장되는 슬롯을 포함하고, 슬롯은 가스 베어링의 주 표면에서 개방된다. 슬롯의 폭은 슬롯의 길이를 따라서 균일할 수 있다.
방법은 가스를 슬롯의 길이를 따라 슬롯으로부터 배기하고, 그에 의해서 유리 기재를 가스 베어링의 주 표면으로부터 이격된 위치에서 지지하는 단계를 더 포함하고, 가스 베어링의 주 표면은 이송 방향에 대해서 각도(α)로 배열되는 평행 연부의 제1 쌍을 적어도 포함하는 복수의 연부에 의해 형성되고, α는 20도 이상으로부터 60도 이하의 범위이다.
일부 실시예에서, 임피던스 오리피스를 통한 압력 강하는 가스 베어링과 유리 기재 사이의 가스 압력의 50배 이상이고, 예를 들어 가스 베어링과 유리 기재 사이의 가스 압력의 약 50배 내지 약 100배의 범위이다.
방법은, 유리 기재가 지지 장치 위에서 이송될 때, 유리 기재의 어닐링 온도보다 높은 온도까지 유리 기재를 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다. 유리 기재의 폭은 적어도 1 미터일 수 있고, 유리 기재의 주 표면의 최대 변동은, 유리 기재를 지지 장치 위에서 이송한 후에, 기준 평면에 대해서 100 마이크로미터를 초과하지 않는다. 기준 평면은, 예를 들어 유리 기재의 평면일 수 있다.
일부 실시예에서, 유리 기재는 유리 리본이고, 방법은, 지지 장치로 유리 리본을 지지하기에 앞서서, 형성 본체로부터 유리 리본을 인발하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 방법은, 지지 장치로 유리 기재를 지지하기에 앞서서, 제1 방향으로부터 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 유리 리본을 재-지향시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 유리 기재의 연부 부분에 인접 배치된 가스 베어링으로부터 배기된 가스 압력은, 유리 기재의 중앙 부분 아래에 배치된 가스 베어링으로부터 배기된 가스 압력보다 클 수 있다.
일부 실시예는 연화된 유리를 지지하는 방법에 관한 것이다. 그러한 방법은 유리를 가스 베어링 디바이스에 근접하여 배치하는 단계를 포함한다. 가스 베어링 디바이스는 복수의 배출구 포트가 내부에 배치된 지지 표면을 갖는다. 배출구 포트는 m2당 적어도 8,000개의 배출구 밀도를 갖는다. 방법은 또한, 유리가 지지 표면에 닿지 않도록, 가스의 스트림을 배출구 포트를 통해서 토출하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 선행 문단 중 임의의 문단의 실시예는: 유리 배치 단계가 또한 유리 공급 유닛으로부터 유리의 연속적인 스트림을 제공하는 것 그리고 유리를 가스 베어링 디바이스에 근접하여 배치하는 것을 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 유리 시트를 제공하는 것 그리고, 약 500 내지 약 1013 포와즈(poise) 범위 내의 유리 점도를 유지하면서 소정 기간 동안, 유리 시트를 가스 베어링 디바이스에 근접하여 유지하는 것을 포함하는 유리 배치 단계를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 지지 표면 내에 배치된 복수의 분출 포트를 통해서 유리를 지지하는 가스의 일부를 방출하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는 배출구 포트의 밀도보다 낮은 밀도를 갖는 어레이를 형성하는 분출 포트를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링 디바이스가 공기 전환 베어링인 것, 그리고 방법이, 유리가 공기 전환 베어링의 근접부에 공급된 후에, 공기 전환 베어링과 유리의 접촉 없이, 유리의 스트림을 제1 방향으로부터 제2 방향으로 재지향시키는 것을 더 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링의 공기 테이블(air table)인 것, 그리고 방법이, 연속적인 유리 스트림이 수평 평면으로서 횡단할 때, 공기 테이블과 유리의 접촉 없이, 연속적인 유리 스트림을 공기 테이블의 근접부 내로 공급하는 것 및 연속적인 유리 스트림을 지지하는 것을 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 연속적인 유리 스트림이 수평 평면을 횡단할 때, 유리의 스트림에 걸쳐 장력을 유지하는 것을 포함하는 방법을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링 디바이스가 축적기(accumulator)인 것, 그리고 방법이, 연속적인 유리 스트림이 축적기의 근접부 내로 공급될 때, 희망 부피의 유리를 축적하고, 성형된 유리 표면의 적어도 일부와 접촉하지 않고, 축적기로 유리의 부피의 표면을 성형하는 것을 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 방법이, 축적기와 성형된 유리 표면 사이의 접촉 없이, 축적기로 유리의 부피의 표면을 성형하는 것을 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링 디바이스가 공기 몰드인 것, 유리가 유리의 시트를 포함하는 것, 방법이, 유리 시트를 공기 몰드 상에 배치하는 것을 포함하는, 유리를 가스 베어링 디바이스에 근접하여 배치하는 것을 포함하는 것을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 방법이, 공기 몰드와 성형된 유리 표면의 적어도 일부 사이의 접촉 없이, 유리의 표면을 공기 몰드의 형상으로 성형하기 위해서 유리를 처지게 하는 것(sagging)을 더 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 방법이, 공기 몰드와 성형된 유리 표면 사이의 접촉 없이, 유리의 표면을 공기 몰드의 형상으로 성형하기 위해서 유리를 처지게 하는 것을 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링이 1 cm2의 최소 면적을 가지는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 선행 문단 중 임의의 문단의 실시예는, 배출구 포트가 균일 크기 및 간격을 가지는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 선행 문단 중 임의의 문단의 실시예는, 배출구 포트가 m2당 적어도 10,000개의 배출구 포트의 밀도를 가지는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 배출구 포트는 3 밀리미터 이하의 피치를 가지는 어레이를 형성한다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링 디바이스가 복수의 계량 파이프를 포함하고, 각각의 계량 파이프가 가스를 적어도 2개의 배출구 포트에 공급하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 방법이, 유리가 가스 베어링 디바이스에 근접하여 있는 동안, 유리를 열적으로 형성하는 것을 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링 내의 온도 제어 채널을 통해서 온도-제어된 열 유체를 순환시키는 것에 의해서, 가스 베어링 디바이스의 온도가 제어되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 온도 제어된 유체를 냉각시키도록 구성된 냉각 회로에 의해서 열 유체가 제어되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가열 회로가 온도 제어된 유체를 가열하도록 구성되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 방법이, 배출구 포트를 통해서 토출되기에 앞서서 가스 공급원으로부터 가스 베어링 디바이스로 가스를 전달하는 것 그리고 가스가 가스 베어링 디바이스에 도달하기 전에 가스를 예열하는 것을 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예는, 복수의 배출구 포트가 내부에 배치된 지지 표면을 가지는 가스 베어링 디바이스를 포함하는 유리 프로세싱 장치에 관한 것이다. 배출구 포트는 m2당 적어도 8,000개의 배출구 포트의 밀도를 갖는다. 가스 베어링 디바이스는 점성 유리를 지지하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 장치가 유리 공급 유닛을 포함하는 것을 더 포함할 수 있고, 유리 공급 유닛은 연속적인 유리 스트림을 가스 베어링 디바이스에 공급하도록 구성되고, 유리는 유리 공급 유닛에 의해서 공급될 때 용융된다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 장치가 피동형 컨베이어를 포함하는 것을 더 포함할 수 있고, 피동형 컨베이어는 연속적인 유리 스트림을 가스 베어링 디바이스로부터 수용하도록 구성되고, 그리고 피동형 컨베이어는 가스 베어링 디바이스에 의해서 지지되는 유리의 스트림에 장력을 인가하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링 디바이스가, 유리와 접촉없이, 유리의 스트림을 제1 방향으로부터 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 전환시키도록 구성된 공기 전환 베어링인 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링 디바이스가, 유리와 접촉없이, 유리의 스트림을 지지하도록 구성된 공기 테이블인 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링 디바이스가 유리의 부피를 수용하고 축적하도록 그리고, 축적기와 성형된 유리 표면의 적어도 일부 사이의 접촉 없이, 유리의 부피의 표면을 성형하도록 구성된 축적기인 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 축적기가 유리의 부피를 수용하고 축적하도록 그리고, 축적기와 성형된 유리 표면 사이의 접촉 없이, 유리의 부피의 표면을 성형하도록 구성되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링 디바이스가, 유리의 적어도 일부와 접촉없이, 유리 시트를 처지게(slump) 하도록 구성된 공기 몰드인 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링 디바이스가, 유리와 접촉없이, 유리의 시트를 처지게 하도록 구성된 공기 몰드인 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 선행 문단 중 임의의 문단의 실시예는, 배출구 포트가 m2당 적어도 10,000개의 밀도를 가지는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링 디바이스가 복수의 배출구 포트와 유체 연통되는 가스 매니폴드를 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 장치가 복수의 계량 파이프를 포함하고, 각각의 계량 파이프가 매니폴드 및 적어도 4개의 배출구 포트와 유체 연통되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 선행 문단 중 임의의 문단의 실시예는, 배출구 포트가 3 밀리미터 이하의 피치를 가지는 어레이를 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링이 1 cm2의 최소 면적을 가지는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 선행 문단 중 임의의 문단의 실시예는, 배출구 포트가 균일 크기 및 간격을 가지는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 장치가 가스 베어링 디바이스에 연결된 열 제어 시스템을 포함하는 것, 그리고 열 제어 시스템은, 가스 베어링 내의 온도 제어 채널을 통해서 온도-제어된 유체를 순환시키는 것에 의해서, 가스 베어링의 온도를 제어하도록 구성되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 열 제어 시스템이 유리의 점도를 약 500 내지 약 1013 포와즈 범위 내에서 유지하도록 구성되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 열 제어 시스템이 열 교환기를 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 선행 문단 중 임의의 문단의 실시예는, 온도-제어된 유체가 냉각 유체인 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 선행 문단 중 임의의 문단의 실시예는, 온도-제어된 유체가 예열된 가스인 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 열 제어 시스템이 적어도 하나의 전기 가열 요소를 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예는, 유리 스트림을 연속적으로 운송 및 지지하도록 구성된 공기 테이블 및 지지 구조물에 의해서 지지되는 복수의 모듈형 디바이스를 포함하는 유리 프로세싱 장치에 관한 것이다. 복수의 모듈형 디바이스는 공기 테이블 위에 배치된다. 모듈형 디바이스의 적어도 하나가 모듈형 열 관리 디바이스이다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 복수의 모듈형 디바이스가 지지 구조물에 이동 가능하게 부착되는 것, 그리고 각각의 모듈형 디바이스가 독립적으로 이동 가능한 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 지지 구조물이 지지 구조물에 이동 가능하게 부착된 아암 부재를 포함하는 것, 그리고 복수의 모듈형 디바이스가 아암 부재에 부착되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 적어도 하나의 모듈형 열 관리 디바이스가 지지 구조물에 제거 가능하게 부착되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 적어도 하나의 모듈형 열 관리 디바이스가 편평한 패널 가열기, 피동적 반사부 패널, 및 연부 가열기, 공기 나이프 조립체, 롤러, 및 그 임의 조합으로부터 독립적으로 선택되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 복수의 모듈형 디바이스가 롤 배치 조립체, 편평화 롤 조립체, 및 피동형 롤러 중 적어도 하나를 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 선행 문단 중 임의의 문단의 실시예는, 아암이 수직 방향으로 이동 가능한 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 지지 구조물이 직립 부재에 대해서 수직 방향으로 아암을 이동시키도록 구성된 동력형 리프트를 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 선행 문단 중 임의의 문단의 실시예는, 아암이 하부 위치와 상부 위치 사이에서 이동 가능한 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 선행 문단 중 임의의 문단의 실시예는, 복수의 모듈형 디바이스가 수평 축을 따라서 이동 가능한 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 선행 문단 중 임의의 문단의 실시예는, 복수의 모듈형 디바이스가 수직 축을 따라서 이동 가능한 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 공기 테이블이 유리의 스트림을 수평으로부터 5도 이내의 평면에서 지지하도록 구성되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 선행 문단 중 임의의 문단의 실시예는, 공기 테이블이 가스 베어링 몰드를 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 선행 문단 중 임의의 문단의 실시예는, 가스 베어링 몰드가 처짐 몰드인 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 공기 테이블이, 유리의 스트림과 접촉하지 않고, 유리의 스트림을 연속적으로 운송 및 지지하도록 구성된 제1 부분을 더 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 공기 테이블이, 유리의 스트림과의 접촉에 의해서, 유리의 스트림을 지지하도록 구성된 롤러를 포함하는 제2 부분을 더 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 공기 테이블의 제2 부분이, 유리 스트림이 이동되는 방향으로 공기 테이블 롤러의 제1 부분 이후에 배치되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 선행 문단 중 임의의 문단의 실시예는, 공기 테이블이 복수의 테이블 모듈을 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예는, 유리 스트림의 열 프로파일을 제어하는 연속 유리 형성 프로세스를 위한 방법에 관한 것이다. 방법은 유리 공급 유닛으로부터 제1 방향으로 용융 유리의 스트림을 공급하는 것을 포함한다. 방법은, 유리 스트림과 접촉하지 않고, 유리 스트림을 제1 방향으로부터 제2 방향으로 재지향시키기 위해서 가스 베어링을 통해서 유리 스트림을 통과시키는 것을 포함한다. 방법은 유리의 스트림을, 유리 접촉 없이, 공기 테이블의 제1 부분에 걸쳐 운송하는 것을 포함한다. 방법은 또한, 유리를 운송하는 동안, 모듈형 열 관리 디바이스가 유리 스트림 위에 배치되도록 지지 구조물에 의해서 지지되는 적어도 하나의 열 관리 디바이스로 유리 스트림의 열 프로파일을 제어하는 것을 포함한다.
일부 실시예는, 제1 주 표면을 갖는 제1 가스 베어링 조립체, 제2 주 표면을 갖는 제2 가스 베어링 조립체를 포함하는 유리 프로세싱 장치에 관한 것으로서, 제1 주 표면은 간극에 의해서 제2 주 표면으로부터 분리된다. 유리 프로세싱 장치는 제1 주 표면 내에 배치되고 제1 가스 공급원과 유체 연통되는 제1의 복수의 배출구 포트, 소공 또는 그 조합을 갖는다. 유리 프로세싱 장치는 또한 제2 조립체 지지 표면 내에 배치되고 제2 가스 공급원과 유체 연통되는 제2의 복수의 배출구 포트, 소공 또는 그 조합을 갖는다. 유리 프로세싱 장치는 또한 점성 유리의 연속적인 스트림을 간극 내로 공급하도록 배치된 점성 유리의 공급원을 갖는다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 유리가 제1 가스 베어링 조립체와 제2 가스 베어링 조립체 사이의 간극에 진입할 때, 107 내지 1010 포와즈 범위의 점도를 갖는 유리의 스트림을 제공하도록 점성 유리의 공급원이 구성되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 제1 가스 베어링 조립체가 복수의 제1 가스 베어링을 더 포함하고, 각각의 제1 가스 베어링은 제1 베어링 지지 표면을 가지며, 그에 따라 복수의 제1 가스 베어링의 제1 베어링 지지 표면들이 함께 제1 주 표면을 형성하며; 제2 가스 베어링 조립체가 복수의 제2 가스 베어링을 더 포함하고, 각각의 제2 가스 베어링은 제2 베어링 지지 표면을 가지며, 그에 따라 복수의 제2 가스 베어링의 제2 베어링 지지 표면들이 함께 제2 주 표면을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 복수의 제1 가스 베어링을 서로 분리하는 제1의 복수의 분출 채널, 및 복수의 제2 가스 베어링을 서로 분리하는 제2의 복수의 분출 채널을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 제1 베어링 지지 표면의 각각이 제1 다공성 재료를 포함하고, 제2 베어링 지지 표면의 각각이 제2 다공성 재료를 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 제1 다공성 재료 및 제2 다공성 재료가 모두 그라파이트인 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 제2 가스 베어링 조립체가 제1 가스 베어링 조립체 위에 배치되는 것, 그리고 복수의 제2 가스 베어링의 각각이 제1 및 제2 가스 베어링 사이의 하나 이상의 가스 필름에 의해서 지지되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 복수의 제1 가스 베어링의 각각에 연결된 제1 지지 프레임을 더 포함할 수 있고, 제1 지지 프레임은 냉각 유체의 공급원과 유체 연통되는 냉각 통로를 포함한다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 제1 가스 베어링 및 제2 가스 베어링이 150 Pa 내지 1000 Pa의 압력을 점성 유리의 스트림에 인가하도록 구성되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 제2 가스 베어링이 하부 가스 베어링에 대해서 이동 가능한 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 장치가 연속적인 점성 유리의 스트림을 편평화하도록 구성되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 복수의 제1 가스 베어링의 각각에 배치되는 가스 채널을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예는, 107 내지 1010 포와즈 범위의 점도를 가지는 연속적인 유리 스트림을 가스 베어링 디바이스에 공급하는 것을 포함하는, 점성 유리를 편평화하는 방법에 관한 것이다. 가스 베어링 디바이스는 제1 주 표면을 가지는 제1 가스 베어링 조립체; 제2 주 표면을 가지는 제2 가스 베어링 조립체를 포함한다. 제1 주 표면은 간극에 의해서 제2 조립체 표면으로부터 분리된다. 가스 베어링 디바이스는 또한 제1 주 표면 내에 배치되고 제1 가스 공급원과 유체 연통되는 제1의 복수의 배출구 포트, 소공 또는 그 조합; 및 제2 주 표면 내에 배치되고 제2 가스 공급원과 유체 연통되는 제2의 복수의 배출구 포트, 소공 또는 그 조합을 포함한다. 방법은 또한, 제1 가스 필름을 생성하기 위해서 제1 주 표면의 배출구 포트 또는 소공을 통해서 가스를 토출함으로써 유리의 제1 측면에 압력을 인가하는 것; 제2 가스 필름을 생성하기 위해서 제2 주 표면의 배출구 포트 또는 소공을 통해서 가스를 토출함으로써 제1 측면에 대향되는 유리의 제2 측면에 압력을 인가하는 것; 그리고 유리의 제1 측면 및 제2 측면에 인가된 압력 사이의 압력 평형을 생성함으로써 유리와의 접촉 없이 유리를 편평화하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 제1 가스 베어링 조립체가 복수의 제1 가스 베어링을 더 포함하고, 각각의 제1 가스 베어링은 제1 베어링 지지 표면을 가지며, 그에 따라 복수의 제1 가스 베어링의 제1 베어링 지지 표면들이 함께 제1 주 표면을 형성하며; 제2 가스 베어링 조립체가 복수의 제2 가스 베어링을 더 포함하고, 각각의 제2 가스 베어링은 제2 베어링 지지 표면을 가지며, 그에 따라 복수의 제2 가스 베어링의 제2 베어링 지지 표면들이 함께 제2 주 표면을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 제1 가스 베어링 조립체가 복수의 제1 가스 베어링을 서로 분리하는 제1의 복수의 분출 채널을 더 포함하고, 제2 가스 베어링 조립체가 복수의 제2 가스 베어링을 서로 분리하는 제2의 복수의 분출 채널을 더 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 제1 가스 필름의 두께를 50 내지 500 ㎛에서 유지하는 것 그리고 제2 가스 필름의 두께를 50 내지 500 ㎛에서 유지하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 유리 중량의 5 내지 50배의 압력을 인가하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 제1 가스 베어링 조립체에 대한 제2 가스 베어링 조립체의 위치를 조정함으로써 제1 가스 필름의 두께 및 제2 유리 필름의 두께를 조정하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 제2 가스 베어링 조립체가 제2 가스 필름에 의해서 지지되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스를 유리의 유동 방향에 수직인 홀을 통해서 공급하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 냉각 통로를 통해서 냉각 유체를 유동시킴으로써 가스 베어링 조립체를 냉각시키는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 유리의 점도를 107 내지 1013 포와즈 범위 내에서 유지하면서, 유리를 소정 기간 동안 제1 가스 베어링 조립체 및 제2 가스 베어링 조립체에 근접하여 유지하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예는 유리 프로세싱 장치에 관한 것이고, 그러한 장치는 주 표면; 주 표면 내에 배치된 복수의 배출구 포트, 소공 또는 그 조합; 및 주 표면 내에 배치된 복수의 분출부를 갖는 가스 베어링 조립체; 그리고 연속적인 점성 유리 스트림을 가스 베어링 디바이스에 공급하도록 배치된 점성 유리의 공급원을 포함한다. 가스 베어링 조립체는 배출구 포트 또는 소공을 통해서 양압을 유리 시트에 인가하도록 그리고 분출부를 통해서 음압을 유리 시트에 인가하도록 구성된다. 배출구 포트 또는 소공은 가스 공급원과 유체 연통되고, 유리가 가스 베어링 디바이스에 공급될 때 유리의 점도는 107 내지 1013 포와즈의 범위이다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링 조립체가 복수의 가스 베어링을 더 포함하고, 각각의 가스 베어링이 베어링 지지 표면을 가지며, 그에 따라 제1 가스 베어링의 베어링 지지 표면들이 함께 주 표면을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링 조립체가 복수의 가스 베어링을 서로 분리하는 복수의 분출 채널을 더 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 선행 문단 중 임의의 문단의 실시예는, 주 표면이 복수의 배출구 포트를 포함하고, 배출구 포트는 m2당 적어도 8,000개의 배출구 포트의 밀도를 가지는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는 주 표면 상에 배치된 복수의 분출 포트를 더 포함할 수 있고, 분출 포트의 밀도는 배출구 포트의 밀도보다 낮다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 베어링 지지 표면이 다공성 재료를 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 다공성 재료가 그라파이트인 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 복수의 가스 베어링의 각각에 연결된 지지 프레임을 더 포함할 수 있고, 지지 프레임은 냉각 유체의 공급원과 유체 연통되는 냉각 통로를 포함한다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는 유리 위에 배치된 열 관리 디바이스를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링이 유리 중량의 2 내지 25배의 양압을 인가하도록 구성되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링이 유리 중량의 2 내지 25배의 음압을 인가하도록 구성되고, 음압이 양압 미만인 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 장치가 연속적인 점성 유리의 스트림을 편평화하도록 구성되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 복수의 가스 베어링의 각각에 배치되는 가스 채널을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예는 점성 유리 편평화 방법에 관한 것이고, 그러한 방법은, 유리가 공급원으로부터 공급될 때 점도가 107 내지 1013 포와즈 범위인, 연속적인 유리 스트림을 공급원으로부터 공급하는 것, 유리를 가스 베어링 조립체에 근접하여 배치하는 것, 배출구 포트 또는 소공을 통해서 가스를 토출함으로써 유리에 양압을 인가하는 것; 분출부를 통해서 진공을 끌어 당기는 것에 의해서 유리에 음압을 인가하는 것; 그리고 압력 평형을 생성함으로써 유리와의 접촉 없이 유리를 편평화하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 조립체는 주 표면; 주 표면 내에 배치된 복수의 배출구 포트, 소공 또는 그 조합; 및 주 표면 내에 배치된 복수의 분출부를 포함한다; 그리고
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링 조립체가 복수의 가스 베어링을 더 포함하고, 각각의 가스 베어링이 베어링 지지 표면을 가지며, 그에 따라 가스 베어링의 베어링 지지 표면들이 함께 주 표면을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 제1 가스 필름의 두께를 50 내지 500 ㎛에서 유지하는 것 그리고 제2 가스 필름의 두께를 50 내지 500 ㎛에서 유지하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 유리 중량의 2 내지 25배의 양압을 인가하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 유리 중량의 2 내지 25배의 음압을 인가하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스를 유리의 유동 방향에 수직인 홀을 통해서 공급하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 냉각 유체의 공급원과 유체 연통되는 냉각 통로를 통해서 냉각 유체를 유동시킴으로써 가스 베어링 디바이스를 냉각시키는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 유리의 점도를 107 내지 1013 포와즈 범위 내에서 유지하면서, 유리를 소정 기간 동안 가스 베어링 조립체에 근접하여 유지하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링 디바이스가, 유리 위에 배치되고 지지 표면에 대향되는 열 관리 디바이스를 더 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예는 용융 유리의 스트림을 제1 방향으로 공급하도록 구성된 유리 공급 유닛을 포함하는 유리 형성 장치에 관한 것이다. 일부 실시예에서, 가스 베어링은 유리 공급 유닛 아래에 배치되고, 가스 베어링은, 용융 유리의 스트림과의 접촉 없이, 용융 유리의 스트림을 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 재지향시키도록 구성된다. 일부 실시예에서, 유리 형성 장치는 적어도 하나의 열 관리 디바이스를 포함한다. 일부 실시예에서, 열 관리 디바이스는 가스 베어링 내의 유체 냉각제 채널, 용융 유리의 스트림을 가스 베어링을 향해서 강제하는 가스를 토출하도록 구성된 노즐을 포함하는 대류 냉각 시스템, 및 유리 공급 유닛과 가스 베어링 사이에 배치된 열 차폐부 중 하나이다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 유리 형성 장치가 유체 냉각제 채널, 대류 냉각 시스템, 및 열 차폐부를 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 유리 형성 장치가 열 차폐부를 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 유리 형성 장치가 유체 냉각제 채널 및 대류 냉각 시스템을 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 대류 냉각 시스템이 가스 챔버 및 가스 챔버와 유체 연통되는 복수의 노즐을 포함하고, 복수의 노즐 중의 각각의 노즐이 가스 챔버로부터 가스를 토출하도록 구성되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 복수의 노즐 중의 각각의 노즐이 선단부 및 선단부를 빠져 나가는 가스의 유량을 제어하도록 구성된 조절기를 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 복수의 노즐 중의 각각의 노즐이 가스를 연속 방식으로 공급하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 제1 방향이 수직 방향이고 제2 방향이 수평 방향인 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 가스 베어링이 8 cm 이하의 반경을 가지는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 유리 공급 유닛이 가열기를 더 포함하고, 유리 공급 유닛이 형성 용기인 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 용융 유리의 스트림과의 접촉 없이, 제2 방향으로 이동되는 용융 유리의 스트림을 지지하도록 구성된 지지 유닛, 및 지지 유닛에 연결되고 용융 유리의 스트림으로부터 제2 방향으로 유리 리본을 인발하도록 구성된 유리 리본 인발 유닛을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 출력 경로를 포함하는 유리 공급 유닛, 출력 경로 부근에서 유리 공급 유닛 아래에 배치된 가스 베어링을 더 포함할 수 있고, 가스 베어링은 유체 냉각제 채널, 가스 베어링을 향해서 지향된 노즐을 포함하는 대류 냉각 시스템, 및 유리 공급 유닛과 가스 베어링 사이에 배치된 열 차폐부를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 용융 유리의 스트림을 제1 방향으로 공급하는 것, 용융 유리의 스트림과의 접촉 없이 용융 유리의 스트림을 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 재지향시키는 것, 그리고 용융 유리의 스트림을 재지향시키는 동안, 용융 유리의 스트림의 적어도 하나의 측면 상에서 적어도 50 mm의 거리에 걸쳐 적어도 150 W/m2-K의 열 전달 계수를 갖는 냉각 장치로 유리를 냉각하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 용융 유리의 스트림의 적어도 일부의 점도가 25,000 포와즈 미만인 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 적어도 일부의 점도가 10,000 포와즈 미만인 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 적어도 일부의 점도가 용융 유리의 스트림의 전달 지점과 용융 유리의 스트림의 전달 지점으로부터 10 cm의 거리 사이에서 적어도 50배만큼 증가되는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 용융 유리의 스트림의 제1 주 표면 상에서 가스 필름을 형성하는 것 그리고 제1 주 표면에 대향되는 용융 유리의 스트림의 제2 주 표면에 강제 대류를 인가하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 열 차폐부를 이용하여 용융 유리의 스트림의 온도를 감소시키는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 용융 유리의 스트림과의 접촉 없이 제2 방향으로 이동되는 용융 유리의 스트림을 지지하는 것 및 제2 방향으로 용융 유리의 스트림으로부터 유리 리본을 인발하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 선행 문단의 실시예는, 유리 리본의 두께가 적어도 0.1 mm인 것을 더 포함할 수 있다.
본원에서 개시된 실시예의 부가적인 특징 및 장점은, 후속되고 부분적으로, 이하의 상세한 설명, 청구범위, 뿐만 아니라 첨부 도면을 포함하는, 본원에서 설명된 바와 같은 개시된 실시예의 실시에 의해서 관련 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있는 구체적인 설명에서 기술될 것이다.
전술한 일반적인 설명 및 이하의 구체적인 설명 모두가 청구된 실시예의 성질 및 특징을 이해하기 위한 개관 또는 틀을 제공하기 위한 것임을 이해할 수 있을 것이다. 첨부 도면이 추가적인 이해를 제공하기 위해서 포함되었고, 본 명세서에 통합되고 그 일부를 구성한다. 도면은 개시 내용의 다양한 실시예를 도시하고, 설명과 함께, 실시예의 원리 및 동작을 설명하는 역할을 한다.
본원에 포함된 첨부 도면은 명세서의 일부를 형성하고 본 개시 내용의 실시예를 예시한다. 상세한 설명과 함께, 도면은 또한 원리를 설명하기 위한 그리고 관련 기술 분야의 통상의 기술자가 개시된 실시예를 제조 및 이용할 수 있게 하는 역할을 한다. 이러한 도면은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것이다. 비록 개시 내용이 일반적으로 이러한 실시예의 맥락으로 설명되지만, 이는 개시 내용의 범위를 이러한 특정 실시예로 제한하기 위한 것이 아님을 이해하여야 한다. 도면에서, 유사한 참조 번호는 동일한 또는 기능적으로 유사한 요소를 나타낸다.
도 1은 유리 리본을 제조하기 위한 예시적인 유리 제조 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 실시예에 따라 용융 유리로부터 유리 리본을 형성하기 위한 형성 본체의 횡단면도로서, 유리 리본은 본 개시 내용의 실시예에 따라 비-접촉 지지 장치에 의해서 지지된다.
도 3은, 본 개시 내용의 실시예에 따라, 유리 리본의 제1 스풀로부터 언스풀링되고(unspooled) 비-접촉 지지 장치에 의해서 지지되는 유리 리본의 횡단면도이다.
도 4는 본 개시 내용의 실시예에 따른 예시적인 비-접촉 지지 장치의 횡단면도이다.
도 5a는 도 4의 비-접촉 지지 장치의 상면도이다.
도 5b는, 도 5a의 비-접촉 지지 장치를 포함하는 가스 베어링의 단부 연부의 각도 관계를 도시하는 도 5a의 상면도의 일부의 근접도이다.
도 6은 본 개시 내용에 따른 가스 베어링의 실시예의 횡단면 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 가스 베어링의 일부의 횡단면도이다.
도 8은 본 개시 내용에 따른 가스 베어링의 다른 실시예의 횡단면 사시도이다.
도 9는 유리 리본을 인발하기 위한 유리 제조 장치를 포함하는 예시적인 유리 프로세싱 시스템의 개략도이다.
도 10은 예시적인 유리 형성 장치의 개략도이다.
도 11는 도 2의 유리 형성 장치의 일부의 측면도이다.
도 12는 도 2의 유리 형성 장치의 일부의 사시도이다.
도 13은 다른 예시적인 유리 형성 장치의 개략도이다.
도 14은 또 다른 예시적인 유리 형성 장치의 개략도이다.
도 15는 유리 리본의 형성을 예측하는 수치 모델의 플롯(plot)을 도시한다.
도 16은 도 10 내지 도 14의 유리 형성 장치에 의해서 실시되는 프로세스에 상응하는 프로세스 흐름도를 도시한다.
도 17은 예시적인 가스 베어링 디바이스의 개략도이다.
도 18은 예시적인 가스 베어링 디바이스의 개략도이다.
도 19a는 예시적인 가스 베어링 디바이스의 개략도이다.
도 19b는 도 19a에 도시된 가스 베어링 디바이스의 다른 도면이다.
도 20a는 예시적인 가스 베어링 디바이스의 개략도이다.
도 20b는 도 20a에 도시된 가스 베어링 디바이스의 개략도이다.
도 21은 예시적인 가스 베어링 디바이스를 도시한다.
도 22는 도 21에 도시된 가스 베어링 디바이스의 다른 도면을 도시한다.
도 23은 도 21에 도시된 가스 베어링 디바이스의 다른 도면을 도시한다.
도 24는 가스 베어링 디바이스를 둘러싸는 커버와 함께 도 21의 가스 베어링 디바이스를 도시한다.
도 25는 도 21에 도시된 가스 베어링 디바이스의 횡단면을 도시한다.
도 26은 예시적인 축적기 가스 베어링 디바이스의 1/4 절취 개략도를 도시한다.
도 27은 예시적인 축적기 가스 베어링 디바이스의 하나의 절반체를 도시한다.
도 28은 도 27에 도시된 축적기 가스 베어링 디바이스의 다른 절반체를 도시한다.
도 29는 도 27에 도시된 축적기 가스 베어링 디바이스의 다른 도면을 도시한다.
도 30은 예시적인 가스 베어링 디바이스를 통한 가스 유동의 개략도를 도시한다.
도 31은 분출 포트를 포함하는 처짐 몰드의 개략도를 도시한다.
도 32는 도 31에 도시된 처짐 몰드의 표면의 도면을 도시한다.
도 33은 다른 처짐 몰드의 개략도를 도시한다.
도 34는 도 33에 도시된 처짐 몰드의 표면의 도면을 도시한다.
도 35는 연화된 유리를 지지하는 방법에 대한 프로세스 흐름도를 도시한다.
도 36은 예시적인 지지 구조물 및 공기 테이블을 동작 위치에서 도시한다.
도 37은 도 36의 지지 구조물 및 공기 테이블을 후퇴 위치에서 도시한다.
도 38은 예시적인 지지 구조물의 개략도를 도시한다.
도 39는 동작 위치에서의 공기 테이블의 개략도를 도시한다.
도 40은 예시적인 공기 테이블 모듈을 도시한다.
도 41은 예시적인 공기 테이블 모듈을 도시한다.
도 42는 예시적인 공기 테이블 모듈을 도시한다.
도 43은 예시적인 공기 테이블 모듈을 도시한다.
도 44는 예시적인 모듈형 디바이스를 도시한다.
도 45는 예시적인 모듈형 디바이스를 도시한다.
도 46은 예시적인 모듈형 디바이스를 도시한다.
도 47은 예시적인 모듈형 디바이스를 도시한다.
도 48은 예시적인 모듈형 디바이스를 도시한다.
도 49는 예시적인 모듈형 디바이스를 도시한다.
도 50은 예시적인 지지 구조물 및 공기 테이블을 도시한다.
도 51은 예시적인 지지 구조물 및 공기 테이블을 도시한다.
도 52는 예시적인 가스 베어링 디바이스를 도시한다.
도 53은 예시적인 가스 베어링 디바이스를 도시한다.
도 54a 및 도 54b는 예시적인 가스 베어링 디바이스를 도시한다.
도 55는 예시적인 가스 베어링 디바이스를 도시한다.
도 56은 필름 압력 대 유리 중량의 비율을 도시한다.
도 1은 유리 리본을 제조하기 위한 예시적인 유리 제조 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 실시예에 따라 용융 유리로부터 유리 리본을 형성하기 위한 형성 본체의 횡단면도로서, 유리 리본은 본 개시 내용의 실시예에 따라 비-접촉 지지 장치에 의해서 지지된다.
도 3은, 본 개시 내용의 실시예에 따라, 유리 리본의 제1 스풀로부터 언스풀링되고(unspooled) 비-접촉 지지 장치에 의해서 지지되는 유리 리본의 횡단면도이다.
도 4는 본 개시 내용의 실시예에 따른 예시적인 비-접촉 지지 장치의 횡단면도이다.
도 5a는 도 4의 비-접촉 지지 장치의 상면도이다.
도 5b는, 도 5a의 비-접촉 지지 장치를 포함하는 가스 베어링의 단부 연부의 각도 관계를 도시하는 도 5a의 상면도의 일부의 근접도이다.
도 6은 본 개시 내용에 따른 가스 베어링의 실시예의 횡단면 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 가스 베어링의 일부의 횡단면도이다.
도 8은 본 개시 내용에 따른 가스 베어링의 다른 실시예의 횡단면 사시도이다.
도 9는 유리 리본을 인발하기 위한 유리 제조 장치를 포함하는 예시적인 유리 프로세싱 시스템의 개략도이다.
도 10은 예시적인 유리 형성 장치의 개략도이다.
도 11는 도 2의 유리 형성 장치의 일부의 측면도이다.
도 12는 도 2의 유리 형성 장치의 일부의 사시도이다.
도 13은 다른 예시적인 유리 형성 장치의 개략도이다.
도 14은 또 다른 예시적인 유리 형성 장치의 개략도이다.
도 15는 유리 리본의 형성을 예측하는 수치 모델의 플롯(plot)을 도시한다.
도 16은 도 10 내지 도 14의 유리 형성 장치에 의해서 실시되는 프로세스에 상응하는 프로세스 흐름도를 도시한다.
도 17은 예시적인 가스 베어링 디바이스의 개략도이다.
도 18은 예시적인 가스 베어링 디바이스의 개략도이다.
도 19a는 예시적인 가스 베어링 디바이스의 개략도이다.
도 19b는 도 19a에 도시된 가스 베어링 디바이스의 다른 도면이다.
도 20a는 예시적인 가스 베어링 디바이스의 개략도이다.
도 20b는 도 20a에 도시된 가스 베어링 디바이스의 개략도이다.
도 21은 예시적인 가스 베어링 디바이스를 도시한다.
도 22는 도 21에 도시된 가스 베어링 디바이스의 다른 도면을 도시한다.
도 23은 도 21에 도시된 가스 베어링 디바이스의 다른 도면을 도시한다.
도 24는 가스 베어링 디바이스를 둘러싸는 커버와 함께 도 21의 가스 베어링 디바이스를 도시한다.
도 25는 도 21에 도시된 가스 베어링 디바이스의 횡단면을 도시한다.
도 26은 예시적인 축적기 가스 베어링 디바이스의 1/4 절취 개략도를 도시한다.
도 27은 예시적인 축적기 가스 베어링 디바이스의 하나의 절반체를 도시한다.
도 28은 도 27에 도시된 축적기 가스 베어링 디바이스의 다른 절반체를 도시한다.
도 29는 도 27에 도시된 축적기 가스 베어링 디바이스의 다른 도면을 도시한다.
도 30은 예시적인 가스 베어링 디바이스를 통한 가스 유동의 개략도를 도시한다.
도 31은 분출 포트를 포함하는 처짐 몰드의 개략도를 도시한다.
도 32는 도 31에 도시된 처짐 몰드의 표면의 도면을 도시한다.
도 33은 다른 처짐 몰드의 개략도를 도시한다.
도 34는 도 33에 도시된 처짐 몰드의 표면의 도면을 도시한다.
도 35는 연화된 유리를 지지하는 방법에 대한 프로세스 흐름도를 도시한다.
도 36은 예시적인 지지 구조물 및 공기 테이블을 동작 위치에서 도시한다.
도 37은 도 36의 지지 구조물 및 공기 테이블을 후퇴 위치에서 도시한다.
도 38은 예시적인 지지 구조물의 개략도를 도시한다.
도 39는 동작 위치에서의 공기 테이블의 개략도를 도시한다.
도 40은 예시적인 공기 테이블 모듈을 도시한다.
도 41은 예시적인 공기 테이블 모듈을 도시한다.
도 42는 예시적인 공기 테이블 모듈을 도시한다.
도 43은 예시적인 공기 테이블 모듈을 도시한다.
도 44는 예시적인 모듈형 디바이스를 도시한다.
도 45는 예시적인 모듈형 디바이스를 도시한다.
도 46은 예시적인 모듈형 디바이스를 도시한다.
도 47은 예시적인 모듈형 디바이스를 도시한다.
도 48은 예시적인 모듈형 디바이스를 도시한다.
도 49는 예시적인 모듈형 디바이스를 도시한다.
도 50은 예시적인 지지 구조물 및 공기 테이블을 도시한다.
도 51은 예시적인 지지 구조물 및 공기 테이블을 도시한다.
도 52는 예시적인 가스 베어링 디바이스를 도시한다.
도 53은 예시적인 가스 베어링 디바이스를 도시한다.
도 54a 및 도 54b는 예시적인 가스 베어링 디바이스를 도시한다.
도 55는 예시적인 가스 베어링 디바이스를 도시한다.
도 56은 필름 압력 대 유리 중량의 비율을 도시한다.
이제, 첨부 도면에 예가 도시된, 본 개시 내용의 실시예를 구체적으로 참조할 것이다. 가능한 경우에, 동일한 또는 유사한 부분을 지칭하기 위해서, 도면 전체를 통해서 동일한 참조 번호가 이용될 것이다. 그러나, 이러한 개시 내용은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있고, 본원에서 기술된 실시예로 제한되는 것으로 해석되지 않아야 한다.
유리 기재, 예를 들어 디스플레이 디바이스의 제조에서 이용되는 유리 시트의 대규모 제조는, 하류 형성 프로세스에서 유리 물품으로 형성될 수 있는 가열된 점성 질량체(mass)(이하에서 "용융 유리" 또는 "용융체")를 생산하기 위한 원재료의 용융으로 시작된다. 많은 적용예에서, 유리 물품은 유리 리본이고, 그러한 유리 리본으로부터 개별적인 유리 시트가 절단될 수 있다. 유리 리본으로부터의 유리 시트의 절단은 전형적으로, 유리 시트를 제거하기 위한 유리 리본 또는 유리 리본의 적어도 일부가 탄성 상태에 있을 때, 실시된다. 따라서, 절단 후의 유리 시트는 치수적으로 안정적이다. 즉, 유리 시트의 점도가 충분히 높아서, 유리 시트의 소성 변형은 거시적 규모로 발생되지 않을 것이다. 단순히, 예를 들어 유리 시트가 힘을 받아 굽혀지고 이어서 힘이 제거된 경우에, 유리 시트는 더 이상 새로운 형상을 영구적으로 가지지 않을 것이다.
일부 적용예에서, 유리 기재가 점성 또는 점-탄성 상태에 있는 동안, 예를 들어 유리 기재가 여전히 리본 형태인 리본 제조 프로세스의 바로 하류에서, 또는 후속 재성형을 위해서 탄성 유리 리본 또는 유리 시트를 재가열한 후에, 유리 기재를 프로세스할 필요성이 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 시트의 어닐링 지점 초과의 온도까지 유리 시트를 재가열하는 것이 유리 시트의 열적 템퍼링을 위해서 필요할 수 있다. 전술한 예시적인 경우의 각각에서, 기재가 충분히 점성인 상태에 있는 동안 유리 리본 및/또는 유리 시트를 취급하는 것이 필요할 수 있고, 그러한 취급은 유리 물품을 훼손할 수 있거나 유리 물품 내에서 물리적 결함을 달리 생성할 수 있다.
(예를 들어, 1 미터 이상의 폭을 포함하는) 대형 유리 기재의 안정적 지지를 제공하기 위해서, 통상적인 가스 베어링은 분산된 가스 탈출 개구부들을 포함한다. 이러한 개구부는 연성 유리의 비안정적 형상의 형성을 방지하고, 유리 기재의 중앙 부분은 가스 압력의 축적의 결과로서 큰 융기부(bulge)를 형성할 수 있다. 그러한 통상적인 설계는 2개의 주요 구성을 향하는 경향을 갖는다: 가스 공급 디바이스가 중단 없이 유리 기재의 전체 폭을 가로질러 연속적으로 연장되는 전체 폭 설계로서, 가스 출구 포트가 가스 배출구 포트들 사이에 개재되는 전체 폭 설계, 또는; 가스를 배기 포트에 직접 공급하는 이산형 가스 공급 통로를 포함하는 설계.
대형 유리 기재를 지지하도록 구성된 제1 설계 유형은 제조가 복잡할 수 있고, 고온에서 기재를 지지할 때, 열적 부하로 인해서 왜곡되는 경향을 가질 수 있고, 이는 기재 편평도에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 상이한 공급 요소들을 정렬하는 것이 난제가 될 수 있다. 제2 설계 유형은, 정밀 배치 및 정렬을 보장하는, 공기 공급 상자에 고정된 개별적인 가스 베어링을 포함할 수 있다. 그러나, 공급 상자의 왜곡이 발생될 수 있고, 이는, 유리 기재 이송 방향의 방향으로 정렬된, 유리 내의 광학적 왜곡을 초래할 수 있고 가스 베어링 상의 공기 유입구의 피치와 그리고 또한 가스 베어링 조립체 자체의 피치와 관련될 수 있다.
따라서, 유리 기재의 표면을 훼손하지 않고 또는 유리 기재 내에 광학적 왜곡을 유발하지 않고 유리 기재를 조작하는, 예를 들어 운송하는 장치 및 방법이 바람직하다.
유리 제조 장치
도 1에는 예시적인 유리 제조 장치(10)가 도시되어 있다. 일부 예에서, 유리 제조 장치(10)는, 용융 용기(14)를 포함할 수 있는 유리 용융 퍼니스(12)를 포함할 수 있다. 용융 용기(14)에 더하여, 유리 용융 퍼니스(12)는, 원재료를 가열하고 원재료를 용융 유리로 변환시키도록 구성된 가열 요소(예를 들어, 연소 버너 및/또는 전극)와 같은 하나 이상의 부가적인 구성요소를 선택적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 용융 퍼니스(12)가 전기적으로 부스팅되는(boosted) 용융 용기일 수 있고, 에너지가 양 연소 버너를 통해서 그리고 직접 가열에 의해서 원재료에 부가되고, 전류가 원재료를 통과하고, 그에 의해서 원재료의 주울 가열(Joule heating)을 통해서 에너지를 부가한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 전기적으로 부스팅되는 용융 용기는, 동작 중에 직접적인 전기 전도 가열(주울 가열)을 통해서 원재료에 부여되는 에너지의 양이 약 20% 이상인 용융 용기이다.
추가적인 예에서, 유리 용융 퍼니스(12)는, 용융 용기로부터의 열 손실을 줄이는 열 관리 디바이스(예를 들어, 절연 구성요소)를 포함할 수 있다. 또 다른 추가적인 예에서, 유리 용융 퍼니스(12)는, 원재료를 유리 용융체로 용융시키는 것을 돕는 전자 디바이스 및/또는 전기기계적 디바이스를 포함할 수 있다. 더 추가적으로, 유리 용융 퍼니스(12)는 지지 구조물(예를 들어, 지지 샤시, 지지 부재, 등) 또는 다른 구성요소를 포함할 수 있다.
유리 용융 용기(14)는 전형적으로, 내화 세라믹 재료, 예를 들어 알루미나 또는 지르코니아를 포함하는 내화 세라믹 재료와 같은 내화 재료로 형성되나, 다른 내화 재료가 이용될 수 있다. 일부 예에서, 유리 용융 용기(14)가 내화 세라믹 벽돌로 구축될 수 있다.
일부 예에서, 용융 퍼니스(12)는 유리 물품, 예를 들어 미정 길이의 유리 리본을 제조하도록 구성된 유리 제조 장치의 구성요소로서 통합될 수 있으나, 추가적인 실시예에서, 유리 제조 장치는, 비제한적으로, 유리 막대, 유리 관, 유리 외피(예를 들어, 조명 디바이스, 예를 들어 광 전구용 유리 외피) 및 유리 렌즈와 같은, 다른 유리 물품을 형성하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 용융 퍼니스는, 본원에서 개시된 양태로부터 이점을 취할 수 있는, 슬롯 인발 장치, 플로트 배스 장치(float bath apparatus), 하향 인발 장치(예를 들어, 융합 하향 인발 장치), 상향-인발 장치, 프레싱 장치, 롤링 장치, 관 인발 장치 또는 임의의 다른 유리 제조 장치를 포함하는 유리 제조 장치의 구성요소로서 포함될 수 있다. 예로서, 도 1은 후속 프로세싱을 위해서 유리 리본을 개별적인 유리 시트로 융해 인발하기 위한 또는 스풀 상으로 롤링하기 위한 융해 하향 인발 유리 제조 장치(10)의 구성요소로서 유리 용융 퍼니스(12)를 개략적으로 도시한다.
유리 제조 장치(10)(예를 들어, 융합 하향 인발 장치(10))는, 유리 용융 용기(14)에 대해서 상류에 배치된 상류 유리 제조 장치(16)를 선택적으로 포함할 수 있다. 일부 예에서, 상류 유리 제조 장치(16)의 일부 또는 전체가 유리 용융 퍼니스(12)의 일부로서 포함될 수 있다.
설명된 실시예에서 예시된 바와 같이, 상류 유리 제조 장치(16)는 원재료 저장 빈(raw storage bin)(18), 원재료 전달 디바이스(20), 및 원재료 전달 디바이스에 연결된 모터(22)를 포함할 수 있다. 저장 빈(18)은, 화살표(26)에 의해서 표시된 바와 같이, 하나 이상의 공급 포트를 통해서 유리 용융 퍼니스(12)의 용융 용기(14) 내로 공급될 수 있는 원재료(24)의 양을 저장하도록 구성될 수 있다. 원재료(24)는 전형적으로 하나 이상의 유리 형성 금속 산화물 및 하나 이상의 개질제를 포함한다. 일부 예에서, 원재료 전달 디바이스(20)는 모터(22)에 의해서 파워를 공급받을(powered) 수 있고, 그에 따라 원재료 전달 디바이스(20)는 미리 결정된 양의 원재료(24)를 저장 빈(18)으로부터 용융 용기(14)로 전달한다. 추가적인 예에서, 모터(22)가 원재료 전달 디바이스(20)에 파워를 공급하여, 용융 유리의 유동 방향에 대해서 용융 용기(14)의 하류에서 감지되는 용융 유리의 레벨을 기초로, 제어된 레이트(rate)로 원재료(24)를 도입할 수 있다. 그에 따라, 용융 용기(14) 내의 원재료(24)가 가열되어 용융 유리(28)를 형성할 수 있다. 전형적으로, 초기 용융 단계에서, 원재료는 미립자로서, 예를 들어 다양한 "모래(sand)"를 포함하는 것으로서 용융 용기에 부가된다. 원재료는 또한 이전 동작으로부터의 스크랩 유리(즉, 파유리(cullet))를 포함할 수 있다. 연소 버너를 이용하여 용융 프로세스를 시작한다. 전기적으로 부스팅되는 용융 프로세스에서, 원재료의 전기 저항이 충분히 감소되면(예를 들어, 원재료가 액화되기 시작할 때), 원재료와 접촉되어 배치된 전극들 사이에서 전위를 생성하는 것에 의해서 전기 부스트가 시작되고, 그에 의해서, 통상적으로 해당 시점에 용융 상태에 진입하거나 용융 상태인 원재료를 통해서 전류를 생성한다.
유리 제조 장치(10)는 또한 유리 용융 퍼니스(12)의 하류에 배치된 하류 유리 제조 장치(30)를 선택적으로 포함할 수 있다. 일부 예에서, 하류 유리 제조 장치(30)의 일부가 유리 용융 퍼니스(12)의 일부로서 포함될 수 있다. 그러나, 일부 경우에, 이하에서 설명되는 제1 연결 도관(32), 또는 하류 유리 제조 장치(30)의 다른 부분이 유리 용융 퍼니스(12)의 일부로서 포함될 수 있다. 제1 연결 도관(32)을 포함하는, 하류 유리 제조 장치의 요소가 귀금속으로 형성될 수 있다. 적합한 귀금속은 백금, 이리듐, 로듐, 오스뮴, 루테늄 및 팔라듐(예를 들어, 백금족 금속), 또는 그 합금으로 이루어진 금속의 그룹으로부터 선택된 백금족 금속을 포함한다. 예를 들어, 유리 제조 장치의 하류 구성요소는 약 70 중량% 내지 약 90 중량%의 백금 및 약 10 중량% 내지 약 30 중량% 의 로듐을 포함하는 백금-로듐 합금으로 형성될 수 있다. 그러나, 다른 적합한 금속이 몰리브데넘, 레늄, 탄탈륨, 티타늄, 텅스텐 및 그 합금을 포함할 수 있다.
하류 유리 제조 장치(30)는, 용융 용기(14) 하류에 위치되고 전술한 제1 연결 도관(32)에 의해서 용융 용기(14)에 커플링되는, 청징 용기(fining vessel)(34)와 같은 제1 컨디셔닝(즉, 프로세싱) 용기를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 용융 유리(28)는 제1 연결 도관(32)을 통해서 용융 용기(14)로부터 청징 용기(34)로 중력 공급될 수 있다. 예를 들어, 중력은 용융 유리(28)를 용융 용기(14)로부터 청징 용기(34)까지 제1 연결 도관(32)의 내부 경로를 통해서 구동할 수 있다. 그러나, 다른 컨디셔닝 용기가 용융 용기(14)의 하류에, 예를 들어 용융 용기(14)와 청징 용기(34) 사이에 배치될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 일부 실시예에서, 컨디셔닝 용기가 용융 용기와 청징 용기 사이에서 이용될 수 있고, 일차 용융 용기로부터의 용융 유리는, 용융 프로세스를 계속하기 위해서, 이차 용기 내에서 추가적으로 가열되거나, 청징 용기에 진입하기 전에 일차 용융 용기 내의 용융 유리의 온도보다 낮은 온도까지 냉각된다.
청징 용기(34) 내에서, 다양한 기술을 이용하여 기포를 용융 유리(28)로부터 제거할 수 있다. 예를 들어, 원재료(24)는, 가열될 때 화학 환원 반응되고 산소를 방출하는 주석 산화물과 같은 다원자가 화합물(즉, 청징제)을 포함할 수 있다. 다른 적합한 청징제는, 비제한적으로, 비소, 안티모니, 철 및 세륨을 포함할 수 있으나, 전술한 바와 같이, 비소 및 안티모니의 이용은 일부 적용예에서 환경적인 이유로 권장되지 않을 수 있다. 청징 용기(34)는 용융 용기 온도 보다 더 높은 온도까지 가열되고, 그에 의해서 청징제를 가열한다. 하나 이상의 청징제의 온도-유도된 화학적 환원에 의해서 생성된 산소 기포가 청징 용기 내의 용융 유리를 통해서 상승되고, 용융 퍼니스 내에서 생성된 용융체 내의 가스가 응집되거나 청징제에 의해서 생성된 산소 기포 내로 확산될 수 있다. 이어서, 증가된 부력을 갖는 확대된 가스 기포는 청징 용기 내의 용융 유리의 자유 표면까지 상승될 수 있고, 그 후에 청징 용기로부터 분출될 수 있다. 산소 기포는, 용융체를 통해서 상승될 때, 청징 용기 내의 용융 유리의 기계적 혼합을 더 유도할 수 있다.
하류 유리 제조 장치(30)는, 청징 용기(34)의 하류로 유동되는 용융 유리를 혼합하기 위한 혼합 장치(36)와 같은, 다른 컨디셔닝 용기를 더 포함할 수 있다. 혼합 장치(36)는 균질한 유리 용융체 조성물을 제공하기 위해서, 그에 의해서 청징 용기를 빠져 나오는 청징 처리된 용융 유리 내에 달리 존재할 수 있는 화학적 또는 열적 불균질을 감소 또는 제거하기 위해서 이용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 청징 용기(34)는 제2 연결 도관(38)에 의해서 혼합 장치(36)에 커플링될 수 있다. 일부 예에서, 용융 유리(28)는 제2 연결 도관(38)에 의해서 청징 용기(34)로부터 혼합 장치(36)로 중력 공급될 수 있다. 예를 들어, 중력은 용융 유리(28)를 청징 용기(34)로부터 혼합 장치(36)까지 제2 연결 도관(38)의 내부 경로를 통해서 구동할 수 있다. 혼합 장치(36)가 용융 유리의 유동 방향에 대해서 청징 용기(34)의 하류에 도시되어 있지만, 다른 실시예에서 혼합 장치(36)가 청징 용기(34)의 상류에 배치될 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 일부 실시예에서, 하류 유리 제조 장치(30)는 다수의 혼합 장치, 예를 들어 청징 용기(34) 상류의 혼합 장치 및 청징 용기(34) 하류의 혼합 장치를 포함할 수 있다. 이러한 다수의 혼합 장치는 동일한 설계일 수 있거나, 서로 상이한 설계일 수 있다. 일부 실시예에서, 용기 및/또는 도관의 하나 이상은, 용융 재료의 혼합 및 후속 균질화를 촉진하기 위해서, 내부에 배치된 정적 혼합 베인(static mixing vane)을 포함할 수 있다.
하류 유리 제조 장치(30)는, 혼합 장치(36)의 하류에 위치될 수 있는 전달 용기(40)와 같은 다른 컨디셔닝 용기를 더 포함할 수 있다. 전달 용기(40)는 하류 형성 디바이스 내로 공급되는 용융 유리(28)를 컨디셔닝할 수 있다. 예를 들어, 전달 용기(40)는 용융 유리(28)의 일정 유동을 조정하고 출구 도관(44)을 통해서 형성 본체(42)에 제공하기 위한 축적기 및/또는 유동 제어기로서 작용할 수 있다. 도시된 바와 같이, 혼합 장치(36)는 제3 연결 도관(46)에 의해서 전달 용기(40)에 커플링될 수 있다. 일부 예에서, 용융 유리(28)는 제3 연결 도관(46)을 통해서 혼합 장치(36)로부터 전달 용기(40)로 중력 공급될 수 있다. 예를 들어, 중력은 용융 유리(28)를 혼합 장치(36)로부터 전달 용기(40)까지 제3 연결 도관(46)의 내부 경로를 통해서 구동할 수 있다.
하류 유리 제조 장치(30)는, 유입구 도관(50)을 포함하는 전술한 형성 본체(42)를 포함하는 형성 장치(48)를 더 포함할 수 있다. 출구 도관(44)은 전달 용기(40)로부터 형성 장치(48)의 유입구 도관(50)까지 용융 유리(28)를 전달하도록 배치될 수 있다. 도 2의 도움으로 가장 잘 확인되는 바와 같이, 융합 하향 인발 유리 제조 장치 내의 형성 본체(42)는 형성 본체의 상부 표면 내에 배치된 홈통(trough)(52), 및 형성 본체의 하단 연부(근부(root))(56)를 따라서 인발 방향으로 수렴되는 수렴 형성 표면(54)을 포함할 수 있다. 전달 용기(40), 출구 도관(44) 및 유입구 도관(50)을 통해서 형성 본체 홈통에 전달되는 용융 유리는 홈통의 벽을 범람하고 용융 유리의 별개의 유동으로서 수렴 형성 표면(54)을 따라서 하강한다. 용융 유리의 별개의 유동들이 근부의 아래에서 근부를 따라 결합되어 단일 유리 리본(58)을 생성하고, 그러한 유리 리본은, 유리가 냉각되고 유리의 점도가 높아질 때 유리 리본의 치수를 제어하기 위해서, 예를 들어 중력, 연부 롤 및 당김 롤(미도시)에 의해서, 유리 리본에 장력을 인가함으로써 근부(56)로부터 인발 방향(60)으로 인발된다. 따라서, 유리 리본(58)은 점-탄성 전이부를 통과하고, 유리 리본(58)에 안정적 치수 특성을 제공하는 기계적 특성을 획득한다. 유리 리본(58)은, 일부 실시예에서, 유리 리본의 탄성 영역에서, 유리 분리 장치(미도시)에 의해서 개별적인 유리 시트(62)로 분리될 수 있으나, 추가적인 실시예에서, 유리 리본은 추가적인 프로세싱을 위해서 스풀 상으로 권취되고 저장될 수 있거나, 점성 또는 점-탄성 리본으로서 인발 동작으로부터 직접적으로 프로세스될 수 있다.
도 2는 형성 본체(42)의 횡단면도이고, 용융 유리(28)는 홈통(52) 내로 유동되고 범람되며, 그 후에 수렴 형성 표면(54) 위에서 유동되고 이어서 형성 본체의 하단 연부(56)로부터 하향 방향으로 유리 리본(58)으로서 인발된다. 이어서, 유리 리본(58)은, 예를 들어 인발 방향으로부터 인발 방향과 상이한 제2 방향으로, 예를 들어 수평 방향으로 재-배향될 수 있고, 이어서 이하에서 설명되는 바와 같이, 유리 리본이 제2 방향으로 이송될 때 비-접촉 지지 장치(100)에 의해서 지지될 수 있다. 전술한 내용으로부터, 그리고 이하의 설명을 고려할 때, 다른 장치에 의해서 그리고 다른 방법, 예를 들어 다른 하향 인발 방법, 상향 인발 방법 및 플로트 방법에 의해서 인발되는 유리 리본이, 특정 제조 방법의 성질에 따라, 재배향을 가지거나 재배향이 없이, 유사하게 지지될 수 있다는 것이 명확할 것이다. 일부 실시예에서, 유리 리본(58)은, 형성 프로세스로부터 직접적으로 제공되지 않고, 유리 리본의 스풀로부터 제공될 수 있다. 즉, 임의의 전술한 예시적인 유리 제조 방법에 의해서 이전에 인발되고 스풀, 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같은 공급 스풀(70) 상으로 롤링된 유리 리본이 후속하여 언스풀링되고 비-접촉 지지 장치(100)에 의해서 지지될 수 있다. 일부 실시예에서, 언스풀링된 유리 리본을 가열, 예를 들어 재-가열하여, 재-형성(예를 들어, 프레싱, 엠보싱 처리, 몰드 형성, 등)과 같은 추가적인 프로세싱을 위해서 유리 리본의 점도를 감소시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 리본은 추가적인 프로세싱 후에 감기 스풀(72) 상으로 재-권취될 수 있다. 그러나, 추가적인 실시예에서, 유리 리본은, 추가적인 프로세싱 이전에 또는 이후에, 유리 시트(62)를 생산하기 위한 역할을 할 수 있다.
따라서, 일부 실시예에서, 유리 기재는, 비-접촉 지지 장치(100) 위에서 지지 및/또는 이송되는 동안, 열적으로 컨디셔닝될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 유리 기재(98)(예를 들어, 유리 리본(58) 또는 유리 시트(62))가 비-접촉 지지 장치(100)와 하나 이상의 열 요소(64) 사이에 배치된다. 열 요소(64)는 전기 저항 가열 요소일 수 있고, 전류가 하나 이상의 저항 가열 요소 내에서 생성되고, 그에 의해서 저항 가열 요소 및 저항 가열 요소에 인접한 유리 기재를 가열하나, 추가적인 실시예에서, 열 요소는, 예를 들어, 유리 리본의 어닐링 온도보다 높은 온도까지, 유리 기재를 열적으로 컨디셔닝하기에 충분한 열을 생성하는, 예를 들어 유도 가열 요소 또는 임의의 다른 요소를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 기재(98)는, 예를 들어 유리 기재를 비-접촉 지지 장치(100) 하류의 몰드(미도시) 내에서 프레싱에 의해서, 유리 기재를 희망 형상으로 몰딩하기에 적합한 온도까지 가열될 수 있다.
일부 실시예에서, 열 요소(64)는 냉각 요소, 예를 들어 중공형 냉각 요소를 포함할 수 있고, 냉각 유체가 냉각 요소 내의 통로를 통해서 유동된다. 일부 실시예에서, 열 요소(64)는 가열 요소 및 냉각 요소 모두를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 냉각은, 유리 기재(98) 상으로의 냉각 유체의 직접적인 충돌에 의해서, 예를 들어 유체 공급원과 유체 연통되는 하나 이상의 노즐로부터의 가스의 제트를 통해서, 이루어질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 유리 기재가 제1 세트의 열 요소에 의해서 가열될 수 있고, 그 후에 전술한 바와 같은 추가적인 프로세싱이 발생될 수 있다. 이어서, 유리 기재의 냉각이 제2 세트의 열 요소로 실시될 수 있다.
본원에서 설명된 장치 및 방법은, 약 106 포와즈 이상으로부터 약 1010 포와즈까지의 점도 범위, 예를 들어 약 106 포와즈 내지 약 109 포와즈의 범위, 약 106 포와즈 내지 약 108 포와즈의 범위, 약 106 포와즈 내지 약 107 포와즈의 범위, 약 107 포와즈 내지 약 1010 포와즈의 범위, 약 107 포와즈 내지 약 109 포와즈의 범위, 약 107 포와즈 내지 약 108 포와즈의 범위, 약 108 포와즈 내지 약 1010 포와즈의 범위, 약 108 포와즈 내지 약 109 포와즈의 범위 또는 약 109 포와즈 내지 약 1010 포와즈의 범위로 존재하는 유리 기재의 비-접촉 지지 및/또는 이송을 위해서 이용될 수 있다. 비-접촉 지지 장치(100)에 의해서 지지 되는 동안, 유리 기재(98)의 온도는 약 600 ℃ 내지 약 1100℃ 범위, 예를 들어, 약 600 ℃ 내지 약 700℃ 범위, 예를 들어 약 600 ℃ 내지 약 800℃ 범위, 예를 들어 약 600 ℃ 내지 약 850℃ 범위, 예를 들어 약 700 ℃ 이상의 온도, 예를 들어 약 700 ℃ 내지 약 1100℃ 범위, 약 800 ℃ 내지 약 1100℃ 범위, 약 900 ℃ 내지 약 1100℃ 범위 또는 약 1000 ℃ 내지 약 1100℃ 범위일 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 기재의 온도는, 유리 기재가 지지 장치에 의해서 지지될 때, 유리 기재를 포함하는 유리의 어닐링 온도 이상일 수 있다. 그러나, 이하의 설명이 탄성 특성 이외의 것을 나타내는(예를 들어, 점성 또는 점-탄성 특성을 나타내는) 유리 기재의 지지 및/또는 이송과 관련되지만, 본원에서 설명된 장치 및 방법이, 1010 포와즈 초과, 약 1010 포와즈 내지 약 1011 포와즈 범위, 약 1010 포와즈 내지 약 1012 포와즈 범위, 1010 포와즈 내지 약 1013 포와즈 범위, 약 1010 포와즈 내지 약 1014 포와즈 범위, 또는 그 초과의 점도를 포함하는 유리 기재와 함께 이용될 수 있다는 점이 또한 이해되어야 한다. 일부 실시예에서, 유리 기재(98)의 온도가 약 23 ℃ 내지 약 600 ℃ 범위, 예를 들어 약 23 ℃ 내지 약 100 ℃ 범위, 약 23 ℃ 내지 약 200 ℃ 범위, 약 23 ℃ 내지 약 300 ℃ 범위, 약 23 ℃ 내지 약 400 ℃ 범위, 또는 약 23 ℃ 내지 약 500 ℃ 범위일 수 있다. 유리 기재(98)는 약 0.1 밀리미터 내지 약 10 밀리미터 범위, 예를 들어 약 0.2 밀리미터 내지 약 8 밀리미터 범위, 약 0.3 밀리미터 내지 약 6 밀리미터 범위, 약 0.3 밀리미터 내지 약 1 밀리미터 범위, 약 0.3 밀리미터 내지 약 0.7 밀리미터 범위, 약 0.3 밀리미터 내지 약 0.7 밀리미터 범위 또는 약 0.3 밀리미터 내지 약 0.6 밀리미터 범위의 두께를 포함할 수 있다. 본원에서 설명된 장치 및 방법은 특히 대형 유리 기재, 예를 들어 이송 방향에 수직인 방향으로 1 미터 이상, 예를 들어 약 1 미터 내지 약 2 미터 범위, 예를 들어 약 1 미터 내지 약 1.1 미터 범위, 약 1 미터 내지 약 1.2 미터 범위, 약 1 미터 내지 약 1.3 미터 범위, 약 1 미터 내지 약 1.4 미터 범위, 약 1 미터 내지 약 1.5 미터 범위, 약 1 미터 내지 약 1.6 미터 범위, 약 1 미터 내지 약 1.7 미터 범위, 약 1 미터 내지 약 1.8 미터 범위, 또는 약 1 미터 내지 약 1.9 미터 범위의 폭(Wg)(도 5a 참조)을 갖는 유리 시트 또는 유리 리본을 지지 및 이송하는데 있어서 유용하나, 추가적인 실시예에서, 유리 기재(98)는 1 미터 미만의 폭, 예를 들어 약 0.25 미터 내지 1 미터 범위, 약 0.25 미터 내지 약 0.75 미터 범위, 또는 약 0.25 미터 내지 약 0.5 미터 범위의 폭을 포함할 수 있다.
도 4는, 유리 기재(98)(예를 들어 유리 시트(62), 또는 유리 리본(58))를 지지 및/또는 이송하는데 이용하기 위한 예시적인 비-접촉 지지 장치(100)를 도시한다. 비-접촉 지지 장치(100)는 압력 상자(102)를 포함하고, 그러한 압력 상자는 복수의 연결된 측벽(104), 하단 벽(106) 및 상단 벽(108)을 포함하며, 복수의 측벽, 하단 벽 및 상단 벽은, 압축기 또는 저장 플라스크와 같은, 공급원(미도시)으로부터 가압 가스(112)를 수용하도록 구성된 내부 챔버(110)를 형성한다. 복수의 연결된 측벽(104)은 유리 기재(98)를 지지 및/또는 이송에 적합한 임의 형상으로 배열될 수 있으나, 전형적인 배열은 직사각형이며, 압력 상자는 4개의 측벽(104)을 포함한다. 가압 가스(112)가, 예를 들어, 가압 가스의 공급원과 압력 상자(102) 사이의 유체 연통을 제공하는 공급 파이프(114)를 통해서, 압력 상자(102)에 제공될 수 있다. 가압 가스(112)는 공기일 수 있으나, 추가적인 실시예에서, 가압 가스가 주로, 비제한적으로 질소, 헬륨 및/또는 아르곤 또는 그 혼합물을 포함하는, 다른 가스, 또는 가스의 혼합물일 수 있다.
제어 밸브(116)으로 전반적으로 표시된 바와 같이, 밸브, 게이지 또는 다른 제어 구성요소가 필요한 곳에 제공될 수 있다. 필요한 경우에, 제어 밸브(116), 및 다른 제어 구성요소가, 예를 들어, 입력에 응답하여 예를 들어 제어 밸브(116)에 제어 신호를 제공하는 제어기(118)에 의해서 원격 제어될 수 있다. 입력은, 예를 들어, 공급 파이프(114) 내의 또는 압력 상자(102) 내의 가스 압력을 감지하는 압력 게이지(120)에 의해서 제공될 수 있다. 이어서, 제어기(118)는 압력 상자(102) 내의 실제 가스 압력을 설정된(미리 결정된) 가스 압력과 비교할 수 있고, 이때 압력차가 결정되고 적절한 제어 신호가 적절한 구성요소에, 예를 들어 제어 밸브(116)에 제공되어 가스 압력을 증가 또는 감소시켜, 필요에 따라, 제어 밸브를 개방 또는 폐쇄하는 것에 의해서 설정된 압력을 유지한다.
측벽(104) 및/또는 상단 벽(108)은 냉각 유체를 통과 운송하도록 구성된 냉각 통로(122)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉각 통로(122)가 각각의 벽 또는 벽들(예를 들어 벽(104, 106, 108)) 내에 매립될 수 있으나, 추가적인 실시예에서, 냉각 통로가 각각의 벽의 표면과 접촉될 수 있다. 압력 상자 벽의 냉각은, 고온에서 이송되는 유리 기재로부터의 열에 근접함으로 인한 및/또는 열 요소가 가열 요소일 때 열 요소(64)의 가열 효과로 인한 압력 상자의 왜곡을 방지하는데 있어서 특히 유리할 수 있다. 냉각 유체는 물을 포함할 수 있고, 첨가제, 예를 들어 벽(104, 106 및 108)의 부식을 방지하기 위해서 또는 열 전도 및 열 제거를 향상시키기 위해서 선택된 첨가제, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 및 그 혼합물을 더 포함할 수 있으나, 추가적인 실시예에서 물이 냉각 유체 내에 존재하지 않을 수 있다. 예를 들어, 냉각 유체가 전적으로 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 및 그 혼합물, 또는 압력 상자 벽을 냉각시킬 수 있는 다른 유체일 수 있다. 일부 실시예에서, 냉각 유체는 가스, 예를 들어 공기일 수 있으나, 추가적인 실시예에서, 가압 가스가 주로, 비제한적으로 질소, 헬륨 및/또는 아르곤 또는 그 혼합물을 포함하는, 다른 가스, 또는 가스의 혼합물일 수 있다. 벽(예를 들어, 벽(104, 106 및 108)은 코발트-크롬 합금 또는 니켈 합금, 예를 들어 인코넬(Inconel) 718 또는 인코넬 625을 포함하는 금속일 수 있다. 일부 실시예에서, 벽은 세라믹 재료, 예를 들어 알루미나 또는 지르코니아를 포함할 수 있거나, 또 다른 실시예에서 그라파이트를 포함할 수 있다. 벽을 포함하는 재료가, 예를 들어, 재료의 열 전도도를 기초로 선택될 수 있고, 상이한 재료들의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상단 벽(108)과 같은 하나의 벽이 하나의 재료로 형성될 수 있고, 측벽(104)은 상이한 재료로 형성될 수 있다.
비-접촉 지지 장치(100)는 도 4에 도시된 바와 같이 압력 상자(102)의 벽에, 예를 들어 상단 벽(108)에 커플링된 복수의 가스 베어링(140)을 더 포함한다. 각각의 가스 베어링(140)은 압력 상자(102)의 인접 벽, 예를 들어 상단 벽(108)을 통해서 연장되는 하나 이상의 포트(147)를 통해서 압력 상자(102)와 유체 연통된다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 복수의 가스 베어링(140)이 선형 어레이로, 즉 유리 기재(98)의 이송 방향(142)에 수직인 축(144)에 평행하게 연장되는 복수의 개별적인 가스 베어링의 행으로 배열될 수 있으나, 다른 실시예에서, 가스 베어링은 다른 패턴으로 배열될 수 있다. 하나의 행 중의 인접 가스 베어링들 사이의 간극(146)이 이송 방향으로 인접 행 내의 간극들(146)로부터 축(144)에 평행한 방향으로 오프셋되도록, 가스 베어링(140)이 배열될 수 있다. 즉, 하나의 행 내의 간극(146)은 인접 행 내의 임의 간극(146)과 선형적으로 연속적이지 않다. 따라서, 가스 베어링은 하나의 행으로부터 다음 행으로 엇갈릴 수 있다.
유리 기재(98)가 이송 방향(142)을 따라서 지지 장치 위에서 이송될 때, 복수의 가스 베어링 중의 각각의 가스 베어링(140)은 유리 기재(98)에 인접하도록 배향된 주 표면(148)을 포함한다. 주 표면(148)은 실질적으로 평면형인 (편평한) 표면일 수 있으나, 다른 실시예에서, 주 표면(148)은 곡선형 표면일 수 있다. 주 표면(148)은, 이송 방향(142)에 수직인 제1 쌍의 평행 연부(149a, 149b) 및 제1 쌍의 연부를 연결하는 제2 쌍의 연부(149c, 149d)를 포함하는 복수의 주변 연부에 의해서 형성되고, 제2 쌍의 연부들은 이송 방향(142)에 대해서 각도(α)로 배열되고 서로 상보적이다. 제1 및 제2 쌍의 연부는 가스 베어링의 연부 표면과 주 표면(148) 사이의 교차부를 나타낸다. 연부 표면은 주 표면(148)에 수직일 수 있다. 각도형 연부(149c, 149d), 및 특히 연관된 각도형 연부 표면은, 유리 기재의 이송 중에, 예를 들어 유리 기재(98)가 본원에서 설명된 점도의 범위 내에서 점성이거나 점-탄성적일 때, 유리 기재(98)의 표면의 오목부, 물결, 또는 다른 물리적 훼손을 최소화할 수 있고, 예를 들어 제거할 수 있다. 전술한 설명을 기초로, (축(144)에 평행한) 길이방향을 따른 인접 가스 베어링 사이의 계면 또는 간극이 이송 방향(142)에 대해서 예를 들어 약 20도 내지 약 60도 범위, 예를 들어 약 30도 내지 약 50도 범위의 각도(α)로 각을 이룬다. 가스 베어링(140)은 통상적인 가공 방법에 의해서 제조될 수 있으나, 추가적인 실시예에서, 가스 베어링(140)은 3D 인쇄에 의해서 단일체 본체로서 생산될 수 있다.
이제 도 6 및 도 7을 참조하면, 가스 베어링의 본체(154)의 내측부 내에 배치된 플리넘(152)을 포함하는 예시적인 가스 베어링(140)이 설명되고, 플리넘(152)은 가스 베어링의 길이 방향과 평행한 방향으로 연장되는 세장형 공동을 포함한다. 일부 실시예에서, 하나의 가스 베어링의 플리넘(152)은 인접 가스 베어링의 플리넘과 직접 연결되지 않고, 챔버(110)를 통하는 것을 제외하고 어떠한 인접 플리넘과도 유체 연통되지 않는다. 일부 실시예에서, 가스 베어링(140)은 복수의 플리넘(152)을 포함할 수 있고, 복수의 플리넘 중의 각각의 플리넘은 동일 가스 베어링 본체 내의 인접 플리넘(152)과 직접 유체 연통되지 않는다.
플리넘(152)은, 가압 가스(112)를 하나 이상의 슬롯(150)으로 분산시키는 중간 통로(156)를 통해서 하나 이상의 슬롯(150)과 유체 연통되고, 추가적으로 상단 벽(108)을 통해서 연장되는 통로(147)를 통해서 챔버(110)와 유체 연통된다. 도 6 및 도 7의 실시예에서, 중간 통로(156)가 플리넘(152)과 슬롯(150) 사이의 가스의 유동을 실질적으로 제한하지 않도록, 중간 통로(156)의 크기가 결정된다. 본 실시예에서, 중간 통로(156)는 2개의 인접하고 평행한 슬롯들(150) 사이에서 연장되고 그러한 슬롯과 유체 연통되는 것으로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 중간 통로(156)는 원통형 형상을 포함하나, 다른 실시예에서, 중간 통로(156)는 다른 중공형의 관형 형상을 포함할 수 있다. 중간 통로(156)의 중앙 길이방향 축(138)은 주 표면(148)과 평행할 수 있으나, 추가적인 실시예에서, 길이방향 축(138)은 주 표면(148)에 대해서 다른 각도를 가질 수 있다.
임피던스 오리피스(158)가 양 플리넘(152) 및 중간 통로(156) 사이에 배치되고 그와 유체 연통되며, 플리넘(152)과 중간 통로(156) 사이의 가압 가스의 유동을 제한한다. 따라서, 임피던스 오리피스(158)는 일부 실시예에서 플리넘(152)을 중간 통로(156)와 직접 연결할 수 있다. 일부 실시예에서, 임피던스 오리피스(158)는 플리넘(152)과 중간 통로(156) 사이에서 연장되는 대체로 원통형인 보어일 수 있으나, 추가적인 실시예에서, 임피던스 오리피스(158)는 다른 형상을 가질 수 있다. 임피던스 오리피스(158)의 길이방향 축(170)은 주 표면(148)에 수직으로 정렬될 수 있으나, 다른 실시예에서, 길이방향 축(170)은 주 표면(148)에 대해서 다른 각도로 정렬될 수 있다. 유리 기재(98)가 비-접촉 지지 장치(100)에 의해서 지지될 때 임피던스 오리피스에 걸친 압력 강하가 주 표면(148)과 유리 기재(98) 사이의 공간 내의 압력의 약 50 내지 100배의 범위가 되도록, 임피던스 오리피스(158)의 크기가 결정된다. 예시적인 실시예에서, 10 리터/분(0.35의 분당 입방 피트)의 가스 유량에 대해서 약 15 mbar (0.218 psi)의 압력 강하가 생성되도록, 임피던스 오리피스의 치수가 결정될 수 있다. 단지 하나의 임피던스 오리피스(158)가 도시되었지만, 가스 베어링(140)은 복수의 중간 통로(156)와 플리넘(152) 사이에서 연장되는 복수의 임피던스 오리피스를 포함할 수 있다.
가스 베어링(140)은, 가스 베어링의 길이(L), 예를 들어 가스 베어링의 전체 길이(L)를 따라서 연장되는 하나 이상의 슬롯(150)을 더 포함한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 슬롯(150)의 폭(Ws)이 슬롯의 길이를 따라서 실질적으로 균일할 수 있다. 하나 이상의 슬롯(150)은 축(144)에 평행하고 이송 방향(142)에 수직인 방향으로 연장될 수 있다. 도 6 및 도 7이 2개의 슬롯(150)을 포함하는 가스 베어링(140)을 도시하지만, 가스 베어링(140)은 2개 초과의 슬롯을 포함할 수 있다.
슬롯(150)은 가스 베어링(140)의 주 표면(148)에서 개방되고, 개구부(162)는 가스 베어링의 길이를 따라 연장되는 연속 슬롯-형상의 개구부이고, 가스 베어링의 동작 중에 그러한 개구부로부터 가스가 가스 베어링으로부터 배기된다. 본 개시 내용의 실시예에 따라, 임피던스 오리피스(158)의 출구 개구(160)가 슬롯(150)의 개구부(162)로부터 적어도 약 5 밀리미터 거리로 이격될 수 있다. 예를 들어, 쇄선-및-점선 원에 의해서 표시된 도 6의 섹션(A)의 근접도인 도 7을 참조하면, 임피던스 오리피스(158)의 출구 개구(160)는 적어도 거리(d)만큼 슬롯(150)의 개구부(162)로부터 (즉, 주 표면(148)의 평면에서) 분리되고, 그러한 거리(d)는 주 표면(148)에서의 개구부와 임피던스 오리피스의 출구 개구(160) 사이의 최단 유동 경로이다. 일부 실시예에서, 거리(d)는 약 10 밀리미터 이상, 예를 들어 약 10 밀리미터 내지 약 20 밀리미터의 범위이나, 추가적인 실시예에서, 거리(d)는 20 밀리미터 초과일 수 있다. 슬롯(150)의 개구부(162)로부터의 임피던스 오리피스(158)의 출구 개구(160)의 간격은 슬롯(150)의 길이를 따라 실질적으로 균일한 가스 유동을 유지하는데 도움을 준다.
일부 실시예에서, 주어진 가스 베어링의 행 내의 단부-대-단부로 배열된 인접 가스 베어링들 사이의 간극(146)은, 슬롯(150)을 통해서 유동되는 가스가 슬롯(150)과 인접 가스 베어링의 슬롯 사이의 간극으로부터 실질적으로 빠져 나가지 않는 범위까지, 최소화될 수 있다. 즉, 가스는 하나의 가스 베어링의 슬롯으로부터 다른 가스 베어링의 인접 슬롯까지 유동될 수 있고, 슬롯의 주 표면 개구부를 통한 것을 제외하고, 실질적인 부피의 가스가 양 슬롯으로부터 빠져 나가지 않는 상태로, 제1 가스 베어링의 슬롯이 단부-대-단부 인접 가스 베어링의 슬롯과 정렬되도록, 가스 베어링이 배열된다. 따라서, 사실상, 2 이상의 정렬된 슬롯이 실질적으로 하나의 연속 슬롯으로서의 역할을 한다. 일부 실시예에서, 가스켓이 간극(146) 내에서 이용되어 인접 가스 베어링들 사이로부터의 가스 누출을 방지할 수 있다.
도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 가스 베어링(140)과 유사한 가스 베어링(240)의 다른 실시예의 횡단면도이고, 가스 베어링(240)은 본체(254)를 포함하고, 본체는 통로(157)를 통해서 챔버(110)와 유체 연통되는 플리넘(252), 및 슬롯(250)과 유체 연통되는 중간 통로(256)를 포함한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 슬롯(250)은, 개재되는 통로가 없이, 중간 통로(256)와 직접 연결될 수 있다. 도 8에 또한 도시된 바와 같이, 중간 통로(256)의 부피가 슬롯(250)의 부피보다 클 수 있다. 2개의 인접 슬롯(250)이 도 8에 도시되어 있고, 각각의 슬롯(250)은, 평행 배향으로 가스 베어링의 길이방향으로 연장되는 분리된 중간 통로(256)와 유체 연통된다. 따라서, 슬롯(250)마다 하나의 중간 통로씩, 2개의 중간 통로(256)가 도시되어 있다. 그러나, 다수 슬롯(250)이 개별적인 중간 통로(256)에 연결될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 도시된 바와 같이, 중간 통로(256)는, 중간 통로(256)와 플리넘(252) 사이에서 연장되고 이들을 연결하는 임피던스 오리피스(258)를 통해서 플리넘(252)과 유체 연통된다. 가스 베어링(240)은, 가스 베어링(140)의 길이를 따라, 플리넘(152)과 중간 통로(256), 또는 복수의 중간 통로(256) 사이에서 연장되는 복수의 임피던스 오리피스(258)를 포함할 수 있다. 도 8의 실시예에서, 임피던스 오리피스(258)는, 일부 예에서 주 표면(248)과 평행할 수 있는 중앙 길이방향 축(270)을 포함하는 전반적으로 원통형인 보어로서 도시되어 있으나, 다른 실시예에서, 임피던스 오리피스는 다른 형상을 가질 수 있고, 중앙 길이방향 축(270)은 주 표면(248)과 평행할 필요가 없다.
임피던스 오리피스(258)는 플리넘(252)과 중간 통로(256) 사이의 가압 가스의 유동을 제한한다. 일부 실시예에서, 플리넘(252)은 인접 가스 베어링의 플리넘과 직접 연결되지 않고, 챔버(110)를 통하는 것을 제외하고 인접 플리넘과 유체 연통되지 않을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 각각의 가스 베어링은 복수의 플리넘(252)을 포함할 수 있고, 복수의 플리넘 중의 각각의 플리넘은, 챔버(110)를 통하는 것을 제외하고, 인접 플리넘(252)과 직접 유체 연통되지 않는다. 유리 기재(98)가 비-접촉 지지 장치(100)에 의해서 지지될 때 임피던스 오리피스(258)에 걸친 압력 강하가 주 표면(248)과 유리 기재(98) 사이의 공간 내의 압력의 약 50 내지 100배의 범위가 되도록, 임피던스 오리피스(258)의 크기가 결정된다.
슬롯(250)은 가스 베어링(240)의 주 표면(248)에서 개방되고, 개구부는 가스 베어링의 길이를 따라서 연장되는 연속적인 슬롯-형상의 개구부이다. 본 개시 내용의 실시예에 따라, 임피던스 오리피스(258)의 출구 개구가 슬롯(250)의 주 표면 개구부로부터 적어도 약 5 밀리미터 거리로 이격될 수 있다. 예를 들어, 임피던스 오리피스(258)의 출구 개구는 적어도 거리(d)만큼 슬롯(250)의 출구 개구부로부터 (즉, 주 표면(248)의 평면에서) 분리되고, 그러한 거리(d)는 표면(248)에서의 개구부와 임피던스 오리피스(258)의 출구 개구 사이의 최단 유동 경로이다. 일부 실시예에서, 거리(d)는 약 10 밀리미터 이상, 예를 들어 약 10 밀리미터 내지 약 20 밀리미터의 범위이나, 추가적인 실시예에서, 거리(d)는 20 밀리미터 초과일 수 있다.
본원에서 설명된 비-접촉 지지 장치가 유리 기재, 및 특히 유리 기재의 어닐링 온도 초과의 온도에서의 유리 기재의 지지 및/또는 이송에 유리하지만, 그러한 비-접촉 지지 장치는 다른 재료, 예를 들어 그리고 비제한적으로, 중합체 재료, 금속 재료 유리 세라믹 재료 및 세라믹 재료를 포함하는 다른 기재를 지지 및/또는 이송하는데 있어서 유용할 수 있다는 것에 주목하여야 한다.
본 개시 내용에 따라, 유리 기재(98)를 지지하기 위한 방법이 개시된다. 그러한 방법은, 본원에서 앞서 개시한 바와 같이, 이송 방향으로 비-접촉 지지 장치(100) 위에서 유리 기재(98)를 이송하는 것을 포함할 수 있다. 비-접촉 지지 장치(100)는, 가압 가스의 공급원, 예를 들어 압축기 또는 가압 가스 플라스크 또는 실린더와 유체 연통되는 챔버(110)를 둘러싸는 압력 상자(102)를 포함한다. 압력 상자(102)는, 압력 상자 상에 배치되고 유리 기재(98)의 이송 방향(118)에 수직으로 연장되는 복수의 행으로 배열된 복수의 가스 베어링(140)을 더 포함한다. 복수의 가스 베어링 중의 각각의 가스 베어링(140)은 챔버(110)와 유체 연통되는 플리넘(152)을 포함하고 가스 베어링의 길이방향으로 연장된다. 가스 베어링은, 플리넘(152)과 중간 통로(156) 사이의 가스의 유동을 제한하는 크기의 임피던스 오리피스(158)를 통해서 플리넘(152)과 유체 연통되는 중간 통로(156), 및 중간 통로(156)와 유체 연통되고 가스 베어링의 길이를 따라서 연장되는 슬롯(150)을 더 포함하고, 슬롯은 가스 베어링의 주 표면(148)에서 개방되고 가압 가스의 층 상에서 유리 기재(98)를 지지하기 위해서 그로부터 가스를 배기하도록 구성된다. 슬롯의 폭(Ws)은 슬롯의 길이를 따라서 균일할 수 있다.
방법은 슬롯의 길이를 따라서 슬롯(150)으로부터 가스를 배기하고, 그에 의해서 유리 기재(98)를 가스 베어링(140)의 주 표면(148)으로부터 이격된 위치에서 지지하는 것을 더 포함한다. 일부 실시예에서, 임피던스 오리피스(158)를 통한 압력 강하는 가스 베어링(140)과 유리 기재(98) 사이의 가스 압력의 50배 이상이고, 예를 들어 가스 베어링과 유리 기재 사이의 가스 압력의 약 50배 내지 약 100배의 범위이다.
방법은, 유리 기재(98)가 지지 장치 위에서 이송될 때, 유리 기재의 어닐링 온도보다 높은 온도까지 유리 기재를 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다. 유리 기재의 폭(Wg)은 적어도 1 미터이고, 유리 기재의 주 표면의 최대 변동은, 유리 기재를 비-접촉 지지 장치(100) 위에서 이송한 후에, 기준 평면에 대해서 100 마이크로미터를 초과하지 않는다. 기준 평면은, 예를 들어 유리 기재의 평면일 수 있다.
일부 실시예에서, 유리 기재는 유리 리본이고, 방법은, 지지 장치로 유리 리본을 지지하기에 앞서서, 형성 본체로부터 유리 리본을 인발하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 방법은, 지지 장치로 유리 기재를 지지하기에 앞서서, 제1 방향으로부터 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 유리 리본을 재-지향시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 유리 기재의 연부 부분에 인접 배치된 가스 베어링으로부터 배기된 가스 압력은, 유리 기재의 중앙 부분 아래에 배치된 가스 베어링으로부터 배기된 가스 압력보다 클 수 있으나, 다른 실시예에서, 기준 평면이 주 표면(148)일 수 있다.
일부 실시예에서, 유리 기재의 연부 부분에 인접 배치된 가스 베어링으로부터 배기된 가스 압력은, 유리 기재의 중앙 부분 아래에 배치된 가스 베어링으로부터 배기된 가스 압력보다 클 수 있다. 예를 들어, 제2 및/또는 제3의 복수의 가스 베어링은, 유리 기재(98)의 연부 부분이 위에서 이송되는, 압력 상자(102)의 부분을 따라서 배열될 수 있다. 제2 및/또는 제3의 복수의 가스 베어링 중의 가스 베어링은 상이한 크기의 임피던스 오리피스를 가질 수 있고, 임피던스 오리피스는, 지지 디바이스의 연부 부근에서 발생될 수 있는 가스 압력의 임의 감소를 보상하기 위해서, 유리 기재의 중앙 부분의 이송 경로를 따라 배열된다.
유리 시트는 일반적으로 용융 유리를 형성 본체로 유동시키는 것에 의해서 제조되고, 그에 의해서 유리 리본이, 플로트, 하향-인발(예를 들어, 슬롯 인발 및 융합 인발), 상향-인발, 또는 임의의 다른 형성 프로세스를 포함하는 다양한 리본 형성 프로세스에 의해서 형성될 수 있다. 이는 예를 들어 US20150099618에서 설명된 바와 같은 롤링 프로세스일 수 있다.
이산형 가스 베어링
예를 들어, 유리와 닿지 않고 연화된 상태에서 고온 유리의 리본을 프로세스할 수 있는 것은, 유리 리본을 본질적으로 수직인 배향으로부터 본질적으로 수평 배향으로 전환될 때, 유리를 여전히 점성 조건에서 수평으로 이동 또는 이송할 때, 접촉을 방지하면서 중력에 의해서 유리를 처지게 할 때, 또는 유리 스트림으로부터 용융 유리의 질량체를 축적할 때와 같은, 수많은 상황에서 관심의 대상이 된다.
이어서, 이러한 프로세스 중 임의의 프로세스로부터의 유리 리본이 후속 분할되어, 비제한적으로, 디스플레이 적용예를 포함하는 희망하는 적용예로의 추가적인 프로세싱에 적합한 하나 이상의 유리 시트를 제공할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 유리 시트가, 액정 디스플레이(LCD), 전기영동(electrophoretic) 디스플레이(EPD), 유기 발광 다이오드 디스플레이(OLED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 또는 기타를 포함하는, 다양한 디스플레이 적용예에서 이용될 수 있다. 강화된 유리 시트, 예를 들어 이온 교환 프로세스가 실시된 유리 시트 또는 열적으로 템퍼링된 유리 시트가 특정 디스플레이 적용예에서 커버 유리로서 이용될 수 있다. 유리 시트가 하나의 위치로부터 다른 위치로 운송될 수 있다. 유리 시트는 유리 시트의 적층체를 제 위치에서 고정하도록 설계된 통상적인 지지 프레임으로 운송될 수 있다. 또한, 판간 재료(interleaf material)가 각각의 인접 시트 사이에 배치되어 그 사이의 접촉을 방지하는데, 그에 따라 유리 시트의 초기 상태의(pristine) 표면을 보존하는데 도움을 줄 수 있다.
가스 베어링 기술이 알려져 있다. 그러나, 알려진 기술은, 비제한적으로 통합형 열 제어, 미세 가스 공급 피치, 및 높은 동작 온도 능력을 포함하는, 본원에서 설명된 하나 이상의 특징을 가지지 않는다.
일부 실시예에서, 가스 베어링은 이산형 배출구 포트를 포함하고, 높은 온도(예를 들어 800 내지 1000°C까지)에서 동작될 수 있고, 통합형 열 제어 시스템(예를 들어 냉각 유체를 위한 통로)을 포함한다. 이산형 배출구 포트는 작은 피치의 패턴(예를 들어, 적어도 m2당 8,000개의 배출구 포트)을 포함한다. 내부 가스 회로는, 지지, 이동, 또는 전환하고자 하는 유리에 의해서 생성되는 압력보다 상당히 더 높은 배압을 생성하는 작은 채널을 제공한다.
내부 가스 회로는, 예를 들어, 냉각 유체의 통로를 위한 내부 채널, 환경과의 열 교환을 증가시키기 위한 통합형 핀 시스템(fin system), 및 삽입 전기 히터의 통로를 통해서, 디바이스의 온도 범위를 제어할 수 있는 능력을 제공한다.
일부 실시예에서, 가스 베어링 디바이스는 3D 인쇄 방법 또는 (예를 들어, 로스트 왁스 기술(lost wax technology)을 이용하는) 매몰 주조(investment casting) 방법에 의해서 제조될 수 있다.
일부 실시예의 하나의 장점은, 미세하게 이산된 가스 베어링 공급은 고온 유리와 같은 연화된 재료를 지지할 수 있다는 것이다. 거칠게 이산된(coarsely discretized) 가스 베어링은 연화된 재료를 위한 적절한 지지를 제공하지 않는다. 가스 베어링은 또한 바람직한 베어링에 대한 압력 대 가스 필름 내의 압력의 비율을 제공한다.
연화된 유리와 접촉되는 가스 베어링과 비교할 때, 본원에서 설명된 일부 실시예는, 접촉과 연계된 손상 또는 표면 불완전성, 유리의 형성 가능성을 확장할 수 있는, 유리와 도구 사이의 열 전달의 상당한 감소, 및 지지부와 용융 유리 사이에 마찰이 없는 것과 같은, 장점을 제공한다.
가스 베어링이 도 17에 도시된 바와 같이 이용되어 유리 리본을 수직으로부터 수평으로 전환할 수 있다. 가스 베어링 디바이스는, 유리와의 임의 접촉을 방지하면서, 전환 중에 리본의 형상을 형성한다. 이는 유리 표면에 대한 마찰 또는 손상이 없도록 보장한다.
도 18에 도시된 바와 같이, 가스 베어링 디바이스는 또한, 가스 베어링과 유리 사이의 접촉 없이, 유리를 실질적으로 수평인 평면 상에서 이송 또는 지지할 수 있다. 일부 실시예에서, 연성 유리 리본은, 형성 지역으로부터 롤 이송 지역까지 이송되는 동안, 실질적으로 수평 평면 상에서 지지된다.
도 19a 및 도 19b에 도시된 바와 같이, 가스 베어링 디바이스는 또한 축적기일 수 있다. 축적기는 둘 이상의 부분으로 제조될 수 있고, 여기에서 유리는 축적기와 유리 사이의 접촉 없이 축적된다. 희망 부피의 유리가 축적될 때 둘 이상의 부분이 분리될 수 있고, 유리의 부피가 몰드 상으로 직접 낙하되고, 그 곳에서 유리가 더 형성되거나 프로세스될 수 있다. 열적으로 제어된 조건에서 예비-성형하기 위해서, 용융 유리의 스트림을 수용 및 축적하도록 가스 베어링이 이용될 수 있다. 이는 이러한 동작 중에 유리가 매우 크게 냉각되는 것을 방지할 수 있다.
도 20a 및 도 20b에 도시된 바와 같이, 가스 베어링 디바이스는 또한, 유리가 중력 하에서 처질 때, 유리를 지지할 수 있다. 이는, 몰드와의 접촉이 없는, 유리 시트의 변형을 허용한다. 이러한 구성에서, 유리는 먼저 가스 베어링 디바이스 위로 로딩되고, 이어서, 가스 베어링 디바이스는, 유리와 가스 베어링 디바이스 사이의 접촉 없이 유리가 처질 때, 유리를 지지한다.
도 20이 시트의 곡선형 시트로의 비-접촉 변형을 도시하지만, 관 및 더 복잡한 형상과 같은, 다른 형상이 유사하게 변형될 수 있다.
가스 베어링 디바이스는 또한 가스 통로를 가질 수 있다. 가스 베어링 디바이스는 또한 통합형 물 냉각 회로를 가질 수 있다. 가스 베어링 디바이스는, 도 23에 도시된 바와 같이, 피치에 걸쳐 분산된 배출구 포트들을 포함한다. 배출구 포트에 가스가 공급된다. 공급 가스는 계량 파이프를 통과한다. 각각의 계량 파이프는 다시 적어도 하나의 배출구 포트로 공급한다. 특정 실시예에서, 각각의 계량 파이프는 4개의 배출구 포트에 공급하고, 배출구 포트들 사이의 피치는 3 mm이다. 예를 들어, 도 23에 도시된 바와 같이, 각각의 계량 파이프(2152)는 4개의 배출구 포트(2151)에 공급하고, 각각의 배출구 포트들 사이의 피치(2170)는 3 mm이다.
배출구 포트에 더하여, 도 31 내지 도 34에 도시된 바와 같이, 가스 베어링 디바이스가 지지 표면 상에 배치된 분출 포트를 가질 수 있다. 분출 포트는, 가스가 가스 필름으로부터 빠져나갈 수 있게 하는 포트의 어레이를 제공한다. 이는, 상당한 크기의 물품을 지지할 때 관심의 대상이 될 수 있고, 그러한 상당한 크기의 물품은, 가스를 공급하는 배출구 포트만이 존재하고 분출 포트가 존재하지 않는 경우에 "기포 효과"를 초래할 수 있다.
본원에서 개시된 실시예는, 이하를 특징으로 하는, 어떠한 표면과도 접촉됨이 없이 연성 또는 용융 유리를 지지할 수 있는 디바이스를 포함한다:
가스 베어링은, 예를 들어 도 24에 도시된 바와 같이, 가스가 통과하여 공급되는, 미세하게 이산된 배출구 포트의 어레이를 가질 수 있다. 이러한 배출구 포트는 원형 채널일 수 있으나, 원형 채널로부터 상당히 벗어나는 것도 가능하다. 특정 양태는, 가스가 배출구 포트에 도달하기 전에, 더 작은 횡단면의 계량 파이프가 가스를 위해서 제공된다는 것이다. 계량 파이프는 원형 파이프일 수 있으나, 원형으로부터 상당히 벗어나는 것도 가능하다. 일부 실시예에서, 계량 파이프가 슬롯일 수 있다. 계량 파이프가 하나의 단일 배출구 포트에 공급할 수 있으나, 가스 유동을 하나의 계량 파이프로부터 몇 개의 배출구 포트로 분산시키는 것이 일반적으로 바람직하다.
일부 실시예에서, 가스 베어링은 가스 유동을, 지지되는 재료(예를 들어, 유리 리본, 유리 시트)에 인가되는 압력과 독립적으로, 가스 필름에 제공한다. 이는, 가스 베어링 가스 유입구에 공급되는 압력이 지지되는 재료에 의해서 인가되는 압력보다 상당히 클 것을 요구한다. 계량 파이프는 상응 압력 강하를 생성한다.
베어링의 성능에 대한 지수(index)는 다음과 같이 규정되고:
지수 = 
(m-1 단위)
여기에서, X는 계량 파이프들 사이의 평균 간격이거나, X2는 미터로 표현되는, 비-정방형 분산에 대한 계량 파이프에 상응하는 면적이고, Z는, Pa.s/m3으로 표현된, 하나의 계량 파이프의 가스 회로의 임피던스이고, μ는 Pa.s로 표현된 베어링 가스의 동적 점도이다. 지수 값은 계량 파이프(X)들 사이의 평균 간격 및 하나의 계량 파이프의 가스 회로의 임피던스(Z) 모두에 직접 비례한다. 지수 값은 동적 점도(μ)에 반비례한다. 따라서, 지수 값은, X가 증가될 때, Z가 증가될 때, 또는 μ가 감소될 때, 증가된다. 비록 단위가 m-1이지만, 더 큰 수치 값을 갖는 지수는 더 작은 수치 값을 갖는 지수보다 "큰" 것으로 간주된다. 일부 실시예에서, 2.5x106 m-1 보다 큰 지수 값이 용인될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 지수 값은 5x106 m-1 보다 크다. 일부 실시예에서, 분출 포트의 임피던스는 계량 파이프의 임피던스보다 작다.
일부 실시예에서, 독립적인 채널, 또는 냉각 회로가 열 유체의 순환을 위해서 이용된다. 열 유체는 냉각 효과를 획득하기 위한 가스 또는 액체, 또는 열 에너지를 부품에 제공하는 예열된 유체일 수 있다. 전기 가열 요소의 삽입을 위한 통로가 또한 사용될 수 있다.
이는 또한, 유리와의 접촉 없이, 용융 유리의 스트림을 이동, 재배치, 또는 지지하는데 유용할 수 있다. 미세하게 이산되지 않은, 또는 거칠게 이산된 가스 베어링 디바이스는 강성 본체에 대한 적절한 지지를 제공할 수 있으나, 거칠게 이산된 가스 베어링은 연화된 유리와 같은 연화된 본체를 위한 적절한 지지를 제공하지 않는다. 이러한 가스 베어링 디바이스는, 얇은 가스 필름을 생성하기 위해서 가스를 공급하는, 미세하게 이산된 배출구 포트를 포함한다. 가스 베어링 디바이스는, 연화된 본체를 위한 적절한 지지를 또한 제공하면서, 디바이스와 유리 사이의 접촉 없이, 유리를 이동, 재배치, 또는 지지하도록 구성될 수 있다. 가스 베어링 디바이스는 또한 통합형 열 제어 시스템을 포함한다. 가스 필름은, 접촉으로 인한 유리의 표면에 대한 어떠한 손상 또는 불완전성을 유발하지 않으면서, 고온 유리 프로세싱을 허용한다. 가스 필름은 또한 유리로부터의 열 전달을 감소시키고, 이는 유리가 형성될 수 있는 시간을 연장할 수 있다. 또한, 가스 필름 지지부와 유리 사이의 마찰이 존재하지 않는다.
도 9에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 유리 제조 장치(10)는, 슬롯 인발 장치, 플로트 배스 장치, 하향-인발 장치, 상향-인발 장치, 프레스 롤링 장치, 또는 (이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같은) 다른 유리 리본 제조 장치와 같은, 하류 유리 제조 장치(30)로, 유리 리본(903)을 제공한다. 도 9는, 유리 공급 유닛(940)의 이용을 통해서 유리 리본으로의 후속 프로세싱을 위해서 유리 리본(903)을 인발하기 위한 예시적인 하류 유리 제조 장치를 개략적으로 도시한다.
하류 유리 제조 장치(30)는 전달 용기(40) 및 출구 도관(44)을 더 포함할 수 있다. 전달 용기(40)는 유리 공급 유닛(940)에 공급되는 용융 재료를 컨디셔닝할 수 있다.
더 예시되는 바와 같이, 출구 도관(44)이, 용융 유리(28)를 하류 유리 제조 장치(30)의 유리 공급 유닛(940)에 전달하도록 배치될 수 있다. 이하에서 더 완전히 설명되는 바와 같이, 유리 공급 유닛(940)은 형성 용기(943)의 근부(945)로부터 용융 유리를(28)를 유리 리본(903)으로 인발할 수 있다. 예시된 실시예에서, 형성 용기(943)는 전달 용기(40)의 출구 도관(44)으로부터 용융 유리(28)를 수용하도록 배향된 유입구(941)를 구비할 수 있다.
유리 공급 유닛(940)은 희망 크기의 유리 리본(903)을 전달하도록 크기가 조정될 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 리본(903)은 50 mm 내지 1.5 미터(m)의 폭을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 리본(903)은 50 mm 내지 500 mm의 폭을 가질 수 있다. 유리 리본(903)은 150 mm 내지 300 mm의 폭을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 리본(903)의 폭은 20 mm 내지 4,000 mm, 예를 들어 50 mm 내지 4,000 mm, 예를 들어 100 mm 내지 4,000 mm, 예를 들어 500 mm 내지 4,000 mm, 예를 들어 1,000 mm 내지 4,000 mm, 예를 들어 2,000 mm 내지 4,000 mm, 예를 들어 3,000 mm 내지 4,000 mm, 예를 들어 20 mm 내지 3,000 mm, 예를 들어 50 mm 내지 3,000 mm, 예를 들어 100 mm 내지 3,000 mm, 예를 들어 500 mm 내지 3,000 mm, 예를 들어 1,000 mm 내지 3,000 mm, 예를 들어 2,000 mm 내지 3,000 mm, 예를 들어 2,000 mm 내지 2,500 mm, 그리고 모든 범위 및 그 사이의 하위 범위일 수 있다.
하류 유리 제조 장치(30)는 공급-후 유리 형성 디바이스(950)를 더 포함할 수 있다. 공급-후 유리 형성 디바이스(950)는 유리 공급 유닛(940)에 의해서 공급되는 용융 유리 스트림을 수용할 수 있고, 용융 유리 스트림으로부터 유리 리본 및/또는 유리 시트를 생산할 수 있다. 일부 실시예에서, 예시적인 공급-후 유리 형성 디바이스(950)가 이하에서 도 10 내지 도 14에서 구체적으로 설명된다.
다소 낮은 점도에서 불투명해지는 유리 조성물로부터 초기 상태의 유리 시트를 형성하는 것은 어렵다. 통상적인 융합 인발 프로세스 또는 슬롯 인발 프로세스에서, 한계는, 이러한 수직 프로세스에서, 전달 지점에서의 점도를 낮추는 것이 시트를 인발할 때 발생되는 점성력(viscous force)의 감소를 초래할 수 있다는 사실과 관련된다. 일부 실시예에서, 전달 지점은, 용융 유리 스트림이 자유 낙하로 이동되기 전에 고체 표면과 닿는 마지막 지점이고, 예를 들어 융합 프로세스의 경우에 형성 본체의 근부, 또는 슬롯 인발 프로세스에서 슬롯의 선단부이다. 이러한 인발력은 시트의 중량보다 작아질 수 있다. 이어서, 시트는 더 이상 장력하에 있지 않고, "배기 휘어짐(baggy warp)"으로 알려진, 평면을 벗어나 이동될 것이다.
일부 실시예에서, 본원에서 설명된 유리 형성 장치 및 방법은, 얇은 유리 시트가, 다소 낮은 점도에서 불투명한 유리 조성물로부터, 예를 들어, 25,000 포와즈 미만, 예를 들어 10,000 포와즈 미만 또는 500 포와즈 내지 5,000 포와즈의 액성 점도를 갖는 유리로부터 제조될 수 있게 하고, 이는 통상적인 융합 인발 프로세스 또는 슬롯 인발 프로세스에 의해서 달성되기 매우 어려운 것이다. 또한, 프로세스는, 큰 규모의 플로트 라인과 관련된 많은 자본 지출을 필요로 하지 않고, 적절한 규모로 셋업될 수 있다.
부가적인 신규 특징이 부분적으로 이하의 설명에서 기술될 것이고, 부분적으로 이하 및 첨부 도면으로부터 당업자에게 자명해질 것이고, 또는 예들의 생산 또는 동작에 의해서 학습될 수 있다. 본 개시 내용의 신규 특징은, 이하에서 설명되는 구체적인 예에서 기술된 방법론, 방편, 및 조합의 여러 양태의 실시 또는 이용에 의해서 실현 및 획득될 수 있다.
도 10은 예시적인 유리 형성 장치(1000)의 개략도이다. 유리 형성 장치(1000)는 도 9에 도시된 유리 공급 유닛(940) 및 공급-후 유리 형성 디바이스(950)를 포함할 수 있다. 유리 공급 유닛(940)은 수직과 같은 제1 방향으로 용융 유리 스트림(1002)을 공급할 수 있다. 공급-후 유리 형성 디바이스(950)는 제1 방향으로 용융 유리 스트림(1002)을 수용할 수 있고, 이를 수평 방향과 같은 제2 방향으로 지향시킨다. 일부 실시예에서, 공급-후 유리 형성 디바이스(950)는, 용융 유리 스트림(1002)을 재지향시키면서 그 온도를 신속히 감소시킬 수 있고 용융 유리 스트림(1002)으로부터 제2 방향으로 유리 리본을 인발할 수 있다. 이러한 실시예에서, 공급-후 유리 형성 디바이스(950)는 가스 베어링 유닛(1010), 대류 냉각 시스템(1020), 열 차폐부(1030), 및 지지 유닛(1040)을 포함한다.
유리 공급 유닛(940)이 형성 용기일 수 있다. 특정 예시적 실시예에서, 유리 공급 유닛(940)은 융합 하향-인발 장치 내의 형성 본체일 수 있다. 특정 예시적 실시예에서, 유리 공급 유닛(940)은 슬롯-인발 장치 내의 슬롯 오리피스 유닛일 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "오리피스"라는 용어는, 유체 유동을 전달하도록 구성된 유리 공급 유닛(940)의 부분 내의 개구부를 지칭한다. 오리피스는 하나의 개구 또는 지지부에 의해서 분리되는 복수의 개구를 포함할 수 있다. 유리 공급 유닛(940)이, 꼬리 지느러미 유닛과 같은, 용융 유리 스트림(1002)을 공급할 수 있는 임의의 다른 유형의 유리 형성 용기일 수 있다는 것이 이해된다. 일부 실시예에서, 꼬리 지느러미는, 슬롯 출구로부터의 용융 유리의 스트림의 전달을 허용하는 디바이스이다. 이는 유입구 관에 연결될 수 있고, 이어서 용융 유리의 스트림을 이러한 초기 관 형상으로부터 슬롯을 빠져 나가는 선형 스트림으로 분산시킬 수 있다.
유리 공급 유닛(940)은, 고온 및 고압에서, 재료 변형 즉, 크리프에 대해서 내성적인 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유리 공급 유닛(940)은, 1,400 화씨(℃) 내지 1,700 ℃의 온도에서 용융 유리를 전달하기 위해서, 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 공급 유닛(940)이 고온의 용융 유리를 전달하기 위한 고온 및 고압과 양립될 수 있게 하기 위해서, 유리 공급 유닛(940)가 백금, 예를 들어 백금-로듐(PtRh) 합금을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 유리 공급 유닛(940)은 적어도 80 중량%의 백금 및 20 중량%까지의 로듐, 예를 들어 80/20 PtRh 합금을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 공급 유닛(940)은 적어도 90 중량%의 백금 및 10 중량%까지의 로듐, 예를 들어 90/10 PtRh 합금을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 공급 유닛(940)은 본질적으로 순수한 백금으로 제조될 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 공급 유닛(940)은 지르콘 도핑된 재료일 수 있다. 유리 공급 유닛(940)은 출력 경로를 가질 수 있고, 그러한 출력 경로 내에서 용융 유리 스트림(1002)이 유리 유동 밀도로 공급된다. 유리 유동 밀도는 유리 공급 유닛(940)의 출구의 폭에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 공급 유닛(940)은 연속적인 유리 스트림을 가스 베어링 디바이스에 공급하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 유리는, 유리 공급 유닛에 의해서 공급될 때, 용융된다.
일부 실시예에서, 유리 공급 유닛(940)을 통해서 유동되는 용융 유리의 점도는 25,000 포와즈 미만, 예를 들어 50 포와즈 내지 10,000 포와즈이다. 일부 실시예에서, 유리 공급 유닛(940)을 통해서 유동되는 용융 유리의 점도가 500 포와즈 내지 5,000 포와즈이다. 일부 실시예에서, 유리 공급 유닛(940)을 통해서 유동되는 용융 유리의 점도가 이하 중 하나 이상을 조정함으로써 제어될 수 있다: 용융 유리 공급부의 유동 거리 및 압력; 용융 유리 공급부의 온도; 오리피스의 폭; 및 오리피스의 개방 거리.
유리 공급 유닛(940) 내의 위치에서의 용융 유리 스트림(1002)의 점도는 그러한 위치에서의 유리 공급 유닛(940)의 온도를 기초로 결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 공급 유닛(940)은, 유리 공급 유닛(940)을 따른 하나 이상의 위치에서 온도를 결정하여 그러한 위치에서의 용융 유리의 점도를 결정하기 위한 온도 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 공급 유닛(940)은, 유리가 불투명해질 수 있는, 유리 공급 유닛(940)의 하부 부분에 대한 능동적인 가열을 제공하여 용융 유리 스트림(1002) 내의 저온 스폿을 방지할 수 있는 가열기(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 형성 본체의 근부 또는 슬롯 오리피스의 하단은, 유리 공급 유닛(940)의 기하형태 및 양호한 단열 메커니즘을 포함할 수 없는 것에 의해서, 용융 유리 스트림(1002)의 전달에 바람직한 온도보다 상당히 낮게 냉각되는 경향이 있을 수 있다. 그러한 히터는, 공급-후 유리 형성 디바이스(950)에 전달되기 전에, 용융 유리 스트림(1002)의 국소적 냉각을 감소시킬 수 있고, 예를 들어 방지할 수 있다. 가열기는, 예를 들어, 유리 공급 유닛(940)의 귀금속 본체를 통한 직접적인 전기적 가열 또는 유도 가열을 실시할 수 있다. 일부 실시예에서, 가열기는 열 차폐부(1030)를 통과하기 전에, 용융 유리(202)의 스트림의 온도가 500 ℃ 미만, 예를 들어 600 ℃ 미만, 700 ℃ 미만, 800 ℃ 미만, 900 ℃ 미만, 1000 ℃ 미만, 1100 ℃ 미만, 1200 ℃ 미만, 1300 ℃ 미만, 1400 ℃ 미만, 1500 ℃ 미만, 또는 1600 ℃ 미만, 1700 ℃, 1800 ℃, 1900 ℃, 2000 ℃, 이러한 값들 중 임의의 값에 의해서 하한선이 경계지어지는 또는 이러한 값들 중 임의의 2개의 값에 의해서 규정되는 임의 범위 내로 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 가열기는 용융 유리 스트림(1002)의 온도를 소다 라임 유리의 경우에 600 ℃ 내지 850 ℃까지, 또는 경질 유리 또는 유리 세라믹 전구체 유리의 경우에 800 ℃ 내지 1100 ℃까지 증가시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 가열기는, 용융 유리 스트림(1002)의 점도를 제어하기 위해서 유리 공급 유닛(940)을 빠져 나가는 용융 유리 스트림(1002)의 온도를 또한 제어할 수 있다. 그에 따라, 가열기는 유리 공급 유닛(940)에서의 불투명화를 방지하기 위해서 용융 유리 스트림(1002)의 점도를 충분히 낮게 유지하는데 기여할 수 있다. 가스 베어링 유닛(1010)은 유리 공급 유닛(940) 아래에 그리고 유리 공급 유닛(940)의 출력 경로 부근에 배치될 수 있다. 가스 베어링 유닛(1010)은, 표면들 사이에 작은 마찰 계면을 제공하기 위해서 가스의 얇은 필름을 이용하는 임의 베어링일 수 있다. 가스 베어링 유닛(1010)은, 가스 베어링 유닛(1010)과 용융 유리 스트림(1002) 사이의 물리적 접촉 없이, 용융 유리 스트림(1002)을 재지향시킨다. 가스 베어링 유닛(1010)은, 가스 베어링 유닛(1010)과 용융 유리 스트림(1002) 사이의 "베어링 구역" 내에서 가스 필름을 생성함으로써, 접촉 없이 이러한 재지향을 달성한다.
가스 베어링 유닛(1010)은 복수의 출구 슬롯을 포함할 수 있고, 이로부터 가스가 공급되어 가스 필름을 생성한다. 가스 베어링 유닛(1010)에 의해서 공급되는 가스는 용융 유리 스트림(1002)의 제1 주 표면(1003) 상에서 가스 필름(베어링 구역)을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 유닛(1010)에 의해서 공급될 수 있는 가스가 공기 및 불활성 가스, 예를 들어 질소, 아르곤, 헬륨 등을 포함한다. 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 결과적인 베어링 구역이 용융 유리 스트림(1002)의 제1 주 표면(1003)의 오목 형상과 합치되도록, 출구 슬롯(1016)이 가스 베어링 유닛(1010)의 유리-대면 볼록 측면 상에 배치된다. 베어링 구역은, 용융 유리 스트림(1002)이 수직으로부터 수평으로 전환되도록 강제한다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 유닛(1010)은 그라파이트, 스테인리스 강, 또는 세라믹과 같은 다공성 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 유닛(1010)은 이산형 가스 공급부들로 제조될 수 있다. 예를 들어, 가스 베어링 유닛(1010)에 의해서 베어링 구역에 공급되는 가스는, 가스 통과에 대항하는 임피던스를 도입하는 복수의 제한된 통로(1014)를 포함한다. 이러한 제한부는 가스가 빠져 나오는 출구 슬롯(1016)으로부터 충분히 멀리 배치될 수 있고, 그에 따라 이러한 가스 탈출이 탈출 경로를 따라서 실질적으로 균일해진다.
가스 베어링 유닛(1010)은, 용융 유리 스트림(1002)의 접촉 없이, 용융 유리 스트림(1002)을 제1 방향으로부터 제2 방향으로 재지향시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 방향이 수평 방향일 수 있다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 유닛(1010)은, 용융 유리 스트림(1002)을 출력 경로로부터 재지향시키기 위해서, 유리 공급 유닛(940)의 출력 경로에 충분히 근접한다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 유닛(1010)은 8 센티미터(cm)를 초과하지 않는, 예를 들어 1 cm, 2 cm, 3 cm, 5 cm, 6 cm, 7 cm, 8 cm, 이러한 값들 중 임의의 값에 의해서 상한선이 경계지어지는 또는 이러한 값들 중 임의의 2개의 값에 의해서 규정되는 임의 범위 내의 반경을 가질 수 있고, 그에 따라 가스 베어링 유닛(1010)은 짧은 거리에 걸쳐 용융 유리 스트림(1002)을 수평 방향으로 전환할 수 있다. 예를 들어, 가스 베어링 유닛(1010)은 5 cm 미만의 반경을 가질 수 있고, 그에 따라 용융 유리 스트림(1002)은 약 5 cm 높이에 걸쳐 수직으로부터 수평으로 전환될 수 있다.
일부 실시예에서, 가스 베어링 유닛(1010)은 하나 이상의 유체 냉각제 채널(1012)을 포함할 수 있다. 유체 냉각제 채널(1012)은 가스 베어링 유닛(1010)에 의해서 공급되는 가스를 냉각할 수 있다. 결과적으로, 가스 베어링 유닛(1010)에 의해서 형성된 베어링 구역의 온도는 상온보다 낮을 수 있고 용융 유리 스트림(1002)의 온도보다 상당히 낮을 수 있고, 그에 따라 용융 유리 스트림(1002)을 냉각할 수 있다. 물, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 또는 베타인(Betaine)과 같은, 임의의 적합한 유체 냉각제가 유체 냉각제 채널(1012) 내에서 이용될 수 있다.
일부 실시예에서, 대류 냉각 시스템(1020)이 유리 공급 유닛(940) 아래에 그리고 가스 베어링 유닛(1010)에 대향되는 용융 유리 스트림(1002)의 다른 측면 상에 배치될 수 있다. 이하에서 구체적으로 설명되는 바와 같이, 대류 냉각 시스템(1020)은 가스 베어링 유닛(1010)을 향해서 지향된 하나 이상의 노즐(1024)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 노즐(1024)은, 용융 유리 스트림(1002)을 가스 베어링 유닛(1010)을 향해서 강제하는 가스를 토출하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 오목 형상을 가지는 제1 주 표면(1003)에 대향하는 용융 유리 스트림(1002)의 제2 주 표면(1004)의 볼록 형상에 합치되도록, 노즐(1024)이 대류 냉각 시스템(1020)의 오목 측면 상에 배치될 수 있다. 노즐(1024)에 의해서 토출되는 가스는 강제된 대류를 제2 주 표면(1004)에 인가하여, 용융 유리 스트림(1002)의 온도를 감소시킨다. 다른 한편으로, 가스는 또한 가스 베어링 유닛(1010)에 근접하도록 용융 유리 스트림(1002)을 밀고, 그에 따라 용융 유리 스트림(1002)의 제1 주 표면(1003)과 가스 베어링 유닛(1010) 사이의 베어링 구역이 감소되고, 그에 의해서 용융 유리 스트림(1002)의 제1 주 표면(1003) 상에서 냉각을 더 증가시킨다. 일부 실시예에서, 대류 냉각 시스템(1020)의 폭은 용융 유리 스트림(1002)의 폭에 따라 조정될 수 있다.
일부 실시예에서, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 대류 냉각 시스템(1020)은 가스 챔버(1022) 및 가스 챔버(1022)와 유체 연통되는 복수의 노즐(1024)을 포함한다. 가스 챔버(1022)는 공통 압력 하에서 가스를 저장하고, 각각의 노즐(1024)은 가스 챔버(1022)로부터 가스를 토출하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 각각의 노즐(1024)은 가스 챔버(1022)에 연결된 선단부(1026), 및 가스 탈출 선단부(1026)의 유량을 제어하기 위해서 선단부(1026)에 대해서 이동 가능한 조절기(1028)를 포함한다. 유량은 1의 시간당 표준상태 미터 세제곱(Nm3/hr) 내지 20 Nm3/hr의 가스, 예를 들어 2 Nm3/hr 내지 10 Nm3/hr의 가스일 수 있다. 각각의 조절기(1028)가 각각의 선단부(1026)를 향하는 또는 그로부터 멀어지는 방향으로 이동되어, 가스 챔버(1022)로부터 선단부(1026)에 진입하는 가스의 부피를 제어할 수 있다. 예를 들어, 조절기(1028)가 상응 선단부(1026)에 더 가까이 이동됨에 따라, 조절기(1028)가 가스 챔버(1022)로부터 선단부(1026)에 진입하는 가스를 완전히 차단할 때까지, 가스 탈출 선단부(1026)의 유량이 감소된다. 일부 실시예에서, 각각의 노즐(1024)의 유량이 변경될 수 있도록, 각각의 조절기(1028)가 개별적으로 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 노즐(1024)은 연속적인 방식으로 가스를 공급한다. 다수의 노즐(1024)이, 도 12에 도시된 어레이와 같은 패턴으로 배열될 수 있다. 다른 실시예에서, 다수의 노즐(1024)의 패턴이 다를 수 있다는 것이 이해된다. 다수의 노즐(1024)의 특정 패턴을 셋업하는 것 및/또는 각각의 개별적인 노즐(1024)의 유량을 조정하는 것에 의해서, 다양한 가스 토출 패턴이 달성될 수 있고, 이는 용융 유리 스트림(1002)의 형상 및/또는 크기에 영향을 미칠 수 있다.
일부 실시예에서, 열 차폐부(1030)가 유리 공급 유닛(940)과 가스 베어링 유닛(1010) 사이에 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 열 차폐부(1030) 위의 그리고 유리 공급 유닛(940)에 근접한 영역이 가열되는 반면, 열 차폐부(1030) 아래의 그리고 가스 베어링 유닛(1010) 및 대류 냉각 시스템(1020)에 근접한 영역은 냉각된다. 따라서, 열 차폐부(1030)는 가열된 상부 영역과 냉각된 하부 영역 사이의 열 교환을 감소시킬 수 있고, 그에 따라 냉각된 하부 영역 내의 용융 유리 스트림(1002)의 온도를 더 감소시킨다.
이러한 실시예에서, 유리 형성 장치(1000)는 3개의 열 관리 디바이스 - 가스 베어링 유닛(1010) 내의 유체 냉각제 채널(1012), 대류 냉각 시스템(1020), 및 열 차폐부(1030)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 형성 장치는 전술한 3개의 열 관리 디바이스 중 하나만을 또는 둘만을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 형성 장치는 가스 베어링(210) 내의 유체 냉각제 채널(1012) 및 대류 냉각 시스템(1020)을 포함할 수 있다.
임의의 경우에, 열 관리 디바이스(들)는, 용융 유리 스트림(1002)의 방향이 전환되는 동안, 유리 공급 유닛(940)을 빠져 나가는 용융 유리 스트림(1002)에 신속한 냉각을 제공할 수 있다. 예를 들어, 전술한 하나 이상의 열 관리 디바이스가 용융 유리 스트림(1002)의 적어도 하나의 측면 상에 도포되어, 적어도 50 mm의 거리에 걸쳐, 동시에 용융 유리 스트림(1002)이 제2 방향으로 재지향될 때, 적어도 150 W/m2-K의 열 전달 계수를 갖는 열 추출을 달성할 수 있다. 결과로서, 용융 유리 스트림(1002)은, 수평으로 전환된 후에, 충분히 큰 점도에 신속하게 도달할 수 있고, 그에 따라 유리 리본이 용융 유리 스트림(1002)으로부터 인발될 수 있다. 열 전달 계수(HTC)는 열 추출의 크기를 나타내고 다음과 같이 규정되며:
Q = HTC × (T-Tamb),
여기에서, Q는 용융 유리 스트림(1002)의 일 측면 상에서 추출된 열 플럭스이고, T는 고려되는 측면 상의 용융 유리 스트림(1002)의 주 표면에서의 국소적인 온도이다. 용융 유리 스트림(1002)의 2개의 측면은 상이한 표면 온도들을 가질 수 있고, Tamb는 용융 유리 스트림(1002)에 근접한 (예를 들어, 1 또는 2인치 떨어진) 상온이다. 일부 실시예에서, 열 전달 계수는 50 mm의 거리에 걸친 150 W/m2-K, 200 W/m2-K, 250 W/m2-K, 300 W/m2-K, 350 W/m2-K, 400 W/m2-K, 450 W/m2-K, 500 W/m2-K, 600 W/m2-K, 700 W/m2-K, 800 W/m2-K, 900 W/m2-K, 1,000 W/m2-K, 이러한 값들 중 임의의 값에 의해서 상한선이 경계 지어진 또는 이러한 값들 중 임의의 2개의 값에 의해서 규정된 임의 범위 이내일 수 있다. 일부 실시예에서, 열 전달 계수는 100 mm의 거리에 걸친 150 W/m2-K, 200 W/m2-K, 250 W/m2-K, 300 W/m2-K, 350 W/m2-K, 400 W/m2-K, 450 W/m2-K, 500 W/m2-K, 600 W/m2-K, 700 W/m2-K, 800 W/m2-K, 900 W/m2-K, 1,000 W/m2-K, 이러한 값들 중 임의의 값에 의해서 상한선이 경계 지어진 또는 이러한 값들 중 임의의 2개의 값에 의해서 규정된 임의 범위 이내일 수 있다.
열 관리 디바이스(들)에 의해서 용융 유리 스트림(1002)에 제공되는 강한 냉각 효과가 용융 유리 스트림(1002)의 점도와 관련하여 설명될 수 있다. 일부 실시예에서, 용융 유리 스트림(1002)의 점도는 용융 유리 스트림(1002)의 전달 지점과 용융 유리 스트림(1002)으로부터 인발된 유리 리본을 따른 전달 지점으로부터 10 cm의 거리 사이에서 적어도 50배만큼 증가된다. 전달 지점은, 형성 본체의 근부 또는 슬롯 오리피스의 하단과 같은, 유리 공급 유닛(940)의 출구일 수 있다. 일부 실시예에서, 용융 유리 스트림(1002)의 점도는 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200배, 이러한 값들 중 임의의 값에 의해서 상한선이 경계 지어진 또는 이러한 값들 중 임의의 2개의 값에 의해서 규정된 임의 범위 이내만큼 증가될 수 있다.
일부 실시예에서, 지지 유닛(1040)은, 용융 유리 스트림(1002)과의 접촉 없이, 제2 방향으로 이동되는 용융 유리 스트림(1002)을 지지하도록 구성된다. 이러한 실시예에서, 용융 유리 스트림(1002)은 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 이동되고, 지지 유닛(1040)은 가스 베어링 유닛(1010)과 유사하나 용융 유리 스트림(1002)에 인접한 편평한 상부 표면(1042)을 갖는 가스 베어링 테이블을 포함한다. 그에 따라, 용융 유리 스트림(1002)의 제1 주 표면(1003) 및 제2 주 표면(1004)이 초기 상태에 있도록 보장하기 위해서, 베어링 구역은 제2 방향으로 이동되는 용융 유리 스트림(1002)을 지지하도록 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 용융 유리 스트림(1002)으로부터 유리 리본을 제2 방향으로 인발하기 위해서, 지지 유닛(1040)에 연결된 유리 리본 인발 유닛(미도시)이 제공될 수 있다. 유리 리본 인발 유닛은 임의의 희망 속력에서 유리 리본을 인발할 수 있고 이들을 구분된 유리 시트들로 분리할 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 리본의 두께는 적어도 0.5 mm, 예를 들어 0.5 mm, 1 mm, 1.5 mm, 2 mm, 2.5 mm, 3 mm, 3.5 mm, 4 mm, 이러한 값들 중 임의의 값에 의해서 하한선이 경계 지어진 임의 범위 또는 이러한 값들 중 임의의 2개의 값에 의해서 규정된 임의 범위 이내일 수 있다.
모든 프로세싱이 완료된 후의 유리 리본의 특성은, 용융 유리 스트림(1002)이 제2 방향으로 전환된 후의 용융 유리 스트림(1002)의 온도 프로파일에 의해서 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 용융 유리 스트림(1002)이 지지 유닛(1040)의 가스 베어링 테이블을 가로지를 때, 용융 유리 스트림(1002)의 온도 프로파일이 유리 특성에 영향을 미칠 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 온도 프로파일은 여러 구성의 가열기에 의해서 영향을 받을 수 있다.
도 13은 다른 예시적인 유리 형성 장치(1300)의 개략도이다. 이러한 실시예에서, 공급-후 유리 형성 디바이스(950)는 가스 베어링 유닛(1310), 대류 냉각 시스템(1320), 열 차폐부(1030), 및 지지 유닛(1340)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 가스 베어링 유닛(1310)은, 가스 베어링 유닛(1010)과 비교하여 용융 유리 스트림(1002)의 상이한 측면들에 배열되는 유체 냉각제 채널(1312) 및 대류 냉각 시스템(1320) 그리고 도 10 내지 도 12에 도시된 대류 냉각 시스템(1020)을 포함한다. 즉, 가스 베어링 유닛(1310)은, 출구 슬롯이 배치되는 오목 측면을 포함하고, 베어링 구역은 가스 베어링 유닛(1310)의 오목 측면과 볼록 형상을 갖는 용융 유리 스트림(1002)의 제2 주 표면(1004) 사이에 형성된다. 대류 냉각 시스템(1320)은, 오목 형상을 갖는 용융 유리 스트림(1002)의 제1 주 표면(1003)에 합치되도록 노즐이 배치되는, 볼록 측면을 포함한다. 일부 실시예에서, 2개의 가스 베어링이 용융 유리 스트림(1002)의 양 측면에 배열되고, 2개의 베어링 구역은 용융 유리 스트림(1002)의 제1 주 표면(1003) 및 제2 주 표면(1004)의 각각에 형성될 수 있다. 가스 베어링 중 하나가 위치 조정된 이산형 가스 베어링 패드를 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 제2 방향으로 용융 유리 스트림(1002)을 수용하도록, 복수의 수평 롤 컨베이어를 포함하는 지지 유닛(1340)이 제공된다.
도 14는 또 다른 예시적인 유리 형성 장치(1400)의 개략도이다. 이러한 실시예에서, 공급-후 유리 형성 디바이스(950)는 가스 베어링 유닛(1010), 대류 냉각 시스템(1020), 열 차폐부(1030), 및 성형된 지지 유닛(1440)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 성형된 지지 유닛(1440)은 제2 방향으로 용융 유리 스트림(1002)을 수용하기 위해서 그리고 적어도 하나의 초기 상태의 주 표면을 갖는 성형된 유리 물품을 형성하기 위해서 사용될 수 있다. 예를 들어, 지지 유닛(1040)의 수용 평면의 적어도 일부가 몰드를 이송하는 하나 이상의 컨베이어에 의해서 대체될 수 있고, 그에 따라 성형된 유리 물품이, 이러한 몰드 내로 처지게 하는 진공에 의해서 형성될 수 있다.
도 15는 유리 공급 유닛(940)으로부터 유리 리본의 형성을 예측하는 수치 모델의 플롯을 도시한다. 그러한 플롯은 용융 유리 스트림으로부터 추출된 열 플럭스의 세기를 나타낸다. 그러한 값이 클수록, 더 많은 열이 추출된다. 플롯에서, 큰 냉각 세기 지역, 중간 냉각 세기 지역, 및 작은 냉각 세기 지역을 포함하는, 냉각 세기의 3개의 지역이 설명된다. 그러한 플롯은 전술한 열 관리 디바이스에 의해서 제공되는 상당한 냉각 세기 튜닝을 보여준다.
도 16은 도 10 내지 도 14의 유리 형성 장치(1000, 1300 및 1400)에 의해서 실시되는 프로세스에 상응하는 프로세스 흐름도를 도시한다. 이러한 프로세스는 추가적인 단계를 포함할 수 있거나 추가적인 예에서 예시되는 단계의 전부 미만을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 프로세스는 용융 유리 스트림을 공급하는 단계(1610)로부터 시작된다. 용융 유리 스트림은 제1 방향으로 공급될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 방향은 수직이다. 일부 실시예에서, 용융 유리 스트림의 점도를 충분히 낮게 유지하여 불투명화를 방지하기 위해서, 용융 유리 스트림이 가열될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "불투명화"는 비정질 또는 용융 유리 내의 결정의 핵생성을 의미하는 것으로 이해된다.
용융 유리 스트림의 적어도 일부가 25,000 포와즈 미만, 예를 들어 50 포와즈 내지 10,000 포와즈의 점도를 가질 수 있다.
전술한 바와 같이, 용융 유리 스트림이 유리 공급 유닛(940)에 의해서 공급될 수 있다.
공급 후에, 단계(1620)에서, 용융 유리 스트림이 재지향된다. 용융 유리 스트림은, 용융 유리 스트림의 접촉 없이, 제1 방향으로부터 제2 방향으로 재지향될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 방향이 수평일 수 있다. 전술한 바와 같이, 용융 유리 스트림이 가스 베어링 유닛(1010, 1310)에 의해서 재지향될 수 있다.
제2 방향으로 재지향되는 동안, 단계(1630)에서, 용융 유리 스트림 온도가 감소된다. 일부 실시예에서, 적어도 50 mm의 거리에 걸쳐 적어도 150 W/m2-K의 열 전달 계수를 가지는 냉각 장치가 용융 유리 스트림의 적어도 하나의 측면 상에 적용된다. 예를 들어, 냉각 장치는, 가스 베어링 유닛(1010, 1310) 내의 유체 냉각제 채널(1012, 1312), 및 대류 냉각 시스템(1020, 1320)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 열 관리 디바이스를 포함할 수 있다. 열 관리 디바이스인, 열 차폐부(1030)는, 용융 유리 스트림을 능동적으로 냉각하는 것에 대조적인 것으로서, 열 차폐부 하류에서의 용융 유리의 가열을 방지하고, 냉각 장치로서 간주되지 않는다. 일부 실시예에서, 용융 유리 스트림의 냉각이, 적어도 부분적으로, 용융 유리 스트림의 제1 주 표면 상에 가스 필름(베어링 구역)을 형성하는 것에 의해서, 달성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이는 가스 베어링 유닛(1010, 1310)에 의해서 또한 달성될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 용융 유리 스트림의 냉각은, 적어도 부분적으로, 제1 주 표면에 대향되는 용융 유리 스트림의 제2 주 표면에 강제 대류를 인가함으로써 달성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이는 대류 냉각 시스템(1020, 1320)에 의해서 달성될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 용융 유리 스트림의 냉각은, 적어도 부분적으로, 용융 유리 스트림의 온도를 낮추기 위해서 열 차폐부(예를 들어, 열 차폐부(1030))를 이용하는 것에 의해서 달성될 수 있다.
단계(1640)에서, 유리 리본은 용융 유리 스트림으로부터 제2 방향으로 인발된다. 일부 실시예에서, 유리 리본의 인발에 앞서서, 제2 방향으로 이동되는 용융 유리 스트림이 접촉 없이 지지되어, 2개의 초기 상태의 주 표면을 갖는 유리 리본을 형성할 수 있다. 전술한 바와 같이, 이는 지지 유닛(1040)에 의해서 달성될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 방향으로 이동되는 용융 유리 스트림이, 성형된 지지 유닛(예를 들어 성형된 지지 유닛(640))에 의해서 지지되어 적어도 하나의 초기 상태의 주 표면을 갖는 성형된 유리 리본을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 리본의 두께는 적어도 0.1 mm, 예를 들어 0.5 mm, 1 mm, 1.5 mm, 2 mm, 2.5 mm, 3 mm, 3.5 mm, 4 mm, 이러한 값들 중 임의의 값에 의해서 하한선이 경계 지어진 임의 범위 또는 이러한 값들 중 임의의 2개의 값에 의해서 규정된 임의 범위 이내일 수 있다.
도 17은 예시적인 가스 베어링 디바이스(1710)의 개략도이다. 가스 베어링 디바이스(1710)는 공기 전환 베어링일 수 있고 복수의 배출구 포트를 포함할 수 있다. 배출구 포트는 m2당 적어도 8,000개의 포트 밀도를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 배출구 포트는 m2당 적어도 10,000개의 포트 밀도를 갖는다. 일부 실시예에서, 가스 필름(1725)은, 가스 베어링 디바이스(1710)와 유리 리본(1703) 사이의 접촉 없이, 유리 리본(1703)을 지지한다. 도 17에 도시된 바와 같이, 유리 리본(1703)은 유리 공급 방향(1790)으로 공급될 수 있고, 유리는 유리 인발 방향(1795)으로 인발될 수 있다. 유리 공급 방향(1790)이 유리 인발 방향(1795)과 상이할 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 공급 방향(1790)이 유리 인발 방향(1795)과 실질적으로 동일한 방향일 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 공기 전환 베어링 디바이스(1710)는, 공기 전환 베어링 디바이스(1710)와 유리 리본(1703) 사이의 접촉 없이, 유리 리본(1703)이 제1 방향으로부터 제2 방향으로 재지향될 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 유리 리본은 실질적으로 수직인 방향으로부터 실질적으로 수평인 방향으로 재지향될 수 있다. 일부 실시예에서, 공기 전환 베어링 디바이스(1710)는 합금으로 제조될 수 있다. 일부 실시예에서, 합금이 니켈 합금일 수 있다.
도 18은 예시적인 가스 베어링 디바이스(1810)의 개략도이다. 가스 베어링 디바이스(1810)는 공기 테이블일 수 있다. 가스 베어링 디바이스(1810)는 복수의 배출구 포트를 포함할 수 있다. 배출구 포트는 m2당 적어도 8,000개의 포트 밀도를 갖는다. 일부 실시예에서, 배출구 포트는 m2당 적어도 10,000개의 포트 밀도를 갖는다. 일부 실시예에서, 가스 필름(1825)은, 가스 베어링 디바이스(1810)와 유리 리본(1803) 사이의 접촉 없이, 유리 리본(1803)을 지지한다.
일부 실시예에서, 가스 베어링 디바이스(1810)가 수평 평면일 수 있다. 수평 평면이 실질적으로 수평인 평면을 포함한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 디바이스(1810)가 각도를 이루거나 기울어질 수 있다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 디바이스(1810)는, 유리 리본이 이송 방향(1895)으로 하나의 위치로부터 다른 위치로 이송되는 동안, 유리 리본(1803)을 지지한다. 예를 들어, 가스 베어링 디바이스(1810)는, 유리 리본이 형성 지역으로부터 롤 이송 지역까지 이송되는 동안, 유리 리본을 지지할 수 있다.
도 19a 및 도 19b는 예시적인 가스 베어링 디바이스(1910)의 개략도를 도시한다. 가스 베어링 디바이스(1910)는 축적기일 수 있다. 가스 베어링 디바이스(1910)는 복수의 배출구 포트를 포함할 수 있다. 배출구 포트는 m2당 적어도 8,000개의 포트 밀도를 갖는다. 일부 실시예에서, 배출구 포트는 m2당 적어도 10,000개의 포트 밀도를 갖는다. 일부 실시예에서, 유리 스트림(1903)이 축적되어 유리의 부피(1904)를 형성한다. 일부 실시예에서, 가스 필름(1925)은, 가스 베어링 디바이스(1910)와 유리의 부피(1904) 사이의 접촉 없이, 유리의 부피(1904)를 지지한다. 축적기는 가스 베어링 디바이스(1910)의 제1 부분(1911) 및 가스 베어링 디바이스(1910)의 제2 부분(1912)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 디바이스(1910)의 제1 부분(1911) 및 제2 부분(1912)은, 유리의 부피(1904)를 몰딩하기 위한 몰드(1950) 내로 낙하될 수 있도록, 유리의 부피(1904)를 분리한다.
도 20a 및 도 20b는 예시적인 가스 베어링 디바이스(2010)의 개략도를 도시한다. 가스 베어링 디바이스(2010)는 가스 베어링 몰드일 수 있다. 가스 베어링 디바이스(2010)는 처짐 몰드일 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 시트(2003)가 가스 베어링 디바이스(2010) 위에 배치된다. 가스 베어링 디바이스(2010)는 복수의 배출구 포트를 포함할 수 있다. 배출구 포트는 m2당 적어도 8,000개의 포트 밀도를 갖는다. 일부 실시예에서, 배출구 포트는 m2당 적어도 10,000개의 포트 밀도를 갖는다. 일부 실시예에서, 가스 필름(2025)은, 가스 베어링 디바이스(2010)와 유리 시트(2003) 사이의 접촉 없이, 유리 시트(2003)를 지지한다. 일부 실시예에서, 유리 시트(2003)가 가스 베어링 디바이스(2010) 위에 배치될 때, 중력이 유리 시트(2003)를 처지게 한다. 일부 실시예에서, 가스 필름(2025)은, 가스 베어링 디바이스(2010)와의 접촉 없이, 유리 시트(2003)를 지지한다. 도 20a는 처짐 전의 유리 시트(2003)를 도시한다. 도 20b는 처짐 후의 유리 시트(2003)를 도시한다.
일부 실시예에서, 유리 형성 장치는, 가스 베어링 디바이스(1710, 1810, 1910, 또는 2010)의 임의 조합을 포함하는, 하나 이상의 가스 베어링 디바이스를 포함할 수 있다.
도 21 및 도 22는 지지 표면(2150)을 포함하는 예시적인 가스 베어링 디바이스(2110)의 개략도를 도시한다. 지지 표면은 지지 표면(2150) 내에 배치된 복수의 배출구 포트(2151)를 가질 수 있다. 가스 베어링 디바이스(2110)는 하나 이상의 냉각 회로(2153) 및 하나 이상의 가스 통로(2154)를 포함할 수 있다. 가스 베어링 디바이스(2110)는 매니폴드(2155)를 포함할 수 있다. 가스 베어링 디바이스(2110)는 가스 유입구(2160)를 포함할 수 있다. 도 21 및 도 22는 가스 베어링 디바이스(1710)와 유사한 예시적인 가스 베어링 디바이스를 도시한다. 도 21 및 도 22에 도시된 구성이 임의의 가스 베어링 디바이스(1710, 1810, 1910, 및 2010)에 맞춰 구성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 지지 표면(2150)이 편평한, 오목한, 또는 볼록한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 18에 도시된 바와 같이, 가스 베어링(1810)이 편평한 형상을 갖는다. 다른 예로서, 도 19a 내지 도 20b에 도시된 바와 가이, 가스 베어링(1910 및 2010)이 오목 형상을 갖는다. 다른 예로서, 도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이, 표면(2150)은 볼록 형상을 갖는다.
도 23은 예시적인 가스 베어링 디바이스(2110)의 다른 도면을 도시한다. 가스 베어링 디바이스(2110)는 복수의 계량 파이프(2152)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 계량 파이프(2152)를 통과하는 가스가 배출구 포트(2151)에 공급된다. 각각의 계량 파이프(2152)는 가스를 적어도 하나의 배출구 포트(2151)에 공급한다. 일부 실시예에서, 각각의 계량 파이프가 적어도 2개의 배출구 포트에 연결된다. 일부 실시예에서, 각각의 계량 파이프가 4개의 배출구 포트에 연결된다.
배출구 포트들은, 인접 배출구 포트(2151)의 중심-대-중심 거리인 것으로 이해되는, 피치에 걸쳐 분산될 수 있다. 일부 실시예에서, 피치는 3 밀리미터 이하이다. 배출구 포트는 균일한 크기 및 간격을 가질 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "균일" 크기 및 간격은, 예를 들어 ± 5%인, 제조와 관련된 변동을 포함하는 것으로 이해된다.
도 24는 예시적인 가스 베어링 디바이스(2110)의 다른 도면을 도시한다. 도 24에 도시된 바와 같이, 가스 베어링 디바이스(2110)는 외부 커버(2165)를 포함한다. 도 25는 평면(2190) 내의 가스 베어링 디바이스(2110)의 횡단면도를 도시한다.
도 26 내지 도 29는 예시적인 축적기(2610)의 다양한 각도를 도시한다. 축적기(2610)는 지지 표면(2650), 배출구 포트(2651), 계량 파이프(2652), 냉각 회로(2653), 및 가스 유입구(2660)를 포함할 수 있다. 도 26은 축적기(2610)의 1/4 절취도를 도시한다.
도 30은 예시적인 가스 베어링 디바이스를 통한 가스 유동의 개략도를 도시한다. 유리(3003)가 가스 필름(3025)에 의해서 지지될 수 있다. 도시된 바와 같이, 가스 필름(3025)을 형성하기 위해서, 가스는 가스 통로(3054)로부터 계량 파이프(3052)로 배출구 포트(3057)까지 유동된다. 선택적으로, 그리고 도 30에 도시된 바와 같이, 가스는 분출 포트(3055)를 통해서 가스 필름으로부터 멀리 유동될 수 있다.
도 31은 지지 표면(3150)을 포함하는 예시적인 처짐 몰드(3110)를 도시한다. 도 32는, 배출구 포트(3251) 및 복수의 분출 포트(3255)를 포함하는, 지지 표면(3250)을 도시한다. 분출 포트들(3255)은 지지 표면(3250)을 가로질러 분산된다. 일부 실시예에서, 분출 포트는, 가스가 가스 필름으로부터 빠져나갈 수 있게 하는 포트의 어레이를 제공한다. 이는, "기포 효과"를 초래할 수 있는 상당한 크기의 물품을 지지할 때, 관심의 대상이 될 수 있다. 가스를 공급하는 배출구 포트 만이 존재하고 분출 포트가 존재하지 않는 경우에, 가스는 측면의 외부로만 빠져 나갈 수 있다. 더 큰 물품에서, 분출 포트가 없을 때, 가스 탈출을 위한 이러한 제한된 선택사항이 문제를 유발할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 가스가 가스 통로로부터 계량 포트로 유동되고, 이어서 계량 포트로부터 배출구 포트로 유동된다. 일부 실시예에서, 가스는 분출 포트를 통해서 가스 필름으로부터 멀리 유동될 수 있다.
분출 포트가 도 33 및 도 34에 더 구체적으로 도시되어 있다. 일부 실시예에서, 배출구 포트는 평방 미터(m2)당 적어도 8,000개의 배출구 포트의 밀도를 갖는다. 일부 실시예에서, 배출구 포트는 m2당 적어도 10,000개의 배출구 포트 밀도를 갖는다. 일부 실시예에서, 분출 포트는 배출구 포트(3251)의 밀도보다 낮은 밀도를 갖는다. 일부 실시예에서, 분출 포트가 가스 베어링 디바이스의 지지 표면 내에 배치되어, 가스가 지지 표면과 유리 사이의 가스 필름으로부터 빠져나갈 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 분출 포트는 가스가 지지 표면의 내측부에서 그리고 지지 표면의 연부에서 빠져나갈 수 있게 한다. 도 30 내지 도 34에 도시된 분출 포트 및 배출구 포트 구성이 임의의 가스 베어링 디바이스(1710, 1810, 1910, 2010, 및 2110)에 맞춰 구성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 33은, 처짐 몰드일 수 있는, 다른 예시적인 가스 베어링 디바이스(3310)를 도시한다. 가스 베어링 디바이스(3310)는 가스 유입구(3360)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 디바이스(3310)가 배출구 포트(3351)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 디바이스(3310)가 분출 포트(3355)를 포함할 수 있다. 가스 통로(3354)는 가스 유입구(3360)으로부터 배출구 포트(3351)까지 가스를 위한 경로를 제공한다.
도 34는 가스 베어링 디바이스(3410)의 지지 표면(3450)의 다른 도면을 도시한다. 가스 베어링 디바이스(3410)는 복수의 배출구 포트(3451) 및 복수의 분출 포트(3455)를 포함한다.
도 35는 연화된 유리를 지지하는 방법에 대한 프로세스 흐름도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 프로세스는, 지지 표면을 갖는 가스 베어링 디바이스에 근접하여 유리를 배치하는 단계(3500)로 시작된다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 디바이스는 도 17 내지 도 34에 도시된 바와 같은 가스 베어링 디바이스 중 하나 이상일 수 있다. 유리 배치 단계 후에, 단계(3510)에서, 가스가 가스 베어링 디바이스의 배출구 포트를 통해서 토출되어, 유리와 지지 표면 사이의 접촉 없이, 가스 필름으로 유리를 지지한다.
일부 실시예에서, 유리가 가스 베어링 디바이스에 근접하여 공급된 후에, 연속적인 유리 스트림이 피동 컨베이어(driven conveyor)에 의해서 수용된다. 본원에서 사용된 바와 같이, "피동 컨베이어"는 유리 리본과의 물리적 접촉을 통해서 유리 리본을 이동시키도록 구성된 임의의 메커니즘일 수 있다. 피동 컨베이어의 예는 롤러 테이블 및 컨베이어 벨트를 포함하고, 그러한 롤러 테이블에서 롤러가 구동된다.
단계(3510) 후에, 단계(3520)에서, 가스 베어링 디바이스의 온도가, 가스 베어링 내의 온도 제어 채널을 통해서 온도-제어된 열 유체를 순환시키는 것에 의해서, 선택적으로 제어된다.
단계(3520) 후에, 단계(3530)에서, 가스는, 배출구 포트를 통한 가스의 토출에 앞서서, 가스 공급원으로부터 가스 베어링 디바이스로 전달될 수 있다. 일부 실시예에서, 가스가 가스 베어링 디바이스에 도달하기 전에, 가스가 예열된다.
지지 구조물 및 공기 테이블
전술한 바와 같이, 유리는 다양한 적용예를 위해서 형성될 수 있고, 그러한 적용예는 그러한 적용예에 적합한 유리를 형성하기 위한 다양한 프로세싱 단계를 필요로 할 수 있다. 지지 구조물은 모듈형 디바이스의 이용을 통해서 유리 형성 디바이스의 구성을 변경할 수 있게 한다. 모듈형 디바이스는 특정 적용예를 기초로 필요에 따라 부가 또는 제거될 수 있다.
지지 구조물과 유사하게, 공기 테이블은 또한 공기 테이블 모듈의 이용을 통해서 구성을 변경할 수 있게 한다. 공기 테이블은 또한 동작 위치로부터 후퇴 위치로 후퇴될 수 있고, 이는 공기 테이블에서 또는 그 주위에서 작업하는 사림의 안전을 개선할 수 있다. 공기 테이블의 모듈형 구조로 인해서, 공기 테이블은 임의의 모듈 조합을 포함할 수 있고, 이는 가스 베어링, 피동 컨베이어, 등을 포함할 수 있다.
지지 구조 모듈형 디바이스 및 공기 테이블 모듈의 구성을 변경할 수 있는 능력은, 매끄러운 유리의 생산 및 유리의 열 프로파일을 효율적으로 제어할 수 있는 능력을 가능하게 한다. 유리는, 공기 테이블을 가로질러 또는 지지 구조물 아래에서 이동될 때, 용융 상태로부터 강성 또는 탄성 상태로의 연속적인 전이를 겪을 수 있다. 유리가 전이될 때, 특정 프로세스 요건에 적합하도록 모듈을 이동, 부가, 또는 제거하는 것에 의해서, 유리의 물리적 특성 및 유리의 열적 프로파일이 효율적으로 제어될 수 있다.
도 36은 동작 위치에서의 예시적인 지지 구조물(3600)을 도시한다. 일부 실시예에서, 지지 구조물은 직립 부재(3610), 아암 부재(3620), 및 복수의 모듈형 디바이스(3630)를 포함한다. 일부 실시예에서, 모듈형 디바이스(3630)는, 다른 구조물 및 메커니즘을 용융 유리 스트림으로부터 기인하는 가열로부터 보호할 수 있는, 열 복사 차폐부(3640)를 포함한다. 일부 실시예에서, 지지 구조물(3600)은 공기 테이블(3650)에 근접 배치된다. 일부 실시예에서, 아암 부재(3620)가 수직 방향으로 이동될 수 있다. 일부 실시예에서, 아암 부재(3620)는 동력형 리프트를 이용하여 상부 위치와 하부 위치 사이에서 이동될 수 있다. 일부 실시예에서, 공기 테이블(3650)이 공기 테이블 샤시(3652)를 포함할 수 있다. 공기 테이블(3650)은 복수의 공기 테이블 모듈(3660)을 포함할 수 있다. 공기 테이블 모듈(3660)은 공기 테이블 샤시(3652) 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 공기 테이블 모듈(3660)은 모듈형 디바이스(3630)와 동일한 폭을 갖는다. 일부 실시예에서, 공기 테이블 모듈(3660)의 각각은 모듈형 디바이스(3630)와 상이한 폭을 갖는다. 일부 실시예에서, 공기 테이블 모듈 모두가 동일한 폭을 갖는다. 일부 실시예에서, 공기 테이블 모듈들이 상이한 폭들을 갖는다. 도 37은 공기 테이블(3650)을 후퇴 위치에서 도시한다.
일부 실시예에서, 유리를 지지 구조물(3600) 및 공기 테이블(3650)에 근접 배치하기에 앞서서, 가스 베어링을 이용하여 유리를 이동 또는 전환시킨다. 일부 실시예에서, 가스 베어링은, 유리를 수직으로부터 수평으로 전환하기 위해서 이용되는, 금속의, 3D 인쇄되고 수냉되는 가스 베어링이다.
일부 실시예에서, 모듈형 디바이스의 적어도 하나가 열 관리 디바이스이다. 유리와 직접 접촉하거나 유리에 밀접하게 근접하는 모든 것은 열적 영향을 가질 것이고 열 관리 디바이스가 될 수 있다. 일부 실시예에서, 열 관리 디바이스는 롤러, 수냉형 그라파이트 가스 베어링, 또는 수냉형 피동 롤러를 포함한다. 도 38은 예시적인 지지 구조물(3600)의 다른 도면을 도시한다. 지지 구조물(3600)은 공압식 리프트(3612)를 포함할 수 있다. 아암 부재(3620)는 공압식 리프트(3612)에 의해서 상승 및 하강될 수 있다. 도 38에 도시된 바와 같이, 아암 부재(3620)는 직립 부재(3610)에 실질적으로 수직이다.
도 39는 동작 위치에서의 예시적인 공기 테이블(3650)의 다른 도면을 도시한다. 일부 실시예에서, 공기 테이블(3650)이 공기 테이블 모듈(3920)을 포함한다.
도 40은 예시적인 공기 테이블 모듈(4020)을 도시한다. 일부 실시예에서, 공기 테이블 모듈(4020)은 합금 가스 베어링 삽입체를 갖는 모듈이다. 일부 실시예에서, 합금이 인코넬 합금이다. "인코넬"은 오스테나이트 니켈-크롬-계 초합금 계열을 지칭한다. 도 41은 예시적인 공기 테이블 모듈(4120)을 도시한다. 공기 테이블 모듈(4120)이 그라파이트 가스 베어링 모듈을 포함할 수 있다. 도 42는 예시적인 공기 테이블 모듈(4220)을 도시한다. 공기 테이블 모듈(4220)이 롤러 어레이 모듈을 포함할 수 있다. 도 43은 예시적인 공기 테이블 모듈(4320)을 도시한다. 공기 테이블 모듈(4320)이 합금 가스 베어링 삽입체(4321) 및 롤 조립체(4322)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 롤 조립체(4322)는 동력형 편평화 롤 조립체이다.
일부 실시예에서, 공기 테이블 모듈(4020)이 가스 베어링 조립체(4010)를 포함한다. 가스 베어링 조립체(4010)는 복수의 가스 베어링(4040)을 포함한다. 가스 베어링들(4040)은 가스 베어링 조립체(4010)를 함께 형성한다. 유리 시트에 대면되는 가스 베어링(4040)의 표면들(4041)이 주 표면(4048)을 함께 형성한다. 일부 실시예에서, 각각의 가스 베어링(4040)은, 가스 공급원과 유체 연통되는, 복수의 배출구 포트, 소공, 또는 그 조합을 포함한다. 가스 베어링(4040)은 슬롯(4050)을 포함할 수 있다. 가스 베어링(4040)의 구조가 도 5a 내지 도 8에 더 구체적으로 도시되어 있다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 조립체(4010)는 지지 프레임(4070)을 포함한다. 일부 실시예에서, 가스 베어링(4040)은 지지 프레임(4070)에 부착된다. 지지 프레임(4070)은, 휘어짐을 방지하기 위해서 지지 프레임(4070)을 냉각하는 내부 냉각 채널을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 가스 베어링 조립체가 가스 베어링 조립체(4010) 위에 배치된다. 일부 실시예에서, 도 53과 관련하여 설명된 바와 같이, 가스 베어링 조립체(4010) 위에 배치된 제2 가스 베어링 조립체를 이용하여 유리를 편형화할 수 있다.
프로세싱 중에, 점성 유리의 스트림이 가스 베어링 조립체(4010)에 의해서 지지된다. 점성 유리의 점도 및 그에 따른 온도는, 희망 유리 특성을 획득하기 위해서 선택되어야 하는 프로세스 매개변수이다. 가스 베어링 조립체(4010)는 점성 유리에 밀접하게 근접하고, 일반적으로 점성 유리의 온도에 근접하는 주 표면(4048)에서의 온도를 가져야 한다. 희망 점도를 달성하는데 필요한 온도는 특정 유리에 따라 달라지나, 일반적으로 가스 베어링 조립체(4010)의 약간의 휘어짐을 유발할 수 있을 정도로 충분히 높다. 이러한 휘어짐은, 간극에 의해서 분리된 주 표면들을 갖는 2개의 가스 베어링 조립체를 가지는 실시예에서 불균일한 간극 크기를, 그리고 그러한 간극이 없는 실시예에서 주 표면(4048)의 희망 형상으로부터의 편차를 유발할 수 있다.
휘어짐에 의해서 유발되는 절대 변위는 온도 및 부품 크기에 따라 달라지고 - 더 큰 부품에서 변위가 더 현저해지고 더 큰 절대 변위를 유발한다. 따라서, 가스 베어링 조립체(4010)가 하나의 큰 가스 베어링 또는 몇 개의 큰 가스 베어링인 경우에, 휘어짐은, 특히 연부에서, 주 표면(4048)의 용인될 수 없는 큰 변위를 유발할 수 있다. 그러나, 주 표면(4048)을 함께 형성하는 작은 표면들(4041)을 갖는 많은 수의 더 작은 가스 베어링(4040)을 이용함으로써, 휘어짐으로 인한 가스 베어링(4040)의 각각의 개별적인 표면의 변위는, 주 표면(4048)이 하나의 물리적으로 인접한 가스 베어링의 표면인 경우에 발생될 수 있는 변위보다 상당히 작다.
도 40에 도시된 구성은, 지지 프레임(4070)에 부착되고 그에 의해서 지지되는, 복수의 더 작은 가스 베어링(4040)을 포함한다. 가스 베어링(4040)의 비교적 작은 크기는 개별적인 가스 베어링에서의 휘어짐 효과를 감소시킨다. 일부 실시예에서, 지지 프레임(4070)은 가스 베어링(4040)을 제 위치에서 유지한다. 지지 프레임(4070)은 크고, 가열되는 경우에 상당한 휘어짐이 발생될 수 있다. 그러나, 지지 프레임(4070)이 가스 베어링(4040)의 표면(4041)보다 점성 유리로부터 더 멀기 때문에, 지지 프레임(4070)은 가스 베어링(4040)과 동일한 온도 제약을 받지 않으며 - 지지 프레임(4070)의 온도가 점성 유리의 온도와 상당히 상이할 수 있다. 그리고, 지지 프레임(4070)은 소공 또는 가스 포트를 가질 필요가 없고, 이는 가스 베어링(4040)에 대비한 지지 프레임(4070)의 더 넓은 범위의 설계 가능성을 초래한다. 일부 실시예에서, 지지 프레임(4070)은 또한, 심지어 가스 베어링(4040)이 용융 유리를 프로세스하기에 적합한 온도에 있는 동안에도, 휘어짐을 방지하거나 최소화하는데 적합한 온도에서 지지 프레임(4070)의 온도를 유지하는 내부 냉각 통로를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 그러한 냉각 통로는, 지지 프레임(4070)의 복사 냉각 및/또는 더 우수한 구조적 무결성(integrity)과 같은 다른 인자로 인해서 필요하지 않을 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 모듈형 디바이스가 가열기, 반사 패널, 롤 조립체, 공기 나이프, 가스 베어링, 롤 배치 조립체, 또는 피동 롤러 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 도 44는 예시적인 모듈형 디바이스(4740)를 도시한다. 모듈형 디바이스(4740)가 편평한 패널 가열기(4450)를 포함할 수 있다. 도 45는 예시적인 모듈형 디바이스(4540)를 도시한다. 모듈형 디바이스(4540)가 피동적 반사부 패널(4550)을 포함할 수 있다. 도 46은 예시적인 모듈형 디바이스(4640)를 도시한다. 모듈형 디바이스(4640)가 편평화 롤 조립체(4650)를 포함할 수 있다. 도 47은 예시적인 모듈형 디바이스(4740)를 도시한다. 모듈형 디바이스(4740)가 연부 가열기 및 공기 나이프 조립체(4750)를 포함할 수 있다. 도 48은 예시적인 모듈형 디바이스(4840)를 도시한다. 모듈형 디바이스(4840)가 수냉형 그라파이트 가스 베어링(4850)을 포함할 수 있다. 도 49는 예시적인 모듈형 디바이스(4940)를 도시한다. 모듈형 디바이스(4940)가 수냉형 피동 롤러(4950)를 포함할 수 있다.
도 50은 예시적인 지지 구조물(5000) 및 예시적인 공기 테이블(5050)을 도시한다. 지지 구조물(5000)은 복수의 모듈형 디바이스(5030)를 포함할 수 있다. 공기 테이블(5050)은 복수의 공기 테이블 모듈(5060)을 포함할 수 있다. 각각의 모듈형 디바이스(5030)는 도 44 내지 도 49에 도시된 모듈형 디바이스 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 각각의 공기 테이블 모듈(5060)이 도 40 내지 도 43에 도시된 모듈형 디바이스 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 공기 테이블 모듈(5060)이, 예를 들어, 도 17 내지 도 20b에 도시된 가스 베어링과 같은, 가스 베어링을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 모듈형 디바이스(5030)가 독립적으로 이동될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 모듈형 디바이스(5030)는 수평 축 및/또는 수직 축을 따라 이동될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 모듈형 디바이스(5030)가 지지 구조물로부터 제거될 수 있다.
도 51은 지지 구조물(5000)의 다른 도면을 도시한다. 일부 실시예에서, 지지 구조물(5000)은 직립 부재(5010) 및 아암 부재(5020)를 포함한다. 일부 실시예에서, 아암 부재(5020)는, 실질적으로 수평인 2개의 실질적으로 평행한 아암을 포함한다. 일부 실시예에서, 모듈형 디바이스(5030)는 아암 부재(5020)를 따라 수평 방향으로 이동될 수 있다. 일부 실시예에서, 모듈형 디바이스(5030)는 트랙(5035)을 따라 수직 방향으로 이동될 수 있다.
유리 편평화
일부 실시예에서, 유리 시트가 상당한 휘어짐을 가지지 않도록, 유리 시트가 탄성 또는 점-탄성 상태에 있는 동안 유리 시트가 편평화된다. 진공을 끌어 당기지 않는 1-측면형 가스 베어링 조립체 또는 가스 베어링이 유리 시트의 효과적인 비-접촉 지지 또는 운송을 제공할 수 있으나; 유리 시트를 편평화할 수 있는 그러한 가스 베어링 조립체의 능력은 유리 시트의 가벼운 중량에 의해서 제한되고, 그에 따라 편평도를 향한 구동력이 약할 수 있다.
일부 실시예에서, 또한 진공을 당기는 2-측면형 가스 베어링 조립체 또는 1-측면형 가스 베어링 조립체는 점-탄성 또는 점성 유리 시트가 높은 수준의 편평도를 달성할 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 고려되는 유리 리본의 형상에 비가역적으로 영향을 미치는데 충분한 시간 동안, 점성 조건에서 또는 점-탄성 체제에서 유리 시트에 열 기계적 처리를 적용함으로써, 유리가 편평화된다.
일부 실시예에서, 유리 시트는, 예를 들어, 도 52 및 도 53에 도시된 가스 베어링 조립체와 같은, 2-측면형 가스 베어링 조립체를 이용하여 편평화된다. 2-측면형 가스 베어링 조립체는 상부 가스 베어링 및 하부 가스 베어링을 가지며, 유리 시트는, 유리 시트 아래에 배치된 사이의 간극을 통해서 흐른다. 가스 베어링 조립체는 압력을 상부 가스 베어링 및 하부 가스 베어링 모두로부터 유리 시트에 인가하고, 그러한 압력은, 유리 리본과 2-측면형 가스 베어링 사이의 어떠한 물리적 접촉도 없이, 높은 수준의 편평도를 향해서 유리 시트를 민다.
2-측면형 가스 베어링 시스템에서, 유리 시트의 중량을 지탱하는데 필요한 압력보다 상당히 큰 압력을 흐르는 유리 시트에 가할 수 있다. 인가된 압력에서, 유리 시트는 상부 및 하부 가스 베어링 조립체들 사이의 압력 평형에 도달할 것이고, 휘어진 형상은 완벽한 편평도를 향해 구동하는 압력을 받을 것이다.
일부 실시예에서, 유리 시트는, 예를 들어, 도 54a 및 도 54b에 도시된 가스 베어링 조립체와 같은, 1-측면형 가스 베어링 조립체를 이용하여 편평화된다. 1-측면형 가스 베어링 조립체는 가스 공급 통로 및 피동형 배기 시스템 모두를 포함한다. 가스 공급 통로는 가스를 제공하고, 그러한 가스는 유리 시트에 양압을 인가한다. 피동형 배기 시스템은, 대기압 미만의 압력을 인가하는 것에 의해서, 진공 효과를 제공한다. 양압 및 대기압 미만의 압력 모두를 인가하는 것은, 가스 베어링 시스템에서 강력하게 자가-조정되는 간극 시스템을 초래하고, 압력은 완벽한 편평도를 향해서 구동한다.
높은 정도의 편평도를 요구하는 적용예에서, 불균일한 표면을 갖는 휘어진 유리 시트가 편평화로부터 이점을 취할 수 있다. 일부 실시예에서, 휘어진 유리 시트가 가스 베어링 조립체 위를 지나거나 통과할 때, 유리 시트는, 일정 간극을 향해서 강력하게 구동하는 압력을 받을 것이다. 압력이 유리 시트에 인가됨에 따라, 유리 시트와 가스 베어링의 표면 사이의 가스 필름이 평형에 도달된다. 평형에서, 평형 간극이 유리 시트와 가스 베어링 조립체의 표면 사이에 형성된다. 평형 간극은 유리 시트와 가스 베어링의 표면 사이의 거리이다. 일부 실시예에서, 평형 간극은 25 ㎛, 50 ㎛, 100 ㎛, 250 ㎛, 500 ㎛, 또는 750 ㎛, 또는 이러한 종료점들 중 임의의 2개에 의해서 규정된 임의 범위일 수 있다. 일부 실시예에서, 평형 간극은 50 ㎛ 내지 500 ㎛이다. 일부 실시예에서, 평형 간극은 75 ㎛ 내지 250 ㎛이다.
일부 실시예에서, 2-측면형 또는 1-측면형 가스 베어링 조립체는, 유리 시트의 폭에 걸친, 유리에 대한 균일한 열전달을 제공한다.
2-측면형 및 1-측면형 가스 베어링 조립체의 편평화 능력은, 높은 정도의 편평도 및 매우 적은 휘어짐으로, 얇은 유리 시트가 제조될 수 있게 한다. 2-측면형 또는 1-측면형 가스 베어링 조립체를 이용하여 제조된 유리 시트는, 높은 정도의 편평도에 도달할 때까지, 최소 마감 또는 프로세싱을 필요로 한다.
일부 실시예에서, 2-측면형 및 1-측면형 가스 베어링 조립체는 연속적인 유리 시트 또는 리본을 프로세스한다. 일부 실시예에서, 2-측면형 및 1-측면형 가스 베어링 조립체는 얇은 유리 시트의 이산형 단편 또는 부분을 프로세스한다. 일부 실시예에서, 2-측면형 및 1-측면형 가스 베어링 조립체는, 유리와 접촉하지 않고, 점성 또는 점-탄성 상태에서 유리를 편평화한다.
예로서, 평형 간극보다 큰 유리 시트와 가스 베어링의 표면 사이의 간극을 갖는 가스 베어링 조립체에 유리 시트가 진입하는 경우에, 유리 시트에 인가되는 힘은 유리 시트를 평형 간극을 향해서 구동하고, 그에 따라 유리 시트를 편평화한다. 유리 시트의 일부가 평형 간극에 위치되고 일부는 그렇지 않은 경우에, 그렇지 않은 부분은 편평도를 향한 구동력을 받을 것이다.
유리 시트가 응력 이완되도록 그에 따라 유리 시트의 편평해진 형상이 영구적이 되도록 보장하기에 충분한 시간 동안, 유리 시트가 가스 베어링 조립체에 노출된다. 그러한 시간에 영향을 미치는 인자는 유리의 두께, 가스 베어링 조립체를 통해서 이동되는 유리의 속력, 유입 유리 온도 및 점도, 가스 베어링 조립체의 길이, 및 가스 베어링 조립체의 열 셋팅, 예를 들어 조립체의 온도, 가스의 온도, 및 희망 평형 간극을 포함한다.
일부 실시예에서, 2-측면형 가스 베어링 조립체는 대칭적인 평형 간극을 갖는다. 일부 실시예에서, 평형 간극은 90 내지 120 ㎛이다. 일부 실시예에서, 평형 간극은 약 105 ㎛이다. 예로서 그리고 도 55에 도시된 바와 같이, 평형 간극이 105 ㎛일 때, 가스 압력 대 유리 중량의 비율은 약 27이다. 또한, 도 56에 도시된 바와 같이, 일부 부분이 100 ㎛의 간극을 가지고 일부 부분이 110 ㎛의 간극을 가지는 가스 베어링 조립체에 유리 시트가 진입하는 경우에, 도 56에 도시된 바와 같이, 유리 리본은 그 자체 중량의 약 31배 및 24배의 압력을 각각 받을 것이다. 그러한 경우에, 10 ㎛의 형상 편차는 시트의 중량의 7배의 평형 간극을 향하는 힘을 초래한다.
일부 실시예에서, 일정 평형 간극을 가지도록, 2-측면형 가스 베어링 조립체가 셋업될 수 있다. 일부 실시예에서, 평형 간극이 조정될 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템에 일정한 힘을 인가하도록, 상부 가스 베어링 조립체가 고정되고 하부 가스 베어링 조립체가 조정될 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템에 일정한 힘을 인가하도록, 하부 가스 베어링 조립체가 고정되고 상부 가스 베어링 조립체가 조정될 수 있다.
일부 실시예에서, 하부 가스 베어링 조립체가 고정된다. 일부 실시예에서, 상부 가스 베어링 조립체가 고정된다. 일부 실시예에서, 상부 가스 베어링 조립체가 하부 가스 베어링 조립체에 대해서 이동 가능하다. 그러한 이동은, 평형 간극을 증가 또는 감소시키는 또는 기계적 동작을 통한 가스 압력의 변화를 초래할 수 있다.
일부 실시예에서, 상부 가스 베어링 조립체는 제1 가스 베어링 조립체이고 하부 가스 베어링 조립체는 제2 가스 베어링 조립체이다. 일부 실시예에서, 하부 가스 베어링 조립체는 제1 가스 베어링 조립체이고 상부 가스 베어링 조립체는 제2 가스 베어링 조립체이다.
일부 실시예에서, 1-측면형 가스 베어링 조립체는, 편평화 힘을 형성할 수 있게 하는, 100 Pa의 음압을 1-측면형 가스 베어링 조립체의 출구에 인가함으로써 편평화 힘을 형성할 수 있다. 예로서, 75 ㎛ 휘어짐은 유리 중량의 약 2배의 간극 감소 힘을 초래한다.
일부 실시예에서, 가스 베어링 조립체는 그라파이트와 같은 다공성 재료로 제조된다. 일부 실시예에서, 1-측면형 가스 베어링 조립체는, 주 표면 내에 배치된 이산형 가스 통로를 갖춘 주 표면을 갖는다. 일부 실시예에서, 2-측면형 및 1-측면형 가스 베어링 조립체가 또한 가스의 제어된 공급을 제공하기 위한, 출구를 관리하기 위한, 그리고 시스템을 열적으로 제어하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가스 베어링 시스템은 제어되는 방식의 유리 시트의 냉각을 제공할 수 있거나 온도 변동을 방지하기 위한 능동적 가열을 제공할 수 있다.
도 52는 예시적인 가스 베어링 디바이스(5210)를 도시한다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 디바이스(5210)는 하부 가스 베어링(5211) 및 상부 가스 베어링(5212)을 포함한다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 디바이스(5210)는 접촉 없이 유리 시트(5203)를 편평화한다. 일부 실시예에서, 유리 시트(5203)는 하부 가스 베어링(5211) 및 상부 가스 베어링(5212) 사이에서 이동된다. 일부 실시예에서, 유리 시트(5203)는, 가스 베어링과 유리 시트(5203) 사이의 접촉 없이, 하부 가스 베어링(5211)과 상부 가스 베어링(5212) 사이에서 이동된다. 하부 가스 베어링(5211)은 화살표(5227)에 의해서 표시된 방향으로 가스 압력을 유리 시트(5203)에 인가한다. 상부 가스 베어링(5212)은 화살표(5228)에 의해서 표시된 방향으로 가스 압력을 유리 시트(5203)에 인가한다.
2개의 공기 베어링 사이의 간극, 예를 들어 하부 가스 베어링(5211)과 상부 가스 베어링(5212) 사이의 간극이 존재하는 일부 실시예에서, 간극은 지지 구조물에 의해서 기계적으로 고정될 수 있다. 그리고, 일부 실시예에서, 간극은 가변적일 수 있고 공기 압력에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상부 가스 베어링(5212)이 가스 필름(5226)에 의해서 지지될 수 있고, 그에 따라 가스 필름(5226)의 크기는 가스 압력 및 상부 가스 베어링(5212)의 중량에 따라 달라진다. 상부 가스 베어링(5212)은, 가스 필름(5226)을 위한 공기를 제공하는 호스 또는 스프링 조립체와 같은, 다른 어떠한 것에 의해서 부분적으로 지지되면서, 가스 필름(5226)에 의해서 지지될 수 있다.
도 53은 예시적인 가스 베어링 조립체(5310)를 도시한다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 조립체(5310)는 하부 가스 베어링 조립체(5311) 및 상부 가스 베어링 조립체(5312)을 포함한다. 일부 실시예에서, 상부 가스 베어링 조립체(5312) 및 하부 가스 베어링 조립체(5311) 각각이 주 표면을 갖는다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 조립체(5310)는 접촉 없이 유리 시트(5303)를 편평화한다. 일부 실시예에서, 유리 시트(5303)는 하부 가스 베어링 조립체(5311)와 상부 가스 베어링 조립체(5312) 사이에서 이동된다. 일부 실시예에서, 유리 시트(5303)는, 가스 베어링 주 표면과 유리 시트(5303) 사이의 접촉 없이, 하부 가스 베어링 조립체(5311)의 주 표면과 상부 가스 베어링 조립체(5312)의 주 표면 사이에서 이동된다. 일부 실시예에서, 제1 가스 필름(5325)이 하부 가스 베어링 조립체(5311)와 유리 시트(5303) 사이에 형성되고, 제2 가스 필름(5326)은 상부 가스 베어링 조립체(5312)와 유리 시트(5303) 사이에 형성된다. 일부 실시예에서, 표면(5320)은, 도 5a의 복수의 가스 베어링(140)과 같은, 복수의 가스 베어링을 포함한다. 일부 실시예에서, 가스 베어링(5320)이 다공성 그라파이트로 제조된다. 일부 실시예에서, 가스는 복수의 가스 유입구 홀(5360)을 통해서 가스 베어링 조립체(5310)에 공급된다.
도 54a는 예시적인 가스 베어링 조립체(5411)의 상면도를 도시한다. 도 54b는 예시적인 가스 베어링 조립체(5411)의 정면도를 도시한다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 조립체(5411)는 2-측면형 가스 베어링 디바이스 내의 하부 가스 베어링이다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 조립체(5411)는 2-측면형 가스 베어링 디바이스 내의 상부 가스 베어링이다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 조립체(5411)는 1-측면형 가스 베어링 디바이스이다. 가스 베어링 조립체(5411)는 복수의 유입구 통로(5460)를 갖는다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 조립체(5411)는 복수의 분출 채널(5465)을 갖는다. 일부 실시예에서, 가스가, 화살표(5475)에 의해서 표시된 방향으로, 복수의 유입구 통로(5460)를 통해서 가스 베어링 조립체(5411)에 공급된다.
도 55는 예시적인 가스 베어링 조립체(5510)를 도시한다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 조립체(5510)는 접촉 없이 유리 시트(5503)를 편평화한다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 조립체(5510)는 가스 필름(5525)을 형성한다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 조립체(5510)는 화살표(5527)에 의해서 표시된 방향으로 양의 가스 압력을 유리 시트(5503)에 인가하고, 화살표(5528)에 의해서 표시된 방향으로 진공을 유리 시트(5503) 상에서 당긴다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 조립체(5510)는, 가스 필름(5525) 내에서 압력 평형을 생성함으로써, 유리 시트(5503)를 편평화한다.
도 56은 2-측면형 가스 베어링 조립체의 편평화 구동력의 예를 도시한다. 도 56은 y-축 상의 필름 압력 대 유리 중량의 비율 및 x-축 상의 ㎛ 단위의 평형 간극의 크기를 도시한다. 예로서, 1 mm 두께의 유리가 편평화되었다. 가스는, 평방 미터의 유리당 0.01 m3/초의 유동으로 가스 베어링을 통해서 공급되었다. 상부 가스 베어링 조립체가 650 Pa의 부하 및 105 ㎛의 대칭 평형 간극을 인가하였다. 일부 실시예에서, 상부 가스 베어링 조립체는 그 자체의 중량만을 이용하여 부하를 인가한다. 일부 실시예에서, 상부 가스 베어링 조립체는 기계적 시스템을 이용하여 부하를 인가한다.
가스 베어링 냉각
일부 실시예에서, 전술한 임의의 가스 베어링 디바이스 또는 조립체가, 가스 베어링 디바이스 전체를 통해서 온도 균일성을 유지하는데 도움을 줄 수 있는 냉각 통로를 포함할 수 있다. 가스 베어링 디바이스는 냉각 유체를 통과 이송하도록 구성된 냉각 통로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉각 통로가 가스 베어링 디바이스의 벽 내에 매립될 수 있다. 일부 실시예에서, 냉각 통로가 각각의 벽의 표면과 접촉될 수 있다. 가스 베어링 디바이스의 냉각은, 고온에서 이송, 편평화 또는 프로세스되는 유리 기재로부터의 열에 근접함으로 인한 및/또는 열 관리 디바이스가 가열 요소일 때 열 관리 디바이스의 가열 효과로 인한 가스 베어링의 왜곡을 방지하는데 있어서 특히 유리할 수 있다.
일부 실시예에서, 냉각 유체는 물을 포함할 수 있고, 첨가제, 예를 들어 가스 베어링 디바이스의 구성요소의 부식을 방지하기 위해서 또는 유체를 이용한 열 전도 및 열 제거를 향상시키기 위해서 선택된 첨가제, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 및 그 혼합물을 더 포함할 수 있으나, 추가적인 실시예에서 물이 냉각 유체 내에 존재하지 않을 수 있다. 예를 들어, 냉각 유체가 전적으로 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 및 그 혼합물, 또는 가스 베어링 디바이스를 냉각시킬 수 있는 다른 유체일 수 있다. 일부 실시예에서, 냉각 유체는 가스, 예를 들어 공기일 수 있으나, 추가적인 실시예에서, 가압 가스가 주로, 비제한적으로 질소, 헬륨 및/또는 아르곤 또는 그 혼합물을 포함하는, 다른 가스, 또는 가스의 혼합물일 수 있다. 가스 베어링 디바이스는, 코발트-크롬 합금 또는 니켈 합금, 예를 들어 인코넬 718 또는 인코넬 625를 포함하는, 금속 구성요소를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 가스 베어링 디바이스는 세라믹 재료, 예를 들어 알루미나 또는 지르코니아를 포함할 수 있거나, 또 다른 실시예에서 그라파이트를 포함할 수 있다. 가스 베어링 디바이스를 포함하는 재료가, 예를 들어, 재료의 열 전도도를 기초로 선택될 수 있고, 상이한 재료들의 혼합물을 포함할 수 있다.
다양한 실시예가 본원에서 설명되었지만, 그러한 실시예는 단지 예로서 제공된 것이고, 비제한적인 것이다. 적응예 및 수정예가, 본원에서 제시된 교시 내용 및 지침을 기초로, 개시된 실시예의 균등물의 의미 및 범위 내에 포함될 것이다. 본원에서 제공된 실시예의 요소가 반드시 상호 배타적인 것이 아니고, 통상의 기술자에 의해서 예상될 수 있는 바와 같이 다양한 상황에 맞춰 상호 교환될 수 있다.
본 개시 내용의 실시예가, 유사한 참조 번호를 이용하여 동일하거나 기능적으로 유사한 요소를 나타내는, 첨부 도면에 도시된 바와 같은 실시예를 참조하여 본원에서 구체적으로 설명된다. "일 실시예", "실시예", "일부 실시예", "특정 실시예" 등에 대한 언급은, 설명된 실시예가 특별한 특징, 구조, 또는 특성을 포함할 수 있으나, 모든 실시예가 특별한 특징, 구조, 또는 특성을 반드시 포함하지 않을 수 있다는 것을 나타낸다. 또한, 그러한 문구가 반드시 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니다. 또한, 특별한 특징, 구조, 또는 특성이 실시예와 관련하여 설명될 때, 명시적으로 설명되었거나 그렇지 않았거나 간에, 다른 실시예와 함께 그러한 특징, 구조, 또는 특성을 실시하는 것이 관련 기술 분야의 통상의 기술자의 지식에 포함된다는 것을 제시한다.
본원에서 사용된 바와 같이, "약"이라는 용어는 양, 크기, 제제(formulation), 매개변수, 및 다른 수량을 의미하고, 특징은 정확하지 않고 정확할 필요가 없으나, 대략적이고 및/또는 크거나 작을 수 있고, 희망하는 바에 따라, 공차, 변환 계수, 반올림, 측정 오류 및 기타, 그리고 당업자에게 알려진 다른 인자를 반영한다.
"약"이라는 용어가 범위의 값 또는 종료-점의 설명에서 이용될 때, 개시 내용은 언급된 특정 값 또는 종료-점을 포함하는 것으로 이해하여야 한다. 범위의 수치 값 또는 종료-점이 "약"을 언급하는지와 관계없이, 범위의 수치 값 또는 종료-점이 2개의 실시예: "약"에 의해서 수정된 실시예 및 "약"에 의해서 수정되지 않은 실시예를 포함할 것이다.
범위는 본원에 "약" 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 "약" 다른 특정 값까지 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현되었을 때, 다른 실시예가 하나의 특별한 값으로부터 및/또는 다른 특별한 값까지를 포함한다. 유사하게, 값이 개략적인 것으로 표현되었을 때, "약"이라는 선행사의 이용에 의해서, 특별한 값이 다른 실시예를 형성한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 각각의 범위의 종단점은 다른 종단점과 관련하여, 그리고 다른 종단점과 독립적으로 상당히 중요하다는 것을 더 이해할 수 있을 것이다.
본원에서 사용된 바와 같은 방향적 용어 - 예를 들어, 상, 하, 우측, 좌측, 전방, 후방, 상단부, 하단부 - 는 단지 도시된 바와 같은 도면을 참조하여 기재된 것이고 절대 배향을 암시하기 위한 것은 아니다.
달리 명백하게 기술되지 않는 한, 본원에서 기술된 임의 방법에서 그 단계들이 특별한 순서로 실시될 것을 요구하는 것으로 그리고 어떠한 장치, 특정 배향이 요구되는 것으로 결코 해석되지 않는다. 따라서, 방법 청구항이 그 단계들이 따라야 하는 순서를 실제로 기재하지 않는 경우에, 또는 어떠한 방법 청구항도 개별적인 구성요소에 대한 순서 또는 배향을 실제로 기재하지 않는 경우에, 또는 단계가 특정 순서로 제한된다는 것이 청구항이나 상세한 설명에서 달리 구체적으로 기술되어 있지 않는 경우에, 또는 장치의 구성요소에 대한 특정 순서 또는 배향이 기재되어 있지 않는 경우에, 어떠한 면에서도, 순서 또는 배향이 결코 추정되지 않는다. 이는: 단계의 배열, 동작적 흐름, 구성요소의 순서, 또는 구성요소의 배향에 대한 논리 문제; 문법적 구성이나 구두점에서 파생된 평범한 의미; 명세서에서 설명된 실시예의 수 또는 유형을 포함하는, 해석을 위한 임의의 가능한 비-명시적 기반에서 적용된다.
본원에서 사용된 바와 같이, 문맥에서 달리 명백하게 기재되어 있지 않는 한, 단수 형태("a", "an", 및 "the")가 복수의 대상을 포함한다. 그에 따라, 문맥에서 달리 명백하게 기재되어 있지 않는 한, "하나의" 구성요소에 대한 언급은 둘 이상의 그러한 구성요소를 포함하는 실시예를 포함한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 상보적인 특징들은, 서로 거울 화상인 그리고 서로 결합될 수 있는 특징이다. 예를 들어, 표면의 적어도 하나에 걸쳐 거의 전체적으로 접촉되게, 하나의 표면을 다른 표면에 대해서 피팅하기 위한 적절한 크기를 갖는 경우(예를 들어, 볼 및 소켓 조인트)에, 볼록 표면 및 오목 표면이 상보적일 수 있다. 예각을 포함하는 표면이, 180도에서 그러한 예각을 뺀 둔각을 포함하는 다른 표면과 상보적일 수 있다(예를 들어, 평행한 표면들에 대한 각도로 절취된 2개의 대향 평행 주 표면을 갖는 보드가 상보적인 절취 표면들을 초래할 것이다). 통상의 기술자는 전술한 안내 내용으로부터 상보적의 의미를 충분히 이해할 것이다.
사실상, 개시 내용의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도, 본 개시 내용의 실시예에 대한 여러 가지 수정 및 변경이 이루어질 수 있다는 것이 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확할 것이다. 그에 따라, 본 개시 내용은, 첨부된 청구항 및 그 균등물의 범위 내에 포함되는 경우에, 그러한 수정 및 변경을 포함하도록 의도된다.
본원에서 사용된 바와 같은 "유리 기재", "유리 리본", 및 "유리 시트"라는 용어는 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 유리 기재를 지지하기 위해서 사용되는 가스 베어링은 또한 유리 리본 또는 유리 시트를 지지하기 위해서 이용될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같은 "배기 포트", "이산형 포트", 및 "배출구 포트"라는 용어가 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 배출구 포트는 또한 배기 포트 또는 이산형 포트일 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같은 "점성 유리" 또는 "용융 유리"라는 용어는 50 내지 1013 포와즈 범위의 점도를 갖는 유리를 의미할 수 있다. "용융 유리"는 본원에서 설명된 유리 프로세싱 장비 및 유사 장비를 통해서 액체로서 유동될 수 있는 충분히 낮은 점도를 갖는다. "점성 유리"는, 용이하게 영구적으로 변형될 수 있는 충분히 낮은 점도를 갖는다. 점성 유리는 또한 본원에서 "연화된" 유리로 지칭될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, "또는"이라는 용어는 포괄적이고; 더 구체적으로, "A 또는 B"라는 문구는 "A, B, 또는 A 및 B 모두"를 의미한다. 배타적인 "또는"은 본원에서, 예를 들어, "A 또는 B 중 어느 하나" 및 "A 또는 B 중 하나"라는 용어로 표시된다. 요소 또는 구성요소를 설명하기 위한 부정관사("a" 및 "an") 및 정관사("the")는, 구체적인 경우에 달리 설명되지 않는 한, 이러한 요소 또는 구성요소 중 하나 또는 적어도 하나가 존재한다는 것을 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 가스 필름에 "의해서 지지되는"이라는 용어는, 지지되는 물품이 적어도 부분적으로 가스 필름에 의해서 지지된다는 것을 의미한다. 예를 들어, 가스 필름이 유리 리본을 지지하기 위한 힘을 인가하는 무접촉 가스 베어링 위를 유리 리본이 통과하는 경우에, 심지어 유리 리본이 유리 리본과 접촉되는 롤러 상으로 후속하여 공급되는 경우에도, 유리 리본은 가스 필름에 "의해서 지지된다". 그리고 가스 베어링은 가스 필름에 "의해서 지지"될 수 있다.
본원에서 상한 값 및 하한 값을 포함하는 수치 값의 범위가 언급된 경우에, 구체적인 상황에서 달리 기술되지 않는 한, 그러한 범위는 그 종료점 및 그러한 범위 내의 모든 정수 및 분수를 포함하기 위한 것이다. 청구항의 범위는, 범위를 규정할 때, 인용된 특정 값으로 제한되도록 의도되지 않는다. 또한, 양, 농도, 또는 다른 값 또는 매개변수가 범위로서, 하나 이상의 바람직한 범위로서, 또는 상부의 바람직한 값 및 하부의 바람직한 값의 목록으로서 주어질 때, 임의의 상부 범위 한계 또는 바람직한 값 및 임의의 하부 범위 한계 또는 바람직한 값의 임의의 쌍으로부터 형성된 모든 범위를 구체적으로 개시한 것으로 이해될 수 있을 것이고, 이때 그러한 쌍이 별개로 개시되었는지의 여부는 관계없다.
본원에서 사용된 바와 같이, "유리"라는 용어는, 유리 및 유리-세라믹을 포함하여, 적어도 부분적으로 유리로 제조된 임의 재료를 포함한다는 것을 의미한다.
"여기에서"라는 용어는, 일련의 구조물의 특성에 관한 언급을 도입하기 위해서, 개방형 전이 문구로서 이용된다.
본원에서 사용된 바와 같이, "주위"라는 용어는, 가스 베어링과 관련한 유리의 이동을 설명하기 위해서 사용될 때, "주위", "통과", "위", "아래", 또는 "부근"을 포함하는 것을 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, "포함하는"은 개방형 전이 문구이다. "포함하는"이라는 전이 문구 이후의 요소의 목록은 비배타적인 목록이고, 그에 따라 목록에서 구체적으로 인용된 요소 이외의 요소가 또한 존재할 수 있다.
본 개시 내용은 특정 기능 및 그 관계의 구현예를 설명하는 기능적 구축 블록의 도움으로 전술되었다. 이러한 기능적 구축 블록의 경계는 설명의 편의를 위해서 본원에서 임의적으로 규정되었다. 특정 기능 및 관계가 적절하게 실시될 수 있는 한, 대안적인 경계가 규정될 수 있다.
특정 실시예에 관한 전술한 설명은 본 개시 내용의 일반적인 특성을 완전히 나타낼 것이고, 그에 따라 다른 사람은, 관련 기술 분야의 통상의 기술자의 지식을 적용하는 것에 의해서, 본 개시 내용의 일반적인 개념을 벗어나지 않고, 과도한 실험이 없이도, 다양한 적용예를 위해서 그러한 특정 실시예를 용이하게 수정 및/또는 적응시킬 수 있을 것이다. 그에 따라, 그러한 적응 및 수정은, 본원에서 제시된 교시 내용 및 지침을 기초로, 개시된 실시예의 균등물의 의미 및 범위 내에 포함될 것이다. 본원의 어구 또는 용어는 설명을 위한 것이고 제한적인 것이 아니며, 그에 따라 본 명세서의 용어 또는 어구는 교시 내용 및 지침에 비추어 볼 때 통상의 기술자에 의해서 해석될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 개시 내용의 폭 및 범위는 전술한 예시적인 실시예의 어느 것에 의해서도 제한되지 않고, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 규정되어야 할 것이다.
Claims (42)
- 연화된 유리를 지지하는 방법이며:
지지 표면을 갖는 가스 베어링 디바이스에 근접하여 유리를 배치하는 단계로서, 지지 표면이 복수의 배출구 포트를 포함하고, 배출구 포트는 m2당 적어도 8,000개의 배출구 포트 밀도를 갖는, 단계;
유리가 지지 표면에 닿지 않고 가스에 의해서 지지되도록, 가스의 스트림을 배출구 포트를 통해서 토출하는 단계를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
가스 베어링 디바이스가 공기 전환 베어링이고, 상기 방법은:
유리 스트림이 공기 전환 베어링의 근접부 내로 공급된 후에:
공기 전환 베어링과 유리의 접촉 없이, 유리 스트림을 제1 방향으로부터 제2 방향으로 재지향시키는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
가스 베어링이 공기 테이블이고;
유리는 연속적인 유리 스트림을 포함하고;
방법은:
연속적인 유리 스트림이 공기 테이블의 근접부 내로 공급된 후에:
연속적인 유리 스트림이 수평 평면을 횡단할 때, 공기 테이블과 유리의 접촉 없이, 연속적인 유리 스트림을 지지하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
가스 베어링 디바이스가 축적기이고, 방법이:
연속적인 유리 스트림이 축적기의 근접부 내로 공급될 때, 희망 부피의 유리를 축적하고, 축적기와 성형된 유리 표면의 적어도 일부 사이의 접촉 없이, 축적기로 유리의 부피의 표면을 성형하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
가스 베어링 디바이스가 공기 몰드이고;
유리는 유리의 시트를 더 포함하고,
유리를 가스 베어링 디바이스에 근접하여 배치하는 단계가 유리 시트를 공기 몰드 상에 배치하는 단계를 포함하고;
방법은:
공기 몰드와 성형된 유리 표면의 적어도 일부 사이의 접촉 없이, 유리의 표면을 공기 몰드의 형상으로 성형하기 위해서 유리를 처지게 하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
가스 베어링 내의 온도 제어 채널을 통해서 온도-제어된 열 유체를 순환시키는 것에 의해서, 가스 베어링의 온도를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 유리 프로세싱 장치이며:
복수의 배출구 포트를 포함하는 지지 표면을 가지는 가스 베어링 디바이스를 포함하고;
배출구 포트는 m2당 적어도 8,000개의 밀도를 가지며;
가스 베어링 디바이스가 점성 유리를 지지하도록 구성되는, 유리 프로세싱 장치. - 제7항에 있어서,
가스 베어링 디바이스가, 유리와 접촉없이, 유리의 스트림을 제1 방향으로부터 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 전환시키도록 구성된 공기 전환 베어링인, 유리 프로세싱 장치. - 제7항에 있어서,
가스 베어링 디바이스에 연결된 열 제어 시스템을 더 포함하고, 열 제어 시스템은, 가스 베어링 내의 온도 제어 채널을 통해서 온도-제어된 유체를 순환시키는 것에 의해서, 가스 베어링의 온도를 제어하도록 구성되는, 유리 프로세싱 장치. - 유리 형성 장치이며:
유리 스트림을 제1 방향으로 공급하도록 구성되는 유리 공급 유닛으로서, 유리는, 유리 공급 유닛에 의해서 공급될 때, 용융되는, 유리 공급 유닛;
유리 공급 유닛 아래에 배치된 가스 베어링으로서, 스트림 유리와의 접촉 없이 유리의 스트림을 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 재지향시키도록 구성된 가스 베어링;
유리 스트림을 연속적으로 운송 및 지지하도록 구성된 공기 테이블; 및
지지 구조물에 의해서 지지되고 공기 테이블 위에 배치되는 복수의 모듈형 디바이스를 포함하고;
복수의 모듈형 디바이스의 적어도 하나가 모듈형 열 관리 디바이스인, 유리 형성 장치. - 제10항에 있어서,
적어도 하나의 모듈형 열 관리 디바이스가 편평한 패널 가열기, 피동적 반사부 패널, 및 연부 가열기, 공기 나이프 조립체, 롤러, 및 그 임의 조합으로부터 독립적으로 선택되는, 유리 형성 장치. - 제10항에 있어서,
복수의 모듈형 디바이스가 롤 배치 조립체, 편평화 롤 조립체, 및 피동형 롤러 중 적어도 하나를 포함하는, 유리 형성 장치. - 연속 유리 형성 방법이며:
유리 공급 유닛으로부터 제1 방향으로 유리 스트림을 공급하는 단계로서, 유리는, 유리 공급 유닛에 의해서 공급될 때, 용융되는, 단계;
유리 스트림과 접촉하지 않고, 유리 스트림을 제1 방향으로부터 제2 방향으로 재지향시키기 위해서 가스 베어링을 통해서 유리 스트림을 통과시키는 단계;
가스 베어링 주위를 통과한 후에, 유리의 스트림을, 유리와의 접촉 없이, 공기 테이블의 제1 부분을 가로질러 운송하는 단계; 및
유리 스트림의 운송 중에, 모듈형 열 관리 디바이스가 유리 스트림 위에 배치되도록 지지 구조물에 의해서 지지되는 적어도 하나의 모듈형 열 관리 디바이스로 유리 스트림의 열 프로파일을 제어하는 단계를 포함하는, 연속 유리 형성 방법. - 유리 프로세싱 장치이며:
제1 주 표면을 갖는 제1 가스 베어링 조립체,
제2 주 표면을 갖는 제2 가스 베어링 조립체로서, 제1 주 표면이 간극에 의해서 제2 주 표면으로부터 분리되는, 제2 가스 베어링 조립체;
제1 주 표면 내에 배치되고 제1 가스 공급원과 유체 연통되는 제1의 복수의 배출구 포트, 소공 또는 그 조합;
제2 주 표면 내에 배치되고 제2 가스 공급원과 유체 연통되는 제2의 복수의 배출구 포트, 소공 또는 그 조합;
점성 유리의 연속적인 스트림을 간극 내로 공급하도록 배치된 점성 유리의 공급원을 포함하는, 유리 프로세싱 장치. - 제14항에 있어서,
유리가 제1 가스 베어링 조립체와 제2 가스 베어링 조립체 사이의 간극에 진입할 때, 107 내지 1010 포와즈 범위의 점도를 갖는 유리의 스트림을 제공하도록, 점성 유리의 공급원이 구성되는, 유리 프로세싱 장치. - 제14항에 있어서,
제1 가스 베어링 조립체가 복수의 제1 가스 베어링을 더 포함하고, 각각의 제1 가스 베어링은 제1 베어링 지지 표면을 가지며, 그에 따라 복수의 제1 가스 베어링의 제1 베어링 지지 표면들이 함께 제1 주 표면을 형성하며;
제2 가스 베어링 조립체가 복수의 제2 가스 베어링을 더 포함하고, 각각의 제2 가스 베어링은 제2 베어링 지지 표면을 가지며, 그에 따라 복수의 제2 가스 베어링의 제2 베어링 지지 표면들이 함께 제2 주 표면을 형성하는, 유리 프로세싱 장치. - 제16항에 있어서,
복수의 제1 가스 베어링을 서로 분리하는 제1의 복수의 분출 채널, 및 복수의 제2 가스 베어링을 서로 분리하는 제2의 복수의 분출 채널을 더 포함하는, 유리 형성 장치. - 제16항에 있어서,
제2 가스 베어링 조립체가 제1 가스 베어링 조립체 위에 배치되고, 복수의 제2 가스 베어링의 각각이 제1 및 제2 가스 베어링 사이의 하나 이상의 가스 필름에 의해서 지지되는, 유리 프로세싱 장치. - 제16항에 있어서,
복수의 제1 가스 베어링의 각각에 연결된 제1 지지 프레임을 더 포함하고, 제1 지지 프레임은 냉각 유체의 공급원과 유체 연통되는 냉각 통로를 포함하는, 유리 프로세싱 장치. - 점성 유리를 편평화하는 방법이며:
107 내지 1010 포와즈 범위의 점도를 가지는 연속적인 유리 스트림을 가스 베어링 디바이스에 공급하는 단계로서, 가스 베어링 디바이스가:
제1 주 표면을 가지는 제1 가스 베어링 조립체;
제2 주 표면을 가지는 제2 가스 베어링 조립체로서, 제1 주 표면이 간극에 의해서 제2 조립체 표면으로부터 분리되는, 제2 가스 베어링 조립체;
제1 주 표면 내에 배치되고 제1 가스 공급원과 유체 연통되는 제1의 복수의 배출구 포트, 소공 또는 그 조합;
제2 주 표면 내에 배치되고 제2 가스 공급원과 유체 연통되는 제2의 복수의 배출구 포트, 소공 또는 그 조합을 포함하는, 단계;
제1 가스 필름을 생성하기 위해서 제1 주 표면의 배출구 포트 또는 소공을 통해서 가스를 토출함으로써 유리의 제1 측면에 압력을 인가하는 단계;
제2 가스 필름을 생성하기 위해서 제2 주 표면의 배출구 포트 또는 소공을 통해서 가스를 토출함으로써 제1 측면에 대향되는 유리의 제2 측면에 압력을 인가하는 단계; 그리고
유리의 제1 측면 및 제2 측면에 인가된 압력 사이의 압력 평형을 생성함으로써 유리와의 접촉 없이 유리를 편평화하는 단계를 포함하는, 방법. - 제20항에 있어서,
제1 가스 베어링 조립체가 복수의 제1 가스 베어링을 더 포함하고, 각각의 제1 가스 베어링은 제1 베어링 지지 표면을 가지며, 그에 따라 복수의 제1 가스 베어링의 제1 베어링 지지 표면들이 함께 제1 주 표면을 형성하며;
제2 가스 베어링 조립체가 복수의 제2 가스 베어링을 더 포함하고, 각각의 제2 가스 베어링은 제2 베어링 지지 표면을 가지며, 그에 따라 복수의 제2 가스 베어링의 제2 베어링 지지 표면들이 함께 제2 주 표면을 형성하는, 방법. - 제20항에 있어서,
냉각 통로를 통해서 냉각 유체를 유동시킴으로써 가스 베어링 조립체를 냉각시키는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제20항에 있어서,
유리의 점도를 107 내지 1013 포와즈 범위 내에서 유지하면서, 유리를 소정 기간 동안 제1 가스 베어링 조립체 및 제2 가스 베어링 조립체에 근접하여 유지하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 유리 프로세싱 장치이며:
가스 베어링 조립체로서, 주 표면;
주 표면 내에 배치된 복수의 배출구 포트, 소공 또는 그 조합; 및
주 표면 내에 배치된 복수의 분출부를 가지는, 가스 베어링 조립체; 및
연속적인 점성 유리 스트림을 가스 베어링 디바이스에 공급하도록 배치된 점성 유리의 공급원을 포함하고;
가스 베어링 조립체는 배출구 포트 또는 소공을 통해서 양압을 유리 시트에 인가하도록 구성되고;
가스 베어링 조립체는 분출부를 통해서 음압을 유리 시트에 인가하도록 구성되며,
배출구 포트 또는 소공이 가스 공급원과 유체 연통되고,
유리가 가스 베어링 디바이스에 공급될 때, 유리의 점도는 107 내지 1013 포와즈의 범위인, 유리 프로세싱 장치. - 제24항에 있어서,
가스 베어링 조립체가 복수의 가스 베어링을 더 포함하고, 각각의 가스 베어링이 베어링 지지 표면을 가지며, 그에 따라 제1 가스 베어링의 베어링 지지 표면들이 함께 주 표면을 형성하는, 유리 프로세싱 장치. - 제24항에 있어서,
가스 베어링 조립체가 복수의 가스 베어링을 서로 분리하는 복수의 분출 채널을 더 포함하는, 유리 프로세싱 장치. - 점성 유리를 편평화하는 방법이며:
유리가 공급원으로부터 공급될 때 점도가 107 내지 1013 포와즈 범위인 유리의 연속적인 스트림을 공급원으로부터 공급하는 단계,
유리를 가스 베어링 조립체에 근접하여 배치하는 단계로서, 가스 베어링 조립체가:
주 표면;
주 표면 내에 배치된 복수의 배출구 포트, 소공 또는 그 조합;
주 표면 내에 배치된 복수의 분출부를 포함하는, 단계; 및
배출구 포트 또는 소공을 통해서 가스를 토출함으로써 유리에 양압을 인가하는 단계;
분출부를 통해서 진공을 끌어 당기는 것에 의해서 유리에 음압을 인가하는 단계; 그리고
압력 평형을 생성함으로써 유리와의 접촉 없이 유리를 편평화하는 단계를 포함하는, 방법. - 제27항에 있어서,
냉각 유체의 공급원과 유체 연통되는 냉각 통로를 통해서 냉각 유체를 유동시킴으로써 가스 베어링 디바이스를 냉각시키는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제27항에 있어서,
유리의 점도를 107 내지 1013 포와즈 범위 내에서 유지하면서, 유리를 소정 기간 동안 가스 베어링 조립체에 근접하여 유지하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 유리 형성 장치이며:
용융 유리의 스트림을 제1 방향으로 공급하도록 구성된 유리 공급 유닛;
유리 공급 유닛 아래에 배치되는 가스 베어링으로서, 용융 유리의 스트림과의 접촉 없이, 용융 유리의 스트림을 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 재지향시키도록 구성된, 가스 베어링; 및
적어도 하나의 열 관리 디바이스로서:
가스 베어링 내의 유체 냉각제 채널,
용융 유리의 스트림을 가스 베어링을 향해서 강제하는 가스를 토출하도록 구성된 노즐을 포함하는 대류 냉각 시스템, 및
유리 공급 유닛과 가스 베어링 사이에 배치된 열 차폐부로 이루어진 그룹으로부터 선택된, 적어도 하나의 열 관리 디바이스를 포함하는, 유리 형성 장치. - 제30항에 있어서,
유리 형성 장치가 유체 냉각제 채널, 대류 냉각 시스템, 및 열 차폐부를 포함하는, 유리 형성 장치. - 제30항에 있어서,
대류 냉각 시스템이:
가스 챔버; 및
가스 챔버와 유체 연통되는 복수의 노즐로서, 복수의 노즐 중의 각각의 노즐이 가스 챔버로부터 가스를 토출하도록 구성되는, 복수의 노즐을 포함하는, 유리 형성 장치. - 제30항에 있어서,
제1 방향이 수직 방향이고 제2 방향이 수평 방향인, 유리 형성 장치. - 제30항에 있어서,
유리 공급 유닛이 가열기를 더 포함하고;
유리 공급 유닛이 형성 용기인, 유리 형성 장치. - 제30항에 있어서,
용융 유리 스트림과의 접촉 없이, 제2 방향으로 이동되는 용융 유리의 스트림을 지지하도록 구성된 지지 유닛; 및
지지 유닛에 연결되고 용융 유리 스트림으로부터 제2 방향으로 유리 리본을 인발하도록 구성된 유리 리본 인발 유닛을 더 포함하는, 유리 형성 장치. - 유리 형성 장치이며:
출력 경로를 포함하는 유리 공급 유닛;
출력 경로 부근에서 유리 공급 유닛 아래에 배치되는 가스 베어링을 포함하고, 가스 베어링은:
유체 냉각제 채널;
가스 베어링을 향해서 지향된 노즐을 포함하는 대류 냉각 시스템, 및
유리 공급 유닛과 가스 베어링 사이에 배치된 열 차폐부를 더 포함하는, 유리 형성 장치. - 유리 형성 방법이며:
용융 유리의 스트림을 제1 방향으로 공급하는 단계;
용융 유리 스트림과의 접촉 없이 용융 유리 스트림을 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 재지향시키는 단계; 그리고
용융 유리 스트림을 재지향시키는 동안, 용융 유리 스트림의 적어도 하나의 측면 상에서 적어도 50 mm의 거리에 걸쳐 적어도 150 W/m2-K의 열 전달 계수를 갖는 냉각 장치로 유리를 냉각하는 단계를 포함하는, 유리 형성 방법. - 제37항에 있어서,
용융 유리 스트림의 적어도 일부의 점도가 25,000 포와즈 미만인, 유리 형성 방법. - 제37항에 있어서,
적어도 일부의 점도가 용융 유리 스트림의 전달 지점과 용융 유리 스트림의 전달 지점으로부터 10 cm의 거리 사이에서 적어도 50배만큼 증가되는, 유리 형성 방법. - 제37항에 있어서,
용융 유리 스트림의 온도를 감소시키는 단계가:
용융 유리 스트림의 제1 주 표면 상에서 가스 필름을 형성하는 단계; 및
제1 주 표면에 대향되는 용융 유리 스트림의 제2 주 표면에 강제 대류를 인가하는 단계를 포함하는, 유리 형성 방법. - 제37항에 있어서,
열 차폐부를 이용하여 용융 유리 스트림의 온도를 감소시키는 단계를 더 포함하는, 유리 형성 방법. - 제37항에 있어서,
용융 유리 스트림과의 접촉 없이 제2 방향으로 이동되는 용융 유리 스트림을 지지하는 단계; 및
제2 방향으로 용융 유리 스트림으로부터 유리 리본을 인발하는 단계를 더 포함하는, 유리 형성 방법.
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